綜述汽車是由眾多的子系統(tǒng)組裝而形成的一個完整的系統(tǒng)，其優(yōu)劣不光是取決于自身，還和眾多的子系統(tǒng)有很大的關(guān)聯(lián)，各個子系統(tǒng)零部件間的協(xié)調(diào)合作，配合扭轉(zhuǎn)等，整體的布置分配等，子系統(tǒng)合作而成具有的功能遠大于各個部件單獨的簡單純粹的功能，如果子系統(tǒng)間無合理的布置分配，就會無序的工作，擾亂工況，影響性能甚至無法使用，不論子系統(tǒng)單獨性能有多強。汽車是一個系統(tǒng)，它基于這樣一個事實，由各個部件間在經(jīng)過調(diào)教整合之后，由駕駛室駕駛員的指令安排，達到提高工作效率和降低用工成本的人造機械，各部件之間的緊密整合，合理布置，使得汽車的工作更加流暢，高效，各組成即獨立又相互影響，便是汽車。1提出設計任務1.1整車總布置設計的任務設計車輛總布局。（1）產(chǎn)品設計要由實際出發(fā)，選擇傳遞指數(shù)、質(zhì)量和數(shù)據(jù)參數(shù)大小，然后確定思路方案，選取參數(shù)。（2）部件的合理排列。（3）性能計算。（4）協(xié)調(diào)零整關(guān)系，合理安排布置，提高使用性能。1.2設計原則、目標（1）對現(xiàn)有市場產(chǎn)品進行研究，常用車型分析他們的優(yōu)缺點。（2）進行比較反思，對原有車型的優(yōu)劣進行分析，優(yōu)點延續(xù)，缺點進行改進。（3）它不可侵犯他人的專利，需要符合相關(guān)規(guī)范、規(guī)章、標準和法律。（4）努力實現(xiàn)配件通用，可批量生產(chǎn)，減少維修和生產(chǎn)成本。1.3汽車設計過程（1）初始預想和對市場研究后設計假想提出方案。（2）根據(jù)計劃好的事先預想的計劃，提出工作方針。（3）畫圖法;（4）寫一本設計任務書;（5）汽車總布局的設計;（6）半身像的設計;（7）試驗、測試、定型。2汽車形式的選擇根據(jù)設計原理、目標和實際需求等特點，車輛提出整車型的開發(fā)方案，包括：（1）發(fā)動機;（2）軸數(shù)和驅(qū)動類型;（3）車輛的主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)和性能，確保汽車的主要性能指標達到;（4）輪胎選擇。2.1汽車的軸數(shù)和驅(qū)動型式車軸的選擇將取決于使用服務條件和用法、交通法和輪胎負載，按照有關(guān)指數(shù)的要求，汽車的發(fā)動機單后橋負載應以130kN為標準;，雙后橋汽車的負載荷度為240kN。一般兩軸車子其前后軸的總負載荷度通常不超過190kN。當車子的總的質(zhì)量加起來不大于19t時，通常使用兩軸類型[6]。當車子的總重量大于26噸時，通常選擇四軸類型，當車子的總重量在19到26噸時，通常選擇采用三軸式。所以根據(jù)上面的設計要求，本設計的這臺車將采用兩軸。隨著汽車的負載能力的增加，有關(guān)子件所提供的總成也會增加，車輛質(zhì)量也會增大。這樣就會增大4×2單軸上的負載，當?shù)缆匪蟮淖罡叱兄乇怀^(每條軸13噸，雙軸24噸)時，為了解決這個問題，經(jīng)常會添加車軸，以減少相應的承載負荷。例如從4×2變?yōu)?×2、6×4和8×4。若要增大驅(qū)動力和越野性能，也可以選取一些類似8×8這樣的較為輔助的結(jié)構(gòu)有更大的承載負荷的能力。根據(jù)設計圖，中型卡車軸形態(tài)為4×2(后輪雙輪)。2.2汽車布置形式和車頭駕駛室的型式車子發(fā)動機的布置一般分為三種:（1）裝在前面或者后面(FR)。(2)發(fā)動機為后輪驅(qū)動(RR)。(3)中央后置發(fā)動機(MR)。這三種格式各有優(yōu)缺點。發(fā)動機放置位置對駕駛艙的設計非常的關(guān)鍵，對于汽車舒適性或者操控性平順性還有汽車的安全性方面都由考慮和要求。鋒線的類型（例如長，平和凸）各有優(yōu)缺點。前輪，駕駛室，發(fā)動機和前輪軸（前輪胎）的布局也可以由不同的布局結(jié)構(gòu)組成，以形成整個車輛形狀的不同樣式，并更改輪軸負載分布，軸距，轉(zhuǎn)彎直徑等。對使用和性能也有一定影響。故而本設計前置后驅(qū)，前部平頭。圖1.1駕駛室與發(fā)動機，前軸(前輪胎)的布置位置3確定參數(shù)3.1主要尺寸參數(shù)的選擇3.1.1外廓尺寸的確定汽車的外廓尺寸，簡而言就是汽車的長寬高。它們是根據(jù)類型，用途，承載能力，道路條件，結(jié)構(gòu)選擇和布局以及相關(guān)標準和法規(guī)等因素確定的。保證使用要求前提下盡量減少車的尺寸，因此，降低了車輛的燃料消耗和質(zhì)量，提高了經(jīng)濟性和駕駛性能。Gb1589-79指定了車輛尺寸的限制。約束尺寸為:全高4米以下，寬（除了后視鏡外）2.5米以下，全長:卡車和越野車12米以下。參照類似模型，初步選擇：總長度=9000mm，總寬度=2800mm，總高度=3200mm。汽車的主要尺寸參數(shù)圖3.1.2.軸距選取軸距時先考慮會出現(xiàn)一些負面問題，比如滑架長度過短、懸架過長等。車輛移動時參數(shù)調(diào)教不好會影響車子的操作穩(wěn)定性和制動性；所以選取軸距時先考慮清楚。當然，軸距經(jīng)過優(yōu)化設計，以滿足貨車尺寸、車軸載荷分配、性能和整體布局的要求。