学习笔记 货车设计

货车总体设计本文下载自百度文库1摘要本次汽车设计的题目是货车总体设计，主要内容是选择整车和各总成的结构形式及主要技术特性参数和性能参数，主要是进行发动机和底盘设计。设计要求为：装载质量1250kg，最大车速125km/h，滚动阻力系数0.016。本次课程设计的主要内容有：汽车的总体设计，主要包括设计顺序，轴数、驱动形式、布置形式的选择等；汽车主要技术参数的确定，包括汽车主要尺寸的确定（外廓尺寸、轴距等），汽车质量参数的确定（质量系数、总质量等）；发动机的选择；轴荷分配及质心位置的计算和轮胎的选择；主减速器传动比和变速器传动比的计算及变速器的选择；动力性能的计算，包括驱动平衡技算，动力特性计算，功率平衡计算；燃油经济性的计算；汽车稳定性的计算等。关键词：货车；设计；发动机；轴荷；动力性；燃油经济性货车总体设计本文下载自百度文库21汽车的总体设计1.1汽车总体设计的一般顺序(1)调查研究与初始决策；其任务是选定设计目标，并制定产品设计工作方针及设计原则，调查研究的内容应包括：老产品在服役中的表现及用户意见；当前本行业与相关行业的技术发展，特别是竞争对手的新产品与新技术；材料、零部件、设备和工具等行业可能提供的条件；本企业在科研、开发及生产方面所取得的新成果等等，它们对新产品设计是很有价值的。(2)总体方案设计；其任务是根据领导决策所选定的目标及对开发目标制定的工作方针、设计原则等主导思想提出移车设想，因此又称为概念设计或构思设计。为此要绘制不同的总体方案图（比例为1：10）供选择。在总体方案图上进行初步布置和分析，对主要总成只画出大轮廓而突出各方案间的主要差别，使方案对比简明清晰。经过方案论证选出其中最佳者。(3)绘制总布置草图，确定整车主要尺寸、质量参数与性能指标以及各总成的基本型式。在总布置草图上要较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行仔细的布置，对轴荷分配和质心高度作计算与调整，训便较准确地确定汽车的轴距、轮距、总长、总宽、总高、离地间隙、货厢或车身地板高度等，并使之符合有关标准和法规；进行性能计算及参数匹配。(4)车身造型设计及绘制车身布置图：绘制不同外形、不同方向、不同色彩的车身外形图．制作相应造型的1：10整车模型；从中选优后再制作精确模型。经征求意见、工艺分析评审及风洞试验后作进一步修改，审定后用三坐标测量仪测量车身模型坐标点。(5)编写设计任务书：作为对以后的设计、试验及工艺准备的指导和依据。其内容常包括：任务来源、设计原则和设计依据；产品的用途及使用条件；汽车型号、承载容量、布置型式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺寸、轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构型式和特性参数；标准化、通用化、系列化水平及变型方案；拟采用的新技术、新结构、新装备、新材料和新工艺；维修、保养及其方便性的要求；续驶里程；生产规划、设备条件及预期制造成本和技术经济预恻等。有时也加进与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。有的还附有汽车总布置方案草图及车身外形方案图。货车总体设计本文下载自百度文库3(6)汽车的总布置设计：其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求，协调整车与总成间、相关总成问、总成与有关部件间的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能达到最优并满足设计任务书所要求的整车参数和性能指标的汽车。其具体工作有:l)绘制汽车总布置图：它是在总布置草图和各总成、部件设计的基础上用1:1或1：2的比例精确地绘出，用于精确控制各部尺寸和位置，为各总成和部件分配准确的布置空间，因此又称为尺寸控制图。要特别注意汽车整体布置的合理性，驾驶室和车厢内部布置应具有视野性好、驾驶操作方便、座位舒适、安全，维修方便等特点。