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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
第1章 緒 論
1.1 立題的背景及意義
汽車是重要的現(xiàn)代交通運(yùn)輸工具，汽車工業(yè)已成我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)。汽車工業(yè)的規(guī)模及其產(chǎn)品的質(zhì)量已成為衡量一個(gè)國(guó)家技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。
我國(guó)汽車工業(yè)今后的發(fā)展方向，著重在于提升行業(yè)的集中度，提升自主品牌的市場(chǎng)地位；通過(guò)兼并重組，形成兩至三家產(chǎn)銷規(guī)模超過(guò)200萬(wàn)輛的大型企業(yè)集團(tuán)，培育四至五家產(chǎn)銷規(guī)模超過(guò)100萬(wàn)輛的汽車企業(yè)集團(tuán)，產(chǎn)銷規(guī)模占市場(chǎng)份額90%以上的汽車企業(yè)集團(tuán)數(shù)量由目前的14家減少到10家以內(nèi)。同時(shí)，支持汽車企業(yè)通過(guò)兼并重組整合產(chǎn)品資源，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，鼓勵(lì)汽車企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)制造；提升自主品牌乘用車國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額至40%以上，其中轎車達(dá)到30%，自主品牌汽車出口占銷量的比例約為10%。
汽車總布置設(shè)計(jì)是新車型開(kāi)發(fā)的第一道工序，而新車型總體方案的確定是總布置設(shè)計(jì)的第一步。
首先通過(guò)充分準(zhǔn)備和綜合分析，選擇一個(gè)合理的整車方案，并經(jīng)過(guò)一定的程序?qū)⑵涠ㄏ聛?lái)。方案確定后，進(jìn)行準(zhǔn)確布置和計(jì)算，并為各總成下一步開(kāi)展的工作打好基礎(chǔ)、準(zhǔn)備條件、提出要求并與各專業(yè)組協(xié)同完成全部的設(shè)計(jì)，共同實(shí)現(xiàn)整車的總目標(biāo)。
一種新車型的投產(chǎn)，除產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程外，還要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，如投入資金設(shè)備廠房、人員及制定一整套相關(guān)工藝等。這些都是為了保證整車能夠穩(wěn)定的大量的投入生產(chǎn)，并確保其整車性能和質(zhì)量能被客戶接受，所以整車總體方案和全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，也直接決定著工廠的投入。因此，總布置工作——方案選擇、布置、和計(jì)算，都是非常重要的，而且是不可缺少的。
做好整車設(shè)計(jì)工作，必須做好以下兩點(diǎn)：第一、要能準(zhǔn)確地分析市場(chǎng)形勢(shì)、了解客戶的心理狀態(tài)、車輛使用特點(diǎn)，熟悉工廠的生產(chǎn)條件，以便真正確定出合理的整車方案；第二、要有獨(dú)立工作的能力。因?yàn)榉桨复_定后，實(shí)現(xiàn)該方案的所有布置、計(jì)算及整車的開(kāi)發(fā)工作，基本上是由一個(gè)人來(lái)完成，所以要求設(shè)計(jì)者工作不應(yīng)該有任何失誤，否則會(huì)造成反工和浪費(fèi)，甚至失掉搶占市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。因此要求設(shè)計(jì)者必須具有嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致、負(fù)責(zé)的精神，在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中能協(xié)調(diào)和解決各方面問(wèn)題和矛盾，使設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
總布置工作雖然以完成全部圖紙及技術(shù)文件資料來(lái)標(biāo)志著階段性的結(jié)束，但還應(yīng)該進(jìn)行整車裝配圖的校核工作，即利用已完成的全部圖紙或三維數(shù)模進(jìn)行全面的細(xì)致的整車裝置的圖面及運(yùn)動(dòng)校核，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，使設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題消除在試制和試裝車之前。
總布置設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，占有非常重要的位置，必須認(rèn)真做好這項(xiàng)工作。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況
1.2.1 概況簡(jiǎn)述
汽車設(shè)計(jì)包括整車總體設(shè)計(jì)、總成設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)。其中汽車總體設(shè)計(jì)又稱汽車總布置，它是汽車設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，它對(duì)汽車的設(shè)計(jì)質(zhì)量、汽車的性能和產(chǎn)品的生命力有著決定性影響，它不僅貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程而且為各總成、部件的設(shè)計(jì)構(gòu)建框架?？傮w設(shè)計(jì)是根據(jù)整車設(shè)計(jì)總目標(biāo)明確各種要求的主次關(guān)系，協(xié)調(diào)統(tǒng)一，形成整車設(shè)計(jì)方案的過(guò)程，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)手工查閱國(guó)內(nèi)外類似汽車獲得設(shè)計(jì)參數(shù)，繪制出總布置圖和總成部件圖，初步得出整車參數(shù)和性能指標(biāo)。其設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，準(zhǔn)確性差，費(fèi)力又費(fèi)時(shí)。作者李軍求等針對(duì)汽車總布置設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，用Visual C++610作為界面設(shè)計(jì)語(yǔ)言，運(yùn)用ObjectARX開(kāi)發(fā)工具Auto CAD2000進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，進(jìn)行了汽車底盤總布置設(shè)計(jì)。Object ARX 是在ARX基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的第二代面向?qū)ο蟮腃++編程環(huán)境。目前使用的是Object ARX 310 版。Object ARX應(yīng)用程序具有可封裝性、可繼承性以及多態(tài)性等特點(diǎn)，其開(kāi)發(fā)的CAD軟件模塊具有性能好、獨(dú)立性強(qiáng)、連接簡(jiǎn)單、內(nèi)部功能高效、代碼可重用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并支持MFC類庫(kù)，能簡(jiǎn)潔高效地實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜功能[1]。
由于總體設(shè)計(jì)中牽涉的變數(shù)多，因此開(kāi)發(fā)新車型不僅對(duì)設(shè)計(jì)師自身的經(jīng)驗(yàn)和能力有較高的要求而且必須用先進(jìn)的技術(shù)輔助設(shè)計(jì)師合理決策、優(yōu)選參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)，以應(yīng)對(duì)汽車市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷應(yīng)用與發(fā)展和CAD技術(shù)在工程機(jī)械各領(lǐng)域的不斷滲透，汽車的設(shè)計(jì)必然要與計(jì)算機(jī)結(jié)合。在國(guó)外，用于汽車開(kāi)發(fā)的CAD/CAE/CAM軟件已日益成熟，并提出了計(jì)算機(jī)集成制造思想。國(guó)內(nèi)汽車設(shè)計(jì)人員在利用計(jì)算機(jī)繪圖及性能計(jì)算方面取得了顯著的成績(jī)，但在總體設(shè)計(jì)階段還是利用經(jīng)驗(yàn)方法，這不僅影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量也增加了設(shè)計(jì)時(shí)間。因而總體設(shè)計(jì)亟待引進(jìn)先進(jìn)的計(jì)算方法和先進(jìn)的繪圖軟件。作者黃曉云等針對(duì)此種情況，提出了以參數(shù)化繪圖技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)建造了基于參數(shù)化和專家系統(tǒng)技術(shù)的汽車總體設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以以人機(jī)交互的方式完成整車方案設(shè)計(jì)的全過(guò)程，最終給出符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的總布置圖的三維模型，并且作者給出了該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)述了設(shè)計(jì)參數(shù)選擇專家系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)方法和功能，詳述了基于UGII，利用其二次開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)的各參數(shù)化圖庫(kù)的功能和建造方法【2】。
