0296-貨車(chē)底盤(pán)布置設(shè)計(jì)

0296-貨車(chē)底盤(pán)布置設(shè)計(jì),貨車(chē),底盤(pán),布置,設(shè)計(jì) 1. 概述 汽車(chē)性能的優(yōu)劣不僅取決于組成汽車(chē)的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于總體布置；總體設(shè)計(jì)水平的高低對(duì)汽車(chē)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和產(chǎn)品的生命力起決定性的影響。 汽車(chē)是一個(gè)系統(tǒng)，這是基于汽車(chē)只有如下屬性而具備組成系統(tǒng)的條件： ① 汽車(chē)是由多個(gè)要素（子系統(tǒng)及連接零件）組成的整體，每個(gè)要素對(duì)整體的行為有影響； ② 組成汽車(chē)的各要素對(duì)整體行為的影響不是獨(dú)立的； ③ 汽車(chē)的行為不是組成它的任何要素所能具有的。 由此，汽車(chē)具備系統(tǒng)的屬性，對(duì)環(huán)境表現(xiàn)出整體性、一輛子系統(tǒng)屬性匹配協(xié)調(diào)的汽車(chē)所具備的功能大于組成它的各子系統(tǒng)功能純粹的、簡(jiǎn)單的總和、反之，如果子系統(tǒng)的屬性因無(wú)序而相互干擾，即便是個(gè)體性能優(yōu)良的子系統(tǒng)，其功能也會(huì)因相互扼制而抵消，功率循環(huán)、軸轉(zhuǎn)向等就是這樣的典型例子。 系統(tǒng)論所揭示的系統(tǒng)整體性和系統(tǒng)功能的等級(jí)性必然會(huì)映射到設(shè)計(jì)任務(wù)中來(lái)、用整體性來(lái)解釋汽車(chē)設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是整車(chē)性能的綜合優(yōu)化，道理是十分顯然的、汽車(chē)設(shè)計(jì)任務(wù)的等級(jí)形態(tài)表現(xiàn)為：上位設(shè)計(jì)任務(wù)是確定下位設(shè)計(jì)任務(wù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，下位設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)上位設(shè)計(jì)功能的手段、上、下位體系可從總體設(shè)計(jì)逐級(jí)分至零件設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)無(wú)疑處于這種體系的最上位，設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的全部活動(dòng)必須在總體設(shè)計(jì)構(gòu)建的框架內(nèi)進(jìn)行、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)固然重要，但統(tǒng)攬全局、設(shè)計(jì)子系統(tǒng)組合和相互作用體系規(guī)則的總體設(shè)計(jì)對(duì)汽車(chē)的性能和質(zhì)量的影響更加廣泛、更為深刻。 1.1 整車(chē)總布置設(shè)計(jì)的任務(wù) (1) 從技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標(biāo)、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù)，提出總體設(shè)計(jì)方案，為各部件設(shè)計(jì)提供整車(chē)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求； (2) 對(duì)各部件進(jìn)行合理布置和運(yùn)動(dòng)校核； (3) 對(duì)整車(chē)性能進(jìn)行計(jì)算和控制，保證汽車(chē)主要性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)； (4) 協(xié)調(diào)好整車(chē)與總成之間的匹配關(guān)系，配合總成完成布置設(shè)計(jì)，使整車(chē)的性能、可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 1.2 設(shè)計(jì)原則、目標(biāo) （1） 汽車(chē)的選型應(yīng)根據(jù)汽車(chē)型譜、市場(chǎng)需求、產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。 （2）選型應(yīng)在對(duì)同類型產(chǎn)品進(jìn)行深入的市場(chǎng)調(diào)查、使用調(diào)查、生產(chǎn)工藝調(diào)查、樣車(chē)結(jié)構(gòu)分析與性能分析及全面的技術(shù)、進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行 （3）應(yīng)從已有的基礎(chǔ)出發(fā)，對(duì)原有車(chē)型和引進(jìn)的樣車(chē)進(jìn)行分析比較，繼承優(yōu)點(diǎn)，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先進(jìn)技術(shù)與結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)新車(chē)型。 （4）涉及應(yīng)遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法規(guī)、法律，不得侵犯他人專利。 （5）力求零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化。 1.3汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程 (1)調(diào)查研究與初始決策：選定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作及方針原則。 (2)總體方案設(shè)計(jì)：根據(jù)所選定的目標(biāo)及對(duì)開(kāi)發(fā)目標(biāo)制定的工作方針、設(shè)計(jì)原則等主導(dǎo)思想提出整車(chē)設(shè)想，即概念設(shè)計(jì)（concept design）或構(gòu)思設(shè)計(jì)。 (3)繪制總布置草圖，確定整車(chē)主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)與性能以及各總成的基本形式。 (4)車(chē)身造型設(shè)計(jì)及繪制車(chē)身布置圖：繪制不同外形、不同色彩的車(chē)身外形圖；制作相應(yīng)的造型的1：5整車(chē)模型；從中選優(yōu)后，再制作1：5或1：1的精確模型。 (5) 編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)； (6) 汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)； (7) 總成設(shè)計(jì)； (8) 試制、試驗(yàn)、定型。 2. 整車(chē)型式的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)原則，目標(biāo)和用戶的需求特點(diǎn)，整車(chē)設(shè)計(jì)人員要提出被開(kāi)發(fā)車(chē)型的整車(chē)型式方案，主要包括以下幾部分： (1)發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式； (2)軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式； (3)車(chē)頭和駕駛室的型式及與發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸(輪)的位置關(guān)系； (4)輪胎的選擇。 2.1發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式 對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式，在現(xiàn)代汽車(chē)上主要選用汽油機(jī)和柴油機(jī)，用其它燃料或其它種類的發(fā)動(dòng)機(jī)，可根據(jù)車(chē)型的需要進(jìn)行選取。 發(fā)動(dòng)機(jī)的型式有直列式、V型和對(duì)置式等。冷卻方式有水冷和風(fēng)冷。 因此要根據(jù)具體車(chē)型的使用條件和布置上的結(jié)構(gòu)需要，而選擇不同種類和型式的發(fā)動(dòng)機(jī)。 2.2汽車(chē)的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式 不同類型的汽車(chē)有不同的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式，這主要根據(jù)使用條件、用途、工廠的生產(chǎn)條件、制造成本及公路的軸荷限值等因素進(jìn)行選擇。 最常用的是兩軸、后驅(qū)動(dòng)4×2式汽車(chē)，其中轎車(chē)還可以采用4×2前驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)。對(duì)于一般總重小于 19t的汽車(chē)，都采用4×2后驅(qū)動(dòng)的布置型式(前驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)除外)，因?yàn)檫@種汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置合理、機(jī)動(dòng)性好、成本低、適合于公路使用，是—種典型的、成熟的結(jié)構(gòu)型式。 隨著汽車(chē)載重量的增加，各相關(guān)總成也要相應(yīng)的加大，汽車(chē)的自重也要增加，這樣會(huì)造成4×2式的汽車(chē)單軸的負(fù)荷增加，以致于超過(guò)公路、橋梁所規(guī)定的承載限值(公路允許單軸負(fù)荷為13t，雙后軸負(fù)荷為24t)。為解決此矛盾，一般采用增加汽車(chē)軸數(shù)的辦法來(lái)減少單軸的負(fù)荷，如從4×2變成6×2、6×4、8×4，如果想增加驅(qū)動(dòng)能力，提高越野通過(guò)性能，可以采用4×4、6×6、8×8等增加前驅(qū)動(dòng)型式的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可提高載重量。 采用增加軸數(shù)的辦法，可以提高載重量而不增加單軸負(fù)荷，同時(shí)還不會(huì)增加車(chē)箱底板的離地高度，提高通用化、系列化水平，便于生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本等。