2)根据总布置设计确定的整车参数和性能指标提出对各总成和部件的设汁要求．包括结构型式、特性参数、尺寸与质量限制等。提供整车有关数据与计算载荷等。3)绘制转向车轮跳动等有关部分的运动图；用于校核布置空间以避免发生运动千涉。4)确定有关总成和部件支承的型式、结构参数与特性等，特别是对发动机前后支承、驾驶室支承和排气管支承的位置和刚度要精心选择。5)确定各总成的质心位置，核算汽车空载和满载时的轴荷分配及整车质心高度。6)制作模型进行布置空间的校核：通常制作1:l的车身内、外模型来检查驾驶操作及上下车的方便性、视野范围、乘坐空间及舒适性等。7)汽车总成、部件及零件的选型与设计：其任务除了要保证总成和整车的性能指标外，还要考虑零部件本身的强度、寿命与可靠性等问题口8)设计图纸的工艺审查及必要的修改。9)绘制汽车总装配图：其目的是进行图面装配校核，仔细检查相连接总成及部件的连接关系、连接部分的尺寸与配合以及拆装的方便性；核算与标注汽车整车和有关总成与部件的安装尺寸链，为汽车总装作技术准备和提供依据。10)试制、试验、修改与定型。设计完成后投入样品试制时，应考虑有一定数量的零部件和总成投人台架试验，至少有3一4辆样车投人整车室内试验与道路试验。注意了解制造和装配中的工艺问题及质量控制情况并及时把关，杜绝不合格的样品装车。要查明整车、总成及零部件的尺寸参数、质量参数、性能参数是否符合设计要求及问题所在，以便修改图纸或采取其他措施予以纠正。应按有关标准、法规进行全面的试验，以检查新产品的各项性能指标。货车总体设计本文下载自百度文库41.2布置形式本车设计为平头货车，采用发动机位于前轴之上、驾驶室之正下方，这时驾驶室布置在发动机之正上方。这种布置的优缺点正好与长头车相反．可获得最短的轴距和车长尺寸；自重轻；机动性及视野性好；面积利用率高。但鸳驶室易受发动机的振动、噪声、热等影响，而且其危险系数相比长头车比较高；其次维修不方便，用可翻倾式驾驶室解决这一间题；这种布置方案使驾驶室地板最高，上下车不方便。对于上述缺点，目前已有不少改善措施，如对驾驶室采取隔热、通风、密封、采暖、隔振等措施以及加装空调设备等，使平头式方案在现代轻、中型载货汽车上得到了广泛采用。1.3轴数的选择根据汽车的用途、总质量、使用条件、轮胎最大标定负荷和我国公路及桥梁限定双轴汽车的前后轴负荷应分别不超过60kN和130kN。本车载重为1250kg，为轻型货车，因此采用两轴型式。1.4驱动形式的选择轿车和厂定汽车总质量小于19t的公路用车，广泛采用4x2的驱动型式，因为其结构简单、制造成本低。本车载重为1250kg，小于19t，因此采用4×2后轮单胎驱动型式。货车总体设计本文下载自百度文库52载货汽车主要技术参数的确定2.1汽车质量参数的确定2.1.1汽车载荷质量的确定汽车的载荷质量是指汽车在良好路面上所允许的额定装载质量，用me表示。题目中给定的是1250kg。2.1.2整车整备质量的预估汽车的整车整备质量是指车上带有全部装备，包括随车工具和轮胎，加满油和水，但没有载货和载人时的整车质量，用m0表示。(1)质量系数0m的选取对于轻中型载货汽车，质量系数为0.8—1.10，取0m=0.85。(2)估算整车整备质量m0m0=me/0m=1250/0.85=1470kg2.1.3汽车总质量的确定汽车总质量是指汽车整车整备质量、汽车装载质量和驾驶室乘员（含驾驶室）质量三者之和，用表示。驾驶室乘员质量以每人65kg。按乘员人数为3人。ma=me+m0+365=2915kg2.1.4汽车的轴荷分配汽车的轴荷分配影响汽车的使用性能和轮胎的使用寿命，为了使轮胎的寿命一致。表2.1为各类载货汽车轴荷分配的数据。货车型式满载（%）空载（%）前轴后轴前轴后轴42，平头30-3565-7048-5446-52表2.1载货汽车轴荷分配2.2汽车主要尺寸的确定2.2.1汽车的主要尺寸在汽车的主要性能、装载面积和轴荷分配以及经验数据等各个方面要求下选取。参考货车总体设计本文下载自百度文库6国内同类车型，本车轴距取L=2522mm。