微型客货两用车总体设计

PAGE47第一章前言汽车被称为“改变世界的机器”，它从1886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，汽车已进入人类社会各个领域。工业，农业，商业与国际贸易，教育，科技，文化，艺术，卫生保健，国防以及其他建设事业，以至于人类的现代生活领域及家庭，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，汽车已普及到千家万户，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2~3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。我国汽车行业起点低，发展较晚。1953年中国汽车工业从零起步，开始建造第一汽车制造厂，三年后便生产出国产“解放牌”中型载货汽车。60年代建设了第二汽车制造厂，生产中国独立设计的“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。我国汽车的发展目标是，到2010年汽车生产量达600万辆，成为我国国民经济的支柱产业。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2～3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，微型汽车也适时而生，而此车型也正是我们这一组所要设计的。我国的微型车也可称为“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微型客车，成为大众买的起的车型。现在，微型汽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，可以改装成微型厢式货车，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。我在毕业设计中负责的是整体设计，包括微型汽车外型设计，整体布置，底盘设计，并积极协调同组的同学完成微客其他部件的设计。微型汽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，驾驶员和乘客的作为布置，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，熟悉汽车的各个不见和理论知识点，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。第二章总体布置方案§2.1概述微型车的总体设计是根据使用条件，生产规模制造水平和生产成本来选择车辆的形式，构造尺寸等。既解决整体布局与局部，局部与局部的矛盾。从而设计出性能良好价格合理的交通运输车。总体设计是微型车设计中的重要环节。微型客货两用车的使用条件我国地处北北半球，疆土辽阔，南北之间跨纬度很大南部进入热带北部接近寒带，因而形成了南北悬殊的温差气温的变化超过±40°我国的地形也十分复杂东部是广阔的平原和起伏的丘陵。西部有雄伟的高原，西南多山区，各种地形相互交错。每一辆车都有可能面临不同的气候，地理等复杂的使用条件。总得来说大部分地区常见的公路是山区公路奇特点就是‘‘弯多，路急，陡坡长’’据交通部门统计我国三级以下公路占总里程的95.4﹪四级以下公路占总里程的78.9﹪这些道路路面较差，一遇雨雪天气路面泥泞不堪，此时的微型车的使用条件是比较恶劣。另外，我国广大地区尤其是农村地区对车辆的维修保养条件差配件供应比较困难，驾驶员的文化素质和驾驶技术不是很高，这样就使得微型车对于可靠性和维修的方便性的要求更高。微型车的生产条件目前，国内微型车的生产主要是国内的几大汽车产商和农用机械生产商。他们的原料来源广，生产效率高且生产过程中的管理检测把握严格水平高操。多数微型车的生产均采用大批量生产的方式，提高产品的性价比。§2.2方案的分析和确定§2.2.14座客货两用微型车的总体设计§2.2.2发动机拟选为JL462Q或相近系列，最高车速为95Km/h，最小转弯半径≤4.5米，乘员人数4人，载重量0.5吨，挡§2.2.3汽车是由动力装置、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的。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。我所负责的总体设计主要是：设计车型、及时协调各部件和整车的关系以完成底盘的布置。而车型的设计是最有创造性的，最主要任务是布置好底盘，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，最终确定了我们所要设计的微型客车的基本参数（详细参数见后）。本次设计的出发点是要保证汽车的经济性、动力性和乘坐舒适性。