所以汽車(chē)廠家多年來(lái)一直都采用這種辦法變型出更多品種的汽車(chē)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的ZNZ1091中型貨車(chē)的軸數(shù)為兩軸，所選的驅(qū)動(dòng)形式為4×2（后輪為雙后輪）的布置形式。 2.3車(chē)頭、駕駛室的型式 車(chē)頭、駕駛室的型式是汽車(chē)的最主要的型式之一。其選擇主要決定于用戶的要求、安全性、維修保養(yǎng)的方便性和生產(chǎn)條件等因素。車(chē)頭的型式如長(zhǎng)頭、平頭、凸頭等都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。 車(chē)頭、駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)，前軸(前輪胎)的布置位置，也可組成不同的布置結(jié)構(gòu)，形成不同風(fēng)格的整車(chē)外形，使軸荷分配、軸距、轉(zhuǎn)彎直徑等發(fā)生變化。對(duì)使用、性能也有一定的影響。綜合以上結(jié)論，本次設(shè)計(jì)的最佳的驅(qū)動(dòng)型式是發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)、所選的車(chē)頭為平頭式結(jié)構(gòu)。 圖2.1駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)，前軸(前輪胎)的布置位置 2.4輪胎的選擇 輪胎的尺寸和型號(hào)是進(jìn)行汽車(chē)性能計(jì)算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，因此，在總體設(shè)計(jì)開(kāi)始階段就應(yīng)選定，而選擇的依據(jù)是車(chē)型、使用條件、輪胎的靜負(fù)荷、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車(chē)的行駛速度。當(dāng)然還應(yīng)考慮與動(dòng)力—傳動(dòng)系參數(shù)的匹配以及對(duì)整車(chē)尺寸參數(shù)(例如汽車(chē)的最小離地間隙、總高等)的影響。 輪胎所承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比，稱為輪胎負(fù)荷系數(shù)。大多數(shù)汽車(chē)的輪胎負(fù)荷系數(shù)取為0.9～1.0，以免超載。轎車(chē)、輕型客車(chē)及輕型貨車(chē)的車(chē)速高、輪胎受動(dòng)負(fù)荷大，故它們的輪胎負(fù)荷系數(shù)應(yīng)接近下限；對(duì)在各種路面上行駛的貨車(chē)，其輪胎不應(yīng)超載。在良好路面上行駛且車(chē)速不高的貨車(chē)，其輪胎負(fù)荷系數(shù)可取上限甚至達(dá)1.1；對(duì)車(chē)速不高的重型貨車(chē)、重型自卸汽車(chē)，此系數(shù)亦可偏大些。但過(guò)多超載會(huì)使輪胎早期磨損，甚至發(fā)生胎面剝落及爆胎等事故。試驗(yàn)表明：輪胎超載20％時(shí)，其壽命將下降30％左右。 為了提高汽車(chē)的動(dòng)力因數(shù)、降低汽車(chē)及其質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量，對(duì)公路用車(chē)在其輪胎負(fù)荷系數(shù)以及汽車(chē)離地間隙允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎。采用高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎可使輪胎的額定負(fù)荷大大提高，從而使輪胎直徑尺寸也大為縮小。例如裝載量4t的載貨汽車(chē)在20世紀(jì)50年代多用的9.00—20輪胎早已被8.25—20；7.50—20甚至8.25—16等更小尺寸的輪胎所取代。越野汽車(chē)為了提高在松軟地面上的通過(guò)能力常采用胎面較寬、直徑較大、具有越野花紋的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車(chē)制動(dòng)頻繁，制動(dòng)鼓與輪輞之間的間隙應(yīng)大一些，以便散熱，故應(yīng)采用輪輞尺寸較大的輪胎。轎車(chē)都采用直徑較小、斷面形狀扁平的寬輪輞低壓輪胎，以便降低質(zhì)心高度，改善行駛平順性、橫向穩(wěn)定性、輪胎的附著性能并保證有足夠的承載能力。 我國(guó)各種汽車(chē)的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。轎車(chē)輪胎標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GB 2978—82；貨車(chē)和客車(chē)的輪胎規(guī)格詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)GB 516—82。貨車(chē)的后輪裝雙胎時(shí)，比單胎使用時(shí)的負(fù)荷可增加10％～15％。 3.汽車(chē)主要參數(shù)的選擇 總布置設(shè)計(jì)人員應(yīng)初步確定以下各種參數(shù)，作為整車(chē)和總成的原始數(shù)據(jù)和工作目標(biāo)。在整車(chē)的方案(車(chē)頭、駕駛室的型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的種類，整車(chē)初步的外廓尺寸、主要布置參數(shù)和布置草圖)初步確定之后，整車(chē)設(shè)計(jì)人員通過(guò)圖面工作和計(jì)算、初步確定如下目標(biāo)參數(shù)： (1) 汽車(chē)主要尺寸參數(shù) (2) 汽車(chē)質(zhì)量參數(shù) (3) 主要性能參數(shù) (4) 汽車(chē)的機(jī)動(dòng)性參數(shù) (5)估算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。 (6)變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅(qū)動(dòng)橋的主減速比。 3.1主要尺寸參數(shù)的選擇 通過(guò)整車(chē)總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車(chē)各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制整車(chē)總布置草圖時(shí)，可以參考同類車(chē)型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車(chē)的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。 確定車(chē)頭，駕駛室的型式，以及同發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸(輪)的相互布置關(guān)系后，繪制布置總布置草圖，并在此基礎(chǔ)上布置各大總成。 (1)車(chē)架和車(chē)箱； (2)后簧、后橋和車(chē)輪； (3)前簧、前軸和車(chē)輪； (4)傳動(dòng)系； (5)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉(zhuǎn)角和進(jìn)行轉(zhuǎn)彎直徑的計(jì)算； (6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡(jiǎn)、及備胎等其它總成。 完成整車(chē)總布置草圖后，整車(chē)的外廓尺寸及相關(guān)的布置尺寸參數(shù)已基本確定，然后進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。 計(jì)算質(zhì)量參數(shù)前，要列出各大總成的質(zhì)量，再定出空載和滿載時(shí)各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離，最后計(jì)算出空載和滿載時(shí)的軸荷分配和質(zhì)心至前軸、地面的距離。 通過(guò)整車(chē)總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車(chē)各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制整車(chē)總布置草圖時(shí)，可以參考同類車(chē)型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車(chē)的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。 汽車(chē)的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。 圖3.1 汽車(chē)的主要尺寸參數(shù) 軸距的選擇要考慮它對(duì)整車(chē)其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。軸距短一些，汽車(chē)總長(zhǎng)、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過(guò)半徑就小一些。但軸距過(guò)短也會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，例如車(chē)廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；汽車(chē)行駛時(shí)其縱向角振動(dòng)過(guò)大；汽車(chē)加速、制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大而導(dǎo)致其制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等。因此，在選擇軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮對(duì)有關(guān)方面的影響。當(dāng)然，在滿足所設(shè)計(jì)汽車(chē)的車(chē)廂尺寸、軸荷分配、主要性能和整體布置等要求的前提下，將軸距設(shè)計(jì)得短一些為好。 