青岛理工大学课程设计
在驱动轮不打滑的情况下,发动机转速n(r/min)所对应的汽车车速u(aKm/h)为
ua?0.377滚动阻力Ff为
nrrigio (3-3)
Ff?magcos?f2
(3-4)
式中,g是重力加速度,g=9.8m/s;α是坡道的坡度角(o);f是滚动阻力系数,同式(1-1)说明。
空气阻力Fw为
Fw?12CDA?ua2 (3-5)
式中,CD是空气阻力系数,CD=0.9;A是迎风面积,即汽车行驶方向的投影面积,A=2.065×3.390㎡;ρ是空气密度,一般取ρ=1.2258N·s2·m-4;ua是汽车行驶速度(m/s),若ua以km/h计,则Fw?坡度阻力Fi为
CDA21.15ua。
2Fi?magi (3-6)
式中,i是道路坡度,计算时i取值从0%到40%。坡度阻力Fi?magsin?随坡度角α的增加而增大,且与变速器档位和车速无关。
将各挡驱动力Ft随车速ua的变化关系和不同坡度i时的Ff?Fw?Fi随ua的变化关系画在同一张纸上,则形成汽车的行驶性能曲线。由汽车的行驶性能曲线可知该车的最高车度、最大爬坡度、档位的使用情况及各档位某车速的爬坡能力。
选用大柴BF6M1013-28E3发动机时,参照《汽车设计课程设计指导书》中图1-7的汽车的行驶性能曲线可看出,最高车速在100km/h时,经计算,一档时最大爬坡度为i1max?33.4%。
青岛理工大学课程设计
2.2汽车的加速性能计算
加速阻力Fj?Ft?(Ff?Fw?Fi)计算。为计算最大加速能力,这里就取道路坡道为零的平直道路上行驶进行计算。 Fj??maa?Ft?Fw?Ff,由此可得a?Ft?Fw?Ff?ma (3-7)
2式中,δ是汽车旋转质量换算系数,δ按式??1??1??2ig估算,取
?1??2?0.04,ig为变速器速比。参照《汽车设计课程设计指导书》中的图1-8
绘制出汽车加速度曲线图。
进而参照《汽车设计课程设计指导书》中的图1-9绘制各挡加速度倒数曲线图。
由a?dudta得dt?1adua,故
1u2t??0dt??1au1dua (3-8)
通过上式可求得汽车从初始车速u1全力加速到u2的加速时间t,结合汽车的行驶性能曲线,可以参照《汽车设计课程设计指导书》中的图1-10作出该汽车连续换挡加速时间曲线图。M 四、轮胎的选择
轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据,因此,在总体设计开始阶段就应选定。选择的依据是车型、使用条件、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。为了提高汽车的动力因数、降低汽车质心的高度、减小非簧载质量,对公路用车,在其轮胎负荷系数以及汽车离地间隙允许的范围内,应尽量选取尺寸较小的轮胎。同时还应考虑与动力—传动系参数的匹配和对整车尺寸参数(例如汽车的最小离地间隙、总高等)的影响。参考《汽车设计课程设计指导书》表1-3给出的部分国产汽车轮胎的规格、尺寸及使用条件。通过查阅货车轮胎标准GB2977-2008《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》和参考同类车型所选轮胎规格,各轴轮胎规格选择如下:
青岛理工大学课程设计
前轴轮胎规格为11.00R20,轮胎数量为2;中间轴轮胎规格为11.00R20,轮胎数量为2;后轮并装双轴双胎,型号为11.00R20,轮胎数量为8。所选轮胎的单胎最大负荷28700N,气压0.74MPa,加深花纹,外直径1090mm。26 五、汽车重要性能参数 (1)动力性能参数
根据以上的计算可知该设计车辆的动力性能参数: 最高车速100km/h,比功率7.043KW/t,最大爬坡度≥30% (2)货车单位质量百公里燃油消耗量 1.45L/(100t.km)
即空载时约为 17.5L/100km,满载时约为40L/100km (3)最小转弯直径约为17m, (4)通过性的几何参数(绘图实测) 1)最小离地间隙300mm 2)接近角约为38° 3)离去角约为26° 4)纵向通过半径约为3.5m (5)操纵稳定性参数
1)通常用汽车以0.4g的向心加速度沿着定圆转向时,前后轮侧偏角之差作为
评价参数,此参数在1°-3°,此处取2°
2)通常用汽车以0.4g的向心加速度沿着定圆等速行驶时,车身侧倾角控制
在3°以内较好,最大不超过7°,此处取6°
3) 汽车以0.4g的减速度制动时,车身的前俯角不大于1.5° (6)制动性(详见制动系统设计) (7)舒适性(详见悬架系统设计)
根据前面的计算和目标参数的综合考虑,可以确定设计车辆的动力传动系统匹配280马力的大柴BF6M1013-28E3发动机匹配使用时,整车的爬坡性能、加速性能和转矩适应性都有了较为显著的提高,经济车速的范围也较大,燃油经济性较好,同时也满足最高车速为100km/h的设计要求。
该重型载货汽车的车身造型图如附录1所示
青岛理工大学课程设计
第3章、总体布置
一、 总体布置要求与分析
1、总体布置基准线的选择和画法
车架上平面:纵梁上翼面较长的一段平面在前视图上的投影线,作为垂直方向尺寸的基准线。
前轮中心线:通过左右前轮中心,并垂直于车架平面线的平面,在侧视图和俯视图上的投影线,作为纵向方向尺寸的基准线。
汽车中心线:汽车纵向垂直对称面在俯视图和前视图上的投影线,作为横向尺寸的基准线。
地面线:地平面在侧视图和前视图上的投影线,是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙、等尺寸基准线。
前轮垂直线: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线,用来标注汽车轴距和前悬的基准线。根据上述说明,我们绘制了简单的坐标草图如下所示:
青岛理工大学课程设计
2、发动机的布置 1)、悬置位置
a.首先要保证本系统的功能特性,前后悬置刚度匹配,能有效减震,防抖,降噪
b.要保证前后悬置结构设计能够实现
c.在前后悬置处尽量能布置横梁或托架梁,防止车架变形 d.保证发动机吊装工艺性良好,易于使用气动工具紧固 e.要考虑发动机维修、拆卸的可行性、方便性 2)、发动机总成位置及倾角的确定
a、在前悬已经确定的情况下,发动机,中冷器和水箱一起尽可能靠前,使之靠近驾驶室前外罩,以增加发动机的散热能力;
b、上下位置的确定,一要考虑发动机与驾驶室地板的空间,二要考虑前轴或横拉杆在上跳最大挠度状态下与油底壳之间的间隙; c、发动机的倾角对不同吨位的载货汽车有不同的要求 倾角 中型车 1.5-2 o
o准重型车 2-3 o重型a 4-5 o重型b 5-5.5 o本设计车辆发动机倾角取5 3、冷却系的布置
a.首先要保证散热器的散热能力满足发动机的要求 b.护风圈偏心不宜太大 c.风扇至水箱芯片距离要合理
d.保证水箱离地间隙及与车身的运动间隙
e.副水箱要布于较高处,副水箱补水管和溢气管走向合理,便于补水和排气,加水要方便
f.风扇与护风圈的间隙,上下方向单边应在20-25mm,左右方向单边应在15-20mm
g.自卸车等工程车辆,水箱下面要加护栏保护,防撞 h.要保证接近角的要求 4、传动系的布置