汽車車身的設(shè)計(jì)是從車身總布置開(kāi)始的，車身總布置是汽車總布置設(shè)計(jì)的重要組成部分，而車身總布置是以駕駛員座椅位置的布置為中心進(jìn)行的。對(duì)汽車駕駛員位置進(jìn)行合理地布置是提高整車適宜性、駕駛乘坐舒適性及安全性的關(guān)鍵措施。車身總布置的好壞，在很大程度上決定著車身設(shè)計(jì)的成敗。只有當(dāng)駕駛員座椅位置的布置工作完成后，才能進(jìn)行車身造型，所以駕駛員座椅位置的布置是車身設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。作者吳濤在實(shí)車開(kāi)發(fā)工作中提出通過(guò)UG 等CAD 軟件、模糊綜合評(píng)判等方法，對(duì)已確定的汽車駕駛員手掌掌心、踵點(diǎn)及H點(diǎn)位置的合理性進(jìn)行了分析驗(yàn)證，通過(guò)這些點(diǎn)預(yù)測(cè)了汽車駕駛員的駕駛姿態(tài)。并利用CAD技術(shù)，建立了布置汽車駕駛員位置的實(shí)用性很強(qiáng)的方法，在實(shí)開(kāi)發(fā)工作中進(jìn)行了驗(yàn)證，該方法可大幅度地縮短車身內(nèi)部布置所需的時(shí)間，使整車開(kāi)發(fā)成本得以降低。布置方法的建立有望為設(shè)計(jì)單位提供高效的設(shè)計(jì)手段。并且使以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的CAD /CAM /CAE一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)在車身設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用【3】。
汽車視野設(shè)計(jì)使汽車總布置車身設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。汽車視野性的好壞直接到汽車行駛的安全性，使汽車安全認(rèn)證的主要項(xiàng)目之一。英聯(lián)邦法規(guī)FMVSS、歐洲ECC法規(guī)、日本“道路運(yùn)輸車輛保安標(biāo)準(zhǔn)”、我國(guó)國(guó)標(biāo)都在視野方面制定了相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。作者任金東等詳細(xì)介紹了基于CATIA平臺(tái)的汽車視野設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)—汽車人體工程學(xué)的基本理論為指導(dǎo)，依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是SAE和國(guó)標(biāo)，將提煉之后的專家知識(shí)與CAD技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行高效地指導(dǎo)汽車視野設(shè)計(jì)。并且該系統(tǒng)以CATIA為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以C語(yǔ)言和CATIA接口GII為主要開(kāi)發(fā)工具。程序具有與主平臺(tái)完全一致的Motif交互式界面，使用非常方便【4】。
在進(jìn)行汽車總布置設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)車輪的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校核，防止發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。此校核的目的是確定車輪運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)占用的空間(對(duì)于前輪應(yīng)同時(shí)考慮上跳及轉(zhuǎn)向至極限位置時(shí)的情況)，從而檢查車輪與輪罩、縱梁之間的運(yùn)動(dòng)間隙是否足夠，并由此決定前后輪罩設(shè)計(jì)的最小尺寸邊界。作者馬紅榮在2010年發(fā)表的《車輪跳動(dòng)與輪罩設(shè)計(jì)校核》中對(duì)某型車前、后輪跳動(dòng)情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)其空間布置情況進(jìn)行如何校核，如何為輪罩、擋泥板的設(shè)計(jì)提供依據(jù)【5】。
汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須滿足客戶及市場(chǎng)需求, 也要體現(xiàn)工程及制造要求, 還要體現(xiàn)政府法規(guī)及安全要求。這些要求需要有一個(gè)合適的托付物來(lái)體現(xiàn)。作者趙尚義提出的典型截面就是設(shè)計(jì)、制造要求、人員、安全因素及法規(guī)的多功能區(qū)的交流格式，它是以圖形的方式表現(xiàn)這些設(shè)計(jì)要求的載體，內(nèi)容包括車身，五門一蓋，內(nèi)外飾，電器及人機(jī)要素的“最佳截面”，以及動(dòng)力總成及底盤截面。典型截面標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在總布置經(jīng)理的管控之下，具體的典型截面信息數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)由技術(shù)研發(fā)部門總布置組負(fù)責(zé)【6】。
在汽車總體布置設(shè)計(jì)中，經(jīng)常涉及到軸荷的分配和整車質(zhì)心位置的設(shè)計(jì)、計(jì)算和調(diào)整。最常用的方法是根據(jù)力矩平衡原理通過(guò)計(jì)算來(lái)完成。計(jì)算法有其準(zhǔn)確、可靠的一面，亦存在數(shù)據(jù)收集處理繁瑣復(fù)雜、計(jì)算過(guò)程不直觀、調(diào)整數(shù)據(jù)不便等缺憾。作者林春旭提供一種幾何作圖的方法，可以非常直觀地求得汽車的質(zhì)心和重力，直接求得汽車的質(zhì)心位置及軸荷，無(wú)須數(shù)學(xué)計(jì)算，調(diào)整和變動(dòng)各部件的位置、質(zhì)量也很方便，可簡(jiǎn)化汽車總布置設(shè)計(jì)時(shí)軸荷和質(zhì)心的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。有關(guān)質(zhì)心位置和軸荷分配的計(jì)算過(guò)程。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，此法將更快捷可靠【7】。
汽車的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，必須圍繞以人為中心的人性化前提展開(kāi)。因此，在汽車的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，人機(jī)工程設(shè)計(jì)與車內(nèi)空間的確定占有重要地位，必須根據(jù)新產(chǎn)品的實(shí)際情況，進(jìn)行合理的布置設(shè)計(jì)。汽車人機(jī)工程設(shè)計(jì)的任務(wù)就是開(kāi)發(fā)出使駕駛者感到操縱方便、高效、不易疲勞，使乘坐者感到舒適、安全的汽車產(chǎn)品，這不僅關(guān)系到有效利用車內(nèi)空間及提高乘用舒適性，而且會(huì)影響整車、內(nèi)外造型和尺寸參數(shù)，進(jìn)而會(huì)影響整車性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而要獲得人性化并貼近用戶的最優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，就必須運(yùn)用人機(jī)工程的設(shè)計(jì)方法程序。在我國(guó)，由于沒(méi)有合適的人體數(shù)據(jù)及工具且缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，尚未形成清晰有效的汽車人機(jī)工程設(shè)計(jì)方法。但作者張冰在2005年發(fā)表的《人機(jī)工程在汽車總布置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》中探討總結(jié)了人機(jī)工程在汽車總布置設(shè)計(jì)的應(yīng)用，同時(shí)闡述了汽車總布置中的一些概念和定義，并給出了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和參考值，也可以為新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和技術(shù)改進(jìn)提供參考和幫助【8】。
作者廖林清提出了以汽車行駛的能量利用率最高、加速時(shí)間盡可能短為目標(biāo)函數(shù)，建立了在給定汽車底盤參數(shù)、整車性能參數(shù)和汽車行駛條件下的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率廈其相應(yīng)轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)排量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，為汽車總布置設(shè)計(jì)中發(fā)動(dòng)機(jī)的選型提供了依據(jù)【9】。
1.2.2 概況分析
擬解決的主要問(wèn)題：
（1）改善汽車的技術(shù)效果。改善或達(dá)到高于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的裝載能力、動(dòng)力性、舒適性、可靠性、燃料經(jīng)濟(jì)性等技術(shù)性能，降低污染，提高安全和方便程度等。這些都可以用硬指標(biāo)作為考核標(biāo)準(zhǔn)，通常是重要的設(shè)計(jì)目的。
（2）改善汽車的藝術(shù)效果。改變舊的形式，創(chuàng)造新穎美觀的形式，這是汽車在競(jìng)爭(zhēng)中至關(guān)重要的特性，也常是設(shè)計(jì)目的。
