汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

車的整體設(shè)計(jì)（me=2000kg,=110km/h，f=0.018）目錄TOC\o"1-3"\h\u24816摘要 327610第1章汽車形式的選擇 4323041.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 475171.1.1汽車載人數(shù)和裝載質(zhì)量 4120211.1.2整車整備質(zhì)量mo確定 460841.1.3汽車總質(zhì)量ma 49631.2汽車輪胎的選擇 538211.3駕駛室布置 6308921.4驅(qū)動(dòng)形式的選擇 6285841.5軸數(shù)的選擇 7113191.6貨車布置形式 760031.7外廓尺寸的確定 788881.8軸距L的確定 7191861.9前輪距B1和后輪距B2 885341.10前懸LF和后懸LR 8269771.11貨車車頭長(zhǎng)度 8179981.12貨車車箱尺寸 83148第2章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 9287212.1發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 9323382.2發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速 10215532.3選擇發(fā)動(dòng)機(jī) 10第255283章軸荷分配及質(zhì)心位置計(jì)算 13223473.1平靜時(shí)的軸荷分配及質(zhì)心位置計(jì)算 13255683.2水平路面上汽車滿載行駛時(shí)各軸的最大負(fù)荷計(jì)算 15271713.3.制動(dòng)時(shí)各軸的最大負(fù)荷計(jì)算 1628039第4章傳動(dòng)比的計(jì)算和選擇 1846734.1驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)比的選擇 187814.2變速器傳動(dòng)比的選擇 1842664.2.1變速器頭檔傳動(dòng)比的選擇 1843554.2.2變速器的選擇 1930940第5章動(dòng)力性能計(jì)算 2064825.1驅(qū)動(dòng)平衡計(jì)算 20143015.1.1驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 2011905.1.2行駛阻力計(jì)算 20277715.1.3汽車驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖 21133445.2動(dòng)力特性計(jì)算 22252705.2.1動(dòng)力因數(shù)D的計(jì)算 22321515.2.2行駛阻力與速度關(guān)系 23213685.2.3動(dòng)力特性圖 23202165.2.4汽車爬坡度計(jì)算 24212495.2.5加速度倒數(shù)曲線 25229105.3功率平衡計(jì)算 26275655.3.1汽車行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)出的功率 26276135.3.2汽車行駛時(shí)，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率 2741015.3.3功率平衡圖 286806第6章汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 299783第7章汽車不翻倒條件計(jì)算 3141057.1汽車滿載不縱向翻倒的校核 31164867.2汽車滿載不橫向翻倒的校核 31271407.3汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑 31308總結(jié) 3331745參考文獻(xiàn) 34摘要本次汽車設(shè)計(jì)的題目是貨車總體設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容是選擇整車和各總成的結(jié)構(gòu)形式及主要技術(shù)特性參數(shù)和性能參數(shù)，主要是進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求為：裝載質(zhì)量2000kg，最大車速110km/h，滾動(dòng)阻力系數(shù)0.018。本次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：汽車的總體設(shè)計(jì)，主要包括設(shè)計(jì)順序，軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、布置形式的選擇等；汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定，包括汽車主要尺寸的確定（外廓尺寸、軸距等），汽車質(zhì)量參數(shù)的確定（質(zhì)量系數(shù)、總質(zhì)量等）；發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇；軸荷分配及質(zhì)心位置的計(jì)算和輪胎的選擇；主減速器傳動(dòng)比和變速器傳動(dòng)比的計(jì)算及變速器的選擇；動(dòng)力性能的計(jì)算，包括驅(qū)動(dòng)平衡技算，動(dòng)力特性計(jì)算，功率平衡計(jì)算；燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算；汽車穩(wěn)定性的計(jì)算等。關(guān)鍵詞總體設(shè)計(jì)，軸荷分配，動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性第1章汽車形式的選擇1.