GD1031轻型货车设计—总体设计
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机电工程学院毕业设计说明书设计题目: GD6371轻型客车设计-总体设计 学生姓名: 欧艳伟 学 号: 201115910520 专业班级: 车辆工程1102 指导教师: 杨宗田 2015 年 5 月 20 日目 次1 引言12 方案的分析和确定22.1 方案分析22.2 方案确定33 汽车主要参数选择43.1 汽车主要尺寸选择43.2 汽车质量参数选择53.3 汽车发动机的选择53.4 汽车车身形式的选择63.5 汽车轮胎的选择64 轻型客车整体布置各部件的选择74.1 底盘整体设计74.2 车身内部设计94.3 车身外型设计105 汽车性能参数的选择计算115.1 动力性参数计算115.2 经济性计算185.3 其它参数计算19设计总结21致谢22参考资料231 引言汽车被称为“改变世界的机器”,它从1986年诞生至今已有100多年的历史,百余年来,特别是汽车产品的大批量生产及汽车工业的大发展以来,汽车已为世界经济的大发展,为人类进入现代生活,产生了无法估量的巨大影响,因此,无论是美国,日本,西欧等发达国家或地区无一例外的把发展汽车工业作为国家发展的支柱产业,我国也在“七五”期间提出“要把汽车制造业作为重要的支柱产业,争取有一个较大的发展”,由此可见汽车在世界经济发展的作用。当前,汽车已经成为人类社会不可缺少的工具。社会发展的各个领域,包括工业,农业,商业,教育,科技,文化等,都与汽车紧密相连。汽车已成为人们日常工作,生产,学习,生活,旅行中最方便,最经常使用的交通工具,成为现代社会的象征。在许多发达国家,汽车已经非常普及,普及率最高的是美国,平均1.3人拥有一辆;西欧,日本等发达国家平均23人拥有一辆。汽车的普及极大的方便了人们,扩大了人们的活动范围,使社会生活变的丰富多彩;同时促进了公路的建设和运输的繁荣,改变了城市的布局有助于各地区经济文化的交流和偏远落后地区的开发。我国汽车行业发展较晚,起点与国外相比也比较低。1953年,中国开始建造第一汽车制造厂,三年后生产出国产“解放牌”中型载货汽车。60年代第二汽车制造厂建成,独立设计生产“东风”牌中型载货汽车。但汽车的品种在过去很长时间里出现了“缺重少轻”“轿车基本空白”的缺陷。改革开放之后,我国的汽车行业才进入大发展阶段。近年来,轿车生产大幅度增长,确定了一汽,二汽,上海为三大基地以及天津,北京,广州三个较小的基地。工业水平是衡量一个国家发展程度的标杆,汽车产业在当代工业和国民经济中有很重要的地位,现阶段中国汽车产业发展水平依然有待提高,使汽车产业成为我国国民经济的支柱产业,是我国现阶段汽车发展目标。同时,改变生产厂过多投资分散生产规模过小的不合理情况,重点支持23家汽车企业集团迅速成长为有相当规模的大型企业,以及支持6-7家汽车企业成为国内的骨干企业。其次,要花大力气增强汽车的自主开发能力,从与国外联合开发逐渐走向成熟的自主开发,提高产品的质量和技术装备水平,迅速赶上国际先进水平。同时鼓励个人购买汽车,并为轿车的普及作好准备。当然,汽车的迅速发展也带了一些不易解决的问题,例如:安全问题,能源消耗,和环境污染。因此,行车安全,节约能源和环境保护已成为当前汽车技术要解决的三大重要课题。回顾历史,1959年面世的“MINI”轿车引发了汽车技术的一场革命。这种车型在取得观念上的突破的同时,还屡次在汽车大赛中取得冠军。40年后的今天,此类车型依然流行,使之成为最家庭化的轿车。从此揭开了微行轿车的发展的历史。在这种情况下,轻型客车也适时而生,而此车型也正是我们这一组所要设计的。我国的轻行客车也可称为“中国特色”,因为我国轿车不太普及的情况下,售价仅在三万元人民币左右的轻型客车,成为大众买的起的车型。现在,轻型客车在一般的城市里随处可见。因为它即可为家庭的用车,同时改装方便,可以改装成轻型货车,在有的城镇中,它还用来作为出租车,更因为它油耗低,占地面积小,使用经济,所以它受到许多人的欢迎。因此,设计这种汽车还是顺应时代潮流的。轻型客车的整体布置包括人体工程在汽车上各部件安排的应用,发动机的选择,轮胎的选择,传动系,行使系,转向系,制动系和悬架的选择设计,驾驶员和乘客的座位布置,发动机的布置,汽车主要尺寸和参数的选择并校核汽车主要性能参数等。毕业设计作为大学四年学习教学的一个最后环节,同时也是大学四年的知识回顾,它让我把学过知识系统的梳理一遍,熟悉汽车的各个部件和理论知识点,对于掌握不到的地方,可以借此机会补缺补漏,对知识进行强化,同时也为我们今后踏上工作岗位做好了准备,是工作前的基础练习。