汽车总体设计与计算

1、汽车总体设计、计算参数一、外形尺寸参数1、轴距L2、前后轮距B1 与 B23、汽车的外廓尺寸总长、总宽、总高4、汽车的前悬LF 和后悬 LR由总布置最后确定（保证足够的接近角和离去角）（前悬处要布置发动机、水箱、弹簧前支架、保险杠、转向器等）二、质量参数1、汽车的装载量mG轿车是指载客量，即座位数。2、汽车的整备质量m0总体设计初，可对同类型同级别且结构相似的样车及部件的质量进行测定分析，并以此为基础初步估算出新设计车个部件的质量及整车整备质量。（亦可按照人均汽车整备质量的统计值来估算（人均整备质量/t ）普通轿车 0.180.24 中级轿车 0.210.29 中高级轿车 0.290.34 3

2、、汽车的总质量 ma整备质量、载客量、行李质量mB 、附加设备mF(每人按 65kg 计，行李质量(轿车 )每人 510kg)4、轴荷分配它对汽车的牵引性、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影响。轴荷分配对前后轮胎的磨损有直接影响。三、主要性能参数1、汽车动力性参数汽车的动力性参数主要有直接档和I 档最大动力因数、最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩等。1）直接档最大动力因数D0 max2 ）I 档最大动力因数DI maxDI max直接影响汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。它主要取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。3

3、）最高车速Va max以汽车行驶的功率平衡来确定。GB/T12544-90汽车最高车速试验方法4）汽车的比功率和比转矩这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。5）加速时间“ 0 100km/h ”或 “ 0 80km/h的”换档加速时间。表二动力性计算需要的数据发动机使用外特性的 Tq n 曲线的拟和公式以及发动机最低转速 nmin 和最高转速 nmax 装载质量（乘客数）1 / 7整车整备质量总质量车轮（滚动）半径传动系机械效率滚动阻力系数空气阻力系数X 迎风面积主减速器传动比飞轮转动惯量二前轮转动惯量二后轮转动惯量轴距质心至前轴距离（满载、空载）质心高（满载、空载）变速

4、器传动比 (各档 )计算目标（结果） ：绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图、确定最高车速、绘制汽车爬坡度图（附着率曲线）、确定最大爬坡度（克服该坡度时相应的驱动轮的附着率）、绘制汽车行驶加速度倒数曲线、绘制汽车 I 档起步加速至100km/h的车速 -时间曲线、求解汽车行驶起步到100km/h的加速时间，绘制汽车动力特性图、确定直接档和I 档最大动力因数。汽车功率平衡图、后备功率图。2、燃料经济性参数“百公里最低燃料消耗量”计算需要的数据：发动机万有特性图汽车功率平衡图计算目标（结果） ：等速行驶工况燃油消耗量、等加速行驶工况燃油消耗量、等减速行驶工况燃油消耗量、怠速停车时的燃油消耗量、整个循环工

5、况的百公里燃油消耗量。3、机动性参数最小转弯半径Rmin ，与汽车轴距、轮距及转向车轮的最大转角有关。(可通过计算方法得到)4、操纵稳定性参数2 / 71）转向特性参数需要得到不足转向特性，即前后轴侧偏角之差（）为正。通常用汽车以0.4g 的向心加速度坐定圆等速行驶时前后轴的侧偏角之差（）作为转向特性的参数，它是一个较小的正角度值，轿车一般为1o-3o 。2) 车身侧倾角汽车以 0.4g 的向心加速度坐定圆等速行驶时，车身倾角在3o 内最好，最大不得超过7o。3）制动点头角汽车以 0.4g 减速度制动时的车身点头角应不大于1.5 o,否则将影响乘坐舒适性。GB 6323-86汽车操纵稳定性试验

