汽车设计（第6版） 课件 闵海涛 第1-5章 汽车总体设计、离合器设计 - 驱动桥设计

汽车设计第一章汽车总体设计第一节概述第二节汽车形式的选择第三节汽车主要参数的选择第四节发动机的选择第五节车身形式的选择第六节轮胎的选择第七节汽车的总体布置第一节概述汽车简述汽车对人类生活的影响第一节概述汽车简述汽车与各行各业的关联钢铁石油橡胶塑料机床道路金融科研第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（一）汽车总体设计的特点1.性能要求目标多元动力性、平顺性、舒适性、操稳性经济性、安全性、可靠性、耐久性第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（一）汽车总体设计的特点2.使用条件复杂多变气候条件：热带、温带、寒带气象条件：白昼黑夜、雨雪冰雹地形环境：高原、丘陵、山区、沼泽、平原道路情况：干燥硬路面、泥泞软路面第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（一）汽车总体设计的特点3.安全环保至关重要交通事故废气噪声污染第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（一）汽车总体设计的特点4.外观颜值举足轻重适应时代特点，美化环境（生态文明建设）第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（一）汽车总体设计的特点5.学科交叉高度显著机械制造、电器电子、石油化工人机工程、交通工程、运营工程、管理工程工程材料、热力学、空气动力学、振动第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（二）汽车总体设计的基本要求1.汽车的各项性能、成本等，要达到企业在产品规划时所确定的指标通过性动力性平顺性经济性操稳性制动性安全性机动性环保性智能性节能环保安全舒适通畅第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（二）汽车总体设计的基本要求2.严格遵守和贯彻有关法规和标准，不要侵犯知识产权国家强制性标准相关政策规定专利、软著等知识产权侵权案例第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（二）汽车总体设计的基本要求3.深入贯彻标准化、通用化、系列化，大力推进平台化、模块化和集成化标准化、通用化、系列化平台化、模块化、集成化第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（二）汽车总体设计的基本要求4.进行相关运动学校核，保证汽车有正确的运动并且避免发生运动干涉二维校核、三维校核第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（二）汽车总体设计的基本要求5.保证汽车拆装和维修方便，可报废回收利用，具有环境友好性第一节概述一、汽车总体设计的特点与基本要求（二）汽车总体设计的基本要求四好标准：好用、好看、好造、好修第一节概述二、汽车开发流程V形模式第一节概述二、汽车开发流程1.产品策划市场调研（市场细分、目标市场选择、产品定位）市场调研报告项目建议书（可行性分析；设计目标初步设定）初版产品技术描述说明书（重要参数；主要性能）新车型设计大纲（明确定义）第一节概述二、汽车开发流程2.概念设计（1）总布置草图设计

第一节概述二、汽车开发流程2.概念设计（2）造型设计：外饰、内饰、色彩等设计

第一节概述二、汽车开发流程2.概念设计（2）造型设计构思草图→设计效果图→细化美术效果图→初步选择→油泥模型制作→全尺寸油泥模型制作→最终设计方案第一节概述二、汽车开发流程2.概念设计（3）成本预估目标成本：是指公司及其分销伙伴在以有竞争力的价格向终端客户提供产品的同时，还能获得足够利润的制造成本最终用户支付的价格分销渠道的阶段数量第i个阶段的毛利率第一节概述二、汽车开发流程3.工程设计

（1）车身造型数据生成：根据定型油泥模型，构建车身数字化模型（木质或高密塑料实体模型）（2）总布置设计：在总布置草图基础上，结合车身造型数据，深入细化总布置设计，精确分析尺寸和几何位置（底盘详细布置图、发动机舱信息布置图、管路布置图、内外饰布置图、电气布置图等）

第一节概述二、汽车开发流程3.工程设计

（3）发动机工程设计：动力总成选型（4）底盘工程设计：功能定义；结构设计；参数计算；数模构建等（5）白车身工程设计：车身结构方案；三维数模（6）内外饰工程设计：内外饰及附件（7）电气设备工程设计：照明系统；仪表开关；空调；信息显示等

第一节概述二、汽车开发流程4.试制设计

整车校对图运动校核产品技术说明书零部件清单工艺明细表一般，经过2~3轮的改进设计和试制、试验，可以完成产品定型，同时确定生产设计图样

第一节概述二、汽车开发流程5.样车试验

试验场测试道路测试风洞测试碰撞试验性能试验与可靠性试验

第一节概述二、汽车开发流程6.投产启动

生产准备：生产流程、生产设置、生产线铺设四大工艺线：冲压、焊接、涂装、总装小批量生产

第一节概述二、汽车开发流程7.生产销售

批量生产市场销售售后服务4S整车销售（Sale）零配件（Sparepart）售后服务（Service）信息反馈（Survey）

第二节汽车形式的选择一、汽车的分类GB/T15089-2001机动车辆及挂车分类L类：两轮或三轮机动车辆M类：至少有四个车轮并且用于载客的机动车辆N类：至少有四个车轮并且用于载货的机动车辆O类：挂车和半挂车G类：满足一些规定要求的M和N类的越野车P8表1-1

