0285-輕型汽車(chē)底盤(pán)鼓式液壓制動(dòng)器設(shè)計(jì)【全套5張CAD圖】,全套5張CAD圖,輕型,汽車(chē)底盤(pán),液壓,制動(dòng)器,設(shè)計(jì),全套,cad
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題 目 輕型汽車(chē)底盤(pán)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
輕型汽車(chē)底盤(pán)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)
摘要：汽車(chē)作為陸地上的現(xiàn)代重要交通工具，由許多保證其性能的大部件，即所謂“總成”組成，制動(dòng)系就是其中一個(gè)重要的總成，它直接影響汽車(chē)的安全性。隨著高速公路的快速發(fā)展和車(chē)流密度的日益增大，交通事故也不斷增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，在由于車(chē)輛本身的問(wèn)題而造成的交通事故中，制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的事故為總數(shù)的45%?？梢?jiàn)，制動(dòng)系統(tǒng)是保證行車(chē)安全的極為重要的一個(gè)系統(tǒng)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)的好壞還直接影響車(chē)輛的平均車(chē)速和車(chē)輛的運(yùn)輸效率，也就是保證運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。制動(dòng)系既可以使行駛中的汽車(chē)減速，又可保證停車(chē)后的汽車(chē)能駐留原地不動(dòng)。由此可見(jiàn)，汽車(chē)制動(dòng)系對(duì)于汽車(chē)行駛的安全性，停車(chē)的可靠性和運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益起著重要的保證作用。
當(dāng)今，隨著高速公路網(wǎng)的不斷擴(kuò)展、汽車(chē)車(chē)速的提高以及車(chē)流密度的增大，對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系的工作可靠性要求顯得日益重要。只有制動(dòng)性能良好和制動(dòng)系工作可靠的汽車(chē)才能充分發(fā)揮出其高速行駛的動(dòng)力性能并保證行駛的安全性。由此可見(jiàn)，制動(dòng)系是汽車(chē)非常重要的組成部分，從而對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系的機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)計(jì)算也就顯得非常重要了。
論文中采用的是前鼓后鼓的制動(dòng)系方案并且前輪采用雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器，后輪采用領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，兼顧了制動(dòng)器效能因數(shù)和制動(dòng)器效能的穩(wěn)定性。它的工作原理是利用與車(chē)身(或車(chē)架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車(chē)輪(或傳動(dòng)軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來(lái)阻止車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，亦即由制動(dòng)踏板的踏板力通過(guò)推桿和主缸活塞，使主缸油液在一定壓力下流入輪缸，并通過(guò)兩輪缸活塞推使制動(dòng)蹄繞支承銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向兩邊分開(kāi)而以其摩擦片壓緊在制動(dòng)鼓的內(nèi)圓面上。不轉(zhuǎn)的制動(dòng)蹄對(duì)旋轉(zhuǎn)制動(dòng)鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生制動(dòng)力，使車(chē)輪減速直至停車(chē)。
論文第一章介紹了汽車(chē)制動(dòng)系發(fā)展情況和制動(dòng)系統(tǒng)的組成。第二章主要講述了汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)。第三章講述了鼓式制動(dòng)系的主要形式及其方案的選取。第四章分析計(jì)算了制動(dòng)器制動(dòng)過(guò)程中動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算。第五章講述了鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和主要零部件的設(shè)計(jì)。第六章是關(guān)于鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算。第七章是制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。第八章是鼓式制動(dòng)器主要零部件的強(qiáng)度分析。
關(guān)鍵詞：鼓式制動(dòng)器 ； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) ； 制動(dòng)參數(shù)
Abstract As an important modern land.based transport, Automotive components from many large parts ,namely, the so.called "assembly" which ensure the performance of automotive, and braking system which directly affects the safety of motor vehicles is one of the most important assembly. With the rapid development of highways and increased traffic density, traffic accidents are also increasing. According to the information on the vehicle itself as a result of problems caused by traffic accidents, the brake system failure caused the accident accounting for the total number of 45%. So braking system is an extremely important system to ensure traffic safety. In addition, the braking system has a direct impact on the quality of the average vehicle speed and vehicle transportation efficiency, that is, an important factor ensuring cost.effective transport. It not only can slow down a moving vehicle, but also to ensure that the car can be fixed in situ after parking. This shows that the vehicle braking system plays an important role in traffic safety, the reliability of parking, and transport economic efficiency.
Today, with ever.expanding highway network, the improvement of vehicle speed and traffic density, on the work of automotive braking system reliability requirements become increasingly important. Only vehicles which have good braking performance and reliable braking system can give full play to their high.speed dynamic performance and to ensure the safety of traveling. This shows that the braking system is a very important component of the vehicle, thus it’s very important to the analysis and design of brake system bodies.
Paper used brake program of the brake drum in front and behind. Front wheel used duo.duplex drum brakes and behind wheel simplex drum brakes, which takes into account the effectiveness of the brakes and brake performance factor of stability. Its working principle is to use with the body (or frame) associated with non.rotating components and the wheel (or shaft) connected to the rotating components of friction between the wheels to prevent the trend of turning or rotating, namely by the pedal force of brake pedal passing through the push rod and the master cylinder piston, making master cylinder oil inflow wheel cylinder under a certain pressure, and pushing through the two.cylinder piston brake shoe so that rotating around the branch managers, the top separately to both sides pressed in its friction plate brake drum surface of the inner circle. Non.rotating brake shoe produced friction torque to rotating drum brake resulting in braking force to slow down until the wheels stop.
The first chapter of this paper describes the development of automotive braking system. Chapter II focuses on the overall design of the car. Chapter III is about the main form and program selection of the drum brake. Chapter IV is about analysis and calculation of kinetic parameters of the brake during braking process. Chapter V described the structure of drum brake components and the design of the main parameters. Chapter VI described design and calculation of drum brake. Chapter VII is about the analysis and calculation of drum brake drive mechanism. Chapter VIII is about strength checking on the main components of drum brake.