（3）改善汽車的經(jīng)濟(jì)效果。調(diào)整汽車在產(chǎn)品系列中的檔次，調(diào)整其成本和售價(jià)，以改善汽車在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)地位。
（4）改善汽車的形象。若舊車型由于種種原因在用戶中形象不佳，則需要使產(chǎn)品以全新的形象出現(xiàn)于市場(chǎng)。
1.3 研究?jī)?nèi)容及方法
本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)查閱近幾年來(lái)有關(guān)國(guó)內(nèi)外總體設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算整車的性能結(jié)構(gòu)參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算；同時(shí)對(duì)離合器、變速器、驅(qū)動(dòng)橋等結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行總體布置。然后利用計(jì)算機(jī)輔助繪圖畫(huà)出總布置圖，并輔之以說(shuō)明書(shū)。
1.4 研究技術(shù)路線
圖1.1 研究技術(shù)路線圖
第2章 總布置設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備
汽車從構(gòu)思到投放市場(chǎng)需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)程，發(fā)展汽車工業(yè)需要有戰(zhàn)略眼光和思想。每個(gè)汽車企業(yè)都要有自己的發(fā)展戰(zhàn)略，企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃就是一定時(shí)期內(nèi)發(fā)展戰(zhàn)略的文字載體。在企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃中，商品規(guī)劃是核心內(nèi)容。企業(yè)的一切經(jīng)營(yíng)活動(dòng)都是以向市場(chǎng)提供適銷對(duì)路的商品為目標(biāo)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)商品的銷售而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的利益和社會(huì)效益。任何商品都有一定的壽命周期，因此，企業(yè)要不斷改進(jìn)產(chǎn)品和開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的要求，從而保證企業(yè)的生存和更快更好的發(fā)展。
商品規(guī)劃就是基于上述認(rèn)識(shí)，使社會(huì)環(huán)境、市場(chǎng)要求和企業(yè)實(shí)際條件相協(xié)調(diào)，保證企業(yè)不斷推出適銷對(duì)路商品的一項(xiàng)計(jì)劃和管理工作。
根據(jù)時(shí)間區(qū)段和任務(wù)的不同，商品規(guī)劃分為兩類。一是在一定時(shí)期內(nèi)（如5年、10年）涉及企業(yè)所有商品系列的整個(gè)商品規(guī)劃，即商品發(fā)展規(guī)劃。二是按每一個(gè)商品制定方案的單個(gè)商品規(guī)劃，它包括作為商品開(kāi)發(fā)第一步，給商品下個(gè)大致定義的商品計(jì)劃，以及在商品計(jì)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行的概念設(shè)計(jì)。商品計(jì)劃包括確定商品市場(chǎng)目標(biāo)、性能目標(biāo)、成本目標(biāo)及投產(chǎn)目標(biāo)等；概念設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是，提出產(chǎn)品應(yīng)具有的基本結(jié)構(gòu)、基本尺寸，應(yīng)達(dá)到的性能和質(zhì)量目標(biāo)等。車輛總布置的任務(wù)是，把概念設(shè)計(jì)確定的基本結(jié)構(gòu)和部件進(jìn)行空間布置，使其達(dá)到最佳組合，以保證實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)中確定的目標(biāo)。
為了保證實(shí)現(xiàn)商品計(jì)劃的目標(biāo)，保證及時(shí)完成開(kāi)發(fā)的任務(wù)，使商品按時(shí)投放市場(chǎng)，還需要編制產(chǎn)品開(kāi)發(fā)計(jì)劃、生產(chǎn)準(zhǔn)備計(jì)劃和銷售計(jì)劃。
2.1 市場(chǎng)調(diào)研
市場(chǎng)調(diào)查是制定商品規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，企業(yè)為了獲取對(duì)外部環(huán)境的認(rèn)識(shí)，需要設(shè)置專門機(jī)構(gòu)，不斷地進(jìn)行認(rèn)真、細(xì)致和規(guī)范的市場(chǎng)調(diào)查和預(yù)測(cè)。
首先要認(rèn)真編寫調(diào)研提綱、調(diào)查項(xiàng)目、思考提出問(wèn)題、地區(qū)條件、使用要求、用戶的基本情況、貨源和貨物的種類等，最重要的是列出技術(shù)難點(diǎn)，進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)研，以求解決辦法。
調(diào)研工作可以分為市場(chǎng)普查和專項(xiàng)調(diào)查。
（1）市場(chǎng)普查：可參與產(chǎn)品規(guī)劃或情報(bào)部門每年進(jìn)行的市場(chǎng)情況調(diào)查，包括國(guó)內(nèi)外制造廠家的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)銷售國(guó)家政策地方規(guī)定、社會(huì)車輛運(yùn)轉(zhuǎn)情況統(tǒng)計(jì)、營(yíng)運(yùn)費(fèi)用、管理維修、車輛性能、可靠性、壽命及備件供應(yīng)等，從而掌握國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)情況、變化規(guī)律、發(fā)展趨勢(shì)、用戶的使用和需求狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)需求和預(yù)測(cè)未來(lái)。
（2）專項(xiàng)調(diào)查：參加為開(kāi)發(fā)某車型而專門進(jìn)行的市場(chǎng)調(diào)查，明確調(diào)查目標(biāo)，細(xì)化調(diào)研提綱，對(duì)整車總成性能參數(shù)，必須有初步設(shè)想后，再到用戶和使用現(xiàn)場(chǎng)逐項(xiàng)進(jìn)行的了解、找出差異，特別重點(diǎn)調(diào)研有關(guān)技術(shù)難點(diǎn)——性能要求、結(jié)構(gòu)處理、特殊用途或要求等。調(diào)查后要形成一個(gè)比較完整的方案。
調(diào)研的方法主要是通過(guò)聽(tīng)問(wèn)看和測(cè)試等手段，達(dá)到預(yù)期的目的，通過(guò)研究思考達(dá)到完善和創(chuàng)新。每次調(diào)研都要有編寫調(diào)研報(bào)告，對(duì)問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)要有解決辦法要有結(jié)論和建議。
2.2 樣車分析
選同類型的國(guó)內(nèi)外樣車，作為設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)的目標(biāo)車型。對(duì)同類型的國(guó)內(nèi)外的樣車進(jìn)行性能測(cè)試，包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性和平順性等。
對(duì)樣車進(jìn)行模型參數(shù)的測(cè)量，包括質(zhì)量參數(shù)、布置參數(shù)及有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，然后輸入計(jì)算機(jī)，并對(duì)性能進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比測(cè)試結(jié)果，修正和完善性能評(píng)價(jià)的計(jì)算方法、掌握選擇不同參數(shù)時(shí)的變化規(guī)律，提高計(jì)算精度，更好的服務(wù)于產(chǎn)品的預(yù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。
對(duì)各總成之間的連接件進(jìn)行測(cè)繪，分析其布置關(guān)系，找出布置和結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，進(jìn)而掌握布置與性能、使用等方面的關(guān)系。
經(jīng)過(guò)零件和裝配位置的測(cè)繪后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，找出個(gè)部件之間的間隙值與跳動(dòng)量值并與實(shí)車的測(cè)量值進(jìn)行比較，掌握布置規(guī)律，積累各部件間隙數(shù)據(jù)，提高運(yùn)動(dòng)件的布置水平和設(shè)計(jì)精度。
2.3 制定設(shè)計(jì)目標(biāo)
整車設(shè)計(jì)人員要根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和樣車分析的結(jié)果以及公司合同技術(shù)要求，提出對(duì)某一車型的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)目標(biāo)。其中包括汽車的主要用途、適用范圍、技術(shù)水平、工藝性、通用化和系列化要求、生產(chǎn)繼承性、優(yōu)先保證的使用性能、載客量、生產(chǎn)綱領(lǐng)、目標(biāo)成本、趕超車型的技術(shù)指標(biāo)及變型需要等。新車的設(shè)計(jì)要有一個(gè)統(tǒng)一的明確的要求。