在整車(chē)選型初期,可根據(jù)要求及駕駛室布置尺寸初步確定軸距: 式中，LH——貨箱長(zhǎng)度可根據(jù)汽車(chē)的裝載質(zhì)量、載貨長(zhǎng)度來(lái)確定，或參考同類型、同裝載量汽車(chē)的貨廂長(zhǎng)度和裝載面積來(lái)初步確定； LJ——前輪中心至駕駛室后壁的距離，它與布置方案選擇有關(guān)，在該布置方案選定后，可通過(guò)對(duì)駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)和前軸的初步布置或參考同型、同類布置的汽車(chē)的這一尺寸初步確定； S——駕駛室與貨廂之間的間隙，一般取50～100mm； LR——后懸尺寸，可根據(jù)道路條件或參考同類型汽車(chē)初步確定。 軸距的最終確定應(yīng)通過(guò)總布置和相應(yīng)的計(jì)算來(lái)完成，其中包括檢查最小轉(zhuǎn)彎半徑和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角是否過(guò)大，軸荷分配是否合理，乘坐是否舒適以及能否滿足整車(chē)總體設(shè)計(jì)的要求等。 汽車(chē)輪距對(duì)汽車(chē)的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性都有較大的影響。輪距愈大，則懸架的角剛度愈大，汽車(chē)的橫向穩(wěn)定性愈好，車(chē)廂內(nèi)橫向空間也愈大。但輪距也不宜過(guò)大，否則，會(huì)使汽車(chē)的總寬和總質(zhì)量過(guò)大。輪距必須與汽車(chē)的總寬相適應(yīng)。 汽車(chē)的外廓尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高。它應(yīng)根據(jù)汽車(chē)的類型、用途、承載量、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來(lái)確定。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)力求減小汽車(chē)的外廓尺寸，以減小汽車(chē)的質(zhì)量，降低制造成本，提高汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。GBl589—79對(duì)汽車(chē)外廓尺寸界限作了規(guī)定。 前懸處要布置發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、風(fēng)扇、彈簧前支架、車(chē)身前部或駕駛室的前支點(diǎn)、保險(xiǎn)杠、轉(zhuǎn)向器等，要有足夠的縱向布置空間。其長(zhǎng)度與汽車(chē)的類型、驅(qū)動(dòng)型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置型式和駕駛室的型式及布置密切相關(guān)。汽車(chē)的前懸不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車(chē)的接近角過(guò)小而影響通過(guò)性。 汽車(chē)的后懸長(zhǎng)度主要與貨廂長(zhǎng)度、軸距及軸荷分配有關(guān)。后懸也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車(chē)的離去角過(guò)小而引起上下坡時(shí)刮地，同時(shí)轉(zhuǎn)彎也不靈活。城市大客車(chē)的后懸一般不大于其軸 距的60％，其長(zhǎng)度不大于3.5m。輕型及以上的載貨汽車(chē)的后懸一般為1.2～2.2m。長(zhǎng)軸距、特長(zhǎng)貨廂的汽車(chē)，其后懸可長(zhǎng)達(dá)約2.6m。 3.2整車(chē)質(zhì)量參數(shù)估算 在整車(chē)設(shè)計(jì)方案確立后，總布置設(shè)計(jì)草圖初步完成的情況下，應(yīng)首先對(duì)整車(chē)質(zhì)量參數(shù)(包括：空載狀態(tài)下的整車(chē)整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿載狀態(tài)下的整車(chē)最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等)進(jìn)行估算，為整車(chē)性能計(jì)算和總成設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 各總成質(zhì)量，可通過(guò)樣件實(shí)測(cè)得到，亦可參照同類車(chē)型樣件實(shí)測(cè)值修正得到。 各總成質(zhì)心位置可通過(guò)實(shí)測(cè)得到或按其幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)估計(jì)得到，然后在整車(chē)總布置圖上確定其質(zhì)心相對(duì)于前輪中心的縱向位移 (一般規(guī)定在前輪中心后為正值，在前輪中心前為負(fù)值)以及空載狀態(tài)下的離地高度；和滿載狀態(tài)下的離地高度。 一般整車(chē)總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時(shí)應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對(duì)滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對(duì)滿載狀態(tài)的變化忽略不記。 3.2.1空車(chē)狀態(tài)下整車(chē)質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算 整車(chē)整備質(zhì)量(自重) 按下式計(jì)算： ＝ 式中 No——用估算整車(chē)整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量(總成的劃分可根據(jù)實(shí)際情況由設(shè)計(jì)人員自定)； ——整車(chē)裝備質(zhì)量，kg。 空車(chē)后軸荷按下式計(jì)算： ＝ 式中 L——軸距， mm； ——空車(chē)后軸荷， kg。 空車(chē)前軸荷Mci按下式計(jì)算： 式中 Mcf——空車(chē)前軸荷， kg。 空車(chē)質(zhì)心高度——mgo按下式計(jì)算： 式中 ——空車(chē)質(zhì)心高度， mm。 3.2.2滿載狀態(tài)下整車(chē)質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算 整車(chē)最大總質(zhì)量(總重)按下式計(jì)算： N1——用于估算整車(chē)最大總質(zhì)量的全部總成和負(fù)載的數(shù)量(一般在整車(chē)整備質(zhì)量基礎(chǔ)上加上乘員和最大裝載質(zhì)量)。 滿載后軸荷按下式計(jì)算： 式中 ——滿載后軸荷，kg。 滿載前軸荷按下式計(jì)算 ＝ 式中 ——滿載前軸荷，kg 滿載質(zhì)心高度按下式計(jì)算： 式中 ——滿載質(zhì)心高度，mm。 3.2.3非懸架質(zhì)量的估算 對(duì)于非獨(dú)立懸架，整個(gè)車(chē)橋總成(包括制動(dòng)器、輪轂、車(chē)輪等)都屬于非懸架質(zhì)量；一端與車(chē)橋鉸接，另一端與車(chē)架固定點(diǎn)鉸接件(如轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸、導(dǎo)向臂、穩(wěn)定桿等)可將靜止時(shí)作用于車(chē)橋鉸接點(diǎn)的質(zhì)量作為非懸架質(zhì)量(轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸等件可取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量)；螺旋彈簧取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量；吊掛式鋼板彈簧取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量；平衡懸架鋼板彈簧取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量。 對(duì)于獨(dú)立懸架和其它特殊形式的懸架可視其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行非懸架質(zhì)量估算。 3.2.4整備質(zhì)量利用系數(shù) 汽車(chē)的整備質(zhì)量利用系數(shù)ηm0是汽車(chē)的裝載量mG與整備質(zhì)量m0之比，即 它表明單位汽車(chē)整備質(zhì)量所承受的汽車(chē)裝載質(zhì)量。顯然，此系數(shù)越大表明該車(chē)型的材料利用率越高和設(shè)計(jì)與工藝水平越高。因此，設(shè)計(jì)新車(chē)型時(shí)在保證汽車(chē)零部件的強(qiáng)度、剛度及可靠性與壽命的前提下，應(yīng)力求減輕其質(zhì)量，增大這一系數(shù)值。 各類汽車(chē)的整備質(zhì)量利用系數(shù) 汽車(chē)類型 ηm0 備注 載貨汽車(chē) 輕型 0.8～1.1 柴油車(chē)為0.8～1.0 中型 1.2～1.35 重型 1.3～1.7 礦用自卸車(chē) 裝載量 MG<45t 1.1～1.5 MG>45t 1.3～1.7 3.2.5軸荷分配 汽車(chē)的軸荷分配是汽車(chē)的重要質(zhì)量參數(shù)，它對(duì)汽車(chē)的牽引性、通過(guò)性、制動(dòng)性、操縱性和穩(wěn)定性等主要使用性能以及輪胎的使用壽命都有很大的影響。因此，在總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車(chē)的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配。 汽車(chē)的布置型式對(duì)軸荷分配影響較大，例如對(duì)載貨汽車(chē)而言，長(zhǎng)頭車(chē)滿載時(shí)的前軸負(fù)荷分配多在28％上下，而平頭車(chē)多在33％～35％。對(duì)轎車(chē)而言，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)滿載時(shí)的前軸負(fù)荷最好在55％以上，以保證爬坡時(shí)有足夠的附著力；前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)滿載時(shí)的后軸負(fù)荷一般不大于52％；后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)滿載時(shí)后軸負(fù)荷最好不超過(guò)59％，否則，會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性而使操縱性變壞。 在確定軸荷分配時(shí)也要考慮到汽車(chē)的使用條件。對(duì)于常在較差路面上行駛的載貨汽車(chē)，為了保證其在泥濘路面上的通過(guò)能力，常將滿載前軸負(fù)荷控制在26％～27％，以減小前輪的滾動(dòng)阻力并增大后驅(qū)動(dòng)輪的附著力。