货车总体设计及前制动器设计说明书

CSU1060A货车总体设计及前制动器设计1CSU1060A货车总体设计及前制动器设计摘要本文介绍了CSU1060A货车总体设计及前制动器设计，设计包括总体主要参数设计、制动系主要参数设计、前制动器设计计算、前制动轮缸尺寸设计计算等。本设计采用较常用的鼓式领从蹄式制动器，通过合理设计汽车的总体尺寸、选择合适的发动机型号以及合适的制动器参数，合理分配前后制动器的制动力矩，并进行校核，从而保证汽车有良好的制动性能，并且保证此货车在制动时又能保持良好的汽车方向稳定性和操纵稳定性。关键词:货车总体设计；制动系；领从蹄式制动器CSU1060A货车总体设计及前制动器设计2目录1.总体设计……………………..……………………………..…….…………....……31.1轴数及驱动形式的确定………………………….…….………………............31.2布置形式的确定……..…………………………….…….………………........31.3汽车主要参数设计……….…………………....................................................41.3.1汽车主要尺寸………..…………………………….…….………….......41.3.2轴荷分配.....................................................................................................61.3.3发动机功率、转矩、扭矩及发动机型号的确定.....................................61.3.4汽车轮胎的选择.......................................................................................101.3.5确定主减速器传动比………….……………………….…………….....101.3.6确定变速器最大传比……….……………………….……………….....102.前轴制动器设计………………..…………………………..….………………......122.1制动系统的结构形式………..……………………………………………......122.2制动器的主要参数设计…..………………………………………………......122.3液压制动驱动机构的设计……………………………..…………………......183.设计总结……………………………………………………………..……….........22参考文献………………………………………………………..……………………23附录1典型车型的主要参数..........………....……………..…………..……..24附录2QC/T309-----1999…………………………………………………………26CSU1060A货车总体设计及前制动器设计31、总体设计根据任务书给定的要求如下表来设计货车的总体尺寸1.1轴数及驱动形式的确定根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途可知，包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。根据GB1589-2004（2004-04-01发布，2004-10-01实施）道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值中表4汽车、挂车及汽车列车最大允许总质量的最大限值及最大设计总质量的最小限值，及给定的货车总质量为2100kg，故设计采用两轴方案。汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之提高，同时也使汽车的总体布置工作变得困难。根据参考文献[10]，总质量小于19吨的公路运输车，采用结构简单、制造成本低的4×2驱动形式，故此货车采用4×2的驱动形式。1.2布置形式的确定按驾驶室与发动机相对位置的不同，货车有长头式、短头式、平头式和偏置式。长头式的特点是发动机位于驾驶室前部，当发动机有少部分位于驾驶室内时称为短头式，发动机位于驾驶室内时称为平头式，驾驶室偏置在发动机旁的货车称为偏置式。布置形式为平头式的货车，其主要优点如下：汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员的视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车面积利装载质量Kg汽车型号最大总质量（kg）最大车速(Km·h-1)3500CSU1060A6730100CSU1060A货车总体设计及前制动器设计4用率高。平头式货车的主要缺点有：前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；因为驾驶室有翻转机构和锁住机构，使机构复杂；进、出驾驶室不如长头式货车方便；离合器、变速器等操纵机构复杂；驾驶室内受热及振动均比较大；汽车正面与其它物体发生碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。平头式货车的发动机可以布置在座椅下后部，此时中间座椅处没有很高的凸起，可以布置三人座椅，故得到广泛应用。发动机布置在驾驶员和副驾驶员座椅中间形成凸起隔断的布置方案仅在早期的平头车上得到应用。平头式货车在各种级别的货车上得到广泛应用。长头式货车的主要优缺点与平头式货车的优缺点相反，而短头式介于两者之间，但更趋于与长头式优缺点相近。长头式货车的前轮相对车头的位置有三种：靠前、居中、靠后。前轮靠前时因轴荷分配不合理，已不采用；前轮靠后时，轮罩凸包会影响驾驶员的操作空间；前轮居中时外形美观、布置匀称，故得到广泛应用。偏置式驾驶室的货车主要用于重型矿用自卸车上。它具有平头式货车的一些优点，如轴距短、视野良好等，此外还具有驾驶室通风条件好、维修发动机方便等优点。