598 HDK640微型客車設(shè)計（總體、車架、制動系統(tǒng)設(shè)計）

598 HDK640微型客車設(shè)計（總體、車架、制動系統(tǒng)設(shè)計）,598,HDK640微型客車設(shè)計（總體、車架、制動系統(tǒng)設(shè)計）,hdk640,微型,客車,設(shè)計,總體,整體,車架,制動,系統(tǒng) 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 目 錄 前 言…………………………………………………………………………1 第一章 汽車整體設(shè)計與底盤布置 §1.1 汽車整車與各部件概述…………………………………2 §1.2 汽車型式的選擇………………………………………… 7 §1.3 汽車主要尺寸和參數(shù)的選擇………………………… 8 §1.4汽車的底盤各部件布置…………………………………11 第二章 動力性、經(jīng)濟(jì)性計算 §2.1 汽車主要技術(shù)參數(shù)……………………………………… 21 §2.2 動力性計算…………………………………………………22 §2.3 燃油經(jīng)濟(jì)性的計算……………………………………… 32 第三章 制動器的設(shè)計 §3.1 制動系概述…………………………………………………34 §3.2 制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)……………………………………… 35 總結(jié)…………………………………………………………………………39 致謝…………………………………………………………………………40 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………… 41 英文翻譯………………………………………………………………… 42 1 前 言 　 從最初的三輪車輛、T型車、如今的流線型、概念型的大功率車輛，汽車工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)歷了百余年歷史。橫觀當(dāng)今世界，除了瑞士這個國家是以制表業(yè)著名，其他發(fā)達(dá)國家無一例外，全都把汽車產(chǎn)業(yè)作為本國的支柱產(chǎn)業(yè)。這是因?yàn)槠嚠a(chǎn)業(yè)綜合性大，牽涉到材料、冶金、化工、電子等各個行業(yè)。汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)達(dá)往往能帶動整個國家工業(yè)的快速發(fā)展，給國家和社會帶來無窮收益。 汽車產(chǎn)業(yè)能夠得到如此快速的發(fā)展與其實(shí)用性分不開。汽車的應(yīng)用價值不僅僅局限于傳統(tǒng)的行車代步，而是像書籍一樣成為人們生活中不可或缺的一部分。人類社會及人們生活的汽車化，大大擴(kuò)大了人們的活動范圍，加速了國家，地區(qū)間的交往，成倍提高了人們的辦事效率，極大地加快了人們的活動節(jié)奏，促進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展與人類的快速進(jìn)步。有了汽車，人們的活動才能最大限度的擺脫天氣狀況的限制。 當(dāng)前，汽車已進(jìn)入人類社會的各個領(lǐng)域，人們已不滿足僅僅把它當(dāng)作代步工具，汽車已經(jīng)成為一種文化。好的動力，好的外形，魅力的品牌都成為車友津津樂道的話題。在我國，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車工業(yè)開始了前所未有的發(fā)展。從原來的單一性、低檔次向現(xiàn)在的多類型、高檔次發(fā)展，特別是本世紀(jì)初，我國的汽車工業(yè)，尤其是民族品牌都經(jīng)歷了跨越式的發(fā)展。隨著我國加入世貿(mào)組織后的市場格局變幻，我國將成為全球最大的汽車生產(chǎn)基地，而十幾億的人口和目前與日俱增的經(jīng)濟(jì)態(tài)勢，也將使我國成為全球最大的銷售市場。這些現(xiàn)象我們完全可以預(yù)見，長遠(yuǎn)之計我們應(yīng)大力發(fā)展汽車核心技術(shù)，只有掌握了技術(shù)，我們的汽車產(chǎn)業(yè)才能完全不受制于人。 隨著生活水平的進(jìn)一步提高和思想觀念的進(jìn)步，具有轎車舒適性兼顧越野性，適合長途旅行和載貨的多功能微型客車越來越會被人們所接受。現(xiàn)代人們高節(jié)奏的生活與工作，各種設(shè)計思維和理念應(yīng)運(yùn)而生。生活高品質(zhì)，追求完美，結(jié)合工作的成就和休閑的樂趣，有張有弛，符合現(xiàn)代人的思想。 第一章 汽車整體設(shè)計與底盤布置 §1.1 概述 汽車整體設(shè)計和汽車底盤設(shè)計是汽車設(shè)計工作中十分重要的環(huán)節(jié)。汽車的使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生產(chǎn)成本與整體和底盤都有著密切的關(guān)系。眾所周知，汽車是由許多零部件有機(jī)組合的整體，汽車性能的好壞不僅取決于各部件性能如何，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于總布置。如果各部件的型式和參數(shù)選擇不當(dāng)或布置不好，則即使各部件性能很好，整車性能卻不一定理想。因此，整體設(shè)計還要從整車的技術(shù)合理性和全局出發(fā)很好地協(xié)調(diào)部件與整車、底盤之間的關(guān)系。 汽車底盤包括離合器、變速器、傳動軸、前后橋、前后懸架、轉(zhuǎn)向系、制動系、車架、備胎、油箱等部件與系統(tǒng)。 離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的總成，其主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地結(jié)合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋是將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系個零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。 變速器用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬破、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋和倒擋。需要時變速器還有動力輸出功能。 驅(qū)動橋位于動力傳動系的末端，其基本功能是增大有傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將動力合理地分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成。 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把懸架（或車身）與車軸（或車輪）彈性地連接起來。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩，并且緩和路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的震動，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運(yùn)動特性，保證汽車的操縱穩(wěn)定性，是汽車獲得高速行駛能力。懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減振器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成。 轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。機(jī)械式轉(zhuǎn)向系依靠駕駛員的手力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。 制動系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度減速行駛直至停止，在下坡行駛時使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速，使汽車可靠地停在原地或坡道上。制動系至少有行車制動裝置和駐車制動裝置。前者用來保證第一項(xiàng)功能和在不長的坡道上行駛時保證第二項(xiàng)功能，而后者則用來保證第三項(xiàng)功能。 底盤的作用是接受發(fā)動機(jī)的動力，使車輪轉(zhuǎn)動，并保證汽車按駕駛員的操縱正常行駛。底盤包括傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)這四大部分，通常，這四大系統(tǒng)也簡稱為傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系。 傳動系我們應(yīng)該不會感到陌生。大家都知道離合器和變速器吧，它們就是傳動系里面的重要部件，駕駛員和它們打的交道都是相當(dāng)多的(僅次于方向盤了)，一趟車跑下來，誰能記得自己到底踩了多少下離合、換了多少次擋? 從動力的傳輸過程來看，傳動系是連接發(fā)動機(jī)和車輪的紐帶，包括離合器、變速器、傳動軸、驅(qū)動橋等。汽車傳動系按照結(jié)構(gòu)和傳動介質(zhì)可以分為機(jī)械式、液力機(jī)械式、靜液式、電力式等四種型式，對于絕大部分汽車來說，目的最常見的是機(jī)械式和液力機(jī)械式這兩種。傳動系有多種布置方式，轎車常用FF方式(即發(fā)動機(jī)前置、前輪驅(qū)動)；載貨車、大部分客車和少部分豪華轎車常用FR方式(即發(fā)動機(jī)前置、后輪驅(qū)動)；豪華客車一般采用RR方式(即發(fā)機(jī)機(jī)后置、后輪驅(qū)動)；越野車多用NWD分式(即全輪驅(qū)勸，n表示車輪數(shù)量)；而賽車一般是采用MR方式(即發(fā)動機(jī)中置、后輪驅(qū)動)。此外，發(fā)動機(jī)是采取橫置還是縱置也都會影響到傳動系的布置。 傳動系的首要任務(wù)就是與發(fā)動機(jī)協(xié)調(diào)工作，以保證汽車能在不問的使用條件下正常行駛。并具有良好的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。出此，無論是什么型式的傳動系，至少都應(yīng)該具備以卜四種基本功能： 1.減速和變速 我們知道，只有當(dāng)作用在驅(qū)動輪上的牽引力足以克服外界對汽車的阻力時，汽車方能起步和正常行駛。傳動系中主減速器起著減速增扭的作用。汽車的使用條件(比如實(shí)際裝載質(zhì)量、道路坡度、路面狀況，以及道路的寬度和曲率，交通狀況所允許的車速等等)由于很多因素的影響而不斷變化，這就要求汽車的牽引力和速度要有相當(dāng)大的變化范圍。另一方面，由于發(fā)動機(jī)在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩變化不大，功率和燃油消耗曲線變化卻相當(dāng)大，這就使得發(fā)動機(jī)保持高功率低油耗的轉(zhuǎn)速范圍(我們可以稱之為有利轉(zhuǎn)速范圍)是很窄的、為了使發(fā)動機(jī)能保持在有利的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，傳動系的傳動比就需要在一定范圍內(nèi)變化。所以，從這個角度來說，傳動系還必須具備受速作用，變速器也就應(yīng)運(yùn)而生。 2.實(shí)現(xiàn)汽車倒駛 如果汽車連這個功能都不具備的話，很難想象人們怎樣進(jìn)出停東場、車庫等，當(dāng)然在那些狹窄的路而上想倒車也是不可能的了。也許你會說讓發(fā)動機(jī)反著轉(zhuǎn)，不要說目前沒有這樣的發(fā)動機(jī)，就是在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)。我們都不可能看到這樣的發(fā)動機(jī)、所以，傳動系能夠在保持發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下使汽車實(shí)現(xiàn)反向行駛，這個功能就是通過變速器的例擋來實(shí)現(xiàn)的。 3.必要時中斷傳動 有過駕駛經(jīng)驗(yàn)的人都知道。發(fā)動機(jī)必須是在踩下離合器以后才能啟動(踩下離合器就使得發(fā)動機(jī)不會承受地面的阻力，也就是說讓發(fā)動機(jī)空載，這和汽車空載可是兩碼事)，啟動后的發(fā)動機(jī)也必須保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以上才能保證不熄火。除了汽車起步的時候，中斷發(fā)動機(jī)對驅(qū)動輪的動力輸出也是常有的事，比如換擋、減速停車、遇紅燈時等等，所有這些都要求傳動系能夠在必要的時候切斷動力輸出，而離合器和變速器的空擋就承擔(dān)了這個任務(wù)。 4.差速作用 汽車轉(zhuǎn)彎是最平常不過的事，但是大家有沒有注意到汽車轉(zhuǎn)彎時車輪是怎樣運(yùn)動的呢?也許你從沒注意過這些芝麻蒜皮的小事，那么你到大街上隨便找個彎道仔細(xì)看一看就會發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)彎時，汽車的左右車輪轉(zhuǎn)速不一樣，彎內(nèi)側(cè)的車輪比外側(cè)的車輪轉(zhuǎn)得慢些。這個現(xiàn)象并不難理解，因?yàn)樽笥臆囕喸谵D(zhuǎn)彎時通過的距離是不同的。請不要小看這樣一個簡單的現(xiàn)象，對于非驅(qū)動輪來說，這根本就不是問題，可對驅(qū)動輪來說就不一樣了，如果左右驅(qū)動輪在轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)速一樣，必然會使車輪產(chǎn)生相對于地面滑動的現(xiàn)象，這不僅會造成轉(zhuǎn)向困難，還會增加汽車的動力消耗，加速輪胎和傳動系零部件磨損，為了避免這些問題的發(fā)生，我們就使用了差速器。 ???? 行駛系的功用是接受由發(fā)動機(jī)經(jīng)傳動系傳來的扭矩，并通過驅(qū)動輪與路面的附著作用，產(chǎn)生路面對汽車的牽引力，以保證汽車正常行駛；傳遞并承受路面作用于車輪上的各向反作用力及其所形成的力矩；此外，它應(yīng)盡可能地緩和不平路面對車身造成的沖擊和振動，保證汽車行駛平順，并且與汽車轉(zhuǎn)向系很好地配合工作，實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的控制，以保證汽車的操縱穩(wěn)定性。 ???? 行駛系包括車架、車橋、車輪、懸架等，有的車還包括橋殼(比如載貨車、客車、越野車等等)。車架可以說是汽車的骨架，它的作用是支撐并連接汽車的各個總成和零部件，并承受來自車內(nèi)外的各種載荷。車橋也稱為車軸、它通過懸架和車架(或車身)相連，兩端安裝車輪，其功用也就是傳遞車架(或車身)與車輪之間各個方向的作用力，承受車架和車身的重量。橋殼和車橋—樣，都能承受車架和車身重量，承受由車輪傳來的路面反作用力和力矩，除此以外。還能保護(hù)主減速器、差速器、驅(qū)動軸等部件。車輪與輪胎是行駛系中的重要部件，它們的作用很多：支撐整車的重量；緩和由路面?zhèn)鱽淼臎_擊力；通過輪胎同路面間存在的附著力來產(chǎn)生驅(qū)動力和制動力等等。