货车总体设计载重750速度120解析.pdf

《货车总体设计载重750速度120解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《货车总体设计载重750速度120解析.pdf（37页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）目录 摘要.1 第 1 章 汽车形式的选择 .2 1.1汽车质量参数的确定 .2 1.1.1汽车载人数和装载质量 .2 1.1.2整车整备质量m a确定.2 1.1.3汽车总质量m a.3 1.2汽车轮胎的选择 .3 1.3驾驶室布置 .4 1.4驱动形式的选择 .5 1.5轴数的选择 .5 1.6货车布置形式 .5 1.7外廓尺寸的确定 .6 1.8轴距L 的确定.6 1.9汽车前轮距B 1和后轮距B 2.6 1.10汽车前悬LF和后悬LR的确定.6 1.11货车车头长度 .7 1.12货车车箱尺寸 .7 第 2 章 汽车发动机的

2、选择 .8 2.1 发动机型式的选择 .8 2.2 发动机的最大功率P emax.8 2.3 发动机最大转矩T emax及其相应转速n T的选择.10 第 3 章 传动比的计算和选择 .12 3.1驱动桥主减速器传动比 i o的选择.12 3.2 变速器传动比i g的选择.12 3.2.1 变速器一档传动比i g1的选择.12 3.2.2 变速器的选择 .13 第 4 章 轴荷分配及质心位置计算 .15 4.1 平静时的轴荷分配及质心位置计算 .15 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）4.2水平路面上汽车满载加速行驶时各轴的最大负荷计算.18 4.3.制动时各轴的最

3、大负荷计算 .19 第 5 章 汽车动力性能计算 .20 5.1 驱动力与行驶阻力平衡计算 .20 5.1.1 驱动力的计算 .20 5.1.2 行驶阻力计算 .21 5.1.3 驱动力与行驶阻力平衡图 .22 5.2 动力特性计算 .22 5.2.2 滚动阻力系数与速度关系 .23 5.2.3 动力特性图 .23 5.2.4 汽车最大爬坡度计算 .24 5.2.5 加速时间t 的计算.24 5.3 功率平衡计算 .25 5.3.1 汽车行驶时发动机能够发出的功率 .26 5.3.2 汽车行驶时所需发动机的功率 .26 5.3.3 汽车功率平衡图 .27 第 6 章 汽车燃油经济性计算 .28

4、 第 7 章 汽车稳定性计算 .31 7.1 汽车不翻倒条件计算 .31 7.1.1 汽车满载不纵向翻倒条件的计算 .31 7.1.2汽车满载不横向翻倒条件的计算 .31 7.2汽车的最小转弯直径 .31 总结.33 参考文献 .34 附录.35 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 摘要 根据本次课程设计的任务，完成了任务书上所要求的某货车的总体设计。本篇说明书说明了货车设计的总体过程，本次课程设计为载重量 0.75 吨的轻型货车的设计，首先对汽车的形式进行了确定，其中包括汽车外尺寸的设计，质量参数的确定，轮胎，轴数，驱动形式以及布置形式的选择。其次，以汽车的最高

5、车速和总质量选择了汽车的发动机。查资料确定了汽车的整体结构，包括车身，车厢，车头的选择。细节有轮距，轴距的确定等。在确定了发动机之后，计算了车的传动比，选择了变速器，计算了汽车的动力特性，包括了驱动力与阻力的平衡，动力因数，加速度，加速时间的确定。然后计算了汽车的燃油经济性问题。最后计算了汽车的稳定情况，保证了汽车可以安全的上路行使，完成了汽车的设计。关键词：总体设计；轴荷分配；动力性；燃油经济性 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 第 1 章 汽车形式的选择 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

6、配等。1.1.1 汽车载人数和装载质量 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。汽车载客量：3 人 汽车的载重量：me=750kg 1.1.2 整车整备质量ma确定 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。质量系数mo是指汽车装载质量与整车整备质量的比值：oemomm/(1.1)表 1-1 各类货车的质量系数 汽车类型 总质量tma mo 载货汽车 轻型 1.86.0 0.801.10 中型 6.014.0 1.201.35 重型 ma14.0 1.301.70 本车型为轻型货车，1.8ma6.0，故mo=0.8 k

