汽车设计 吉林大学 第四版 王望予

2026/4/26 2:35:58

2.汽车的载客量和装载质量(简称载质量) (1)汽车的载客量:(包括驾驶员在内) (2)汽车的载质量me

汽车的载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。 越野汽车的载质量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定载质量。

商用货车载质量me的确定 :首先应与企业商品规划符合,其次要考虑到汽车的用途和使用条件。

第三节 汽车主要参数的选择

3、质量系数εm0

是指汽车载质量与整车整备质量的比值,即

εm0=me/m0

该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平,εm0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

4.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。 乘用车和商用客车的总质量ma : ma =m0+65n十αn (kg)

第三节 汽车主要参数的选择

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负荷 。也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。

思考:轴荷分配对轮胎寿命和汽车使用性能的影响?

要求:设计时应根据对整车的性能要求、使用条件等,合理地选取轴荷分配。 影响因素:汽车的驱动形式与发动机位置、汽车结构特点、车头形式和使用条件。

措施与方法:当总体布置进行轴荷分配计算不能满足预定要求时,可通过重新布置某些总成、部件(如油箱、备胎、蓄电池等)的位置来调整。必要时,改变轴距也是可行的方法之一。

三、汽车性能参数的确定

1.动力性参数

包括最高车速υamax、加速时间t、上坡能力、比功率和比转距等。

(2)加速时间 t

汽车在平直的良好路面上,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,称为加速时间。

(3)上坡能力

用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示。通常要求货车能克服30%坡度,越野车能克服60%坡度。

(4)汽车比功率Pb和比转矩Tb 比功率Pb: Pb=Pemax/ ma 它可以综合反映汽车的动力性 。

我国GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》规定:农用运输车与运输用拖拉机的比功率Pb≥4 .0kW/t,而其他机动车Pb≥4.8kw/t。

比转矩Tb: Tb=Temax/ma 它反映汽车的牵引能力。

第三节 汽车主要参数的选择

2.燃油经济性参数

用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油消耗量(L/100km)来评价。

第三节 汽车主要参数的选择

3.汽车最小转弯直径Dmin

是指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。 Dmin用来描述汽车转向机动性,是汽车转向能力和转向安全性能的一项重要指标。 影响汽车Dmin的因素:与汽车本身有关的因素和法规及使用条件对Dmin的限定。

与汽车本身有关的因素:包括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 。

GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》中规定:机动车的最小转弯直径不得大于24m。当转弯直径为24 m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

4、通过性几何参数

总体设计要确定的通过性几何参数:最小离地间隙hmin,接近角γ1,离去角γ2,纵向通过半径ρ1等。

第三节 汽车主要参数的选择

5、操纵稳定性参数

与总体设计有关并能作为设计指标的有: (1)转向特性参数

为了保证有良好的操纵稳定性,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。

(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°以内较好,最大不允许超过7°。

(3)制动前俯角

为了不影响乘坐舒适性,要求汽车以0.4g的减速度制动时,车身的侧俯角不大于1.5°。

6、制动性参数

汽车制动性:是指汽车在制动时,能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定,下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。

评价指标:目前常用制动距离st、平均制动减速度j和行车制动的踏板力及应急制动时的操纵力来评价制动效能。

GB7258-1997《机动车运行安全条件》中规定:

第三节 汽车主要参数的选择

7、舒适性

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。

评价:汽车行驶平顺性常用垂直振动参数评价,包括频率和振动加速度等,此外悬架动挠度也用来作为评价参数之一 。

第四节 发动机的选择

一、汽车用发动机的分类

二、发动机形式的选择

1、汽油机与柴油机的选用

汽油机的排放污染物以CO、HC、NOx为主。柴油机排放污染物中的CO、HC比汽油机低,NOx比汽油机高,柴油机排气中的微粒PM比汽油机高得多。总的评价是汽油机的排放指标不如柴油机。