2.4 貨車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定
對(duì)于一種新車型的的開(kāi)發(fā)，首先要明確其主要用途，貨物類型、使用條件和一些特殊要求?？偛贾迷O(shè)計(jì)人員應(yīng)初步確定以下各種參數(shù)，作為整車和總成的原始數(shù)據(jù)和工作目標(biāo)。在整車的方案（駕駛室的型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的種類、整車的初步外廓尺寸、主要布置參數(shù)和布置草圖）初步確定之后，整車設(shè)計(jì)人員通過(guò)圖面工作和計(jì)算、初步確定如下目標(biāo)參數(shù)：
（1）選定最高車速、最大爬坡度、各總成質(zhì)量及其整車整備、總重、輪胎規(guī)格；
（2）估算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速（或初步選定發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)；
（3）變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，分動(dòng)器速比和驅(qū)動(dòng)橋的總減速比。
2.5 主要目標(biāo)參數(shù)的確定
最高車速和最大爬坡度要根據(jù)具體的使用要求，車型用途、道路條件和安全措施等進(jìn)行選定。
質(zhì)量參數(shù)可以參考同類車型和總成質(zhì)量進(jìn)行確定。
輪胎規(guī)格的選擇非常重要，可以參考國(guó)內(nèi)同類型車型來(lái)進(jìn)行選擇，對(duì)于國(guó)外同類型樣車，應(yīng)該有保留的參數(shù)。由于道路條件和輪胎的制造水平不同，輪胎的選擇應(yīng)該不同，一般情況下應(yīng)該根據(jù)車輛類型、道路條件、載荷狀態(tài)、輪胎負(fù)荷能力、車速、底板離地高度、平整性要求進(jìn)行綜合分析，合理的選擇。
2.6 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速
汽車的動(dòng)力性能在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。設(shè)定最高車速，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)該大于等于該車速行使時(shí)所需要的行使阻力的功率之和。
我設(shè)計(jì)的載貨汽車最高車速初選為uamax=90km/h，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)該大于等于以該車速行駛時(shí)，滾動(dòng)阻力功率與空氣阻力功率之和，即
（2.1）
式中：—發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，；
—傳動(dòng)系效率（包括變速器、輔助變速器傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)、主減速器的傳動(dòng)效率），=95%×96%×98%=89.4%，傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率如表2.1所示；
—汽車總質(zhì)量，ma=5455kg；
—重力加速度，g=9.8；
——滾動(dòng)阻力系數(shù)，由試驗(yàn)測(cè)得，在車速不大于100 km/h的情況下可以認(rèn)為是常數(shù)。輪胎結(jié)構(gòu)、充氣壓力對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)有較大影響，良好路面上常用輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)如表2.2所示。取=0.009；
—空氣阻力系數(shù)，一般輕型貨車取0.6~0.8，這里取=0.7；
—迎風(fēng)面積（m2），取前輪距總高H，=1.67×2.38。
表2.1 傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率
部件名稱
傳動(dòng)效率（%）
4～6檔變速器
輔助變速器（副變速器或分動(dòng)器）
單級(jí)減速主減速器
雙級(jí)主減速器
萬(wàn)向傳動(dòng)節(jié)
95
95
96
92
98
表2.2 良好路面上常用輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)
輪胎種類
滾動(dòng)阻力系數(shù)
中重型載貨車用子午線輪胎
中重型載貨車用斜交輪胎
輕型載貨車用子午線輪胎
輕型載貨車用斜交輪胎
轎車用子午線輪胎
轎車用斜交輪胎
0.007~0.008
0.010~0.012
0.008~0.009
0.010~0.012
=2.78
故43.25kw
除考慮最高車速外，還要滿足最大爬坡度的要求，既要有足夠的頭檔最大動(dòng)力因數(shù)。
通過(guò)上述方法計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)功率可以互相補(bǔ)充，以便最后確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率值。
發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速范圍，應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、最高車速、最大功率值活塞平均速度、生產(chǎn)條件、參考同類樣機(jī)的數(shù)值來(lái)確定。
也可以利用比功率的統(tǒng)計(jì)值來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率值。
初選取功率為88kw的發(fā)動(dòng)機(jī)。
則比功率為=16.132 kw/t
參考一汽解放、東風(fēng)二汽、日本五十鈴、德國(guó)奔馳、瑞典斯堪的維亞等國(guó)內(nèi)外同型汽車，比功率都在60kw/t以上，即整備質(zhì)量5.455噸的汽車；再考慮該載貨汽車要求具有相對(duì)較高的車速，因此初步選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為88kw。
2.7 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩及其轉(zhuǎn)速
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，通過(guò)下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。
=9549 （2.2）
式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；
——轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線自
動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力，α=TemaxTp，Tp是最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩，N?m，α可參考同類發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值選取，初取α=1.145；
——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，kw；
——最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，r/min。
所以=300.67 。
一般用發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù)=，表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)行駛工況的程度，值越大，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性更好。采用值大的發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少換擋次數(shù)，減輕司機(jī)疲勞、減少傳動(dòng)系磨損和降低油耗。通常，柴油機(jī)取1.2~2.6，以保證汽車具有適當(dāng)?shù)淖畹头€(wěn)定車速，初取=2000 r/min，則=1.6，=1.832。
2.8 傳動(dòng)系速比的選擇
確定傳動(dòng)系速比應(yīng)該包含以下內(nèi)容：變速器及副變速器的擋位數(shù)及各檔速比、分動(dòng)器的擋位數(shù)及各檔速比、驅(qū)動(dòng)橋總減速比（含單級(jí)或雙級(jí)、輪邊減速）。
在確定上述參數(shù)之前，首先要根據(jù)整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及結(jié)構(gòu)布置需要，確定傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比和最大傳動(dòng)比，看是否能滿足最高車速、最大爬坡度和直接檔的最低穩(wěn)定車速、壞路面條件下通過(guò)能力，然后再?gòu)慕Y(jié)構(gòu)需要和操縱方面入手，進(jìn)行檔位數(shù)的合理分配。
2.8.1 最小傳動(dòng)比的選擇
整車傳動(dòng)系統(tǒng)最小傳動(dòng)比的選擇，可根據(jù)最高車速及其功率平衡圖來(lái)確定。
普通的汽車沒(méi)有分動(dòng)器或副變速器，而變速器的最小傳動(dòng)比常為1，所以傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比就是i0。若變速器的最高檔不是直接檔，或?yàn)槌贆n，則最小傳動(dòng)比應(yīng)為變速器最高檔傳動(dòng)比為主減速器傳動(dòng)比的乘積。
通常選擇到汽車的最高車速相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)車速，最高車速取最大。近年來(lái)為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率和燃油經(jīng)濟(jì)性，出現(xiàn)了減小最小傳動(dòng)比的趨勢(shì)，有的裝有5檔變速器的汽車，第5檔的最高車速反而低于第四檔的最高車速。相反，汽車的動(dòng)力性會(huì)增強(qiáng)，后備功率會(huì)增大，但燃油經(jīng)濟(jì)性會(huì)下降。