7、gmmmoeo5.9378.0750/货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）3 1.1.3 汽车总质量ma 汽车总质量ma是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。商用货车的总质量ma由整备质量mo、载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，乘员和驾驶员每人质量按65kg 计，即 65kg3mmmeoa （1.2）式中:ma汽车总质量，kg；mo整车整备质量，kg；me汽车载质量，kg；1882.5kg=653+937.5+750653kgmmmeoa 表 1-2 质量参数 载质量 me（Kg）质量系数m0 整车整备质量 m0（Kg）总质量（Kg）750 0.8

8、 937.5 1882.5 1.2 汽车轮胎的选择 表 1-3 各类汽车轴荷分配 满载 空载 前轴 后轴 前轴 后轴 商 用 货 车 轴 荷 分 配 42 后轮单胎 32%40%60%68%50%59%41%50%42 后轮双胎，长、端头式 25%27%73%75%44%49%51%56%42 后轮双胎，平头式 30%35%65%70%48%54%46%52%62 后轮双胎 19%25%75%81%31%37%63%69%货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）4 根据表 1-3，本车型为 42 后轮单胎，平头式，故暂定前轴占32%，后轴占 68%，则：前轮单侧：kgnG

9、FZ20.301232.05.188232.01 后轮单侧：kgnGFZ05.640268.05.188268.02 其中FZ为轮胎所承受重量 根据 GB9744 一 1997 可选择轮胎如表 1-4 表 1-5 所示 表 1-4 轻型载货断面子午线轮胎气压与负荷对应表 250 280 320 350 390 420 460 490 530 560 6.00R15LT D 420 460 500 535 570 605 630 S 430 525 570 610 645 685 720 6.50R15LT D 480 525 570 610 650 685 720 S 545 595 645

10、690 735 780 820 6.70R15LT D 480 530 575 615 655 690 725 760 790 830 S 550 585 650 695 740 780 825 855 900 935 根据FZ，选择轮胎型号 6.00R15LT，气压：420kPa，层级：8 表 1-5 轻型载货断面子午线轮胎参数 轮胎规格 层数 断面 宽度 负荷下静半径 相应 气压 最大使用尺寸外直径 600R15LT 8 170mm 329mm 420kPa 718mm 气 压 负 荷 kg 规 格 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）5 1.3 驾驶室布置 载货

11、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

12、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。本车采用普通商用车多采用结构简单、制造成本低的 42 后单胎的驱动形式。1.5 轴数的选择 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。

13、故本车轴数定为两轴。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。货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）6 本车为平头货车，发动机前置后桥驱动。1.7 外廓尺寸的确定 GB15891989 汽车外廓尺寸限界规定如下：货车、整体式客车总长不应超过12m，不包括后视镜，汽车宽不超过2.25m；空载顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；根据课设要求，并参考同类车型金杯领骐 SY1022DEF3 轻卡，本车的外廓尺寸如下：492019002000（mm mmmm）。1.8

14、 轴距 L 的确定 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。考虑本车设计要求和表附-1 推荐，根据汽车总质量 1882.5kg，并参考同类车型金杯领骐 SY1022DEF3轻卡，轴距 L 选为 2515 mm。表1-6 载货汽车的轴距和轮距 1.9 汽车前轮距 B 1 和后轮距 B 2 在选定前轮距 B1 范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。在确定后轮距 B2时，应考虑车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。根据表 3-1，并参考同类车

15、型金杯领骐 SY1022DEF3 轻卡，前轮距 B1=1580mm 后轮距B2=1580mm。1.10 汽车前悬 LF和后悬 LR的确定 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42货车 后轮单胎 总质量am（t）轴距（mm）轮距（mm）1.8-6.0 2300-3600 1300-1700 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）7 响，并决定于轴距和轴荷分配的要求。总质量在 1.8

