汽车设计经验总结.doc

汽车设计经验总结汽车设计的一般步骤 U8q21Kf 一个成功的汽车产品设计应该使产品满足技术、社会、经济和艺术造型等多方面的要求；它的技术性能应该满足用户的要求和适应各种使用条件；还必须符合社会和政府各种法规的要求（如安全、油耗、噪声和排污等法规）；还应该造价低廉、经济性能好和可靠耐用；车身还应该满足空气动力学的要求。所以非常有必要在设计开始阶段进行总体设计，即根据整车设计的总目标，明确各种要求的主次地位，统一协调，使它们河蟹地组合在一起，形成既先进又合理的方案，以达到预期的效果。 _M+V!*w 总体设计中的整车设计目标是根据企业产品发展规划而确定的。这一规划是企业考虑了市场需求和技术发展的趋势等制定的。根据这一规范确定了产品的设计方针和主要技术经济指标：其中包括产品的用途，型式、整车性能指标、产品成本、生产纲领等。总体设计人员就是在此基础上进行工作的。 ?jMgC 设计原则及方案确定 #3)b;MZ 设计底盘一般要有一总布置（主要负责人），他经过市场调研或由销售获得信息，从而决策设计任务。调研后应得出此车的使用区域、环境以及此车的经济性、动力性、舒适性等诸多方面有一初步了解。例如：山区矿用车，由于路面差，转弯半径小，载货量大，这就要求汽车有较大的动力性，爬坡性，轴距要小。对于轿车而言应把动力性、舒适性、操纵稳定性放在首位，其余次之。 PR8* 汽车的选型 %+Fk=Mk.; 在汽车的选型过程中，不单要考虑上述各个方面，还要考虑外形尺寸、质量、载荷及轴荷分配。在综合考虑诸多方面因素后即可对汽车进行画总布置草图。总布置草图包括： M!JQ%, 汽车主要尺寸、性能、质量参数等； ddBT9kS 各总成选配，如发动机、变速器、前后桥等总成； z qb=M9 在总布置过程中轴荷以及汽车质心高度根据布置需要应进行计算和调整； Ic*5hzf 根据以上相关尺寸及要求，进一步更准确地确定汽车的轴距、前后轮距、前后悬、总宽、高、最小离地间隙、驾驶室、货厢外廓尺寸等。 rae j8cD 汽车主要尺寸及参数的确定 !kQhq 轴距 Q& ?B-cO 在设计汽车系列产品时常要考虑几种轴距的变形，通长有：基本型、长轴距、短轴距型。轴距不能过短，因为短轴距亦带来一些缺点：如制动或上坡时轴荷转移过大，使汽车的制动性和操纵稳定变坏；整车角振动过大；传动轴夹角增大。对于4X2货车吨位在2.2-3.0之间，轴距一般在2.3-3.2米范围内；吨位在3.5-5.0之间，轴距一般在2.6-3.3米范围内；吨位在6.0-9.0之间，轴距一般在3.6-4.2米范围内。 -_5zEEk 轮距 zar?*xo 货车的轮距与汽车的结构和布置有关。其前轮距主要决定于车架前部的宽、前轮板簧距、板簧宽、前轮转角、轮胎大小及拉杆与车架和转向轮之间的间隙有关。后轮距则取决于后部车架宽、板簧距、板簧宽、轮胎大小、U型螺栓直径及与车架和轮胎之间的间隙等。因此须通过布置才能最后确定，也可以凭经验加以确定。 8ci8AFj69Z 汽车通过性参数 tX; f o3 汽车的通过性参数有：最小离地间隙、接近角、离去角和纵向通过半径。轻型货车对应的参数为：0.18-0.22m，20-30，15-23，6-10m。 xPuZ1 汽车操纵稳定性参数 PO1%LtOh 1、转向特性参数 根据汽车理论，为了保证良好的操纵稳定性，汽车应具有不足转向性。通常用汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时前后轴侧偏角之差为评价参数，一般在1-3。 L6=ayW+ 2、车身侧倾角 当汽车以0.4g的向心加速度沿定圆等速行驶时车身侧倾角控制在3内较好，最大不超过7。 ?K3 g 3、制动点头角 当汽车以0.4g减速度制动时，车身的点头角不应大于1.5，否则乘坐舒适性。 l+ +Drl 汽车行驶平顺性参数 btdUGI( 汽车行驶性参数主要是悬架件来保证，即垂直方向的振动频率、振动加速度，具体见悬架设计章节。 WxpRE 94q:zd :5 QP8#d 五、主要参数的确定及校核 J0)t&9G! （一）、发动机主要性能指标 DFrdd?