载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计

目 录

设计任务书·------------------------------------------------------[1]

第1章 汽车的总体设计------------------------------------------- [2]

1.1 汽车总体设计的特点 ---------------------------------------[2]

1.2 布置形式------------------------------------------------- [2]

1.3 轴数的选择------------------------------------------------[2]

1.4 -驱动形式轴数的选择---------------------------------------[3]

第2章 汽车主要参数的选择及各部件型号的确定--------------------- [3]

2.1 汽车主要尺寸参数的确定----------------------------------- [3]

2.2 汽车主要质量参数的确定------------------------------------[4]

2.3 汽车性能参数的确定----------------------------------------[4]

2.4 发动机的选择----------------------------------------------[5]

2.5、轮胎的选择------------------------------------------------[7]

2.6、传动系最小传动比的确定-------------------------------------[8]

2.7、传动系最大传动比的确定·----------------------------------[9]

第3章 传动系各总成的选型·---------------------------------------[10]

3.1、发动机的选型---------------------------------------------[11]

3.2、离合器的初步选型-----------------------------------------[12]

3.3、变速器的选型---------------------------------------------[11]

3.4、传动轴的选型---------------------------------------------[13]

3.5、驱动桥的选型----------------------------------------------[14]

设计总结---------------------------------------------------------[15]

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设计任务书

载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计

1、整车性能参数

设计一辆用于长途运输固体物料或集装箱，载重质量为20t的重型载货汽车。

整车尺寸（长*宽*高） 11976mm*2065mm*3400mm

轴数/轴距 4/（5750+1350）mm

额定载质量 20000kg

整备质量 12000kg

公路行驶最高车速 90km/h

最大爬坡度 ≥30%

2、具体设计任务

1) 查阅相关资料，根据设计题目中的具体特点，进行发动机、离合器、变速箱传动轴、驱动桥以及车轮的选型。

2) 根据所选总成进行汽车动力性、经济性的估算，实现整车的优化配置。

3) 绘制设计车辆的总体布置图。

4) 完成至少1万字的设计说明书。

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第1章汽车的总体设计

1.1汽车总体设计的一般顺序

汽车总体设计首先要对汽车性能、质量以及成本有重大影响的外形尺寸（汽车的长、宽、高、轴距、轮距等）、驾驶室内布置及货箱的长、宽、高等尺寸应予以规定。对发动机、离合器、变速器、驱动桥、悬架、转向系、制动系、车身的基本结构和尺寸和轮胎等也要做出选择。有了基本尺寸和主要总成结构之后，就可以画出总布置草图。此后要对各总成质心的位置进行确定，计算轴和分配和质心的位置，必要时还要进行调整，以保证整车各项性能指标达到预定要求。

1.2汽车的布置形式

发动机是汽车的动力心脏，它的布置是汽车整体布置最重要的组成部分。为满足不同的使用要求，汽车总体构造和布置形式是不相同的。发动机在汽车中的位置可依其布置形式分为前置、中置和后置三种。就货车而言，发动机前置后轮驱动是目前采用最为广泛的布置形式。它的优点在于发动机的通用性好，既可选装直列和卧式，又可采用V型发动机，维修时也方便。另外货箱地板高度较低，整车对路面要求也比较低在良好的路面上启动、加速或爬坡时，驱动轮的负荷增大(即驱动轮的附着压力增大)，其牵引性能比前置前驱型式优越，轴荷分配比较均匀，因而具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性，并有利于延长轮胎的使用寿命；.发动机、离合器和变速器等总成临近驾驶室，简化了操纵机构的布置；转向轮是从动轮，转向机构结构简单、便于维修。而发动机的中置、后置同前置相比，发动机的通用性差；只能选用卧式发动机，维修时也很不方便，货箱地板比较高，对路面要求也比较高。因此本车采用已得到广泛应用的平头式货车，同时采用发动机的前置后桥驱动。

1.3轴数的选择

货车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。对于总质量大于19t的公路运输车辆来说，要采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案，即本次设计采用四轴的货车。

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1.4驱动形式的选择

汽车的驱动形式有很多，汽车的用途、总质量和对汽车通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。对于乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单和制造成本低的12×4驱动形式。