16、14.0t 的货车后悬一般在 12002200mm 之间。参考同类车型金杯领骐 SY1022DEF3 轻卡，并根据本车结构特点确定前悬 L F：1000mm 后悬 L R：1405mm。1.11 货车车头长度 货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。参考金杯领骐 SY1022DEF3轻卡，本车车头长1630mm。1.12 货车车箱尺寸 参考金杯领骐 SY1022DEF3 轻卡，考虑本车设计要求，确定本车车箱尺寸：3120mm1900mm380mm。货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）8 第 2 章 汽车发动机的选择 2.1 发动机型式的选择 目前汽车发动机

17、主要采用往复式内燃机,分为汽油机和柴油机两大类。当前在我国的汽车上主要是汽油机,由于柴油机燃油经济性好、工作可靠、排气污染少,在汽车上应用日益增多。轻型汽车可采用汽油机和柴油机,参考同类车型,本车选取柴油发动机。2.2 发动机的最大功率maxeP 汽车的动力性主要取决于发动机的最大功率值,发动机的功率越大,动力性就好。最大功率值根据所要求的最高车速maxa计算,如下:maxeP=T1（max3600aavgfm+3max76140aDAC）（2.1）式中：maxeP最大功率,kw T传动系效率,对于单级减速器，取 0.9 g 重力加速度,2sm f 滚动阻力系数,取0.02 DC空气阻力系数,

18、取0.8 A 汽车的正面迎风面积,A=B*H=1.9*2=3.8,所以本车A为3.82m am汽车总质量,本车为1882.5kg maxa汽车最高车速,本车为120km/h 带入相关数据,可得:maxeP=9.01（120360002.08.95.1882+3120761408.38.0）=90.3kw 于是，发动机的外特性功率为:货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）9 eP=maxeP（1.101.18）=（99.3106.6）kw 即在 99.3106.6kw选择发动机。选取CY4102BZLQ型柴油机，主要参数见表 2-1，其总功率外特性曲线如图2.1所示。表

19、2-1 发动机主要技术参数 CY4102BZLQ 增压中冷型主要技术参数 型 号：CY4102BZLQ 形 式：立式直列、水冷、四冲程、增压中冷 气 缸 数：4102118 工作容积：3.856 燃烧室形式：直喷圆型缩口燃烧室 压 缩 比：17:1 额定功率/转速：103/2800 最大扭矩/转速：392/1400-1800 标定工况燃烧消耗率：全负荷最低燃油消耗率：205 最高空载转速：3100 怠速稳定转速：750 机油消耗率：0.8 工作顺序：1-3-4-2 噪声限制：114 烟 度：2.5 排放标准：达欧洲号标准 整机净质量：350 外形参考尺寸：963.1693820.8 货车总体设

20、计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 0 图 2.1 CY4102BZLQ 型全负荷速度特性曲线图及尺寸 2.3 发动机最大转矩maxeT 及其相应转速Tn的选择 当发动机最大功率maxeT和相应的转速pn确定后,则发动机最大转矩maxeT和相应转速Tn可随之确定,其值由下式计算:maxeT=pT=penPmax9550 (2.2)式中:：转矩适应性系数,一般1.11.3,取1.2；pT：最大功率时的转矩,mN 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 1 maxeP：最大功率,kw pn：最大功率时转速,r/min maxeT：最大转矩,mN 而Tp

21、nn=1.4-2.0,在这里取为 1.8,则有:Tn=8.1pn=8.12800=1556rmin maxeT=1.228003.909550=369.6Nm 满足所选发动机的最大转矩及相应转速要求。货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 2 第 3 章 传动比的计算和选择 3.1 驱动桥主减速器传动比io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:5max0377.0gavivrni (3.1)式中:maxav-汽车的最高车速,已知120km/h；vn-最高车速时发动机的转速,一般pvnn)1.1

22、9.0(,r/min；这里vn取1，则28001pvnn；r-车轮半径,r=0.329m；取ig5=0.83；故max0377.0avvrni=0.37783.01202800329.0=3.47 3.2 变速器传动比gi的选择 3.2.1 变速器一档传动比1gi的选择 在确定变速器一档传动比1gi时,需要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:TeagiTriifgmi0maxmaxmax1sincos （3.2）式中：maxi最大爬坡度，maxi=7.16 代入相关数据,计算得:货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 3 TeagiTriifgm

