《淺談客車底盤總布置設(shè)計(jì)》

淺談客車底盤總布置設(shè)計(jì)東風(fēng)汽車有限公司商用車研發(fā)中心客車部二OO五年五月主要任務(wù)＞提出對(duì)各大系統(tǒng)及總成的布置要求和特性參數(shù)的設(shè)計(jì)要求；＞協(xié)調(diào)相關(guān)總成間的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系；＞可以分為性能匹配和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。2概述＞性能參數(shù)匹配，包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性匹配等;＞對(duì)各系統(tǒng)提出設(shè)計(jì)要求，包括結(jié)構(gòu)型式、特性參數(shù)、尺寸限制等；＞繪制底盤總布置圖；＞運(yùn)動(dòng)校核，包括轉(zhuǎn)向輪跳動(dòng)圖、傳動(dòng)軸跳動(dòng)圖、轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置與懸架的運(yùn)動(dòng)校核圖等。＞協(xié)調(diào)各系統(tǒng)及總成間的布置關(guān)系，校核各系統(tǒng)間的尺寸鏈。＞總布置設(shè)計(jì)的計(jì)算驗(yàn)算，包括軸荷分配及質(zhì)心位置計(jì)算、動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性驗(yàn)算、總成及零部件可靠性分析等。3生酉己由于不同用途的車輛追求的設(shè)計(jì)目標(biāo)不同，對(duì)動(dòng)力性的要求也不相同。公路客車一檔最大動(dòng)力因數(shù)為0.28?0.35，直接檔最大動(dòng)力因數(shù)0.06?0.10；公交客車一檔最大動(dòng)力因數(shù)為0.30?0.40,直接檔最大動(dòng)力因數(shù)0.04—0.06；輕型車一檔最大動(dòng)力因數(shù)為0.30?0.40，直接檔最大動(dòng)力因數(shù)0.06?0.10；因此對(duì)車輛其他總成也產(chǎn)生相應(yīng)的要求：公交客車采用變速箱為直接檔，大速比后橋；公路客車采用變速箱位超速檔，小速比后橋。4?經(jīng)濟(jì)性生酉己由于汽車在不同地區(qū)和不同使用條件下行駛，其常用車速也不相同：公路客車：90?120km/h，公交客車：30?45km/h;山區(qū)公路：40?60km/h，城郊等級(jí)公路：60?70km/h。因此必須合理的匹配動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，使汽車大多數(shù)時(shí)間內(nèi)變速箱能用高檔或直接檔行駛，而且是常用車速所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況（包括轉(zhuǎn)速和負(fù)荷率）均處于經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)運(yùn)行。另外，為提高燃油經(jīng)濟(jì)性，所選用的總成也不同，如選用經(jīng)濟(jì)環(huán)保的柴油機(jī)，比汽油機(jī)節(jié)約25-30%；選用滾阻系數(shù)小的子午線輪胎，比普通胎節(jié)油4?9%等。5:?動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性匹配I生酉己要同時(shí)保證動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性就必須合理匹配動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，可以通過動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性仿真軟件進(jìn)行計(jì)算匹配。6?仿真軟件Cruise介紹|生遲酉己__Cruise軟件的主要功能是計(jì)算各種的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放、制動(dòng)性能等經(jīng)濟(jì)性>等速油耗、加速油耗、道路循環(huán)油耗、特定工況油耗動(dòng)力性>加速度、各檔加速時(shí)間、各檔爬坡性能排放>怠速和工況下CO、NOX、HC排放路況〉變坡度、變摩擦系數(shù)、變風(fēng)阻、變大氣溫度、濕度駕駛員〉踩下離合器、制動(dòng)踏板及換檔的習(xí)慣控制策略>各種動(dòng)力元件都可加上控制器，換檔策略是兩參數(shù)的7?仿真軟件Cruise介紹|生酉己Cruise共7個(gè)計(jì)算模塊，功能如下:Cyclerun道路循環(huán)油耗與排放，主要用于評(píng)價(jià)特定工況下油耗ClimbingPerformanc^>準(zhǔn)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)爬坡度、加速度、加速時(shí)間Constantdrive穩(wěn)態(tài)油耗與排放FullLoadAcceleration最大加速度下動(dòng)力性能MaxTractionForce^>驅(qū)動(dòng)性能、儲(chǔ)備功率Cruising〉近似CyclerunBrake匕匕性動(dòng)制8_____?仿真軟件Cruise介紹|生酉己Cruise模型由許多小的動(dòng)力學(xué)模塊構(gòu)成，如幣車模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)模塊、離介器模塊、變速器投塊、差速器校塊、制動(dòng)器校塊、輪胎校塊、功率消耗元件模塊、技制器模塊構(gòu)成，有較大的自由度，可組成復(fù)雜或簡單模型離合器取力器輪胎＞I■-nj?9?仿真軟件Cruise介紹|生酉己各模塊都冇輸出結(jié)果的ra我和數(shù)值，數(shù)據(jù)貸龐大，以下取兒個(gè)典型以說明右側(cè)足EQ6111LH的各檔穩(wěn)態(tài)百公里油耗圖可以活楚行到不同檔位、不同車速F汕耗值及其變化規(guī)瀋同-車速油耗值基本隨檔位子高而下降Z-^710CKARALTEkLErTICm嚒FrontelArm(wZ*￡>ra7Coc±ficiatkt<->Di5plece*eiM<L>lf?ab*E<-N^nherc1Strzakex?■KcLLCMi*dynRfklLR^dii-*Cnvk?at：..MtLtmKudaCSlip:0￡tT!^5"117TT21S<**-Abuad.I；ftir-1C^lmm“25:-=E2：；=1376:-r?：U75:1：E\-：-75-5：37'^l47n330?:4tog32504；黍Si^9&，廑tA&rrSJJptiFtAWsJJ?ff4ffV*JFM?