专用汽车设计

后八轮自卸车上装重心位置确定方法在对汽车进行总体布置时，验证轴荷分配是否合理是设计时很重要的一个环节，因为轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。

而各使用性能对轴荷分配的要求相互之间是矛盾的，这就要求设计时根据对整车的性能要求、使用条件等合理地选取轴荷分配。

在专用汽车设计中，因为底盘是外购厂家提供的，所以仅需通过调整上装来使整车轴荷分布相对合理。

而大多数设计者往往都会先对上装进行简单布置，然后再反复验证前后轴荷分配是否合理，验证后再对上装重心进行调整，这样做法导致的结果就是经常要经过几次试验才能达到轴荷的合理分配，费时费力。

笔者根据多年来积累的一些设计经验，找到了一种简单易行的专用车上装重心位置确定方法。

1 重心位置确定方法 1.1已知参数的确定因为一般底盘厂家都会提供较详细的底盘参数，所以以下参数在选定底盘后便已确定：总质量a m 、底盘整备质量0m 、底盘前/后轴重1m /2m 、轴距L 、承载人数1n （每人按60㎏算）等，其中0m =1m +2m 。

所以上装自重与载质量之和 12165e a m m m m n =--- （1-1） 1.2确定前后轴轴荷设总质量状态下前轴轴荷为A ，则后轴轴荷为1-A 。

1.3确定重心位置设改装车辆的重心位置距后轴距离为X ， 则前轴轴重 11165eXm M m n L=++ （1-2） 又有 1a M m A = （1-3）将式2-1、式2-3带入式2-2可解得：11121(65)65a a L A m n m X m m m n --=--- （1-4）由式1-4可知：在底盘参数已知的情况下，只要再选定合适的前轴轴荷，就可依式计算出上装重心位置参数X 。

各类货车满载时的轴荷分配推荐值见下表：表1-1 货车满载时轴荷分配推荐值根据表1-1选定前后轴荷，可最终算出上装重心位置。

第一章专用汽车的总体设计1 总布置参数的确定1.1 专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高）1.1.1 长①载货汽车≤12m②半挂汽车列车≤16.5m1.1.2 宽≤2.5m（不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触部分的变形等）1.1.3 高≤4m（汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态）1.1.4 车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm1.1.5 汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm1.2专用汽车的轴距和轮距1.2.1 轴距轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。

轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。

1.2.2 轮距轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。

1.3专用汽车的轴载质量及其分配专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。

1.3.1 各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88《公路工程技术标准》）1.3.2 基本计算公式A 已知条件a）底盘整备质量G1b）底盘前轴负荷g1c ） 底盘后轴负荷Z 1d ） 上装部分质心位置L 2e ） 上装部分质量G 2f ） 整车装载质量G 3（含驾驶室乘员）g ） 装载货物质心位置L 3（水平质心位置）h ） 轴距)(21l l l +B 上装部分轴荷分配计算（力矩方程式）g 2（前轴负荷）×（121l l +）（例图1）=G 2（上装部分质量）×L 2（质心位置）g 2（前轴负荷）=12221)()(l l L G +⨯上装部分质心位置上装部分质量则后轴负荷222g G Z -= C 载质量轴荷分配计算g 3（前轴负荷）×)21(1l l +=G 3×L 3（载质量水平质心位置）g 3（载质量前轴负荷）=13321)()(l l L G +⨯装载货物水平质心位置整车装载质量则后轴负333g G Z -= D 空车轴荷分配计算例图1g 空（前轴负荷）=g 1（底盘前轴负荷）+g 2（上装部分前轴轴荷） Z 空（后轴负荷）=Z 1（底盘后轴负荷）+Z 2（上装部分后轴轴荷） G 空（整车整备质量）=空空Z g + E 满车轴荷分配计算 g 满（前轴负荷）=g 空+g 3 Z 满（后轴负荷）=Z 空+Z 3 G 满（满载总质量）=g 满+Z 满 1.4 专用汽车的质心位置计算专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈好。

简述专用汽车设计的步骤和要求专用汽车设计与制造的特点是批量小、大多是改装设计。

因此，不同于一般的新车设计，不需要进行从总体到总成的系统设计，主要根据使用要求和功能需要选择合适的车型底盘，匹配具有专用功能的工作装置。

一、设计步骤1.可行性分析在深入调查研究的基础上，对新型专用汽车进行可行性分析。

了解新产品的使用条件，用户对新产品的性能要求、使用要求及需求量，收集国内外同类或相近类专用汽车的技术资料进行分析比较，整理出新型专用汽车开发的可行性报告，分析新产品开发的目的及意义，国内外现状及发展趋势，市场预测及技术经济分析，产品开发的关键技术及其实施方案等内容。