2 方案的分析和确定2.1 方案分析2.1.1 设计任务GD6371轻型客车设计-总体设计。表2-1 总体设计基本参数汽车整备质量Kg最大总质量Kg最高车速Km/h人均整备质量值t/人90013501150.152.1.2 设计要求总的要求是:以长安牌汽车6331和昌河牌汽车6321系列轻型客车的主要参数为依据 ,完成轻型客车的外形设计和底盘各个部分的布置。表2-2 参考车型性能参数项 目参 数车 型长安6331昌河6321外 型 尺 寸(mm)3570/1400/18103230/1395/1925轴 距(mm)18401980前后悬(mm)755/675725/655整备质量(kg)770870前/后 轮 距(mm)1215/12001205/1200接近角离去角最小转弯半径(m)4.54.5最高车速(km/h)9595发动机型号JL462QDA462-1A最大功率(kw)26.1127.94最大扭矩(N/m)52.4560油耗(L/100km)6.46.0最小离地间隙(mm)150155载客数67682.2 方案确定2.2.1 方案的基本要求汽车由动力装置、底盘、车身、电器及仪表装置等四部分组成,主要任务是用来载送人员和货物。一个成功的汽车产品,它的设计应该满足技术、经济及艺术造型等多方面的要求;它的技术和理性主要体现在:最大程度的采用标准化部件;满足社会和政府的各种法规,尤其要满足政府对汽车外形尺寸的要求;还要满足当地各汽车厂的生产能力及水平。经济性主要体现在:在 保证汽车所要求的技术要求的同时要最大程度上降低汽车的制造成本;要保证用户的使用的经济性,为用户节省开支。艺术性主要体现在:在保证汽车的各项技术指标达到要求时车身造型要尽量满足人们的审美观,驾驶室部分要是工程设计和人体工程学相结合,使驾驶员和乘客在车中有中享受的感觉 。总体设计主要是:设计车型、及时协调各部件和整车的关系以完成地盘的布置 。而车型的设计是最有创造性的,最主要任务是布置好地盘,以保证各部件不产生运动干涉。经过与同组各同学的讨论协商,在参考上述两种成型基本参数的基础上,最终确定了所要设计的轻型客车的基本参数(详细参数见后)。本次设计的出发点是要保证汽车的经济性、机动性和乘坐舒适性。2.2.2 汽车布置形式的选择汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系以及布置特点。汽车的布置形式和汽车的实用性能有很大关系。经比较,最终确定了4x2中置后驱的形式。它的优点主要有:轴荷分配合理,有利于提高轮胎的使用寿命;前轮不驱动,因而不用等速万向节,降低了成本;上坡时驱动轮附着力大,故爬坡能力强;变速器与主减速器分开,拆装和维修方便;并且乘坐空间宽敞,行驶平稳。缺点是:因地板车身地板下有传动轴,地板上有突起的通道,并使后排座椅中部坐垫的厚度减薄,影响乘坐舒适性;汽车总长比较长,整车装备质量增大,影响到汽车的燃油经济性和动力性。3 汽车主要参数选择3.1 汽车主要尺寸选择汽车的主要尺寸主要包括轮距、轴距、外廓尺寸、前悬、后悬、和车厢尺寸等。参考上两种车型,确定尺寸如下:1)外廓尺寸:La=3700mm,Ba=1555mm,Ha=1850mm。 2)轴距:它对汽车的整备质量、汽车的总长、车轮最小转弯半径、传动轴纵向通过半径等有影响;有参考车型和国家标准,确定轴距L=2500mm。3)前轮距和后轮距:轮距会影响汽车车厢大小、汽车总宽、汽车的总质量、侧倾刚度、车轮最小转弯直径等。受汽车总宽不得超过2.5米的法规的限制。确定汽车的前轮距为:1280mm,后轮距为:1290mm。4)前悬和后悬:它们影响汽车的接近角和离去角,并影响它的通过性及安全性等。确定前悬为:535mm,后悬为:665mm。3.2 汽车质量参数选择汽车的质量参数包括整车整备质量、载客量、汽车总质量、轴荷分配等。1)整车整备质量:由任务书,确定=900kg。2)汽车的载质量:参考车型载人数为7,考虑超载和装载货物最终确定:=500kg。3)汽车的总质量:。4)轴荷分配:它对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。