重型载货汽车总体设计说明书

1、重型载货汽车总体设计说明书青岛理工大学课程设计汽车设计课程设计说明书题目：重型载货汽车总体设计姓名：严炳炎 学号：20XX24267同组者：孔祥生、席昌钱、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班指导教师：王丰元、邹旭 东、李树成设计时间：20XX.青岛理工大学课程设计目录 TOC o 1-5 h z 设计任务书3第1章、 汽车形式和主要参数的初步确定4一、 汽 车 形 式 的 选择4、汽车轴数 4、驱动形X 4、 TOC o 1-5 h z 布置形式4二、 汽 车 主 要 参 数 的 选择5、汽 车 主 要 尺 寸 参 数 的 确定5、汽车质量参数的确定6、汽车质量参数的确定6、轴荷分

2、配7第2章 整车主要性能参数的确定和计一、 发 动 机 的 选择8发动机最大功率及其转速的确定8发动机最大转矩及其转速的确定8发动机主要参数8二、配置大柴 BA6M1013-28E3发动机的整车性能计算 10汽车动力性能计算10汽 车 的 加 速 性 能 计三、轮胎的选择 12四、汽车重要性能参数和车身造型图13第 3 章、 总 体 布置14总 体 布 置 要 求 与 分 TOC o 1-5 h z 析14总体布置草图18设计总结19青岛理工大学课程设计本车车头长20XXmm货车车箱尺寸参考同类型车，考虑本车设计要求，确定本车车箱长度 为9776mm汽车质量参数的确定汽车载客量和装载质量汽车载

3、客量：3人汽车的载重量：me=16t 质量系数m mo质量系数n mo是指汽车载质量与整车整备质量的比值：m mo= me/md艰据表1-1 :表1-1各类汽车的整备质量利用系数n mo取m mo= me/m0=整车整备质量 mo整车整备质量是指车上带有全部装备，加满燃料、水， 但没有装货和载人的整车质量。根据公式 刀mo= me/m0可求 mo= me/4 mo=16t/= 汽车总 质量ma汽车总质量 ma是指装备齐全，并按规定装满客、货时 的整车质量。商用货车的总质量 ma整备质量mo载质量 me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，乘员和驾驶员每人质量按65kg计即ma=mo+me+3ma

4、=mo+me+365kg=11805kg+16000kg+195kg=28000kg=28t青岛理工大学课程设计表1-2 质量参数：载质量me 16t轴荷分配轴荷分配系指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对 支撑面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比 来表示。表3-3各型汽车轴荷分配质量系数n m0整车整备质量m0总质量28t我们设计的重型卡车轴荷分配：满载：第一轴 20% 第二轴 30%第三轴 30%,第四轴 20% 空载：第一轴 34% 第二轴22% 第三轴22%,第四轴 22%青岛理工大学课程设计第2章、整车主要性能参数的确定和计算发动机的选择1发动机的最大功率及转速的确定汽车

5、的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。参考该题目中的参数，按要求设计的载货汽车最高车速 是ua=100km/h ,那么发动机的最大功率应该大于或等于以该 车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻力功率之和，即Pemax1T3600(magfumaxCDA76140u3amax)式中，Pemax是发动机的最大功率；n T是传动系效率，n T=95%*95%*98%*96%=触动系各部件的传动效率参考了机械工业由版社的汽车设计课程设计指导书表 1-1得； Ma是汽车总质量， Ma=28000kg; g是重力加速度，g=/s2 ; f 是滚动阻力系数，试验测得，在车速不大于 100km/h的情况 下

6、可认为是常数。取f=，参考汽车设计课程设计指导书 表1-2得；CD是空气阻力系数，一般中重型货车可取，这 里取CD= A是迎风面积，取前轮距 B1*总高H, A=X rn2oCDA故 2 2Pemax 也可以利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。 如选取功率为的发动机，则比功率为1000Pemaxma1000KW/t/t参考了国内的一汽解放 J6M重卡、中国重汽豪沃系列8x4 重卡和国外的沃尔青岛理工大学课程设计沃、奔驰等同类型汽车，其比功率都在 6KW/t以上，故 比功率为/t符合市场要求，则整备质量28t的汽车，其发动 机应具有的功Pe=*28=200kw再考虑该载货汽车要求具有相对高的