§2.3汽车传动形式的选择本次客货两用车的目标主要是用来载客，本产品同时具有相当的载货能力依据GB/T15089-2001参考同类车型长安货车系列SC1022BB23D，昌河双排CH1011DXEI参数见表2-1表2-1参考车型的相关参数：长安SC1022BB23D昌河双排CH1011DXEI长×宽×高mm3860×1485×18703875×1395×1815货箱尺寸mm1400×1375×4301470×1310×430最大装载质量kg500330总质量kg17851480整备质量kg960890乘员数54轴距mm25002010轮距mm前1280/后1290前925/后940最大爬坡度≥30％≥30％最小转弯半径m≤4.5≤4.5最小离地间隙mm165前/后悬mm480/880925/940邮箱容量L4036发动机JL465Q5DA465QEP/Tkw/N·m39/7835/驱动方式4×2FR4×2FRVmax≥105≥105变速器5速全同步4速全同步油耗L/km≤6.4≤6.4制动双回路液压双回路液压转向齿轮齿条齿轮齿条离合器单片膜片弹簧单片膜片弹簧汽车分类结合M类N类汽车的特点参数选择如下：形式的选择：主要任务：确定产品的轴数，驱动形式，布置形式等。1.轴数轴数的选择受汽车总质量的影响，道路法规的约束，轮胎负荷及汽车机构等影响因为微型客货两用车的质量低于20吨，故采用简单的两轴式，该方案结构简单，制造成本低,性能好！2.驱动形式的选择由轴数的选择可知本产品的驱动轮最多为4个，因微型车客货两用车对驱动性能的要求不太高，且考虑到制造成本的控制，选用4x2的驱动形式。减少驱动轮，使其机构简单，整备质量也降低，这也是乘用车和商用车使用较多的驱动形式，适用于越野性和通过性不高的车。3.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而言。汽车的布置形式和汽车的实用性能有很大关系。通过构思我提出以下两种方案.方案一前置前驱FF见图2-1图2-1前置前驱布置图该方案的主要特点：a、有明显的不足转向性能；b、越过障碍的能力高；c、动力总成结构紧凑；d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低）e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短）f、有利于发动机散热，操纵机构简单；g、行李箱空间大；h、变形容易。主要缺点：1、结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节）2、前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重）3、汽车爬坡能力降低；4、发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。方案二前置后驱FR图2-2前置后驱的布置图该方案的主要特点a、轴荷分配合理；b、有利于减少制造成本；（不需要采用等速万向节）c、操纵机构简单；d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高；e、发动机冷却条件好；f、爬坡能力强；g、行李箱空间大；h、变形容易。主要缺点：a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适性；b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客厢，会使前排乘员受到严重伤害；c、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的燃油经济性和动力性。综前所述,在考虑汽车的整车性能的均匀性和经济性出发参考同类车型选择本车的驱动型式为前置后驱FR.(另:选用该方案也是本次我毕业设计小组的要求).4.车头形式的选择考虑到汽车的主要用途是载人同时具有装载0.5t货物的能力.常用的短头形式的货车头来作变形的原本如下图2-3所示图2-3汽车的布置形式该形式的主要特点:1,具有短头式车型的紧凑.汽车的总长和轴距得以缩短.最小转弯半径小,机动性好.2,挡风玻璃倾斜于前脸相接减小了汽车在行驶过程中的风阻.3,扩大了驾驶室内的空间提高了驾驶员的驾驶舒适性.4,动力操作机构简单主要缺点:1,发动机的接近性差,2,汽车的地盘布置高,成员上下车的方便性不高.3,发生碰撞时,驾驶员和前排成员的伤害程度比较大.5、传动系部件及形式的选择按设计任务要求变速器使用4+1手动变速器，离合器用摩片弹簧离合器，液压双回路制动。悬架前后分别为独立螺旋弹簧非独立钢板弹簧。 第三章主要参数的选择汽车的主要参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、车头长度和车厢尺寸等。§3.1汽车主要尺寸的确定1、外廓尺寸外廓尺寸即汽车的长宽高。在公路和市内行驶的汽车最大外廓尺寸受有关法规限制，不能随意定。限制因素除法规和汽车的用途外主要有载客量和装载质量及涵洞和桥梁等道路的尺寸条件。非公路用车不受法规限制。汽车长度尺寸小些不仅可以减少行驶期间需要占用的道路长度，同时还可以增加车流密度，此外，停车时占用的停车场的面积也减小。汽车的整备质量也随着汽车的外廓尺寸减小，减小外廓尺寸对提高汽车的比转矩、比功率和燃油经济性有利。