0007-柴油動(dòng)力SUV的整體設(shè)計(jì)【CAD圖紙+文檔】
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車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第一章 前 言自1986年誕生以來(lái)的一百多年里,汽車工業(yè)從無(wú)到有迅速的發(fā)展,寫下了人類近代文明史的重要篇章。汽車是數(shù)量多,普及范圍最廣,運(yùn)輸量最大的現(xiàn)代化交通工具。它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門,社會(huì)和人們生活有密切關(guān)系,對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)脹產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。從20世紀(jì)70年代至今,世界汽車形成美、日、歐并存的格局。世界汽車業(yè)已形成通用、豐田、福特-沃爾沃、雷諾、日產(chǎn)、大眾、戴姆勒-克萊斯勒等6大集團(tuán)公司和標(biāo)志-雪鐵龍、本田、現(xiàn)代、菲亞特等四個(gè)獨(dú)立廠商。汽車產(chǎn)量穩(wěn)定在4000-5000萬(wàn)輛左右。目前,世界汽車保有量6.6億輛,其中轎車占70%,世界平均每千人汽車擁有量100輛。美國(guó)每千人汽車擁有量780輛,居首位,我國(guó)為每千人16輛。轎車的普及極大的方便了人們的日常生活,擴(kuò)大了人們的活動(dòng)范圍,使社會(huì)生活變得豐富多彩。汽車誕生在歐洲,但在20世紀(jì)初隨著福特公司T型車的推出以及流水生產(chǎn)線使用的開始,美國(guó)汽車工業(yè)開始在世界市場(chǎng)上居于主導(dǎo)地位。日本汽車工業(yè)在20世紀(jì)60、70年代迅速發(fā)展,后者居上,先后超過(guò)德、英、法等老牌汽車工業(yè)國(guó),并且在1980-1993年期間超過(guò)美國(guó)而躍居世界第一位。同時(shí)韓國(guó)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中崛起,成為世界汽車產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要的生產(chǎn)基地 。在一些新興國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家,由于人們生活水平的提高,致使汽車尋求量迅速增加。由于技術(shù)落后和資金短缺,往往用優(yōu)惠政策吸引外資,引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和裝備,進(jìn)口全拆散和半拆散零件裝車,逐步提高零件的國(guó)產(chǎn)化率,繼而是零部件自給,滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,并以此模式發(fā)展自己的汽車工業(yè)。由于激烈的競(jìng)爭(zhēng)這一時(shí)期汽車的技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展,主要是提高汽車的安全性、降低排放污染。主要技術(shù)有汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、電子控制噴油、電子點(diǎn)火、三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等。汽車工業(yè)的迅速發(fā)展主要有兩個(gè)方面的原因,一方面是汽車受到了社會(huì)的青睞,另一方面就是汽車工業(yè)綜合性強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)效益帶動(dòng)了各部門的發(fā)展。因此,世界各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀鯚o(wú)一例外的把汽車工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的汽車工業(yè)起點(diǎn)低,發(fā)展較晚。1953年7月第一汽車制造廠動(dòng)土興建,1956年10月開廠投產(chǎn),從此結(jié)束了我國(guó)不能制造汽車的歷史。改革開放以來(lái)我國(guó)汽車工業(yè)迅速發(fā)展,確定了以一汽、二汽、上海為三大汽車基地以及天津、北京、廣州三個(gè)較小的基地。我國(guó)汽車工業(yè)的目標(biāo)是,到2010年汽車產(chǎn)量達(dá)到600萬(wàn)輛,成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。同時(shí)支持大型汽車公司的發(fā)展,加強(qiáng)汽車產(chǎn)品的自主開發(fā)能力,提高汽車產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)裝備水平,迅速趕上國(guó)際先進(jìn)水平。汽車的大力發(fā)展也給社會(huì)帶來(lái)了一些不易解決的問(wèn)題:安全問(wèn)題、能源消耗和環(huán)境污染。因此,行車安全、節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)已成為當(dāng)前汽車技術(shù)要解決的三大重要課題。