从轮胎磨损和使用寿命考虑,各轮的负荷应相差不大;驱动桥壳应有足够大的负荷,以减小从动轴的负荷;转向轴的负荷合理,保证良好的操纵稳定性;根据发动机和各个部件的质量分配,乘坐人数及位置,最终确定轴荷分配如下表表3-1 载荷分布空载满载前轴后轴前轴后轴55%45%45%55%3.3 汽车发动机的选择本次设计的轻型客车采用汽油发动机,在轻型客车上,它一般布置在驾驶员座椅下面,它的尺寸较小,有利于汽车小型化、轻量化,同时在保证客厢内有足够空间的条件下,还能节约能源。由所要设计的汽车最高车速:115 由下公式:。 (3-1)可以大约确定汽车所要求的发动机的功率。其中:为发动机最大功率;为传动系效率;取=90%;为汽车总质量(kg);g为重力加速度();为滚动阻力系数,取=00165,=115 km/h;为空气阻力系数,取=052;A为汽车正面投影面积(),经计算取2.304;为最高车速。把以上参数代入(2-1),可得=34.34(kw),根据所的结果并根据参考资料选定发动机型号为JL465Q5直列四缸,它的性能参数如下:表3-2 汽油机的性能参数最高功率/转速km/(r/min)39/5500最大转矩/转速N/(r/min)78/3000排量(ml)999最高转速(r/min)5500轮廓尺寸(mm)505/516/433所要设计的微客所需的做大发动机转矩为=95491.139/5500=74.48Nm78 Nm,a为转矩适应性系数,取1.1。可见,发动机JL465Q5发动机适合此车。3.4 汽车车身形式的选择根据轻型客车的传统车型和各部件的安排空间,采用一厢式车身。3.5 汽车轮胎的选择 轮胎型号对汽车的动力性、经济性、通过性、操纵稳定性、制动性及行使安全性和汽车的承载能力都有影响。因此,轮胎的选择是重要的工作。此次设计的轻型客车最大质量为1350kg,根据汽车的行驶条件,要求选择的轮胎所能承载的质量大于汽车总质量在其上所分担的载荷量,单个轮胎的负荷=1350/4=337.5。由轮胎在使用中的承受的静负荷值应等于或接近轮胎的额定负荷值,查GB2978-89以及根据参考车型,最终确定选用在210MP下,选用155R13LT的子午线轮胎,此轮胎的滚动半径=270,在计算过程中,可以认为车轮半径=静力半径=滚动半径。该轮胎优点是温升低、滚动阻力小、胎体缓冲性能和胎面附着性能等都比斜交轮胎好;寿命长、油耗低、高速性能好。其缺点是造价高、不易翻修。表3-3 轻型客车主要性能参数外形尺寸(mm)3700/1555/1850轴距(mm)2500前/后轮距(mm)1280/1290前/后悬(mm)535/665最小离地间隙(mm)165最大总质量(kg)1350整车整备质量(kg)900最大功率(km)39/5500最大扭矩(N.m)78/3000驱动型式后桥驱动最高车速(km/h)115接近角/离去角/制动装置型式(前/后)前盘后鼓发动机型号JL465Q5座位数67轮胎规格155R13LT4 轻型客车整体布置各部件的选择4.1 底盘整体设计在汽车的载客量(载质量)、驱动形式、车身形式、发动机形式等得到初步确定之后,接下来便是绘制汽车各部分的布置草图,校核初步选定的各部件结构是否合理,整体的尺寸和参数是否符合整车设计的要求,进而对整车总体设计进行优化,规划更加合理的总布置方案。4.1.1 整车布置的基准线(面)零线的确定1) 车架上平面线本次设计为边梁式车架,车架上平面线为边梁上缘面较长的一段平面在侧视图上的投影线,它作为垂直方向的尺寸基准线,即坐标线,向上“”,向下“”,该线标记为“z/0” 。2) 前轮中心线前轮中心线是指通过前轮中心,并垂直于车架上平面线,在侧视图和俯视图上的投影,即为“x/0”。它作为纵向方向的尺寸线。向前为“+”,向后为“-” 。3) 车轮中心线汽车中心线是指汽车垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线,把它作为横向尺寸的基准线,记为“y/0”,向左为“+”,向后为“-” 。4) 地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线称为地面线。5) 前轮垂直直线前轮中心线是指通过左右前轮中心,并垂直于地面的平面,在侧视图和俯视图上的投影,此线作轴距标注的基准线。4.1.2 部件的选择和布置1) 发动机的布置由人机工程学和整体布置要求,发动机安排的上下位置为:离地间隙为180mm.发动机的上下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。发动机的高度也不能太高也不能太低,发动机太高,汽车的质心高度偏高,行驶不平稳;发动机太低,汽车在上下颠簸时可能会碰坏油底壳,因此,应选择合适的发动机高度。