對(duì)于常在潮濕路面上行駛的后驅(qū)動(dòng)輪裝用單胎的4×2平頭貨車(chē)，空載時(shí)后軸負(fù)荷應(yīng)不小于41％，以免引起側(cè)滑。 軸荷分配對(duì)前后輪胎的磨損有直接影響。為了使其磨損均勻，對(duì)后輪裝單胎的雙軸汽車(chē)，要求其滿載時(shí)的前后軸荷分配均為50％，而對(duì)后輪為雙胎的雙軸汽車(chē)，則前后軸荷可大致按1／3和2／3的比例處理。當(dāng)然，在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于許多因素的影響，上述要求只能近似地滿足。 在確定汽車(chē)的軸荷分配時(shí)，還要考慮汽車(chē)的靜態(tài)方向穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)方向穩(wěn)定性。根據(jù)理論分析，汽車(chē)質(zhì)心位置到汽車(chē)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的距離s對(duì)汽車(chē)的靜態(tài)方向穩(wěn)定性有決定性的影響。這個(gè)距離可由下式計(jì)算得到： 式中 ，—分別為汽車(chē)質(zhì)心離前、后軸的距離。和取決于軸荷分配， ，； —兩個(gè)前輪的輪胎側(cè)偏剛度之和，N/rad； —后輪的輪胎側(cè)偏剛度之和，N/rad； —汽車(chē)全部輪胎的總側(cè)偏剛度之和，N/rad； 當(dāng)s<0時(shí)，亦即當(dāng)L1Ca1－L2Ca2<0時(shí)，汽車(chē)質(zhì)心位于中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前，汽車(chē)具有不足轉(zhuǎn) 向特性，汽車(chē)靜態(tài)的方向穩(wěn)定性較好。反之，當(dāng)s>0時(shí)，汽車(chē)具有過(guò)度轉(zhuǎn)向特性。此時(shí)存在著一個(gè)臨界車(chē)速，低于此車(chē)速時(shí)，汽車(chē)的行駛時(shí)穩(wěn)定的，高與此車(chē)速，則汽車(chē)就不能穩(wěn)定行駛。在汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)一般希望汽車(chē)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。為此，要很好地匹配上述參數(shù)，使 L1Ca1－L2Ca2<0 汽車(chē)動(dòng)態(tài)方向穩(wěn)定性的條件是 式中，K—穩(wěn)定性因素； v—汽車(chē)車(chē)速，m/s； L—軸距，m。 3.3主要性能參數(shù)的選擇 3.3.1動(dòng)力性參數(shù) 汽車(chē)的動(dòng)力性參數(shù)主要有直接檔和I檔最大動(dòng)力因數(shù)、最高車(chē)速、加速時(shí)間、汽車(chē)的比功率和比轉(zhuǎn)矩等。 3.3.1.1直接檔動(dòng)力因數(shù)D0max D0max的選擇主要是根據(jù)對(duì)汽車(chē)加速性與燃料經(jīng)濟(jì)性的要求，以及汽車(chē)類型、用途和道路條件而異。轎車(chē)的D0max隨發(fā)動(dòng)機(jī)排量的增大而增大。中、高級(jí)轎車(chē)對(duì)加速性要求高，故D0max值較大。微型和普通級(jí)轎車(chē)為了節(jié)省燃料，D0max值較小。載貨汽車(chē)的D0max值是隨汽車(chē)總質(zhì)量的增大而逐漸減小的，但也有個(gè)限度。微型貨車(chē)的D0max值較大，輕型貨車(chē)次之，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)拖帶掛車(chē)，而且對(duì)平均車(chē)速和加速性能的要求也較高。中、重型貨車(chē)的D0max多在0.04～0.07范圍內(nèi)。對(duì)中、重型貨車(chē)選擇D0max時(shí)的要求是：拖帶掛車(chē)后仍能以直接檔在具有3％坡度的公路上行駛。鞍式牽引汽車(chē)及半掛車(chē)等汽車(chē)列車(chē)的D0max應(yīng)在0.03以上。礦用自卸汽車(chē)的行駛阻力大，其D0max值也應(yīng)不小于0.04?？蛙?chē)的D0max值也是隨著其總質(zhì)量的增大而減小，但豪華型客車(chē)應(yīng)比普通型客車(chē)的D0max值要大一些。 3.3.1.2 Ⅰ檔動(dòng)力因數(shù)DImax I檔最大動(dòng)力因數(shù)DImax直接影響汽車(chē)的最大爬坡能力和通過(guò)困難路段的能力以及起步并連續(xù)換檔時(shí)的加速能力。它和汽車(chē)總質(zhì)量的關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。對(duì)于公路用車(chē)，DImax多在0.30～0.38。中級(jí)及以上的轎車(chē)，其DImax值的上限可高達(dá)0.5，以便獲得必要的最低車(chē)速和較強(qiáng)的加速能力。礦用自卸汽車(chē)(裝載量為6.5t以下)的DImax值多在0.30～0.46，當(dāng)采用液力機(jī)械傳動(dòng)時(shí)，由于汽車(chē)起步后動(dòng)力因數(shù)下降較快，為保證有足夠的爬坡速度和加速能力，DImax值還應(yīng)取大一些。軍用越野汽車(chē)的爬坡能力要求高達(dá)60％～75％，故其DImax值多選擇在0.63以上。 3.3.1.3最高車(chē)速Vmax 隨著汽車(chē)性能特別是主被動(dòng)安全性能的提高以及各國(guó)公路路面的改善和高速公路的發(fā)展，汽車(chē)的最高車(chē)速普遍有所提高。選擇時(shí)應(yīng)考慮汽車(chē)的類型、用途、道路條件、具備的安全條件和發(fā)動(dòng)機(jī)功率的大小等，并以汽車(chē)行駛的功率平衡為依據(jù)來(lái)確定。本次設(shè)計(jì)的ZNZ1091中型貨車(chē)的最大速度為90Km/h。 3.3.1.4汽車(chē)的比功率和比轉(zhuǎn)矩 這兩個(gè)參數(shù)分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車(chē)總質(zhì)量之比。比功率是評(píng)價(jià)汽車(chē)動(dòng)力性能如速度性能和加速性能的綜合指標(biāo)，比轉(zhuǎn)矩則反映了汽車(chē)的比牽引力或牽引能力。在比較各國(guó)車(chē)型的比功率時(shí)，應(yīng)考慮到各國(guó)內(nèi)燃機(jī)功率測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)的差異。為了保證載貨汽車(chē)在高速公路上的速度適應(yīng)性，有些國(guó)家對(duì)汽車(chē)的比功率值有所規(guī)定。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB7258—97中規(guī)定，對(duì)公路用的機(jī)動(dòng)車(chē)輛其比功率的最小值不能低于4.8kW／t。農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)不低于4kW／t。 3.3.1.5汽車(chē)的加速時(shí)間 汽車(chē)由起步并換檔加速到一定車(chē)速Va的時(shí)間，稱為“0—Va的換檔加速時(shí)間”；而在直接檔下由車(chē)速為20km／h加速到某一車(chē)速Va (km／h)的時(shí)間，稱為"20—Va的直接檔加速時(shí)間”，它們均為衡量汽車(chē)加速性能和動(dòng)力性能的重要指標(biāo)。轎車(chē)常用“0—100km／h”或“0—80km／h”的換檔加速時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。中、高級(jí)轎車(chē)的0—100km／h的換檔加速時(shí)間約為8～15s；普通級(jí)轎車(chē)為12～25s。也可采用0—80km／h的換檔加速時(shí)間來(lái)衡量其加速性能。載貨汽車(chē)常用0—60km／h的換檔加速時(shí)間或在直接檔下由20km／h加速到某一車(chē)速的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。裝載量2～2.5t的輕型載貨汽車(chē)的0—60km／h的換檔加速時(shí)間多在0.5～30s；重型貨車(chē)的0—50km／h的換檔加速時(shí)間為40～60s。城市大客車(chē)和旅游用大客車(chē)的0—70km／h的換檔加速時(shí)間多在33～65s。國(guó)外也有用起步并換檔加速行駛到某一距離(例如0—400m，0—500m，0—1000m)所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)衡量汽車(chē)的加速性能的。 3.3.2燃料經(jīng)濟(jì)性參數(shù) 汽車(chē)在良好的水平硬路面上以直接檔滿載等速行駛100 km時(shí)的最低燃料消耗量Q(L／100km)，稱為汽車(chē)的“百公里最低燃料消耗量”，是汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)。它也是滿載的汽車(chē)在良好的硬路面上用直接檔以經(jīng)濟(jì)車(chē)速等速行駛時(shí)的百公里耗油量。 單位汽車(chē)總質(zhì)量的百公里最低燃料消耗量，又稱為汽車(chē)的“單位燃料消耗量” (L／(100km·t))。在新車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，其燃料經(jīng)濟(jì)性可參考總質(zhì)量相近的同類車(chē)型的百公里耗油量或單位燃料消耗量來(lái)估算。下表為載貨汽車(chē)的單位燃料消耗量的統(tǒng)計(jì)值范圍。轎車(chē)的單位燃料消耗量為7.5～10.5L／(100km·t)。國(guó)標(biāo)GB4352—84和GB 4353—84分別給出了載貨汽車(chē)和載客汽車(chē)運(yùn)行燃料消耗量。 載貨汽車(chē)的單位燃料消耗量 汽車(chē)總質(zhì)量 (t) 汽油機(jī) 柴油機(jī) <4 3.0～4.0 2.0～2.8 4～6 2.8～3.2 1.9～2.1 6～12 2.68～2.82 1.55～1.86 >12 2.50～2.60 1.43～1.53 3.3.3操縱穩(wěn)定性參數(shù) 與總體設(shè)計(jì)關(guān)系密切且應(yīng)在設(shè)計(jì)中當(dāng)作設(shè)計(jì)指標(biāo)予以控制的操縱穩(wěn)定性參數(shù)參數(shù)有： (1) 轉(zhuǎn)向特性參數(shù)； 由于輪胎的側(cè)偏使前、后軸產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)偏角。