汽车设计说明书

第一章汽车质量参数和形式的选择1.1汽车质量参数的确定汽车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、载荷分配等。

1.1.1汽车载客量和装载质量汽车的载荷质量是指汽车在良好路面上所允许的额定装载质量，用me表示。

题目中给定的是3000kg。

1.1.2整车整备质量m确定o整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具，备胎等），加满燃料、水、但没有装货和载人时的整车质量。

汽车总质量是指汽车整车装备质量、汽车装载质量和驾驶室乘员（含驾驶室）质量三者之和，用m表示。

驾驶室乘员质量以每人65kg。

按乘员人数为3人。

am a= m o+ m e+3×65kg （1.1）式中：m a——汽车总质量，kg；m o——整车整备质量，kg；m e——汽车载质量，kg；根据公式（1.1）可得：m a= m o+ m e+3×65kg =6100kgm o+3000+3×65==6100kg汽车整车整备质量：2905 kg1.2汽车轮胎的选择表1.1 各类汽车轴荷分配根据表1.1，，本车型为4×2后轮双胎，平头式，故暂定前轴占35%，后轴占65%，则：前轮：kg n G F z 976232.0610035.01=⨯=⨯=ϕ 后轮：kg n G F z 2074268.0610065.02=⨯=⨯=ϕkg其中ϕz F 为轮胎所承受重量，由于后轮采用双胎，两轮胎特性存在差异、载重质量分布不均匀和路面不平等因素造成轮胎超载影响，此时双胎并装的负荷能力要比单胎负荷能力加倍后减少10%～15%。

故后轮每个轮胎承受载荷为：kg 2.1052%)101(22074=-⨯,大于前轮轮胎承受负荷，则根据后轮轮胎承受负荷选择轮胎。

根据GB9744一1997可选择轮胎如表1.2表1.3所示表1.2 轻型载重普通断面子午线轮胎气压与负荷对应表F，选择轮胎型号7.50R16LT，气压：560kPa。

根据z表1.3 轻型载重普通断面子午线轮胎Array1.3驾驶室布置载货车驾驶室一般有长头式、短头式、平头式三种。

平头式货车的主要优点是：汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好，汽车整备质量小，驾驶员视野得到明显的改善，平头汽车的面积利用率高。

短头式货车最小转弯半径、机动性能不如平头式货车，驾驶员视野也不如平头式货车好，但与长头式货车比较，还是得到改善，动力总成操作机构简单，发动机的工作噪声、气味、热量和振动对驾驶员的影响与平头货车比较得到很大改善，但不如长头式货车。

长头式货车的主要优点是发动机及其附件的接触性好，便于检修工作，离合器、变速器等操纵稳定机构简单，易于布置，主要缺点是机动性能不好，汽车整备质量大，驾驶员的视野不如短头式货车，更不如平头式货车好，面积利用率低。

综上各货车的优缺点，本车选用平头式，该布置形式视野较好，汽车的面积利用较高，在各种等级的载重车上得到广泛采用。

1.4驱动形式的选择汽车的驱动形式有很多种。

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增加，同时也是汽车的总体布置工作变得困难。

乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单、知道成本低的4⨯2驱动形式。

本车采用普通商用车多采用结构简单、制造成本低的4⨯2后双胎的驱动形式。

1.5轴数的选择汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。

汽车的总质量和道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等对汽车的轴数有很大的影响。

总质量小于19吨的商用车一般采用结构简单、成本低廉的两轴方法,当汽车的总质量不超过32t时，一般采用三轴；当汽车的总质量超过32t时，一般采用四轴。

综上所述，本车轴数定为两轴。

1.6货车布置形式汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置而言。

汽车的使用性能取决于整车和各总成。

其布置的形式也对使用性能也有很重要的影响。

本车为平头货车，发动机前置后桥驱动。

第二章汽车主要尺寸参数的选择2.1外廓尺寸汽车的长宽高成为汽车的外廓尺寸。

我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是：总高不大于4米，总宽不大于2.5米，外开窗、后视镜等突出部分宽度不大于250mm，总长不大于12米。

一般载货汽车的外廓尺寸随着载荷的增大而增大。

在保证汽车主要性能的条件下应尽量减小外廓尺寸。

参考同类车型解放501 取外形尺寸长×宽×高=5630×2350×2510mm。

2.2轴距L轴距L对整车质量、汽车总长、汽车最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。

考虑本车设计要求，根据汽车总质量6100kg，并参考同类车型解放501中型卡车，轴距L选为3360 mm。

表2.1各型汽车的轴距和轮距2.3前轮距B1和后轮距B2汽车轮距B应该考虑到车身横向稳定性，B1主要取决与车架前部的宽度、前悬架宽度、前轮的最大转角和轮胎宽度，同时还考虑转向拉杆、转向轮和车架之间的运动间隙等因素。

B2主要取决于车架后部宽度、后悬架宽度和轮胎宽度，同时还要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1.3所示。

参考同类车型解放501轻卡选取B1=1800mm，B2=1750mm。

2.4前悬L F和后悬L R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、下车和上车的方便性以及汽车造型等均有影响。

初选的前悬尺寸，应当在保证能布置总成、部件的同时尽可能短些。

后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货厢长度、汽车造型等有影响，并决定于轴距和轴荷分配的要求。