轉(zhuǎn)彎直徑關(guān)系到汽車機動性。轉(zhuǎn)彎直經(jīng)越小車越靈活。轉(zhuǎn)彎直徑與車的軸距,軸距和方向盤的極限轉(zhuǎn)彎角度直接相關(guān)。軸距如果越大的話車子的轉(zhuǎn)彎直徑也會越大,方向盤的極限轉(zhuǎn)向角越大,汽車的轉(zhuǎn)向直徑便會越小。對于相同類型的汽車，此設計首先選擇軸距L=4800mm。3.1.3前后輪距軸距影響車輛的質(zhì)量、寬度、移動性和橫向穩(wěn)定性。軸距越大，車的橫向穩(wěn)定性越高，懸架的角剛度越大。從理論上講，前履帶比后履帶更大的優(yōu)勢在于：當汽車在高速轉(zhuǎn)彎時，前輪外側(cè)受力最大，前輪履帶越寬，側(cè)傾力矩越小，因此軌道通常比后輪大。后部軌道可以完全大于前部軌道，從而提高汽車的高速直線行駛穩(wěn)定性。初步選擇的軸距為B1=1970B2=1855。3.1.4前懸LF、后懸LR的選擇前懸架與風扇、前彈簧支架、內(nèi)燃機、置水桶、乘員艙或前部前樞軸、保險杠、轉(zhuǎn)向裝置等一起放置，為縱向放置留出空間。一般來說，城市公共交通工具的后懸架不能超過軸距的60%和3.5m。輕型卡車的后懸架燈以及更高卡車的長度通常在1.2-2.2m之間，后懸的長度約為2.6m。在主要選擇中，指的是相同類型的車輛，前懸架LF=1800和后懸架LR=2400。3.2整車質(zhì)量參數(shù)估算3.2.1整備質(zhì)量整備質(zhì)量是車輛充滿燃油、潤滑油、工作液（如制動液等），發(fā)動機冷卻水和設備（汽車工具和備用輪胎等）時的性能，但不載人或載物質(zhì)量。由于設計方法，產(chǎn)品材料，制造工藝和道路條件的改進，車輛維修質(zhì)量的設計指標呈下降趨勢。日常工作中，會收集許多同類型汽車總成和整車的相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，并初步估算每個零件的結(jié)構(gòu)特點，過程級別等，然后累積構(gòu)成車輛的整體質(zhì)量。對于同一類型的汽車，初步選擇的整備質(zhì)量為4870kg。3.2.2汽車的裝載質(zhì)量原則上，應使用大噸位卡車來運輸大量貨物和較長的運輸距離，以降低運輸成本并提高效率；考慮到部分地區(qū)的貨物往來非常頻繁基本都地區(qū)內(nèi)部消化商品，所以距離也不會很長，考量到用工成本和運輸距離，中等貨車會更加的經(jīng)濟實惠。根據(jù)以上考慮可以把車子的裝載質(zhì)量先預想為4噸。3.2.3汽車總質(zhì)量=++n65kg=9065kgn為座位數(shù)參考同類型汽車n=軸荷分配軸載荷分布對整體性能以及輪胎的生命周期有很大影響。因此，在總體設計中，每個車軸的負荷分布應根據(jù)車輛的布局、運行條件和性能要求進行合理的選擇。轎廂的布局對車軸負載分配有較大影響。以卡車為例，當長頭車輛完全加載時，前緣傳動裝置的載荷分布約為28%，而平頭車的負載分布大部分為33％-35％。對于汽車，在總載荷下，帶FF的前車軸載荷大于55%，保證了坡度的粘合；車子滿載時后驅(qū)的車子的后軸負載要小于等于52％；后置后驅(qū)滿載時候的后軸其所有的載荷小于59%[4]，要不然就會導致汽車的轉(zhuǎn)向特性過高并降低操控性。將本車的載荷分布定為前2720kg，后6345kg。3.3主要性能參數(shù)的選擇3.3.1動力性參數(shù)車輛動力參數(shù)主要包括直齒輪和I齒輪傳動力、汽車的、加速時間、最大功率和扭矩。（1）直接檔動力因數(shù)D0max要考慮車子用途和路況。汽車的D0max隨發(fā)動機排量的增加而增加。當車子的總增加的時候，這個值就會變小，但會有個極限。小卡車的這個值會稍大，然后是輕型車，他們后面都不加掛車，一般對速度的要求會高些。中型和重型車在0.04-0.07內(nèi)。中和重型選取D0max時的要求是，后加的掛車斗后仍然可以在直齒輪減速比為3％的高速公路上行駛。最初選擇D0max=0.05。（2）Ⅰ檔動力因數(shù)1檔最大輸出功率直接影響車輛的攀爬能力，通過困難道路的容量以及啟動和連續(xù)變速時的加速能力，對于公路車輛來說，大多為0.30-0.38。在中級以上的汽車上，≤0.5，載重量小于6.5噸的礦用自卸車為0.30?0.46。最初選擇=0.30（3）最高車速許多國家和地區(qū)道路表面的改善，使得車輛在道路上的行駛速度變得更快。確認想要設計的車速時應當把安全放第一位，考量好汽車的使用條件，路況實際需求等等，并以車輛的動平衡為基礎(chǔ)。此設計的最高速度為90Km/h。（4）汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩特定比扭矩表示發(fā)動機最大扭矩與車輛總質(zhì)量之間的關(guān)系，特定動力表示最大發(fā)動機動力與車輛總質(zhì)量之間的關(guān)系。特定輸出是用于評估車輛動態(tài)性能（例如速度和加速）的索引，而特定扭矩則表示車輛的牽引力。國家標準gb7258-97規(guī)定公路用車的最低特定功率應不低于4.8kW/T，農(nóng)業(yè)運輸車輛應不低于4kW/T。特定功率是評估動態(tài)性能的汽車的綜合指標，特定扭矩則代表車輛的牽引能力。