其角度差為正、負(fù)、零時(shí)使汽車(chē)分別獲得“不足轉(zhuǎn)向”、“過(guò)度轉(zhuǎn)向”和“中性轉(zhuǎn)向”等特性。為了保證良好的操縱穩(wěn)定性，希望得到不足轉(zhuǎn)向特性。通常用汽車(chē)以0.4g的向心加速度作定圓等速行駛時(shí)前、后軸的側(cè)偏角之差作為評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向特性的參數(shù)，希望它是一個(gè)較小的正角度值，例如轎車(chē)以1o～3o為宜。 (2) 車(chē)身側(cè)傾角； 汽車(chē)以0.4g的向心加速度作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的車(chē)身側(cè)傾角應(yīng)在3°之內(nèi)，在大不超過(guò)7°。 (3) 制動(dòng)點(diǎn)頭角； 汽車(chē)以0.4g的減速度制動(dòng)時(shí)的車(chē)身點(diǎn)頭角應(yīng)不大于1.5°。 3.3.5行駛平順性參數(shù) 行駛平順性通常用車(chē)身振動(dòng)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)。在總體設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)給出前后懸架的偏頻或靜撓度、動(dòng)撓度以及車(chē)身振動(dòng)加速度等參數(shù)值作為設(shè)計(jì)要求。 前、后懸架的偏頻與應(yīng)接近且應(yīng)使略高于，以免發(fā)生較大的車(chē)身縱向角振動(dòng)。但微型轎車(chē)因軸距短使后排座接近后輪，為了改善其后座的舒適性，可以將后懸架設(shè)計(jì)的軟一些而使，下表為各類汽車(chē)的偏頻和靜、動(dòng)撓度值的一般范圍。對(duì)于舒適性要求高的汽車(chē)偏頻值取低限。對(duì)于前、后懸架的靜撓度值和的匹配，推薦??；而對(duì)于貨車(chē)考慮到前、后軸荷的差別和避免駕駛員疲勞，則前、后靜撓度值之比要更大些。 車(chē)型 滿載偏頻Hz 滿載靜撓度 滿載動(dòng)撓度 前懸架 后懸架 前懸架 后懸架 前懸架 后懸架 轎車(chē) 普通級(jí)、中級(jí) 1.02～1.44 1.18～1.58 12～24 10～18 8～11 10～14 高級(jí) 0.91～1.12 0.98～1.29 20～30 15～26 8～11 10～14 客車(chē) 1.29～1.89 7～15 5～8 載貨汽車(chē) 1.51～2.04 1.67～2.23 6～11 5～9 6～9 6～8 越野汽車(chē) 1.391～2.04 12～24 7～13 3.3.6制動(dòng)性參數(shù) 常以制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度和制動(dòng)踏板力作為汽車(chē)制動(dòng)性能的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)參數(shù)。制動(dòng)距離是指在良好的試驗(yàn)跑道上和規(guī)定的車(chē)速下，緊急制動(dòng)時(shí)由踩制動(dòng)踏板起到完全停車(chē)的距離。我國(guó)通常以車(chē)速為30km／h和50km／h的最小制動(dòng)距離來(lái)評(píng)比不同車(chē)型的制動(dòng)效能。對(duì)于緊急制動(dòng)時(shí)踏板力，貨車(chē)要求不大于700N；轎車(chē)要求不大于500N。設(shè)計(jì)中在制訂制動(dòng)性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還應(yīng)適應(yīng)有關(guān)安全性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等對(duì)汽車(chē)制動(dòng)效能的要求。 3.3.7通過(guò)性參數(shù) 汽車(chē)類型 最小離地間隙(m) 接近角(o) 離去角(o) 總線通過(guò)半徑(m) 轎車(chē) 微型、普通級(jí) 0.12～0.18 20～30 15～23 3～5 中級(jí)、中高級(jí)、高級(jí) 0.13～0.20 5～8 客車(chē) 輕型 0.18～0.22 12～40 8～20 中型、大型 0.24～0.29 9～20 5～9 貨車(chē) 輕型 0.18～0.22 25～60 25～45 2～4 中型、重型 0.22～0.30 4～7 礦用自卸汽車(chē) >0.32 越野汽車(chē) 0.26～0.37 36～60 35～48 1.9～3.6 4.發(fā)動(dòng)機(jī)選型 發(fā)動(dòng)機(jī)選型的依據(jù)因素很多，如汽車(chē)的類型、用途、使用條件、總布置型式、總質(zhì)量及動(dòng)力性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性要求、材料和燃料資源、排氣污染和噪聲方面的法規(guī)限制、已有的發(fā)動(dòng)機(jī)系列及其技術(shù)指標(biāo)水平、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、生產(chǎn)條件與制造成本、市場(chǎng)預(yù)測(cè)情況以及將來(lái)的配件供應(yīng)及維修條件等，通常要經(jīng)過(guò)多種方案的比較甚至通過(guò)先行的試驗(yàn)研究才能選定一個(gè)好的方案。 4.1發(fā)動(dòng)機(jī)基本形式的選擇 至今世界上絕大多數(shù)的汽車(chē)都是采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中絕大多數(shù)的轎車(chē)采用汽油機(jī)，而幾乎全部的重型貨車(chē)、絕大多數(shù)的中型貨車(chē)和相當(dāng)一部分輕型貨車(chē)則采用柴油機(jī)。近二三十年來(lái)在極少數(shù)汽車(chē)上采用了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、高能蓄電池和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力裝置。為消除污染以蓄電池為能源的電動(dòng)汽車(chē)受到各國(guó)的重視，列為發(fā)展方向并在加緊研制中。但從目前的情況來(lái)看，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)仍將是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要型式。因此，這里僅就汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的選型問(wèn)題進(jìn)行討論。 在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)基本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī)，其次是氣缸的排列型式和發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式。 就世界范圍而言，大型汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)柴油化，中型汽車(chē)也多采用柴油機(jī)，輕型載貨汽車(chē)采用柴油機(jī)的也不少，甚至歐洲已將小型高速柴油機(jī)用到某些轎車(chē)上。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)具有油耗低、燃料經(jīng)濟(jì)性好、無(wú)點(diǎn)火系統(tǒng)，故障少、工作更可靠，耐久性好、壽命長(zhǎng)，排氣污染較低和防火安全性好等優(yōu)點(diǎn)。但一般柴油機(jī)的振動(dòng)及噪聲較大，輪廓尺寸及質(zhì)量較大，造價(jià)較高，起動(dòng)較困難并易冒黑煙。近年來(lái)，由于柴油機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝方面的不斷完善，其上述缺點(diǎn)已得到較好的克服。較大馬力、高轉(zhuǎn)速、低噪聲、小型化且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的柴油機(jī)的研制開(kāi)發(fā)成功，使裝柴油機(jī)的輕型汽車(chē)日益增多，在轎車(chē)上的裝用也取得成功。但預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，考慮到燃料使用的平衡及汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速高、升功率高、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性較好、輪廓尺寸及質(zhì)量較小、便于布置、振動(dòng)及噪聲較低和適于高速車(chē)輛等特點(diǎn)，絕大多數(shù)的轎車(chē)和小型車(chē)輛仍將采用汽油機(jī)，而裝載量6t以上的汽車(chē)將全部裝用柴油機(jī)，裝載量2—5t的部分輕型和中型汽車(chē)則采取兩種發(fā)動(dòng)機(jī)均可安裝而由用戶選擇的方式為宜。 按氣缸排列型式，發(fā)動(dòng)機(jī)又有直列、水平對(duì)置和V型等區(qū)別。直列式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、造價(jià)低廉、工作可靠、寬度小、易布置，因而在中型及以下的貨車(chē)上和排量不大的轎車(chē)上得到了廣泛應(yīng)用。4L以下的汽油機(jī)多采用直列式，但對(duì)大排量的直列發(fā)動(dòng)機(jī)而言，不是缸徑過(guò)大，就是缸數(shù)過(guò)多，使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)長(zhǎng)和過(guò)高，質(zhì)量也過(guò)大。因此，在中高級(jí)以上的轎車(chē)、重型載貨汽車(chē)和重型越野汽車(chē)上，采用V型發(fā)動(dòng)機(jī)的日益增多。V型發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于直列式有許多優(yōu)點(diǎn)，其長(zhǎng)度顯著縮短(約25％～30％)，高度降低，質(zhì)量減小約20％～30％；曲軸箱及曲軸的剛度增大；易于設(shè)計(jì)尺寸緊湊的高轉(zhuǎn)速、大功率發(fā)動(dòng)機(jī)且易于系列化，如V6，V8，V1O及V12等，而直列式通常到6缸，最多8缸。