总质量在1.8～14.0t的货车后悬一般在1200～2200mm之间。

参考参考解放501中型卡车，并根据本车结构特点确定前悬L F：1050mm 后悬L R：1220mm。

2.5货车车箱尺寸参考解放501中型卡车，考虑本车设计要求，确定本车车箱尺寸：3920mm×2350mm×500mm。

第三章 汽车发动机的选择3.1发动机最大功率max e P发动机的主要性能指标是发动机的最大功率和发动机的最大转矩。

汽车的动力性主要取决于发动机的最大功率值，发动机的功率值越大，动力性就越好。

最大功率值根据所要求的最高车速Vamax 计算，如下： ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=3max max max 7614036001a D a T e v A C v GgfP η（3.1） 式中：max e P ——最大功率，kw ； T η——传动效率，取0.85； g ——重力加速度，取9.8m/s 2； f ——滚动阻力系数，取0.02；D C ——空气阻力系数，取0.9；A ——汽车正面迎风面积，11HB A =，其中1B 为前轮距，1H 为汽车总高11H B A ==2.5×2.3=5.05 m 2；G ——汽车总重,kg ；max a v ——汽车最高车速,km/h 。

根据公式（2.1）可得：⎪⎭⎫ ⎝⎛+=3max maxmax 7614036001a D a T e v A C v GgfP η=kw 05.1061007614004.59.010*******.08.9610085.013=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯⨯⨯ 考虑汽车其它附件的消耗，可以在再此功率的基础上增加10％～20％()127.26kw ~65.1162.1~1.105.106=⨯即在116.65~127.26kw 选择发动机。

3.2发动机的最大转矩max e T 及其相应转速T n当发动机的最大功率和相应的转速确定后，则发动机最大转矩和相应转速可随之确定，其值由下面公式计算：=m a x e T αP e n P max9550 （3.2）式中：α——转矩适应系数，一般去1.1～1.3，取1.1 P T ——最大功率时转矩，N •m m a xe P ——最大功率，kw P n ——最大功率时转速，r/min m a x e T ——最大转矩，N •m 其中，P n /T n 在1.4～2.0之间取。

根据公式（2.2）=max e T m N ∙=⨯⨯442280010395501.1T n =P n /1.7=2800/1.7=1647r/min满足所选发动机的最大转矩及相应转速需求。

3.3选择发动机在选用发动机时，所选型号的发动机额定功率应比估算出的max e P 大10%到20%，于是发动机的额定功率选取范围是116.65~127.26kw 。

根据《九十年代发动机》一书，选取玉柴YC6108Q 型柴油机，主要技术参数参见图3-1，其全负荷速度特性曲线如附图3.1所示。

根据上述功率选定玉柴YC6108Q：表3.1玉柴YC6108Q增压中冷型主要技术参数发动机外特性曲线如图 3.1所示：图3.1 发动机外特性曲线第四章 传动比的计算和选择4.1驱动桥主减速器传动比0i 的选择在选择驱动桥主减速器传动比0i 时，首先可根据汽车的最高车速、发动机参数、车轮参数来确定，其值可按下式计算： 5max 0377.0g a vi v rn i =（4.1）式中：max a v ——汽车最高车速，km/h ；v n ——最高车速时发动机的转速，一般v n =（0.9～1.1）p n ，其中p n 为发动机最大功率时对应的转速，r/min ；r ——车轮半径，m 。

取5g i =1；根据公式（4.1）可得：5max 0377.0g a v i v rn i =96.311002800375.0377.0=⨯⨯⨯=4.2变速器传动比g i 的选择4.2.1变速器头挡传动比1g i 的选择（1）在确定变速器头挡传动比1g i 时，需考虑驱动条件和附着条件。

为了满足驱动条件，其值应符合下式要求：36.49.096.34428.9375.0)7.16sin 7.16cos 02.0(6100)sin cos (0max max max 1=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+≥︒ Te g i T rgf G i ηαα式中：max α——汽车的最大爬坡度，初选为16.7o 。

为了满足附着条件，其大小应符合下式规定：47.69.096.34428.9375.07.039650max 1=⨯⨯⨯⨯⨯=≤Te z g i T rg F i ηϕϕ式中：ϕz F ——驱动车轮所承受的质量，kg ；由于第一章中后轴轴荷分配暂定为65%， 故ϕz F =6100×65%=3965kg ；ϕ——附着系数。

0.6-0.7之间，取ϕ=0.7。

（2）各挡传动比确定：由于1g i 在4.33≤1g i ≤6.47，取1g i =6，且5g i =1 按等比数级分配各挡传动比,21g g i i =32g g i i =43g g i i =54g g i i （4.2）则q=41g i =1.57,1g i =6，2g i =q 3=3.83，3g i =q 2=2.46，4g i =q 1=1.57，5g i =1 4.2.2变速器的选择实际上，对于挡位较少的变速器，各挡传动比之间的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比数级来分配传动比的，这主要是考虑到各挡利用率差别很大的缘故，汽车主要用较高挡位行驶的，中型货车5挡位变速器中的1、2、3三个挡位的总利用率仅为10%到15%，所以较高挡位相邻两个挡见的传动比的间隔应小些，特别是最高挡与次高挡之间更应小些。