为减小传动轴的夹角,发动机中置后驱汽车的发动机常布置成倾斜状,使曲轴中心线与水平线之间形成14夹角。此次设计取2。2)传动系的选择和布置 传统汽车发动机、离合器、变速箱是装成一体,在发动机位置确定以后,动力总成各部分的位置也随之确定。(1) 离合器的选择和布置: 本次设计采用膜片弹簧式离合器,详见零部件设计 。(2) 变速器形式选择:选用4+1档,手动机械变速器,结构简单、制造成本低、传动效率高。(3) 传动轴的选择和布置:应尽量减小客厢地板高度,并保证凸包和传动轴的最小间隙在1015mm。(4) 后桥的布置和性能参数的选择在后桥布置时,一般将差速器壳体中心线与汽车中心线布布置成一条线。由以上各种已知条件:=115, =270,=1,有公式 = (4-1)公式中:为最高车速,n为发动机在最高车速下的转速,取n=;为四挡(直接挡)传动比1;r为车轮半径,可取为270mm;为主减速比,算得=5.0。3)转向装置的布置本次设计的转向系采用齿轮齿条式转向机构。这种形式结构简单、紧凑并且传动效率高;同时可以自动消除齿轮间隙。4) 悬架的选择和布置 此次设计前悬架采用麦弗逊式独立悬架,此种设计能够改变汽车的平顺性,减小车身倾斜和振动,获得良好的地面附着能力。后悬架采用独立式钢板弹簧悬架,以降低成本。5)制动系统布置采用前盘后鼓式的制动系统。制动系统采用真空助力,真空有发动机提供。盘式制动器具有良好的热稳定性,水稳定性好,尺寸小,质量小,散热性好。鼓式制动器成本低。6)踏板的布置根据人机工程学的要求和整车底盘的布置确定离合器踏板、制动器踏板和油门踏板,每个踏板必须保证人脚放的舒服并且留有足够的踏板行程。 7)油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置油箱 根据汽车的最大续驶里程来确定,本次设计油箱的容量采用可续驶1000km的标准来设计。布置在汽车的后部、行李箱的下面。并且在排气管的另一侧,以减小危险。备胎 布置在车架尾部下方,采用悬链式固定,可保证拆装方便。行李箱 一般布置成后排座椅可翻式,翻转后后部形成一个有效的行李厢。蓄电池 蓄电池应放置在起动机的同侧,并却越近越好。4.2 车身内部设计轻型客车数以运人为主,兼顾运送少量行李的多功能车辆,必须考虑有良好的乘坐舒适性和足够的安全性。进行车身内部布置,并使之符合人体特性要求。车身内部布置设计中以人体尺寸的“百分位分布值”作为尺寸依据的,利用人体尺寸布置出来的座椅、方向盘及操纵机构能满足90%以上的使用对象。进行车身内部布置设计时,基本的步骤如下。1)根据人体尺寸画出人体,用虚线表示 。2)人体的姿势与布置为使室内布置减小驾驶和乘坐的疲劳程度,设计中必须满足人体的舒适要求。驾驶员的舒适和疲劳程度与座椅的设计和驾驶姿势有关。在设计中,采用了汽车设计中所推荐的数值进行设计安排。3)汽车室内操纵装置的布置操纵装置的布置要求手操纵机构除应布置在手的操纵范围以内外,同时还要根据操纵对象,进行必要的设计,以此保证驾驶和操纵的舒适性。(1)在于变速杆和手制动杆的操纵时,人体肩部不动,通过过手臂的施力运动来实现.这种情况下,上臂的夹角角在130度-170度范围时具有较大的操纵力,操纵较为舒适。取平均值,上臂角在150度时,操纵手柄的最佳布置位置在距离座椅靠背面490-660mm范围内,上下位置一般在H点以上178-203mm的范围内。(2)方向盘布置在车身设计中,一般同过合理布置方向盘的中心位置和倾斜角,选择适宜的方向盘直径来改善驾驶员操纵方向盘的姿势和减少操纵力,从而降低操纵疲劳强度。根据参考书籍汽车设计的经验推荐的数值知,一般方向盘倾斜角选在手容易控制、活动在15度=70度范围内同时应考虑车身的总体布置方案、车型和驾驶姿势。微型客车的方向盘直径通常小于450mm,倾斜角在20度-30度范围内。(3)各种踏板的布置在布置各种踏板时,保证各踏板之间要留有足够的间隙,同时保证在不工作时各踏板之间应留有足够的放脚位置。(4)人眼的视野和视野范围车身设计应保证驾驶员具有良好的视觉效果,一方面能提高驾驶时的环境适应性;另一方面也是提高汽车驾驶安全性的根本保证之一,在车身设计的过程中就应该对人眼的视觉特征、人眼的视野、人眼在车内的位置分布,人车视野及车身结构形状、布置尺寸和福建的布置位置出发,分析汽车的各种视觉效果,最终使汽车具有良好的视觉效果。驾驶员要有良好的视野。根据参考书籍汽车设计的设计方法,先确定眼椭圆的位置和大小,即可作出驾驶员的实际前方视野。