23、i0maxmaxmax1sincos=9.047.3392329.07.16sin7.16cos02.08.95.1882=2.09 同时为了满足附着条件,其值也应符合下式 TtqZgiTrFi01 (3.3)式中：-路面附着系数,为0.70.8,这里取0.8 带入相关数据,可得:TtqZgiTrFi01=9.047.33928.0329.08.91143=3.65 即是2.091gi 3.65 参考中国汽车零配件大全选取1gi=3.6 3.2.2 变速器的选择 轻型载货汽车采用 45 档变速,各档变速比遵循下式关系分配:54433221ggggggggiiiiiiii （3.4）53.131

24、igq；60.31ig；34.222qig；53.13 qig；14ig；65.05ig 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更应小些。参考中国汽车零配件大全,选取变速箱，型号为 CA016，确定各档传动比如下表 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 4 表 3-1CA016 变速箱

25、参数 型号 额定输入扭矩（Nm）中心距（mm）总成干重（Kg）速比 档位 操纵方式 CA016 440 75 54 3.60,2.13，1.36,1,0.83 1,2,3,4,5 远距直接 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 5 第 4 章 轴荷分配及质心位置计算 4.1 平静时的轴荷分配及质心位置计算 总布置的侧视图上确定各个总成的质心位置,及确定各个总成执行到前轴的距离和距地面的高度。根据力矩平衡的原理,按下列公式计算各轴的负荷和汽车的质心位置:GaLGGbLGGGGGggGhhghgLGlglgg212121221122211 (4.1)式中:1g、2g、总

26、成的质量，kg 1l、2l、各个总成质心到前轴的距离，m 1h、2h、各个总成质心到地面的距离，m 1G前轴负荷，m 2G后轴负荷，m L汽车轴距，m a汽车质心到前轴的距离，m b汽车质心到后轴的距离，m 在总布置时,汽车的左右负荷分配应尽量相等，一般可以不计算，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，以致改变汽车的轴距。各总成质量及其质心到前轴的距离、离地高度见表4-2 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 6 表 4-1 载货汽车轴荷分配 车型 满载（%）空载（%）前轴 后轴 前轴 后轴 42 后轮单胎，平头式 32

27、%40%60%68%50%59%41%50%表 4-2 各部件质心坐标及质量 主要部件 部件质量（kg）空载时质心坐标 满载时质心坐标 空载 空载 满载 满载 l h l h g*l g*h g*l g*h 发动机及其部件 350 600 550 600 500 210000 192500 210000 175000 变速器及离合器壳 60 1300 400 1300 350 78000 24000 78000 21000 离合器 4.5 1150 450 1150 400 5175 2025 5175 1800 万向节传动 15 2050 360 2050 310 30750 5400 30

28、750 4650 后轴及后轴制动器 90 2515 329 2515 329 226350 29160 226350 29160 后悬及减震器 39 2515 500 2515 450 98085 19500 98085 17550 前悬及减震器 12 0 500 0 450 0 6000 0 5400 前轴、前制动 器、轮毂转向梯形 35 100 329 100 329 3500 11515 3500 11515 车轮及轮胎总成 90.7 1258 329 1258 329 114058 29843 114058 29843 车架及支架、拖钩装置 80 1500 600 1500 550 1

29、20000 48000 120000 44000 转向器 8-300 900-300 850-2400 7200-2400 6800 手动制动器 5.2 150 920 150 870 780 4784 780 4524 制动驱动机构 3.1-500 800-500 450-1550 1550-1550 1395 消音器，排气管 2.5 1500 300 1500 250 6000 1200 6000 1000 油箱及油管 8 1500 500 1500 450 12000 4000 12000 3600 蓄电池组 15 1500 400 1500 350 22500 6000 22500 5

30、250 仪表及固定零件 1.5-500 800-500 750-750 1200-750 1125 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 7 货箱总成 83 2250 760 2250 710 186750 63080 186750 5893 驾驶室 20-200 900-200 850-4000 18000-4000 17000 挡泥板 15 1657 380 1657 330 24855 5700 24855 4950 人 195 0 0 300 950 0 0 5850 185250 货物 750 0 0 2250 750 0 0 1687500 562500