在进行发动机选型时,一定要考虑国家或城市制定汽车排放法规 。

发动机噪声,是汽车的主要噪声源,对车内外行驶噪声有很大影响。汽车工业发达国家对汽车加速噪声和发动机噪声均以法规形式予以限制。采用电控燃油技术可使柴油机燃烧噪声显著降低。发动机振动也影响乘员乘坐舒适性。

为了降低油耗、节约能源和材料,要求尽可能减轻汽车的质量。而减少发动机的质量对减轻汽车整备质量有较大影响。

可用质量功率比这一指标评价发动机质量。汽油机为1~3.7kg/kW,要小于柴油机的质量功率比2~7kg/kW。

要求发动机的尺寸尽可能小,占用的空间尽可能少。在相同的条件下,通常柴油机比汽油机的尺寸要大些。

发动机的可靠性直接关系到使用维修费、市场销售占有率和影响到客户对发动机也包括对汽车的信誉。 选用工作可靠的发动机,就相当于提高了汽车的可靠性。—般情况下,柴油机的工作可靠性要好于汽油机。

耐久性通常用大修寿命或首次大修里程来评价。通常情况下,柴油机的耐久性要好于汽油机。

一般情况下,柴油机的燃油消耗率低于汽油机。

目前,对动力性要求比较高,又要求乘坐舒适性良好的乘用车、车辆总长较小的客车或总质量小些的货车,广泛应用的是汽油机;在日本与欧洲及国内生产的上述车型有些用柴油机。

四冲程汽油机在上述车型中占有较大的比例。

总质量较大的货车以应用柴油机为主。国外,载质量在4t以上的货车全部用柴油机。 2、气缸排列形式与冷却方式的选用

发动机的气缸有直列、水平对置和V型三种排列形式。

发动机排量小的汽油机多采用直列式发动机并用在乘用车上。发动机排量大的乘用车以及总质量大的货车采用V型发动机的较多。水平对置式发动机用在少量车辆总长较长的客车上。

发动机有水冷与风冷两种冷却方式。

目前,大多数汽车发动机用水冷方式冷却。

第四节 发动机的选择

3、其他发动机的选型

①目前,车用燃气机的技术发展已经成熟。 天然气汽车已在使用。

②氢燃料汽车已经开发成功。

③近来电动汽车受到重视,并得到较快发展。在解决了关键技术,尤其是蓄电池技术以后,电动汽车应该是未来交通运输工具的最佳选择。

④混合动力汽车是指包含两种或两种以上动力源并能协调工作的车辆。可以分为蓄电池储能、液压储能和飞轮储能三种。

使用液压蓄能器的汽车混合动力系统已在某些客车上得到应用,燃油经济性可提高25%~30%。

第四节 发动机的选择

三、发动机主要性能指标的选择

1、发动机最大功率Pemax和相应转速np

1)根据所设计汽车应达到的最高车速υamax(km/h),估算发动机最大功率:

3)最大功率Pemax对应转速np的范围如下:

汽油机的np在3000~7000r/min,因乘用车最高车速高,np值多在4000r/min以上;总质量小些的货车的np值在4000~5000r/min之间,总质量居中货车的np值更低些。

柴油机的np值在1800~4000r/min之间。乘用车和总质量小些的货车用高速柴油机,np值常取在3200~4000r/min之间;总质量大些的货车的柴油机np值在1800~2600r/min之间。

第四节 发动机的选择

四、发动机的悬置

1)发动机悬置应满足下述性能要求: (1)要求悬置元件刚度大些为好; (2)要求悬置元件有良好的隔振性能;

(3)要求悬置元件有减振降噪功能,并要求悬置元件工作在低频大振幅时(如发动机怠速状态)提供大的阻尼特性,而在高频低幅振动激励下提供低的动刚度特性,以衰减高频噪声。

(4)悬置元件还应当满足耐机械疲劳、橡胶材料的热稳定性及抗腐蚀能力等方面的要求。 (5)此外,液室与外部之间应密封良好。

2)布置要求:发动机前悬置点,应布置在动力总成质心的附近,支座应尽可能宽些并布置在排气管之前。


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