懸架是車架(或車身)與車橋(或傘輪)之間的傳力連接裝置的總稱，它的功用是把路面作用于車輪上的支撐力、牽引力、制動力和側(cè)向力以及這些作用力所造成的力矩傳遞到車架(或車身)上，以保證汽車的正常行駛。 ???? 方向盤應(yīng)該足每一位駕駛員最熟悉的部件了(用“密切”這個詞來形容駕駛員與方向盤的關(guān)系絲毫不為過)，而它就是我們下面要提到的轉(zhuǎn)向系的組成部分。 ??? ?汽車在行駛過程中需要經(jīng)常改變行駛方向(也就是轉(zhuǎn)向)，除此以外，在汽車直線行駛時，由于車輪受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，就會偏離行駛方向。這樣，我們又需要通過方向盤不斷地修正偏離的方向以保持正確的行駛方向。所以，轉(zhuǎn)向系的作用就是保證汽車能夠按照駕駛員選擇的方向行駛。 ???? 按照轉(zhuǎn)向能源的不同，轉(zhuǎn)向系可以分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系這兩大類。機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有的傳力部件都是機(jī)械的，機(jī)械式轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)三大部分組成。由于它完全是以人的體力作為轉(zhuǎn)向能源，容易使駕駛員感到疲勞。為了解決這個問題，動力轉(zhuǎn)向系出現(xiàn)了，它是以駕駛員的體力和發(fā)動機(jī)動力作為轉(zhuǎn)向能源的。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需的能量只有一小部分由駕駛員提供，而人部分是由發(fā)動機(jī)通過轉(zhuǎn)向助力裝置提供的，但當(dāng)轉(zhuǎn)向助力裝置失效時，還必須保證能由駕駛員自己獨(dú)立完成汽車轉(zhuǎn)向的任務(wù)。因此，動力轉(zhuǎn)向系也就是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)了一套轉(zhuǎn)向助力裝置。為丁充分減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)，現(xiàn)代轎車一般都有動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 ???? 盡可能提高汽車行駛速度，是提高運(yùn)輸生產(chǎn)率的主要技術(shù)措施之一，但這必須是以保證汽車行駛安全為前提。因此，在寬闊平坦、車流和人流較小的情況下，汽車可以用高速行駛，而在更多的時候，比如即將轉(zhuǎn)向、行經(jīng)不平路面、兩車交會、遇到障礙物等等，我們都需要降低車速、甚至停車。如果不具備制動這一性能，汽車根本不能按駕駛員的意圖減速或停車，就更別汽車的行駛安全了。說到這里，制動系也就不難理解了。它的作用也就是使汽車減速或停車，并保證駕駛員離去后汽車能可靠地停住。 ???? 每一輛汽車的制動系至少應(yīng)該具備兩套系統(tǒng)，即行車制動系和駐車制動系。行車制動系(可以理解為我們平時所說的腳剎)的作用也就是在汽本行駛過程中降低速度和停車，駐車制動系(可以理解為我們平時所說的手剎)的作用是使已經(jīng)停駛的汽車駐留原地不動。除了這兩套基本的制動系統(tǒng)外，許多國家還規(guī)定了汽車必須具備第二制動系，其作用是保證行車制動系失效后能夠?qū)崿F(xiàn)正常減速和停車。 ????制動系由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器這四部分組成。 ????以上就是汽車底盤的四大組成部分。 汽車底盤設(shè)計的主要任務(wù)是： 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)、重量和主要尺寸，提出整車設(shè)想（整體設(shè)計方案），為各部件設(shè)計提供整車參數(shù)和設(shè)計要求。 2、對各部件進(jìn)行合理布置和運(yùn)動校核，使汽車不僅有足夠的轉(zhuǎn)載容量，而且能夠做到尺寸緊湊、具有實(shí)用性、空間布置合理、相互工作不干涉、重 量輕、重心低、安全可靠、操作輕便、造型美觀、視野良好、維修方便、運(yùn)動協(xié)調(diào)。 3、對汽車性能進(jìn)行精確計算和控制，保證汽車主要性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 4、正確處理整車與部件、部件與部件之間以及設(shè)計、使用與制造之間的矛盾，使產(chǎn)品符合好用、好修、好造和好看的原則，在綜合指標(biāo)方面趕上和超過世界先進(jìn)水平。 §1.2 汽車型式的選擇 汽車的型式是指汽車的軸數(shù)、驅(qū)動型式、布置型式以及車身型式而言。這些都是汽車選型階段首先要確定的。汽車的型式對汽車的使用性能、外形尺寸、重量、軸荷分配和制造成本等方面影響很大，故在選擇這些型式時應(yīng)綜合考慮上述因素。 §1.2.1汽車的軸數(shù)和驅(qū)動型式 汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力。 本次設(shè)計為微型客車，車的滿載質(zhì)量在1680kg左右，所以選用兩軸即可。 驅(qū)動型式選擇4×2，這種型式的汽車結(jié)構(gòu)簡單，自重較輕，制造成本低，油耗也小。 §1.2.2汽車布置型式的選擇 汽車的布置型式是指發(fā)動機(jī)、驅(qū)動橋和車身（或駕駛室）的相互關(guān)系和布置特點(diǎn)而言。 轎車常用的布置型式有以下三種： 1、發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動 這種布置型式的動力總成連在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，車內(nèi)地板凸包高度可以降低（此時地板凸包只用來容納排氣管），有利于提高乘坐舒適性；由于前軸負(fù)荷較大，一般都有明顯轉(zhuǎn)向不足性能，這就使汽車高速行駛時更安全；在轉(zhuǎn)彎且加速時行駛穩(wěn)定性較好，因而減少了汽車側(cè)滑的可能性；易于變型成客貨兩用車和救護(hù)車；汽車消耗的材料明顯減少，是整備質(zhì)量明顯減少。其缺點(diǎn)是：前輪驅(qū)動并轉(zhuǎn)向需要采用等速萬向節(jié)，其結(jié)構(gòu)和制造工藝均復(fù)雜；前橋負(fù)荷較后軸重，并且前輪又是轉(zhuǎn)向輪，故前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短；上坡行駛時因驅(qū)動輪上附著力減少，汽車爬坡能力降低；一旦發(fā)生正面碰撞事故，發(fā)動機(jī)及其附件損失較大，維修費(fèi)用高。 2、發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動 其主要優(yōu)點(diǎn)是：軸荷分配較合理，有利于提高輪胎的使用壽命及操縱穩(wěn)定性、行駛平順性；操縱機(jī)構(gòu)簡單；發(fā)動機(jī)冷卻條件好；爬坡能力強(qiáng)；拆裝維修容易。其缺點(diǎn)是：地板上有凸包，并使后排座椅中部座墊的厚度減薄，影響了乘坐的舒適性；汽車的總長較長，整車整備質(zhì)量增大，同時影響到汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性。 