Key words: Drum brake Drive mechanism Brake Parameters
目錄
1 緒論 1
1.1汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況 1
1.2汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的組成 1
2 汽車(chē)總體參數(shù)的選擇及計(jì)算 3
2.1 總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求 3
2.2汽車(chē)形式的確定 4
2.3汽車(chē)質(zhì)量參數(shù)的確定 5
2.4汽車(chē)主要尺寸的確定 6
2.5汽車(chē)性能參數(shù)的確定 9
2.6發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 9
2.7輪胎的選擇 14
3 鼓式制動(dòng)器的方案選擇 16
3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式 16
3.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 17
3.1.2單向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 20
3.1.3雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 21
3.1.4雙從蹄式制動(dòng)器 22
3.1.5單向增力式制動(dòng)器 22
3.16雙向增力式制動(dòng)器 23
3.2鼓式制動(dòng)器方案的確定 24
3.2.1制動(dòng)效能因素 24
3.2.2本設(shè)計(jì)中鼓式制動(dòng)器方案的優(yōu)選 25
4 制動(dòng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算 26
4.1制動(dòng)過(guò)程車(chē)輪所受的制動(dòng)力 26
4.2制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度計(jì)算 26
4.3同步附著系數(shù)與附著系數(shù)利用率計(jì)算 33
4.4制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩 35
4.5制動(dòng)器因素與制動(dòng)蹄因素 38
5 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及主要零部件設(shè)計(jì) 42
5.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 42
5.2鼓式制動(dòng)器主要零部件的設(shè)計(jì) 46
5.2.1制動(dòng)蹄 46
5.2.2制動(dòng)鼓 46
5.2.3摩擦襯片 47
5.2.4摩擦材料 48
5.2.5蹄與鼓之間的間隙自動(dòng)調(diào)整裝置 49
5.2.6制動(dòng)支承裝置 50
5.2.7制動(dòng)輪缸 50
5.2.8張開(kāi)機(jī)構(gòu) 51
6 鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 51
6.1 駐車(chē)制動(dòng)能力的計(jì)算 51
6.2 中央制動(dòng)器的計(jì)算 53
6.3壓力沿襯片長(zhǎng)度方向的分布規(guī)律 54
6.4 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩 56
6.5 摩擦襯片磨損特性計(jì)算 60
6.6 制動(dòng)因素的計(jì)算 61
6.6.1支承銷(xiāo)式領(lǐng)—從蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù) 62
6.6.2支承銷(xiāo)式雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器的制動(dòng)因數(shù) 63
7 制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與計(jì)算 64
7.1 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案選擇 66
7.2 制動(dòng)管路的選擇 66
7.3 液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 68
7.3.1制動(dòng)輪缸直徑的確定 68
7.3.2制動(dòng)主缸直徑的確定 68
7.3.3制動(dòng)踏板力 70
7.3.4制動(dòng)踏板工作行程 71
7.3.5真空助力器的設(shè)計(jì)計(jì)算 71
8 鼓式制動(dòng)器主要零部件強(qiáng)度分析 74
8.1 制動(dòng)蹄支承銷(xiāo)剪切應(yīng)力計(jì)算 74
8.2緊固摩擦片鉚釘?shù)募羟袘?yīng)力驗(yàn)算 75
結(jié)論 77
參考文獻(xiàn) 78
謝辭 79
附錄 80
79
1 緒論
1.1汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展概況
從汽車(chē)誕生時(shí)起，車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)在車(chē)輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，隨著車(chē)輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車(chē)行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)種類(lèi)很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣—液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來(lái)逐漸消耗車(chē)輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車(chē)輛制動(dòng)減速，或直至停車(chē)的目的。伴隨著節(jié)能和清潔能源汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)，汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生了很大的改變，出現(xiàn)了很多新的結(jié)構(gòu)型式和功能形式。新型動(dòng)力系統(tǒng)的出現(xiàn)也要求制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式和功能形式發(fā)生相應(yīng)的改變。例如電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)，無(wú)法為真空助力器提供真空源，一種解決方案是利用電動(dòng)真空泵為真空助力器提供真空。
汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展是和汽車(chē)性能的提高及汽車(chē)結(jié)構(gòu)型式的變化密切相關(guān)的，制動(dòng)系統(tǒng)的每個(gè)組成部分都發(fā)生了很大變化。
1.1.1汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的組成
制動(dòng)系統(tǒng)主要由下面的4個(gè)部分組成：
(1)供能裝置：也就是制動(dòng)能源，包括供給、調(diào)節(jié)制動(dòng)所需能量以及各個(gè)部件，產(chǎn)生制動(dòng)能量的部分稱(chēng)為制動(dòng)能源；
(2)控制裝置：包括產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作和控制制動(dòng)效果的部件；
(3)傳動(dòng)裝置：包括把制動(dòng)能量傳遞到制動(dòng)器的各個(gè)部件；
(4)制動(dòng)器：產(chǎn)生阻礙車(chē)輛運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力的部件，也包括輔助制動(dòng)系統(tǒng)中的部件。
現(xiàn)代的制動(dòng)系統(tǒng)還包括制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和報(bào)警裝置，壓力保護(hù)裝置等輔助裝置。
供能裝置的發(fā)展
供能裝置主要是指制動(dòng)能源，制動(dòng)能源有人力制動(dòng)、伺服制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)或者上述任兩者的結(jié)合使用。