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定汽車質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量、載荷分配等。1.1.1汽車載人數(shù)和裝載質(zhì)量汽車的載荷質(zhì)量是指汽車在良好路面上所允許的額定裝載質(zhì)量。汽車載客量：3人汽車的載重量：me=2000kg1.1.2整車整備質(zhì)量mo確定整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具，備胎等），加滿燃料、水、但沒(méi)有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。質(zhì)量系數(shù)ηmo是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，ηmo=m0me/m0。根據(jù)表1-1表1-1貨車質(zhì)量系數(shù)ηmo總質(zhì)量ma/tηmo貨車1.8＜ma≤6.00.8～1.16.0＜ma≤14.01.20～1.35ma≥14.01.30～1.70本車型為輕型貨車，1.8＜ma≤6.0，故取ηmo=0.8根據(jù)公式ηmo=me/m0；mo=me/ηmo=2000/1=20000kg1.1.3汽車總質(zhì)量ma汽車總質(zhì)量ma是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時(shí)的整車質(zhì)量。ma=mo+me+3×65kg（1-1）式中：ma——汽車總質(zhì)量，kg；mo——整車整備質(zhì)量，kg；me——汽車載質(zhì)量，kg；根據(jù)公式（2-1）可得：ma=mo+me+3×65kg=2000+2000+3×65=4195汽車總質(zhì)量：4195kg1.2汽車輪胎的選擇表1-2各類汽車軸荷分配滿載空載前軸后軸前軸后軸商用貨車4×2后輪單胎32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%4×2后輪雙胎，長(zhǎng)、端頭式25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%4×2后輪雙胎，平頭式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%6×2后輪雙胎19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%根據(jù)表1-2，本車型為4×2后輪單胎，平頭式，故暫定前軸占32%，后軸占68%，則：前輪單側(cè)：后輪單側(cè)：其中為輪胎所承受重量，根據(jù)GB9744一1997可選擇輪胎如表1-3表1-4所示表1-2輕型載重普通斷面子午線輪胎氣壓與負(fù)荷對(duì)應(yīng)表負(fù)荷，kg氣壓kPa輪胎規(guī)格2502803203503904204604905305606.00-14LTS535585635[6]680720760800[8]840880915[10]根據(jù)，選擇輪胎型號(hào)7.00-15LT，氣壓：420kPa，層級(jí)：8表1-4輕型載重普通斷面斜交線輪胎輪胎規(guī)格基本參數(shù)主要尺寸，mm允許使用輪輞層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)輪輞新胎充氣后輪胎最大只用尺寸雙胎最小中心距斷面寬度外直徑負(fù)荷下靜半徑斷面寬度外直徑公路花紋越野花紋7.00-15LT6,8,105.50J2207507603502147692366.00G1.3駕駛室布置載貨車駕駛室一般有長(zhǎng)頭式、短頭式、平頭式三種。平頭式貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是：汽車總長(zhǎng)和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動(dòng)性能良好，汽車整備質(zhì)量小，駕駛員視野得到明顯的改善，平頭汽車的面積利用率高。短頭式貨車最小轉(zhuǎn)彎半徑、機(jī)動(dòng)性能不如平頭式貨車，駕駛員視野也不如平頭式貨車好，但與長(zhǎng)頭式貨車比較，還是得到改善，動(dòng)力總成操作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和振動(dòng)對(duì)駕駛員的影響與平頭貨車比較得到很大改善，但不如長(zhǎng)頭式貨車長(zhǎng)頭式貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的接觸性好，便于檢修工作，離合器、變速器等操縱穩(wěn)定機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于布置，主要缺點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性能不好，汽車整備質(zhì)量大，駕駛員的視野不如短頭式貨車，更不如平頭式貨車好，面積利用率低。綜上各貨車的優(yōu)缺點(diǎn)，本車選用平頭式，該布置形式視野較好，汽車的面積利用較高，在各種等級(jí)的載重車上得到廣泛采用1.4驅(qū)動(dòng)形式的選擇汽車的驅(qū)動(dòng)形式有很多種。汽車的用途，總質(zhì)量和對(duì)車輛通過(guò)性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主要因素。本車采用普通商用車多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的42后單胎的驅(qū)動(dòng)形式。1.5軸數(shù)的選擇汽車的總質(zhì)量和道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等對(duì)汽車的軸數(shù)有很大的影響?？