GB1598-1989外廓尺寸限定如下：货车、整体式客车总长不应超过12m，单铰接式客车不超过18m，半挂式汽车列车不超过16.5，全挂汽车列车不超过20m；不包括后视镜汽车宽不超过2.5m，空载顶窗关闭的状态下，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不超过250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。参考同类车型、结合本车的设计要求订车的外廓尺寸为长×宽×高3860×1400×1815（mm）乘用车总宽Ba与总长之间有以下关系Ba=（La/3）+195mm±60mm（3-1）基本满足2、轴距L轴距对汽车整备质量、汽车总长、汽车最小转弯半径传动轴长度、纵向通过半径等有影响，此外轴距还对轴荷分配和传动轴的夹角有影响，轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长，汽车上坡、加速或制动时轴荷转移过多使汽车制动性和操作稳定性变坏，车身纵向角震动增大，对平顺性不利。过长则传动轴的夹角增大，不利于汽车的动力性能的发挥。参考同类车型的相关参数取用轴距为L=2500mm汽车总长La、轴距L、前悬LF和后悬LR有以下关系：La=L/C（3-2）C为比例系数FR的C其值在0.62～0.66之间代入所选参数L得：C=L/La=2500/3860=0.647在规定的范围内3、前后轮距B1B2改变汽车的轮距B则车宽、驾驶室内宽、汽车总宽、总质量，侧倾刚度、最小转弯半径等会受影响。增大轮距B则车厢内宽随之增加，有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性好，但是汽车总质量和总宽最小转弯半径在增加，导致汽车的比功率，比转矩指标下降，机动性变坏。受汽车总宽不超过2.5B1=1280mmB2=1290mm4、前悬LF和后悬LR前悬尺寸对汽车同过性，碰撞安全性，驾驶员视野，上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响，增缴前悬会使得汽车的接近角减小通过性变差。因为要在前悬的尺寸内安装保险杆散，热器风扇，发动机，转向器等，故前悬不能短。长的前悬尺寸有利于在撞车时对乘客其保护作用，也有利于采用长些的钢板弹簧初选在保证部件的布置得前提下尽量短些平头车考虑到碰撞安全性应有结构来吸收足够的碰撞能量。微型车的后悬尺寸考虑到车身的整体尺寸要求，以及后悬的长度影响汽车的通过性,追尾时的安全性以及后坐的安全性和汽车造型等参考同类车型确定前悬LF=480mm后悬LR=880mm5、车头长度车头长度即指汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离，考虑乘客上下车的方便性和乘坐舒适性，按设计要求前排坐需双排座椅，故确定车头长2400mm6、货箱尺寸考虑到运载能力和车身造型的需要，货箱的尺寸参考同类车型确定为长×宽×高1400×1375×430（mm）图3-1汽车外形尺寸图§3.2汽车质量参数的确定1、汽车的载重量me和载客量根据汽车设计任务要求装载人数为4人，按标准人质量65kg计算载人质量为260kg,载货质量500kg。2、汽车整备质量m0的估算m0是指带有全部装备、加满油水，但没有装载认识的汽车全部重量。参考其他车型。确定整备质量m0为880kg3、汽车的总质量ma汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。ma=m0+65n+me=880+65×4+500=1640kg（3-3）4、重心和轴荷的确定见下表:表3-1汽车质量和质心的估算部件名称G1(kg)L1(kg)h1(mm)空载满载发动机及附件105642500463642418330268443506268离合器及操作机构10785680变速器及壳体451008460万向节及传动轴121793370后轴及后轴制动701250276后悬架及减震器302480483前悬架及减震器250520前桥及制动300275前轮640272268后轮642500272268车架1001300550523转向器10-210530516手制动机操作机构71108520481制动驱动机构7422480470消声器及排气管5200440400油箱及备胎302600500469蓄电池101110517481车厢总成752680845795驾驶室140874920892座椅401144850814载货5002686990958人2601104850825载荷情况总质量(kg)前轴负荷(kg)后轴负荷(kg)质心位置Lihi空载880479.6400.41135.2535.6满载164061510251562589.9轴荷分配按上表的估算可知满载时前桥37.5%后桥62.5%空载时前桥54.6%后桥45.4%轴荷分配及重心高度图如下:图3-2轴荷分配图各类汽车的轴荷分配推荐如下表3-2满载轴荷分配表车型满载空载前轴后轴前轴后轴轿车发动机前置前轮驱动47%～60%40%～53%56%～66%34%～44%发动机前置后轮驱动45%～50%50%～55%51%～56%44%～49%发动机后置后轮驱动40%～46%54%～60%38%～50%50%～62%货车4×2后轮单胎32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%4×2后轮双胎，长短头式25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%4×2后轮双胎，平头式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%6×4后轮双胎19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%故轴荷的分配基本满足要求。