汽车传动系统主要参数计算

城市微型汽车底盘布置城市微型轿车主要参数表1城市微型轿车整车参数1发动机的选择1.1发动机形式选择1.2发动机主要性能指标的选择1.2.1发动机的最大功率maxep与相应的转速主要根据发动机最大功率和最大转矩来选择。一般发动机的功率越大则汽车的动力性越好，但是功率过大会使发动机的功率利用率降低，燃油经济性下降，动力传动系的质量也要加大，因此要合理选择发动机的功率。设计中常先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机的应有功率。根据设计汽车要到达的最高车速maxav(km/h),用下式估算发动机最大功率：76140360013maxmaxmaxaaaraeAVCVgfmP式中：ηt——为传动效率，对驱动桥用单级主减速器的4×2汽车可取90%Fr——为滚动阻力系数，对乘用车fr=0.0165×〔1+0.01（Va-50）〕，Va用最高车速代入CD——为空气阻力系数乘用车取0.30～0.35，货车取0.80～1.00，客车取0.60～0.70，根据设计要求取CD=0.32A——为汽车正面投影面积（㎡）Ma——汽车总质量（Kg）整车型号城市微型轿车（A0）驱动形式前轮驱动（4╳2）外形尺寸：长╳宽╳高（mm）3200╳1600╳1480最小转弯半径（m）≤16最小离地间隙（mm）160接近角（°）25°离去角（°）21°乘座人数5装载质量（Kg）500整车整备质量（Kg）1050最大总质量（Kg）1550最高车速（Km/h）≥120最大爬坡度（%）≥30%城市微型汽车底盘布置maxav——汽车的最高车速，Km/h按上述公式估算的maxep为发动机装有全部附件时测定得到的最大有效功率，约比发动机的外特性的最大功率值低12%～20%。即：761401201.8470.3236001200.028059.815500.91P3emax=30.684KW考虑到各种机械损失及后备功率等因素的影响，发动机的最大功率取35KW。其中：ηt=0.9Va=120Km/hf=0.0165×[1+0.01×(Va-50)]=0.02805CD=0.32A=0.78BH=0.78×1600×1480×10-6=1.847㎡在选型阶段应对发动机最大功率时的转速ppnn提出要求，因为它不仅影响发动机本身的技术指标和使用寿命，而且影响整车的性能、传动系的寿命以及主减速比的选择。近几年，随着车速提高，发动机的转速也在不断的提高，同时，提高发动机的转速也是提高其功率、减少其质量的有效措施。但是会使活塞运动的平均速度增快、热负荷增加、曲柄连杆机构的惯性力增大并导致磨损加剧、寿命降低和振动及噪声均增加。故要恰当选择转速。最大功率maxep对应的转速pn的范围如下：汽油机的pn在3000～7000r/min,应乘用车最高车速高，pn值多在4000r/min以上。当前，微型轿车的转速多在4500r/min上，根据同类型的车比较，选择发动机最大功率时转速pn为5000r/min。1.2.2发动机的最大转矩及其相应的转速那么发动机的最大转矩maxTe及相应的转速tn,根据下列公式可以计算得：peenaPTmaxmax9549=5000351.29549=80.21Nm式中：maxeT为最大转矩（Nm）；城市微型汽车底盘布置α为转矩适应系数，一般在1.1～1.3之间选取;这里选取α=1.2；根据tpnn在1.4～2.0之间选取，取tpnn=1.60，那么tn=pn/1.60=5000/1.60=3125r/min1.2.3发动机适应性系数Φ上述的转矩适应系数α与转速适应系数tpnn之乘积，能够表明发动机适应汽车行驶工况的程度，称为发动机适应性系数，并表达为tppenTnTmax=tpnn[5]，即计算得：ptnn=1.2×1.60=1.92一般发动机的适应性系数越大发动机的性能就越好，现代发动机的适应性系数值对汽油机Φ=1.4～2.4间，在所给的范围内。随着环保意识的不断增强，对车用发动机的排放法规要求越来越严格为了满足动力性和排放法规的要求，以及传动系所能匹配的最小传动比和最高车速的要求，拟选择发动机为东安DA465QAF1，直列四缸发动机。发动机：型号：东安DA465QAF1气缸数：L4缸径/行程（mm/mm）：65.5×72排量（ml）：1000压缩比：8.8:1点火方式：多点喷射最大功率（Kw）：35/5000最大扭矩（Nm）：90/3200城市微型汽车底盘布置2.3主要参数的选择2.1主要尺寸的确定1.外廓尺寸：汽车的长、宽、高称为汽车的外廓尺寸。在公路和市区行驶的汽车的最大外廓尺寸受有关法规限制不能随意确定，而非公路用车辆可以不受法规限制。影响外廓尺寸的因素除法规和汽车的用途外，还有载客量或装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸。主要是汽车的长、宽、高，在前面已经给出，即总长La=3200mm，宽Ba=1600mm，高ha=1480mm2.轴距L：轴距L对整车整备质量、汽车的总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。当轴距短时，上述各项指标均减少。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；汽车上坡、制动或加速时轴荷转移过大，使汽车制动性和操纵性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。因此选取轴距时需要全方面考虑。乘用车的总长是轴距、前悬和后悬之和。总长La与轴距L有下述关系：La=L/C，其中C为比例系数，其值在0.52～0.66之间，发动机前置后轮驱动汽车的C值约为0.52～0.56。根据同类型的车选取C=0.62。根据给出的总长可以算出轴距La。即轴距L=La*C=0.62*3180=1984mm，原则上对发动机排量大的乘用车、载质量或载客量多的货车或客车，轴距取长些。同时为了好总体布置，因此取轴距L=2010mm,它在所给的表2的范围内。