有關(guān)車輛功率參數(shù)的范圍，請參見下表：汽車動力性參數(shù)設定比功率10kw/t,比轉(zhuǎn)矩40n*m/t.（5）汽車的加速時間加速時間一般以“0-100km/h”來評估汽車加速性能。3.3.2燃油經(jīng)濟性參數(shù)在汽車燃油經(jīng)濟性方面的評價指標。當滿載汽車使用直齒輪以經(jīng)濟的速度在良好的堅硬道路上行駛時，這也是每100公里的油耗。每單位總質(zhì)量每100公里的最小油耗也稱為車輛的“單位油耗”（L/（100km·t））。下表對卡車的單位油耗進行了統(tǒng)計。國家標準GB4352-84和GB4353-84分別給出了卡車和乘用車的油耗。載貨汽車的單位燃料消耗量3.3.3汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑轉(zhuǎn)彎直徑關(guān)系到汽車機動性。轉(zhuǎn)彎直經(jīng)越小車越靈活。轉(zhuǎn)彎直徑與車的軸距，軸距和方向盤的極限轉(zhuǎn)彎角度直接相關(guān)。軸距如果越大的話車子的轉(zhuǎn)彎直徑也會越大，方向盤的極限轉(zhuǎn)向角越大，汽車的轉(zhuǎn)向直徑便會越小。此設計的最小轉(zhuǎn)彎直徑為8m。3.3.4操作穩(wěn)定性與總體布置有關(guān)的操縱性參數(shù)設計之初予以考慮；（1）轉(zhuǎn)向特性參數(shù)；預計得到轉(zhuǎn)向不足的廣義特征，前軸和后懸索側(cè)滑角度的差值用于評估車輛移動到具有0.4G離心加速的恒定速度源時轉(zhuǎn)向特性的參數(shù)。期望其正角值小，例如1o?3o的汽車比較合適。（2）車身側(cè)傾角；當車輛的離心加速為0.4G且圓形運動均勻時，車輛的側(cè)傾角度應為3°-7°。（3）剎車點頭；減速0.4g時，制動時身體的傾斜角不超過1.5°。3.3.5行駛平順性駕駛舒適度通常由身體的振動參數(shù)來評估。典型設計時，通常應優(yōu)先考慮前懸架和后懸架的偏移頻率或靜態(tài)撓度，動態(tài)撓度和車身振動參數(shù)。前后懸架震動偏移應當略高于此頻率，避免整體太大的縱向角偏移。但是，后座椅靠近后輪，因為輪轂較短。為了提升后座椅的舒適性，可以將后懸架設計的更加平順。下表顯示了各種汽車的偏差頻率以及靜態(tài)和動態(tài)偏差。值的一般范圍。將具有較高舒適性的汽車的偏移頻率值取下限，用于前懸架和后懸架的靜態(tài)偏轉(zhuǎn)值。對于卡車來說，考慮到前車軸負荷和前車軸負荷的差異，避免駕駛員疲勞，前方和后方靜態(tài)偏差之間的比例應該更大[14]。3.3.6制動性制動距離、制動減速和制動踏板強度常被用作車輛制動性能指數(shù)和參數(shù)。制動距離是指從制動踏板下落到完全停止的距離，當在好的測試軌道上以指定的速度執(zhí)行緊急制動時，它將移動到完全停止。而在中國，最小制動距離為30km/h和50km/h。3.3.7通過性參數(shù)各類型汽車通過性析圖到地面的最小距離是在選擇前向軸和后向軸后確定的。傾斜角度為30度，傾斜角度為20度。4底盤各分總成的選擇4.1發(fā)動機4.1.1發(fā)動機基本形式的選擇柴油機應用廣泛，中型車有柴油發(fā)動機，輕型卡車有柴油發(fā)動機。即使在歐洲，某些汽車也使用小型高速柴油發(fā)動機。柴油機油耗低，性能穩(wěn)定可靠，污染小，防火安全等優(yōu)點。但是在未來很長一段時間內(nèi)噪音小，而某些中型和小型汽車則配備柴油發(fā)動機[15]。排列馬達分為直線、水平和V。直列式比較簡單的結(jié)構(gòu)更加便于維修，布局也更容易，所以已廣泛用于中型及小排量汽車，V型發(fā)動機被用于中高檔轎車，重型卡車和重型越野車。與直列式發(fā)動機相比，V型發(fā)動機有許多優(yōu)點，其長度更短，高度降低，質(zhì)量也得到減??；曲軸箱和曲軸的剛度增加；如V6，V8，V10和V12，直列布置的內(nèi)燃機一般不會超過8個缸。車身長度有要求的汽車，因為較短，V型內(nèi)燃機適合此類車輛的整體布置，又因為可能太寬，因此很難布置在前導車輛上。水冷各部件的熱負荷也相對小，可靠性就會比較高。用于一些大功率負荷的發(fā)動機。但受溫度的影響大，設計時當優(yōu)先考慮高溫天氣的汽車過熱情況。風冷式結(jié)構(gòu)簡單且維護容易，適應性很強，無論沙漠或者極端氣候地區(qū)，都很難會引起凍結(jié)或者過熱的問題。還可以節(jié)省消耗銅的水箱。但是大口徑的冷卻效果不均勻。每個發(fā)動機組件的熱載荷太高，噪音太大，可靠性不如水冷；故而沒有大規(guī)模的廣泛推高使用。一些大型的風冷式也可達到工作指標，但需要成本也大[5]。4.2汽車性能4.2.1發(fā)動機最大功率及其相應轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機的功率越高，車輛的動力就越強，但動力越高，發(fā)動機動力的使用就越低，油耗就越高，變速器重。因此，需要合理選擇發(fā)動機功率。在設計開始時，可以參考相同類型，相同水平和相似功率的特定功率來估計或選擇。也可以基于請求的最大速度。按下式計算出:；載貨汽車；;載貨汽車時時；代入已知數(shù)據(jù)得：迎風面積：式中:H—汽車的總高(m)—前輪距（m）代入各數(shù)值以上公式是所有發(fā)動機附件的最大有效功率或凈輸出功率，通常小于發(fā)動機外部特性最大輸出的12%-20%。