这就设计到车身设计,如风窗开口面积,风窗倾斜角和位置,窗柱尺寸和位置等。在侧视图根据眼椭圆可以确定窗口的高度,最小能保证向上15度看到交通信号灯,向下20度能看到3m前的路面。在俯视图上根据眼椭圆可以确定前窗的宽度。最后根据“SAE眼椭圆确定法”确定雨刷的设计和刮刷面积。4.3 车身外型设计车身是一辆汽车唯一一件车外面的人能看见的部件,所以车身的好坏直接影响着人们对车的评价。车身的设计及要满足人们的审美要求又要满足汽车的良好的空气动力学性能。在设计车身外形时,参考了如下图片。图 4-1 SC 6331图4-2 昌河63215 汽车性能参数的选择计算5.1 动力性参数计算汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行使时,汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行使速度。汽车是一种高效的运输工具,运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以,动力性是汽车各种性能中基本、最重要的性能,主要有三个指标来评价:1.最高车速;2.汽车的加速时间t;3.汽车的最高爬坡度。5.1.1 各挡速度的计算 (5-1) 式中 :汽车行驶时的滚动半径(m); :发动机曲轴转速(r/min); :汽车变速器各挡的传动比; :主减速器传动比; =270mm;=5500();=5.0; 的计算如下表:表5-1 各挡传动比3.5042.4831.561各挡速度值计算结果如下表:表 5-2 各挡速度值各档车速转速1档2档3档4档250014.5248287720.497382232.62550.895280016.2678082222.9570680636.5457.0024310018.0107876725.4167539340.45563.1098340019.7537671227.8764397944.3769.2172370021.4967465830.3361256548.28575.3246400023.2397260332.7958115252.281.432430024.9827054835.2554973856.11587.5394460026.7256849337.7151832560.0393.6468490028.4686643840.1748691163.94599.7542520030.2116438442.6345549767.86105.8616550031.9546232945.0942408471.775111.969绘图如下图5-1 速度曲线图5.1.2 汽车各挡驱动力和阻力计算及平衡图 (5-2)式中 :汽车行驶时的滚动半径();: 发动机曲轴转速();:汽车变速器各挡传动比;:汽车主减速器传动比;:为汽车驱动力;各挡驱动力的计算结果如下表:表 5-3 各挡驱动力各档驱动力Ft转速1档2档3档4档25003943.6663472794.5558041755.7418671125.47555628004407.6270933123.3270761962.2997331257.88444431004349.6323082.2306671936.481241.33333334004291.6369073041.1342581910.6602671224.78222237004175.646722958.941441859.02081191.6840003885.6712532753.4593961729.9221331108.92444443003769.6810672671.2665781678.2826671075.82222246003479.70562465.7845331549.184993.066666749003247.7252272301.3988981445.905067926.862222252002899.7546672054.8204441290.986667827.555555655002319.8037331643.8563561032.789333662.0444444空气阻力Fw的计算 = (5-3)式中, A为迎风面积,其值大约等于车高与前轴的乘积,本次设计时,A= 2.304();为在相应转速下汽车的行驶速度;为空气阻力系数,参考汽车设计中所推荐的数据,本次设计取=0.52。