車身設(shè)計(jì)論文第四章,第五章

1、4 電動(dòng)車零部件的選擇4.1 前后懸架的選擇 懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。 典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。根據(jù)汽車兩側(cè)車輪運(yùn)動(dòng)是否相互關(guān)聯(lián)，汽車懸架分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩大類。 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車橋上，車輪連同車橋一起

2、通過(guò)彈性元件與車架(或車身)相連。車身的相對(duì)穩(wěn)定性較差。但這種懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在載重汽車上被廣泛應(yīng)用。    獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪各自單獨(dú)地通過(guò)彈性元件與車架(或車身)相連，并且采用斷開(kāi)式車橋。若一側(cè)車輪相對(duì)于車架(或車身)的位置發(fā)生變化時(shí)，另一側(cè)車輪不受影響。這種懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但車身的平穩(wěn)性和高速行駛的穩(wěn)定性較好，因此在轎車和小客車上得到普遍采用。本次課題所設(shè)計(jì)的場(chǎng)地電動(dòng)車由于其所行駛的路況比較好，車速為25km/h，車速不高，為了節(jié)約成本并使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，前軸采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛，成本也較低，又能滿足車一定的舒適性；后軸采用鋼板彈簧

3、非獨(dú)立懸架，最簡(jiǎn)單最便宜而又實(shí)用的懸架。表4-1不同形式懸架的特點(diǎn) 雙橫臂式單橫臂式單縱臂式單斜臂式麥弗遜式扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式側(cè)傾中心高度比較低比較高比較低居單臂式和單縱臂式之間比較高比較低車輪相對(duì)車神跳動(dòng)時(shí)車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化大主銷后傾角變化大有變化變化小左右輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)不變輪距變化小，故輪胎磨損速度慢變化大，故輪胎磨損速度快不變變化不大變化很小不變懸架側(cè)傾角剛度較小，需要橫向穩(wěn)定器較大，可不裝置橫向穩(wěn)定器較小，需要橫向穩(wěn)定器居單臂式和單縱臂式之間較大，可不裝置橫向穩(wěn)定器橫向剛度橫向剛度大橫向剛度小橫向剛度較小橫向剛度大占用的空間尺寸占用較多

4、的空間占用較少的空間幾乎不占用高度空間占用的空間小其他結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，前懸架用得較多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，前懸架上用得少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，乘用車上用得較多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)乘用車的后懸架4.2 電動(dòng)車車橋車架以及車輪的選擇4.2.1車橋車橋(也稱車軸)通過(guò)懸架和車架(或承載式車身)相連，兩端安裝汽車車輪。其功能是傳遞車架(或承載式車身)與車輪之間各方向作用力。 車橋可以是整體式的，有如一個(gè)巨大的杠鈴，兩端通過(guò)懸架系統(tǒng)支撐著車身，因此整體式車橋通常與非獨(dú)立懸架配合；車橋也可以是斷開(kāi)式的，象兩把雨傘插在車身兩側(cè)，再各自通過(guò)懸架系統(tǒng)支撐車身，所以斷開(kāi)式車橋與獨(dú)立懸架配用。 根據(jù)驅(qū)動(dòng)方

5、式的不同，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋四種。其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋。大多數(shù)汽車采用前置后驅(qū)動(dòng)(FR)，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動(dòng)橋；而前置前驅(qū)動(dòng)(FF)汽車則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，后橋充當(dāng)支持橋。 本次課題所設(shè)計(jì)的電動(dòng)車，由于前文提到，前軸是采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，所以選用的前橋是斷開(kāi)式的，而后軸采用的是鋼板彈簧的非獨(dú)立懸架，故選用的后橋是整體式的。前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，后橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。4.2.2車輪輪胎及車輪對(duì)車的許多重要性能，包括動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)性，操縱穩(wěn)定性，制動(dòng)性及行駛安全性和汽車的承載能力都有影響。因此，選擇輪胎是很重要的工作。輪胎級(jí)車輪部件應(yīng)滿足下述基本要求：足