§3.3汽车性能参数的确定(初取)动力性能加速动力性能参数包括最高车速Vmax、时间t、上坡能力、比转矩和比功率等最高车速比油耗比转矩随着道路条件的改善，特别是高速公路的修建，汽车尤其是发动机排量大些的乘用车最高车速有逐渐提高的趋势，下表是汽车动力性能参数范围表3-3汽车动力性能参数范围汽车类别最高车速Km/h比功率Kw/t比转矩N·m/t乘用车发动机排量V/LV1.0110～15030～6050～1101.0<V1.6120～17035～6580～1101.6<V2.5130～19040～7090～1302.5<V4.0140～23050～80120～140V>4.0160～28060～110100～180货车最大总质量ma/tma1.880～13516～2830～441.8<ma6.015～2538～446.0<ma1475～12010～2033～47ma>146～2029～50客车车辆总长La/mLa3.585～1203.5<La7.0100～1607.0<La1095～140La>1085～120根据上表以及设计任务要求初定vmax＝95km/hPb＝30kw/tTb＝50N·m/t加速时间加速时间是指汽车在平直路面上，从原地起步开始以最大加速度加速到一定车速所用去的时间。对于最高车速Vmax100km/h用加速到60km/h来计算。上坡能力汽车上坡能力用汽车爬坡度来表示即汽车满载时在良好路面上的坡度阻力imax货车要求能克服30%的坡度，越野车要求能克服60%的坡度本车坡度参考货车定为imax==30%燃油经济性汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路上，一经济车速或多工况满载行驶100公里的燃油消耗量来评价，该值越小经济性越好以下是乘用车和货车的燃油经济性的推荐指标表3-4乘用车百公里燃油消耗量发动机排量V1.01<V1.61.6V2.52.5<V4V>4百公里油耗4.4～7.57～1210～1614～2018～3.5表3-5货车百公里燃油消耗量总质量汽油机柴油机总质量汽油机柴油机<44～63.0～4.02.8～3.202.0～2.801.9～2.16～12>122.68～2.822.5～2.61.55～1.851.43～1.53最小转弯直径Dmin参考GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》最小转弯直径Dmin=9几何通过性参数几何通过性参数有最小离地间隙hmin，接近角γ1离去角γ2纵向通过半径ρ1等表3-6几何通过性参数汽车类型hmin/mmγ1γ2ρ1/m4x2乘用车150～22020～3015～223.0～8.34x4乘用车210～25045～5035～401.7～3.64x2货车180～30040～6025～452.3～6.04x4、6x6货车260～35045～6035～451.9～3.64x2、6x4客车220～37010～406～204.0～9.0参考上诉参数确定通过性能参数如下：表3-7确定后的参数hmin/mmγ1（°）γ2（°）ρ1/m17526304.55、操纵稳定性参数：汽车操纵稳定性评价参数较多，与总体设计有关能作为设计指标的有，转向特性参数为了保证良好的操纵稳定性，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转向时，前后轮侧偏角之差δ1－δ2作为评价参数。此参数在1°～3°为宜，此处确定为2°。车身侧倾角汽车以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°以内。此处确定为3°。制动前俯角为了乘坐舒适性要求汽车以0.4g的减速度制动时车身的前俯角不大于1.5°。本车定为1.5°。6、制动参数GB7258－1977《机动车运行安全条件》中规定的路试检验行车制动和应急制动性能要求，列于表如下：表3-8汽车制动性能参数车辆类型行车制动应急制动制动初车速km·h-1制动距离/mFDMMm·s2试车到宽度/m踏板力/n制动初车速/km·h-1制动距离/mFMDDm·s2操纵力/n座位数≤9的客车满载50≤20≥5.92.5≤50050≤38≥2.9手400空载≤19≥6.2≤400脚500其他总质量≤4.5t的汽车满载50≤22≥5.42.5≤70030≤18≥2.6手600空载≤21≥5.8≤450脚700其他汽车、汽车列车满载30≤10≥5.03.0≤7003020≥2.2手600空载≤9≥5.4≤450脚700制动方式双回路液压制动7、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。