汽车横向稳定性好;但是汽车的总宽和总质量及最小转弯直径等增加,并导致汽车的比功率、比转距指标下降,机动性变坏。
表 1-3 各类汽车的轴距和轮距
车型 4X2货车 类别 微型 轻型 中型 重型 轴距L/mtn 1700~2900 2300~3600 3600~5500 4500~5600 轮距B/mm 1150~1350 1300~1650 1700~2000 1840~2000 1.2.4 前悬LF和后悬LR
前悬( L F ):前悬是指汽车最前端(除灯罩、后视镜等非刚性固定部分外)至前轴中心之间的水平距离。前悬的长度应足以固定和安装驾驶室前支点。发动机、水箱、转向机、弹簧前托架和保险杠等零件和部件。前悬不宜过长,否则,汽车的接近角过小。前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板长度、上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响。增加前悬尺寸,减小了汽车的接近角,使通过性降低,并使驾驶员视野变坏。应在前悬这段尺寸内要布置保险杠、散热器风扇、发动机、转向器等部件,故前悬不能缩短。长些的前悬这段尺寸有利于在撞车时对成员起保护作用,也有利于采用长些的钢板弹簧。对平头车汽车,前悬还会影响从前门上、下车的方便性。初选的前悬尺寸,应当在保证能布置下各总成、部件的同时尽可能小些。对载客量少些的平头车,考虑到正面碰撞能有足够的结构件吸收碰撞能量,保护前排乘员的安全,这又要求前悬有一定的尺寸。长头货车前悬一般在110~1300范围内。
后悬( L R ):是指汽车最后端(除灯罩等非刚性固定部分外)至后桥中心之间的水平距离,后悬的长度主要决定于货厢长度、轴距和轴荷分配情况,同时要保证适当的离去角。 后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货箱长度、汽车造型等有影响,并取决于轴距和轴荷分配的要求。后悬长,则汽车离去角减小,使通过性降低;而后悬短的货车就可能使货箱长度不够。总质量在1.8~14.0t的货车后悬一般在1200~2200之间,特长货箱的汽车后悬可达到2600mm,但不得超过轴距的55%。 1.2.5 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。车身形式,即长头型
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还是平头型对车头长度有绝对影响。此外,车头长度对汽车外观效果、驾驶室居住性、汽车面积利用率和发动机的接近性等有影响。 平头车一般在1400~1500之间。 1.2.6 货车车箱尺寸
要求车箱尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装足额定的吨数。车厢边板高度对汽车质心高度和装卸货物的方便性有影响,一般应在450~650mm范围内选取。车箱宽应在汽车外宽符合国家标准的前提下适当宽些,以利于缩短边板高度和车箱长度。
1.3 汽车质量参数的确定
汽车质量参数包括整车整备质量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配等。
1.3.1 整车整备质量
汽车的整备质量:亦即我们以前惯称的“空车重量”。所谓汽车的整备质量是指汽车按出厂技术条件装备完整(如备胎、工具等安装齐备),各种油水添满后的重量,但没有载货和载人时的整车质量。这是汽车的一个重要设计指标。该指标既要先进又要切实可行。它与汽车的设计水平、制造水平以及工业化水平密切相关。同等车型条件下,谁的设计方法优化,生产水平优越,工业化水平高,则整备质量就会下降。
整车整备质量对汽车制造成本和燃油积极性有影响。目前,尽可能减少整车整备质量的目的是:通过减少整备质量增加载质量或载客量,抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声标准所带来的整备质量的增加,节约燃料。减少整车整备质量的主要措施有:新设计的车型应使其结构更合理,采用强度足够的轻质材料,如塑料、铝合金等等。过去用金属材料制作的仪表板、油箱等大型结构件,用塑料取代后减重效果十分明显,目前得到广泛应用。
整车整备质量在设计阶段需要估算确定。在日常工作中,收集大量同类型汽车的有关质量数据,结合新车设计的特点、工艺水平等初步估计整备质量。 1.3.2 汽车的装载质量
汽车的装载质量me是指在硬路面上行驶时允许的额定载质量。汽车在碎石路面上行驶时,装载质量约为好路面的75%~85%。这次设计确定的me为1.5t。 1.3.3 质量系数
质量系数?m0是指汽车装载质量与整备质量的比值,即
?m0=me/m0 (1-1)