3、發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動 這種布置型式，除去動力總成，包括發(fā)動機(jī)、離合器、變速器和主減速器布置成一體，使結(jié)構(gòu)緊湊以外，還有如下優(yōu)點(diǎn)：汽車前部降低，改善了駕駛員視野性；整車整備質(zhì)量??；沒有傳動軸，乘坐舒適性大大提高；爬坡能力提高；發(fā)動機(jī)布置在軸距外時，汽車軸距短，機(jī)動性能好。其主要缺點(diǎn)是：后橋負(fù)荷重，汽車具有過多轉(zhuǎn)向的傾向；前輪附著力小，高速行駛時轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定；行李箱在前部，空間不可能太大；動力總成在后部，操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；改裝為客貨兩用或救護(hù)車?yán)щy。 結(jié)合本次車型，綜合考慮其使用條件，然后參考同類車型，選用前置后驅(qū)較合適。 §1.3 汽車主要尺寸和參數(shù)的選擇 §1.3.1 汽車主要尺寸的確定 汽車主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸等。 一、外廓尺寸 汽車外廓尺寸限界應(yīng)按照GB1589—89的規(guī)定選定。轎車總長La是軸距L、前懸LF和后懸LR的總和。它和軸距L有如下關(guān)系：La=L/C。式中，C為比例常數(shù)，其值在0.52～0.66之間。發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動汽車的C值約為0.52～0.56。 轎車寬度尺寸一方面由乘員必需的室內(nèi)寬度和車門厚度來決定，另一方面應(yīng)保證能布置下發(fā)動機(jī)、車架、懸架、轉(zhuǎn)向系和車輪等。影響轎車總高的因素有軸間底部離地高，地板及下部零件高，室內(nèi)高和車頂造型高度等。 任務(wù)書上初定整車的外廓尺寸為：3270×1475×1920mm。 最后設(shè)計完成后其外廓尺寸為：3270×1514×1900mm。 二、軸距 軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動軸總長、縱向通過半徑有影響。當(dāng)軸距短時，上述指標(biāo)減少。此外，軸距還對軸荷分配有影響。軸距過短會使車廂長度不足或后懸過長；上坡或制動時軸荷轉(zhuǎn)移過大，汽車制動性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動增大，對平順性不利；萬向節(jié)傳動軸的夾角增大。 本次設(shè)計參考同類車型的參數(shù)，選擇軸距為2210mm。 三．輪距 增大輪距，隨之而來的是室內(nèi)寬并有利于增加側(cè)傾剛度。但是此時汽車總寬和宗質(zhì)量增加，并影響最小轉(zhuǎn)彎半徑。 受汽車總寬不得超過2.5米的限制，輪距不宜過大。但在取定的前輪距范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動機(jī)、車架、前懸架和車輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動間隙。在確定后輪距時應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。 根據(jù)任務(wù)書及參考同類車型最后確定前、后輪輪距分別為1280mm、1290mm。 四、前懸、后懸 前后懸長時，汽車接近角和離去角都小，影響汽車通過性能。前懸的長度應(yīng)足以固定和安裝發(fā)動機(jī)、水箱、散熱器和保險杠等零部件；后懸的長度決定于軸距、軸荷分配等情況。 本次設(shè)計前懸定為800mm，后懸定為1000mm。 §1.3.2汽車主要性能參數(shù)的選擇 一、動力性能參數(shù) 1、最高車速Vamax 隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級轎車的最高車速有逐漸提高的趨勢。轎車的最高車速大于貨車、客車的最高車。級別高的轎車的最高車速要大于級別低些的轎車的最高車速。微型、輕型貨車最高車速大于中型、重型貨車的最高車速，重型貨車最高車速較低。 本次設(shè)計的車型定義為微型客車，參考同類車型，初定最高車速為110km/h。 2、加速時間t 汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大的加速強(qiáng)度加速到一定車速所用去的時間稱為加速時間。對于最高車速Vamax＞100km/h的汽車，常用加速到100km/h所需的時間來評價，如中、高級轎車此值一般為8～17s，普通級轎車為12～15s。 3、上坡能力 用汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)imax來表示汽車上坡能力。因轎車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對它們的上坡能力要求也不一樣。通常要求貨車能克服30%坡度，越野汽車能克服60%坡度。 本次設(shè)計的車輛，爬坡能力要比轎車大，但卻小于越野汽車，故定為45%。 二．燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù) 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量（L/100km）來評價。據(jù)統(tǒng)計微型客車的參考車型行駛百公里的燃油消耗量為6.5 L/100km。 三．汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin。是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。轉(zhuǎn)向最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等對汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響。對機(jī)動性能要求高的汽車，Dmin應(yīng)取小點(diǎn)。 參考同類車型，結(jié)合本次設(shè)計特點(diǎn)，定該汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑為9m。 四．汽車通過性參數(shù) 總體設(shè)計要確定的通過性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過半徑等。 參考同類車型，最小離地間隙在180～210mm之間，接近角20°～30°，離去角15°～30°，縱向通過半徑3.0～8.3m。 五．操縱穩(wěn)定性參數(shù) 汽車操縱穩(wěn)定性的評價參數(shù)較多，與總體設(shè)計有關(guān)并能作為設(shè)計指標(biāo)的有： 1、轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應(yīng)具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車以0.4g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時，前、后輪側(cè)偏角之差作為評價參數(shù)。此參數(shù)在1°～3°為宜。 2、車身側(cè)傾角 汽車以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時，車身側(cè)傾角控制在3°以內(nèi)較好，最大不允許超過7°。 3、制動前傾角 為了不影響乘坐舒適性，要求汽車以0.4g減速度制動時，車身的前俯角不大于1.5°。 六．