7、车速，因此初步选 择汽车发动机的最大功率为 200kwo发动机的最大转矩及其转速的确定当发动机最大功率和其相应转速确定后，可通过下式确定发动机的最大转矩。Temax9549Pemaxnp式中，Temax是发动机最大转矩；a是转矩适应性系数， 标志着当行驶阻力增加时，发动机外特性曲线自动增加转矩 的能力，TemaxTp, Tp是最大功率时的转矩，a可参考同类发动机数值选取，初取 a =; Pemax是发动机最大功率；np是最大功率是的转速。所以 Temax954920XX200npnTN , m, m一般用发动机转矩适应性系数，表示发动机转速适应行 驶工况的程度，越大，说明发动机的转速适应性越好

8、。采用 值 大得发动机可以减少换挡次数，减轻司机疲劳、减少传动系 的磨损和降低油耗。通常，汽油机取，柴油机取，以保 证汽车具有相当的最低稳定车速。初取nT=1300r/min ,则npnT220XX300,。发动机的主要参数根据所需发动机的最大功率和最大转矩及相应转速，初 步选择一汽大连柴油机股份有限公司的型号为BF6M1013-28E3的发动机，它的主要技术参数如下表2-1所示。青岛理工大学课程设计表2-1 大柴 BF6M1013-28E3发动机的主要技术参数外形尺寸 缸径/行程 质量 排量 额定工况功率/转速 最 大转矩/转速/最大马力单位 mm mm kg L Kw/(r/min)N-

9、m/(r/min)/ 马力 g/(kw h) B 大柴 BF6M1013-28E3 1146 X 622 X 897 108/130 650 206/2200 1050/1400/280 203 96 国ID /欧ID增压中冷/4直列 最低燃油消耗率 一 米外噪音 压缩比 满足排放要求 进气形式/每缸气门数 气 缸排列形式二、配置大柴 BF6M1013-28E3发动机的整车性能计算汽车动力性能计算汽车驱动力和行驶阻力汽车行驶过程中必须克服滚动阻力Ff和空气阻力Fw的作用，加速时会受到加速阻力Fj的作用，上坡时会受到重力沿坡道的分力一一坡度阻力Fi的作用。汽车行驶时驱动力与行驶阻力的平衡方程式为

10、FtFfFwFiFjFt 按下式计算发动机在转速n下发生的转矩Te,经汽车传动系传递到驱动轮上的驱动力FtTeigi0Trr式中，Te是发动机转矩；ig是变速器速比；i0是主减 速器速比，io=;刀丁是传动系效率，n T=； rr是车轮的滚 动半径，rr=。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所对应的汽车车速u为ua滚动阻力Ff为nrrigioFfmagcosf2式中，g是重力加速度，g=/s; a是坡道的坡度角；f是 滚动阻力系数，同式说明。空气阻力Fw为Fw12CDAua2式中，CD是空气阻力系数，CD= A是迎风面积，即汽 车行驶方向的投影面积，A=X m2； p是空

11、气密度，一般取 p= s2 m-4; ua是汽车行驶速度，若ua以km/h计，则Fw坡 度阻力Fi为 O2Fimagi式中，i是道路坡度，计算时i取值从0唯U 40%坡度 阻力Fimagsin随坡度角a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FfFwFi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。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莫车速的爬坡能力。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由，最 高车速在100km/h时

12、，经计算，一档时最大爬坡度为ilmax%青岛理工大学课程设计2汽车的加速性能计算加速阻力FjFt(FfFwFi)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。 FjmaaFtFwFf ,此可得 aFtFwFfma2式中，6是汽车旋转质量换算系数， 6按式112ig估 算，取12,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绘制由汽车加速度曲线图。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。adudta 得出1adua,故1u2t0dt1au1dua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

13、曲线，可以参照汽车设计课程设计指导书中的图1-10作由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 还应考虑与动力一传动系参数的匹配和对整车尺寸参数的 影响。参考汽车设计课程设计指导书表 1-3给由的部分 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-

14、20XX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，轮胎数量为2;中间轴轮胎规格为，轮 胎数量为2;后轮并装双轴双胎，型号为，轮胎数量为8。所 选轮胎的单胎最大负荷28700N,气压，加深花纹，外直径1090mm 26五、汽车重要性能参数 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/t,最大爬坡度n 30%货车单位质量 百公里燃油消耗量/即空载时约为/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1）最小离地间隙 300