第2章 整车主要目标参数的初步确定

2.1汽车主要尺寸参数的确定

汽车的主要尺寸参数包括外廓尺寸、轴距L、前轮距B1和后轮距B2、前悬Lf和后悬Lr、货车车头的长度、货车车箱尺寸等。

2.1.1 汽车外廓尺寸

由于设计的汽车较轻型的货车 根据GB 1589-1989汽车外廓尺寸限界规定并参考同类车型最终确定该车的外廓尺寸：

全长取 11976mm

总宽取 2065 mm

总高取空车时 3390mm 满载3000mm

后视镜单侧外伸量180mm

顶窗和换气装置开启后超出总车高（空载时）200mm

2.1.2轴距L

因为汽车的长、宽、高称为汽车外廓尺寸。参考文献[5]规定汽车外廓尺寸长：货车、越野车、整体式客车不应超过12m，不包括后视镜，汽车宽不超过2.5m；空载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。已知货车的外廓尺寸为：11976mm 2065mm 3390mm。

轴距L=5750mm，FL=1300mm，RL=1500mm

2.1.3前轮距B1和后轮距B2

参考同类车型取

4

前轮距 B1=1900mm 后轮距 B2=1850m

2.1.4前悬Lf和后悬Lr

参考同类车型取

前悬Lf=1300mm 后悬Lr=1500mm

2.1.5货车车头的长度

取长度为1550mm

2.1.6货车车箱尺寸

根据相关原则，取尺寸长度为500mm

2.2汽车质量参数的确定

货车的质量参数包括整车整备质量mo、装载质量me、质量系数ηmo、汽车总质量ma和轴荷分配等。

2.2.1整车整备质量和装载质量

在设计阶段，整车整备质量需估算确定，由收集的同类型的汽车各总成、部件和整车的有关数据，结合本车的设计特点和工艺水平，估算mo=12000kg

由基础数据，me=20000kg

2.2.2质量系数和汽车总质量

汽车的质量系数ηmo是汽车的装载量me与整备质量mo之比，即

ηmo=me/mo=20000/12000=1.67

由基础数据，汽车的最大总质量ma= mo +me+3·65kg=32195kg

2.2.3轴荷分配

参考汽车设计表1-6，轴荷分配取满载时前轴33%，空载时52%。

满载：

前轴荷M1=4220X33%=1393kg

后轴荷M2=4220-1393=2827kg

空载：

前轴荷M1´=2000·52%=1040kg

后轴荷M2´=2000-1040=960kg

2.3汽车性能参数的确定

2.3.1动力性参数

5

2.3.1.1最高车速

由基础数据得最高车速为90km/h

2.3.1.2加速时间

指此车在平直路面上，从原地起步到车速为90km/h的时间，取值为13s

2.3.1.3上坡能力

最大爬坡度≥30%

2.3.1.4汽车比功率和比转矩

由基础数据，比功率Pb=20 kw/t; 比转矩Tb=41 N·m/t

2.3.2燃油经济性参数

货车的燃油经济性参数用汽车在水平的水泥或者沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶单位质量百公里燃油消耗量来评价。此车的数值=2.5L/（100t·km）

2.3.3汽车的最小转弯直径Dmin

由GB7258-1997《机动车安全运行条件》及此车的设计试用条件

参考汽车设计考表1-10 取Dmin=12m

2.3.4通过性几何参数

通过性集合参数主要有：最小离地间隙hmin，接近角γ1，离去角γ2，纵向通过半径ρ1等。参考汽车设计表1-11hmin=200mm γ1=50° γ2=30°

ρ1=4m

2.3.5操纵稳定性参数

转向特性参数=3°，车身侧倾角=5°，制动前俯角=1°

2.4发动机的选择

2.4.1发动机形式的选择

世界范围而言，大型汽车的发动机已经柴油化，中型汽车也多采用柴油机，

轻型载货汽车采用柴油机的也不少，甚至欧洲已将小型高速柴油机用到某些轿车

上。与汽油机相比，柴油机具有油耗低、燃料经济性好、无点火系统，故障少、

工作更可靠，耐久性好、寿命长，排气污染较低和防火安全性好等优点。但一般

柴油机的振动及噪声较大，轮廓尺寸及质量较大，造价较高，起动较困难并易冒