高机动越野运输车设计

摘要：世界上许多国家都根据自己国家的环境特点和后勤保障要求，研制和装备了适合特定地区的运输装备，但是国内目前尚无同类成熟产品。文章在借鉴国外同类产品后，设计了一款0.25t高机动越野运输车：它采用独立悬架，在运输过程中能减少冲击；车辆结构采用轻量化设计以减少自重；采用轮边减速器增大了离地间隙和传动比；动力性和通过性要求高；在无路、坏路或狭窄的路面上以运输各种物资为主，兼运送人员。

关键词：高机动越野运输车；0.25t；独立悬架；发动机；动力性；通过性

中图分类号：u469 文献标识码：a 文章编号：1009-2374（2013）08-0017-03

1 研制的必要性

由于我国的特殊地理位置，我国山区的许多道路通行条件极差，除道路及桥梁的本身质量较差外，还具有“急、险、陡、窄”的特点，所以产生的主要问题有：标准低、质量差、道路及地质结构复杂。不少路段最大纵坡达30%以上，路基宽度仅3m左右，最小曲线半径只有4～6m，有的地方仅有2m左右；回头弯多，有些地方大车需倒一两次车才能完成转弯，会车困难，经常需要在预先设定的地点进行会车。尤其是路基较为松散（有的道路根本没有路基），给车辆的行驶造成极大的困难和危险。微型高机动越野运输车给交通不发达地区的人民带来了极大的方便。

2 原始设计数据

总质量：1100kg（越野装备质量：250kg）

最高车速范围：60～70km/h

最大爬坡度：>60%

轮胎规格：215/80r16越野轮胎（外径：0.750m）

3 整车主要参数和总成型式

3.1 发动机的选型

3.2 动力性计算

3.2.1 主减速器。根据外特性曲线就可以选择出合理的主减速比i0的值。最小传动比是变速器最高档传动比与主传动比的乘积。变速器的最小传动比为1时，即是主减速器传动比i0的选择。选择主传动比时，其最高车速小于发动机最大功率点的车速，后备功率有较大增加。查阅相关资料后选择主减速器传动比为2.37。

3.2.2 轮边减速器。轮边减速器相当于二级减速器，不仅可以增大离地间隙，还能增大传动比。查阅相关资料后选择轮边减速器传动比为1.92。

3.2.3 变速器的选择。当主减速器传动比i0知道后，只要确定变速器最大传动比，也就确定了变速器1档传动比。从动力性分析，档位数越多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速与爬坡能力。从燃油经济性分析，档位数越多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低了燃油油耗。所以增加档位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。汽车传动系各档的传动比大体上是按等比级数分配的。经过查阅资料，变速器选择北京牌bj2023（bj212）。变速器：一档3.115、二档1.772、三档1.000、倒档3.738。

3.2.4 分动器。分动器是一种能将变速器输出分派给各个驱动的分配装置。为增加传动系的最大传动比及档位数，越野车设有高、低档，使之能增加扭矩和力并兼起副变速器的作用，一般行驶时用高档行驶，扭矩要求大时才用低档。经查阅相关资料，机械式分动器采用北京牌bj2023（bj212）高档1.92、低档2.522。

3.2.5 汽车驱动力和行驶阻力平衡图。最大传动比为35.75，传动效率为90%。从外特性曲线可以求得发动机扭矩为91.14，由公式（2）可以求出在四个档位的驱动力。

画出汽车驱动力和行驶阻力平衡图后，汽车以最高档行驶时的最高车速，可以直接在图上找到。交点处驱动力和行驶阻力相等，汽车处于平衡稳定状态，最高车速为68km/h。当车

速低于最高车速时，驱动力大于行驶阻力。这样，汽车就可以利用剩余的驱动力加速或爬坡。

3.2.6 最大爬坡度。一般所谓汽车的爬坡度能力，是指汽车在良好路面上克服空气阻力和滚动阻力后的余力全部用来克服坡度阻力时能爬上的坡度。汽车最大爬坡度是在一档时的最大爬坡度。对于高机动越野车爬坡能力是一项很重要的指标。

