第三節(jié)汽車主要參數(shù)的選擇

第三節(jié)汽車主要參數(shù)的選擇一、汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭長(zhǎng)度和車箱尺寸等外廓尺寸GB1589-89汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長(zhǎng)：貨車、越野車、整體式客車不應(yīng)超過(guò)12m,單鉸接式客車不超過(guò)18m,半掛汽車列車不超過(guò)16.5m,全掛汽車列車不超過(guò)20m；不包括后視鏡，汽車寬不超過(guò)2.5m；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過(guò)4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處250mm；頂窗、換氣裝置開啟時(shí)不得超出車高300mm。不在公路上行駛的汽車，其外廓尺寸不受上述規(guī)定限制。轎車總長(zhǎng)七是軸距L、前懸七和后懸Lr的和。它與軸距L有下述關(guān)系：、=L/C。式中，C為比例系數(shù)，其值在0.52?0.66之間。發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)汽車的C值為0.62?0.66，發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)汽車的C值約為0.52?0.56。轎車寬度尺寸一方面由乘員必需的室內(nèi)寬度和車門厚度來(lái)決定，另一方面應(yīng)保證能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、懸架、轉(zhuǎn)向系和車輪等。轎車總寬Ba與車輛總長(zhǎng)La之間有下述近似關(guān)系：B=(L/3)+(195±60)mm。后座乘三人的轎車，B不應(yīng)小于1410mm。影響轎車總高七的因素有軸間底部離地高匕，地板及下部零件高h(yuǎn)p，室內(nèi)高Hb和車頂造型高度等。軸間底部離地高入m應(yīng)大于最小離地間隙七項(xiàng)。由座位高、乘員上身長(zhǎng)和頭部及頭上部空間構(gòu)成的室內(nèi)高h(yuǎn)一般在1120?1380mm之間。車頂造型高度大約在20?40mm范圍內(nèi)變B化。軸距L軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配有影響。軸距過(guò)短會(huì)使車廂(箱)長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；上坡或制動(dòng)時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大，汽車制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動(dòng)增大，對(duì)平順性不利；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大。

原則上轎車的級(jí)別越高，裝載量或載客量多的貨車或客車軸距取得長(zhǎng)。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車軸距宜取短些。為滿足市場(chǎng)需要，工廠在標(biāo)準(zhǔn)軸距貨車基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出短軸距和長(zhǎng)鈾距的變型車。不同鈾距變型車的軸距變化推薦在0.4?0.6m的范圍內(nèi)來(lái)確定為宜。汽車的軸距可參考表1-5提供的數(shù)據(jù)選定。表1-5各類汽車的軸距和輪距車型類別軸距L/mtn輪距B/mm轎車微型級(jí)普通級(jí)中級(jí)中、高級(jí)高級(jí)2000--22002100--25402500--28602850--34002900--39001100--13801150--15001300--15001400--15801560--16204X2貨車微型輕型中型重型1700--29002300--36003600--55004500~56001150--13501300--16501700--20001840?2000車型類別軸距L/mm輪距B/mm礦用自卸車總質(zhì)量ma/t<60>603200--42003900--48002000--4000大客車城市大客車（單車）長(zhǎng)途大客車（單車）4500--50005000--65001740--2050前輪距氣和后輪距B2增大輪距，隨之而來(lái)的是室內(nèi)寬并有利于增加側(cè)傾剛度。但是此時(shí)汽車總寬和總質(zhì)量增加，并影響最小轉(zhuǎn)彎直徑變化。受汽車總寬不得超過(guò)2.5m限制，輪距不宜過(guò)大。但在取定的前輪距氣范圍內(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)間隙。在確定后輪距B2時(shí)應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。各類汽車的輪距可參考表1-5提供的數(shù)據(jù)確定。前懸、和后懸Lr前、后懸長(zhǎng)時(shí)，汽車接近角和離去角都小，影響汽車通過(guò)性能。對(duì)長(zhǎng)頭汽車，前懸不能縮短的原因是在這段尺寸內(nèi)要布置保險(xiǎn)杠、散熱器、風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。從撞車安全性考慮希望前懸長(zhǎng)些，從視野角度考慮又要求前懸短些。