31、 汽车总质量 1882.5 1129108 473438 2875108 1137728 由上表可得：1.满载时：18.114325152875108812LlgGiniikg 6045.188211377281Ghghniiigmm 32.73918.11435.188221GGGkg mmGLGb9885.188225157391 mmGLGa15275.1882251511432 前轴轴荷分配%3.395.18827391GG 后轴轴荷分配%7.605.188211432GG 符合前轴负荷在32%40%，后轴负荷在 60%68%的范围内，所以满足轴荷分配要求。2.空载时:44925151

32、12910812GlgGniiikg 5055.937473438hgmm 4884495.93721GGGkg mmGLGb13075.93725154881 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）1 8 mmGLGa12085.93725154492 前轴轴荷分配%1.525.9374881GG 后轴轴荷分配%9.475.9374492GG 符合前轴负荷在 50%59%，后轴负荷在 41%50%的范围内，所以满足轴荷分配要求。4.2 水平路面上汽车满载加速行驶时各轴的最大负荷计算 对于后轮驱动的载货汽车在水平路面上满载行驶时各轴的最大负荷按下列公式计算：gzggzh

33、LGaFhLhbGF21)(（4.2）式中：1zF行驶时前轴最大负荷，kg；2zF行驶时后轴最大负荷，kg;路面附着系数，在干燥的沥青或混凝土路面上，该值为0.70.8。令111mGFz，222mGFz （4.3）式中：1m行驶时前轴轴荷转移系数，该值为0.80.9 2m行驶时后轴轴荷转移系数，该值为1.11.2 根据公式（3.2）可得:ggzhLhbGF)(15.4676048.02515)6048.0988(5.1882kg 64.032.7395.467111GFmz 14156048.0251515275.18822gzhLGaFkg 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120

34、maxva）1 9 20.111431415222GFmz 4.3.制动时各轴的最大负荷计算 汽车满载制动时各轴的最大负荷按下式计算：LhaGFLhbGFgzgz)()(21 （4.4）式中：1zF制动时的前轴负荷，kg；2zF制动时的后轴负荷，kg；令111mGFz，222mGFz （4.5）式中：1m制动时前轴轴荷转移系数，该值为1.41.6 2m制动时后轴轴荷转移系数，该值为0.40.7 根据公式（3.3）可得：11012515)6048.0988(5.1882)(1LhbGFgzkg 49.17391101111GFmzz kgLhaGFgz7812515)6048.01527(5.1

35、882)(2 68.01143781222GFmzz 满足要求 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 0 第 5 章 汽车动力性能计算 5.1 驱动力与行驶阻力平衡计算 5.1.1 驱动力的计算 汽车驱动力按下式计算：00377.0iirnriiTFgeaTget （5.1）式中:eT:发动机转矩,Nm；en:发动机转速,minr av汽车的车速,120km/h gi:变速器的传动比 0i:主减速器的传动比 r:轮胎静负荷半径 ：传动效率 由发动机特性曲线确定发动机的某一速度时转矩，根据公式5.1确定汽车的速度和驱动力。代入相关数据,计算所得数据如下表5-1 所示

36、货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 1 表 5-1各档驱动力、速度 n（r/min）1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 T（Nm）354 386 388 384 380 372 362 350 一挡 V 1（km/h）14 16 18 20 22 24 26 28 F 1（N）12107 13201 13270 13133 12996 12722 12380 11970 二挡 V 2（km/h）23 27 30 34 37 40 44 47 F 2（N）7163 7811 7852 7770 7689 7527 7325

37、 7082 三挡 V 3（km/h）37 40 47 53 58 63 68 74 F 3（N）4574 4987 5013 4961 4910 4806 4677 4522 四挡 V 4（km/h）52 59 66 74 81 88 95 103 F 4（N）3262 3557 3575 3538 3501 3428 3335 3225 五挡 V 5（km/h）60 69 78 86 95 103 112 120 F 5（N）2789 3048 3057 3025 2994 2930 2852 2757 5.1.2 行驶阻力计算 汽车行驶时,需要克服的行驶阻力为:阻F=dtdvmAvCigm