6、夠的負(fù)荷能力和速度能力；較小的滾動(dòng)阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質(zhì)量平衡性；耐磨損，耐老化，抗刺扎和良好的氣密性；質(zhì)量小，價(jià)格低，拆裝方便，互換性好。相比較于斜交輪胎輪胎，子午線輪胎的特點(diǎn)是滾動(dòng)阻力小，溫升低，胎體緩沖性能和胎面附著性能都比斜交輪胎要好，裝車后油耗低，耐磨損壽命長(zhǎng)，高速性能好，下圖為子午線輪胎與械絞線輪胎的性能比較 但子午線輪胎也有制造困難，造價(jià)不如斜交輪胎低和不易翻修等缺點(diǎn) 綜合各項(xiàng)條件考慮，本課題所設(shè)計(jì)的場(chǎng)地電動(dòng)車選擇子午線輪胎。輪胎具體型號(hào)如下萬(wàn)通195/65R 1588H 195：輪胎寬（mm） 65 ：扁平率（胎高/胎寬） R ：子午線結(jié)構(gòu) 15 ：輪胎直徑 88 ：

7、載重指數(shù) H ：速度代號(hào)（最高安全極速是210Km/h）4.2.3車架就像人的身體由骨架來(lái)支持一樣，汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等。現(xiàn)有的車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。 在港臺(tái)汽車刊物中常稱作“陣式車架”，是最早出現(xiàn)的車架類型（從全世界第一部汽車開(kāi)始一直沿用至今）。大梁車架的原理很簡(jiǎn)單：將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來(lái)成為一個(gè)鋼架，然后在這個(gè)鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個(gè)鋼架就是名副其實(shí)的“車架”。 大梁式車架的優(yōu)點(diǎn)是鋼梁提供很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)容易，生產(chǎn)工藝

8、的要求也較低。致命的缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量沉重，車架重量占去全車總重的相當(dāng)部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車，影響整車的布局和空間利用率，大梁的厚度使安裝在其上的座廂和貨廂的地臺(tái)升高，使整車重心偏高。也稱作整體式或單體式車架。針對(duì)大梁式車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問(wèn)題，承載式車架的意念是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上。這個(gè)車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)確稱呼應(yīng)為“無(wú)車架結(jié)構(gòu)的承載式車身”（采用大梁車架的汽車車身則稱為“非承載式車身”）。承載式車架是目前轎車的主流，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低，而且沖壓成型的制造方式十分適合現(xiàn)代化

9、的大批量生產(chǎn)。但是除了開(kāi)發(fā)制造難度高外，剛度（尤其是抗扭剛度）不足也是承載式車身的一大缺陷。本課題設(shè)計(jì)的電動(dòng)車車架是鋼管式車架，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自由設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有利于降低汽車的制造成本。5參數(shù)的校核在參數(shù)校核的第一步要進(jìn)行的是汽車總質(zhì)量的估算：電機(jī)的質(zhì)量為，鉛酸蓄電池一共4個(gè)，共計(jì)，乘客20名，共計(jì)，懸架155 kg，輪胎,車橋，車身，底盤，其余（如電子線路，雨刷器等）約重。預(yù)計(jì)汽車總質(zhì)量：；計(jì)汽車的最高車速是已知的，公式： （5-1）由（6-1）式即可得出故取其中 ：電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 ：車輪半徑 ：汽車減速比下面要驗(yàn)證取5.0是否滿足要求：根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的，汽車至少要能克服爬坡度為15%的坡道，即在坡度角為的坡道上也能正常行駛。下面根據(jù)公式來(lái)確定減速比的大小 （5-2）由（6-2）式=4.84經(jīng)計(jì)算汽車爬坡所要克服的阻力大小為： （5-3）其中：滾動(dòng)阻力 ：坡道阻力 ：坡度角要使汽車能正常行駛，減速比需滿足一定要求，此時(shí)汽車的驅(qū)動(dòng)力所要達(dá)到的要求為：即其中：電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ：機(jī)械效率 ：車輪半徑由以上計(jì)算可知，取5.0符