第二节汽车形式的选择一、汽车的分类GB/T3730.1-2001汽车和挂车类型的术语和定义汽车（motorvehicle）乘用车（Passengercar）商用车（Commercialvehicle）挂车（trailer）需要汽车牵引才能正常使用的无动力道路车辆汽车列车（combinationvehicles）一辆汽车与一辆或多辆挂车的组合第二节汽车形式的选择一、汽车的分类乘用车主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9座，也可牵引一辆挂车。第二节汽车形式的选择一、汽车的分类商用车主要用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。有客车、半挂牵引车、货车等。第二节汽车形式的选择二、汽车形式（一）轴数影响因素：汽车总质量道路法规对轴载质量的限制轮胎的负荷能力汽车的结构包括乘用车以及汽车总质量小于18t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，如矿用自卸车等，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案总质量在18~25t的公路运输车采用三轴形式，总质量更大的汽车宜采用四轴和四轴以上的形式第二节汽车形式的选择二、汽车形式（二）驱动形式典型驱动形式：前驱、后驱、全驱m×n：m—车轮总数，n—驱动轮数常用汽车驱动形式描述：4×2、4×46×2、6×4、6×68×4、8×8第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式1.乘用车布置形式前置前驱前置后驱后置后驱第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式1.乘用车布置形式前置前驱前桥轴荷大，有明显的不足转向性能前轮为驱动轮，越障能力高动力总成结构紧凑车内地板高度低，利于乘坐舒适性发动机布置在轴距外时轴距短，机动性好散热器在前部，发动机冷却好行李箱在后部，空间大易改装为客货两用车或救护车供暖机构简单，效率高操纵机构简单发动机横置，能缩短汽车的总长，整备质量轻前轮驱动兼转向，需等速万向节，结构与制造工艺复杂前轮工作恶劣，轮胎寿命短上坡时因驱动轮附着力减小而降低爬坡能力发生正碰时发动机及附件损失大，维修费用高第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式1.乘用车布置形式前置后驱轴荷分配合理，有利于延长轮胎使用寿命前轮无需等速万向节，有利于减少制造成本操纵机构简单供暖机构简单，效率高散热器在前部，散热冷却好上坡时因驱动附着力增大而增强爬坡能力易改装为客货两用车或救护车有足够大的行李箱空间变速器与主减速器分开，拆装维修方便地板下有传动轴，地板上有凸起，影响乘坐舒适性正碰时易导致发动机进入客厢，会使前排乘员受到严重伤害总长较长，整备质量大，影响动力性和燃油经济性第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式1.乘用车布置形式后置后驱结构紧凑，整备质量小发动机布置在轴距外时轴距短，机动性好发动机后置，前部高度可降低，改善视野没有传动轴，其排气管无需从前向后穿越，客厢内地板平整，改善了后排座椅乘员的出入条件乘客座椅能布置在舒适区上坡时因驱动附着力增大而增强爬坡能力后桥负荷重，有过多转向倾向前轮附着小，高速行驶转向不稳定，影响操稳行李箱在前部，空间较小动力在后部离驾驶员远，操纵机构复杂受发动机高度影响，改装为客货车或救护车困难第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式2.客车布置形式前置后驱中置后驱后置后驱第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式2.客车布置形式前置后驱结构简单、冷却效果好、发动机出现故障时驾驶员容易发现

车厢面积利用不好；布置座椅时会受到发动机的限制；由于传动轴从地板下面通过致使地板平面较高，乘客上、下车不方便；发动机的噪声、气味和热量易于传入车厢内；隔振困难，影响乘坐舒适性 第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式2.客车布置形式中置后驱轴荷分配合理；传动轴的长度短；车厢内面积利用好，并且座椅布置不会受发动机的限制；乘客车门能布置在前轴之前等

发动机必须用水平对置式的，且布置在地板下部，检修困难；发动机在热带的冷却条件和在寒带的保温条件均不好；发动机的噪声、气味、热量和振动均能传入车厢；结构复杂；地板平面距地面较高；在土路上行驶发动机极易被泥土弄脏第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式2.客车布置形式后置后驱能较好的隔绝发动机的噪声、气味、热量；检修发动机方便；轴荷分配合理；车厢后部乘坐舒适性好；传动轴长度短

发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成操纵机构复杂；驾驶员不容易发现发动机故障第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式3.货车布置形式平头式长头式短头式偏置式第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式3.货车布置形式平头式总长和轴距短，最小转弯直径小，机动性良好不需要发动机罩和翼子板，整备质量小驾驶员视野得到明显改善采用翻转驾驶室时可改善发动机及其附件接近性汽车面积利用率高（汽车货厢与整车俯视面积之比称为面积利用率）空载时前轴负荷大，坏路上通过性不好驾驶室有翻转机构和锁止机构，结构复杂进出驾驶室不如长头式方便离合、变速等操纵机构复杂发动机噪声、气味、热量和振动对驾驶员影响大正碰时驾驶室内乘员受伤几率大第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式3.货车布置形式长头式发动机及其附件接近性好，便于检修汽车满载时前轴负荷小，有利于提高坏路上的通过能力地板低，驾驶员上下车方便离合、变速等操纵机构简单，易于布置发动机噪声、气味、热量和振动对驾驶员影响小正碰时驾驶室内乘员受伤几率小总长与轴距较长，最小转弯直径大，机动性不好汽车整备质量大驾驶员视野不好面积利用率低第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式3.货车布置形式短头式发动机大部分突出在驾驶室前部发动机有独立的发动机舱和单独的罩盖发动机舱与驾驶室共同形成货车的车头性能介于平头式和长头式两者之间第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式3.货车布置形式偏置式主要用于重型矿用自卸车具有平头式的一些优点，如轴距短、视野良好等此外驾驶室通风条件好、发动机维修方便等第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式4.越野车布置形式非贯通式：动力由发动机传至分动器，然后从分动器传至各桥第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式4.越野车布置形式贯通式：由发动机传至分动器，然后从分动器输出的动力传至各桥时经过的各传动轴布置在同一纵向铅垂平面内。第二节汽车形式的选择二、汽车形式（三）布置形式4.越野车布置形式侧边布置（H形传动）第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定外廓尺寸轴距前/后轮距前/后悬货车车头长度货厢尺寸第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定1.外廓尺寸——长、宽、高在公路和市内行驶的汽车受有关法规限制不能随意确定，而非公路用车辆可以不受法规限制，如矿用自卸车、机场摆渡车等。影响因素除法规和汽车用途以外，还有载客量或装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。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，在停车时占用的停车场面积也小。除此之外，汽车整备质量减少，有利于提高比功率、比转矩和燃油经济性。第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定1.外廓尺寸——长、宽、高车辆类型长度mm宽度mm高度mm仓栅式货车栏板式货车平板式货车自卸式货车二轴最大设计总质量≤3500kg600025504000最大设计总质量>3500kg，且≤8000kg7000最大设计总质量>8000kg，且≤12000kg8000最大设计总质量>12000kg9000三轴最大设计总质量≤20000kg11000最大设计总质量>20000kg12000双转向轴的四轴汽车12000仓栅式半挂车栏板式半挂车平板式半挂车自卸式半挂车一轴8600二轴10000三轴13000第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定1.外廓尺寸——长、宽、高车辆类型长度mm宽度mm高度mm汽车三轮汽车460016002000低速货车600020002500货车及半挂牵引车1200025504000乘用车及客车乘用车及二轴客车1200025504000三轴客车13700单铰接客车18000挂车半挂车1375025504000中置轴、牵引杆挂车12000第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定2.轴距L对整备质量、汽车总长、最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响；当L短时上述各指标减小；此外还对轴荷分配有影响。轴距过短时车厢长度不足或后悬过长：上坡或制动时轴荷转移过大使制动性和操纵稳定性变坏；纵向角振动增大平顺性下降；传动轴夹角增大。第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定2.轴距L——选取原则发动机排量大的乘用车、载质量或载客量多的货车或客车，轴距取得长；对机动性要求高的汽车，轴距宜取短些第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定3.前/后轮距B1/B2对总宽、总质量、最小转弯直径、车厢宽、稳定性有影响增大轮距则车厢宽度增加，并有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性变好；但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、比转矩指标下降，机动性变坏。第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定3.前/后轮距B1/B2影响轮距B1选择的因素：总宽限界2.55m车架前部宽度布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙

前轮最大转角轮胎宽度第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定3.前/后轮距B1/B2影响轮距B2选择的因素：总宽限界2.55m车架后部宽度后部纵梁之间宽度后悬宽度（板簧多在车架外）弹簧与车架车轮间隙轮胎宽度第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定4.前悬和后悬LF和LR前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、钢板弹簧长度、上车和下车的方便性以及汽车造型均有影响。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。前悬长些有利于在撞车时对乘员起保护作用，也有利于采用长些的钢板弹簧。对平头前悬还会影响上下车的方便性。第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定4.前悬和后悬LF和LR前悬尺寸初选的前悬尺寸，应当在保证能布置下各总成、部件的同时尽可能短些。对载客量少些的平头车，考虑到正面碰撞能有足够多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1100—1300mm范围内。第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定4.前悬和后悬LF和LR后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货箱长度或行李箱长度、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；而后悬短的乘用车行李箱尺寸不够大。

大客车：≤％65轴距L，绝对值≤3.5m货车：1.2~2.2m，个别可2.6m，不超55%L第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定5.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头长度影响因素：长头或平头外观效果驾驶室居住性发动机接近性长头型货车车头长度尺寸一般在2500~3000mm之间，平头货车一般在1400~1500mm之间。第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定6.货厢尺寸要求车箱尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装满额定吨数。车箱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450～650mm车厢内宽尽量宽、车厢内长尽量短行驶速度能达到较高车速的货车，使用过宽的车箱会增加汽车迎风面积，导致空气阻力增加。车箱内长应在能满足运送上述货物额定吨位的条件下尽可能取短些，以利于减小整备质量。第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的确定1.整车整备质量m0指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等)，加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量m0对汽车的成本和使用经济性均有影响。尽可能减少m0的目的是：通过减轻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。第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择1.整车整备质量m0减少m0的措施主要有：采用强度足够的轻质材料，如塑料、铝合金等。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非常明显，目前得到比较广泛的应用。方法：积累、分析、对比估算：质量系数ηm0＝me/m0第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择1.整车整备质量m0人均整备质量的统计平均值第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择2.汽车载客量和装载质量（1）载客量乘用车：微型、普通轻型级：2、3、4座中级：4、5座高级：5、7座大客：长途、旅行车：载客量＝座位数市内：座位数＋站乘数（8～10人/m2）第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择2.汽车载客量和装载质量（2）装载质量me指在硬质良好路面上行驶所允许的额定装载量，在坏路面行驶减少15～25％装载量；对越野车系指越野行驶时或在土路上的额定装载量影响因素：（a）符合规划（b）用途、使用条件（c）应符合国家规定第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择3.质量系数ηm0汽车装载质量与汽车整备质量之比该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，ηm0值越大，说明该汽车的结构和制造工艺越先进。第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择4.汽车总质量ma指装备齐全、按规定装满客、货时的整车质量乘用车和商用客车的总质量ma由整备质量m0、乘员和驾驶员质量以及乘员的行李质量三部分构成。其中，乘员和驾驶员每人质量按65kg计ma=m0十(65十α)n（n载客数，α行李系数）商用货车的总质量ma由整备质量m0、载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，即ma=m0十me十65n1第三节汽车主要参数的选择二、汽车质量参数的选择5.轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定1.动力性参数(1)最高车速uamax(2)加速时间：原地起步加速到100km/h或加速行驶一定距离所用的时间(3)上坡能力：货车30％，越野车60％(4)比功率和比转矩比功率=Pemax/ma比转矩=Temax/ma第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定1.动力性参数第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定2.燃料经济性参数是指汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃料消耗量（L/100km）)或能量消耗率（kW·h/100km）来评价第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定2.燃料经济性参数GB19578-2014《乘用车燃料消耗量限值》CMFuCMFu车型I车型II车型I车型IICM≤7505.25.6750＜CM≤8655.55.9865＜CM≤9805.86.2980＜CM≤10906.16.51090＜CM≤12056.56.81205＜CM≤13206.97.21320＜CM≤14307.37.61430＜CM≤15407.78.01540＜CM≤16608.18.41660＜CM≤17708.58.81770＜CM≤18808.99.21880＜CM≤20009.39.62000＜CM≤21109.710.12110＜CM≤228010.110.62280＜CM≤251010.811.22510＜CM11.511.9第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定2.燃料经济性参数GB20997-2015《轻型商用车辆燃料消耗量限值》N1类商用车辆燃料消耗量限值CMFuCMFu汽油车柴油车汽油车柴油车CM≤7505.55.0750＜CM≤8655.85.2865＜CM≤9806.15.5980＜CM≤10906.45.81090＜CM≤12056.76.11205＜CM≤13207.16.41320＜CM≤14307.56.71430＜CM≤15407.97.01540＜CM≤16608.37.31660＜CM≤17708.77.61770＜CM≤18809.17.91880＜CM≤20009.68.32000＜CM≤211010.18.72110＜CM≤228010.69.12280＜CM≤251011.19.52510＜CM11.710.0第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定2.燃料经济性参数GB20997-2015《轻型商用车辆燃料消耗量限值》不大于3500kg的M2类商用车辆的燃料消耗量限值CMFuCMFu汽油车柴油车汽油车柴油车CM≤7505.04.7750＜CM≤8655.45.0865＜CM≤9805.85.3980＜CM≤10906.25.61090＜CM≤12056.65.91205＜CM≤13207.06.21320＜CM≤14307.46.51430＜CM≤15407.86.81540＜CM≤16608.27.11660＜CM≤17708.67.41770＜CM≤18809.07.71880＜CM≤20009.58.02000＜CM≤211010.08.42110＜CM≤228010.58.52280＜CM≤251011.09.22510＜CM11.59.6第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定2.燃料经济性参数GB30510-2018《重型商用车辆燃料消耗量限值》重型货车燃料消耗量限值GVWFuGVWFu3500＜GVW≤450011.54500＜GVW≤550012.25500＜GVW≤700013.87000＜GVW≤850016.38500＜GVW≤1050018.310500＜GVW≤1250021.312500＜CM≤1600024.016000＜CM≤2000027.020000＜CM≤2500032.525000＜CM≤3100037.531000＜CM38.5