傎|(zhì)量小于19噸的商用車一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的兩軸方法,當(dāng)汽車的總質(zhì)量不超過(guò)32t時(shí)，一般采用三軸；當(dāng)汽車的總質(zhì)量超過(guò)32t時(shí)，一般采用四軸。故本車軸數(shù)定為兩軸。1.6貨車布置形式汽車的布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車身的相互關(guān)系和布置而言。汽車的使用性能取決于整車和各總成。其布置的形式也對(duì)使用性能也有很重要的影響。本車為平頭貨車，發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。1.7外廓尺寸的確定GB1589—1989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車、整體式客車總長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)12m，不包括后視鏡，汽車寬不超過(guò)2.25m；空載頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過(guò)4m；根據(jù)課設(shè)要求，并參考同類車型一汽解放CA1040K11L2R5E3輕卡，本車的外廓尺寸如下：5620×2000×2200（mm×mm×mm）。1.8軸距L的確定軸距L對(duì)整車質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響?？紤]本車設(shè)計(jì)要求和表3-1推薦，根據(jù)汽車總質(zhì)量1882.5kg，并參考同類車型一汽解放CA1040K11L2R5E3輕卡，軸距L選為3100mm。表3-1各型汽車的軸距和輪距類別軸距/mm輪距/mm4×2貨車1.8～6.02300～36001300～16506.0～14.03600～55001700～20001.9前輪距B1和后輪距B2在選定前輪距B1范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)空間間隙。在確定后輪距B2時(shí)，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。根據(jù)表3-1，并參考同類車型一汽解放CA1040K11L2R5E3輕卡，前輪距B1=1500mm后輪距B2=1430mm。1.10前懸LF和后懸LR前懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長(zhǎng)度、下車和上車的方便性以及汽車造型等均有影響。初選的前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置總成、部件的同時(shí)盡可能短些。后懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性、汽車追尾時(shí)的安全性、貨廂長(zhǎng)度、汽車造型等有影響，并決定于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.8～14.0t的貨車后懸一般在1200～2200mm之間。參考同類車型一汽解放CA1040K11L2R5E3輕卡，并根據(jù)本車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定前懸LF：1020mm后懸LR：1500mm。1.11貨車車頭長(zhǎng)度貨車車頭長(zhǎng)度系指從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。參考一汽解放CA1040K11L2R5E3輕卡，本車車頭長(zhǎng)1470mm1.12貨車車箱尺寸參考一汽解放CA1040K11L2R5E3輕卡，考慮本車設(shè)計(jì)要求，確定本車車箱尺寸：4000mm×1900mm×380mm。第2章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇2.1發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計(jì)算：（2-1）式中：——最大功率，kw；——傳動(dòng)效率，取0.9；——重力加速度，取9.8m/s2；——滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.018；——空氣阻力系數(shù)，取0.8；——汽車正面迎風(fēng)面積，，其中為前輪距（見(jiàn)第三章），為汽車總高（見(jiàn)第三章）；=1.385×2.2=3.047m2；——汽車總重,kg；——汽車最高車速,km/h。根據(jù)公式（2-1）可得：=考慮汽車其它附件的消耗，可以在再此功率的基礎(chǔ)上增加13.5％～25％即在85.42kw～94.07kw選擇發(fā)動(dòng)機(jī)。2.2發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計(jì)算：α（2-2）式中：α——轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，一般去1.1～1.3，取1.1——最大功率時(shí)轉(zhuǎn)矩，N?m——最大功率，kw——最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速，r/min——最大轉(zhuǎn)矩，N?m其中，/在1.4～2.0之間取。這里取1.6根據(jù)公式（2-2）=/1.6=2800/1.6=1750r/min2.3選擇發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)上述功率及發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，選定錫柴4DW93-84E3CY4102BZLQ-A增壓中冷型主要技術(shù)參數(shù)