對(duì)于長(zhǎng)度受到限制的車(chē)輛來(lái)說(shuō)，由于V型發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度短，適宜于這類車(chē)輛的總體布置，但由于其寬度大，故在乎頭車(chē)上布置困難。V型發(fā)動(dòng)機(jī)的造價(jià)高，故在應(yīng)用中受到限制，多用于排量在6L以上和缸徑大于150mm的汽油機(jī)和12L以上的柴油機(jī)。水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的高度低且易于平衡，水平對(duì)置雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)在微型汽車(chē)上得到應(yīng)用。 按冷卻方式，發(fā)動(dòng)機(jī)又有水冷式和風(fēng)冷式之分。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻可靠，散熱好，氣缸變形小，缸蓋、活塞等主要零件的熱負(fù)荷較低，可靠性高；能很好地適應(yīng)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻要求；發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后也易于采取措施(加大水箱、增加泵量)加強(qiáng)散熱；噪聲??；車(chē)內(nèi)供暖易解決。因此，絕大多數(shù)的汽車(chē)都采用了水冷發(fā)動(dòng)機(jī)。但其冷卻性能受氣溫影響顯著，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮避免高溫天氣出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的問(wèn)題。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)便；對(duì)于在沙漠和缺水地區(qū)及炎熱、酷寒地區(qū)使用的適應(yīng)性好，不會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱和凍結(jié)等故障；還可省去消耗銅材的水箱。但大缸徑的風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻不夠均勻；缸蓋等有關(guān)零件的熱負(fù)荷高，可靠性不及水冷式的；噪聲大；油耗較高，故僅在安裝小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的微型汽車(chē)上得到應(yīng)用，在其他類型的汽車(chē)上應(yīng)用不多。大型風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)雖也能達(dá)到較高的性能指標(biāo)，但需采用較多的結(jié)構(gòu)、工藝措施，造價(jià)較高。 4.2主要性能指標(biāo)的選擇 4.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率Pe max及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速np 發(fā)動(dòng)機(jī)功率愈大則汽車(chē)的動(dòng)力性愈好，但功率過(guò)大會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率降低，燃料經(jīng)濟(jì)性下降，動(dòng)力傳動(dòng)系的質(zhì)量也要加大。因此，應(yīng)合理地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率。 設(shè)計(jì)初可參考同類型、同級(jí)別且動(dòng)力性相近的汽車(chē)的比功率進(jìn)行Pe max的估算或選取。Pe man亦可根據(jù)所要求的最高車(chē)速Ue max。 按下式計(jì)算出: 式中：——_發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，kW： ——傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，對(duì)單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的4× 2式汽車(chē)取≈0.9； —汽車(chē)總質(zhì)量，kg； __重力加速度，m／s2； __滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)載貨汽車(chē)取0.02，對(duì)礦用自卸汽車(chē)取0.03，對(duì)轎車(chē)等高速車(chē)輛需考慮車(chē)速影響并?。?.0165+0.0001(Va-50)； ___最高車(chē)速，km／h； CD—空氣阻力系數(shù)，轎車(chē)取0.4～0.6，客車(chē)取0.6～0.7，貨車(chē)取0.8—1.0 A__汽車(chē)正面投影面積，㎡，若無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù)，可按前輪距B1、汽車(chē)總高H、汽車(chē)總寬B等尺寸近似計(jì)算： 對(duì)轎車(chē) A≈0.78BH， 對(duì)載貨汽車(chē) A≈B1 H。 按上式求出的Pe max應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)在裝有全部附件下測(cè)定時(shí)得到的大有效功率或凈輸出功率，它比一般發(fā)動(dòng)機(jī)外特性的最大功率值低12％～20％。 在整車(chē)選型階段還應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速np±△np提出要求，因?yàn)樗粌H影響發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)指標(biāo)和使用性能及壽命，而且影響整車(chē)的性能(例如)、傳動(dòng)系的壽命以及對(duì)主減速比i0的選擇。 近年來(lái)，隨著車(chē)速的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也在不斷地提高。同時(shí)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也是提高其功率、減小其質(zhì)量的有效措施。但提高轉(zhuǎn)速會(huì)使活塞的平均速度加快及熱負(fù)荷增高、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力增大而加劇磨損，導(dǎo)致壽命下降，并加大振動(dòng)和噪聲。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高也有一定的限度。當(dāng)前，轎車(chē)汽油機(jī)的， 大多為4000—6000r／min；輕型貨車(chē)汽油機(jī)的 大多為3800～5000r／min；中型貨車(chē)汽油機(jī)的多為3200—4400r／min；其柴油機(jī)的多為2200～3400r／min；重型貨車(chē)柴油機(jī)的多為1800～2600r／min；轎車(chē)和輕型客車(chē)、輕型貨車(chē)用的小型高速柴油機(jī)的多為3200～4200r／min。應(yīng)根據(jù)汽車(chē)與發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、最高車(chē)速、最大功率、選用的活塞平均速度Cm、活塞沖程s、缸徑、缸數(shù)、工藝水平等因素來(lái)合理的確定 (Cm＝s·／30，單位為m／s)。 4.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Te max及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速nm 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，可用下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。 式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，N·m； ——扭矩適應(yīng)性系數(shù)； 即＝；一般汽油機(jī)，柴油機(jī)；值的大小，標(biāo)志著行駛阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)沿外特性曲線自動(dòng)增加扭矩的能力。的大小可參考同類樣機(jī)的數(shù)值進(jìn)行選取。 ——為最大功率點(diǎn)的扭矩，N·m； ——最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速，r／min。 在選取發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速時(shí)，一般希望該轉(zhuǎn)速與最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速有一定的比例關(guān)系，即保證（轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)）在1.4—2.0之間，如果取得過(guò)高，會(huì)使的比值變小，若小于1.4，會(huì)使直接檔的穩(wěn)定車(chē)速偏高，造成在市區(qū)內(nèi)行駛、轉(zhuǎn)彎等情況下增加換擋次數(shù)。所以希望不要太高。 4.3傳動(dòng)系參數(shù)的選擇 4.3.1最小傳動(dòng)比的選擇 整車(chē)傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的選擇，可根據(jù)最高車(chē)速及其功率平衡圖來(lái)確定。 在普通的載貨汽車(chē)上，變速器的最高檔大都取1.0，則傳動(dòng)系的最小總傳動(dòng)比即為驅(qū)動(dòng)橋的主減速比io，若有超速檔或副變速器、分動(dòng)器時(shí)，最小傳動(dòng)比則為它們的速比和i的乘積。 4.3.2最大傳動(dòng)比的選擇 最大傳動(dòng)比為變速器的頭檔速比與主減速比的乘積。該速比主要是用于汽車(chē)爬坡或道路條件很差（阻力大）的情況下（此時(shí)空氣阻力可以不計(jì)）汽車(chē)仍能行駛。 此時(shí)變速器最大速比 式中 ——最大爬坡角度，； ——車(chē)輪滾動(dòng)半徑，m。 求出以后，再驗(yàn)算一下附著條件，牽引力不應(yīng)大于附著力 式中 ——最大牽引力，N； ——附著力，N； --驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量，kg； ——附著系數(shù)，取＝0.7。 最后驗(yàn)算最低檔時(shí)的最低穩(wěn)定車(chē)速，該車(chē)速?zèng)]有規(guī)定的限值。