第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定2.燃料经济性参数GB30510-2018《重型商用车辆燃料消耗量限值》客车燃料消耗量限值GVWFuGVWFu3500＜GVW≤450010.64500＜GVW≤550011.55500＜GVW≤700013.37000＜GVW≤850014.58500＜GVW≤1050016.010500＜GVW≤1250017.712500＜CM≤1450019.114500＜CM≤1650020.116500＜CM≤1800021.318000＜CM≤2200022.322000＜CM≤2500024.025000＜CM25.031000＜CM38.5

第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定2.燃料经济性参数GB36980-2018《电动汽车能量消耗率限值》CMEuCMEu第一阶段第二阶段第一阶段第二阶段CM≤75013.111.2750＜CM≤86513.611.6865＜CM≤98014.112.1980＜CM≤109014.612.51090＜CM≤120515.113.01205＜CM≤132015.713.41320＜CM≤143016.213.91430＜CM≤154016.714.31540＜CM≤166017.214.81660＜CM≤177017.815.21770＜CM≤188018.315.71880＜CM≤200018.816.12000＜CM≤211019.316.62110＜CM≤228020.017.12280＜CM≤251020.917.92510＜CM21.918.8第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定3.汽车最小转弯直径Dmin转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径。第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定3.汽车最小转弯直径Dmin汽车转向轮最大转角、汽车轴距、轮距以及转向轮数(如全轮转向)等对汽车最小转弯直径均有影响，此外，有关的国家法规规定和汽车的使用道路条件对Dmin的确定也有影响。转向轮最大转角越大，轴距越短，轮距越小和参与转向的车轮数越多时，最小转弯直径越小，表明汽车在停车场上调头和通过弯道半径较小路段的能力越强。对机动性要求高的汽车，Dmin应取小些。第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定3.汽车最小转弯直径Dmin不得大于24m。当其为24m时，前转向轴和末轴的内轮差(以两内轮轨迹中心计)不得大于3.5m。第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定4.汽车通过性参数最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过半径第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的确定5.汽车操纵稳定性参数(1)转向特性参数δ1－δ2＝1～3° 0.4g向心加速度(2)车身侧偏角<3°最好 4.5°较好 不超过7°(3)制动点头角1.5°以下第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择6.汽车制动性参数制动距离st；制动减速度jmax第三节汽车主要参数的选择三、汽车性能参数的选择7.舒适性参数平顺性、空调、噪声、乘坐环境、操纵性平顺性评价—振动频率、振动加速度、动挠度第四节发动机的选择一、车用发动机的分类第四节发动机的选择一、车用发动机的分类第四节发动机的选择二、发动机形式的选择1.气缸排列形式的选择第四节发动机的选择二、发动机形式的选择2.冷却方式的选择第四节发动机的选择二、发动机形式的选择3.燃料类型的选择基准质量(kg)限值COTHCNMHCNOxTHC+NOxPMPNg/kmg/kmg/kmg/kmg/kmg/km个/km类别级别PICIPICIPICIPICIPICIPI*CIPICI一类-全部1.000.500.100-0.068-0.0600.180-0.2300.00450.0045-6.0x1011二类I≤13051.000.500.100-0.068-0.0600.180-0.2300.00450.0045-6.0x1011II1305-17601.810.630.130-0.090-0.0750.235-0.2950.00450.0045-6.0x1011III>17602.270.740.160-0.108-0.0820.280-0.3500.00450.0045-6.0x1011注：基准质量——整备质量加上100kgPI——点燃式（如汽油机）CI——压燃式（如柴油机）*——仅适用于装缸内直喷发动机的汽车第四节发动机的选择三、发动机主要性能指标的选择1.Pemax

及nP最大功率估算

参考同级汽车的比功率统计值，然后选定新设计汽车的比功率值，并乘以汽车总质量，也可以求得所需要的最大功率值。发动机最大功率对汽车的动力性、燃油经济性以及动力总成质量有影响。虽然汽车的动力性随发动机的功率增加而变好，但燃油经济性会降低，动力总成质量也会增加。第四节发动机的选择三、发动机主要性能指标的选择1.Pemax

及nP最大功率相应转速np范围汽油机np=3000-7000r/min，乘用车多在4000r/min以上，总质量小的货车4000-5000r/min柴油机np=1800-4000r/min，乘用车和总质量小些的货车用高速柴油机，在3200-4000r/min之间，总质量大些的货车柴油机np在1800-2600r/min之间第四节发动机的选择三、发动机主要性能指标的选择2.Temax