YC6J220-40發(fā)動機指標4.2.2發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩Temax及其相應轉(zhuǎn)速nm轉(zhuǎn)矩;式中：——發(fā)動機最大扭矩，N·m； ——扭矩適應性系數(shù)；即＝；汽油機，柴油；表示著當運轉(zhuǎn)阻力增加時，電機會自動沿外特性曲線增加轉(zhuǎn)矩容量?？梢愿鶕?jù)相同原型的數(shù)值選擇陣列大小。若選取最大時的轉(zhuǎn)速，所選擇的轉(zhuǎn)速和最大的轉(zhuǎn)速預計往往具有特定的比例比，也就是說，（轉(zhuǎn)速適應性的系數(shù)）介于1.4和2.0之間；如果獲得過高，會降低，如果比例低于1.4，則城市行駛條件穩(wěn)定提速將增加換檔時間，不要太高。4.3離合器4.3.1離合器的功用離合器的主要功能是切割和執(zhí)行從發(fā)動機到變速器的動力變速器，保證發(fā)動機和變速器的穩(wěn)定組合，使車輛平穩(wěn)起步，在換擋時將變速器和發(fā)動機分開，減少變速器對換擋的影響，限制變速箱列車在工作中承受高動態(tài)負荷時所支持的最大扭矩，防止變速箱因所有系統(tǒng)組件過載和損壞而降低振動噪音。4.3.2離合器的分類根據(jù)壓縮彈簧的區(qū)別類型，分別有外部彈簧、中心彈簧、隔板彈簧和傾斜彈簧離合器。膜片式彈簧離合器有很多優(yōu)點:第一，其具有非線性特性；當摩擦片磨損時，彈簧壓力幾乎可以保持恒定，離合器關(guān)閉可以減少踏板強度，從而使操作更加容易。其次，隔膜彈簧的壓力不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性好[8]。然而，膜片彈簧的制造成本也較大。4.3.3選取合適的離合為便于操控，提升安全可選用單片膜式彈簧離合器，摩擦片外直徑為350mm，采用帶氣動伺服電機的液壓遙控器。與傳統(tǒng)的離合器相比，推入式膜片彈簧離合器具有以下優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單（2）工作可靠（3）易于操作（4）壽命長（5）當軸向尺寸相同時，隔膜彈簧離合器采用高品質(zhì)壓力板、旋轉(zhuǎn)對稱形狀和均勻形狀，可以保證充足的熱容和良好的散熱和通風;（6）隔膜彈簧離合器是對稱部分，壓力板的形狀也是對稱的，平衡性很好。壓縮力在高速下幾乎不會降低。實驗結(jié)果表明，隔膜噴水離合器的壓縮力從5.35%降低到5000r/MIN，隔膜噴水離合器的壓縮力降低11%（7）隔膜彈簧離合器更適用于新型鋼帶驅(qū)動器（徑向排列）、低分離滯后性和低噪聲的使用這輛車的型號：CA151適用機型：全量程，最大傳遞扭矩為600—1500N/m4.4變速器4.4.1變速器的計算（1）的確定對于具有高備用功率的乘用車，最大發(fā)動機功率和轉(zhuǎn)速應根據(jù)公式：最高擋為直接檔，即1本設計選用的輪胎規(guī)格為10R22.5式中:d—輪輞直徑,22.5in；b—輪胎寬度，10in。注：（1in=25.4mm）--對標準輪胎和寬斷面輪胎來說,λ可取為0.10.16;對于超低壓拱形輪胎,λ可大到0.20.3.介于0.1~0.3之間，權(quán)衡取=0.2代入以上數(shù)據(jù)即有：=2600r/min；將已知數(shù)據(jù)代入計算：i0=5.325（2）變速器傳動比的確定選擇速n=1200r/min1）由最大爬坡度要求的變速器一檔傳動比為：——汽車總質(zhì)量，9065kg；g——重力加速度，g=9.8m/s2；初定最大爬坡度28%；max——道路最大阻力系數(shù)，本設計=f+i=0.02665+0.28=0.307——驅(qū)動車輪的滾動半徑，0.48895m；——主減速比為5.325；——傳動系的傳動效率，取0.9；將已知數(shù)據(jù)代入計算得；>=5.3812)根據(jù)驅(qū)動車輪與路面的附著條件變速器一檔傳動比為：其中：G2——汽車滿載靜止與水平路面時驅(qū)動橋給路面的載荷——道路附著系數(shù)，取0.5；其它參數(shù)同上將已知數(shù)據(jù)代入計算得：≤即：5.385≤≤4.4.2變速器的選擇綜合以上因素，選擇變速器型式為S5-80(QJ805)同步器型變速器S5-80(QJ805)變速器參數(shù)4.5內(nèi)燃機與離合器即速器的布置內(nèi)燃機，離合器和齒輪箱功率集的布置關(guān)鍵是要找到與發(fā)動機艙，發(fā)動機總成后部與發(fā)動機艙后艙間隔的距離必須足夠大，以確保發(fā)動機氣缸蓋可以被拆卸，而不會將發(fā)動機從車輛上拆卸下來。因此，發(fā)動機曲軸中心線相對于底盤頂面應向下傾斜1~4度，最高可達5~7度。所選的坡度應允許發(fā)動機盤上的油面在車輛到達最大坡度時超過過濾器收集屏幕。4..6前橋該車使用一汽4.5t轉(zhuǎn)向軸，用于一汽在國內(nèi)市場占有最大市場份額的中型車輛。4..7驅(qū)動橋傳動軸普遍在驅(qū)動系統(tǒng)的最末的位置，是增加傳動效率或者直接從傳動系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩，在左右車輪上分布扭矩，左右車輪有車輛行駛的要求。