一般情況下，載貨汽車(chē)，只要能滿足最大爬坡度的要求(即最大動(dòng)力因數(shù))，那最低穩(wěn)定車(chē)速也能滿足。但越野車(chē)為了避免在松軟地面上行駛時(shí)，土壤受沖擊剪切破壞而損害地面附著力，要求車(chē)速很低，此時(shí)的最大速比為 式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，r/min； 對(duì)于汽油機(jī)＝350 r/min～500 r/min； 對(duì)于柴油機(jī)＝650 r/min～850 r/min； ——汽車(chē)最低穩(wěn)定車(chē)速，km／h。 4.3.3變速器檔位數(shù)的選擇 變速器檔位數(shù)的多少，要根據(jù)汽車(chē)的類型，使用條件和性能要求及最高檔和最低檔的速比范圍大小而定。 載貨汽車(chē)的噸位越小，檔位數(shù)可取少些，隨著噸位的增大，檔位數(shù)也增多。這主要從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及需要進(jìn)行選擇。 檔位數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率越高(高功率區(qū)工作時(shí)間長(zhǎng))，既增加了動(dòng)力性，同時(shí)也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。 由于相鄰檔之間的比值不能太大(一般不超過(guò)1.7～1.8，太大時(shí)換檔困難，所以在最大傳動(dòng)比與最小傳動(dòng)比值越大，則檔位數(shù)也應(yīng)增多。而檔位多的變速器即7個(gè)前進(jìn)檔時(shí)，其變速器的結(jié)構(gòu)，特別是操縱機(jī)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜，所以有的車(chē)輛就采用增加前置或后置式副變速器的辦法來(lái)解決此矛盾。如需要全輪驅(qū)動(dòng)，可以增設(shè)兩檔的分動(dòng)器。本次設(shè)計(jì)貨車(chē)的變速器共五個(gè)檔前進(jìn)檔，一個(gè)倒車(chē)。各檔的傳動(dòng)比如下； 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 倒檔 4.76 2.808 1.54 1.00 0.756 4.99 5.總布置圖的繪制 在總成進(jìn)行方案布置和設(shè)計(jì)計(jì)算的同時(shí)，要進(jìn)行整車(chē)總體布置的有關(guān)計(jì)算(參數(shù)確定和性能計(jì)算)工作，并要在整車(chē)方案布置草圖及各總成匹配布置的基礎(chǔ)上正式繪制和布置整車(chē)總布置圖。 整車(chē)總布置圖包括側(cè)視圖、俯視圖、前視圖和必要的斷面布置圖、局部布置圖。 在繪制整車(chē)總布置圖的過(guò)程中，要隨時(shí)配合、調(diào)整和確認(rèn)其各總成的外廓尺寸、結(jié)構(gòu)、布置型式、連接方式、各總成之間的相互關(guān)系、操縱機(jī)構(gòu)的布置要求，懸置的結(jié)構(gòu)與布置要求、管線路的布置與固定、裝調(diào)的方便性等。 整車(chē)布置應(yīng)從車(chē)型系列化角度出發(fā)，減少基礎(chǔ)布置的變動(dòng)，并可變型出多種車(chē)型，以適應(yīng)大量生產(chǎn)和用戶不同的使用要求，從而可以降低成本，提高可靠性。、 5.1發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系的布置 根據(jù)總布置草圖中所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸及前輪的相互位置關(guān)系、發(fā)動(dòng)機(jī)總成、散熱器總成、車(chē)頭駕駛室總成的外形圖，一起在總布置圖中進(jìn)行細(xì)化、準(zhǔn)確定位，最后確定其坐標(biāo)位置。 布置時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： ①油底殼與前軸的最小跳動(dòng)距離； ②油底殼與橫拉桿的間隙，除前軸垂直跳動(dòng)量外，還要考慮制動(dòng)時(shí)由于前簧的S變形而造成前軸向前有一轉(zhuǎn)角(約3～4)所要求的額外間隙。特別是前驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)軸與油底殼或附近的橫梁等零件的間隙也應(yīng)如此。 ③散熱器與風(fēng)扇的位置關(guān)系。一般風(fēng)扇至散熱器芯部表面至少留40mm以上的間隙。風(fēng)扇中心與散熱器芯部中心可以對(duì)齊，或者高于芯部中心，但風(fēng)扇不要超過(guò)上水室下邊，這樣的布置冷卻效果差； ④曲軸中心線與車(chē)架上表面——零線，有一前高后低的夾角(約2°～5°)，一般取3°左右。目的是能使汽車(chē)在滿載狀態(tài)時(shí)，傳動(dòng)系的軸線互相之間夾角最小，甚至從前至后成為一條直線，以提高萬(wàn)向節(jié)的傳動(dòng)效率和減少磨損； ⑤滿載時(shí)傳動(dòng)軸的正常夾角在4°以下最好，希望不超過(guò)8°。越野車(chē)的傳動(dòng)夾角可達(dá)11°多。有條件時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋自身可以傾斜一個(gè)角度，以便滿足傳動(dòng)軸的等角速運(yùn)轉(zhuǎn)，或減小傳動(dòng)軸的夾角； ⑥單根傳動(dòng)軸不易過(guò)長(zhǎng)，必要時(shí)可加中間支承，變成兩根或多根傳動(dòng)軸傳動(dòng)。 轎車(chē)傳動(dòng)軸的布置，在不影響離地間隙的情況下，主要考慮車(chē)身地板的傳動(dòng)軸鼓包越小越好，因此傳動(dòng)線可布置成中間低兩頭高的形式。 5.2車(chē)頭、駕駛室的布置 在發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)架、前軸、前輪布置關(guān)系確定后，即可布置車(chē)頭、駕駛室，在總成設(shè)計(jì)階段，對(duì)其關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此在這僅對(duì)其相互位置關(guān)系進(jìn)行最后布置上的確認(rèn)和坐標(biāo)、尺寸的確定。 5.3動(dòng)軸的布置 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器及變速器這一動(dòng)力傳動(dòng)總成和后驅(qū)動(dòng)橋的位置確定后，則可布置萬(wàn)向節(jié)與傳動(dòng)軸。 下圖給出了一根傳動(dòng)軸兩端裝有萬(wàn)向節(jié)這種最簡(jiǎn)單的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的兩種布置應(yīng)使萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)兩端的夾角盡量相等，其數(shù)值在汽車(chē)滿載靜止時(shí)不應(yīng)大于4o，最大應(yīng)超過(guò)7o。 轎車(chē)為了盡量減小地板上的傳動(dòng)軸通道凸包高度，在不低于其最小離地間隙的前提下，都盡量降低傳動(dòng)軸的高度，但應(yīng)使萬(wàn)向節(jié)叉軸線夾角不超過(guò)允許值。圖中(a)所示的U型布置方案可滿足這一要求。然而當(dāng)載荷變動(dòng)使后驅(qū)動(dòng)橋離開(kāi)設(shè)計(jì)位置時(shí)，U型布置傳動(dòng)軸的前后萬(wàn)向節(jié)叉的軸線夾角的差值將增大而破壞等速條件，這也是引起傳動(dòng)系振動(dòng)的原因，應(yīng)采取專門(mén)的措施，例如，選擇適宜的后懸架導(dǎo)向裝置的幾何參數(shù)，采用非對(duì)稱板簧，采用等速萬(wàn)向節(jié)等。萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸與地板之間的間隙可取10～15mm。 圖5.4 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的兩種布置方案 （a)U型布置；(b)Z型布置 5.4懸架的布置 以載貨車(chē)的板簧為主，介紹布置上的要求。 前板簧的布置要保證主銷(xiāo)后傾角的要求，同時(shí)這種前高后低的布置也有利于產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向。 板簧的支架應(yīng)盡量減少懸臂的長(zhǎng)度，以求在較小尺寸和質(zhì)量的前提下，獲得較大的強(qiáng)度和剛度。 后板簧的布置應(yīng)做到前低后高，亦可獲得不足轉(zhuǎn)向。特別是高速轎車(chē)、輕型客車(chē)及吉普車(chē)等一定要考慮。對(duì)于載貨車(chē)，可能因結(jié)構(gòu)原因而造成布置上難度較大，則可較少考慮。 減振器應(yīng)盡量布置成垂直狀態(tài)，以最大限度地利用其有效行程和減少偏差。若空間不允許，也可斜置。布置時(shí)應(yīng)注意下支點(diǎn)的離地高度，后減振器的上支點(diǎn)不應(yīng)高出車(chē)架上表面太高(不應(yīng)超過(guò)80mm)，以免影響改裝車(chē)的裝配和布置。 注意減振器上下行程的分配，不能發(fā)生上下頂死現(xiàn)象。 前懸架采用獨(dú)立懸架時(shí)，要注意導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)對(duì)前輪定位角、輪距變化的影響及布置上的抗點(diǎn)頭角的作用，拆裝油底殼的方便性等。 5.5車(chē)架總成外形及其橫梁的布置 先確定車(chē)架縱梁的斷面(膠板)高度，可通過(guò)有限元計(jì)算，并參考同類樣車(chē)的車(chē)架最大斷面高度，決定車(chē)架的最大斷面高度。 車(chē)架縱粱的外形，對(duì)于一般載貨汽車(chē)來(lái)講，前后軸之間的車(chē)架縱梁的斷面高度為最大值，而在前、后軸附近及前、后端的斷面高度均可變小，大多數(shù)車(chē)的前軸和后橋中心都處在車(chē)架縱粱斷面高度變化的過(guò)渡區(qū)內(nèi)。 也有的載貨汽車(chē)或越野車(chē)，車(chē)架縱梁的后部斷面也取為最大值。對(duì)產(chǎn)量不大的重型車(chē)，車(chē)架從前到后采用等直的斷面高度，即為落料成矩形斷面，再壓彎成“C”型結(jié)構(gòu)，這樣的縱梁制造工藝簡(jiǎn)單、成本低，但是質(zhì)量偏大，前部布置上不太理想。 