及nT最大转矩估算

转矩适应性系数1.1-1.3

第五节车身形式的选择一、车身基本类型既是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所主要功用保证驾驶员便于操纵为乘员提供安全舒适环境，隔绝振动和噪声，免受风霜雨雪等恶劣自然环境的影响第五节车身形式的选择一、车身基本类型基本类型承载式、非承载式、半承载式第五节车身形式的选择二、乘用车车身形式基本类型三厢车、两厢车、单厢车第五节车身形式的选择二、乘用车车身形式基本类型折背式、直背式、仓背式、方背式第五节车身形式的选择三、客车车身形式基本类型单层、双层平头、短头第五节车身形式的选择四、货车车身形式驾驶室+货厢第六节轮胎的选择一、轮胎与车轮应满足的基本要求具有足够的负荷能力和速度能力，确保汽车可靠性与安全性；具有良好纵/侧附着性能，有利于汽车的通过性和操纵稳定性；滚动阻力小、行驶噪声低；额定轮胎气压的保持时间长、具有良好的气密封性能；具有良好的径向柔顺性、缓冲特性和吸振能力，有利于乘坐舒适性和平顺性等；磨耗均匀、耐磨性好，耐刺扎/老化，使用寿命长，价格低廉；质量和转动惯量小并有良好的均匀性和质量平衡；互换性好，拆装方便，车轮内有足够的安装制动器的空间；对于越野汽车而言，其轮胎还要求其接地比压较低，并能适应对轮胎气压的调节要求。第六节轮胎的选择二、轮胎的分类第六节轮胎的选择二、轮胎的分类规格参数轮胎规格负荷指数新胎mm最大尺寸mm静负荷半径mm滚动半径mm负荷能力Kg充气压力kPa允许使用轮辋标准增强断面宽度外直径总宽度外直径标准增强标准增强235/80R16109-2357822447983503801030-240-6J，7J235/75R16108112235758244772340368100011202502906J，7J215/65R16981022216862306983123337508502502906J，7J255/60R16103102260712270724322346875-250-7J，8J205/55R1691942146322236422913076006702502906J，7J235/55R1698-245664255674304322750-250-7J，8J205/50R1687912146122236202832975456152502906J，7J235/50R1695992456422556522953126907752502907J，8J245/45R1689932256082346162822955806502502907J，8J265/40R17961002716442826522993137108002502909J，10J295/35R189910330166331367130932277587525029010J，11J295/30R199610030166131366931132171080025029010J，11J295/25R20-95301656313662312319-690-29010J，11J第六节轮胎的选择三、轮胎的选择1.子午线轮胎和斜交轮胎子午线轮胎具有滚动阻力小、附着性能好，且装车后油耗低、寿命长、高速性能优异，因此在乘用车及中型载货汽车中得到广泛应用。第六节轮胎的选择三、轮胎的选择2.轮胎负荷能力汽车轮胎所承受的最大静负荷值，与轮胎额定负荷值之比称为轮胎负荷系数，此系数应尽量控制在0.85~1.00之间变化，以防止轮胎超负荷工作负荷指数LITLCCkgLITLCCkgLITLCCkgLITLCCkgLITLCCkgLITLCCkg804508146282475834878450085515865308754588560895809060091615926309365094670956909671097730987509977510080010182510285010387510490010592510695010797510810001091030110106011110901121120113115011411801151215第六节轮胎的选择三、轮胎的选择3.轮胎速度级别选取时，应使选用轮胎的速度级别所限定的最高使用速度大于所设计汽车的最高车速。速度等级符号Vmaxkm/h符号Vmaxkm/h符号Vmaxkm/h符号Vmaxkm/hC60D65E70F80G90J100K110L120M130N140P150Q160R170S180T190U200H210V240W270Y300第六节轮胎的选择三、轮胎的选择4.胎面花纹轮胎的胎面花纹对滚动阻力、附着能力、耐磨性及噪声有影响。第六节轮胎的选择三、轮胎的选择5.轮胎气压随轮胎气压的增加，其承载能力也越强；但轮胎的附着能力下降，振动频率增加，乘坐舒适性和安全性变坏，对路面及汽车也有不良作用。乘用车轮胎使用气压不应高于所选轮胎规定负荷下限定气压的80%。商用车的轮胎使用气压可接近选定轮胎层级所限定的气压。考虑到操纵稳定性的需求，前轮轮胎气压应低于后轮的轮胎气压。第六节轮胎的选择三、轮胎的选择6.帘线与帘线层级常在高速条件下行驶的汽车，适合选用强度高、导热性好的钢丝帘线轮胎。钢丝帘线仅能做子午线轮胎。相对汽车常在低速条件下行驶时，可以选用尼龙、聚脂、人造丝等人造材料做帘线制造的轮胎。斜交轮胎多用上述材料制作。帘线层级越高，轮胎的承载能力也越强，并有与轮胎气压增加相似的缺点第七节汽车的总体布置一、整车基准零线的确定1.Y轴坐标基准零线一般以汽车中心线（即汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线）作为Y轴坐标基准线规定向左为“+”、向右为“-”第七节汽车的总体布置一、整车基准零线的确定2.Z轴坐标基准零线对于采用非承载式车身的货车及客车，一般以车架纵梁上翼面较长的一段平面在侧（前）视图上的投影线作为Z轴坐标基准线对于采用承载式车身的客车，一般以车架中部地板或边梁上缘面在侧（前）视图的投影线作为Z轴坐标基准线对于乘用车，一般以车身地板平面或通过前轮中心的水平面在侧（前）视图上的投影线作为Z轴坐标基准线规定向上为“+”、向下为“-”第七节汽车的总体布置一、整车基准零线的确定3.X轴坐标基准零线一般以通过左、右前轮中心，并垂直于汽车中心面的平面，在侧（俯）视图的投影线作为X轴坐标基准线，也称为前轮中心线规定向后为“+”、向前为“-”有些厂家在进行乘用车布置时，为避免X轴坐标出现负值，采用距离汽车最前端一定距离的、垂直于汽车中心面的平面在侧（俯）视图的投影线作为X轴坐标基准线.第七节汽车的总体布置一、整车基准零线的确定4.地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线称为地面线。此线是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线5.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，称为前轮垂直线。此线用来作为标注汽车轴距和前悬的基准线。对于乘用车，前轮垂直线一般与前轮中心线重合第七节汽车的总体布置一、整车基准零线的确定第七节汽车的总体布置二、发动机的布置1.发动机的上下位置影响因素：最小离地间隙、驾驶员视野、汽车质心高度布置原则：保证hmin的前提下，尽可能降低发动机的高度；对于乘用车，油底壳下方即为hmin；对于货车，前轴下凹，保证hmin且与上方油底壳之间必须有足够间隙用气缸体前端面与曲轴中心线交点k到地面高度的尺寸b来标明其高度位置第七节汽车的总体布置二、发动机的布置1.发动机的上下位置要求风扇中心与散热器几何中心重合，以使散热器在整个面积上接受风扇的吹风冷却。护风罩用来增大送风量和减小散热器尺寸为保证空气的流通，散热器中心与风扇之间应有不小于50mm的间隙，无护风罩时可减小到30mm。由于空滤器位于进气歧管上，其高度影响发动机罩高度，为此将空滤器做成扁平状。发动机罩与其他零件间隙不得小于25mm，以防止关闭发动机罩时受到损伤。第七节汽车的总体布置二、发动机的布置2.发动机的前后位置影响因素：轴荷分配、传动轴长度和夹角、乘用车前排乘坐舒适性、货车面积利用率等为减小传动轴夹角，前置后驱的发动机常布置成后倾斜，使曲轴中心线与水平线形成1-4°夹角，乘用车多在3-4°之间前置后驱的乘用车，前纵梁之间的距离必须考虑吊装发动机上的所有总成及从下面将发动机安装到汽车上的可能性；还应保证在修理和维护的情况下，从上面安装发动机的可能性第七节汽车的总体布置二、发动机的布置2.