同济大学汽车设计作业.docx

拟开发一款轴距2600mm 前置前驱5座轿车，要求能在良好铺装路面高速行驶，试初选其： ● 总长、总宽、最小离地间隙、室内高、车顶高、总高、轮距

● 发动机排量、空气阻力系数、假定汽车正面投影面积为2m 2时发动机的最大功率 ● 整车整备质量、总质量、前轴和后轴的轴荷分配

● 性能指标（最高车速、比功率、比转矩、加速时间、燃油经济性、最小转弯直径、接

近角、离去角、纵向通过半径）

● 空气阻力最小化时的车身形式

● 轮胎（胎体结构、帘线材料、胎面花纹、断面形状）

解：

1) 总长：总长和轴距之间存在如下关系：

C L L a /=，其中，当发动机前置前驱时，C 值为0.62~0.66，取中间值

640.=C ，则总长mm mm C L L a 540626402600..//===，取整

mm L a 4000=。

总宽：乘用车总宽和总长之间有下述关系：

mm L B a a 601953±+=)/(，则该车总宽应为mm mm mm L B a a 6015286019534000601953±=±+=±+=)/()/(，由于该轿车一共由5座，即后排乘三人，因此总宽不应小于1410mm ，并查表可知，此时的轮距应在1300~1500mm 之间，因此上式可取加号，即mm mm B a 1588601528=+=，取整mm B a 1590=。

最小离地间隙：该参数涉及汽车的通过性，查表可知，对于

24?的乘用车，最小离地间隙min h 应取150~220mm ，取中间值180mm 。

室内高：由座位高、乘员上身长和头部及头上部空间构成的室内高

B h 一般在1120~1380mm 之间，因此也可取中间值1250mm 。

车顶高：车顶造型高度t h 大约在20~40mm 范围内变化，取车顶高为30mm 。

总高：乘用车总高t B p m a h h h h H +++=，其中轴间底部离地高度m

h 应大于最小离地间隙mm h 180=min ，因此可取

mm h m 200=，根据一般乘用车的尺寸，取地板及下部零件高

mm h p 150=，则乘用车总高

mm

mm h h h h H t B p m a 1630301250150200==+++=+++=。

轮距：根据轴距查表可得轴距在1300~1500mm 之间，考虑汽车总宽取为1590mm ，因此取前轮距为1400mm ，考虑一般前轮距大于后轮距，取后轮距为1300mm 。

2) 发动机排量：根据轴距可知发动机排量范围为L V 5261..≤<，取1.8L 。

空气阻力系数：对乘用车，空气阻力系数350300.~.=D C ，取0.33 发动机最大功率：)

(max max max 37614036001a D a r a T e v A C v gf m P +=

η，取传动系效率

%90=T η，按照发动机排量可知最高车速在130~190km·h -1范围内，取为180

km·h -1，则滚动阻力系数

03795050010101650.)](.[.=-+?=a r v f ，对乘用车，根据发动机排量可知人均整备质量值在0.21~0.29 t·人-1，取中间值0.25 t·人-1，对于5座汽车，其整备质量应为kg t t m 125025152500==?=..，则汽车总质量

kg

t n n m m a 16255105651250650=?+?+=++=α，则发动机最大功率为kW P e 758918076140233018036000379508916259013.)...(.max =??+???=，约为90kW 。

3) 整车整备质量：由上可知整车整备质量kg m 12500=。

总质量：由上可知总质量kg m a 1625=。

轴荷分配：前置前驱轿车，前轮既是转向轮又是驱动轮，因此前轴的负荷要相对大些，由表可知满载时，前轴负荷应为47%~60%，空载时前轴负荷为56%~66%，因此取空载时前轴负荷为60%，后轴负荷为40%；满载时前轴和后轴负荷各为50%。

4) 性能指标：

最高车速：由上确定最高车速为180km·h -1。

比功率：

t kW t kW m P P a e b //.//max 55625190===，经查表可知，排量为1.8L 的发动机其比功率范围为40~70kW/t ，所求值在该范围以内，因此上述所取值可以不做修改。 比转矩：首先应确定发动机最大转矩P e e n P T max max α?

=9549，取转矩适应性系数21.=α，最大功率对应转速为min /r n P 5500=，则

m N T e ?=??=188550090219549.max ，因此比转矩

t m N t m N m T T a e b //.//max ?=?==1166251188，经查表可知，排量为1.8L 的发动机其比转矩范围为90~130N·m/t ，所求值在该范围以内，因此上述所取值可以不做修改。

加速时间：对于发动机排量大于1.6L 的汽车，加速时间一般为8~17s ，取为12s 。 燃油经济性参数：该参数用百公里油耗量评价，对于发动机排量为1.8L 的汽车，该值一般为10.0~16.0L/100km ，取为11L/100km 。

最小转弯直径：查表可知，对于发动机排量为1.8L 的汽车，该值一般为9.0~12.0m ，取为10m 。

通过性几何参数：对于2

4?的乘用车，其接近角为20~30°，离去角15~22°，纵向通过半径为3.0~8.3m ，都取中间值，接近角为25°，离去角为19°，纵向通过半径为5.7m.

5) 空气阻力最小化的车身形式：乘用车有三种基本车身形式，包括折背式、直背式和舱背式。其中直背式车身流线型好，有利于降低空气阻力系数，因此选取直背式为该车的车身形式。

6) 轮胎：

胎体结构：子午线轮胎由于有滚动阻力小、温升低、胎体缓冲性能和胎面附着性能好，装车后油耗低、耐磨损寿命长、高速性能好等优点，成为现代汽车设计的首选轮胎。因此选择子午线轮胎作为该车轮胎的胎体结构。

帘线材料：由于该车要求在良好路面上高速行驶，因此选择钢丝帘线轮胎，这种材料的轮胎强度高，导热性好，适合于常在高速条件下行驶的汽车。

胎面花纹：由于该车要求在良好路面上高速行驶，因此选择纵向公路花纹，具有滚动阻力小、噪声小的优点。

断面形状：低断面轮胎胎面宽平、侧面刚性大、附着能力强、散热良好、高速行驶稳定性好，而无内胎轮胎平衡性良好、发热少、刺扎后不易快速失气、高速行驶安全性能良好，综合以上特点，选取轮胎为低断面、无内胎轮胎。