38、igfaaDa15.21sincosm2a (5.2)式中:i-道路的坡度,平路是o0;dtdv-行驶加速度,2sm，等速行驶时为0;-汽车旋转质量换算系数,其值按2211gi估算,其中1=2=0.04 代入相关数据,得:阻F=15.21m2aaDAvCgf 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 2 代入各个速度值,即得表5.2 表 5-2 行驶阻力 F 阻与车速 Va V a(km/h）20 40 60 80 100 120 F阻（N）426 599 886 1229 1806 2439 5.1.3 驱动力与行驶阻力平衡图 按照表 5.1,5.2 作atvF 、a

39、vF阻曲线图,则得到汽车的驱动力-行驶阻力平衡图,如5.1 所示。利用该图可以分析汽车的动力性,图中avF阻曲线与直接档atvF 曲线的交点对应的车速,即是汽车的最高车速。00 图 5.1 驱动力-行驶阻力平衡图 5.2 动力特性计算 5.2.1 动力因数计算 汽车的动力性因数按下式关系计算:货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 3 020377.015.21iirnvgmAvCriiTDgeaaaDTge (5.3)带入相关的数据,计算所得结果见表5-3 表 5-3 动力因数 D 与车速 Va n（r/min）1400 1600 1800 2000 2200 24

40、00 2600 2800 T（Nm）354 382 388 382 380 372 360 350 一挡 V 1（km/h）14 16 18 20 22 24 26 28 D 1 0.64 0.70 0.70 0.69 0.69 0.67 0.65 0.63 二挡 V 2（km/h）23 27 30 34 37 40 44 47 D 2 0.37 0.41 0.41 0.40 0.39 0.38 0.37 0.35 三挡 V 3（km/h）37 40 47 53 58 63 68 74 D 3 0.24 0.26 0.26 0.25 0.24 0.23 0.22 0.21 四挡 V 4（km/

41、h）52 59 66 74 81 88 95 103 D 4 0.16 0.17 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 0.10 五挡 V 5（km/h）60 69 78 86 95 103 112 120 D 5 0.12 0.13 0.12 0.11 0.09 0.070 0.06 0.04 5.2.2 滚动阻力系数与速度关系 滚动阻力系数f与车速av的关系 avf000056.00076.0 （5.4）计算所得的数据如表 5-4 所示 表 5-4 滚动阻力系数 f 与车速 Va V a（Km/h）20 40 60 80 100 120 f 0.009 0.010 0.011

42、0.012 0.013 0.014 5.2.3 动力特性图 按照公式 5.3,5.4 作avD、avf 曲线图,则得到汽车的动力特性图,如图 5.2 所示。利用该曲线也可以分析汽车的动力性,图中f线与直接档avD 曲线的交点对应的车速是货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 4 汽车的最高车速。0 图 5.2 动力特性图 5.2.4 汽车最大爬坡度计算 222max1max1maxmaxmax11arcsintanffDfDi (5.5)式中:max1D-汽车变速器I 档的最大动力因数,为 0.7 则222max1max1max11arcsinffDfD =3.430

43、2.0102.07.0102.07.0arcsin222o oi3.43tantanmaxmax=92%30%，满足最大爬坡度的要求。5.2.5 加速时间 t 的计算 汽车在平路上等速行驶时,有如下关系：gdtdvfD （5.6）即是 )(1fDgdtdva （5.7）货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 5 表 5.5 加速度倒数 n（r/min）1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 T（Nm）354 382 388 382 380 372 360 350 一挡 V 1（km/h）14 16 18 20 22 24 26

44、28 a 1(m/s)3.7 4.0 4.0 4.0 4.0 3.8 3.7 3.6 1/a 1 0.27 0.25 0.25 0.25 0.25 0.26 0.27 0.28 二挡 V 2（km/h）23 27 30 34 37 40 44 47 a 2(m/s)2.8 3.1 3.1 3.0 2.9 2.9 2.8 2.6 1/a 2 0.36 0.32 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.38 三挡 V 3（km/h）37 40 47 53 58 63 68 74 a 3(m/s)2.0 2.2 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1/a 3 0.50 0.