发动机的前后位置前后位置应与上下位置一起进行布置。前后位置确定后，在侧视图上绘制发动机的外形轮廓，然后用气缸体前端面与曲轴中心线交点K到前轮中心线之间的距离C来表示前后位置此后可以确定前围的位置：发动机与前围留有足够的间隙，以防热量传入客厢和保证零部件的安装；离合器壳与变速器应能同时拆下，而无须拆卸发动机固定点（此时应特别注意离合器壳上螺钉的接近性）第七节汽车的总体布置二、发动机的布置3.发动机的左右位置一般情况下，曲轴中心线与汽车中心线一致，这对底盘承载系统的受力和对发动机悬置支架的统一有利少数汽车(如4X4)为了防止前桥主减速器总成上跳时不与发动机发生运动干涉，可使二者向相反方向偏移布置第七节汽车的总体布置二、发动机的布置上下、前后、左右第七节汽车的总体布置三、底盘的布置1.传动系统的布置由于发动机、离合器、变速器装成一体，所以在发动机位置确定以后，包括发动机、离合器、变速器在内的动力总成位置也随之而定。驱动桥位置取决于驱动轮位置，同时为了使左右半轴通用，差速器壳体中心线应与汽车中心线重合。为满足万向节传动轴两端夹角相等、满载静止时不大于4°且最大不大于7°的要求，常将后桥主减速器的轴线向上翘起。第七节汽车的总体布置三、底盘的布置1.传动系统的布置在乘用车布置中，在侧视图上常将传动轴布置成U形方案。第七节汽车的总体布置三、底盘的布置2.转向系统的布置（1）转向盘的布置位于驾驶员前方、转向盘平面与水平面夹角要适当转向盘前部盲区小，有利于观察仪表转向盘边缘与周围物体之间有足够大的间隙第七节汽车的总体布置三、底盘的布置2.转向系统的布置（2）转向器的布置转向器应位于前钢板弹簧跳动中心附近转向盘与转向器的轴线常常会不重合，需用万向节传动轴连接，从而提高操作舒适性，方便踏板的布置转向轴在水平面内与汽车中心线夹角不得大于3°转向纵拉杆与摇臂和转向节臂的夹角，尽可能布置成接近直角，保证有较高的传动效率第七节汽车的总体布置三、底盘的布置3.悬架的布置前钢板弹簧布置在纵梁下，以增加转向轮转角；后钢板弹簧布置在车架外侧，以提高侧倾刚度；为增加汽车的不足转向特性，前板簧前高后低，后板簧前低后高；固定铰链在前，活动吊耳在后，有利于缓和路面冲击载荷；减振器尽可能呈直立状态布置。第七节汽车的总体布置三、底盘的布置4.制动系统的布置踏板应在油门踏板内侧，以保证有足够的力踩下；检查杆件运动时有无干涉和死角，防止自行制动；布置制动管路要安全可靠，整齐美观；软管用于有相对运动处的连接；平行管之间距离不小于5mm，或者完全约束一起；交叉管距离不小于20mm不要将管子布置在车架纵梁内侧下翼上，以免由于积水使管子腐蚀第七节汽车的总体布置三、底盘的布置5.踏板的布置离合器踏板、制动踏板和油门踏板a=130,b=60,c=70,d=260,e=200,f=170第七节汽车的总体布置三、底盘的布置6.底盘附件的布置（1）油箱：远离消声器和排气管等热构件；远离电器接头及开关；不应布置在发动机舱内（2）备胎：轿车布置在行李箱内或立于行李箱侧壁或后壁；货车备胎布置在车架中部货箱下或车架尾部下方第七节汽车的总体布置三、底盘的布置6.底盘附件的布置（3）行李舱：要求发动机排量在2.5L左右的乘用车行李箱有效容积为0.4~0.7m3，发动机排量在4L左右的乘用车为0.7～0.9m3；为能整齐地安放手提箱，行李箱底部应平整第七节汽车的总体布置三、底盘的布置6.底盘附件的布置（4）蓄电池：蓄电池与起动机应位于同侧，并且它们之间的距离越近越好，以缩短线路，同时还要考虑拆装方便性和良好的接近性第七节汽车的总体布置四、车身的布置1.人体基本尺寸与人体样板人体基本尺寸第七节汽车的总体布置四、车身的布置1.人体基本尺寸与人体样板人体样板：将躯干、大腿、小腿、脚等模型板利用铰链联接，用来进行车身内部布置的平面人体模型三种尺寸：第10、50、95百分位中等样板用来确定基本尺寸，而矮小、高大样板用来确定座椅调整量它们躯干尺寸相同，但小腿和大腿尺寸不一样人体样板用有机玻璃或胶合板制作，比例为1:5（设计初期）、1:2和1:1第七节汽车的总体布置四、车身的布置2.H点和R点及踵点的确定能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中位置的参考点是躯干与大腿相连的旋转点“胯点”实车测得的“胯点”位置称为H点进行总布置设计之初，先根据总布置要求确定一个座椅调至最后、最下位置时的“胯点”，并称该点是R点，然后以R点作为设计参考点进行设计第七节汽车的总体布置四、车身的布置2.H点和R点及踵点的确定使人体样板上的胯点与初选的座椅上的“胯”点重合，并将人体样板的踵点安放在油门踏板处的地板上的踵点，然后根据选定的坐姿角在图样上进行布置，检查初选值等是否合适第七节汽车的总体布置四、车身的布置3.车身内部布置（1）乘用车车身的内部布置第七节汽车的总体布置四、车身的布置3.车身内部布置（2）货车车身的内部布置第七节汽车的总体布置四、车身的布置3.车身内部布置（3）客车车身的内部布置第七节汽车的总体布置五、运动校核从整车角度出发进行运动学正确性的检查对于有相对运动的部/零件进行运动干涉检查总体设计师应从整车角度出发，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查例如前置时，会因采用变速器形式的不同，使变速器输出轴转动方向不同，影响主减速器的结构，比必须进行运动学检查，保证足够前进档位数；又如转向盘与转向轮转动方向的校核等。第七节汽车的总体布置五、运动校核主要校核转向轮在跳动和转向过程中与翼子板、转向杆系之间的运动关系后轮跳动时与翼子板之间的相对关系传动轴随后轮跳动时的运动关系转向传动机构与转向轮悬架导向机构所产生的转向干涉汽车设计第二章离合器设计第一节概述第二节离合器的结构方案分析第三节离合器主要参数的选择第四节离合器的设计与计算第五节扭转减振器的设计第六节离合器的操纵结构第七节离合器主要零部件的结构设计第一节概述一、摩擦离合器组成摩擦离合器包括主动部分、从动部分、压紧机构(接合）和操纵机构（分离）四部分第一节概述二、功用1.切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；2.在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击，确保平顺换档；3.在工作中受到较大动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；4.有效地降低传动系的振动和噪声。第一节概述三、设计基本要求1.在任何工况下，既能可靠地传递发动机最大转矩，并有适当转矩储备，又能防止过载2.接合要完全、平顺、柔和，确保起步平稳（无抖动、冲击）3.主、从动部分分离要迅速、彻底4.从动部分转动惯量小（减轻冲击、减小磨损）5.应有足够的吸热能力和良好通风散热性能，保证工作温度不致过高，延长使用寿命第一节概述三、设计基本要求6.应能避免和衰减扭振，并具有吸振、缓冲、降噪的能力7.操纵轻便、准确，以减轻驾驶员疲劳8.作用到摩擦衬片上的正压力和摩擦因数变化要小9.应有足够强度和良好的动平衡,保证工作可靠、使用寿命久10.结构简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便第二节离合器的结构方案分析摩擦离合器分类按从动盘数目、压紧弹簧布置形式、压紧弹簧结构形式和分离时作用力方向划分第二节离合器的结构方案分析一、从动盘数的选择单片离合器结构简单轴向尺寸紧凑散热良好维修调整方便从动部分转动惯量小在使用时能保证分离彻底采用轴向有弹性的从动盘可保证接合平顺乘用车/6T以下商用车第二节离合器的结构方案分析一、从动盘数的选择双片离合器传递转矩的能力较大接合更为平顺、柔和在传递相同转矩的情况下，径向尺寸小，踏板力较小中间压盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加快其磨损甚至烧坏分离行程较大，不易分离彻底轴向尺寸较大，结构复杂从动部分的转动惯量较大第二节离合器的结构方案分析一、从动盘数的选择多片离合器多湿式，具有接合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低，磨损较小，使用寿命长等优点。但分离行程大，分离不彻底，轴向尺寸和从动部分转动惯量大。第二节离合器的结构方案分析一、从动盘数的选择第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