舒适性应包括平顺性、空气调节性能（温度、湿度等）、车内噪声、乘坐环境（活动空间、车门及通道宽度、内部设施等）及驾驶员的操作性能。其中，汽车行驶平顺性常用垂直振动参数评价，包括频率振动加速度等，此外悬架动挠度也用来作为评价参数之一。各类汽车的悬架静挠度、动挠度和偏频见下表： 表3-9汽车舒适性参数车型静挠度fc/mm动挠度fd/mm偏频n/Hz乘用车100～30070～900.9～1.6客车70～15050～801.3～1.8货车50～11060～901．5～2.2越野车60～13070～1301.4～2.0§3.4发动机性能参数的确定发动机的正确选择与否直接关系到汽车的总体动力性能的好坏,也关系到汽车使用过程中的维修费用,发动机的耐久性,有效燃油消耗率等决定了汽车的寿命和经济性能。发动机主要性能指标的选择。§3.4.1发动机最大功率Pmax和相应转速np根据所设计的汽车应达到的最高车速vmax（km/h），按下列公式计算（3-4）式中Pemax为发动机最大功率，ηT为传动系的效率，对于驱动桥用单级主减速器的4x2汽车可取为90%；ma为汽车总质量，g为重力加速度（m/s2）；fr为汽车滚动阻力系数，对乘用车fr=0.0165×[1+0.01(va-50)],对于货车取0.02。矿用自卸车取0.03。va用vamax代入。CD为空气阻力系数，乘用车取用0.3～0.35,货车取0.8～1,客车取0.6～0.7;A为正投影面积。（m2）本产品的fr=0.02CD=0.06A=2.1代入上式=25.3655kw发动机的最大转矩Tmax及相应转速np用下列公式计算Tmax（3-5）式中Temax为最大转矩（N·m）；α为转矩适应性系数，一般在1.1～1.3之间此处取用1.1Pemax为发动机的最大功率（kw）；np为最大功率转矩（r/min）。结合设计任务书的要求和初选的动力性能参数选用发动机为JL465Q1其相关参数为最大转矩72N·m对应转速4500转/分外形尺寸505×516×433（mm）最高转速5500转/分排量970ml最大功率Pemax32.5kw发动机相关参数的校核所需Pemax=25.3655kw≤32.5kw按JL465Q1参数计算==59.208186N·m≤72N·m故发动机的选取基本符合要求。§3.4.2发动机的悬置与安装悬置元件应具有一定的刚度。（发动机正常工作时，静位移小），良好的隔振性能。具有一定的减振降噪功能。低频段：提供大阻尼降低振幅，高频段：提高低的动刚度衰减高频噪声（发动机工作频率10～500HZ）。耐机械疲劳、橡胶材料的热稳定性好、抗腐蚀性强等。本次设计采用汽车上常用的发动机悬置的方式即橡胶悬置如下图图3-3橡胶悬置结构§3.5汽车轮胎的选择由前面的是设计知道车轮的载荷为410kg查阅汽车轮胎标准GB9743—1997轿车轮胎选用155/80r12标准轮胎其相关参数如下负荷指数70%允许用轮辋4.00B5.00B断面宽度157mm外直径553mm负荷静半径249mm,滚动半径268mm,最大使用断面综前所述4座微型客货两用车的几何、性能参数确定如下表表3-10微型车参数汇总长宽高（mm）前/后轮距（mm）3860×1400×18151280/1290轴距（mm）前/后悬LF/LR2500480/880车头长（mm）2460货箱尺寸（mm）长×宽×高1400×1375×430整备质量（kg）880最大装载质量（kg）760总质量（mm）1640最大爬坡度i（%）30最小转弯半径≤4.5米轮胎155R12发动机制动JL465Q接近角/离去角26°/30°液压双回路转向齿轮齿条前悬架独立螺旋弹簧后悬架钢板弹簧第四章汽车的总体布置§4.1汽车的总布置草图结合前期选择的相关部件的参数确定以车架的大上表面为OZ线，前轮中心线为OX线，汽车纵向中心线为OY线，将汽车的OX水平放置，根据前定尺寸绘制草图如下图4-1汽车布置草图§4.2各部件的布置1、发动机的上下位置参考同系列发动机的安转尺寸确定动力总成的安装如下发动机的位置确定后发动机各部分的相对位置即被确定。详见总装图图4-2发动机安装图2、传动系的布置科技以人为本，汽车也不列外，随着市场经济的快速发展，消费者对乘坐舒适性的要求也是越来越高，国外的汽车设计早有尝试由内而外汽车的设计的新方法。为了更好的适应市场的需求，本车以轿车的舒适性为目标来设计。其布置如图详细D=W=G图=纸：三二③1爸爸五四0六全套资料低拾10快起图4-3汽车布置总图制动系及踏板的布置参考合理范围内的标准人体坐姿确定踏板的位置图4-4人体样板及踏板布置图图4-5驾驶室布置图a=130mmb=60mmc=70mmd=260mme=200mmf=170mm货车驾驶员操作尺寸标准：GB/T11563《载货汽车驾驶员操作位置尺寸》表4-1驾驶员坐姿参数尺寸序号尺寸代码尺寸名称尺寸范围说明1AH点至顶棚高≥950mm沿躯干线量取2BH点至地板距离370±130mm3CH点至踵点的水平距离550～900mm按GB/T15705-19954α背角5°～28°5β臀角90°～115°6γ足角87°～95°7D座垫深度(400±60)mm8E座垫前后最小调整范围100mm140mm为佳9F座垫上下最小调整范围40mm70mm最佳N1类不许调10G靠背高度(520