前懸對(duì)平頭汽車上下車的方便性有影響，前鋼板彈簧長(zhǎng)度也影響前懸尺寸。長(zhǎng)頭貨車前懸一般在1100?1300nun范圍內(nèi)。貨車后懸長(zhǎng)度取決于貨箱、相距和軸荷分配的要求。輕型、中型貨車的后懸一般在1200—2200mm之間，特長(zhǎng)貨箱汽車的后懸可達(dá)2600mm，但不得超過(guò)軸距的55%。轎車后懸長(zhǎng)度影響行李箱尺寸?？蛙嚭髴议L(zhǎng)度不得超過(guò)軸距的65%，絕對(duì)值不大于3500mm。對(duì)于三軸汽車，若二、三軸為雙后軸，其軸距應(yīng)按第一軸至雙后軸中心線的距離計(jì)算；若一、二軸為雙轉(zhuǎn)向軸，其軸距按一、三軸的軸距計(jì)算。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。車身形式即長(zhǎng)頭型還是平頭型對(duì)車頭長(zhǎng)度有絕對(duì)影響。此外，車頭長(zhǎng)度尺寸對(duì)汽車外觀效果、駕駛室居住性和發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性等有影響。長(zhǎng)頭型貨車車頭長(zhǎng)度尺寸一般在2500?3000mm之間，平頭型貨車一般在1400?1500mm之間。貨車車箱尺寸要求車箱尺寸在運(yùn)送散裝煤和袋裝糧食時(shí)能裝足額定噸數(shù)。車箱邊板高度對(duì)汽車質(zhì)心高度和裝卸貨物的方便性有影響，一般應(yīng)在450?650mm范圍內(nèi)選取。車箱內(nèi)寬應(yīng)在汽車外寬符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前提下適當(dāng)取寬些，以利縮短邊板高度和車箱長(zhǎng)度。行駛速度能達(dá)到較高車速的貨車，使用過(guò)寬的車箱會(huì)增加汽車迎風(fēng)面積，導(dǎo)致空氣阻力增加。車箱內(nèi)長(zhǎng)應(yīng)在能滿足運(yùn)送上述貨物額定噸位的條件下盡可能取短些，以利于減小整備質(zhì)量。二、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定整車整備質(zhì)量m0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。整車整備質(zhì)量對(duì)汽車的成本和使用經(jīng)濟(jì)性均有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是通過(guò)減輕整備質(zhì)量增加裝載量或載客量；抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的整備質(zhì)量的增加；節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：采用強(qiáng)度足夠的輕質(zhì)材料，新設(shè)計(jì)的車型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)更合理。減少整車整備質(zhì)量，是從事汽車設(shè)計(jì)工作中必須遵守的一項(xiàng)重要原則。整車整備質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段需估算確定。在日常工作中，收集大量同類型汽車各總成、部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合新車設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝水平等初步估算出各總成、部件的質(zhì)量，再累計(jì)構(gòu)成整車整備質(zhì)量。轎車和客車的整備質(zhì)量也可按每人所占整車整備質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)平均值估計(jì)（表1-6）。表1—6 轎車和客車人均整備質(zhì)量車型人均整備質(zhì)量值/（t?人一1）車型人均整備質(zhì)量值/（t?人一1）微型轎車0.15-0.16中高級(jí)以上轎車0.29--0.34普通級(jí)轎車0.17-0.24中型以下客車0.096--0.16中級(jí)轎車0.21-0.29大型客車0.065--0.13汽車的載客量和裝載質(zhì)量（簡(jiǎn)稱裝載量）（1） 汽車的載客量轎車的載客量用座位數(shù)表示。微型和普通級(jí)轎車為2?4座；中級(jí)以上轎車為4?7座。城市大客車的載客量，由等于座位數(shù)的乘客和站立乘客兩部分構(gòu)成。站立乘客按每平方米8?10人計(jì)算。長(zhǎng)途大客車和專供游覽觀光用的大客車，其載客量等于座位數(shù)。（2） 汽車的裝載質(zhì)量m 汽車的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時(shí)所允許的額定e裝載量。汽車在碎石路面上行駛時(shí)，裝載質(zhì)量約為好路面的75%?85%。越野汽車的裝載量是指越野行駛時(shí)或在土路上行駛時(shí)的額定裝載量。貨車裝載質(zhì)量m的確定，首先應(yīng)與行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列符合，其次要考慮到汽車的用e途和使用條件。原則上貨流大、運(yùn)距長(zhǎng)或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車；貨源變化頻繁、運(yùn)距短的市內(nèi)運(yùn)輸車采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟(jì)。