在選定最小傳動(dòng)比時(shí)，要考慮到最高檔行駛時(shí)的汽車應(yīng)有足夠的動(dòng)力性能，及應(yīng)有足夠的最高檔動(dòng)力因數(shù)。中型貨車：0.04～0.08，中級(jí)轎車：0.1～0.15。
普通載貨汽車最高檔通常選用直接檔，若無(wú)分動(dòng)器或輪邊減速器，則傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比等于主減速器的主減速比。主減速比是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。
載貨汽車為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車速有所下降，如圖2.1中的i01曲線所示：
圖2.1 不同主減速比時(shí)的汽車功率平和圖
可按下式選擇：
=（0.377~0.472） （2.3）
式中：—驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑，m，所選輪胎型號(hào)為7.50-16的子午線輪胎，其自由直徑為d=820mm，因計(jì)算常數(shù)F=3.05，故滾動(dòng)半徑
==0.3982m；
—發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，=3200 r/min；
—最高車速，90km/h；
—變速器最高檔傳動(dòng)比，1.0。
所以=5.338~6.683，初取=5.338。
根據(jù)所選定的主減速比i0的值，就可基本上確定主減速器的減速形式（單級(jí)減速，不需要輪邊減速器）,并使之與汽車總布置所需要的離地間隙相適應(yīng)。
汽車驅(qū)動(dòng)橋離地間隙如表2.3所示。其中，輕型載貨汽車的離地間隙要求在190~220mm之間。
所以初選最小間隙為190mm。
表2.3 汽車驅(qū)動(dòng)橋離地間隙
車型
離地間隙/mm
載貨汽車
微型，輕型
中型
重型，超重型
190~220
210~275
230~345
2.8.2 最大傳動(dòng)比的選擇
最大傳動(dòng)比為變速器頭檔速比與主減速器速比的乘積，若主減速比確定，則在確定變速器頭檔速比即可。該速比主要是用來(lái)爬坡與道路條件很差的情況汽車仍能行使。
最后驗(yàn)算最低檔時(shí)的最低穩(wěn)定車速，該車速?zèng)]有規(guī)定的限值。一般情況下，汽車只要能滿足最大爬坡度的要求（即最大動(dòng)力因數(shù)），那最低穩(wěn)定車速也能滿足。轎車一般要求爬坡能力達(dá)到30%以上。
設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系的最大傳動(dòng)比為變速器的I檔傳動(dòng)比與主減速比的乘積。
應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合確定。
汽車爬陡坡是車速不高，空氣阻力可以忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有
（2.4）
則由最大爬坡度要求的變速器I檔傳動(dòng)比為4.117
根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面附著條件
（2.5）
式中：—道路的附著系數(shù)，在良好路面上取=0.8；
—汽車滿載靜止于水平路面時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋承受的載荷（N），初步設(shè)計(jì)
采用前/后驅(qū)動(dòng)橋承受的質(zhì)量為3000kg，則
≤6.527
所以4.117≤≤6.527
綜上所述，初步選取變速器I檔傳動(dòng)比=5.3。
2.8.3 變速器檔位數(shù)的選擇
變速器檔位數(shù)的多少，要根據(jù)汽車的類型，使用條件和性能要求及最高檔和最低檔的速比范圍大小而定。
檔位數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率越高，（高功率區(qū)工作時(shí)間長(zhǎng)），即增加了動(dòng)力性，同時(shí)也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。
由于相鄰檔之間的比值不能太大(一般不超過(guò) 1.7~1.8，太大了換檔困難)，所以在最大傳動(dòng)比與最小傳動(dòng)比值越大，則檔位數(shù)應(yīng)增多。而檔位多的變速器即 7個(gè)前進(jìn)檔時(shí)，其變速器結(jié)構(gòu)，特別是操縱機(jī)構(gòu)就會(huì)很復(fù)雜，所以有的車輛就采用增加前置或后置式變速器的辦法來(lái)解決此矛盾。如需要全輪驅(qū)動(dòng)，可以增設(shè)兩檔的分動(dòng)器。
因?yàn)槲宜O(shè)計(jì)的事輕型載貨汽車，它的比功率小，所以選擇五檔變速器。各檔之間壁紙不宜大于1.7~1.8。
采用等比數(shù)列分配格擋傳動(dòng)比，則公比q≈1.517
所以二檔傳動(dòng)比3.257，三檔傳動(dòng)比2.273，四檔傳動(dòng)比1.501，符合條件。
2.9 本章小結(jié)
本章確定了發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，確定了發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速并確定了傳動(dòng)系的傳動(dòng)比。其中發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為88kw；發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為3200；發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩為Temax=300N?m；發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速為nt=2000；主減速器的傳動(dòng)比為5.0；變速器的傳動(dòng)比為一檔傳動(dòng)比5.3，二檔傳動(dòng)比3.257，三檔傳動(dòng)比2.273，四檔傳動(dòng)比1.501，五檔傳動(dòng)比1。
第3章 汽車主要參數(shù)的選擇
總布置設(shè)計(jì)人員應(yīng)初步確定以下各種參數(shù)，作為整車和總成的原始數(shù)據(jù)和工作目標(biāo)。在整車的方案(車頭、駕駛室的型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的種類，整車初步的外廓尺寸、主要布置參數(shù)和布置草圖)初步確定之后，整車設(shè)計(jì)人員通過(guò)圖面工作和計(jì)算、初步確定如下目標(biāo)參數(shù)：
(1)汽車主要尺寸參數(shù)；
(2)汽車質(zhì)量參數(shù)；
(3)主要性能參數(shù)；
(4)汽車的機(jī)動(dòng)性參數(shù)；
(5)估算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速；
(6)變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅(qū)動(dòng)橋的主減速比。
3.1 主要尺寸參數(shù)的選擇
通過(guò)整車總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。
在繪制整車總布置草圖時(shí)，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。
確定車頭，駕駛室的型式，以及同發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸(輪)的相互布置關(guān)系后，繪制布置總布置草圖，并在此基礎(chǔ)上布置各大總成。
(1)車架和車箱；
(2)后簧、后橋和車輪；
(3)前簧、前軸和車輪；
(4)傳動(dòng)系；
(5)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉(zhuǎn)角和進(jìn)行轉(zhuǎn)彎直徑的計(jì)算；
(6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡(jiǎn)、及備胎等其它總成。
完成整車總布置草圖后，整車的外廓尺寸及相關(guān)的布置尺寸參數(shù)已基本確定，然后進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。
計(jì)算質(zhì)量參數(shù)前，要列出各大總成的質(zhì)量，再定出空載和滿載時(shí)各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離，最后計(jì)算出空載和滿載時(shí)的軸荷分配和質(zhì)心至前軸、地面的距離。
整車總布置應(yīng)提供以下參數(shù)，為總成開(kāi)發(fā)提供原始數(shù)據(jù)。
(1)整車的外廓尺寸；
(2)軸距和前、后輪距；
(3)前懸和后懸長(zhǎng)度；
(4)車頭、駕駛室和發(fā)動(dòng)機(jī)、前輪的布置關(guān)系；
(5)輪胎型號(hào)、靜力半徑和滾動(dòng)半徑、負(fù)載能力；
(6)車箱內(nèi)長(zhǎng)及外廓尺寸；
(7)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速；
(8)變速器頭檔速比(2 種)和檔位數(shù)；
(9)后橋總速比(可有幾種)；
(10)最高車速；
(11)最大爬坡度；
(12)整備質(zhì)量及載質(zhì)量；
(13)轉(zhuǎn)向盤直徑，車輪轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎直徑
(14)前輪接地點(diǎn)至前簧座的距離；
(15)前簧中心距；
(16)后簧中心距；
(17)車架前部和后部外寬；
(18)車架縱梁外形尺寸及橫梁位置；
(19)前簧作用長(zhǎng)度；
(20)后簧作用長(zhǎng)度；
(21)前簧非懸架質(zhì)量；
(22)后簧非懸架質(zhì)量；
(23)后輪轂及制動(dòng)器總成質(zhì)量。