±70)mm带枕头可增加减宽11HR点至离合器和制动踏板中心在坐椅中心面上的距离750～850mm带助力尺寸增加不大于100mm12J离合器制动踏板的行程≤200mm13K转向盘下缘至坐垫上表面的距离≥160mm14L转向盘后缘至靠背的距离≥350mm15M转向盘下缘至离合器和制动踏板中心在转向柱纵向中心面上的距离≥600mm16N转向盘外缘之前面及下面障碍物的距离≥80mm17PR点至前围的水平距离≥950mm脚能伸到的最前位置18TR点至仪表盘的水平距离≥500mm此二项规定达到一项即可19S仪表盘下缘至地板的距离≥540020A1双人座驾驶室内部宽度≥1250mm内宽是在高度为车门窗下缘前门后支柱内测量21B1坐椅中心面之前门后支柱内侧的距离(360±30)mm1、高度为前门窗下缘处量取2、N1类≥3100mm22C1座垫宽度≥450mm23D1背靠宽度≥450mm在背靠最宽处测量24E1转向盘外缘至侧面障碍物的距离≥100mm25F1车门打开时下部通道的宽度≥250mm26G1车门打开时上部通道的宽度≥650mm27H1离合器踏板中心至侧壁的距离≥80mm28J1离合器踏板纵向中心面至制动踏板中心面的距离≥110mm29K1制动踏板纵向中心面至通过加速踏板中心的纵向中心面距离≥100mm30L1加速踏板纵向中心面至至转向柱纵向中心面的距离≥60mm31M1离合器踏板纵向中心面至转向柱纵向中心面的距离50～150mm32转向盘中心线对座椅中心的偏移量≤40mm33N1制动踏板纵向中心面至转向柱中心面的距离50～150mm34转向盘平面与汽车对称平面的夹角90°±5°35变速杆手柄在所与工作位置时,应位于转向盘下面和驾驶员座椅右侧,不低于座椅表面,在通过R点横向平面之前,而在投影平面上距离a点小于等于600mm,36变速杆和手制动器的手柄在任意位置时,距离驾驶室内其它零件或操纵杆的距离≥50mm其他的相关部件的布置参考同类车型详尽布置参数见布置总图§4.3汽车的传动速比的确定§4.3.1主减速器传动比i0的确定 i0对汽车动力性能，燃料经济性和发动机的磨损影响很大。初定i0可用下了公式(4-1)上式中：β为最大扭矩时转速和最高车速时的转速之比取用1.05nN为最大扭矩是的转速 rK滚动半径代入相关参数得：=6.1419修整后i0=5.571传动系效率参考表4-2表4-2传动系各传动系的效率部件名称ηT（%）4～6挡变速器95副变速器或分动器958挡以上变速器90单级减速主减速器96双级减速主减速器92传动轴和万向节98传动系由变速器、传动轴万向节、单级主减速器组成总的传动效率为各部件传动效率的乘积故ηT=95%×96%×98%=89.376%§4.3.2变速器1挡eq\o\ac(○,1)以最大爬坡度为参考汽车在最大上坡路面上行驶时，汽车的最大驱动力应克服轮胎与路面滚动阻力及上坡阻力。忽略空气阻力有行驶方程得：(4-2)式中：Ttqmax为发动机的最大转矩，ig1为变速器1挡传动比；i0为主传动器传动比；ηT为汽车传动系总效率；G汽车总重量；r为汽车滚动半径；f为滚动阻力系数货车取0.011，对轿车取0.0165；αmax为最大上坡角本车初取16.7°。代入相关参数有=3.6135eq\o\ac(○,2)根据驱动轮和路面附着力来确定一挡传动比汽车行驶时，为了使驱动轮不打滑，必须使驱动力等于或小于驱动轮与路面之间的附着力，表示如下(4-3)式中，是道路附着系数，计算时取0.5～0.6本车取0.5；Fz是坡道上路面对驱动轮的发向反作用力；计算知道Fz=29825.7N代入相关参数有=11.145与前相比去二者最小值故ig1=3.6135。§4.3.3变速器个挡速比的分配为保证汽车的燃油经济性和加速性能，换挡方便，变速器各挡速变按等比级数分配，公比=0.65166(4-4)2.3548配齿修整后ig1=3.504ig2=2.483Ig3=1.56ig4=1第五章汽车总布置的计算§5.1JL465Q型发动机的参数性能如下图表转速转矩Mn/m功率pkw油耗g/kw·h2500406143.3280046914231005312140.534005916139.23700651913840006922.5137.543007125137.246007227137.449006728137.652005929141.555004829149.47表5-1发动机性能参数图5-1外特性曲线§5.2汽车行驶阻力计算§5.2.1滚动阻力Ff滚动阻力是车轮在路面上滚动时两者相互作用引起能量损失的总称Ff=Gf式中：G为汽车重力f为滚动阻力系数考虑车速的影响f=0.0165+0.0001（Va-50）(5-1)代入相关参数计算如下图表表5-2滚动阻力计算列表§5.2.2空气阻力Fw无风条件下，汽车正常行驶时空气对汽车的作用力可参考下式进行计算(5-2)式中：CD为汽车的空气阻力系数；A为汽车的迎风面积；ua是行驶的车速代入相关参数有结果如下图表表5-3空气阻力计算空气阻力Fw转速1挡2挡3挡4挡25009.927717419.770850.0873901121.8926727280012.45332924.8004962.8296222152.9021686310015.26485830.3995877.0143711