车型类别轴距L/mm轮距L/mm乘用车发动机的排量V/LV≤1.02000～22001100～13801.0﹤V≤1.62100～25401150～15001.6﹤V≤2.52500～28601300～15002.5﹤V≤4.02850～34001400～1580V﹥4.02900～39001560～1620表2各类汽车的轴距和轮距城市微型汽车底盘布置3.前轮距B1和后轮距B2：在选定前轮距范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙；后轮距的选定应考虑车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎的宽度以及它们之间留有必要的间隙。微型车的轮距B可按下列经验公式初选：8010043wB=¾×1600+100（±80）=1380mm微型车也被称为A00级车，一般情况该级别车追求操纵灵活、占用道路少等特点，故取前后轮距的选择为B1=1376mmB2=1370mm；以便布置方便和乘坐空间的需要。4.前悬LF和后悬LR：前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响。前悬要布置保险杠、散热器风扇、发动机、转向器等部件，故前悬不能太短。后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货箱长度或行李箱长度、汽车造型有影响，并取决于轴距和轴荷分配要求。它们最终是由总体布置来确定的。2.2汽车质量参数确定汽车的质量参数包括整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷份配等。1.整车整备质量0m整车整备质量是指车上带有全部装备，加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有影响。目前，尽可能减少整车整备质量的目的是：通过减轻整备质量增加载质量或载客量，抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声标准所带来的整备质量的增加，节约燃料。整车整备质量在设计阶段确定。收集大量同类型汽车的各总成、部件和整车的有关质量数据，结合新车的设计特点、工艺水平等确定整备质量0m=1050Kg。2.载质量me汽车的载质量是指在硬质良好的路面上行驶时所允许的额定装载质量。taemmm=1550-1050城市微型汽车底盘布置=500Kg3.质量利用系数质量系数是指汽车的载质量与整车整备质量的比值，即0mmem=500/1050=47.6％该系数反应了汽车的设计水平和工艺水平，它越大，说明该车的结构和制造工艺越先进。4.汽车总质量am汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。乘用车的总质量有装备质量、成员和驾驶员质量以及成员的行李质量三部份构成。其中，成员和驾驶员每人质量按65Kg计，于是nnmma650式中，n为包括驾驶员在内的载客数；α为行李系数，按表3取用。表3行李系数α车型α乘用车发动机排量﹥2.5L5发动机排量≤2.5L10商用车城市客车0长途客车10～15计算得：nnmma650=1050+65*5+10*5=1425Kg其中α取10.由于考虑其他因素的变化，总质量定为1400Kg。5.轴荷分配：汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配对轮胎寿命和汽车许多使用性能又影响，从各轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的负荷相差不大；为了保证有良好的通过性，驱动桥应有足够大负荷，而城市微型汽车底盘布置从动轴上的负荷可以适当减少，以利减少从动轮滚动阻力和提高在坏路面上的通过性。表4各类汽车的轴荷分配车型满载空载前轴后轴前轴后轴乘用车发动机前置前轮驱动47%～60%40%～53%56%～66%34%～44%发动机前置后轮驱动45%～50%50%～55%51%～56%44%～49%发动机后置后轮驱动40%～46%54%～60%38%～50%50%～62%考虑城市微型轿车的通过性，空载时前轴的轴荷选择在60%，后轴为40%，此时前轴的质量=1050*0.60=630Kg，后轴的质量=1050*0.40=420Kg，满载时它的后轴承受的重量更大，与同类型的车相比，前轴的轴荷在50%，后轴为50%。前轴质量为775Kg，后轴质量为775Kg。满载前轮29.850mT00总前=3430N满载后轮29.850mT00总后=3430N2.3汽车性能参数确定1.动力性参数：它包括最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转矩等。（1）最高车速:最高车速是指汽车在水平良好的路面上直线行驶时能到达的最高车速，Va=120Km/h。（2）加速时间t：汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大的加速度加速到一定车速所用去的时间。微型乘用车常用“0—100km/h”或“0—80km/h”的连续换档加速时间来评价。现在我们这辆车采用“0—100km/h”来计算加速时间。计算过程如下：行驶方程：jwiftFFFFF0iF（坡度阻力为0）mggFFFawft城市微型汽车底盘布置riiTFTogtqt（驱动力）0.300.94.303.890=4411.8NfGFf（滚动阻力）=9.814000.03465=475.398N15.212aDwAucF（空气阻力）=21.151002.36800.322=358.280NtfwFFFam1680358.28-475.398-4411.8=2sm2.13avvt12=2.1336001000100=13.04S所以加速时间为t=13.04S。（3）上坡能力≥30%（4）比功率25140035000mPPaemaxbKw/t比转矩64.28140090000mTTaemaxbNm/t（5）直接档动力因素max0D与Ⅰ挡的最大动力因素maxD直接档的最大动力因素maxOD的选择主要根据对汽车加速性和燃油经济性的要求，以及汽车的类型和用途，道路条件而异。中高级乘用车的加速性要求高，故直接档的最城市微型汽车底盘布置大动力因素要大些，根据下