通過(guò)整車總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。
在繪制整車總布置草圖時(shí)，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。
汽車的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。
圖3.1 汽車的主要尺寸參數(shù)
軸距的選擇要考慮它對(duì)整車其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。軸距短一些，汽車總長(zhǎng)、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過(guò)半徑就小一些。但軸距過(guò)短也會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，例如車廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；汽車行駛時(shí)其縱向角振動(dòng)過(guò)大；汽車加速、制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大而導(dǎo)致其制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等。因此，在選擇軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮對(duì)有關(guān)方面的影響。當(dāng)然，在滿足所設(shè)計(jì)汽車的車廂尺寸、軸荷分配、主要性能和整體布置等要求的前提下，將軸距設(shè)計(jì)得短一些為好。
在整車選型初期,可根據(jù)要求及駕駛室布置尺寸初步確定軸距:
=
式中：—貨箱長(zhǎng)度可根據(jù)汽車的裝載質(zhì)量、載貨長(zhǎng)度來(lái)確定，或參考同類型、同裝載量汽車的貨廂長(zhǎng)度和裝載面積來(lái)初步確定；
—前輪中心至駕駛室后壁的距離，它與布置方案選擇有關(guān)，在該布置方案選定后，可通過(guò)對(duì)駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)和前軸的初步布置或參考同型、同類布置的汽車的這一尺寸初步確定；
S —駕駛室與貨廂之間的間隙，一般取50～100mm；
—后懸尺寸，可根據(jù)道路條件或參考同類型汽車初步確定。
軸距的最終確定應(yīng)通過(guò)總布置和相應(yīng)的計(jì)算來(lái)完成，其中包括檢查最小轉(zhuǎn)彎半徑和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角是否過(guò)大，軸荷分配是否合理，乘坐是否舒適以及能否滿足整車總體設(shè)計(jì)的要求等。
三軸汽車的中后軸之間的軸距，多取為輪胎直徑的1.1～1.25倍。汽車輪距對(duì)汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性都有較大的影響。輪距愈大，則懸架的角剛度愈大，汽車的橫向穩(wěn)定性愈好，車廂內(nèi)橫向空間也愈大。但輪距也不宜過(guò)大，否則，會(huì)使汽車的總寬和總質(zhì)量過(guò)大。輪距必須與汽車的總寬相適應(yīng)。
汽車的外廓尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高。它應(yīng)根據(jù)汽車的類型、用途、承載量、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來(lái)確定。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)力求減小汽車的外廓尺寸，以減小汽車的質(zhì)量，降低制造成本，提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。GBl589—79對(duì)汽車外廓尺寸界限作了規(guī)定。
前懸處要布置發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、風(fēng)扇、彈簧前支架、車身前部或駕駛室的前支點(diǎn)、保險(xiǎn)杠、轉(zhuǎn)向器等，要有足夠的縱向布置空間。其長(zhǎng)度與汽車的類型、驅(qū)動(dòng)型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置型式和駕駛室的型式及布置密切相關(guān)。汽車的前懸不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車的接近角過(guò)小而影響通過(guò)性。
汽車的后懸長(zhǎng)度主要與貨廂長(zhǎng)度、軸距及軸荷分配有關(guān)。后懸也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車的離去角過(guò)小而引起上下坡時(shí)刮地，同時(shí)轉(zhuǎn)彎也不靈活。城市大客車的后懸一般不大于其軸距的60％，其長(zhǎng)度不大于3.5m。輕型及以上的載貨汽車的后懸一般為1.2～2.2m。長(zhǎng)軸距、特長(zhǎng)貨廂的汽車，其后懸可長(zhǎng)達(dá)約2.6m。
3.2 整車質(zhì)量參數(shù)估算
在整車設(shè)計(jì)方案確立后，總布置設(shè)計(jì)草圖初步完成的情況下，應(yīng)首先對(duì)整車質(zhì)量參數(shù)(包括：空載狀態(tài)下的整車整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿載狀態(tài)下的整車最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等)進(jìn)行估算，為整車性能計(jì)算和總成設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
各總成質(zhì)量可通過(guò)樣件實(shí)測(cè)得到，亦可參照同類車型樣件實(shí)測(cè)值修正得到。
各總成質(zhì)心位置可通過(guò)實(shí)測(cè)得到或按其幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)估計(jì)得到，然后在整車總布置圖上確定其質(zhì)心相對(duì)于前輪中心的縱向位移(一般規(guī)定在前輪中心后為正值，在前輪中心前為負(fù)值)以及空載狀態(tài)下的離地高度；和滿載狀態(tài)下的離地高度。
一般整車總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時(shí)應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對(duì)滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對(duì)滿載狀態(tài)的變化忽略不記。
3.2.1 空車狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算
整車整備質(zhì)量(自重) Mc按下式計(jì)算：
=
式中：—用估算整車整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量(總成的劃分可根據(jù)實(shí)際
情況由設(shè)計(jì)人員自定)；
—整車裝備質(zhì)量，kg。
3.2.2 滿載狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算
整車最大總質(zhì)量(總重) Mt按下式計(jì)算：
=
—用于估算整車最大總質(zhì)量的全部總成和負(fù)載的數(shù)量(一般在整車整備質(zhì)量基礎(chǔ)上加上乘員和最大裝載質(zhì)量)。
3.2.3 非懸架質(zhì)量的估算
對(duì)于非獨(dú)立懸架，整個(gè)車橋總成(包括制動(dòng)器、輪轂、車輪等)都屬于非懸架質(zhì)量；一端與車橋鉸接，另一端與車架固定點(diǎn)鉸接件(如轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸、導(dǎo)向臂、穩(wěn)定桿等)可將靜止時(shí)作用于車橋鉸接點(diǎn)的質(zhì)量作為非懸架質(zhì)量(轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸等件可取其質(zhì)量的1/2作為非懸架質(zhì)量)；螺旋彈簧取其質(zhì)量的1/2作為非懸架質(zhì)量；吊掛式鋼板彈簧取其質(zhì)量的3/4作為非懸架質(zhì)量；平衡懸架鋼板彈簧取其質(zhì)量的1/4作為非懸架質(zhì)量。
對(duì)于獨(dú)立懸架和其它特殊形式的懸架可視其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行非懸架質(zhì)量估算。
3.2.4 整備質(zhì)量利用系數(shù)
汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)是汽車的裝載量與整備質(zhì)量之比，即
它表明單位汽車整備質(zhì)量所承受的汽車裝載質(zhì)量。顯然，此系數(shù)越大表明該車型的材料利用率越高和設(shè)計(jì)與工藝水平越高。因此，設(shè)計(jì)新車型時(shí)在保證汽車零部件的強(qiáng)度、剛度及可靠性與壽命的前提下，應(yīng)力求減輕其質(zhì)量，增大這一系數(shù)值。
表3.1 各類汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)
汽車類型
ηm0
備注
載貨汽車
輕型
0.8～1.1
柴油車為0.8～1.0
中型
1.2～1.35
重型
1.3～1.7
礦用自卸車
裝載量
mG<45t
1.1～1.5
mG>45t
1.3～1.7
3.2.5 軸荷分配
汽車的軸荷分配是汽車的重要質(zhì)量參數(shù)，它對(duì)汽車的牽引性、通過(guò)性、制動(dòng)性、操縱性和穩(wěn)定性等主要使用性能以及輪胎的使用壽命都有很大的影響。因此在總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車的總體布置型式、使用條件及性能要求合理地選定軸荷分配。