人力制動(dòng)是開(kāi)始有制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的制動(dòng)能源，它有機(jī)械式制動(dòng)、液壓式制動(dòng)兩種形式。機(jī)械式制動(dòng)主要用于駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中，駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中要求用機(jī)械鎖止方法保證汽車(chē)在原地停止不動(dòng)，在任何情況下不至于滑動(dòng)。液壓式制動(dòng)是通過(guò)制動(dòng)踏板推動(dòng)制動(dòng)主缸，進(jìn)而使制動(dòng)器進(jìn)入工作狀態(tài)。伺服制動(dòng)兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)作為制動(dòng)能源，正常情況下制動(dòng)能量由動(dòng)力伺服系統(tǒng)供給，動(dòng)力伺服系統(tǒng)失效時(shí)可由人力供給制動(dòng)能量，這時(shí)伺服制動(dòng)就變?yōu)槿肆χ苿?dòng)。伺服制動(dòng)可用氣壓能、真空能(負(fù)氣壓能)以及液壓能作為伺服能量，形成各種形式的助力器。動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)能源是發(fā)動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的油泵或者氣泵，人力僅作為控制來(lái)源，可分為氣壓制動(dòng)、氣頂液制動(dòng)、液壓制動(dòng)。其中氣壓制動(dòng)是發(fā)展最早的一種動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。它用空氣壓縮機(jī)提供氣壓，氣頂液制動(dòng)是用氣壓推動(dòng)液壓動(dòng)作，產(chǎn)生制動(dòng)作用。液壓制動(dòng)是目前得到廣泛應(yīng)用的一種制動(dòng)系統(tǒng)，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。目前正在發(fā)展的電液復(fù)合制動(dòng)以及電子制動(dòng)中使用了電機(jī)作為制動(dòng)能源，人力踩制動(dòng)踏板作為控制來(lái)源。
控制裝置的發(fā)展
最早的人力制動(dòng)，通過(guò)機(jī)械的連接產(chǎn)生制動(dòng)動(dòng)作。發(fā)展到人力控制制動(dòng)，通過(guò)踩制動(dòng)踏板啟動(dòng)制動(dòng)，再由傳力裝置把制動(dòng)踏板力傳到真空助力器，經(jīng)過(guò)真空助力器的助力擴(kuò)大后，傳遞到制動(dòng)主缸產(chǎn)生液壓力，然后通過(guò)油路把液壓力傳遞到每個(gè)輪缸，開(kāi)始制動(dòng)。隨著清潔能源汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的研究應(yīng)用，以及電子技術(shù)在汽車(chē)上面的廣泛應(yīng)用，制動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置也出現(xiàn)了電子化的趨勢(shì)，其中電制動(dòng)完全改變了制動(dòng)系統(tǒng)的控制和管理，會(huì)使汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生革命性的變化，它采用電子控制，可以更加準(zhǔn)確、更高效率地實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。
傳動(dòng)裝置的發(fā)展
人力制動(dòng)時(shí)代是采用機(jī)械式的傳動(dòng)裝置，氣(液)壓制動(dòng)是利用氣(液)壓力和連接管路把制動(dòng)力傳遞到制動(dòng)器。電子制動(dòng)則是利用制動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)力直接作用到制動(dòng)器，它的控制信號(hào)來(lái)自控制單元(ECU)，用信號(hào)線(xiàn)傳遞制動(dòng)信號(hào)和制動(dòng)力信息。
制動(dòng)器的發(fā)展
制動(dòng)器是制動(dòng)的主要組成部分，目前汽車(chē)制動(dòng)器基本都是摩擦式制動(dòng)器，按照摩擦副中旋轉(zhuǎn)元件的不同，分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi)制動(dòng)器。
鼓式制動(dòng)器又有領(lǐng)從蹄式、雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向自增力式、雙向自增力式制動(dòng)器等結(jié)構(gòu)型式。盤(pán)式制動(dòng)器有固定鉗式、浮動(dòng)鉗式、浮動(dòng)鉗式包括滑動(dòng)鉗式和擺動(dòng)鉗盤(pán)式兩種型式?；瑒?dòng)鉗式是目前使用廣泛的一種盤(pán)式制動(dòng)器。由于盤(pán)式制動(dòng)器熱和水穩(wěn)定性以及抗衰減性能較鼓式制動(dòng)器好，可靠性和安全性也好，而得到廣泛應(yīng)用。但是盤(pán)式制動(dòng)器效能低，無(wú)法完全防止塵污和銹蝕，兼做駐車(chē)制動(dòng)時(shí)需要較為復(fù)雜的手驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而在后輪上的應(yīng)用受到限制，很多車(chē)是采用前盤(pán)后鼓的制動(dòng)系統(tǒng)組成。電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)上具有再生制動(dòng)能力的電機(jī)，在回收制動(dòng)能量時(shí)起制動(dòng)作用，它引入了新型的制動(dòng)器。作為一種新的制動(dòng)器型式，勢(shì)必引起制動(dòng)器型式的變革。電制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)器是基于傳統(tǒng)的制動(dòng)器，也分為盤(pán)式電制動(dòng)器和鼓式電制動(dòng)器，鼓式電制動(dòng)器由于制動(dòng)熱衰減性大等缺點(diǎn)，將來(lái)汽車(chē)上會(huì)以盤(pán)式電制動(dòng)器為主。
2 汽車(chē)總體參數(shù)的選擇及計(jì)算
2.1 總體設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求
由動(dòng)力裝置、底盤(pán)、車(chē)身、電器及儀表等四部分組成的汽車(chē)，是用來(lái)載送人員和貨物的運(yùn)輸工具。
汽車(chē)主要在寬度有限的道路上行駛，同時(shí)與汽車(chē)比較，還有人、自行車(chē)、摩托車(chē)等弱勢(shì)群體也在使用同一道路，因此存在交通隱患。為了在有限的道路上容納更多的車(chē)輛運(yùn)行、減少交通事故以及從汽車(chē)造型和減輕質(zhì)量等方面考慮，對(duì)汽車(chē)的外形尺寸需要予以限制。
使用汽車(chē)加快了人得生活節(jié)奏，提高了工作效率，出門(mén)遠(yuǎn)行也更方便；與使用火車(chē)、飛機(jī)、船舶等交通工具相比較，受到的約束減少了很多。因此，更多的人愿意選擇汽車(chē)作為交通工具。幾十年來(lái)，汽車(chē)的保有量始終居高不下，凡是人類(lèi)密集的地方，汽車(chē)也密集，由此而引起的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。共同保護(hù)好人類(lèi)的生存環(huán)境已經(jīng)受到全世界的重視，各國(guó)政府普遍采用制定相關(guān)法規(guī)的形式來(lái)從事交通方面的管理工作。
交通工具具有在自然環(huán)境條件下使用的特點(diǎn)，汽車(chē)也不例外。自然環(huán)境的變化因素很多，有些還沒(méi)有規(guī)律，如溫度、濕度、霧、白晝與黑夜、干燥的硬路面與泥濘深淺不定的軟路面等等，要求汽車(chē)能適應(yīng)這些環(huán)境而安全地行駛，就必須制定有關(guān)法規(guī)強(qiáng)制企業(yè)執(zhí)行，這也是工程技術(shù)人員從事設(shè)計(jì)的工作依據(jù)之一。
進(jìn)行汽車(chē)總體設(shè)計(jì)工作應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求：
（1）汽車(chē)的各項(xiàng)性能、成本等，要求達(dá)到企業(yè)在商品計(jì)劃中所確定的指標(biāo)。
（2）嚴(yán)格遵守和貫徹有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，注意不要侵犯專(zhuān)利。
（3）盡最大可能地去貫徹三化，即標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。
（4）進(jìn)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的校核，保證汽車(chē)有正確的運(yùn)動(dòng)和避免運(yùn)動(dòng)干涉。
（5）拆裝與維修方便。
我國(guó)制定的有關(guān)方面的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)正在得到不斷的完善，它們中有些是結(jié)合我國(guó)具體條件制定的，有些是參照國(guó)外的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)制定的。這些法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)涉及的面很廣，如有關(guān)汽車(chē)外廓尺寸標(biāo)準(zhǔn)（GB1589—1989汽車(chē)外廓尺寸限界）、汽車(chē)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)以及有關(guān)公路法規(guī)對(duì)汽車(chē)軸荷限定的要求等等。在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)工作時(shí)，要特別注意正在實(shí)施的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)目前已有40項(xiàng)，隨著時(shí)間的遷移還會(huì)有變化。這些強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)與汽車(chē)類(lèi)型有關(guān)，設(shè)計(jì)師要嚴(yán)格遵守。