各车速下的空气阻力计算结果如下表:表 5-4 各车速下的空气阻力空气阻力Fw转速1档2档3档4档250012.5093185824.9119893263.11210294153.5896137280015.6916892331.249599479.16782193192.6628114310019.2343282538.3046747897.04116948236.1593901340023.1372356546.07721544116.7321456284.0793495370027.4004114354.5672214138.2407503336.4226899400032.0238555763.77469266161.5669835393.1894111430037.007568173.6996292186.7108453454.3795132460042.35154984.34203104213.6723357519.9929962490048.0557982795.70189817242.4514547590.0298601520054.12031592107.7792306273.0482022664.4901048550060.54510194120.5740283305.4625782743.3737304取滚动阻力系数f=0.0165;可得=226.38N。汽车的阻力 。取第一挡和第四挡的驱动力和阻力,经计算得出下表:表5-5 两个挡位下的阻力FwFfF3.168333226.38229.54837.50883226.38233.888817.79202226.38244.17242.14076226.38268.520842.59648226.38268.9765100.9521226.38327.3321239.2038226.38465.5838566.5592226.38792.9392绘制驱动力和阻力平衡图时,阻力只须选择上表中八个阻力为代表即可,图如下:图5-2 驱动力阻力平衡图5.1.3 功率平衡的计算 (5-4)式中 :牵引功率(kw); :驱动力(N); :各档速度(km/h); (5-5)式中 :阻力功率(kw); : 阻力(N); : 传动效率,取0.9;经计算驱动功率和阻力功率在相应转速下的结果如下表:表 5-6各转速下驱动功率与阻功率U1U2U3U4PUPf7.47872811.5132617.7224927.274927.37.4787280.56102312.4645519.1887729.5374945.458214.311.513260.88000817.4503626.8642841.3524963.641482017.722491.41416322.4361834.5397953.1674881.8247623.727.4222.41041627.42242.215364.98248100.0082642.21534.51582364.982489.887186100.00825.91513功率平衡图如下:图 5-3 功率平衡5.1.4 动力性因数D (5-6)式中 :动力性因数; :驱动力(N); :风阻力(N); :汽车的最大质量;计算结果如下表:表 5-7各挡动力因数动力因数的计算转速1档2档3档4档25000.2971396090.2093457150.1279387580.07346076728000.3319679070.2337171180.1423380130.08051561931000.3273165280.230077550.1390354370.07597686634000.3226379190.2263837520.1355954740.0711037737000.3135484740.2195294190.1300665190.06464529940000.2912809820.2033019430.1185453630.05409939843000.2821370750.196339150.1127416340.04697223846000.2598151210.1800032130.1009457040.03575764749000.2418495410.166719350.0909639920.0254597452000.215089520.1471686480.0769416830.01232543155000.1707678480.1151384980.054975567-0.006147338D0max0.3319679070.2337171180.1423380130.080515619图 