質(zhì)量系數(shù)不m0質(zhì)量系數(shù)nm0是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即門m0=m「m0。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，nm0值越大，說(shuō)明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進(jìn)。在參考同類型汽車選定門m0以后（表1-7），可根據(jù)任務(wù)書中給定的”,值計(jì)算出整車整備質(zhì)量。表1—7不同類型汽車的質(zhì)量系數(shù)nm0。汽車類型nm0貨車輕型中型重型0.80-1.10~1.20-1.351.30-1.70礦用自卸車最大裝載質(zhì)量me/t<452>451.10-1.501.30—1.70軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來(lái)表示。軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的使用性能有影響。從輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車輪的載荷應(yīng)相差不大;為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過(guò)性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的載荷，

而從動(dòng)軸載荷可以適當(dāng)減少；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向軸的載荷不應(yīng)過(guò)小。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)位置與驅(qū)動(dòng)形式不同，對(duì)軸荷分配有顯著影響。各類汽車的軸荷分配見表l_8o表1-8各類汽車的軸荷分配車型滿載空載前軸后軸前軸后軸發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)47%-60%40%-53%56%-66%34%-44%轎發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)45%-50%50%-55%51%-56%44%-49%車發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)40%-46%54%-60%38%-50%50%-62%4X2后輪單胎32%-40%60%-68%50%-59%41%-50%貝4X2后輪雙胎，長(zhǎng)、短頭式25%-27%73%-75%44%-49%51%-56%4X2后輪雙胎，平頭式30%-35%65%-70%48%-54%46%-52%車6X4后輪雙胎19%-25%75%-81%31%-379663%-69%三、汽車性能參數(shù)的確定動(dòng)力性參數(shù)最高車速umax隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級(jí)轎車的最高車速有逐漸提高的趨勢(shì)。轎車的最高車速umax大于貨車、客車的最高車速。級(jí)別高的轎車的最高車速U要大于級(jí)別低些轎車的最高車速。微型、輕型貨車最高車速大于中型、重型貨車的最max高車速，重型貨車最高車速較低。有關(guān)客車的車速見交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325—1997。其它車型的最高車速范圍見表1-9o

表1—9汽車動(dòng)力性參數(shù)范圍汽車類別最高車速umax/(km?h-1)比功率P.ms-1/(Kw.-1)比轉(zhuǎn)矩T.ms-1/(N?m.t-1)微型級(jí)110-15030-6050-110普通級(jí)120-17035-6580-110中級(jí)130-9040-7090-130中、高級(jí)140-23050-80120-140高級(jí)160-28060-110100-180微型80-13516-2830-44輕型15-2538-44中型75-12010-2033-47重型6-2029-50加速時(shí)間t汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大的加速?gòu)?qiáng)度加速到一定車速所用去的時(shí)間稱為加速時(shí)間。對(duì)于最高車速u皿悠＞100km/h的汽車，常用加速到100km/h所需的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)，如中、高級(jí)轎車此值一般為8?17s,普通級(jí)轎車為12?25s。對(duì)于U低于100km/h的汽車，可用0?60km/h的加速時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。max上坡能力用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)"悠來(lái)表示汽車上坡能力。因轎車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對(duì)它們的上坡能力要求也不一樣。通常要求貨車能克服30%坡度，越野汽車能克服60%坡度。汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比。它可以綜合反映汽車的動(dòng)力性。轎車的比功率大于貨車和客車，貨車的比功率隨總質(zhì)量的增加而減小。