選擇主減速比和由此計算出的分布式后橋負載，以使用一汽生產(chǎn)的重型420驅(qū)動橋單軸系列。4.8萬向傳動裝置萬能變速器的功能是在軸上相交的任何一對旋轉(zhuǎn)軸之間傳遞動力。這次使用十字軸萬向節(jié)。水平軸萬向節(jié)有蓋板型，瓷磚蓋板型和卡環(huán)型。它們以不同的固定支撐方法命名，并具有相似的結(jié)構(gòu)[3]。這些萬向節(jié)是不等角速度萬向節(jié)，它們使用與軸的相交角。小于20。在驅(qū)動軸之間。4.9車架此設計使用縱向梁框架。4.10懸架系統(tǒng)懸架對很多特性，如性能，穩(wěn)定性，附著力等也有重要影響。每個懸架由彈性元件（起減震器作用）和導向機構(gòu)（起傳動機構(gòu)作用）組成、強度和穩(wěn)定性和減震器（用于阻尼）。BG110后空氣懸架系統(tǒng)的特定選擇。4.11轉(zhuǎn)向系汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是將開車者扭轉(zhuǎn)方向意圖的車輪偏轉(zhuǎn)到車輛的縱軸上。這種特殊的機構(gòu)叫做汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。對于相同類型的車輛，此設計采用了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。4.12輪胎的選擇輪胎模型是車輛性能計算和總體設計的原始數(shù)據(jù)之一。在設計的開始，選擇是基于模型，使用靜態(tài)負荷和額定的負荷和車輛速度。輕型客車和輕型卡車，具有良好道路上行駛而非高速行駛的卡車，輪胎載荷系數(shù)的上限甚至可以達到1.1；對于低速的重型卡車和重型自卸卡車，該系數(shù)也可以更高，當輪胎超載20％時，其壽命將減少約30％。4噸卡車上使用的9.00至20輪胎被較小的輪胎（例如8.25至20，7.50至20或8.25至16）取代；為了提高軟土地上的通行能力，越野車通常使用胎面較寬，直徑較大和越野車花紋的超低壓輪胎[3]。為提高貨車的穩(wěn)定性和操控性安全性工作性能，優(yōu)化性價比，汽車使用了直徑較小且橫截面平坦的寬輪輞低壓輪胎。對于相同類型的卡車，在此設計中選擇了輪胎尺寸9.00-20和8.25-20。20代表輪輞（通常稱為鋼圈）的直徑。某些9.00-20無內(nèi)胎輪胎對應于10R22.5規(guī)格的可更換無內(nèi)胎輪胎。

5性能分析5.1汽車的動力性從實現(xiàn)理想行駛狀況的角度來看，車輛的動態(tài)性能有三要求；（1）車輛的最大速度，(2)車輛的加速時間，(3)爬坡度。5.1.1最高車速的計算YC6J220-40發(fā)動機外特性數(shù)據(jù)車速：驅(qū)動力：（N）式中：—汽車滿載質(zhì)量=9065kg=88837N風阻力：（N）由驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖可知：=97km/h繪制驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖5.1.2最大爬坡度的計算表示最大爬坡度，指一擋最大爬坡度。=式中：—一檔最大動力因素=0.3396f—滾動阻力系數(shù)=0.0165即得：==最大坡度==31.02%格擋動力因素的確定：克服滾動阻力所消耗的功率：克服空氣阻力所消耗的功率：功率平衡圖5.2汽車的燃油經(jīng)濟性等速行駛100公里的油耗是常用的評價指標，是指在一定負載下，在水平，良好的道路上等速行駛100公里的汽車的油耗。通常以10公里為間隔測量恒速100公里的油耗，然后將其連接到圖形上的一條曲線，稱為恒速100公里的油耗曲線，用于評估此。車車速行駛時，內(nèi)燃機的功率為汽車阻力功率P，即，內(nèi)燃機的負荷率為，再由u可得g。則百公里油耗率：（）汽車的油耗圖（每一百公里）5.3制動性分析汽車行駛到停下來時，那會兒的汽車方向還能保持穩(wěn)定的向前，沒有發(fā)生一些危險的偏移之類的，評估其是否達標一般是考慮。（1）制動性能，減速，和制動距離。（2）車子踩下剎車時的方向穩(wěn)定性。（3）車輛在制動過程中的定向穩(wěn)定性，即車輛在制動過程中的性能不發(fā)生偏差，不穿孔，不失去操縱?？捎米疃痰闹苿泳嚯x和最大的減速度進行研究。減速帶最短距離5.4操縱穩(wěn)定性分析運行穩(wěn)定性包括穩(wěn)態(tài)響應-轉(zhuǎn)向特性和轉(zhuǎn)向角輸入的瞬態(tài)響應。轉(zhuǎn)向速度的頻響特性-轉(zhuǎn)向中心位置的工作穩(wěn)定性，方向半徑，輕便的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，直線性能，標準駕駛性能。5.5平順性分析汽車的乘坐舒適性主要是傳遞到車廂的抖動和搖晃震動頻率一般再一定限度以內(nèi)，不會讓人感到不適。因此，對駕駛舒適度的評價主要是以乘客的主觀舒適度為標準。同樣，設計在這里不需要過多的計算描述。5..6通過性分析車輛的越障是指它能夠以足夠高的平均速度穿過各種不良道路，無道路的區(qū)域和障礙物?