型

號(hào)：

CY4102BZLQ-A

形

式：

立式直列、水冷、四沖程、增壓中冷

氣缸數(shù)：

4—102×118

工作容積：

3.856

燃燒室形式：

直噴圓型縮口燃燒室

壓縮比：

17:1

額定功率/轉(zhuǎn)速：

88/2800

最大扭矩/轉(zhuǎn)速：

343/1400-1800

標(biāo)定工況燃燒消耗率：

全負(fù)荷最低燃油消耗率：

220

最高空載轉(zhuǎn)速：

3100

怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速：

750

機(jī)油消耗率：

工作順序：

1-3-4-2

噪聲限制：

114

煙

度：

≤0.6

排放標(biāo)準(zhǔn)：

達(dá)歐洲Ⅱ號(hào)標(biāo)準(zhǔn)

整機(jī)凈質(zhì)量：

340

外形參考尺寸：

963.1×693×820.8發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線如圖2-1所示：圖2-1發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線3軸荷分配及質(zhì)心位置計(jì)算3.1平靜時(shí)的軸荷分配及質(zhì)心位置計(jì)算總布置的側(cè)視圖上確定各個(gè)總成的質(zhì)心位置,及確定各個(gè)總成執(zhí)行到前軸的距離和距地面的高度。根據(jù)力矩平衡的原理,按下列公式計(jì)算各軸的負(fù)荷和汽車的質(zhì)心位置:(3.1)式中:、、……總成的質(zhì)量，kg、、……各個(gè)總成質(zhì)心到前軸的距離，m、、……各個(gè)總成質(zhì)心到地面的距離，m、……后軸負(fù)荷，mL………汽車軸距………汽車質(zhì)心到前軸的距離，m汽車質(zhì)心到后軸的距離，m在總布置時(shí),汽車的左右負(fù)荷分配應(yīng)盡量相等，一般可以不計(jì)算，軸荷分配和質(zhì)心位置應(yīng)滿足要求，否則，要重新布置各總成的位置，如調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)或車廂位置，以致改變汽車的軸距。各總成質(zhì)量及其質(zhì)心到前軸的距離、離地高度見(jiàn)表3-2。表3-2各部件質(zhì)心坐標(biāo)及質(zhì)量主要部件部件質(zhì)量（kg）空載時(shí)質(zhì)心坐標(biāo)滿載時(shí)質(zhì)心坐標(biāo)(x,y)(x,y)發(fā)動(dòng)機(jī)及其部件340(10，700)（10,600）離合器及操縱機(jī)構(gòu)12(860,550)（860,450）變速器及離合器殼70(1250,550)（1250,450）萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)22(2300,530)（2300,4300）后軸及后軸制動(dòng)器215(3100,440)(3100,340)后懸及減震器60(3100,470)(3100,370)前懸及減震器60(0,480)(0,380)前車輪及輪胎總成100(0,375)(0,375)前軸、前制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向梯形148(200,450)(200,350)車后輪及輪胎總成185(3100,375)(3100,375)車架及支架、拖鉤裝置2152200,530(2200,430)轉(zhuǎn)向器25(200,600)(200,500)手制動(dòng)器及操縱機(jī)構(gòu)28(-200,1050)(-200,950)制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)50(-300,650)（-300,550）油箱及油管42（1300,500）（1300,400）消聲器及排氣管28（1200,470）（1200,370）蓄電池組50（1250,500）（1250,400）儀表及其固定零件20（800,950）（800,850）車廂總成170（1400,900）（1400,800）駕駛室100（400,1000）（400,900）擋泥板等50（2800,450）（1200,350）人195（200,1100）貨物2000(2470,1140)總質(zhì)量4195(1333,585)(1828,828)注：x：各部件質(zhì)心到前輪中心線的距離（單位：mm）y：各部件質(zhì)心到地面線的距離（單位：mm）由上表可得：1.空載時(shí)：kgmmkg前軸軸荷分配后軸軸荷分配符合前軸負(fù)荷在48%～54%，后軸負(fù)荷在46%～52%的范圍內(nèi)，所以滿足軸荷分配要求。2.滿載時(shí):kgmmkg前軸軸荷分配后軸軸荷分配符合前軸負(fù)荷在30%～35%，后軸負(fù)荷在65%～70%的范圍內(nèi)，所以滿足軸荷分配要求。3.2水平路面上汽車滿載行駛時(shí)各軸的最大負(fù)荷計(jì)算對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的載貨汽車在水平路面上滿載行駛時(shí)各軸的最大負(fù)荷按下列公式計(jì)算：（3.2）式中：——行駛時(shí)前軸最大負(fù)荷，kg；——行駛時(shí)后軸最大負(fù)荷，kg;——路面附著系數(shù)，在干燥的瀝青或混凝土路面上，該值為0.7～0.8。