發(fā)動機(jī)的選擇 本次選用的發(fā)動機(jī)為JL462Q3發(fā)動機(jī)。其最大功率為29KW/5500r/min；最大扭矩為57N·M/2400r/min。 七．輪胎的選擇 選取輪胎主要考慮車型、使用條件、輪胎靜負(fù)荷及車速等。 本次設(shè)計中，經(jīng)布置計算后，輪胎所承受的最大靜負(fù)荷值為665kg，經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)，選擇輪胎規(guī)格為：155/65R13 75LT。其最大使用外徑為660mm，外直徑602mm，負(fù)荷靜半徑294mm，滾動半徑301mm，輪胎寬195mm。 §1.4 汽車的各部件布置 在初步確定汽車的載客量(裝載量)、驅(qū)動形式、車身形式、發(fā)動機(jī)形式等以后，要深入做更具體的工作，包括繪制總布置草圖，并校核初步選定的各部件結(jié)構(gòu)和尺寸是否符合整車尺寸和參數(shù)的要求，以尋求合理的總布置方案。繪圖前要確定畫圖的基準(zhǔn)線(面)。 一、整車布置的基準(zhǔn)線(面)——零線的確定 確定整車的零線(三維坐標(biāo)面的交線)、正負(fù)方向及標(biāo)注方式，均應(yīng)在汽車滿載狀態(tài)下進(jìn)行，并且繪圖時應(yīng)將汽車前部繪在左側(cè)。 1．車架上平面線 縱梁上翼面較長的一段平面或承載式車身中部地板或邊梁的上緣面在側(cè)(前)視圖上的投影線稱為車架上平面，它作為垂直方向尺寸的基準(zhǔn)線(面)，即z坐標(biāo)線，向上為“十”、向下為“—”，該線標(biāo)記為Z0。 2．前輪中心線 通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪中心線，它作為縱向方向尺寸的基難線(面)，即X坐標(biāo)線，向前為“—”，向后為“十”，該線標(biāo)記為X0。 3．汽車中心線 汽車縱向垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線稱為汽車中心線，用它作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線(面)，即Y坐標(biāo)線，向左為“十”、向有為“—”，該線標(biāo)記為Y0。 4．地面線 地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線稱為地面線，此線是標(biāo)注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度等尺寸的基準(zhǔn)線。 5．前輪垂直線 通過左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪垂直線。此線用來作為標(biāo)注汽車軸距和前懸的基準(zhǔn)線。當(dāng)車架與地面平行時，前輪垂直線與前輪中心線重合(如轎車)。 二、各部件的布置 1．發(fā)動機(jī)的布置 (1)發(fā)動機(jī)的上下位置 發(fā)動機(jī)的上下位置對離地間隙和駕駛員視野有影響。轎車前部因沒有前軸，發(fā)動機(jī)油底殼至路面的距離，應(yīng)保證滿載狀態(tài)下最小離地間隙的要求。油底殼通常設(shè)計成深淺不一的形狀，使位于前軸上方的地方最淺，同時再將前梁中部鍛成下凹形狀(注意前梁下部尺寸必須保證所要求的最小離地間隙)。所有這些措施將有利于降低發(fā)動機(jī)位置的高度，并使發(fā)動機(jī)罩隨之降低，這能改善長頭車的駕駛員視野，同時有利于降低汽車質(zhì)心高度。除此之外，還要檢查油底殼與橫拉桿之間的間隙。 在發(fā)動機(jī)高度位置初步確定之后，風(fēng)扇和散熱器的高度隨之而定，要求風(fēng)扇中心與散熱器幾何中心相重合，以使散熱器在整個面積上接受風(fēng)扇的吹風(fēng)。護(hù)風(fēng)罩用來增大送風(fēng)量和減小散熱器尺寸。為了保證空氣的暢通，散熱器中心與風(fēng)扇之間應(yīng)有不小于50mm的間隙，無護(hù)風(fēng)罩時可減小到30mm。 圖1-1 動力總成位置的主要尺寸 由于空氣濾清器位于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管上，其高度影響發(fā)動機(jī)罩高度，為此將空氣濾清器做成扁平狀。發(fā)動機(jī)罩與發(fā)動機(jī)零件之間的間隙不得小于25mm，以防止關(guān)閉發(fā)動機(jī)罩時受到損傷。 (2)發(fā)動機(jī)的前后位置 發(fā)動機(jī)的前后位置會影響汽車的軸荷分配，轎車前排座位的乘坐舒適性，發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車的傳動軸長度和夾角，以及貨車的面積利用率。 為減小傳動軸夾角，發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車的發(fā)動機(jī)常布置成向后傾斜狀，使曲軸中心線與水平線之間形成l°～4°夾角，轎車多在3°～4°之間，見圖1-1。 發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的轎車，前縱梁之間的距離，必須考慮吊裝在發(fā)動機(jī)上的所有總成(如發(fā)電機(jī)、空調(diào)裝置的壓縮機(jī)等)以及從下面將發(fā)動機(jī)安裝到汽車上的可能性。還應(yīng)保證在修理和技術(shù)維護(hù)情況下，從上面安裝發(fā)動機(jī)的可能性。 發(fā)動機(jī)的前后位置應(yīng)與上下位置一起進(jìn)行布置。前后位置確定以后，在側(cè)視圖上畫下它的外形輪廓，然后用氣缸體前端面與曲鈾中心線交點(diǎn)久到前輪中心線之間的距離來標(biāo)明其前后位置，如圖l-1中的尺寸c所示。此后可以確定汽車前圍的位置：發(fā)動機(jī)與前圍之間必須留有足夠的間隙，以防止熱量傳人客廂和保證零部件的安裝；離合器殼與變速器應(yīng)能同拆下，而無需拆卸發(fā)動機(jī)的固定點(diǎn)，此時應(yīng)特別注意離合器殼上面螺釘?shù)慕咏浴? (3)發(fā)動機(jī)的左右位置 發(fā)動機(jī)曲軸中心線在一般情況下與汽車中心線一致。這對底盤承載系統(tǒng)的受力和對發(fā)動機(jī)懸置支架的統(tǒng)一有利。 (4)發(fā)動機(jī)的支撐 采用傳統(tǒng)的三點(diǎn)支撐，車架縱梁伸出兩根托架配以鋪墊鋼板分別支撐發(fā)動機(jī)左右兩側(cè)。在車架第二橫梁上設(shè)置托架用來支撐離合器末端。 2．傳動系的布置 由于發(fā)動機(jī)、離合器、變速器裝成一體，所以在發(fā)動機(jī)位置確定以后，包括發(fā)動機(jī)、離合器、變速器在內(nèi)的動力總成位置也隨之而定。驅(qū)動橋的位置取決于驅(qū)動輪的位置，同時為了使左右半軸通用，差速器殼體中心線應(yīng)與汽車中心線重合。為滿足萬向節(jié)傳動軸兩端夾角相等，而且在滿載靜止時不大于4°、最大不得大于7°的要求，常將后橋主減速器的軸線向上翹起。而在轎車布置中，在側(cè)視圖上常將傳動軸布置成U形方案，見圖l-2。這樣做可降低傳動軸軸線的離地高度，有利于減小客廂地板凸包高度和保證后排中間座椅座墊處有足夠的厚度。在繪出傳動軸最高輪廓線之后，根據(jù)凸包與中間傳動軸之間的最小間隙一般應(yīng)在l0～15mm來確定地板凸包線位置。 本設(shè)計采用十字軸式萬向節(jié)傳動，發(fā)動機(jī)后傾3度角，后橋殼位置水平，在傳動軸允許變化范圍之內(nèi)（4--7度）將車廂內(nèi)突包完全限制在前排座椅，后排可完全消除突包現(xiàn)象。在傳動軸第二節(jié)采用橡膠墊支撐，以防振動，并加以支撐。 圖1-2 U形布置萬向節(jié)傳動軸 3．