汽車的布置型式對(duì)軸荷分配影響較大，例如對(duì)載貨汽車而言，長(zhǎng)頭車滿載時(shí)的前軸負(fù)荷分配多在28％上下，而平頭車多在33％～35％。對(duì)轎車而言，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)的前軸負(fù)荷最好在55％以上，以保證爬坡時(shí)有足夠的附著力；前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)的后軸負(fù)荷一般不大于52％；后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)后軸負(fù)荷最好不超過(guò)59％，否則，會(huì)導(dǎo)致汽車具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性而使操縱性變壞。
在確定軸荷分配時(shí)也要考慮到汽車的使用條件。對(duì)于常在較差路面上行駛的載貨汽車，為了保證其在泥濘路面上的通過(guò)能力，常將滿載前軸負(fù)荷控制在26％～27％，以減小前輪的滾動(dòng)阻力并增大后驅(qū)動(dòng)輪的附著力。對(duì)于常在潮濕路面上行駛的后驅(qū)動(dòng)輪裝用單胎的4×2平頭貨車，空載時(shí)后軸負(fù)荷應(yīng)不小于41％，以免引起側(cè)滑。
在確定軸荷分配時(shí),還要充分考慮汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能要求。例如：重型礦用自卸汽車的軸距短、質(zhì)心高，制動(dòng)或下坡時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移會(huì)使前軸負(fù)荷過(guò)大，故在設(shè)計(jì)時(shí)可將其前軸負(fù)荷適當(dāng)減小，使后軸負(fù)荷適當(dāng)加大。為了提高越野汽車在松軟路面和無(wú)路地區(qū)的通過(guò)性，其前軸負(fù)荷應(yīng)適當(dāng)減小以減小前輪的滾動(dòng)阻力。
軸荷分配對(duì)前后輪胎的磨損有直接影響。為了使其磨損均勻，對(duì)后輪裝單胎的雙軸汽車，要求其滿載時(shí)的前后軸荷分配均為50％，而對(duì)后輪為雙胎的雙軸汽車，則前后軸荷可大致按1/3和2/3的比例處理。當(dāng)然，在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于許多因素的影響，上述要求只能近似地滿足。
在確定汽車的軸荷分配時(shí)，還要考慮汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)方向穩(wěn)定性。根據(jù)理論分析，汽車質(zhì)心位置到汽車中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的距離s 對(duì)汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性有決定性的影響。這個(gè)距離可由下式計(jì)算得到：
=
式中：，—分別為汽車質(zhì)心離前、后軸的距離。L1 和L2 取決于軸荷分配，
—兩個(gè)前輪的輪胎側(cè)偏剛度之和，N/rad；
—后輪的輪胎側(cè)偏剛度之和，N/rad；
—汽車全部輪胎的總側(cè)偏剛度之和，N/rad；
當(dāng)s<0時(shí)，汽車質(zhì)心位于中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，汽車靜態(tài)的方向穩(wěn)定性較好。反之，當(dāng)s>0時(shí)，汽車具有過(guò)度轉(zhuǎn)向特性。此時(shí)存在著一個(gè)臨界車速，低于此車速時(shí)，汽車的行駛時(shí)穩(wěn)定的，高與此車速，則汽車就不能穩(wěn)定行駛。在汽車設(shè)計(jì)時(shí)一般希望汽車具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。為此，要很好地匹配上述參數(shù)，使
<0
3.3 主要性能參數(shù)的選擇
3.3.1 動(dòng)力性參數(shù)
汽車的動(dòng)力性參數(shù)主要有直接檔和 I 檔最大動(dòng)力因數(shù)、最高車速、加速時(shí)間、汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩等。
3.3.1.1 直接檔動(dòng)力因數(shù)
的選擇主要是根據(jù)對(duì)汽車加速性與燃料經(jīng)濟(jì)性的要求，以及汽車類型、用途和道路條件而異。轎車的隨發(fā)動(dòng)機(jī)排量的增大而增大。中、高級(jí)轎車對(duì)加速性要求高，故值較大。微型和普通級(jí)轎車為了節(jié)省燃料，值較小。載貨汽車的值是隨汽車總質(zhì)量的增大而逐漸減小的，但也有個(gè)限度。微型貨車的值較大，輕型貨車次之，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)拖帶掛車，而且對(duì)平均車速和加速性能的要求也較高。中、重型貨車的多在0.04～0.07范圍內(nèi)。對(duì)中、重型貨車選擇時(shí)的要求是：拖帶掛車后仍能以直接檔在具有3％坡度的公路上行駛。鞍式牽引汽車及半掛車等汽車列車的D0max應(yīng)在0.03以上。礦用自卸汽車的行駛阻力大，其值也應(yīng)不小于0.04?？蛙嚨闹狄彩请S著其總質(zhì)量的增大而減小，但豪華型客車應(yīng)比普通型客車的值要大一些。
3.3.1.2 Ⅰ檔動(dòng)力因數(shù)
I檔最大動(dòng)力因數(shù)直接影響汽車的最大爬坡能力和通過(guò)困難路段的能力以及起步并連續(xù)換檔時(shí)的加速能力。它和汽車總質(zhì)量的關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。對(duì)于公路用車，多在0.30～0.38。中級(jí)及以上的轎車，其值的上限可高達(dá)0.5，以便獲得必要的最低車速和較強(qiáng)的加速能力。礦用自卸汽車(裝載量為6.5t以下)的值多在0.30～0.46，當(dāng)采用液力機(jī)械傳動(dòng)時(shí)，由于汽車起步后動(dòng)力因數(shù)下降較快，為保證有足夠的爬坡速度和加速能力，值還應(yīng)取大一些。軍用越野汽車的爬坡能力要求高達(dá)60％～75％，故其值多選擇在0.63以上。
3.3.1.3 最高車速Vmax
隨著汽車性能特別是主被動(dòng)安全性能的提高以及各國(guó)公路路面的改善和高速公路的發(fā)展，汽車的最高車速普遍有所提高。選擇時(shí)應(yīng)考慮汽車的類型、用途、道路條件、具備的安全條件和發(fā)動(dòng)機(jī)功率的大小等，并以汽車行駛的功率平衡為依據(jù)來(lái)確定。
3.3.1.4 汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩
這兩個(gè)參數(shù)分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。比功率是評(píng)價(jià)汽車動(dòng)力性能如速度性能和加速性能的綜合指標(biāo)，比轉(zhuǎn)矩則反映了汽車的比牽引力或牽引能力。在比較各國(guó)車型的比功率時(shí)，應(yīng)考慮到各國(guó)內(nèi)燃機(jī)功率測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)的差異。為了保證載貨汽車在高速公路上的速度適應(yīng)性，有些國(guó)家對(duì)汽車的比功率值有所規(guī)定。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB7258—97 中規(guī)定，對(duì)公路用的機(jī)動(dòng)車輛其比功率的最小值不能低于4.8kW/t。農(nóng)用運(yùn)輸車不低于4kW/t。
3.3.1.5 汽車的加速時(shí)間
汽車由起步并換檔加速到一定車速的時(shí)間，稱為“0—的換檔加速時(shí)間”；而在直接檔下由車速為20km/h加速到某一車速(km/h)的時(shí)間，稱為"20— 的直接檔加速時(shí)間”，它們均為衡量汽車加速性能和動(dòng)力性能的重要指標(biāo)。轎車常用“0—100km/h”或“0—80km/h”的換檔加速時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。中、高級(jí)轎車的0—100km/h 的換檔加速時(shí)間約為8～15s；普通級(jí)轎車為12～25s。也可采用0—80km/h的換檔加速時(shí)間來(lái)衡量其加速性能。載貨汽車常用0—60km/h的換檔加速時(shí)間或在直接檔下由20km/h加速到某一車速的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。裝載量2～2.5t的輕型載貨汽車的0—60km/h的換檔加速時(shí)間多在0.5～30s；重型貨車的0—50km/h的換檔加速時(shí)間為40～60s。城市大客車和旅游用大客車的0—70km/h的換檔加速時(shí)間多在33～65s。國(guó)外也有用起步并換檔加速行駛到某一距離(例如0—400m，0—500m，0—1000m)所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)衡量汽車的加速性能的。
3.3.2 燃料經(jīng)濟(jì)性參數(shù)
汽車在良好的水平硬路面上以直接檔滿載等速行駛100km時(shí)的最低燃料消耗量 ( L/100km)，稱為汽車的“百公里最低燃料消耗量”，是汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)。它也是滿載的汽車在良好的硬路面上用直接檔以經(jīng)濟(jì)車速等速行駛時(shí)的百公里耗油量。
單位汽車總質(zhì)量的百公里最低燃料消耗量，又稱為汽車的“單位燃料消耗量”(L/(100km?t))。在新車設(shè)計(jì)時(shí)，其燃料經(jīng)濟(jì)性可參考總質(zhì)量相近的同類車型的百公里耗油量或單位燃料消耗量來(lái)估算。下表為載貨汽車的單位燃料消耗量的統(tǒng)計(jì)值范圍。轎車的單位燃料消耗量為7.5～10.5L/(100km?t)。國(guó)標(biāo)GB4352—84和GB4353—84分別給出了載貨汽車和載客汽車運(yùn)行燃料消耗量。
表3.2 載貨汽車的單位燃料消耗量
汽車總質(zhì)量 (t)
汽油機(jī)
柴油機(jī)
<4
4～6
6～12
>12
3.0～4.0
2.8～3.2
2.68～2.82
2.50～2.60