轮距取B=1540mm。前悬LF=891mm，后悬LR=1517mm。2.2.2汽车的外廓尺寸我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是：总高不大于4米，总宽不大于2.5米，外开窗、后视镜等突出部分宽度不大于250mm,总长不大于12米。参考同类车型取外形尺寸长宽高=493022152018mm。车厢尺寸长宽高=31311974480mm。2.3汽车主要尺寸性能参数的确定2.3.1汽车动力性参数的确定(1)最高车速Vamax的确定载货汽车的最高车速主要是根据汽车的用途以及使用条件和发动机功率大小来确定,给定的Vamax=125km/h。(2)加速时间的确定汽车起步连续换档加速时间是汽车加速性能的一项重要指标。载货汽车通常用0-60km/h的加速时间来评价。(3)最大爬坡度maxi的确定由于载货汽车在各地路面上行驶，要求有足够的爬坡能力。一般maxi在30%左右。2.3.2汽车燃油经济性参数的确定载货汽车的燃油经济性常用单位燃油消耗量来评价。单位燃油消耗量是汽车每一吨总质量行使100km所消耗的燃油量。2.3.3汽车通过性参数的确定载货汽车的通过性参数主要有接近角、离去角、最小离地间隙和最小转弯直径等。其值主要根据汽车的用途和使用条件选取，可参考表2.3。汽车类型最小离地间隙接近角（度）离去角（度）最小转弯半径4x2货车100-300mm40-6025-4510.0-19.0m表2.3载货汽车的通过性参数货车总体设计本文下载自百度文库73载货汽车主要部件的选择及布置3.1发动机的选择与布置3.1.1发动机型式的选择目前汽车发动机主要采用汽油机和柴油机两大类.由于柴油机燃油经济性好、工作可靠、排气污染少，在汽车上应用日益增多。轻中型汽车可采用汽油机和柴油机，参考同类车型，本车选取柴油发动机。3.1.2发动机主要性能指标的选择发动机的主要性能指标是发动机最大功率和发动机的最大转矩。(1)发动机最大功率Pemax及其相应转速ne的选择汽车的动力性主要决于发动机的最大功率值，发动机的功率越大，动力性就好.最大功率值根据所要求的最高车速Vamax计算，如下：maxmaxmax13()360076140aaDeaTgfmvCAvP式（3-1）式中：Pemax……最大功率，kwηT………传动系效率，对于单级减速器取0.9g…………重力加速度，m/s2f…………滚动阻力系数，取0.016CD…….空气阻力系数，取0.8A…………汽车的正面迎风面积，本车A=Bh=1.542=3.08㎡ma………汽车总质量，kgVamax……汽车最高车速，km/h带入相关数据，可得：Pemax=7614012508.38.03600125016.08.929159.013=87.85kw于是，发动机的外特性功率为：货车总体设计本文下载自百度文库8Pe=Pemax(1.12~~1.20)=71.7(1.12~~1.20)=98.39~~100.6kw查阅资料，选取东风朝阳柴油机厂勇士之心-CYQD32Ti型柴油机主要技术参数见表3.1,其总功率特性曲线如图3.1所示。勇士之心-CYQD32Ti主要技术参数型号：CYQD32Ti形式：增压中冷气缸数：4—99.2×102工作容积：3.153燃烧室形式：涡流室压缩比：22:1额定功率/转速：101.5/3600最大扭矩/转速：313/2000全负荷最低燃油消耗率：225最高空载转速：4600-4800怠速稳定转速：650-750机油燃油消耗百分比%：≤0.4工作顺序：1-3-4-2噪声限制：93.4烟度：≤2.0排放标准：达欧Ⅱ标准整机净质量：275表3.1勇士之心-CYQD32Ti型柴油机技术参数货车总体设计本文下载自百度文库9图3.1发动机全负荷速度特性曲线(2)发动机最大转矩Temax及其相应转速nT的选择当发动机最大功率Pemax和相应的转速np确定后，则发动机最大转矩Temax和相应转速nT可随之确定，其值由下式计算：maxeT=PT=max9550epPn式（3-2）式中：—转矩适应