轉(zhuǎn)向裝置的布置 (1)轉(zhuǎn)向盤的位置 轉(zhuǎn)向盤位于駕駛員座椅前方，為保證駕駛員能舒適地進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，應(yīng)注意轉(zhuǎn)向盤平面與水平面之間的夾角，并以取得轉(zhuǎn)向盤前部盲區(qū)距離最小為佳，同時轉(zhuǎn)向盤又不應(yīng)當(dāng)影響駕駛員觀察儀表，還要照顧到轉(zhuǎn)向盤周圍(如風(fēng)擋玻璃等)有足夠的空間。 (2)轉(zhuǎn)向器的位置 前懸架采用鋼板彈簧時，為了避免懸架運(yùn)動與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象，應(yīng)該將轉(zhuǎn)向器布置在前鋼板彈簧跳動中心附近，即前鋼板彈簧前支架偏后不多的位置處。 因轉(zhuǎn)向器固定在車架上，其軸線常與轉(zhuǎn)向盤中心線不在一條直線上，為此用萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸將它們連接起來。此時因萬向節(jié)連接的軸不在一個平面內(nèi)，在正面撞車時這又對防止轉(zhuǎn)向盤后移傷及駕駛員有利。長頭車一般用兩個萬向節(jié)，平頭車不用或用一個萬向節(jié)的居多。 如果轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器之間通過一根剛性軸直接連接時，轉(zhuǎn)向盤相對駕駛員在縱向平面內(nèi)偏斜一個角度，這既導(dǎo)致操作不便，又會因轉(zhuǎn)向傳動軸在俯視圖上向前斜插而影響踏板的布置和駕駛員腿部的操縱動作。為此，要求轉(zhuǎn)向軸在水平面內(nèi)與汽車中心線之間的夾角不得大于5°。 轉(zhuǎn)向搖臂與縱拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂與縱拉桿之間的夾角，在中間位置時應(yīng)盡可能布置成接近直角，以保證有較高的傳動效率。 4．懸架的布置 貨車的前、后懸架和一些轎車的后懸架，多采用縱置半橢圓形鋼板彈簧。鋼板彈簧前端通過彈簧銷和支架與車架連接，而后端用吊耳和支架與車架相連。這樣布置有利于緩和來自路面的沖擊。后鋼板彈簧布置在車架與車輪之間，應(yīng)注意鋼板彈簧上的U形螺栓和固定彈簧的螺栓與車架之間應(yīng)當(dāng)有足夠的間隙。 減振器應(yīng)盡可能布置成直立狀，以充分利用其有效行程?？臻g不允許時才布置成斜置狀。 注意事項(xiàng)：應(yīng)滿足后車架與鋼板彈簧的上下距離，以保證鋼板彈簧的動、靜撓度。本設(shè)計采用前螺旋后鋼板彈簧式。 5．踏板的布置 離合器踏板、制動踏板和油門踏板，布置在地板凸包與車身內(nèi)側(cè)壁之間。在離合器踏板左側(cè)，應(yīng)當(dāng)留出離合器不工作時可以放下左腳的空間，因此，輪罩最好不要凸出到客廂內(nèi)。油門踏板一般比制動踏板稍低，要求油門踏板與制動踏板之間留有大于一只完整鞋底寬度(60mm)的距離。 因?yàn)槠囆旭倳r駕駛員要不停頓地踩油門踏板，所以要求踩下時輕便。駕駛員應(yīng)當(dāng)用腳后跟支靠在地板上，變化操縱時僅僅是通過改變踩關(guān)節(jié)角度來達(dá)到。為了操縱方便，從駕駛員方向看，油門踏板布置成朝外轉(zhuǎn)的樣子。 圖1-3 所示為德國推薦的確定踏板布置的尺寸關(guān)系。 6．油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置 (1)油箱 根據(jù)汽車最大續(xù)駛里程(一般為200～600km)來確定油箱的容積。轎車為了在有限的空間內(nèi)布置下油箱、備胎等物品，常視具體條件來確定其形狀。布置油箱時應(yīng)遵守的一條重要原則是油箱應(yīng)遠(yuǎn)離消聲器和排氣管(轎車要求油箱距排氣管的距離大于300mm，否則應(yīng)加裝有效的隔熱裝置；油箱距裸露的電器接頭及開關(guān)的距離不得小于200mm)，更不應(yīng)當(dāng)布置在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)。考慮到發(fā)生車禍時不會因沖撞到油箱而發(fā)生火災(zāi)，油箱又應(yīng)當(dāng)布置在撞車時油箱不會受到損壞的地方，例如將油箱布置在靠近轎車后排座椅后部就比布置在行李箱后下部安全。 結(jié)合本設(shè)計的實(shí)際情況，將排氣系統(tǒng)與油箱分別放在車架的左右側(cè)布置，嚴(yán)格保證了兩者的最小間隙，同時也為其他系統(tǒng)和部件的布置提供了更有效的空間。 (2)備胎 轎車備胎常布置在行李箱內(nèi)，要求在裝滿行李的情況下，仍能方便地取出備胎，如將備胎立置于行李箱側(cè)壁或后壁。此時，行李箱側(cè)壁或后壁必須有大于車輪直徑的高度。 布置在車架尾部時常采用懸鏈?zhǔn)?，可保證拆、裝方便，并使汽車質(zhì)心位置降低。但此時汽車離去角減小，通過性變壞。備胎置于車架中部上方時，常用翻轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。但在轉(zhuǎn)動備胎時需要足夠的空間，導(dǎo)致抬高貨箱，使汽車質(zhì)心位置增高。本設(shè)計采用越野性要求較高，兼顧美觀，考察各種實(shí)際車輛后采納布置在車架尾部這一方法。 (3)行李箱 要求中級轎車行李箱有效容積為0.4～0.7m3，高級轎車為0.7～0.9m3。為了能整齊地安放手提箱，行李箱底部應(yīng)平整。受外形尺寸限制，當(dāng)普通級、中級轎車難以達(dá)到上述要求時，可利用座椅下、車門和側(cè)壁之間的空間來安放小件行李?？拓泝捎棉I車將后徘座椅設(shè)計成可翻式，翻轉(zhuǎn)后后部形成一個有效容積很大的行李箱。 7．車身內(nèi)部布置 以運(yùn)送人為主，兼顧運(yùn)送少量行李的轎車車身內(nèi)部布置，必須考慮有良好的乘坐舒適性和足夠的安全性。進(jìn)行車身內(nèi)部布置，并使之適合人體特性要求，離不開人體尺寸這一基本參數(shù)。為了獲得人體尺寸分布規(guī)律，要進(jìn)行抽樣測量。將實(shí)測尺寸值由小到大排列到數(shù)軸上，再將這一尺寸段均分為100份，則將第幾份點(diǎn)上的數(shù)值作為該百分位數(shù)。例如，我國成年男子身高分布圖上，第50份點(diǎn)上的數(shù)值為1688mm，則稱第50百分位數(shù)為1688mm，表明有50％的人身高低于1688mm，另有50％的人身高高于此值。所以第50百分位對應(yīng)的身高就是平均身高。 車身內(nèi)部空間和操縱機(jī)構(gòu)的布置，以及駕駛員與乘客座椅的尺寸和布置等，均以該統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為依據(jù)。例如，男子身高均為μ(1688mm)，標(biāo)準(zhǔn)差σ為81.83mm，取μ±1.645，表明男子總數(shù)的90%，其身高在1553～1822mm范圍內(nèi)。根據(jù)這一尺寸范圍進(jìn)行設(shè)計，就可以達(dá)到設(shè)計結(jié)果滿足90%的使用對象。 人體樣板可以用有機(jī)玻璃或膠合板制作，其比例分別為1:5、1:2和1:1。中等身材人體樣板用來確定基本尺寸，而大、小人體樣板用來確定座椅調(diào)整量?？偛贾迷O(shè)計初期繪尺寸控制圖時，用1:5的比例繪制。在進(jìn)行正式總布置時，可用1:2或1:1的比例繪制。 在車身側(cè)視圖上安放人體樣板時，首先要確定人體樣板踵點(diǎn)與胯點(diǎn)之間的垂直高度和考慮到座墊、靠背壓縮量以后的胯點(diǎn)位置。