5-4 动力因数5.1.5 加速度的计算 (5-7)式中 :汽车各挡加速度(); :重力加速度(); :动力性因数; :滚动阻力系数,取f=0.0165; :汽车旋转质量转换系数;计算结果如下表:表 5-8 各挡加速度 加速度转速1档2档3档4档 25001.8309092411.5030418310.9838410680.54110525528002.054171741.6882424541.1056104680.60241816531002.0230817511.6584148551.0734978690.55342299734001.9918163211.6281709541.0401909670.50124668637001.9321335561.5736649810.9887244610.43398623840001.7875496691.44720540.8851677530.32783566943001.7275160251.3918668250.8313126390.25421293346001.5825812571.264574640.7253673230.14170007549001.4657129441.1607119220.6351930020.03790906552001.2921854021.0087413650.5098937790.011232455001.0055148430.7609714290.3155390540.00015绘图如下:图 5-5 各挡加速度曲线5.1.6 加速度倒数1/a的计算计算结果如下:表5-9各挡加速度倒数N1/a11/a21/a31/a415000.7167060.9339551.3539522.38919925000.6717850.8772111.2895852.30067735000.6484380.8513851.2831612.35023345000.7017860.9352761.4877612.93723555000.8218051.1260051.9939144.7526815.1.7 爬坡度i的计算 = (5-8)式中 : 动力因数 : 滚动阻力系数,为0.0165计算结果如下:表5-10汽车各挡的爬坡度1档1档2档3档4档D0max0.3319679070.2337171180.1423380130.080515619f0.0141725680.0152715180.01711150.0196432max ( )18.5742645812.639482337.201632743.491983782由于这次设计是微型客车,而它主要是在良好的路面上行使,因次不需要太大爬坡度,本次设计的为i为14度。5.1.8 汽车的比功率和比转矩比功率是指汽车所能装发动机的标定功率与汽车最大总质量的比值。比功率可综合反映汽车的动力性。比转矩是指汽车所装发动机的最大转矩和最大总质量的比值。他反映了汽车的牵引性能。该车的比功率为26/1.4=18.57;在1826之间。比转矩为52/1.4=37.14;在3044之间。5.2. 经济性计算由下式计算: (5-9)式中:轻型客车等速百公里油耗, : 客车稳定行驶所需发动机功率,kw : 发动机燃油消耗率, :燃油重度,N/L :客车最高车速,km/h代入公式得:表5-11 百公里油耗与车速n10001500200025003000350040004500Pe5.10 8.68 13.50 19.97 28.52 39.54 53.46 70.68 V25.04 37.56 50.07 62.59 75.11 87.63 100.15 112.67 ge236238240243247242241239Q2.70 3.00 3.30 3.90 4.50 5.10 5.80 6.50 图5-6 等速百公里油耗图由有好图可知,速度在45km/h时,油耗最低,最低油耗为3.2L。5.3 其它参数计算5.3.1 最小转弯直径转向盘转到极限位置时,汽车前外转向轮轮辙中心在支撑平面上的轨迹圆的直径,称为最小转弯直径。它用来描述汽车转向机动性和转向安全性的异性重要指标。计算的最小转弯直径的9 m 。5.3.2 通过性几何参数的计算总体设计中确定的通过性几何参数:最小离地间隙,接近角,离去角,纵向通过半径等。