6、方法。GB/T6323.6-94表四粗略操纵稳定性计算需要数据总质量绕 Oz 轴转动惯量轴距质心至前轴距离质心至后轴距离前轮总侧偏刚度后轮总侧偏刚度转向系总传动比5、平顺性参数车身的垂直振动参数，即车身的垂向振动加速度、自由振动固有频率、振幅以及人-车振动系统的响应特性等。总体设计：前后悬架的偏频或静挠度、动挠度以及车身振动加速度等参数。前后悬架的偏频n1 与 n2 应接近且应使n2 略高于 n1。前后悬架静挠度值fc1 和 fc2 的匹配，推荐取。车型满载时偏频n/Hz满载静挠度fc/cm满载动挠度fd/cm前悬架n1后悬架n2前悬架fc1后悬架fc2前悬架fd1后悬架fd2计算需要数据：整

7、车质量（簧上质量、簧下质量）前轴（满载、空载）后轴（满载、空载）质量分配系数前悬架（等效）刚度:麦弗逊式独立悬架后悬架（等效）刚度：拖拽扭力臂式悬架6、制动性参数3 / 7制 距离、制 减速度和制 踏板力。7、通 性参数最小离地 隙、接近角、离去角及 向通 半径。最小离地 隙/m接近角 /( o)离去角 /( o) 向通 半径 /m微型、普通 中 、中高 、高 0.120.180.130.20203015233558附一： 用 ADAMS 或 LMS VirtualLab Motion 多体 力学 件 算操 定性所需要参数及 算 果1、运 学（几何定位）参数 的相关运 部件的几何定位参数， 即

8、 的具体 构型式， 各运 接部件之 的安装 接位置与相 角度。1） 架的几何拓扑 构2） 距、 距、前 、后 等3）整 心位置图 麦弗 架几何拓扑 构前 定位前束Toeangle 外 角Camberangle主 后 Casterangle主 内 Kingpininclinationangle 角内 角外 角2、 量 ( 量、 心与 量)参数各运 部件的 量、 心与 量。1）整 （簧上）整 量、 量4 / 72）整 （簧上） 心（ 坐 系）的 量3) 胎（ +制 ） 量、 量 .3、力学特性（ 度、阻尼等）参数 簧、减振器、 胎、 性 套等的力学特性参数前 架螺旋 簧 格 直径 簧直径自由高度旋

9、向有效圈数 簧 度后 架扭杆 格直径材料剪切 性模量作用 度扭杆臂 度减振器 格（复原阻力、 阻力指活塞速度 0.3m/s 的阻力）（特性曲 ）最大 度最小 度工作行程复原阻力 阻力 定杆直径扭 度 向系 向 比等效 度 胎（最好提供 胎特性曲 ）名称 位大小 注 自由半径 Rmm胎 kPa, 荷 Kg 胎径向 度 CzN/mm 胎 向滑移 度CsN/Slip 胎 偏 度 CN/rad 胎外 度 CN/rad径向相 阻尼系数 阻尼系数 f静摩擦系数 0 摩擦系数 14、外界（道路 、 力、坡度等）参数路 、 向 力（高速行 ）5 / 7计算内容：1、侧倾角（ Roll Angle ）2、侧倾中

10、心（ RollCenterLocation ）3、侧倾转向系数（ Roll Steer ）侧倾引起的转向角变化变化率4、悬架侧倾角刚度（ SuspensionRollRate ）5、侧倾外倾系数(RollCamberCoefficient)外倾角 与侧倾角比值即侧倾外倾系数、侧倾后倾系数(RollCenterCoefficient)主销后倾角与侧倾角比值即、阿克曼角（Ackerman ）附二：应用 ADAMS 或 LMS VirtualLab Motion 多体动力学软件计算平顺性所需要参数及计算结果整车及悬挂的各项参数同附一中的参数，除此之外还需要下列参数：整车质量（簧上质量、簧下质量）前轴（满载、空载）簧上质量簧下质量后轴（满载、空载）簧上质量簧下质量质心位置质心距前轴距离质心距后轴距离前悬架：麦弗逊式独立悬架刚度阻尼后悬架：拖拽扭力臂式悬架刚度阻尼悬架衬套刚度阻尼轮胎垂直刚度前后座椅的位置距离前轴距离离地面高度（悬架橡胶衬套应该提供刚度特性曲线，包括静刚度与动刚度）计算内容：1、偏频试验：确定前后悬架的偏频。2、平顺性试验：根据座椅（地板）振动水平的目标值来优化悬架参数 刚度、阻尼等。附三：发动机选型参