車(chē)架前部的變斷面，除要保證足夠的強(qiáng)度和剛度外，形狀的變化及選擇，要考慮布置上的需要和沖壓的工藝性，如前簧的布置，主銷(xiāo)后傾角度、前輪的跳動(dòng)量、發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱器等的懸置結(jié)構(gòu)和處理是否理想、車(chē)頭或駕駛室懸置的布置等，最后進(jìn)行綜合平衡后再確定車(chē)架前部外形尺寸和斷面高度。 車(chē)架總成外寬的確定 不同的車(chē)型、不同的廠家，所選的車(chē)架總成外寬不一樣，雖然國(guó)家制訂了車(chē)架外寬的標(biāo)準(zhǔn)，但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)一。 對(duì)車(chē)架總成的外寬，其前、中、后部不等，主要取決于布置上的需要。前部外寬取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的外寬及懸置結(jié)構(gòu)的布置、散熱器的尺寸及懸置、前輪距、前輪胎的型號(hào)及車(chē)輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向縱拉桿和減振器的布置、前懸架的結(jié)構(gòu)型式和布置位置等因素。后部車(chē)架的外寬取決于后懸架的結(jié)構(gòu)、尺寸、布置及后輪胎(特別是雙胎)的型號(hào)、布置尺寸、整車(chē)外寬(不允許超過(guò)2.5m)。車(chē)架中部的外寬主要考慮國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，及前、后部寬度的差值的大小和過(guò)渡區(qū)的工藝性等，盡量采用前、中、后部等外寬的車(chē)架，這樣工藝性比較好，質(zhì)量容易保證。 轎車(chē)的車(chē)架主要是根據(jù)布置需要，多采用承載式車(chē)身，而高級(jí)的轎車(chē)還是采用有車(chē)架式結(jié)構(gòu)，但車(chē)架的外形都根據(jù)布置上的需要，做成前后窄而高、中間寬而低的形式，這樣可以保證整車(chē)質(zhì)心低而且運(yùn)行平穩(wěn)。 車(chē)架總成的橫梁布置應(yīng)均勻、結(jié)構(gòu)合理，在膠板上有總成固定支架的地方(即力的作用點(diǎn))，應(yīng)布置橫梁，以便減少縱梁腹板的側(cè)彎。懸架支架、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、油箱、電瓶、駕駛室懸置等處都應(yīng)考慮布置橫梁。 5.6轉(zhuǎn)向系的布置 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置，主要是保證駕駛員操縱輕便、舒適，并使汽車(chē)具有較高的機(jī)動(dòng)性和靈敏度，轉(zhuǎn)彎時(shí)減少車(chē)輪的側(cè)滑，減輕轉(zhuǎn)向盤(pán)上的反沖力和有自動(dòng)回正作用。 轉(zhuǎn)向系布置的關(guān)鍵要保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置及拉桿系統(tǒng)有足夠的剛度和較小的傳動(dòng)比變化量。 轉(zhuǎn)向機(jī)及轉(zhuǎn)向柱的固定要牢靠，角度及轉(zhuǎn)向盤(pán)的高度位置應(yīng)保證駕駛員操作靈便，手臂沒(méi)有被架高的感覺(jué)，抬腿蹬踏板時(shí)不碰轉(zhuǎn)向盤(pán)。 拉桿必須有足夠的剛度，特別是彎拉桿，要保證沒(méi)有彈性變形。在前輪左右最大轉(zhuǎn)角區(qū)間內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)不能出現(xiàn)發(fā)卡，磨擦現(xiàn)象，拉桿之間不能出現(xiàn)死角，在轉(zhuǎn)向過(guò)程當(dāng)中傳動(dòng)比的變化應(yīng)盡量小。 在系列車(chē)型設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于軸距的變化會(huì)影響梯形底角的變化，在實(shí)際生產(chǎn)中，這種細(xì)小的變動(dòng)很難處理，管理上容易出現(xiàn)誤裝或錯(cuò)裝，生產(chǎn)也不好安排，為此就應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)回避這一誤區(qū)。轉(zhuǎn)向梯形的確定，以系列車(chē)型中，產(chǎn)量最大的、或軸距居中的車(chē)型、亦可兩者兼顧后決定以某一車(chē)型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)其轉(zhuǎn)向梯形，其它車(chē)型直接乘用，這樣便于組織生產(chǎn)和發(fā)展變型車(chē)；對(duì)使用影響也不大。 在縱置板簧的布置中，轉(zhuǎn)向垂臂的球頭中心應(yīng)與板簧的跳動(dòng)中心重合或接近，上節(jié)臂的球頭中心應(yīng)與主片的高度相差，這樣可以減少車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)的干涉量，緊急制動(dòng)時(shí)的干涉跑偏問(wèn)題。 轉(zhuǎn)向盤(pán)的高度、轉(zhuǎn)向柱的角度固定方式等可與車(chē)身總布置共同商定，亦可在1：1的內(nèi)模型內(nèi)確定，并與腳踏板和坐椅一同考慮。 5.7制動(dòng)系統(tǒng)的布置 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：汽車(chē)上應(yīng)配有行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)、駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)功能，三者可以獨(dú)立、亦可互相聯(lián)系，當(dāng)某二者失靈(踏板或制動(dòng)閥除外)，另一系統(tǒng)仍具有應(yīng)急的制動(dòng)功能。應(yīng)急制動(dòng)的操作必須方便可靠，它可與行車(chē)制動(dòng)或駐車(chē)制動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)結(jié)合，但三者不能合在一起。對(duì)于駐車(chē)制動(dòng)，要求它必須通過(guò)機(jī)械裝置把工作部件(制動(dòng)器)鎖止，解除也應(yīng)方便可靠。 行車(chē)制動(dòng)必須采用雙回路或多回路系統(tǒng)，當(dāng)部分管路失效后，其余部分仍有至少30％的制動(dòng)效能。 總質(zhì)量大于12t的長(zhǎng)途客車(chē)、旅游客車(chē)和總質(zhì)量大于16t并帶10t掛車(chē)的列車(chē)必須裝ABS，所以配合好制動(dòng)系統(tǒng)的布置和設(shè)計(jì)是非常重要。 整車(chē)設(shè)計(jì)人員要與總成設(shè)計(jì)人員共同商定，選擇行車(chē)和駐車(chē)制動(dòng)器的方案、制動(dòng)操縱方式及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式、結(jié)構(gòu)和布置。 一般輕、轎車(chē)上均采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)。中、重型車(chē)上采用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。兩種不同的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求制動(dòng)器的布置、整車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的配置、操縱機(jī)構(gòu)的型式和結(jié)構(gòu)等也各不相同，所以對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的方案選擇和進(jìn)行合理的布置是非常關(guān)鍵的。 5.8進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置 進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)方案的選擇及布置的合理性，對(duì)整車(chē)的性能、可靠性、排放和振動(dòng)噪聲等有影響。 空氣濾清器及進(jìn)氣管路是保證發(fā)動(dòng)機(jī)得到充足和清潔空氣的通道，所以吸氣口要放在空氣暢通、清潔、灰塵少的部位，管道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便減少阻力。空氣濾清器的容量要足夠，特別在風(fēng)沙、灰土大的地區(qū)，要加大空氣濾清器的容量，以增加濾清效果，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損和保證其正常地工作。 一般長(zhǎng)頭車(chē)的空氣濾清器放在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)，但平頭車(chē)或重型車(chē)的空氣濾清器(空氣濾清器較大)都放在車(chē)身(頭)的外面，有的從駕駛室背后豎起一個(gè)煙囪式的通氣管道，吸氣口在上端朝下或朝外。有的平頭車(chē)的進(jìn)氣管道放在了乘客側(cè)的車(chē)門(mén)和風(fēng)窗玻璃的交接縫處，雖然不美觀，但對(duì)性能有益。 對(duì)于長(zhǎng)頭重型車(chē)，由于空濾器較大，也可放在車(chē)頭側(cè)面。 排氣系的布置要保證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣暢通，阻力小(排氣制動(dòng)系統(tǒng)除外)，同時(shí)要盡量減少噪聲和振動(dòng)，排氣口要朝左或右，不許朝向人行道。 排氣管道的布置與油箱的距離應(yīng)大于300mm，若布置不開(kāi)時(shí)，中間可加隔熱板。 排氣管道的任何部位(除排氣尾管的排氣口外)都不允許發(fā)生漏氣現(xiàn)象，以防止產(chǎn)生振動(dòng)的噪聲。 消聲器進(jìn)氣管應(yīng)盡量與動(dòng)力總成固定在一起，以減少振動(dòng)干涉。排氣系統(tǒng)在整車(chē)(車(chē)架)上要用軟墊進(jìn)行支承和固定，以減少管道各接口處的振動(dòng)和干涉。 在布置消聲器時(shí)，注意離地間隙大小，特別是轎車(chē)更應(yīng)選擇合適的方案，不應(yīng)影響通過(guò)性。 5.9操縱系統(tǒng)的布置 轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向柱的布置前面已經(jīng)論述，這里僅對(duì)踏板(離合器、制動(dòng)、油門(mén))裝置、變速操縱，駐車(chē)制動(dòng)裝置等進(jìn)行論述。 所有踏板和操縱手柄位置都應(yīng)按人體工程學(xué)的要求進(jìn)行布置，可