；鶎訉ζ囃ㄐ心芰Φ挠绊懛譃橹瓮ㄐ心芰蛶缀瓮ㄐ心芰ΑＭㄟ^性與地面道路由直接關(guān)系，還有自身的結(jié)構(gòu)制造等。此外，它還與汽車的其他性能密切相關(guān)，例如動力，行駛舒適性，可操縱性，穩(wěn)定性和可見性。在這里不要做太多分析。6底盤總布置在組裝和安排合理的分配計劃前，先就各部件合作參數(shù)進行考慮和計算，并且必須根據(jù)整車的布局圖正式制定計劃計劃和每個裝配體的匹配布局。布置整個車輛的總體布局圖。車輛的整體布局包括橫向視圖，俯視圖，正面視圖以及必要的橫截面和局部布局。在繪制整個車輛的總體布局的過程中，有必要在以下位置協(xié)調(diào)，調(diào)整和確認外形尺寸，結(jié)構(gòu)，布局類型，各部件的結(jié)合問題，布排之類考慮等車輛布局應以模型序列化的觀點為基礎(chǔ)，以減少對基本布局的更改，并可變性地對各種模型進行建模，以滿足量產(chǎn)和用戶的不同需求，從而降低成本并提高可靠性。6.1發(fā)動機及傳動系的繪制 根據(jù)發(fā)動機之間的匹配，對總體設計方案中確定的前軸和前輪，發(fā)動機的裝配系統(tǒng)，散熱器總成和前艙總成進行了精確的描述，并將其置于總體設計方案中。最后確定坐標位置。安排布置分配時：（1）油鍋與前軸之間的最小擺動距離。（2）前彈簧變形時，油鍋和橫桿向前傾斜（約3至4度），因此需要額外的間隙。還應考慮制動器。特別是，前軸的螺旋槳軸間距和油盤和近交聯(lián)梁等區(qū)域也必須一致。（3)通常，風扇和散熱器兩表面之間保持著40mm距離。且風扇超過水室的底部。這種調(diào)整后的冷卻非常差。（4)曲軸的中心線和框架頂部表面的零線包含一個角度（約2°-5°），通常約為3°。主要是為了車輛滿載時減少各個車軸之間的傾斜，盡量維持直線保證傳動效率。（5）驅(qū)動軸最高工況的正常角度最好是4°或更少，但最好是8°或更少。（6）單個驅(qū)動軸太長并不容易。如有必要，可以添加兩個或兩個以上驅(qū)動軸的中間支持。汽車驅(qū)動軸的布局主要是好的，使車身地板上的驅(qū)動軸凸起較小，不影響地板間隙，因此驅(qū)動線可以放置在中低兩高的形式。6.2車頭駕駛室的布置確定發(fā)動機與底盤，前軸和前輪之間的處置比例后，可安裝前輪和駕駛室，并且可以在組裝設計階段協(xié)調(diào)這種關(guān)系。因此，此處僅執(zhí)行最終布局確認以及坐標和尺寸的確定。6.3動軸的布置確定發(fā)動機，離合器和齒輪箱的位置后，可安排動力傳動裝置和后傳動軸，萬向接頭和傳動軸。下圖顯示了萬向節(jié)變速器的兩種最簡單的布置，在驅(qū)動軸的兩端都有萬向節(jié)。萬向節(jié)傳動裝置兩端之間的角度應盡可能相等。它應大于4o，最大值應大于7o。（滿載時汽車重下壓，大于4度預留變形空間保護傳動系，小于7度是為了保證傳動效率）降低驅(qū)動軸的高度，萬向節(jié)叉不得超過允許值。圖（a）中所示的U形布局可以滿足此要求。萬向傳動軸與地板的距離可以是10-15毫米。萬向節(jié)傳動的兩種布置方案（a)U型布置；(b)Z型布置6.4懸架的布置主要考慮主銷外傾角，內(nèi)傾角，后傾角，四輪定位。針對卡車的板簧，介紹了布局要求。前板彈簧的放置必須確保主銷的腳輪角度。同時，這種高前和低放置也有助于指導短缺。板彈簧應縮短懸臂長度，在小條件和質(zhì)量下實現(xiàn)更大的剛性和強度。后板彈簧的布置應在前面和后面的頂部較低，一個副駕駛也可以是可乘的。應考慮特定的高速汽車，小巴和吉普車。在卡車方面，由于結(jié)構(gòu)原因，設計可能更困難，因此可以考慮較少。如果減震器不能做到同樣的情況，應該盡可能垂直地安裝減震器。如果空間不允許，也可以接地。應注意下部土體支撐點的高度。6.5車架總成外形及其橫梁布置優(yōu)先確定車子架框縱梁橫截面的高度多少，再參考其他同類型的車進行比較。對于普通卡車，車架縱梁的形狀最大，前橋和后橋之間的車架縱梁的橫截面高度最大，并且前后橋和前后橋之間的橫斷面高度最大末端可以減少。大多數(shù)汽車的前軸和后軸的中心都位于過渡區(qū)域，在該過渡區(qū)域中，車架縱梁的高度會發(fā)生變化。對于低產(chǎn)量的重型車輛，車架采用從前到后的直截面高度，即將材料沖裁成矩形截面，然后彎曲成“C”形結(jié)構(gòu)。這種縱梁制造由于質(zhì)量過大，盡管工藝簡單，成本低廉，前部布局不理想。對于框架前部的可變橫截面要考慮前彈簧的布局，腳輪角度，前輪懸架的結(jié)構(gòu)，整體布局和平衡等，最后再來考慮計算尺寸大小。確定框架組件的外部寬度不同型號和制造商的所選框架組件的外部寬度不同。盡管中國已經(jīng)制定了車架外部寬度的標準，但在中國尚未達到統(tǒng)一標準?？蚣芙M件的外部寬度從前，中和后各不相同，根據(jù)布置要求選取參數(shù)和各部件胎的類型和最大車輪角度，轉(zhuǎn)向桿的布置減震器，前懸架等因素，例如機架的結(jié)構(gòu)類型和布置位置。后車架的外部寬度取決于后懸架的結(jié)構(gòu)，尺寸，布局，后輪胎（尤其是雙輪胎）的類型和布局尺寸以及車輛的外部寬度（不允許超過2.5m）?？蚣苤虚g部分的外部寬度主要考慮國家標準，前后寬度之間的差異以及過渡區(qū)的工藝。嘗試使用前，中和后框架的外部寬度，以使手工藝更好，質(zhì)量易于保證。