187.4221735340018.36230636.5680692.6416368225.4526873370021.74567243.30595109.711419266.9937102400025.41495650.61324128.223719312.045242430029.37015958.48992148.178535360.6072828460033.6112866.93601169.575868412.6798325490038.13831975.95149192.415718468.2628913520042.95127685.53637216.698085527.356459550048.05015295.69065242.422968589.9605357§5.3各挡车速Ua计算计算各挡车速的公式如下：(5-3)式中：r为汽车滚动半径；n为发动机转速； ig为汽车变速器的传动比；i0为主减速器的传动比，代入相关参数计算有下表：表5-4各挡阻力转速1挡2挡3挡4挡250012.93954218.2602329.064201545.34015437280014.49228720.4514632.551905750.7809729310016.04503222.6426936.039609956.22179142340017.59777724.8339139.527314161.66260994370019.15052227.0251443.015018267.10342847400020.70326729.2163746.502722472.54424699430022.25601231.407649.990426677.98506552460023.80875733.5988353.478130883.42588404490025.36150235.7900556.96583588.86670257520026.91424737.9812860.453539294.30752109550028.46699240.1725163.941243399.74833962§5.4驱动力的计算驱动力计算公式：(5-5)式中为传动系效率rr为滚动半径i为传动系速比Me为发动机扭矩代入相关参数计算得表5-5各挡驱动力转速1挡2挡3挡4挡25002604.01431845.2531159.32144743.154770128002994.61652122.0411333.21966854.627985731003450.3192444.9611536.10091984.680070434003840.92112721.7491709.999131096.15328637004231.52332998.5371883.897341207.62650140004491.92473183.0621999.829491281.94197943004622.12543275.3252057.795561319.09971746004687.22583321.4562086.778591337.67858649004361.7243090.7991941.863411244.7842452003840.92112721.7491709.999131096.15328655003124.81722214.3041391.18573891.7857242图5-2汽车驱动力图根据附着条件对附着力和驱动力进行校核附着力(5-6)式中为驱动轮上承受的总附着重量满载时为4821.6N附着系数取0.5有=23625N最大Ft=4687N≤故附着力是安全的§5.5驱动力行使阻力平衡图Ff+Fw计算如下表5-6各挡阻力计算转速1挡2挡3挡4挡25002604.01431845.2531159.32144743.154770128002994.61652122.0411333.21966854.627985731003450.3192444.9611536.10091984.680070434003840.92112721.7491709.999131096.15328637004231.52332998.5371883.897341207.62650140004491.92473183.0621999.829491281.94197943004622.12543275.3252057.795561319.09971746004687.22583321.4562086.778591337.67858649004361.7243090.7991941.863411244.7842452003840.92112721.7491709.999131096.15328655003124.81722214.3041391.18573891.7857242绘制驱动力和行驶阻力平衡图如下图5-3各挡车速§5.6确定汽车的最高车速汽车以最高挡行使时，可以直接在图上找到汽车的最高车速，因此可用作图法确定最高车速行使阻力和直接挡的F-V曲线的交点的车速就是汽车的最高车速图5-4最高车速由上图可知汽车的最高车速为96.5km/h最高车速是的Ft=870N功率P=23.32kw§5.7动力因素D0和动力特性D0=（Ft-Fw）/（9.8*Ga