* （1） 底盘应许发动机的功率为Pemax k_=RK Pemax= （ + ） n$9gbl a Pemax 发动机应许的最大功率（kw）； *JIt 传动系数，取 =0.950.960.980.98=0.875； Y=K44C&2 重力加速度，取 =9.8 ； 5O|,2q 滚动阻力系数，取 = =0.021； d)bGgN 空气阻力系数，客车在0.60.7之间，取0.65； #)*xcE 汽车正面投影面积： = 式中 为前轮距 为汽车前脸高 8tG7K|Yte = =18302200=4.026m2； ) XJ9 Temax= 4uN5e*n/ Temax 发动机的最大扭矩（N m）； 20B?2?$x 适应系数，一般取1.11.3，在此取1.2； Zf8(/lXd 最大功率扭矩； 3q9 W|= 最大功率时转速 ； +b8PS Temax = &Vs 2lI = JN?$ZY_Ed = N m H3|mt 而Pemax = （已选用的4110ZQ发动机功率）， Temax = N m392 N m（已选用的4110ZQ发动机扭矩），即此发动机满足此底盘的要求。 .PELdTKw BmhOSB （3）、动力性参数 GaXLkA 、最大车速 Hn*G-VF ;wVp#H 汽车滚动半径， = = = ； s5 6Y|D 子午线胎用3.05，斜交胎用2.99 ； mbo&KVLe 发动机最大转速， ； 8PdXLOjW 变速器最小传动比， ； nU$dLj 后桥传动比， ； y wUb0s& 0JgeH: i 5;w36?- （期望车速），符合条件。 Xco=( 、直接档最大动力因数 和档最大动力因数 p=KZs 直接档最大动力因数 主要影响汽车的加速性和燃油经济性；档最大动力因数 标志着汽车最大爬坡能力和越过困难路段的能力，还标志着起步连续换档的加速能力，公路车用 轻型货车在0.3-0.35之间 P 9n0Y 6ia=;kJg% 驱动力 fb,t48c 空气阻力 r8rB ) 7HM Z1 发动机最大扭矩 Nk =Y-) 3GoZ4h# V所要计算档的最大车速 .|K Z)t 1）、档最大动力因数 ZTv8DvZ(2 N73(ktQ, WeD$Co 695iC? un6K9Jh 3t J0=1jE 档动力因数偏小，所以此车爬坡能及越过困难路面较差。 lyj-!LY 2）、直接档档最大动力因数 6H2 D0I evIz6:D C%LTx 7 h( #!uV RYhY$ =m 值偏小，轻型货车有0.06-1之间，中、重型车在0.04-0.06之间，基本满足要求。 xjAOB|0 、最大爬坡度 8!RVN: 最大爬坡度即用档时，汽车所能爬的坡度。 xB *Q RMA4Bf%u Mz2c8 8#w4g ，未满足设计要求。 : Y/D. 直接档爬坡度 av?F8-A i+/F*z +ExwFyL (r*5!?BX 由于一般公路的坡度为3-4，所以此项未能满足要求。 149/.vzq 、发动机后备功率 #c?T) 发动机的后备功率主要为直接档的后备功率： fv23LT/;J N1 L6)?Iwu K;xM(n,g l+vAobp VU G 5H ,DZ;B 5R&5Q0 、百公里油耗 n gaKSU b 燃油消耗率，查YC4110ZQ发动机万有特性图得b=235g/kwh b& Q?lw1 ,j_C2;Nkg 、制动距离 E 2)v+8 这里只考虑抱死时距离，初速为50km/h，不考虑驾驶员见到信号作出反应及制动器起作用时间。 Y*%eP-QW W8VqJ2!o )fcYH, 在沥青或混凝土上 dP V| QK 7?:p 未速度为0 FI#8 初速度为 ! -5?. SOfIe?9 KG hr 管带式散热器设计实例 5o)N I;4 散热器设计的基本参数 +b-qPR_ 1）发动机水套散热量 t _D :w& 依据试验实际数据（详见国产42台发动机水套散热量试验报告）该发动机额定功率水套散热量 ；额定扭矩 。若没有查得 87i R 可通过下列公式计算得： |qXk&? （1） Y_m-PA 2）散热器最大散热能力 =dWDNh5 越野车的散热器要求可靠性要高，因此先用管片式结构，并且要较大的散热能力的储备。根据公式： (oF:5ck?