2．技术设计（1）确定主要性能指标专用汽车的性能指标可分为基本性能指标和专用性能指标两大类。

基本性能指标包括汽车的动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、通过性等指标；专用性能指标是由专用汽车的专用功能确定，可通过现有技术资料进行分析比较或社会调查来选择确定。

（2）选择汽车底盘专用汽车是在定型汽车底盘上安装专用工作装置，用于承担专门运输任务或专项作业的汽车，其基本性能是由汽车底盘的性能所决定。

（3）总布置设计专用汽车设计实质上是在定型汽车底盘上进行改装设计的一个过程，根据专用性能设计安装各类型的专用工作装置。

总布置设计主要包括总体尺寸参数、质量参数、专用工作装置的布置形式和相对尺寸，取力器和传动装置的布置形式，有时由于专用工作装置布置的需要，在不改变使用性能的前提下，对底盘上的某些部件进行重新布置。

（4）性能参数计算总布置方案确定后，要对一些主要性能参数进行计算，如动力性指标、轴载质量分配、燃油经济性指标等。

这些指标应在不改变原汽车底盘的性能指标前提下，视计算结果可对总布置方案进行必要的修改。

（5）总成及零部件设计以总布置为依据，进行各总成及零部件的设计计算，各总成及零部件的尺寸确定以后还应在总布置上作运动校核，使各部件之间相互协调。

3.产品试制与鉴定设计完成后，工艺人员根据产品设计图样与本厂的生产编制工艺流程卡片及工艺路线，进行试生产和改进设计。

专用汽车设计常用计算公式汇集1.负载能力计算：
负载能力=轴重×轴数
2.强度计算：
强度=承载能力/安全系数
3.随载荷的车辆的弯曲刚度计算：
弯曲刚度=轮距×反曲率
4.弹性模量计算：
弹性模量=受力/受力产生的应变
5.轮胎筋度计算：
筋度=载荷/平均轮胎接地面积
6.轴间距计算：
轴间距=轴距/轴数
7.动力计算：
动力=扭矩×转速
8.燃油消耗计算：
燃油消耗=燃油消耗率×行驶距离
9.悬挂系统设计中的均布荷载计算：
均布荷载=最大悬挂荷载/悬挂系统自重
10.制动系统设计中的制动力计算：
制动力=负荷×制动系数
11.车辆加速度计算：
加速度=净推力/质量
12.转向半径计算：
转向半径=转向角度×轴距
13.刹车距离计算：
刹车距离=初速度²/(2×刹车力×摩擦系数)
14.路面阻力计算：
路面阻力=风阻+滚动阻力+坡道阻力+惯性阻力
15.加重系数计算：
加重系数=充油重量/空车重量
这些公式可以帮助设计师进行专用汽车的设计和计算，以确保其满足设计要求和安全标准。

然而，需要注意的是，实际应用中还需要考虑许多其他因素，如材料的强度特性、零部件的可行性、摩擦系数等，并且可能需要进行进一步的工程分析和测试。

因此，在设计专用汽车时，应综合考虑各种因素，以确保所设计的汽车能够满足用户需求和安全要求。

专用车设计要点1.斜撑必须顶住内插立柱（内插立柱车）。

2.支腿拉杆必须和护栏拉杆错开，不得在一条直线上。

3.工具箱到轮胎的距离应小于300mm，不能考的太近。

4.低平板边梁与轮胎的距离最少留有150mm。

5.腰灯上的孔心距是135mm。

6.货台面的高度=轮胎半径+桥半径（富华桥75）+上垫板的厚度（14，16，18，20，注：通华22，24）+板簧厚度（具体根据板簧厚度与个数，一般10片，每片13）+弧高（通常50~70mm）+悬架高度（150~300mm）+大梁高度。