2.0～2.8
1.9～2.1
1.55～1.86
1.43～1.53
3.3.3 機(jī)動(dòng)性參數(shù)
汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑是汽車機(jī)動(dòng)性的主要參數(shù)。最小轉(zhuǎn)彎直徑是指當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)由轉(zhuǎn)向中心至前外輪接地中心的距離，它反映了汽車通過(guò)小曲率半徑彎曲道路的能力和在狹窄路面上或場(chǎng)地上調(diào)頭的能力。其值與汽車的軸距、輪距及轉(zhuǎn)向車輪的最大轉(zhuǎn)角等有關(guān)，并應(yīng)根據(jù)汽車的類型、用途、道路條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及軸距等尺寸選取。GB7258—97 中規(guī)定：機(jī)動(dòng)車的最小轉(zhuǎn)彎直徑，以外輪軌跡中心為基線測(cè)量其值不得大于24m。當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑24m 是前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪差不得大于3.5m。
3.3.4 操縱穩(wěn)定性參數(shù)
與總體設(shè)計(jì)關(guān)系密切且應(yīng)在設(shè)計(jì)中當(dāng)作設(shè)計(jì)指標(biāo)予以控制的操縱穩(wěn)定性參數(shù)參數(shù)有：
(1) 轉(zhuǎn)向特性參數(shù):
由于輪胎的側(cè)偏使前、后軸產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)偏角。其角度差為正、負(fù)、零時(shí)使汽車分別獲得“不足轉(zhuǎn)向”、“過(guò)度轉(zhuǎn)向”和“中性轉(zhuǎn)向”等特性。為了保證良好的操縱穩(wěn)定性，希望得到不足轉(zhuǎn)向特性。通常用汽車以0.4g 的向心加速度作定圓等速行駛時(shí)前、后軸的側(cè)偏角之差作為評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向特性的參數(shù)，希望它是一個(gè)較小的正角度值，例如轎車以1o～3o為宜。
(2) 車身側(cè)傾角:
汽車以0.4g的向心加速度作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的車身側(cè)傾角應(yīng)在3°之內(nèi)，在大不超過(guò)7°。
(3) 制動(dòng)點(diǎn)頭角:
汽車以0.4g的減速度制動(dòng)時(shí)的車身點(diǎn)頭角應(yīng)不大于1.5°。
3.3.5 行駛平順性參數(shù)
行駛平順性通常用車身振動(dòng)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)。在總體設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)給出前后懸
架的偏頻或靜撓度、動(dòng)撓度以及車身振動(dòng)加速度等參數(shù)值作為設(shè)計(jì)要求。前、后懸架的偏頻與應(yīng)接近且應(yīng)使略高于，以免發(fā)生較大的車身縱向角振動(dòng)。但微型轎車因軸距短使后排座接近后輪，為了改善其后座的舒適性，可以將后懸架設(shè)計(jì)的軟一些而使<，下表為各類汽車的偏頻和靜、動(dòng)撓度值的一般范圍。對(duì)于舒適性要求高的汽車偏頻值取低限。對(duì)于前、后懸架的靜撓度值和的匹配，推薦取 =(0.8 ~ 0.9) ；而對(duì)于貨車考慮到前、后軸荷的差別和避免駕駛員疲勞，則前、后靜撓度值之比要更大些。
3.3.6 制動(dòng)性參數(shù)
常以制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度和制動(dòng)踏板力作為汽車制動(dòng)性能的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)參數(shù)。制動(dòng)距離是指在良好的試驗(yàn)跑道上和規(guī)定的車速下，緊急制動(dòng)時(shí)由踩制動(dòng)踏板起到完全停車的距離。我國(guó)通常以車速為30km／h和50km／h 的最小制動(dòng)距離來(lái)評(píng)比不同車型的制動(dòng)效能。對(duì)于緊急制動(dòng)時(shí)踏板力，貨車要求不大于700N；轎車要求不大于500N。設(shè)計(jì)中在制訂制動(dòng)性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還應(yīng)適應(yīng)有關(guān)安全性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等對(duì)汽車制動(dòng)效能的要求。
表3.3 汽車的偏頻、撓度
車型
滿載偏頻n / Hz
滿載靜撓度f(wàn)c/cm
滿載靜撓度f(wàn)d/cm
前懸架n1
后懸架
n2
前懸架
fc1
后懸架
fc2
前懸架
fd1
后懸架
fd2
轎
車
普通級(jí)、中級(jí)
1.02～1.44
1.18～1.58
12～24
10～18
8～11
10～14
高級(jí)
0.91～
1.12
0.98～
1.29
20～30
15～26
8～11
10～14
客車
1.29～1.89
7～15
5～8
載貨汽車
1.51～
2.04
1.67～
2.23
6～11
5～9
6～9
6～8
越野汽車
1.391～2.04
12～24
7～13
3.3.7 通過(guò)性參數(shù)
該車通過(guò)性主要參數(shù)見(jiàn)表3.4。
表3.4 汽車的最小離地間隙、接近角、總線通過(guò)半徑
汽車類型
最 小 離 地 間隙(m)
接近角(o)
離去角(o)
總 線 通 過(guò) 半徑(m)
轎車
微型、普通級(jí)
0.12～0.18
20～30
15～23
3～5
中 級(jí)、中 高級(jí)、高級(jí)
0.13～0.20
5～8
客車
輕型
0.18～0.22
12～40
8～20
中型、大型
0.24～0.29
9～20
5～9
貨車
輕型
0.18～0.22
25～60
25～45
2～4
中型、重型
0.22～0.30
4～7
礦用自卸汽車
>0.32
越野汽車
0.26～0.37
36～60
35～48
1.9～3.6
3.4 本章小結(jié)
本章介紹了初步確定汽車主要尺寸參數(shù)、汽車質(zhì)量參數(shù)、主要性能參數(shù)、汽車的機(jī)動(dòng)性參數(shù)、算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速、變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅(qū)動(dòng)橋的主減速比等目標(biāo)參數(shù)的方法。
第4章 整車型式的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)原則、目標(biāo)和用戶的需求特點(diǎn)，整車設(shè)計(jì)人員要提出被開(kāi)發(fā)的車型的整車型式方案，主要包括以下幾個(gè)部分：
（1） 發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式；
（2） 軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式 ；
（3） 車頭和駕駛室的型式及發(fā)動(dòng)機(jī)與前軸的位置關(guān)系；
（4） 輪胎的選擇；
4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式，在現(xiàn)代汽車上主要選用汽油機(jī)和柴油機(jī)，選用其他燃料或其他種類的發(fā)動(dòng)機(jī)，可根據(jù)車型進(jìn)行選取。
發(fā)動(dòng)機(jī)的型式有直列式、V 型和對(duì)置式等。冷卻方式有水冷和風(fēng)冷。
因此要根據(jù)車型的使用條件和布置上的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇不同種類和型式的發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)所需發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，初步選擇一汽大柴生產(chǎn)的CA4D32-12，它的主要技術(shù)參數(shù)如表4.1所示，外特性曲線如圖4.1所示。
表4.1 所選發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
單位
CA4D32-12
形式
缸徑/行程
mm
98/105
直列四缸，水冷，直噴式，增壓中冷
排量
L
3.168
額定工況功率/轉(zhuǎn)速
kw/(r/min)
88/3200
最大扭距/轉(zhuǎn)速
N?m/(r/min)
300/2000
最低燃油消耗率
g/(kw?h)
210
質(zhì)量
kg
290
滿足排放要求
歐Ⅲ
外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）
mm
855×740×775
圖4.1 所選發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線
由圖可知，大柴CA4D32-12的轉(zhuǎn)速范圍為750~3200 r/min。
從上述發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線可得其轉(zhuǎn)矩特性、比油耗特性，并且用最小二乘法擬合成五次多項(xiàng)式，結(jié)果如表4.1所列。
4.2 離合器的初步選型
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，初步選定一汽生產(chǎn)的離合器（單片，干式、推式，膜片彈簧，摩擦直徑為350mm，液壓助力式，選裝380mm），其轉(zhuǎn)矩容量為500 N﹒m的單片、干式、推式、膜片彈簧離合器。該離合器與CA4D32-12柴油發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)，其后備系數(shù)為2.33。
4.3 變速器的選型
由于載貨汽車