令，（3.3）式中：——行駛時(shí)前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，該值為0.8～0.9——行駛時(shí)后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，該值為1.1～1.2根據(jù)公式（3.2）可得:kgkg3.3.制動(dòng)時(shí)各軸的最大負(fù)荷計(jì)算汽車滿載制動(dòng)時(shí)各軸的最大負(fù)荷按下式計(jì)算：（3-3）式中：——制動(dòng)時(shí)的前軸負(fù)荷，kg；——制動(dòng)時(shí)的后軸負(fù)荷，kg；令，式中：——制動(dòng)時(shí)前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，該值為1.4～1.6——制動(dòng)時(shí)后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，該值為0.4～0.7根據(jù)公式（3.3）可得：kg故滿足要求。第4章傳動(dòng)比的計(jì)算和選擇4.1驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)比的選擇在選擇驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)比時(shí)，首先可根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、車輪參數(shù)來(lái)確定，其值可按下式計(jì)算：（3-1）式中：——汽車最高車速，km/h；——最高車速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，一般=（0.9～1.1），其中為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min；這里取為1，則=1×=1×3200=3200——車輪半徑，m。取=1；根據(jù)公式（3-1）可得：4.2變速器傳動(dòng)比的選擇4.2.1變速器頭檔傳動(dòng)比的選擇（1）在確定變速器頭檔傳動(dòng)比時(shí)，需考慮驅(qū)動(dòng)條件和附著條件。為了滿足驅(qū)動(dòng)條件，其值應(yīng)符合下式要求：式中：——汽車的最大爬坡度，初選為16.7o。為了滿足附著條件，其大小應(yīng)符合下式規(guī)定：式中：——驅(qū)動(dòng)車輪所承受的質(zhì)量，kg；由于后軸軸荷分配為65.32%，故=4195×65.79%=2740.17kg——附著系數(shù)。0.7-0.8之間，取=0.8。（2）各擋傳動(dòng)比確定：由于在4.22～2.379取=3.7，且=1輕型載貨汽車采用4～5檔變速,各檔變速比遵循下式關(guān)系分配:4.2.2變速器的選擇實(shí)際上，對(duì)于擋位較少的變速器，各擋傳動(dòng)比之間的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比數(shù)級(jí)來(lái)分配傳動(dòng)比的，這主要是考慮到各擋利用率差別很大的緣故，汽車主要用較高擋位行駛的，中型貨車4擋位變速器中的1、2、3三個(gè)擋位的總利用率僅為10%到15%，所以較高擋位相鄰兩個(gè)擋見(jiàn)的傳動(dòng)比的間隔應(yīng)小些，特別是最高擋與次高擋之間更應(yīng)小些。參考《中國(guó)汽車零配件大全》,選取變速箱，確定各檔傳動(dòng)比如下表4-1表4-1參數(shù)品牌系列型號(hào)重量1-5傳動(dòng)比倒檔中心距A法士特W0612615系5J100T系1檔：6.622檔：3.993檔：2.474檔：1.555擋：16.4870.9mm第5章動(dòng)力性能計(jì)算5.1驅(qū)動(dòng)平衡計(jì)算5.1.1驅(qū)動(dòng)力計(jì)算汽車的驅(qū)動(dòng)力按下式計(jì)算：（5-1）式中：——驅(qū)動(dòng)力，N；——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，Nm；——車速，km/h。5.1.2行駛阻力計(jì)算汽車行駛時(shí)，需要克服的行駛阻力為：=式中：——道路的坡路，度，平路上時(shí)，其值為0o；——行駛加速度，m/s2,等速行駛時(shí)，其值為0；=(5-2)根據(jù)公式（5-1）及（5-2）可計(jì)算出各檔位汽車行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力，車速，需要克服的行駛阻力，如表5-1表5-2所示：表5-1各檔驅(qū)動(dòng)力，速度T337343340335330320312302n14001600180020002200240026002800一檔Va189111213141517Ft11927519619194471916118875183031784517273二檔Va21416182022242628Ft21161811824117211154911376110321075610411三檔Va32225293235384145Ft371927320725671497042682966586445四檔Va43541465156616671Ft445134593455344864419428541784044五檔Va5556371798694102110Ft529122964293828942851276526962609表5-2行駛阻力Va5556371798694102110F阻116412941442160617881987220424385.1.3汽車驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖根據(jù)表5-1可繪出驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖5-1驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖從圖5-1上可以清楚的看出不同車速時(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間的關(guān)系。