7.尾保险杠，14#槽钢。

尾保险杠竖撑=后货台面高度-离地高度530 –后端横梁16#槽钢160-横杠宽度14#槽钢140。

8.墙板长度=【车架长度-龙门架竖边框（140mm）—立柱宽度（210mm）×5~6—间隙（30mm，36mm）】/5，6。

9.前货台面高度=纵梁高度（240mm）+鞍坐离地高度+牵引销板高度（20mm）。

10.前货台面高度—后货台面高度=80~100mm，即前后落差在80~100mm(单驱)。

双驱的前后落差为50mm。

11.对于普通半挂车支腿上部必须要有根底横梁。

12.贯穿梁间距：在600~750mm范围，贯穿梁布局时考虑（斜支撑）与工具箱，轮胎，护栏，备胎器等不得干涉，悬架正上方必须有一根贯穿梁。

13.12：00轮胎直径1125mm（半径562.5mm），11：00轮胎直径1085mm（半径542.5mm），12：00轮胎直径1055mm（半径527.5mm）。

14.牵引车前回半径：牵引销到驾驶室不得干涉；前置距：牵引销到驱动桥之间的距离；后回悬半径：牵引销到车头尾灯的距离。

（支腿）；鞍座离地高度：鞍座到水平地面距离。

15.银宝，悬架规格210,230,250,270mm。

16.悬架销中心到地面的高度:（误差可在20mm以内）。

轮胎半径562.5mm 轮胎半径542.5 mm 轮胎半径527.5 mm悬架销到地面的高度833.5 813.5 798.5垫板16板簧130弧高50桥半径75垫板16板簧130弧高50桥半径75垫板16板簧130弧高50桥半径7517.50#鞍座比90#鞍座低20mm。

专用汽车设计常用计算公式1.马力计算公式：马力=扭矩*转速/5252这个公式用于计算发动机的功率，其中扭矩以磅-英尺（lb-ft）为单位，转速以每分钟为单位。

2.转弯半径计算公式：转弯半径=车辆轴距/正切值(转角)这个公式用于计算车辆在转弯时所需的最小转弯半径，其中车辆轴距以英尺为单位，转角以弧度为单位。

3.雷诺数计算公式：雷诺数=流体密度*流体速度*尺寸/流体粘度这个公式用于计算流体力学中的雷诺数，其中流体密度以千克/立方米为单位，流体速度以米/秒为单位，尺寸以米为单位，流体粘度以千克/米·秒为单位。

4.压力损失计算公式：压力损失=管道阻力系数*管道长度*流体密度*流体速度的平方/2这个公式用于计算流体在管道中的压力损失，其中管道阻力系数以无量纲形式表示，管道长度以米为单位，流体密度以千克/立方米为单位，流体速度以米/秒为单位。

5.车辆油耗计算公式：油耗=行驶距离/燃油消耗这个公式用于计算车辆的油耗，其中行驶距离以公里为单位，燃油消耗以升为单位。

6.制动距离计算公式：制动距离=初始速度的平方/2*制动能力这个公式用于计算车辆制动时所需的最小制动距离，其中初始速度以米/秒为单位，制动能力以米/秒²为单位。

7.载荷计算公式：载荷=重力加速度*质量这个公式用于计算物体的重力，其中重力加速度以米/秒²为单位，质量以千克为单位。

8.散热器尺寸计算公式：散热器尺寸=所需散热功率/（散热器效率*温度差）这个公式用于计算散热器的尺寸，其中所需散热功率以瓦特为单位，散热器效率为无量纲值，温度差以摄氏度为单位。

9.轮胎气压计算公式：胎压=轮胎负荷/轮胎接地面积这个公式用于计算轮胎的气压，其中轮胎负荷以牛顿为单位，轮胎接地面积以平方米为单位。

10.加速度计算公式：加速度=（末速度-初速度）/时间这个公式用于计算物体的加速度，其中末速度以米/秒为单位，初速度以米/秒为单位，时间以秒为单位。

专用汽车设计的特点和要求：(1)专用汽车设计多选用定型的大体型汽车底盘进行改装设计 (2)专用汽车设计的主要工作是整体布置和专用工作装置匹配 (3)针对专用汽车品种多、批量少的生产特点 (4)对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产特点，要更多考虑通用设备加工的可能性。

(5)对专用汽车工作装置中的某些核心部件和总成，如各类水泵、油泵、气泵、空压机及各种阀等，要从专业生产厂家中优选 (6)在普通汽车底盘上改装的专用汽车，底盘受载情况可能与原设计不同，因此要对一些重要的总成结构件进行强度校核。