2.2汽車(chē)形式的確定
汽車(chē)的分類(lèi)按照GB/T3730.1—2001將汽車(chē)分為乘用車(chē)和商用車(chē)。乘用車(chē)是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上主要用于載運(yùn)乘客及其隨身行禮或臨時(shí)物品的汽車(chē)，包括駕駛員座位在內(nèi)的最多不超過(guò)9個(gè)座位。它也可以牽引一輛掛車(chē)。
商用車(chē)是指在設(shè)計(jì)和技術(shù)特性上用于運(yùn)送人員和貨物的汽車(chē)，并且可以牽引掛車(chē)，且商用車(chē)又有客車(chē)、半牽引掛車(chē)、貨車(chē)之分。
不同形式的汽車(chē)，主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動(dòng)形式、以及布置形式上有區(qū)別。
（1）軸數(shù)
汽車(chē)可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車(chē)的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎負(fù)荷能力以及汽車(chē)的結(jié)構(gòu)等。
包括乘用車(chē)以及汽車(chē)總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車(chē)輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車(chē)輛，均采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低廉的兩軸方案。總質(zhì)量在19t~26t的公路運(yùn)輸車(chē)采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽車(chē)宜采用四軸或四軸以上的形式。
由于本設(shè)計(jì)中汽車(chē)的裝載質(zhì)量是兩噸，其總質(zhì)量小于19t，所以采用兩軸的布置方案。
（2）驅(qū)動(dòng)形式
汽車(chē)驅(qū)動(dòng)形式有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等，其中第一個(gè)數(shù)字代表汽車(chē)的車(chē)輪總數(shù)，第二個(gè)數(shù)字表示驅(qū)動(dòng)輪數(shù)。乘用車(chē)和總質(zhì)量小些的商用車(chē)，多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的4×2驅(qū)動(dòng)形式?？傎|(zhì)量在19t以上至26t的公路運(yùn)輸車(chē)，用6×4或6×2的型式，總質(zhì)量更大的公路運(yùn)輸車(chē)則采用8×4型式。
所以本設(shè)計(jì)采用4×2的驅(qū)動(dòng)形式。
(3)布置形式
貨車(chē)可以按照駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置不同，分為平頭式、短頭式、長(zhǎng)頭式和偏置式四種。貨車(chē)又可按發(fā)動(dòng)機(jī)位置不同，分為發(fā)動(dòng)機(jī)前置、中置和后置三種布置形式。
平頭式貨車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)位于駕駛室內(nèi)，其主要優(yōu)點(diǎn)是：汽車(chē)總長(zhǎng)和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動(dòng)性能好；不需要發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板，汽車(chē)整備質(zhì)量減小，駕駛員視野得到明顯改善，采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的接近性；汽車(chē)貨箱與整車(chē)的俯視面積之比比較高。平頭式貨車(chē)得到廣泛的應(yīng)用。
所以本設(shè)計(jì)采用平頭式的布置形式，并且采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。
2.3汽車(chē)質(zhì)量參數(shù)的確定
汽車(chē)的質(zhì)量參數(shù)包括整車(chē)整備質(zhì)量、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車(chē)總質(zhì)量、軸荷分配等。
（1）整車(chē)整備質(zhì)量
整車(chē)整備質(zhì)量是指車(chē)上帶有全部裝備（包括隨行工具、備胎等），加滿(mǎn)燃料、水，但沒(méi)有裝貨和載人時(shí)額整車(chē)質(zhì)量。其對(duì)汽車(chē)的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。
（2）裝載質(zhì)量
汽車(chē)的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好的路面上行駛時(shí)所允許的額定裝載質(zhì)量。商用貨車(chē)裝載質(zhì)量的確定首先應(yīng)與企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃符合，其次要考慮到汽車(chē)的用途和使用條件。
本設(shè)計(jì)中給出了裝載質(zhì)量t。
（3）質(zhì)量系數(shù)
質(zhì)量系數(shù)是指汽車(chē)裝載質(zhì)量與整車(chē)整備質(zhì)量的比值，即＝。該系數(shù)反映了汽車(chē)的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，值越大，說(shuō)明該汽車(chē)的設(shè)計(jì)水平和工藝水平越先進(jìn)。
參考同類(lèi)型的汽車(chē)的質(zhì)量系數(shù)值（表2.1）后，綜合選定本設(shè)計(jì)中的質(zhì)量系數(shù)值
表 2.1 不同類(lèi)型汽車(chē)的質(zhì)量系數(shù)
汽車(chē)類(lèi)型
貨車(chē)
輕型
0．80.1．10
中型
1．20.1．35
重型
1．30.1．70
由此可以確定整車(chē)整備質(zhì)量，t。
（4）汽車(chē)的總質(zhì)量
汽車(chē)總質(zhì)量是指裝備齊全，并按照規(guī)定裝滿(mǎn)客，貨時(shí)的整車(chē)質(zhì)量。
商用貨車(chē)的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、裝載質(zhì)量和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即
Kg
式中，為包括駕駛員及隨行人員數(shù)在內(nèi)的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。代入數(shù)據(jù)，n=2，t，可得到總質(zhì)量t。
（5）軸荷分配
汽車(chē)的軸荷分配是指汽車(chē)在空載或滿(mǎn)載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車(chē)軸對(duì)支承平面的垂直負(fù)荷，也可以用占空載或滿(mǎn)載總質(zhì)量的百分比來(lái)表示。
軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車(chē)的許多使用性能有影響。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車(chē)輪的負(fù)荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車(chē)有良好的動(dòng)力性和通過(guò)性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的負(fù)荷，而從動(dòng)軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，以利減小從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力和提高在環(huán)路面上的通過(guò)性，為了保證汽車(chē)有良好的操縱穩(wěn)定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷不應(yīng)過(guò)小，因此，可以得出作為很重要的軸荷分配參數(shù)，各使用性能對(duì)其要求是相互矛盾的，這就要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)整車(chē)的性能要求，使用條件等，合理地選擇軸荷分配。
各類(lèi)汽車(chē)的軸荷分配見(jiàn)表2.2。
表2.2 各類(lèi)汽車(chē)的軸荷分配
車(chē)型
滿(mǎn)載
空載
前軸
后軸
前軸
后軸
乘
用
車(chē)
發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)
發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)
發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)
47% ~ 60%
45% ~ 50%
40% ~ 46%
40% ~ 53%
50% ~ 55%
54% ~ 60%
56% ~ 66%
51% ~ 56%
38% ~ 50%
34% ~ 44%
44% ~ 49%
50% ~ 62%
商
用
貨
車(chē)
后輪單胎
后輪雙胎，長(zhǎng)、短頭式
后輪雙胎，平頭式
后輪雙胎
32% ~ 40%
25% ~ 27%
30% ~ 35%
19% ~ 25%