汽車以最高擋行駛時(shí)的最高車速，可以直接在圖5-1上找到。顯然，F(xiàn)t5曲線與Ff﹢Fw曲線的交點(diǎn)便是uamax。因?yàn)榇藭r(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力相等，汽車處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。圖5-1中最高車速為95km/h，滿足設(shè)計(jì)要求。5.2動(dòng)力特性計(jì)算5.2.1動(dòng)力因數(shù)D的計(jì)算汽車的動(dòng)力因數(shù)按下式計(jì)算：（5-3）5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系0.0076+0.000056（5-4）T(N?m)337343340335330320312302n(r/min)14001600180020002200240026002800V189111213141517D10.4690.4770.4730.4660.4590.4450.4330.419V21416182022242628D20.2820.2870.2840.2800.2750.2660.2590.251V32225293235384145D30.1730.1760.1740.1700.1670.1610.1560.150V43541465156616671D40.1050.1060.1040.1000.0970.0920.0870.081V5556371798694102110D50.0600.0590.0540.0490.0440.0370.0300.022根據(jù)式（5-3）及式（5-4）得汽車各檔行駛動(dòng)力因數(shù)，如表5-3所示：表5-3各檔速度與動(dòng)力因素表5-4速度與滾動(dòng)阻力系數(shù)的關(guān)系V5556371798694102110f0.01070.01110.01160.01200.01240.01290.01330.01385.2.3動(dòng)力特性圖利用表5-3做出動(dòng)力特性圖圖5-2動(dòng)力特性圖汽車在各擋下的動(dòng)力因數(shù)與車速的關(guān)系曲線稱為動(dòng)力特性曲線。在動(dòng)力特性圖上作滾動(dòng)阻力系數(shù)曲線f-ua，顯然線與直接擋D-ua曲線的交點(diǎn)即為汽車的最高車速。5.2.4汽車爬坡度計(jì)算汽車的上坡能力是用滿載時(shí)汽車在良好路面上的最大爬坡度imax表示的。最大爬坡度是指I擋最大爬坡度。=（5-5）式中：——汽車頭檔動(dòng)力因數(shù)。由式（5-7）可得：==0.51最大爬坡度為：51%>30%滿足條件。5.2.5加速度倒數(shù)曲線由汽車行駛方程得：（5-6）——回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其值可按下式估算：（5-7）式中：=0.03～0.05，取0.04；～0.06，取0.05；——變速器各檔位時(shí)的傳動(dòng)比。公式（5-7）可得各檔δ值：表5-4各檔回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)ig6.623.992.471.551δ3.231.8361.3451.161.09由此可得各檔汽車行駛時(shí)各檔加速度及加速度倒數(shù)，如表5-5所示：表5-5各檔速度、加速度與加速度倒數(shù)T337343340335330320312302n14001600180020002200240026002800一檔V189111213141517a11.371.391.381.361.341.291.261.221/a10.730.720.720.740.750.770.790.82二檔V21416182022242628a21.411.431.421.401.371.331.291.241/a20.7100.6970.7040.7160.7290.7540.7760.805三檔V32225293235384145a31.1311.1501.1341.1111.0871.0431.0060.9621/a30.880.870.880.900.920.960.991.04四檔V43541465156616671a40.740.740.720.700.670.620.580.531/a41.351.341.381.441.501.611.721.87五檔V5556371798694102110a50.3820.3580.3250.2860.2430.1890.1340.0731/a52.622.803.083.504.115.307.4413.63由表5-5可繪出加速度倒數(shù)曲線：圖5-4加速度倒數(shù)曲線對(duì)加速度倒數(shù)和車速之問(wèn)的關(guān)系曲線積分,可以得到汽車在平路上加速行駛時(shí)的加速時(shí)間。從20Km/h加速到100Km/h的時(shí)間t=188*a/3.6=37.6s。