周置弹簧离合器中央弹簧离合器斜置弹簧离合器第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

周置弹簧离合器压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，并均匀地布置在一个或同心的两个圆周上，结构简单、制造容易。弹簧压力直接作用于压盘上，为了保证摩擦片上压力均匀，压紧弹簧的数量要随摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的倍数。压紧弹簧直接与压盘接触，易受热回火失效。当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力显著下降，离合器传递转矩的能力也随之降低。此外，弹簧靠在其定位座上，造成接触部位严重磨损，甚至会出现弹簧断裂现象。第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心。由于可选较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，且有利于减小踏板力，使操纵轻便。弹簧不与压盘直接接触，不会使弹簧受热回火失效。通过调整垫片或螺纹容易实现压盘对压紧力的调整。结构较复杂，轴向尺寸较大，多用于发动机最大转矩大于400～500N·m的商用车上，以减轻其操纵力。

第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

斜置弹簧离合器斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力盘上，并通过压杆作用在压盘上。其显著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。与周置弹簧和中央弹簧离合器相比，它具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点，此结构在最大总质量大于14t的商用车上已有采用。第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

膜片弹簧离合器是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成碟簧部分分离指部分第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

膜片弹簧离合器优点（1）有较理想的非线性弹性特性（如设计合理）（2）兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单紧凑，零件数目少，质量小（3）高速旋转时压紧力下降极小，性能稳定（4）压力分布均匀，摩擦片磨损均匀（5）通风散热好，使用寿命长（6）膜片弹簧中心与离合器中心重合，平衡性好缺点制造工艺复杂，成本高，对材质和精度要求高非线性特性不易控制，开口易裂纹，端部易磨损第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

膜片弹簧离合器推式和拉式第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

膜片弹簧离合器拉式优点：1）结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更轻；2）在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时尺寸较小；3）刚度大，分离效率更高：4）杠杆比大，传动效率较高；5）在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和噪声；6）使用寿命更长；7）便于改善不带同步器变速器的换挡性能。第二节离合器的结构方案分析二、压紧弹簧布置形式的选择

膜片弹簧离合器拉式缺点：拉式膜片弹簧的分离指是与分离轴承套筒总成嵌装在一起的，需采用专门的分离轴承单元，结构较复杂，安装拆卸较困难；分离行程比推式略大。第二节离合器的结构方案分析三、膜片弹簧的支承形式

推式膜片弹簧的支承形式双支承环台肩式铆钉：结构简单铆钉、衬套和挡环：结构较复杂无铆钉，离合器盖边缘舌片固定：结构紧凑、简化第二节离合器的结构方案分析三、膜片弹簧的支承形式

推式膜片弹簧的支承形式单支承环环形凸台代替后支承环：结构简化弹性挡环代替前支承环：消除轴向间隙第二节离合器的结构方案分析三、膜片弹簧的支承形式

推式膜片弹簧的支承形式无支承环：结构进一步简化斜头铆钉和环形凸台代替前后支承环弹性挡环和环形凸台代替前后支承环无铆钉式第二节离合器的结构方案分析三、膜片弹簧的支承形式

拉式膜片弹簧的支承形式无支承环：将膜片弹簧大端直接支承在离合器盖环形凸台上单支承环：将膜片弹簧大端支承在离台器盖中的支承环上第二节离合器的结构方案分析四、压盘的驱动方式