(7)专用汽车设计应知足有关机动车辆公路交通安全法规的要求 (8)某些专用汽车可能会在很恶劣的环境下工作，其利用条件复杂，要了解和掌握国家及行业相应的规范和标准，使专用汽车有良好的适应性，工作靠得住，是要设安全性装置。

专用汽车底盘的选型：所谓二类汽车底盘，即在大体型整车的基础上。

去掉货箱。

所谓三类汽车底盘，一般是在基本型车的基础上，去掉货箱和驾驶室。

常规的厢式车、罐式车、自卸车等一般是采用二类汽车底盘改装设计。

底盘选型时应知足如下要求：（１）适用性（２）靠得住性（３）先进性（４）方便性总布置的原则：(1)尽可能避免对汽车底盘各总成位置的变更.因为—些总成部件位置的变动，不仅会增加本钱，而且也可能影响到整车性能。

但有时为了知足专用工作装置的性能要求，也需要作一些改动，如截短原汽车底盘的后悬、燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。

但改变的原则是不影响整车性能。

(2)应满足专用工作装置性能的要求，使专用功能取得充分发挥 (3)装载质量、轴载质量分派等参数的估算和校核为适应汽车底盘或总成件的承载能力和整车性能要求。

应修改整体布置方案。

(4)应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷; (5)应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量 (6)应符合有关法规的要求整车整体参数包括尺寸参数和质量参数两大部份：尺寸参数 1．外廓尺寸外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置肯定，但最大尺寸要知足法规要求：车辆高不超过4m；车辆宽(不包括后视镜)不超过2.5m；外开窗、后视镜等突出部分距车身不超过250mm，车辆长：货车不超过13m，半挂汽车列车不超过16.5m，全挂汽车列车不超过20 m。

第一章专用汽车的总体设计1 总布置参数的确定1.1 专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高）1.1.1 长①载货汽车≤12m②半挂汽车列车≤16.5m1.1.2 宽≤2.5m（不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触部分的变形等）1.1.3 高≤4m（汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态）1.1.4 车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm1.1.5 汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm1.2专用汽车的轴距和轮距1.2.1 轴距轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。

轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。

1.2.2 轮距轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。

1.3专用汽车的轴载质量及其分配专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。

1.3.1 各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88《公路工程技术标准》）前轴轴载质量（kg ） ≤3000 ≤5000 ≤7000 ≤6000 后轴轴载质量（kg ） ≤7000≤10000≤13000≤240001.3.2 基本计算公式 A 已知条件a ） 底盘整备质量G 1b ） 底盘前轴负荷g 1c ） 底盘后轴负荷Z 1d ） 上装部分质心位置L 2e ） 上装部分质量G 2f ） 整车装载质量G 3（含驾驶室乘员）g ） 装载货物质心位置L 3（水平质心位置）h ） 轴距)(21l l l +B 上装部分轴荷分配计算（力矩方程式）g 2（前轴负荷）×121l l +（例图1）=G 2（上装部分质量）×L 2（质心位置）例图1g 2（前轴负荷）=12221)()(l l L G +⨯上装部分质心位置上装部分质量则后轴负荷222g G Z -= C 载质量轴荷分配计算g 3（前轴负荷）×)21(1l l +=G 3×L 3（载质量水平质心位置）g 3（载质量前轴负荷）=13321)()(l l L G +⨯装载货物水平质心位置整车装载质量则后轴负333g G Z -= D 空车轴荷分配计算g 空（前轴负荷）=g 1（底盘前轴负荷）+g 2（上装部分前轴轴荷） Z 空（后轴负荷）=Z 1（底盘后轴负荷）+Z 2（上装部分后轴轴荷） G 空（整车整备质量）=空空Z g + E 满车轴荷分配计算 g 满（前轴负荷）=g 空+g 3 Z 满（后轴负荷）=Z 空+Z 3 G 满（满载总质量）=g 满+Z 满 1.4专用汽车的质心位置计算专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈好。

第一章专用汽车的总体设计1 总布置参数的确定1.1 专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高）1.1.1 长①载货汽车≤12m②半挂汽车列车≤16.5m1.1.2 宽≤2.5m（不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装饰线条、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎与地面接触部分的变形等）1.1.3 高≤4m（汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态）1.1.4 车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm1.1.5 汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高300mm1.2专用汽车的轴距和轮距1.2.1 轴距轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。