為保證路上行駛車輛的動(dòng)力性不低于一定的水平，防止某些性能差的車輛阻礙交通，應(yīng)對(duì)車輛的最小比功率做出規(guī)定。我國(guó)GB7258一1997《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》規(guī)定:農(nóng)用運(yùn)輸車與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率不小于4.0kW/t，其它機(jī)動(dòng)車不小于4.8kW/t。比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。它能反映汽車的牽引能力。不同車型的比功率和比轉(zhuǎn)矩范圍見表 1-9。有關(guān)客車的比功率見交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325—19970燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量(L/100km)來(lái)評(píng)價(jià)。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)性越好。級(jí)別低的轎車，百公里燃油消耗量要低于級(jí)別高的轎車(表l-10)o未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是百公里油耗量繼續(xù)減少，如正在研制的超經(jīng)濟(jì)型轎車的百公里燃油消耗量為3L/100km。表1—10轎車的百公里燃油消耗量車型微型轎車普通級(jí)轎車中級(jí)轎車高級(jí)轎車百公里燃油消耗量/IL(100kin)”]4.4—7.57—1210?1618-23.5貨車有時(shí)用單位質(zhì)量的百公里油耗量來(lái)評(píng)價(jià)(表l—11)0表1—11 貨車單位質(zhì)量百公里燃油消耗量 [L(100t-km)-1]總質(zhì)量ma/t汽油機(jī)柴油機(jī)總質(zhì)量ma/t汽油機(jī)柴油機(jī)<43.0?4.02.0?2.86?122.68?2.821.55?1.864?62.8?3.21.9?2.1>12?2.50?2.601.43?1.53①包括礦用自卸車。最小轉(zhuǎn)彎直徑D.min轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin。Dmin用來(lái)描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等對(duì)汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車，Dmin應(yīng)取小些。GB7258一1997《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中規(guī)定：機(jī)動(dòng)車的最小轉(zhuǎn)彎直徑不得大于24m。當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑為24m時(shí)，前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪差（以兩內(nèi)輪軌跡中心計(jì)）不得大于3.5m。各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑D見表1-12。min表1—12各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin車型級(jí)別Dmin/m車型級(jí)別Dmin/m轎車微型普通級(jí)中級(jí)高級(jí)7-9.58.5-119-1211?14貨車微型輕型中型重型8-1210-192021貨車微型中型大型10-1314-2017-22礦用自卸車裝載質(zhì)量ma/t<45>4515-1918-24通過(guò)性的幾何參數(shù)總體設(shè)計(jì)要確定的通過(guò)性幾何參數(shù)有：最小離地間隙久min，接近角Y1，離去角Y2，縱向通過(guò)半徑P1等。各類汽車的通過(guò)性參數(shù)視車型和用途而異，其范圍見表1-13。表1—13汽車通過(guò)性的幾何參數(shù)車型 ?hmin/mmy1/(°)yy2/(°)p1/m4X2轎車150-22020-3015-223.0-8.34X4轎車21045-5035-401.7-3.64x2貨車250-30040-6025-452.3-6.04X4貨車、6X6貨車260-35045-6035-451.9-3.64X2客車、6X4客車220-37010-406-204.0-9.0操縱穩(wěn)定性參數(shù)汽車操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)參數(shù)較多，與總體設(shè)計(jì)有關(guān)并能作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的有：轉(zhuǎn)向特性參數(shù)為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應(yīng)具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車以0.4g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪側(cè)偏角之差(51—5「作為評(píng)價(jià)參數(shù)。此參數(shù)在1°?3°為宜。車身側(cè)傾角汽車以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在3°以內(nèi)較好，最大不允