60% ~ 68%
73% ~ 75%
65% ~ 70%
75% ~ 81%
50% ~ 59%
44% ~ 49%
48% ~ 54%
31% ~ 37%
41% ~ 50%
51% ~ 56%
46% ~ 52%
63% ~ 69%
本設(shè)計(jì)選擇后輪雙胎，平頭式的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。
2.4汽車(chē)主要尺寸的確定
汽車(chē)的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸，軸距，輪距，前懸，后懸，貨車(chē)車(chē)頭長(zhǎng)度和車(chē)廂尺寸等。
（1）外廓尺寸
汽車(chē)的長(zhǎng)、寬、高稱(chēng)為汽車(chē)的外廓尺寸。在公共路上和市內(nèi)行駛的汽車(chē)最大外廓尺寸受有相關(guān)法規(guī)限制不能隨意確定，而非公路用車(chē)輛可以不接受法規(guī)限制。
GB1589.1989汽車(chē)外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車(chē)，整體式客車(chē)總長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)12m，單鉸鏈?zhǔn)娇蛙?chē)不超過(guò)18m，半掛汽車(chē)列車(chē)不超過(guò)16.5m，全掛汽車(chē)不超過(guò)20m，不包括后視鏡，汽車(chē)寬不超過(guò)2.5m，空載，頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車(chē)不超過(guò)4m，后視鏡等單側(cè)外伸量不得超過(guò)最大寬度處250mm，頂窗，換氣裝置開(kāi)啟時(shí)不得超出車(chē)高300mm。
影響乘用車(chē)總高的因素有軸間底部離地高，地板及下部零件高、室內(nèi)高和車(chē)頂造型高度等。軸間底部離地高應(yīng)大于最小離地間隙。一般在1120.1380mm之間。車(chē)頂造型高度大約在20.40mm范圍內(nèi)變化。因此綜合考慮，選擇此輕型貨車(chē)的外廓尺寸為（）。
汽車(chē)的質(zhì)心高度參考同類(lèi)型輕型貨車(chē)可以選擇空載時(shí)的質(zhì)心高度為=710mm，滿(mǎn)載時(shí)的質(zhì)心高度取為=930mm。
（2）軸距
軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車(chē)總長(zhǎng)、汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響。當(dāng)軸距小時(shí)，上述指標(biāo)均減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配、傳動(dòng)軸夾角有影響。軸距過(guò)短，會(huì)帶來(lái)一系列缺點(diǎn)，車(chē)廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)，制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大，使汽車(chē)的制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞，車(chē)身縱向角震動(dòng)過(guò)大，此外還會(huì)導(dǎo)致萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等問(wèn)題。
表2.3顯示了各類(lèi)汽車(chē)的軸距和輪距。
表2.3 各類(lèi)汽車(chē)的軸距和輪距
車(chē)型
汽車(chē)總質(zhì)量/ t
軸距L／mm
輪距B／mm
商用車(chē)（4X2貨車(chē)）
1.8
1700..2900
1150..1350
1.8.6.0
2300..3600
1300..1650
6.0.14.0
3600..5500
1700..2000
14.0
4500..5600
1840～2000
綜合各方面數(shù)據(jù)選擇輕型貨車(chē)的軸距L=3300mm。
（1）前輪距和后輪距
改變汽車(chē)輪距B會(huì)影響車(chē)廂或駕駛室內(nèi)寬，總車(chē)寬度，總質(zhì)量，傾斜剛度，最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。增大輪距則車(chē)廂內(nèi)寬度隨之增大，并有利于增加側(cè)傾剛度，汽車(chē)橫向穩(wěn)定性變好；但是汽車(chē)的總寬和總質(zhì)量及最小轉(zhuǎn)彎半徑等增加，并導(dǎo)致汽車(chē)的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機(jī)動(dòng)性變壞。
受汽車(chē)總寬度不超過(guò)2.5m的限制，輪距不宜過(guò)大，在選定前輪距范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)，車(chē)架，前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車(chē)架，車(chē)輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)間隙。在確定后輪距時(shí)，應(yīng)考慮車(chē)架兩縱梁之間的寬度，懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有的必要的間隙。
根據(jù)表2.3選擇此輕型汽車(chē)的mm。
（2）前懸和后懸
前懸尺寸對(duì)汽車(chē)通過(guò)性，碰撞安全性，駕駛員視野，前鋼板彈簧長(zhǎng)度，上車(chē)和下車(chē)的方便性以及汽車(chē)造型等均有影響。初選前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置下個(gè)總成，部件的同時(shí)應(yīng)盡可能短些。對(duì)于平頭式車(chē)，考慮到正面碰撞能有足夠多的結(jié)構(gòu)部件吸收碰撞能量，保護(hù)前排乘員的安全，這又要求前懸有一定的尺寸。
選擇此輕型貨車(chē)的前懸為800mm。
后懸尺寸對(duì)汽車(chē)通過(guò)性，汽車(chē)追尾時(shí)的安全性，貨廂長(zhǎng)度或行李箱長(zhǎng)度，汽車(chē)造型等都有影響，并取決于軸距和軸荷分配的要求。總質(zhì)量在1.8.14t的貨車(chē)后懸一般在1200.2200mm之間。
此輕型貨車(chē)的后懸mm。
（3）貨車(chē)車(chē)頭長(zhǎng)度
貨車(chē)車(chē)頭長(zhǎng)度是指從汽車(chē)的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。長(zhǎng)頭型貨車(chē)車(chē)頭長(zhǎng)度尺寸一般在2500.3000mm之間，平頭型貨車(chē)一般在1400.1500mm之間。
選擇此輕型貨車(chē)的車(chē)頭長(zhǎng)度為1400mm。
2.5汽車(chē)性能參數(shù)的確定
（1）動(dòng)力性參數(shù)
汽車(chē)動(dòng)力性參數(shù)包括最高車(chē)速、加速時(shí)間t、上坡能力、比功率和比轉(zhuǎn)矩等。
最高車(chē)速 隨著道路條件的改善，特別是高速公路的修建，汽車(chē)尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)大些的乘用車(chē)最高車(chē)速有逐漸提高的趨勢(shì)。而此設(shè)計(jì)中任務(wù)書(shū)給定的最高車(chē)速km/t。
加速時(shí)間t 汽車(chē)在平直的良好的路面上，從原地起步開(kāi)始以最大加速度加速到一定車(chē)速所用去的時(shí)間，稱(chēng)為加速時(shí)間。對(duì)于最高車(chē)速 km/t的汽車(chē)，加速時(shí)間常用加速到100km/h所需的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。
上坡能力 用汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)來(lái)表示汽車(chē)上坡能力。此設(shè)計(jì)中任務(wù)書(shū)給定的。
汽車(chē)比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車(chē)所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定的最大功率與汽車(chē)最大總質(zhì)量之比，即。它可以綜合反映汽車(chē)的動(dòng)力性，比功率大的汽車(chē)加速性能、速度性能要好于比功率小的汽車(chē)。我國(guó)GB7258—1997《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》規(guī)定：農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率kW/t，而其它機(jī)動(dòng)車(chē)kW/t。比轉(zhuǎn)矩是汽車(chē)所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與汽車(chē)總質(zhì)量之比，。它能反映汽車(chē)的牽引能力。
貨車(chē)總質(zhì)量在1.8—6.0之間，則比功率在15—25kw/t的范圍內(nèi)，比轉(zhuǎn)矩在38—44Nm/t的范圍內(nèi)。初取=20kW/t，=40Nm/t，則
=82.6kw，=165.2kW。
（2）燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)
汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車(chē)在水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車(chē)速或多工況滿(mǎn)載行駛百公里燃油消耗量來(lái)評(píng)價(jià)。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)性越好。
本設(shè)計(jì)中取百公里燃油消耗量為3.1L/(100tkm)。
（3）汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎直徑
汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎直徑由任務(wù)書(shū)中給定的值為12.5m。
（4）通過(guò)性幾何參數(shù)
總體設(shè)計(jì)要確定的通過(guò)性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過(guò)半徑等。
表2.4汽車(chē)通過(guò)性的幾何參數(shù)
車(chē)型
/mm
/()
/()
/m
42貨車(chē)
180~300
40~60
25~45
2.3~6.0
計(jì)算可得=250mm，初取=，=，=3.5m。
（5）操縱穩(wěn)定性參數(shù)
轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車(chē)具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車(chē)以0.4g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪側(cè)偏角之差(－)作為評(píng)價(jià)參數(shù)。此參數(shù)1°～3°為宜，?。?2°。
（6）車(chē)身側(cè)傾角
汽車(chē)以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車(chē)身側(cè)傾角控制在3°以?xún)?nèi)較好，最大不允許超過(guò)7°。
（7）制動(dòng)前俯角
為了不影響乘坐舒適性，要求汽車(chē)以0.4g減速度制動(dòng)時(shí)，車(chē)身的前俯角不大于1.5°。
2.6發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇
當(dāng)前汽車(chē)上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是以往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)為主。它分為汽油機(jī)、柴油機(jī)兩類(lèi)。
與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在相同的續(xù)駛里程內(nèi)，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮比可以達(dá)到15～23，而汽油機(jī)一般控制在8～10；柴油機(jī)熱效率高達(dá)38％，而汽油機(jī)為30％；柴油機(jī)工作可靠，壽命長(zhǎng)，排污量少。
柴油機(jī)的主要缺點(diǎn)是：由于提高了壓縮比，要求活塞和缸蓋的間隙盡可能小，加工精度比汽油機(jī)要求更高；因自燃產(chǎn)生的爆發(fā)壓力很大，因此要求柴油機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比汽油機(jī)高，使尺寸和質(zhì)量加大，振動(dòng)與噪聲大。
柴油機(jī)主要用于貨車(chē)、大型客車(chē)上。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，輕型車(chē)和轎車(chē)用柴油機(jī)有日益增多的趨勢(shì)。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列形式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有直列、水平對(duì)置和V型三種。氣缸直列式排列具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、寬度窄、布置方便等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多時(shí)，長(zhǎng)度尺寸過(guò)長(zhǎng)，在汽車(chē)上布置困難，因此直列式適用于6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，直列式還有高度尺寸大的缺點(diǎn)。
與直列發(fā)動(dòng)機(jī)比較，V型發(fā)動(dòng)機(jī)具有長(zhǎng)度尺寸短因而曲軸剛度得到提高，高度尺寸小，發(fā)動(dòng)機(jī)系列多等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是用于平頭車(chē)時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)寬而布置上較為困難，造價(jià)高。
水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是平衡好，高度低。
V型發(fā)動(dòng)機(jī)主要用于中、高級(jí)和高級(jí)轎車(chē)以及重型貨車(chē)上，水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)在少量大客車(chē)上得到應(yīng)用。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)分為水冷與風(fēng)冷兩種。大部分汽車(chē)用水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂欣鋮s均勻可靠、散熱良好、噪聲小和能解決車(chē)內(nèi)供暖問(wèn)題，以及加大散熱器面積后，能較好適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后散熱的需要等優(yōu)點(diǎn)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是冷卻系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用與維修不方便；冷卻性能受環(huán)境溫度影響較大，夏季冷卻水容易過(guò)熱，冬季又容易過(guò)冷，并且在室外存放，水結(jié)冰后能凍壞氣缸缸體和散熱器。
當(dāng)選用尺寸和質(zhì)量小的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不僅有利于汽車(chē)小型化、輕量化，同時(shí)在保證客廂內(nèi)部有足夠空間的條件下，還能節(jié)約燃料。
由于天然氣資源充足，在今后一個(gè)階段內(nèi)天然氣汽車(chē)將得到應(yīng)用。無(wú)排氣公害、無(wú)噪聲的電動(dòng)汽車(chē)，是理想的低污染車(chē)，在解決高能蓄電池和降低成本后會(huì)在汽車(chē)上得到推廣使用。太陽(yáng)能汽車(chē)也是理想的低污染汽車(chē)，目前還未達(dá)到商品化階段。
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇
發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速 根據(jù)所需要的最高車(chē)速 (km／h)，用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率
式中，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為傳動(dòng)系效率，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋用單級(jí)主減速器的42汽車(chē)可取為90％；為汽車(chē)總質(zhì)量(kg)；g為重力加速度(m/s)；為滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)轎車(chē)=0.0165 [1+0.01(.50)]，對(duì)貨車(chē)取0.02，礦用自卸車(chē)取0.03，用最高車(chē)速代入；為空氣阻力系數(shù)，轎車(chē)取0.30～0.35，貨車(chē)取0.80～1.00，大客車(chē)取0.60～0．70；A為汽車(chē)正面投影面積(m)；為最高車(chē)速。
參考同級(jí)汽車(chē)的比功率統(tǒng)計(jì)值，然后選定新設(shè)計(jì)汽車(chē)的比功率值，并乘以汽車(chē)總質(zhì)量，也可以求得所需的最大功率值。
最大功率轉(zhuǎn)速的范圍如下：汽油機(jī)的在3000～7000r／min，因轎車(chē)最高車(chē)速高，值多在4000r／min 以上，輕型貨車(chē)的值在4000～5000r／min之間，中型貨車(chē)的值更低些。柴油機(jī)的值在1800～4000r／min之間，轎車(chē)和輕型貨車(chē)用高速柴油機(jī)，值常取在3200～4000r／min之間，重型貨車(chē)用柴油機(jī)的值取得低。
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速 用下式計(jì)算確定
式中，為最大轉(zhuǎn)矩(N·m)；a為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.1～1.3之間選?。粸榘l(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(kW)；為最大功率轉(zhuǎn)速(r／min)。
要求／在1.4～2.0之間選取。
（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置