）(5-6)式中Ft为汽车驱动力Fw为汽车空气阻力Ga为汽车总质量代入相关参数计算如下表5-7动力因数的计算转速1挡2挡3挡4挡25000.16140410.1135820.069016550.03865493428000.18555020.130490.079043680.04366138731000.21372910.1502340.090784380.04960539434000.23783960.1670720.1006320.05417537000.26193240.1838740.110389870.05852618240000.27790630.1949010.116451330.06034698543000.28576130.2001510.118816390.05963740946000.28954790.2024960.119288370.05755343249000.26901350.1875840.108850650.04831516652000.23630970.1640250.092913210.03539054455000.19143650.131820.071476030.018779566D0max0.28954790.2024960.119288370.060346985图5-5动力因素数§5.8汽车加速能力的确定§5.8.1汽车各挡加速度计算公式如下(5-7)式中：为各挡动力因素g为重力加速度道路阻力系数=f回转质量换算系数(5-8)其中ig为变速器的速比代入相关参数计算各挡加速度如表5-7表5-7回转质量换算系数及加速度计算挡位1挡2挡3挡4挡δ1.52112061.2766121.1273441.03加速度转速1挡2挡3挡4挡25000.95743840.7696190.474725820.21522815628001.11200230.8977380.558859760.25768567231001.29254771.047620.657889780.309063634001.44688241.1751950.740463270.347364737001.60110251.3024990.822256530.38358759240001.70301571.3854630.871916970.39573503643001.75262211.4240860.889444580.38380703146001.77601771.4404040.890515660.35880219849001.64272211.3242460.796748710.26572743652001.43102341.1417140.655172640.13757860555001.14092190.8928070.46578744-0.025644295绘制加速度曲线如下图5-6加速度曲线§5.8.2加速阻力Fj汽车加速行驶时克服质量加速时的惯性力就是汽车的加速阻力Fj。Fj=Fj1+Fj2=δm (5-8)δ≈1.04+0.04ig2(5-9)式中m为汽车总质量ig为汽车变速器传动比代入相关参数后计算加速阻力有表5-9加速阻力计算转速1挡FjN2挡FjN1挡FjN1挡FjN25002404.16422020.2361785.856451695.81496128002792.282346.3732074.155871969.57854731003245.63632727.3312410.917142289.36057134003633.17653052.9842698.788992562.71815137004020.4293378.3952986.447072835.87272940004276.33693593.4363176.540113016.38142443004400.90043698.1083269.068113104.24423546004459.64773747.4743312.70673145.68260449004124.93733466.2143064.077752909.5893352003593.3543019.5212669.208132534.62873355002864.8982407.3942128.097852020.800813§5.8.3由运动学知道加速时间 (5-10)加速度的倒数计算如下表5-10加速度倒数计算转速1挡1/j2挡1/j1挡2/j1挡2/j25001.04445361.2993452.106479054.64623224928000.89927871.1139111.789357663.88069694231000.77366580.9545451.520011453.23557998634000.69114120.8509221.350505882.87881871437000.62456960.7677551.216165472.60696649240000.58719360.7217811.14689822.52694330643000.57057370.7022051.124297152.60547597946000.56305740.694251.122944882.78705093149000.60874570.