轎車的車架主要根據(jù)布局需要，大部分采用承重車體，高端車仍采用車架結(jié)構(gòu)，但車架的形狀是根據(jù)車架的需要制作的布局。低矮的外形，可以確保車輛的質(zhì)心低且行駛平穩(wěn)。框架組件的梁應均勻排列，結(jié)構(gòu)應合理。當橡膠板具有部件固定支撐（即施力點）時，設置梁，以減小縱梁的橫向彎曲。發(fā)動機懸架，油箱，電池，駕駛室內(nèi)懸架等。6.6轉(zhuǎn)向系的布置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要使駕駛員易于操作和舒適，使汽車更具移動性和敏感性，使用滑動環(huán)減少車輪，降低轉(zhuǎn)向的后座力，并實現(xiàn)自動返回。方向盤應安排在操作方便和提高駕駛員舒適性，沒有感覺舉手，沒有觸摸方向盤時抬起腿按踏板。在車輛系列設計中，后軸的變化會影響下梯形角的變化。這些微小的變化在實際生產(chǎn)中很難處理，在管理中很容易發(fā)生安裝錯誤或安裝錯誤。6.7制動系的布置國家標準規(guī)定，車輛必須配備服務制動系統(tǒng)、停車制動系統(tǒng)和緊急制動功能。這三者可能是獨立的或相互關(guān)聯(lián)的。當其中一個損壞（踏板或制動閥除外）時，另一個系統(tǒng)仍有緊急制動。服務制動器必須是雙人制動系統(tǒng)或多層系統(tǒng)。當部分管道發(fā)生故障時，其余部分仍具有至少30％的制動效率[14]?？傊卮笥?2t和10t拖車的長途公共汽車，旅游客車和火車必須配備ABS，因此協(xié)調(diào)制動系統(tǒng)的布局和設計非常重要。車輛設計者必須與裝配設計者協(xié)商，以選擇行車和駐車制動方案，制動操作模式以及驅(qū)動機構(gòu)的類型，結(jié)構(gòu)和布置。液壓制動系統(tǒng)通常用于輕型車輛。空氣制動系統(tǒng)用于中型和重型車輛。兩種不同的驅(qū)動機構(gòu)需要不同的制動布局、車輛制動系統(tǒng)配置以及操作機制的類型和結(jié)構(gòu)。因此，選擇并正確放置制動系統(tǒng)非常重要。6.8進排氣系統(tǒng)的布置空氣過濾器和進氣歧管是確保內(nèi)燃機獲得足夠的新鮮空氣的通道，選擇進氣量大，長度短，噪音小等等，以減少阻力?？諝鉃V清器的容量必須足夠，特別是在污染區(qū)域，以便增加濾清器的體積，優(yōu)化進去的空氣質(zhì)量，以確保正常運行。平頭或重型車輛的空氣過濾器（較大的空氣過濾器）則安裝在車身、頭部外，一些煙囪狀的空氣管道從后車廂內(nèi)抬起。一些平頂汽車的進氣管放置在乘客門和擋風玻璃之間的連接處。對于頭部較長的重型車輛，由于空氣過濾器較大，因此也可以將其放置在前部側(cè)面。排氣布置要考慮行駛的平穩(wěn)和噪音污染，同時應將噪音和振動降至最低。且不能把排氣孔對人。排氣管的布局與燃油箱之間的距離應大于300mm。如果無法打開布局，則可以在中間添加隔熱板。排氣管的任何部分（尾管的排氣口除外）均不得泄漏空氣，以防止振動和噪音。在可能的范圍內(nèi)，消音器進入管應附在動力總成上，以減少振動干擾。排氣系統(tǒng)必須充滿并固定在整車（底盤）上。消音器和地面間的距離是否安全穩(wěn)妥，特別是汽車要選擇正確的設計，這不應影響通行能力。6.9操縱系統(tǒng)布置充分對人體工學和操作性進行考量。既要預留自由間隙保證安全性，還要保證活動行程能滿足客戶們平時的使用?；顒硬考粫霈F(xiàn)卡塞和干擾，以確保控制動作的靈活性和準確性。尤其，檔把的安排要預留自由行程防止誤觸二號不小心，還要有一定的剛性要求，以確保換檔過程中的靈活性和靈活性。準確且感覺強勁。6.10車箱的布置根據(jù)確定的車輛模型的負載能力，用戶對車長度，車輛總尺寸，車輛是否允許車輪和地面載荷發(fā)生碰撞等的要求，不能隨意更改框架內(nèi)部架構(gòu)的順序，便于組織生產(chǎn)和修改，便于序列化和泛化。轎廂前面板與安全框架之間的距離與駕駛室后壁或部分配件間距≥40mm。防護配置的的高度高于駕駛艙70mm?100mm?；艿目v梁和橫梁應合理布置，以確保其具有足夠的強度和剛度，以使滑架的地板在長期承受載荷的情況下不會永久變形。為了降低車架質(zhì)量，車軌的后部不允許超過車架后部200毫米。

7校核7.1轉(zhuǎn)向輪跳動目前，大多數(shù)的家庭卡車采用非獨立的懸掛結(jié)構(gòu)，因此其機動性需要進行測試。具有獨立懸架的前軸相對于框架和車身上下躍動，其躍動受懸架和縱向拉桿的限制。此外，以安裝在軸和框架之間的緩沖塊限制軸（車軸）的跳動。檢查運動時，首先確定前軸的跳躍極限位置。一個車輪暫時懸掛在平坦的地面上或通過維修區(qū)，前軸傾斜是由于汽車的輪子在道路上遇到了障礙，發(fā)生碰撞后的結(jié)果。但就具體做法而言，目前尚無統(tǒng)一。有些人將一個輪子跳到板簧蓋和框架下機翼表面（即鐵擊鐵）之間的接觸位置跳一個輪子作為最高位置。至此，假設緩沖區(qū)已丟失。有些人認為橡膠緩沖已經(jīng)被壓縮，或者車輪上的最高位置在跳動。第一種情況是最安全的，但需要更多的移動空間。這種繪制方法更適合使用條件較差的軍用越野車輛。在第二種情況下所需的移動空間更為合理[4]。這種繪圖方法在中國很普遍，并且用這種方法進行檢查的移動空間仍然太大。這是因為在緩沖塊的假定壓縮與實際驅(qū)動中最大可能的壓縮之間有錯誤。