不只是要使人體樣板上的胯點(diǎn)與初選的座椅上的“跨點(diǎn)”重合，并將人體樣板的踵點(diǎn)安放在油門踏板處的地板上的踵點(diǎn)，然后根據(jù)選定的坐姿交α、β、γ及δ在圖樣上進(jìn)行布置。 從人體工程學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，駕駛姿勢時人體各部分夾角的合理范圍如圖1-15所示。 不同級別轎車的內(nèi)部布置和有關(guān)參考尺寸見《汽車設(shè)計》。 8．微型客車外廓尺寸的確定 (1)H點(diǎn)和R點(diǎn) 能夠比較準(zhǔn)確地確定駕駛員或乘員在座椅中位置的參考點(diǎn)是軀干與大腿相連的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)“胯點(diǎn)”。實(shí)車測得的“胯點(diǎn)”位置稱為H點(diǎn)。 進(jìn)行總布置設(shè)計之初，先根據(jù)總布置要求確定一個座椅調(diào)至最后、最下位置時的“胯點(diǎn)”并稱該點(diǎn)是R點(diǎn)；然后以R點(diǎn)作為設(shè)計參考點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計。試制出樣車后，將座椅調(diào)至最后、最下位置，用三維人體模型測量“胯點(diǎn)”，此“胯點(diǎn)”即為H點(diǎn)。而后將H點(diǎn)與R點(diǎn)相認(rèn)證，并按H點(diǎn)位置確認(rèn)或修改設(shè)計。如果測定的H點(diǎn)不超出以R點(diǎn)為中心的水平邊長30mm、鉛直邊長20mm的矩形方框內(nèi)范圍，并且靠背角與設(shè)計值之間差值不大于3°，則認(rèn)為H點(diǎn)與R點(diǎn)的相對位置滿足要求。 駕駛員入座后，體重的大部分通過臀部作用丁座椅的座墊，一部分通過背部由靠背承受，少部分通過左、右手和腳的遁點(diǎn)作用于轉(zhuǎn)向盤和地板上。在這種坐姿條件下，駕駛員在操作時身體上部的活動一定是繞H點(diǎn)的橫向水平軸線轉(zhuǎn)動。因此，H點(diǎn)的位置決定了與駕駛員操作方便、乘坐舒適相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)。 (2)頂蓋輪廓線的確定 首先將座椅放置在高度方向和長度方向的平均位置處，然后確定H點(diǎn)，并引出一條與鉛垂線成8°的斜線， 見圖l-20，再從H點(diǎn)沿8°斜線方向截取765mm的F點(diǎn)。F點(diǎn)相當(dāng)于第50百分位駕駛員的頭部最高點(diǎn)。從F點(diǎn)垂直向上截取100～135mm為車頂內(nèi)飾線。車頂包括鋼板、隔離層、蒙面等，厚度為15～25mm。因頂蓋輪廓是上凸的曲面，并對稱于汽車的縱軸線，故再增加20～40mm才是汽車頂蓋橫剖面上的最高點(diǎn)。用同樣方法找出后排座椅上方最高點(diǎn)，前、后座椅上方兩點(diǎn)連線即為頂蓋的縱向輪廓線。 (3)車身橫截面 轎車車身橫截面由頂蓋、車門和地板的外形來形成。將在確定頂蓋縱向輪廓時求得的左、右座椅乘員頭部上方頂蓋上的點(diǎn)，畫到橫截面圖上，再加上頂蓋縱向輪廓線上的點(diǎn)，共三點(diǎn)即可畫出頂蓋橫向輪廓線。 因轎車車身低、車門小，在確定車身側(cè)壁傾斜度時，應(yīng)考慮上、下車的方便性。當(dāng)車門上、下檻邊緣之的間距為零時，乘員上身需傾斜30°左右方能入座；此間距為100～150mm時(上窄下寬)，乘員上身只斜0°～l0°即可入座。但此間距過大會使汽車上下比例失調(diào)，影響外觀，且玻璃升降占用門內(nèi)空間大，并影響肩部和玻璃之間的間隙(要求大于100mm)、肘部和車門內(nèi)表面之間間隙(要求大于70mm)。車門玻璃下降的軌跡、門鎖和玻璃升降器的尺寸等，都對車身表面有影響。 9．安全帶的位置 因車禍不斷增多，在主動安全性和被動安全性方面都要采取有效措施，減少車禍中乘員、行人受到的傷害。汽車與汽車或汽車與障礙物之間的碰撞稱為一次碰撞。一次碰撞后汽車速度迅速下降，車內(nèi)駕駛員和乘員受慣性力作用繼續(xù)以原有速度向前運(yùn)動，并與車內(nèi)物體碰撞，稱為二次碰撞，并受到傷害。實(shí)踐證明，駕駛員和乘員受到傷害的主要原因，是他們在二次碰撞中與車身上的風(fēng)窗玻璃、風(fēng)窗上梁、轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱管、后視鏡、前立柱、儀表板、前座椅靠背、頂蓋等十多種部件發(fā)生接觸，甚至甩出汽車而造成從輕傷到致死的各種傷害。 為了保護(hù)駕駛員和乘員，一方面容廂內(nèi)不應(yīng)有使人致傷的尖銳突出物，在頭部可能觸及的區(qū)域應(yīng)盡量軟化，如采用軟化儀表板，前排座椅靠枕、靠背表面包裝要軟化；另一方面就是設(shè)置安全帶。安全帶對乘員的保護(hù)作用主要體現(xiàn)在正面撞車時，它能減少撞車瞬間人體運(yùn)動的加速度值，從而降低了引起二次碰撞的相對速度和位移，使傷害指數(shù)下降。安全帶能有效地保護(hù)乘員，盡管它有使用麻煩、使人體活動受到約束等缺點(diǎn)，但因安全帶能減輕乘員在車禍中的傷害程度這一事實(shí)，已使包括我國在內(nèi)的越來越多的國家用法令形式強(qiáng)制裝設(shè)和使用，特別是對前排乘員。 安全帶有兩點(diǎn)式安全帶、三點(diǎn)式安全帶和四點(diǎn)式安全帶之分。兩點(diǎn)式安全帶能防止汽車碰撞時乘員下身有過大的相對位移，防止乘員被甩出車外，但它不能約束乘員上身運(yùn)動，因此只在后排座椅和貨車中間座椅上使用。三點(diǎn)式安全帶由腰帶和肩帶組合而成。它既能防止乘員上半身有過大的位移，又能阻止上身向前運(yùn)動。目前轎車前排和貨車前排駕駛員座位及其相對座位均采用三點(diǎn)式安全帶。 安全帶固定裝置在車內(nèi)固定點(diǎn)的位置，對佩帶方便性和安全保護(hù)作用有重要影響。下固定點(diǎn)位置選擇不當(dāng)，汽車碰撞時乘員下半身可能向下前方滑移。肩帶固定點(diǎn)位置選擇不當(dāng)，乘員上半身可能脫出安全帶。因此，安全帶固定點(diǎn)的位置十分重要，各國均有相應(yīng)的規(guī)定。下面介紹日本的規(guī)定。 (1)腰帶在車體上的固定點(diǎn)位置 如圖l-2l所示，腰帶固定點(diǎn)與H點(diǎn)的連線與水平線之間的夾角。在座椅各調(diào)節(jié)位置時應(yīng)為45°±30°，并要求固定裝置的寬度應(yīng)大于350mm。結(jié)構(gòu)上無法實(shí)現(xiàn)時寬度可減少至300mm。 (2)肩帶固定點(diǎn)的位置 肩帶固定點(diǎn)的位置應(yīng)在圖1-21所示的陰影線范圍內(nèi)。 近年來，安全氣囊在轎車上得到廣泛應(yīng)用。安全氣囊系統(tǒng)是輔助安全帶而起到輔助防護(hù)作用的。只有在使用安全帶的條件下，安全氣囊才能充分發(fā)揮保護(hù)駕駛員和乘員的作用，兩者共同使用可使駕駛員和前排乘員的傷亡人數(shù)減少43％～46％，達(dá)到最佳保護(hù)效果。 在汽車發(fā)生一次碰撞與二次碰撞之間的間隔時間內(nèi)，在駕駛員、乘員的前部形成一充滿氣體的氣囊?！矫骜{駛員、乘員的頭部和胸部壓在氣囊上與前面的車內(nèi)物體隔開；另—方面利用氣囊本身的阻尼作用或氣囊背面的排氣孔排氣節(jié)流的阻尼作用，來吸收人體慣性力產(chǎn)生的動能，達(dá)到保護(hù)人體的目的。 安全氣囊布置在轉(zhuǎn)向盤內(nèi)或者在乘員前部的儀表板內(nèi)。 49 第二章 動力性、經(jīng)濟(jì)性計算 §2.1 汽車主要技術(shù)參數(shù) 一．質(zhì)量參數(shù)：kg 整車整備質(zhì)量： 900kg 最大總質(zhì)量： 1680kg 軸載質(zhì)量（見表2-1） 表2-1 軸載質(zhì)量 空載 滿載 前軸 880(55%) 1210(55%) 后軸 720(45%) 990(45%) 二．