汽車(chē)是多自由度的振動(dòng)體，并受到各種振源的作用而發(fā)生振動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)就是振源之一。發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)懸置元件安裝在車(chē)架上。懸置元件既是彈性元件又是減振裝置，其特性直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車(chē)體的傳遞，并影響整車(chē)的振動(dòng)與噪聲。合理的懸置不但可以減小振動(dòng)、降低噪聲以改善乘坐舒適性，還能提高零部件和整車(chē)壽命。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置設(shè)計(jì)越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者的重視。
發(fā)動(dòng)機(jī)懸置應(yīng)滿(mǎn)足下述要求：因懸置元件要承受動(dòng)力總成的質(zhì)量，為使其不產(chǎn)生過(guò)大的靜位移而影響工作，因此要求懸置元件剛度大些為好；發(fā)動(dòng)機(jī)本身的激勵(lì)以及來(lái)自路面的激勵(lì)都經(jīng)過(guò)懸置元件來(lái)傳遞，因此又要求懸置元件有良好的隔振性能；因發(fā)動(dòng)機(jī)工作頻帶寬，大約在10～500Hz范圍內(nèi)，要求懸置元件有減振降噪功能，并要求懸置元件工作在低頻大振幅時(shí)(如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài))提供大的阻尼特性，而在高頻低幅振動(dòng)激勵(lì)下提供低的動(dòng)剛度特性，以衰減高頻噪聲；懸置元件還應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足耐機(jī)械疲勞、橡膠材料的熱穩(wěn)定性及抗腐蝕能力等方面的要求。傳統(tǒng)的橡膠懸置由金屬板件和橡膠組成，見(jiàn)圖2.1。
圖2.1橡膠懸置結(jié)構(gòu)圖
其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但動(dòng)剛度和阻尼損失角θ(阻尼損失角越大表明懸置元件提供的阻尼越大)的特性曲基本上不隨激勵(lì)頻率變化，如圖2.2所示。
液壓阻尼式橡膠懸置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)液壓懸置)的動(dòng)剛度及阻尼損失角有很強(qiáng)的變頻特性，見(jiàn)圖2.2。從圖2.2a看到，液壓懸置的動(dòng)剛度在10Hz左右達(dá)到最小，在20Hz左右達(dá)到最大，而后開(kāi)始下降；在頻率超過(guò)30Hz以后趨于平穩(wěn)。圖2.2b表明液壓懸置阻尼損失角在5～25Hz范圍內(nèi)比較大，這一特性對(duì)于衰減發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻段內(nèi)(一般為20～25Hz)的大幅振動(dòng)十分有利。
圖2.2 橡膠懸置和液壓懸置動(dòng)特性
圖2.3液壓懸置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1—螺紋連接桿；2—限位擋板；3—上慣性通道體；4—橡膠膜；5—盤(pán)狀加強(qiáng)圈；
6—下慣性通道體；7—橡膠底膜；8—底座；9—橡膠主簧座；
10—慣性通道體；11—橡膠主簧；12—金屬骨架
圖2.3所示為液壓懸置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖中螺紋聯(lián)接桿1與發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂聯(lián)接，底座8的螺孔與車(chē)身聯(lián)接，液壓懸置主要由橡膠主簧11、慣性通道體10、橡膠底膜7和底座8構(gòu)成。慣性通道體把液壓懸置分為上、下兩個(gè)液室，內(nèi)部充滿(mǎn)液體。由具有節(jié)流孔的慣性通道體連通上下兩個(gè)液室。通常下室體積剛度比上室低。當(dāng)經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)支承臂傳至螺紋聯(lián)接桿的載荷發(fā)生變化時(shí)，上室內(nèi)的壓力跟隨變化。如果上室液體受到壓縮，則液體經(jīng)節(jié)流孔流人下室；當(dāng)上室受到的壓力解除后，液
體又流回上室。液體經(jīng)節(jié)流孔上、下流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的阻尼吸收了振動(dòng)能量，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)向車(chē)身(架)的傳遞，起到隔振作用。液壓懸置目前在轎車(chē)上得到比較廣泛的應(yīng)用。
發(fā)動(dòng)機(jī)前懸置點(diǎn)應(yīng)布置在動(dòng)力總成質(zhì)心附近，支座應(yīng)盡可能寬些并布置在排氣管之前。
2.7輪胎的選擇
在總體設(shè)計(jì)開(kāi)始階段就要選好輪胎的型式和尺寸。因?yàn)樗鼈兪抢L制總布置圖
和進(jìn)行性能計(jì)算的重要原始數(shù)據(jù)之一。
輪胎的型號(hào)主要根據(jù)車(chē)型，使用條件，輪胎的靜負(fù)荷，輪胎的額定負(fù)荷及車(chē)速來(lái)選擇。
所選輪胎在使用中承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的靜負(fù)荷值，我國(guó)各種汽車(chē)的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查輪胎的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表2.8提供了一些貨車(chē)的輪胎規(guī)格和特征。表中各列數(shù)據(jù)中如無(wú)帶括號(hào)的數(shù)據(jù)，表示該列數(shù)據(jù)對(duì)斜交輪胎和子午線(xiàn)輪胎通用，否則，不帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于斜交胎，而帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于子午線(xiàn)輪胎，貨車(chē)上雙胎并裝時(shí)，負(fù)荷約比單胎使用時(shí)的負(fù)荷增加10%15%。轎車(chē)輪胎標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GB2978.82.
輪胎多承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比稱(chēng)為輪胎負(fù)荷系數(shù)。為了避免超載，此系數(shù)取0.91.0之間。對(duì)于在良好路面上行駛，車(chē)速不高的貨車(chē)，此系數(shù)允許取1.1。但不得大于1.2。因?yàn)檩喬コd20%，其壽命將下降30%左右。轎車(chē)及輕型貨車(chē)的車(chē)速高，動(dòng)負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車(chē)，重型自卸車(chē)的車(chē)速低，此系數(shù)可略偏高。近年來(lái)，貨車(chē)上普遍采用高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎，使輪胎承受能力提高。因此，同樣載重量的汽車(chē)所用的輪胎尺寸已減少。越野汽車(chē)長(zhǎng)用胎面寬，直徑大的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車(chē)，制動(dòng)鼓與輪輞的間隙應(yīng)大些，故采用輪輞較大的輪胎。轎車(chē)為降低質(zhì)心和提高行駛平穩(wěn)性，采用直徑較小的寬輪輞低壓輪胎。
按輪胎胎體中簾線(xiàn)的排列不同，常見(jiàn)的有三種型式可供選擇，即普通斜線(xiàn)胎，子午線(xiàn)胎和帶束斜交胎等，普通斜線(xiàn)胎的胎體簾線(xiàn)層較多，胎側(cè)厚，使用中不易劃破，側(cè)向剛性也大。其缺點(diǎn)是緩沖性較差；子午線(xiàn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簾線(xiàn)呈子午向排列，這樣簾線(xiàn)的強(qiáng)度就能得到充分利用。此外，選用高強(qiáng)度材料組成多層緩沖層，加強(qiáng)了胎冠，使緩沖性能得到提高，與普通斜線(xiàn)胎相比較，子午線(xiàn)輪胎還有使用壽命長(zhǎng)，滾動(dòng)阻力小，附著性能好等優(yōu)點(diǎn)。子午線(xiàn)胎的缺點(diǎn)是胎側(cè)較薄，側(cè)向穩(wěn)定性差，胎側(cè)易發(fā)生裂口，制造技術(shù)要求高。由于子午線(xiàn)胎的優(yōu)點(diǎn)較多，今年來(lái)在汽車(chē)上應(yīng)用日益增多。
帶束斜交胎的結(jié)構(gòu)和性能介于普通斜交胎和子午線(xiàn)胎之間，其耐磨性和壽命雖比普通斜交胎好，但不如子午線(xiàn)胎，僅側(cè)向穩(wěn)定性比子午線(xiàn)胎好，所以應(yīng)用不廣。
由以上的分析可知，選用斜交輪胎。
表2.8給出了國(guó)產(chǎn)輪胎的規(guī)格及其特征。
表2.8 國(guó)產(chǎn)汽車(chē)輪胎規(guī)格及特征
輪胎規(guī)則
層數(shù)
主要尺寸
使用條件
斷面寬
外直徑
最大負(fù)荷
相應(yīng)氣壓p0.1
標(biāo)準(zhǔn)輪輞
允許使用輪輞
普通花紋
加深花紋
越野花紋
N
輕型貨車(chē)，中，小客車(chē)及其掛車(chē)輪胎
6.50.14
6
8
180
705
.