15、mm 2）接近角约为 383）离去角约为 260 4）纵向通过半径约为操纵稳定性参数1）通常用汽车以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 0 -3 ,此处取2 2）通常用汽车以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63）汽车以的减速度制动时，车身的前俯角不大于。（6）制动性舒适性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

16、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，

17、 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 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

18、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 克之间的间隙；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oo准重型车2-3 o 重型a 4-5 o 重型b 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 20-25mni 左右方向单边应在 15-20mmg.自卸车等工程车辆，水箱下面要加护栏

19、保护，防撞h.要保证接近角的要求 4、传动系的布置青岛理工大学课程设计于发动机、离合器、变速器装成一体，所以发动机位置 确定之后，包括发动机、离合器、变速器在内的动力总成位 置就确定了，驱动桥的位置取决于驱动轮的位置，为了是左右半轴通用，差速器壳体中心线应与汽车中心线重合。为了满足万向传动两端的夹角相等，在满载时不大于4,最大不大于7要求，常将后桥主减速器的轴向上翘起。我们的轴距 总长为8050mm故而需采用多传动轴的传动方式。变速器输由轴和差速器输入轴转角差为零的主要条件是e 1= e 2； e 3=e 4； e 5=0,如下图所示oo5、转向装置的布置a.转向盘的布置符合人体工程学的要求b

20、.保证转向与悬架运动协调c.保证转向传动轴下万向节靠近车身翻转中心，以便翻转时运动协调d.在车身翻转情况下，转向传动轴不应有夹角太大或抽由，顶死情况e.在各极限转角情况下，转向摇臂与拉杆不应有死角，或干涉，直拉杆与板簧轮 胎应保持15cm以上间隙6、悬架的布置货车的前后悬架，多采用纵置半椭圆形钢板弹簧，为了 满足转向轮偏转所需要的空间，常将前钢板弹簧布置在纵梁 下面。钢板弹簧端通过弹簧销和支架与车架相连，而后端用 吊耳和支架与车架相连，同时为了满足主销后倾的要求，前 钢板弹簧布置成前高后低状。后钢板弹簧布置在车架与车轮 之间，应注意钢板弹簧上的 U形螺栓和固定弹簧的螺栓与车架之间应有足够的间隙

21、。减震器尽可能布置成直立状，以充 分利用其有效行程。根据设计要求和实际对标车型的特点，本设计车辆采前 悬架为9块钢板弹簧、后悬架采用 12块钢板弹簧的布置方 式。青岛理工大学课程设计7、制动系的布置制动踏板应布置在靠近驾驶员附近，并且要求做到脚制 动踏板和手制动操纵轻便。应检查杆件运动时有无干涉和死 角，更不应在车轮跳动时自行制动。布置制动管路时注意安全可靠、整齐美观。在一条管路上，当两个固定点之间 相对运动时，要采用软管过渡。平行管之间的距离不小于5mm或者完全束在一起， 交叉管之间的距离应不小于 20mm 同时注意不要将管子布置在车梁内侧下翼上，以免于积水使 管路腐蚀。8、油箱、备胎、蓄电

22、池的布置油箱：a.燃油箱的容积要保证续驶里程的需要b.油箱的位置要离发动机油泵尽量近，并要尽量与消 音器、排气管分开，油箱的布置要尽量使左右载荷均匀，并 适当照顾轴荷分配，油箱的布置要尽量模块化，并能满足多 种轴距的需要c.油箱的走向要顺畅，贴近车架走，合理固定，不能因相互运动磨擦而损坏备胎:备胎可布于底盘，也可布于上装上。可在轴距之间，也 可在后悬上。可前后斜置，也可左右斜置，可平置，也可立 置。可以是一个，也可是两个。但必须保证足够的离地间隙 或离去角，固定牢固可靠，以及备胎装拆方便。还要注意备 胎对轴荷的影响。蓄电池：蓄电池要尽量靠近起动机，蓄电池要拆装方便，蓄电池 的布置要考虑轴荷和模块化要求 9、驾驶室的布置a .保证发动机舱空间足够 b.保证轮罩空间足够 c.保证转向机构布置理想d.保证车轮与车身外观协调e.尽量让由上装空间青岛理工大学课程设计二、绘制总体布置草图根据上述分析和各目标参数等方面因素的综合考虑，绘 制由该重型载货汽车的整车总体布置草图如下所示青岛理工大学课程设计设计总结课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，也 是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。通过 这次的汽车课程设计，使我之前学习的课本知识得以巩固， 同时也更加系统全面的了解了汽