45、46 0.46 0.48 0.50 0.53 0.55 0.58 四挡 V 4（km/h）52 59 66 74 81 88 95 103 a 4(m/s)1.3 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 0.9 0.8 1/a 4 0.75 0.70 0.75 0.81 0.87 0.94 1.15 1.28 五挡 V 4（km/h）60 69 78 86 95 103 112 120 a 5(m/s)1.0 1.1 1.0 0.9 0.7 0.5 0.4 0.25 1/a 5 1 0.92 1.01 1.11 1.42 1.92 2.37 4.02 做出ava 1关系曲线,如图 5.3 0

46、图 5.3 加速度倒数曲线 对加速度倒数和车速之间的关系曲线积分，可以得到汽车在平路上加速行驶时的加速时间。V 档从稳定加速到 60km/h 的时间0.325.1178.2t s(为一个小格代表的时间210/1/2.78km hsms)。货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 6 5.3 功率平衡计算 5.3.1 汽车行驶时发动机能够发出的功率 汽车行驶时，发动机能够发出的功率eP就是发动机使用外特性的功率值。发动机转速pn和汽车速度av之间的关系，见表 5.6 根据公式 0377.09550iirnnTPgeaeee (5.8)代入相关数据，得表 5.6 表 5.6

47、 发动机发出的功率与速度关系表 n（r/min）1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 T（Nm）354 382 388 382 380 372 360 350 一挡 V 1（km/h）14 16 18 20 22 24 26 28 P 1（kw）52 65 73 80 88 93 98 103 二挡 V 2（km/h）23 27 30 34 37 40 44 47 P 2（kw）52 65 73 80 88 93 98 103 三挡 V 3（km/h）37 40 47 53 58 63 68 74 P 3（kw）52 65 73 80 88 93 98

48、 103 四挡 V 4（km/h）52 59 66 74 81 88 95 103 P 4（kw）52 65 73 80 88 93 98 103 五挡 V 5（km/h）60 69 78 86 95 103 112 120 P 5（kw）52 65 73 80 88 93 98 103 5.3.2 汽车行驶时所需发动机的功率 汽车行驶时,所需要的发动机的功率是克服行驶阻力所消耗的功率,其值按下式计算:dtdvmAvCigmigfmvPaaDaaTae15.21sincos36002 （5.9）货车总体设计（kgme750，02.0fr，120maxva）2 7 当汽车在平路上匀速行驶时，i=

49、0，dv/dt=0，可简化为下式：15.2136002aDaTaeAvCgfmvP （5.10）代入相关的数据计算得表 5-7 所示 表 5-7 行驶阻力所消耗的功率与车速 n(r/min)20 40 60 80 100 120 Pe(kw)3 7 16 32 56 90 5.3.3 汽车功率平衡图 做出发动机能够发出的功率与车速之间的关系曲线,并作汽车在平路上匀速行驶时所需发动机的功率的曲线,即得到汽车的功率平衡图,如图 5.4 所示,利用该图分析汽车的动力性,上述两条曲线的交点所对应的车速就是汽车的最高车速。00 图 5.4 功率平衡图 货车总体设计（kgme750，02.0fr，120m

50、axva）2 8 第 6 章 汽车燃油经济性计算 在总体设计时，通常主要是对汽车稳定行驶时的燃油经济性进行计算，其计算公式如下：0377.002.1iirnvvPgQgeaaees （6.1）式中：Qs汽车等速百公里燃油消耗量，L/kw*h；eP汽车稳定行驶时所需发动机功率，kw；eg发动机的燃油消耗率，g/(kw.h),其值由发动机万有特性曲线得到；燃油重度，N/L,柴油为 7.948.13，其值取 8.00；av最高挡车速。查万有特性曲线图，计算得，见表 6-1 表 6-1 燃油消耗 V a（km/h）70 80 85 90 95 100 110 120 n(r/min)1625 1858