% 取1.15 （2） M1FjF + 3）沸腾风温 :I)IRTw 汽车冷却系的沸腾风温的数值按区域划分为： )olp|3j 标准型冷却系沸腾风温为40； Gp*Djh) 加强型冷却系沸腾风温为52； ,JT |nZ 轻型冷却系沸腾风温为34； 9 iWg? 沸腾风温实际上就是冷却液沸腾时的外界温度。在此选择标准型冷却系，沸腾风温为40 xjiJM|u 4）散热器设计工况和校核工况 wI1h(FGiu 设计工况为额定功率 时工况，校核工况选为发动机最大扭矩时工况 Lhmu*) 5）系统压力 m9_BD pR 系统压力有三种，即： A :*w 系统压力为29.4Pa，冷却液沸点为105； it&V|b9 系统压力为49Pa，冷却液沸点为111； WSGg9aO* 系统压力为98.7Pa，冷却液沸点为120； Q=2e?8Q 由于该车型为轻型越野车，使用条件相对比较恶劣，所以对系统压力相对偏小一点，即选择标准型系统压力，冷却液沸点为105。 ;C-*3M,1/ F$6ZdY1F 散热器结构型式与参数设计 YX825e+F 1）结构型式 xAVo?e 由于该车为轻型越野车，行驶路面质量差，振动颠簸较大，灰尘较多，使用条件相对比较恶劣，因此对散热器的牢固性要求较高，即选用管片式，亦不采用二次换热条件的措施。 r/Qm 2）芯子正面面积 CwkNE0O/o 计算正面面积有三种方法，这里用二种： rR CKt+8NP 9d/J_ 芯宽 Eh 1ed 360 400 420 450 480 500 530 560 600 640 670 710 750 800 K%ogHae5 芯高 排列型式 3TV$R* 340 B B ZV-?3WrI 390 B B B AB yF+ =UlvJ 430 B B AB AB AB AB 64:ld 450 B AB AB AB AB AB AB 98L%I 500 AB AB AB AB AB 3ppaIO 520 AB AB AB AB AB AB hL0iz N 540 AB AB AB AB AB 3BV6y2 Q 560 AB AB AB AB AB t:TQE+ 590 AB AB AB A jmZfj|X 630 AB A A A uz6S(7 680 A A A QSvu5 740 A A A _Gc ;88n 800 A zq!)k+Sys 3、冷却水管尺寸与排列 (BjP/-c 根据已确定的结构形式，为降低生产成本和利用现有的工装设备，冷却水管采用管片式结构最广泛采用的“2.2X19”的管子，即管子横截面长19mm，宽2.2mm。冷却水管交错排列成三排，即采用“B3”排列。 9r5NQfDd 1、 散热器散热面积S aslv.z 依据式 。该散热器片为平片，该车不装空调，可取 4V:07uj 若装空调 可选大一些。 的选择一般如下： QYl7 轿车的 为0.316-0.170； 2 = 2t CfI 5、散热器芯厚T DX 686Y 按式 0/BiZ T散热器芯厚；mm ntIr:-d1 S散热器散热面积； * nF 散热器正面面积； K?nm3&WM0 容积紧凑性系数， =500-1000 在此取800 *b%_d?j3 （7） gq&af:/S = ezmfPKk =0.072697(m) B=L.BE& =72.697mm +PO!B15I 依据计算求出T值按B3型结构，查出T值应为75mm，实际T=75值大于设计T=72.697值，所以满足设计要求。T值的选择按下列方法： dT41zt 管片式散热器芯厚为50、75、90、110四种； _| (T 管带式散热器芯厚为20、34、52、70四种。 ye B3型排列为三排冷却水管，交错排列方式布置。从W=530mm范围内得知：前后排水管为47根，中间一排为46根，总数为m=47X2+46=140（根）。散热片为127根，散热片距为2.5mm。 )sFDV1%a 按照实际设计的各个参数，依据式 重新计算散热器面积 ! k#g)( 上式中 r:G2a9 散热片散热面积； v v.x 冷却水管散热面积。 7- etfN Wok-qk （管片式散热器） （8） fA,v 式中： 散热片数； 127 *;#0!BJ W芯宽；mm 530 v2oyM 7 T 芯厚；mm 75 T/I, Tl# 冷却水管孔截面积； 19X2.2=41.8 #RW,b29E m冷却