凸块-窗孔式、传力销式、键块式连接之间有间隙，在传动中将产生冲击和噪声，且随着接触部分磨损的增加，间隙将加大，引起更大的冲击和噪声，甚至可能导致凸块根部出现裂纹而造成零件的早期损坏另外，零件在相对滑动中有摩擦和磨损，降低了离合器操纵部分的传动效率，已基本被淘汰第二节离合器的结构方案分析四、压盘的驱动方式

弹性传动片式沿圆周切向布置三组或四组薄弹簧钢带传动片，其两端分别与离台器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，传动片的弹性允许其作轴向移动弹性传动片驱动方式的结构简单，压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，工作可靠，寿命长。但反向承载能力差，汽车反拖时易折断传动片，故对材料要求较高，一般采用弹簧钢第三节离合器主要参数的选择一、离合器传递转矩的能力应用于汽车中的摩擦离合器，既要传递发动机转矩，又要靠它的滑磨来使汽车平稳起步，工作条件恶劣因此在设计离合器时，不仅要求它在任何情况下可靠地传递发动机转矩，而且还应使它具有足够的使用寿命，这就要合理地选择离合器结构尺寸和相关设计参数第三节离合器主要参数的选择一、离合器传递转矩的能力1.取决于摩擦面间的静摩擦力矩：

Tc=f·F·Z·Rcf为摩擦因数，一般取0.25~0.30F为压盘施加在摩擦面上的工作压力，NZ为摩擦面数，单片为2，双片为4Rc为摩擦片的平均摩擦半径，m第三节离合器主要参数的选择一、离合器传递转矩的能力2.平均摩擦半径Rc假设压力分布均匀，则单元摩擦面积dS上产生的单元摩擦力矩为：dT=f(p0dS)ρ=fp0(ρdαdρ)ρp0为摩擦面承受的单位压力R、r分别为摩擦片外径和内径

第三节离合器主要参数的选择一、离合器传递转矩的能力2.平均摩擦半径Rc摩擦面承受单位压力p0为：p0=F/π(R2-r2)对于有Z个摩擦面的离合器，其摩擦力矩为：由此得：当d/D

0.6时，有

第三节离合器主要参数的选择一、离合器传递转矩的能力3.传递转矩c为摩擦片内外径之比，一般在0.53-0.70之间

第三节离合器主要参数的选择二、后备系数β离合器所能传递的最大静摩擦力矩Tc与发动机最大转矩Temax之比β=Tc/Temax它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度，为了保证可靠地传递发动机的最大转矩，要求β必须大于1在选择β时，应考虑摩擦片在使用中摩擦片磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、防止滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素第三节离合器主要参数的选择二、后备系数β下列因素要求β不宜选取过大防止传动系过载紧急接合离合器，T传≥（2~3）Temax不松开离合器、紧急制动，T传=（15~20）Temax保证离合器尺寸小，结构简单。减少踏板力，操纵轻便。（单位压力小）发动机缸数多，转矩平稳，β可取小些。膜片弹簧离合器可以取小。（压紧力稳定）第三节离合器主要参数的选择二、后备系数β下列因素要求β不宜选取过小衬片磨损后，仍能可靠传递Temax，β宜取大些。防止离合器接合时滑磨过大，导致寿命下降；使用条件恶劣，有拖挂，为提高起步能力；柴油机因工作粗暴，转矩不平稳，β宜取大些第三节离合器主要参数的选择三、单位压力p0单位压力决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响选择时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素第三节离合器主要参数的选择三、单位压力p0材料[p0]MPa石棉基材料0.10~0.35粉末冶金材料0.35~0.50金属陶瓷0.70~1.50第三节离合器主要参数的选择四、摩擦片外径、内径和厚度摩擦片外径D它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响当离合器结构形式及摩擦材料选定，发动机最大转矩已知，适当选取后备系数和单位压力后，可估算：

第三节离合器主要参数的选择四、摩擦片外径、内径和厚度摩擦片外径D也可根据发动机最大转矩按经验公式选用式中KD为直径系数

第三节离合器主要参数的选择四、摩擦片外径、内径和厚度摩擦片内径d当D确定后，d可按d/D在0.53~0.70来确定；D不变时，若d取小时：摩擦面积增加，Tc增加；但压力分布不均匀，且使摩擦片内外缘圆周速度差别太大而造成摩擦不均匀；不利于散热和扭转减振器的安装。所选D，应使摩擦片最大圆周速度不超过65~70m/s，以免摩擦片发生飞离。第三节离合器主要参数的选择四、摩擦片外径、内径和厚度摩擦片厚度b厚度b为3.0~5.5mm，一般随着外径增大而增加外径（mm）内径（mm）厚度（mm）外径（mm）内径（mm）厚度（mm）1601103.0/3.21701203.0/3.2/3.51801253.0/3.2/3.51901333.0/3.2/3.5/3.82001403.5/3.8/4.02101433.52251503.2/3.52401603.2/3.5/3.8/4.02501603.5/4.02551603.2/3.5/3.8/4.02671653.52751753.53001903.5/3.8/4.03252003.5/3.8/4.0/4.2/4.53502205.03802205.03952304.04002504.2/4.8/5.04202203.54302403.5/4.0/4.2/4.5/5.04502655.0/5.5

第三节离合器主要参数的选择五、摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙摩擦因数f决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有树脂橡胶基的合成非石棉材料、粉末冶金材料和金属陶瓷材料等。摩擦片材料摩擦系数f非石棉树脂橡胶基非缠绕型0.20~0.27缠绕型0.20~0.35粉末冶金材料铁基0.35~0.50铜基0.25~0.35金属陶瓷材料0.40~0.45第三节离合器主要参数的选择五、摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸离合器间隙∆t是指离合器处于正常接合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙该间隙∆t一般为3～4mm第四节离合器的设计与计算一、离合器基本参数的优化1.

设计变量β=Tc/Temax=fFZRc/Temax，β取决于F、Rc(D、d)p0=4F/π(D2-d2)，p0取决于F、D、d。离合器基本参数的优化设计变量选为：

第四节离合器的设计与计算一、离合器基本参数的优化2.

目标函数参数优化设计的目标是，在保证性能的条件下结构尺寸（D、d）尽可能小。即目标函数：

第四节离合器的设计与计算一、离合器