.
5850
6900
3.2
4.2
4
5J
6.50.16
(6.50R16)
6
8
755
765
765
.
6350
7550
3.2(3.5)
4.2(4.6)
5.50F
5.50E
5.50F
7.55.15
(7.00R15)
6
8
200
750
760
.
6800
8000
3.2(3.5)
4.2(4.6)
5.50F
6.00G
7.00.16
(7.00R16)
8
10
200
780
790
.
8500
9650
4.2(4.6)
5.3(5.6)
5.50F
6.00G
7.50.15
(7.50R15)
8
10
220
785
790
.
9300
10600
4.2(4.6)
5.3(5.6)
6.00G
5.50F
6.50F
7.50.16
(7.50R16)
8
10
12
220
810
820
.
9700
11050
12400
4.2(4.6)
5.3(5.6)
6.3(6.7)
6.00G
5.00F
6.50H
8.25.16
(8.25R16)
12
240
860
870
.
13500
5.3(5.6)
6.50H
6.00G
9.00.16
(9.00R16)
8
10
225
890
900
.
12200
13550
3.5(3.9)
4.2(4.6)
6.50H
6.00G
根據(jù)最大負(fù)荷的要求，可以初步選擇輪胎的規(guī)格為7.50—R16（12層）。
車(chē)輪的有效半徑 ：
0.37m
式中，—輪胎變形系數(shù)，范圍10%～12%。
3 鼓式制動(dòng)器的方案選擇
3.1 鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式
鼓式制動(dòng)器一般可按其制動(dòng)蹄受力情況進(jìn)行分類(lèi)（見(jiàn)圖3.1），它們的制動(dòng)效能、制動(dòng)鼓的受力平衡狀態(tài)以及車(chē)輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)χ苿?dòng)效能的影響均不同。
圖3.1 制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式
鼓式制動(dòng)器的各種結(jié)構(gòu)形式如圖3.2a.f所示。
圖3.2 鼓式制動(dòng)器示意圖
（a）領(lǐng)從蹄式（用凸輪張開(kāi)）；（b）領(lǐng)從蹄式（用制動(dòng)輪缸張開(kāi)）；（c）雙領(lǐng)蹄式（非雙向，平衡式）；（d）雙向雙領(lǐng)蹄式；（e）單向增力式；（f）雙向增力式
不同形式鼓式制動(dòng)器的主要區(qū)別有：（1）蹄片固定支點(diǎn)的數(shù)量和位置不同。（2）張開(kāi)裝置的形式與數(shù)量不同。（3）制動(dòng)時(shí)兩蹄片之間有無(wú)相互作用。
因蹄片的固定支點(diǎn)和張開(kāi)力位置不同，使不同形式鼓式制動(dòng)器的領(lǐng)、從蹄數(shù)量有差別，并使制動(dòng)效能不一樣。
制動(dòng)器在單位輸入壓力或力的作用下所輸出的力或力矩，稱(chēng)為制動(dòng)效能。在評(píng)比不同形式制動(dòng)器的效能時(shí)，常用一種稱(chēng)為制動(dòng)效能因素的無(wú)因次指標(biāo)。制動(dòng)效能因素的定義為：在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤(pán)的作用半徑R上所得到的摩擦力（）與輸入力之比，即
式中，K為制動(dòng)器效能因素；為制動(dòng)器輸出的制動(dòng)力矩。
制動(dòng)效能的穩(wěn)定性是指其效能因素K對(duì)摩擦因素的敏感性。使用中隨溫度和水濕程度變化。要求制動(dòng)器的效能穩(wěn)定性好，即是其效能對(duì)的變化敏感性小。
3.1.1領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器
如圖3.2(a)、(b)所示，圖上方的旋向箭頭代表汽車(chē)前進(jìn)時(shí)制動(dòng)鼓的旋轉(zhuǎn)方向(制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn))，蹄1為領(lǐng)蹄，蹄2為從蹄。汽車(chē)倒車(chē)時(shí)制動(dòng)鼓的變?yōu)榉聪蛐D(zhuǎn)，隨之領(lǐng)蹄與從蹄相互對(duì)調(diào)。制動(dòng)鼓正、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)總具有一個(gè)領(lǐng)蹄和一個(gè)從蹄的內(nèi)張型鼓式制動(dòng)器稱(chēng)為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器。由圖3.2(a)、(b)可見(jiàn)，領(lǐng)蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢(shì)”作用，故又稱(chēng)增勢(shì)蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開(kāi)制動(dòng)鼓的趨勢(shì)，即摩擦力矩具有“減勢(shì)”作用，故又稱(chēng)減勢(shì)蹄?！霸鰟?shì)”作用使領(lǐng)蹄所受的法向反力增大，而“減勢(shì)”作用使從蹄所受的法向反力減小。
對(duì)于兩蹄的張開(kāi)力的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)，如圖3.2(b)所示，兩蹄壓緊制動(dòng)鼓的法向力相等。但當(dāng)制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)并制動(dòng)時(shí)，領(lǐng)蹄由于摩擦力矩的“增勢(shì)”作用，使其進(jìn)一步壓緊制動(dòng)鼓而使其所受的法向反力加大；從蹄由于摩擦力矩的“減勢(shì)”作用而使其所受的法向反力減小。這樣，由于兩蹄所受的法向反力不等，不能相互平衡，其差值由車(chē)輪輪轂軸承承受。這種制動(dòng)時(shí)兩蹄法向反力不能相互平衡的制動(dòng)器也稱(chēng)為非平衡式制動(dòng)器。液壓或楔塊驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器均為非平衡式結(jié)構(gòu)，也叫做簡(jiǎn)單非平衡式制動(dòng)器。非平衡式制動(dòng)器將對(duì)輪轂軸承造成附加徑向載荷，而且領(lǐng)蹄摩擦襯片表面的單位壓力大于從蹄的，磨損較嚴(yán)重。為使襯片壽命均衡，可將從蹄的摩擦襯片包角適當(dāng)?shù)販p小。
對(duì)于如圖3.2 (a)所示具有定心凸輪張開(kāi)裝置的領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)保證了兩蹄等位移，作用于兩蹄上的法向反力和由此產(chǎn)生的制動(dòng)力矩分別相等，而作用于兩蹄的張開(kāi)力P1、P2則不等，且必然有P1
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