尺寸參數(shù)：mm 外形尺寸（長×寬×高）： 3420×1475×1920 軸距：2210 前/后輪距：1280/1290 車輪滾動半徑：301 三．發(fā)動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)： 標(biāo)定功率（kw）：29kw/5500r 最大扭矩（N·m）：57 發(fā)動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見下頁表2-2 表2-2 發(fā)動機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 轉(zhuǎn)速ne(r/min) 功率pe(kw) 1500 12.0 2000 14.2 2500 16.2 3000 18.0 3500 19.5 4000 21.0 4500 23.5 5000 26.0 5500 29.2 四．汽車各檔傳動比： 各檔傳動比見下頁表2-3 表2-3 各檔傳動比 變速箱檔位 變速箱速比 后橋速比 總速比 1 5.74 5.68 32.60 2 3.14 17.83 3 1.72 9.77 4 1.00 5.68 5 0.86 4.88 倒檔 5.40 30.67 §2.2 動力性計算 一．車速計算： ua=0.377ner/i 式中： ne---發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min r---車輪滾動半徑 r=0.301m i---傳動系速比 見表2-3 車速計算結(jié)果如下表2-4： 表2-4 車速 轉(zhuǎn)速ne(r/min) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 倒 1500.00 5.22 9.55 17.42 29.97 34.88 5.55 2000.00 6.96 12.73 23.23 39.96 46.51 7.40 2500.00 8.70 15.91 29.04 49.95 58.13 9.25 3000.00 10.44 19.09 34.84 59.94 69.76 11.10 3500.00 12.18 22.28 40.65 69.92 81.39 12.95 4000.00 13.92 25.46 46.46 79.91 93.01 14.80 4500.00 15.66 28.64 52.27 89.90 104.64 16.65 5000.00 17.40 31.82 58.07 99.89 116.27 18.50 5500.00 19.14 35.00 63.88 109.88 127.89 20.35 圖2-1 車速計算結(jié)果 二．驅(qū)動力計算： 計算公式：Ft=Me·i·η/r N 式中：Me---發(fā)動機(jī)扭矩 見表2-2 i---傳動系速比 見表2-3 η---傳動系效率 η=0.912 r---車輪滾動半徑 r=0.314m 驅(qū)動力計算結(jié)果見表2-5 表2-5 驅(qū)動力 轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 倒 1500.00 7825.82 4623.37 2867.06 1705.81 1514.68 7164.41 2000.00 7904.61 4669.91 2895.93 1722.99 1529.92 7236.54 2500.00 7930.87 4685.42 2905.55 1728.71 1535.01 7260.58 3000.00 7878.34 4654.40 2886.31 1717.26 1524.84 7212.50 3500.00 7799.56 4607.85 2857.44 1700.09 1509.59 7140.37 4000.00 7668.26 4530.28 2809.34 1671.47 1484.18 7020.16 4500.00 7458.17 4406.16 2732.37 1625.67 1443.52 6827.83 5000.00 7206.06 4257.22 2640.01 1570.72 1443.52 6597.03 5500.00 6854.16 4049.32 2511.09 1494.02 1494.02 6274.87 按附著條件計算典型路面的附著力 Fψ=Gψ·ψ 三．空氣阻力計算 計算公式：Fw=CD·A·ua2/21.15 N 式中：CD ---空氣阻力系數(shù) 取CD =0.45 A---汽車正面面積，按前輪距乘以全高計算 A=2.46m2 ua ---車速，見表2-4 不同轉(zhuǎn)速計算的空氣阻力見表2-6 表2-6 不同轉(zhuǎn)速計算的空氣阻力 轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 倒檔 1500.00 1.43 4.77 15.89 47.00 63.68 1.61 2000.00 2.54 8.48 28.24 83.56 113.21 2.87 2500.00 3.96 13.25 44.13 130.57 176.89 4.48 3000.00 5.71 19.08 63.55 188.02 254.72 6.45 3500.00 7.77 25.97 86.50 255.91 346.70 8.78 4000.00 10.15 33.92 112.98 334.25 452.83 11.46 4500.00 12.84 42.93 142.98 423.04 573.11 14.51 5000.00 15.85 53.00 176.52 522.27 707.54 17.91 5500.00 19.18 64.13 213.59 631.95 856.13 21.67 不同車速空氣阻力計算結(jié)果見下頁表2-7 表2-7 不同車速空氣阻力 10 20 30 40 50 60 70 5.426 21.702 48.830 86.809 135.638 195.319 265.851 80 90 100 110 347.234 439.468 542.553 656.489 四．滾動阻力計算 計算公式Ff=f·Ga 式中 Ga=2200*9.8=21560N f---滾動阻力系數(shù) f=fo+f1(ua/100)+f4(ua/100)4 取 fo=0.012 f1=0.0028 f4=0.002 不同轉(zhuǎn)速下滾動阻力系數(shù)計算結(jié)果見表2-8（1）： 表2-8（1） 不同轉(zhuǎn)速下滾動阻力系數(shù) 轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 倒 1500 0.0411337 0.0412444 0.0414460 0.0417672 0.0418929 0.0411421 2000 0.0411782 0.0413259 0.0415947 0.0420229 0.0421906 0.0411894 2500 0.0412228 0.0414073 0.0417433 0.0422786 0.0424882 0.0412368 3000 0.0412673 0.0414888 0.0418920 0.0425343 0.0427859 0.0412842 3500 0.0413119 0.0415702 0.0420407 0.0427901 0.0430835 0.0413315 4000 0.0413564 0.0416517 0.0421894 0.0430458 0.0433812 0.0413789 4500 0.0414010 0.0417332 0.0423380 0.0433015 0.0436788 0.0414262 5000 0.04