该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平,?m0越大,说明该汽车的结构和制造
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工艺越先进。在参考同类型汽车选定?m0后(表1-1)有,可根据给定的me计算整车整备质量m0。
表 1-4 货车的质量系数?m0
参数 车型 货车 总质量ma/t 1.8
这次确定的为1.0 ,则;整车整备质量m0=me/?m0=me 1.3.4 汽车总质量
汽车总质量ma是指装备齐全,并按规定载满客、货时的整车质量。 汽车总质量的确定:
轿车:汽车总质量 = 整备质量 + 驾驶员及乘员质量 + 行李质量
客车:汽车总质量 = 整备质量 + 驾驶员及乘员质量 + 行李质量 + 附件质量 货车:汽车总质量 = 整备质量 + 驾驶员及助手质量 + 行李质量
则货车的总质量ma由整备质量m0、装载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成,即
ma=m0+me+n165kg
式中,n1为包括驾驶员以及随行人员数在内的人数,应等于座位数。
ma=1.5t+1.5t+2?65kg =3.13t 最终确定的总之量为3.5t。 1.3.5 轴荷分配
汽车的轴荷分配是指汽车载空载或满载静止的情况下,各车轴对支乘平面的垂直负荷,也可以用空载或满载总质量的百分比来表示。汽车的轴荷分配是汽车的重要质量参数,它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大的影响。因此,在总体设计时应根据汽车的布置型式、使用条件及性能要求合理地选定其轴荷分配。对轮胎寿命和汽车的许多使用性能的影响来说,从各车轮轮胎磨损均匀和寿命相近考虑,各个车轮的负荷相差应不大;为了保证汽车有良好的动力性和通过性,驱动桥应有足够大的负荷,从动轴上的负荷也适当减小,以利减小从动轮滚动阻力和提高在环路面上的通过性;为了保证汽车由良好的操
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纵稳定性,又要求转向轴的负荷不应过小。在确定汽车的轴荷分配时,还要考虑汽车的静态方向稳定性和动态方向稳定性。根据理论分析,汽车质心位置到汽车中性转向点的距离s对汽车的静态方向稳定性有决定性的影响。因此,可以得出作为很重要的轴荷参数,各使用性能对其要求相互矛盾,这就要求设计时根据对整车的性能要求、
使用
条件等,合理地选的取轴荷配。
表 1-5 各类汽车的轴荷分配
满载 车型 前轴 4X2后轮单胎 32%-40% 后轴 60%-68% 73%-75% 65%-70% 75%-81% 前轴 50%-59% 44%-49% 48%-54% 31%-37% 后轴 41%-50% 51%-56% 46%-52% 63%-69% 空载 货 4X2后轮双胎,长、短头式 25%-27% 车 4X2后轮双胎,平头式 6X4后轮双胎 30%-35% 19%-25% 汽车的驱动形式与发动机位置、汽车结构特点、车头形式和使用条件等均对轴荷分配又显著影响。如发动机前置前轮驱动乘用车和平头式商用车前轴负荷较大,而长头式货车前轴负荷较小。
当总体布置进行轴荷分配计算不能满足预定要求时,可通过重新布置某些总乘、部件的位置来调整。必要时,改变轴距也可行。
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第2章 制动器设计
2.1 制动器的结构方案分析
2.1.1 制动器分析
制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车;在下坡行驶时,使汽车保持适当的稳定车速;使汽车可靠的停在原地或坡道上。制动系统的一般工作原理是,利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。而制动器就是实现制动功能的主要部件。
制动器主要有摩擦式、液力式和电磁式等几种。电磁式制动器虽有作用滞后性好、易于连接而且接头可靠等优点,但因成本太高,只在一部分总质量较大的商用汽车上用作车轮制动器或缓速器;液力式制动器一般只作缓速器。目前广泛应用的仍为摩擦式制动器。
一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩,使后者的旋转角速度降低,同时依靠车轮与地面的附着作用,产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器摩擦式制动器按摩擦副结构形式的不同,可分为盘式、鼓式和带式三种。带式制动器只用作中央制动器;鼓式和盘式制动器的结构形式有多种,如下所示:
图3-1 制动器分类
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