在本次设计中,根据零部件的尺寸和同类车型的比较,确定汽车的最小离地间隙为200mm,接近角为37度,离去角为35度。5.3.3 操纵稳定性的参数汽车的操纵稳定性的评价很多,与总体设计有关的参数有:1)转向特性参数 为保证有良好的操纵稳定性,汽车应具有一定程度的不足转向。通常用汽车以0.4g 的向心加速度沿定圆周转向时,前后侧偏角之差()作为评价的指标,一般在之间,本次取。2)车身侧倾角 汽车以0.4g的向心加速度沿定圆周转向时,车身侧倾角控制在之间,最大不超过。3)制动前倾角 为要求汽车以0.4g的减速度制动时,车身的前俯角不大于。5.3.4 制动性参数汽车制动性是指汽车在制动时,能在尽可能短的距离内停车,并且保持方向稳定,在下坡时能维持安全的速度,在一定坡道上长期驻车的能力。常用制动距离和平均制动减速度来评价,具体计算见制动部分。5.3.4 舒适性汽车应为乘客提供舒适的乘坐环境和方便的操作条件,称之为舒适性。它包括平顺性、空气调节性能、车内噪音、乘坐环境及驾驶员的操作性能。设计总结 经过了近12周的努力,毕业设计终于已基本完成,付出很多,收获很多是这次毕业设计的最大体会。毕业设计是对大学四年所学的汽车构造、汽车理论、汽车设计等相关专业知识的融合应用。对这段工作做一个详尽的总结,找出自己不的足并总结教训,对以后工作和学习有很好的指导作用。本次毕业设计是轻型客车的设计总体设计,包括外形设计和底盘布置。在整个设计过程中,不断听取老师的指导意见,同时与同组同学密切配合。在任务下达之后,搜集了大量的资料,同时与做部件的同学合作最终确定了汽车的主要参数。之后选择了发动机,作出了汽车的驱动力和阻力的平衡图和功率平衡图,保证所选的发动机满足汽车的要求。然后是做部件的作自己要做的任务。最终,参考车型和同类车型的配置,分析确定汽车的转向系统为齿轮齿条式;前悬架为麦弗逊独立悬架,后悬架为钢板弹簧;车架为边梁式;前盘后鼓式制动器;并且保证了这些部件装配到整车上能过工作量好,满足要求。本次设计需要把所有的部件布置在合适的位置并且保证不发生运动干涉。在布置好底盘的同时,进行了车身内部布置,使驾驶员和乘客乘坐舒适,不易发生疲劳,并且保证驾驶员良好的视野,以使驾驶安全。整个汽车的布置,要求它有良好的制动性、舒适性、机动性并且车形美观还要符合空气动力学原理。GD6371轻型客车,此车的最大的优点是乘坐的舒适性、机动性和驾驶安全性,这体现在舒适的座椅,宽敞的乘坐空间,较小的转弯半径和良好的驾驶视野。当然由于资料以及自己目前的能力所限,没能做出更好的,例如,现在的轻型客车的特点是:长轴距、较小的前悬和后悬;大功率和较高的汽车速度等。我所设计的汽车的主要缺点有:速度不够快,爬坡度不够大,有的部件的布置不在最佳位置,汽车外形不是最完美等。致谢在毕业设计完成之时,我谨向指导教师杨宗田老师衷心的感谢!在毕业设计过程中,杨老师细心的细心,及时解答设计时遇到的困难和问题,指出设计时常见的错误,指导性的提出解决和优化的方案,也就是在杨老师的细致教导下,完成了此次的毕业设计。同时,感谢在设计过程中给予帮助的老师和同学,谢谢!参考资料1 王望予汽车设计M第4版北京:机械工业出版社,2004.82 刘惟信汽车设计M第1版北京:清华大学出版社,2001.73(美)诺顿(Norton,R.L).机械设计:机器和机构综合与分析.英文版,第2版.北京:机械工业出版社,2003.24 陈家瑞汽车构造(上册)M第2版北京:机械工业出版社,2005.15 陈家瑞汽车构造(下册)M第2版北京:机械工业出版社,2005.16汽车工程手册编辑委员会汽车工程手册基础篇M北京:人民交通出版社,2001.67汽车工程手册编辑委员会汽车工程手册设计篇M北京:人民交通出版社,2001.68 黄天泽、黄金陵汽车车身结构与设计M北京:机械工业出版社,1992.109 余志生汽车理论.第3版.北京:机械工业出版社,2014.110 隗金文、王慧液压传动M沈阳:东北大学出版社,2001.1211 陈贤康液压传动基础M北京:中国农业机械出版社,1984.1212 张红伟.汽车底盘结构与维修西安:西安电子科技大学出版社,2007.0413 唐新蓬汽车总体设计北京:高等教育出版社,2010.0414 蔡兴旺汽车构造与原理北京:机械工业出版社,2010.0115 马才伏汽车底盘构造北京:北京大学出版社,2009.0816 中国汽车工业协会中国汽车工业年鉴20142014.1023
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