轴距的长短除影响汽车的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半径、纵向通过半径等，此外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。

1.2.2 轮距轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。

1.3专用汽车的轴载质量及其分配专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。

1.3.1 各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88《公路工程技术标准》）前轴轴载质量（kg ） ≤3000 ≤5000 ≤7000 ≤6000 后轴轴载质量（kg ） ≤7000≤10000≤13000≤240001.3.2 基本计算公式 A 已知条件a ） 底盘整备质量G 1b ） 底盘前轴负荷g 1c ） 底盘后轴负荷Z 1d ） 上装部分质心位置L 2e ） 上装部分质量G 2f ） 整车装载质量G 3（含驾驶室乘员）g ） 装载货物质心位置L 3（水平质心位置）h ） 轴距)(21l l l +B 上装部分轴荷分配计算（力矩方程式）g 2（前轴负荷）×（121l l +）（例图1）=G 2（上装部分质量）×L 2（质心位置）例图1g 2（前轴负荷）=12221)()(l l L G +⨯上装部分质心位置上装部分质量则后轴负荷222g G Z -= C 载质量轴荷分配计算g 3（前轴负荷）×)21(1l l +=G 3×L 3（载质量水平质心位置）g 3（载质量前轴负荷）=13321)()(l l L G +⨯装载货物水平质心位置整车装载质量则后轴负333g G Z -= D 空车轴荷分配计算g 空（前轴负荷）=g 1（底盘前轴负荷）+g 2（上装部分前轴轴荷） Z 空（后轴负荷）=Z 1（底盘后轴负荷）+Z 2（上装部分后轴轴荷） G 空（整车整备质量）=空空Z g + E 满车轴荷分配计算 g 满（前轴负荷）=g 空+g 3 Z 满（后轴负荷）=Z 空+Z 3 G 满（满载总质量）=g 满+Z 满 1.4专用汽车的质心位置计算专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈好。

1：专用车在我国发展的条件是什么?答：我国专用车改装车生产从50年代开始，有较长的历史；我国专用车辆性能和质量有很大提高，专用车已成为汽车工业重要的组成部分；我国第三产业的兴起和发展使得对专用车需求增大。

2：汽车上使用万向传动轴的作用是什么？答：实现汽车在任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，保证连接两轴尽可能的等速运转，传动效率高，使用寿命长。

3：总体布置设计时应考虑哪些问题？答：A有利于专用功能充分发挥，B应满足底盘性能的要求，C尽量减少对底盘总成的改动，D尽量减少专用汽车整车整备质量，提高装备质量。

4：轮距影响到汽车的那些性能答：专用汽车的轮距除影响汽车总长外，还影响汽车的轴荷分配，装载质量，装载面积或容积，最小转弯半径，纵向通过半径，汽车的操纵性和稳定性。

5：专用汽车的货箱布置时应考虑哪些问题？答：a，货箱和货物的重心距后轴中心线的距离对汽车轴荷分配有决定性影响b，货厢与驾驶室之间应保持一定的距离，以防止汽车紧急制动时货厢向前冲撞驾驶室，或因车架变形时车厢和驾驶室相互摩擦c，为避免集中载荷，专用汽车通常在不破坏主车架的情况下，采用副车架，使集中载荷均布在主车架上，d, 为避免驾驶室在高速振动和应力集中，驾驶室背面同专用设备或车身的前端不能取得过长，e, 为保持车架的强度，不允许在车架上任意钻孔和焊接，车厢地板高度尽可能低以便于货物装卸。

6：罐式专用汽车有哪些优点,存在问题，分类？答：优点：a,运输效率高，b,货物不易变质，c,利于安全运输，d,减轻劳动强度，改善装卸条件，e,降低运输成本。

存在问题：a,汽车里程利用率低，b装卸点要用必要的装卸设施，c，罐体维修费用较高。

分类：液罐车，粉料罐车，颗粒罐车，气体罐车，其他专用罐车。

7：罐式专用汽车罐体常采用那些材料及特点？常用材料：a普通低碳钢板，b低碳合金钢板c不锈钢板d铝和铝合金，e塑料，f玻璃钢。

特点：1）。

普通低碳钢板：机械性能好，有足够的强度韧性及良好的焊接性能，工艺性好，价格比较低廉；防腐蚀性能欠佳，运输腐蚀性物品时，常在内壁涂以防腐蚀材料。