因此，本设计选用平头、单排驾驶室的布置设计1.3汽车主要参数设计1.3.1主要尺寸1.3.1.1汽车轴距和前、后轮距在确定汽车轴距时，应该综合考虑汽车的主要性能、装载面积和轴荷分配等各方面的要求。在各方面均能得到满足的情况下，以轴距短些为宜。一般来说，轻型载货汽车对机动性要求高，故轴距应取短些；装运质量小，体积大货物的载货汽车的轴距可取长些；三轴汽车的中轴和后轴之间的轴距一般为轮胎直径的1.1～1.25倍。各类载货汽车的轴距选用范围如表3-1所示。载货汽车的轮距与汽车的结构布置有关。前轮距主要取决于车架前部的宽CSU1060A货车总体设计及前制动器设计5度、前悬架宽度、前轮最大转角和轮胎宽度，同时还需考虑转向拉杆、转向轮和车架之间的运动间隙等。后轮距主要取决于车架后部宽度、后悬架宽度和轮胎宽度，同时还需考虑车轮和车架之间的间隙。各类载货汽车的轮距选用范围如表2-1所示。表1-1各类汽车的轴距和轮距总质量（t）轴距（m）轮距（m）〈2.21.7～2.91.15～1.352.2～3.02.3～3.21.30～1.503.5～5.02.6～3.31.40～1.656.0～9.03.6～4.21.70～1.8510.0～14.03.6～5.51.84～2.0014.0～17.04.5～5.61.84～2.00结合本次设计，总质量大约为6.73t，故轴距范围为3.6～4.2；轮距范围为1.70～1.85m。本设计参数选择轴距为4000mm，前轮距为1500mm；后轮距：1400mm1.3.1.2汽车的前悬和后悬汽车的前悬是通过两前轮中心的垂面与抵靠在车辆最前端并垂直于汽车纵向对称平面的垂面之间的距离。其长度应能布置发动机、水箱、转向器等部件；但不能过长，不然接近角太小，影响汽车的通过能力。汽车的后悬是通过汽车最后车轮轴线的吹面与抵靠在汽车最后端并垂直于汽车纵向对称平面的垂面之间的距离。其长度主要取决于货厢的长度、轴距和轴荷分配的要求。一般载货汽车的后悬在1.2～2.2m的之间；但各类载货汽车的后悬不得超过轴距的55%。1.3.1.3汽车的外廓尺寸GB1589-1989规定了汽车外廓尺寸限界，并参考同类车型选取，我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是：总高不大于4m。总宽（不包括后视镜）不大于2.5m；外开窗、后视镜等突出部分宽度不大于250mm。总长不大于12m；一般载货汽车的外廓尺寸随载荷的增大而增加。结合这次设计，并参考NKP77PLNACJAX车型保证汽车主要使用性能的条件下，所设计的车辆长为6790mm；宽为1899mm；空载时候的高度为2785mm。CSU1060A货车总体设计及前制动器设计61.3.2轴荷分配汽车的轴荷分配对汽车的使用性能和轮胎使用寿命有明显的影响。为使轮胎的寿命一致，希望满载时每个轮胎负荷大致相同。对于本次设计的汽车，由于是4×2且后轮装有双胎的平头汽车，为了保证汽车后轮上有足够的附着力，后轮装有单胎的汽车，空车时后轴负荷应大于41%，满载时后轴负荷控制在66%左右。而前轴负荷在33%左右。根据有关公路车辆法规，公路允许车辆的单后轴轴载质量为13t，双后轴轴载质量为24t。表1-2各类汽车的轴荷分配车型满载空载前轴后轴前轴后轴商用车4*2后轮单胎4*2后轮双胎，长、头式4*2后轮双胎，平头式6*4后轮双胎32%-40%25%-27%30%-35%19%-25%60%-68%73%-75%65%-70%75%-81%50%-59%44%-49%48%-54%31%-37%41%-50%51%-56%46%-52%63%-69%在总布置的侧视图上确定各个总成的质心位置，即确定各总成质心到前轴的距离和距地面的高度。根据力矩平衡的原理，计算汽车各轴的负荷和汽车的质心位置。在总体布置时，汽车的左右负荷分配应尽量相等，一般可不计算。轴荷分配和质心位置应满足要求，否则要重新布置各总成的位置，如调整发动机或车厢位置，以至改变汽车的轴距。本次设计满载时取前轴30%，后轴满载70%，可以计算出G1=2019kg，G2=4711kg，G=6730kg1.3.3发动机功率、转速、扭矩及发动机型号的确定1.3.3.1发动机功率的确定根据给定的基本设计参数按下式估算发动机的最大功率：)761403600(13maxmaxmaxaDaraTevACvgfmPCSU1060A货车总体设计及前制动器设计7式中：Pemax——_发动机最大功率，kwT——传动系的传动效率，对单级主减速器驱动桥的4×2式汽车取≈0.85；am——汽车总质量，kgg——重力加速度m/s2f——滚动阻力系数，对载货汽车取0.02Vamax——最高车速，km/hDC——空气阻力系数，货车取0.8～1.0A——汽车正面投影面积，A=B*H对于载货汽车若无测量数据，可按前轮距、汽车总高计算对于本次设计，式中各参数值如下：T=0.9；g=9.81；f=0.02；Cd=0.9；A=B*H=1500*2785=4.177m2am=6730kg;则可计算出：maxeP=95.56kw1.3.3.2发动机最大转矩Temax及相应转速Nt的选择当发动机最大功率和其相应转速np确定后，可用下式确定发动机的最大扭矩TeMAX和相应转速np随之确定nPeTemax95490max式中：Temax——发动机最大扭矩，Nm；——扭矩适应性系数；一般汽油机=1.1-1.3，的大小可参考同类样机的数值进行选取，选取=1.2Temax——为最大功率点的扭矩，Nm；n——最大功率点转速，r/。可根据所选发动机性能参数得：Temax=391.07N*mCSU1060A货车总体设计及前制动器设计81.3.3.3发动机的选择表1-3发动机发动机型号参数发动机型号EQD6102-TAA:额定功率(kw/r/min)103/2800最大扭矩(N·m/r/min)420/1500-1700汽油机形式直列、水冷、四冲程气缸直径(mm)100活塞行程(mm)115工作容积(L)5.42发火次序1－5－3－6－2－41.3.3.4发动