仿真軟件Cruise介紹|，l生酉己右側(cè)是EQ6111LH的循環(huán)1:況分布密度車輛使用I：況足r差萬別的，經(jīng)濟(jì)性的好壞不能用盅接檔的等速汕耗簡單評(píng)價(jià)，必須找到一個(gè)接近實(shí)際使用E況的循環(huán)工況來評(píng)價(jià)。本Cycle根據(jù)十堰到襄樊道路試驗(yàn)制定從圖上可以召到在Cycle內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速軸I:的時(shí)間使用密度，將其疊加在萬冇特性閣上，可以分析在經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)的使用頻率，從而評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)性的好壞3DD0售11?仿真軟件Cruise介紹|瑜出結(jié)果（二檔起步加速）可以讀出時(shí)間軸上加速距離和車速生酉己fnfjGtfAiFrttui^r)dG(^r.withouJ?FLBusUammCHA1UCTE!IST：CDATAVohlcLo?>q>1:9200RollinR:FrcntolArr8*<n^>?070dyn111ngF?f|OraqCootficim<->0‘30■Icii1iiaxiK二idtiliji-J<M?■扇IM卜“?相

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IK10l；4l?ii2￡01M”*Mn--w12主要尺寸和參數(shù)的選擇?軸距與前、后懸軸距的變化影響整車質(zhì)量分配、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性、轉(zhuǎn)彎直徑以及縱向通過半徑。軸距增大，前軸負(fù)荷增大，不足轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)增加，轉(zhuǎn)彎直徑、縱向通過半徑增大，轉(zhuǎn)彎時(shí)，通道寬度減?。欢S距減小，后懸過長，制動(dòng)或上坡軸荷轉(zhuǎn)移過大，汽車的制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞，車身縱向角振動(dòng)過大、傳動(dòng)軸夾角過大等問題。因此，確定軸距應(yīng)綜合整車主要性能、載質(zhì)量、使用工況和軸荷分配等方面考慮。根據(jù)GB7258,客車后懸長度不超過軸距65%。13主要尺寸的選擇、后輪距I輪距大些，對(duì)增大車內(nèi)寬度和提高整車橫向穩(wěn)定性有利，但輪距過大，使汽車總寬增大。前輪距B1主要取決于車架前部的寬度和前懸架的寬度以及布置形式、前輪最大轉(zhuǎn)角和輪胎寬度、轉(zhuǎn)向桿與轉(zhuǎn)向輪以及車架間的運(yùn)動(dòng)間隙，因此，通過具體布置設(shè)計(jì)和相關(guān)系統(tǒng)件運(yùn)動(dòng)校核。后輪距B2主要取決于車架后部的寬度、后懸（彈簧寬度）、輪胎寬度以及它們之間的間隙。前、后輪距B1和B2的確定應(yīng)能保證滿足GB1589汽車總寬的要求。14?發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇I動(dòng)力總成及傳動(dòng)t匕的選擇根據(jù)汽車動(dòng)力性能的要求，按公式:求出發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率。或用比功率法估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率。?發(fā)動(dòng)機(jī)的選崎動(dòng)力總成及傳動(dòng)t匕的選擇利用所追求的最高檔最大動(dòng)力因數(shù)將汽車的常用車速和發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速結(jié)合起來，同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)區(qū)綜合考慮，來依據(jù)所要求的最高檔最大動(dòng)力因素及常用車速來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩和轉(zhuǎn)速是比較現(xiàn)實(shí)的。一般情況下，總重較小的車型，采用低扭矩，高轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)，總重較大的車型，采用大扭矩，低轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣能使發(fā)動(dòng)機(jī)盡量發(fā)揮經(jīng)濟(jì)區(qū)。16i?離合器的選擇I動(dòng)力總成及傳動(dòng)t匕的選擇在任何行駛情況下，離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩，保證汽車起步平穩(wěn)。按公式：D=J^xlOO來確定摩擦片外徑。離合器總成設(shè)計(jì)中有兩個(gè)主要性能參數(shù)：后備系數(shù)和最大摩擦力矩。離合器起著傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)防止其它傳動(dòng)系統(tǒng)過載，起到保護(hù)其他系統(tǒng)的作用。因而，從整車傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來講，希望離合器的后備系數(shù)不能過小，但從保護(hù)其它系統(tǒng)來講，不能過大，同時(shí)，后備系數(shù)過大，最大摩察力矩大，則離合器尺寸過大，導(dǎo)致變速箱選換擋力大。17?離合器的選哺動(dòng)力總成及傳動(dòng)比的選擇城市公交客車，由于變速箱選換擋頻繁，因而導(dǎo)致離合器壓盤、從動(dòng)盤溫度過高，離合器磨損加劇、摩擦系數(shù)降低，摩擦力矩降低，由于靜摩擦力矩降低，將導(dǎo)致傳遞的扭矩降低，將導(dǎo)致從動(dòng)盤打滑，從而加大滑磨功。從滑磨功的的角度來講，汽車起步時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，滑磨功越大；從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，滑磨功越大；汽車質(zhì)量越重，滑磨功越大；降低傳動(dòng)比，滑磨功越大；后備系數(shù)過小，滑磨功越大；輪胎滾動(dòng)半徑越大，滑磨功越大。因而從城市公交^勺使用來看，，望離今滿的卮備系載大好。'一變速膊脳鑛來講18動(dòng)力總成及傳動(dòng)t匕的選擇從整