（a為一個(gè)小格代表的時(shí)間的倒數(shù)）5.3功率平衡計(jì)算5.3.1汽車行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)出的功率汽車行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)出的功率就是發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性的功率值。根據(jù)求出發(fā)動(dòng)機(jī)功率如表5-6所示：表5-6發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出功率與速度關(guān)系T(N?m)337343340335330320312302n(r/min)14001600180020002200240026002800V189111213141517P149.4057.4764.0870.1676.0280.4284.9488.54V21416182022242628P249.4057.4764.0870.1676.0280.4284.9488.54V32225293235384145P349.4057.4764.0870.1676.0280.4284.9488.54V43541465156616671P449.4057.4764.0870.1676.0280.4284.9488.54V5556371798694102110P549.4057.4764.0870.1676.0280.4284.9488.545.3.2汽車行駛時(shí)，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率汽車行駛時(shí)，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率即為克服行駛阻力所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率，其值按下式計(jì)算：（5-8）當(dāng)汽車在平路上等速行駛時(shí)，其值為（5-9）由公式（5-9）得汽車在平路上等速行駛時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率現(xiàn)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為下表表5-7阻力功率V5556371798694102110Pe19.7625.1031.4538.9447.6857.8169.4682.745.3.3功率平衡圖作發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)出的功率與車速之間的關(guān)系曲線，并作汽車在平路上等速行駛時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線，即得到汽車的功率平衡圖圖5-4功率平衡圖在不同檔位時(shí)，功率大小不變，只是各擋發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線所對(duì)應(yīng)的車速位置不同，且低擋時(shí)車速低，所占速度變化區(qū)域窄，高檔時(shí)車速高，所占變化區(qū)域?qū)?。Pf在低速范圍內(nèi)為一條斜直線，在高速時(shí)由于滾動(dòng)阻力系數(shù)隨車速而增大，所以Pf隨ua以更快的速率加大；Pw則是車度ua函數(shù)。二者疊加后，阻力功率曲線是一條斜率越來(lái)越大的曲線。高速行駛時(shí)，汽車主要克服空氣阻力功率。圖中發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線四擋與阻力功率曲線相交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的車速便是在良好水平路面上汽車的最高車速u(mài)amax，為105km/h。該車的四擋是經(jīng)濟(jì)擋位，用該擋行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率高，燃油消耗量低。第6章汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算在總體設(shè)計(jì)時(shí)，通常主要是對(duì)汽車穩(wěn)定行駛時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算公式：（6-1）式中：——汽車穩(wěn)定行駛時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率，kw；——發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率，g/(kw.h),其值由發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性得到；——燃油重度，N/L,柴油為7.94～8.13，其值取8.00；——汽車單位行程燃油消耗量，L/100km；——最高擋車速。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線根據(jù)計(jì)算公式（6-1）列出燃油消耗率，見(jiàn)下表V5(km/h)556371798694102110n(r/min)14001600180020002200240026002800Pe(kw)19.825.131.538.947.757.869.582.7Ge(L/100km)217213211213217222228236Q(L)9.5610.4311.5112.9414.6816.6919.0121.76表6-1燃油消耗根據(jù)表6-1做出燃油消耗圖圖6-2等速百公里油耗第7章汽車不翻倒條件