3.3 传动系

3.3.1 变速器。经过查看汽车资料后，变速器选用北京牌bj2023（bj212）。

变速器传动比：一档3.115、二档1.772、三档1.000、倒档3.738。

3.3.2 主减速器。主减速器的功用主要是降低车速增大扭矩。查阅相关资料后选择主减速器传动比为2.37。

3.3.3 轮边减速器。采用轮边减速器减小了主减速器尺寸，提高了离地间隙；并可得到较大的主传动比；半轴所承受的扭矩减少，减小了半轴和差速器等零件尺寸。查阅相关资料后选择轮边减速器传动比为1.92。

3.3.4 离合器。离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。因为膜片弹簧离合器结构简单、轴向尺寸小、稳定性好、使用寿命长等优点，在各种形式的车上被广泛采用，所以高机动越野车采用膜片弹簧离合器。

3.3.5 分动器。越野车在坏路和无路情况下行驶，为使汽车有足够的牵引力，需要前桥参加驱动；而在好路上行驶时，则前桥应作从动桥，以免增加功率消耗和轮胎及传动系零件的磨损。查阅相关资料后，机械式分动器采用北京牌bj2023（bj212）高档1.92、低档2.522。

3.4 转向系

转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。齿轮齿条转向器结构简单，转向轻便。从整体看采用齿轮齿条式转向器对于所设计的高机动越野运输车比较合适。 3.5 制动系

制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在平地或坡道上。高机动越野运输车采用盘式制动器可以获得更好的制动效果。

3.6 行驶系

3.6.1 车架。采用中梁式车架有较大的扭转刚度并使车轮有大的运动空间，适合于高机动越野运输车。

3.6.2 独立悬架。麦弗逊式独立悬架结构紧凑，车轮跳动时定位参数变化小；操纵稳定性好；取消上横臂后，给车辆各系统的布置带来方便；与其他悬架相比，它受到的侧向力有了明显改善；具有很强的道路适应能力。所以高机动越野车麦弗逊式悬架比较适合。

3.6.3 车轮和轮胎。越野汽车花纹轮胎能够在软路面上附着性好，越野能力强，适用于矿山、建筑工地以及其他一些松软路面上使用。采用越野花纹轮胎最适合高机动越野车在山区行驶。

3.7 电器部分

3.7.1 蓄电池。采用免维护蓄电池，在越野车合理使用过程中，不需添加蒸馏水，例如短途车可行驶10万km，长途车可行驶40万～48万km，不需进行维护，可用3～4a不必加水，电桩腐蚀较轻，蓄电池自放电少。

3.7.2 照明系统。高机动越野车上采用的信号灯主要有制动信号灯、转向信号灯、报警信号灯等。

3.7.3 汽车仪表。高机动越野运输车仪表主要包括车速里程表、机油压力表、燃油表、水温表等。

3.7.4 汽车起动机。高机动越野运输车采用减速起动机比普通起动机的体积、质量约减小30%～50%，并便于安装，提高了起动转矩，有利于低温起动。

3.7.5 交流发电机。高机动越野运输车采用电压为12v、电流为30a的交流发电机。

4 通过性几何参数

汽车的通过性是指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带及各种障碍的能力。汽车的通过性主要取决于地面的物理性质及汽车的结构参数和几何参数。

最小离地间隙：反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力；纵向通过角：反映汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸，角度越大，汽车的通过性越好；接近角：角度越大，越不易发生触头失效；离去角：角越大，越不易发生托尾失效；最小转弯半径：角度越小，汽车的机动性越好。

通过查阅《汽车工程手册》等相关资料分析计算，最小离地间隙为350mm、接近角45°、离去角35°、最小转弯直径10m。

5 结语

0.25t高机动越野运输车在我国有非常广阔的用武之地，适合中国的国情，使道路狭窄山区百姓致富路走得更快，对我国的汽车工业发展也有促进。高机动越野运输车采用4×4驱动方式，其主要部件有发动机、变速器、分动器、轮边减速器、主减速器等。0.25t高机动越野运输车其主要特点是：爬坡能力强、动力性和后备功率高、机动灵活、离地间隙大，传动比大、通过性好。

作者简介：王文斌（1981―），男，山西太原人，太原铁路局晋太集团实业有限公司助理工程师。