此外，由于汽車一側(cè)的車輪低速滑過大坑，底盤前部可能會發(fā)生變形和變形。此時，車輪外殼也會向上移動，輪罩也將向上移動讓位。因此，前軸相對于車架的最大傾斜角最好是根據(jù)車輪上和下的最大高度量相對于粗糙路面上同類型車輛的車架來確定的。在沒有實驗數(shù)據(jù)的情況下，可以采用上述第二種方法。確定當前軸的最大傾斜角（最大傾斜度跳轉(zhuǎn)位置）后，就可以制作前輪跳轉(zhuǎn)圖了。輪胎與擋泥板之間的比例可以采用彈跳圖來控制，保險杠可以為新車型設計，方向盤和縱向拉桿可以控制。此外，前輪的沖擊可以在前輪上下控制?？刂魄拜S，拉桿和油箱之間的比例。對于平式駕駛室結(jié)構(gòu)的車輛，通常將發(fā)動機油盤安裝在前軸和前軸上，拉桿和油盤也相對地運動。一般情況下，非獨立懸架輕型車輛前橋的動態(tài)運動，即前橋滿載位置與阻尼塊之間的擠壓力約為80，因此在滿載時前橋與拉桿的距離不應小于90。根據(jù)以下方法步驟繪制前輪反彈圖：、在設計了車輛停車時、車輛底盤、彈簧前軸板、輪胎等相關(guān)部件的三個視圖；、按根據(jù)車輪內(nèi)外最大轉(zhuǎn)角，設計滿載狀態(tài)下的外輪型線，然后在側(cè)面投影；、確定前軸斜跳的轉(zhuǎn)動中心為點，位于左右板彈簧厚度的中線處，在一定距離內(nèi)被車輛的對稱介質(zhì)所偏離（在彈簧的緊邊處）。根據(jù)一汽公司的CA10B汽車試驗結(jié)果，其行駛距離為彈簧與前葉片中心距離的15%。但是，比例可能不適用于每種類型的車輛。在沒有測試數(shù)據(jù)的情況下，車輛對稱中心與閃光厚度中心的交點可能大約是跳躍中心。以圓心為中心，以點與前軸中心線的垂直距離為半徑，設計圓弧，并根據(jù)給定的前軸設計一條直（D線）線，與圓弧相切。框架的側(cè)角。然后切線是前軸在傾斜跳躍后的中心線。在切換到線的頂端后，繪制輪胎的形狀，并在視圖的其余部分查看外部輪廓。選擇不同的部分并使用上述方法繪制，可以獲得更完整的車輪反彈圖。通過跳轉(zhuǎn)圖，可以判斷方向盤及其相鄰零件是否會發(fā)生干擾，從而更好地確定其位置和形狀。此外，必須考慮必要的間隙（例如，胎面上的輪胎鏈等）。獨立懸架方向盤的最高跳升位置可以根據(jù)一個方向盤的跳升而壓縮到緩沖塊的位置。目前，在大量測試的基礎(chǔ)上，一些國外汽車制造商提出了一種更合理的，更接近于實際工況的驗證方法。例如，德國大眾汽車的驗證方法規(guī)定車輪的轉(zhuǎn)動角度不同，跳越高度也不同。汽車沿直線行駛時，由于車輛的高速行駛，因此從公路到車輪的沖擊力也較高，此時的跳越高度也較高。當汽車轉(zhuǎn)彎時，由于汽車的速度低，道路對車輪的沖擊力也較小，因此規(guī)定此時的跳躍高度較小。到達極限角時，跳躍高度最小。使用繪圖方法進行檢查。為了簡化附圖，未考慮主銷的傾斜和向后傾斜，即，假定主銷垂直于地面。繪制時，首先繪制一個頂視圖，即圍繞左右主銷中心O點繪制方向盤的極限位置。在不同的部分上繪制輪子的外殼，然后使輪子跳起來以得到輪子的外殼轉(zhuǎn)動和跳躍。因此，跳輪可以看作是一種平移。此方法比較簡單，但不準確。我們可以借助計算機等先進方法來建立輪胎的功能關(guān)系，輪胎彈跳高度與旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系以及輪胎的參數(shù)方程式。通過編寫程序，您可以獲得輪胎跳動和旋轉(zhuǎn)的外包線曲線。7.2傳動輪跳動圖目的：(1)傳動軸極限位置和最大擺角的確定(2)確定空載時萬向節(jié)傳動的夾角(3)為確定傳動軸長度（膨脹率）的變化規(guī)律，設計時必須保證傳動軸的最大長度不與軸分開，長度較小時不增加(4)校核后輪與干線梁，干線底板之間距離的控制汽車傳動軸跳動圖7.3轉(zhuǎn)向拉桿與懸架導向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)目的：檢查轉(zhuǎn)向桿的運動和懸掛導向器的協(xié)調(diào)，檢查轉(zhuǎn)向傳動部件在轉(zhuǎn)向和懸掛變形過程中是否與其它部件發(fā)生碰撞。當前輪相對于車體上下振動時，轉(zhuǎn)向節(jié)臂與拉桿之間的鉸點（球桿中心）應與前輪一起沿主彈簧葉片規(guī)定的軌道運動，同時應繞拉桿另一端轉(zhuǎn)動。如果這兩種運動的行程偏差很大，就會引起前輪的擺動和反向沖擊。因此，轉(zhuǎn)向臂下端的點應盡可能靠近轉(zhuǎn)向臂球銷的中心，中心點的位置取決于彈簧主葉片上的C點擺動中心。經(jīng)實驗研究，C點的位置近似為圓弧，彈簧固定端圓心與螺旋卷耳中心的距離在高度上為e/2，圖上的點（L1和L2為鋼板彈簧前半部和后半部的有效長度，e是線圈內(nèi)卷耳孔的半徑）。由于C點和空間中點的運動相同，使連接線平移運動，所以會找到C點的振蕩中心，之后可以作出平行四邊形C，根據(jù)平行四邊形機構(gòu)原理求出點。因為點在彈簧固定端的一側(cè)，國內(nèi)所有廠家生產(chǎn)的輕型汽車（干頭）的轉(zhuǎn)向機構(gòu)接近彈簧固定端。懸架與轉(zhuǎn)向的運動校核圖懸架與轉(zhuǎn)向的運動校核步驟：以驅(qū)動關(guān)節(jié)臂的軸擺動中心為中心，為半徑設計圓弧，以驅(qū)動關(guān)節(jié)臂的下端為中心，為半徑制作圓弧。以A點作為主葉片