1991年SUV才開始在美國(guó)興起。它是運(yùn)動(dòng)和多用途結(jié)合的車輛。SUV集旅行車的舒適性和越野車的越野性于一體,是集越野、儲(chǔ)物、旅行、牽引多種功能為一體的多用途汽車。近年來(lái)SUV的銷量不斷的增加,受到汽車市場(chǎng)的青睞,一直穩(wěn)占暢銷車了首位。本次設(shè)計(jì)的是柴油動(dòng)力SUV,在能源短缺的大環(huán)境下有先天節(jié)有優(yōu)勢(shì)的柴油車越來(lái)越受到汽車市場(chǎng)的重視,因此設(shè)計(jì)柴油動(dòng)力SUV具有廣闊的前景。我們作的畢業(yè)設(shè)計(jì)為柴油動(dòng)力SUV的設(shè)計(jì),機(jī)動(dòng)靈活,乘坐空間大,可以載貨。采用柴油機(jī),油耗低,具有優(yōu)越的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。具有較高的性價(jià)比,適合中國(guó)工薪階層??傮w布置包括汽車主要尺寸的確定,方向盤和人體座椅的布置,汽車外型的設(shè)計(jì),底盤設(shè)計(jì),協(xié)調(diào)同組同學(xué)完成其他部件總成的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)最后環(huán)節(jié),同時(shí)也是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識(shí)的回顧總結(jié),它讓我把學(xué)過(guò)的知識(shí)特別是專業(yè)知識(shí)做了一次系統(tǒng)的梳理。進(jìn)一步熟悉了汽車的總體布置和各個(gè)部件總成的設(shè)計(jì),同時(shí)掌握了整體設(shè)計(jì)的基本方法,相信對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助。第二章 參數(shù)的選擇和確定2.1 方案的分析和確定2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)分析一.設(shè)計(jì)任務(wù) 柴油動(dòng)力SUV總體設(shè)計(jì) 二.設(shè)計(jì)要求 總的要求是:參考江鈴陸風(fēng)X6和長(zhǎng)城哈弗的主要參數(shù),完成柴油動(dòng)力SUV的外型設(shè)計(jì)和底盤的總體布置。 通過(guò)查閱各種資料整理得到兩款參考車型的主要性能參數(shù),如下表2-1。表2-1 參考車型性能參數(shù)項(xiàng) 目參 數(shù)車 型陸 風(fēng) X6長(zhǎng) 城 哈 弗外 型 尺 寸(mm)4800/1800/17504620/1800/1710軸 距(mm)27602760前/后 輪 距(mm)1465/14701515/1520接近角3729離去角2727.5車門數(shù)55座位數(shù)55發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)4JB1GW2.8TC最大功率68/360070/3600最大扭矩200/2000225/1600-2800油耗90Km/h等速-7.040Km/h等速-7.2前懸掛形式雙叉臂獨(dú)立懸架雙叉臂獨(dú)立懸架后懸掛形式整體橋非獨(dú)立懸架整體橋非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)形式前置后驅(qū)前置后驅(qū)2.1.2 方案分析根據(jù)當(dāng)前汽車市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r,收集國(guó)內(nèi)外同級(jí)汽車的資料,以及國(guó)內(nèi)的使用調(diào)查和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等,經(jīng)過(guò)與同組同學(xué)的協(xié)商,最終確定江鈴陸風(fēng)X6的外部尺寸和性能參數(shù)作為本次設(shè)計(jì)的參考。我們?cè)O(shè)計(jì)SUV首先要考慮的是其多功能的特性,既要保證有一定的越野性又要有必要的舒適性,同時(shí)要保證足夠的空間可以裝載一定量的貨物。保證設(shè)計(jì)的汽車有較高的性價(jià)比,因此汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性是本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。2.2 汽車形式的選擇2.2.1 軸數(shù)影響汽車軸數(shù)的主要因素有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。根據(jù)要求本次設(shè)計(jì)汽車的軸數(shù)采用兩軸式,以減輕汽車總質(zhì)量。2.2.2 驅(qū)動(dòng)形式驅(qū)動(dòng)輪數(shù)增加,汽車結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,整備質(zhì)量增加成本也隨之增加。設(shè)計(jì)中采用42驅(qū)動(dòng)形式,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低。2.2.3 布置形式汽車的布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車身的相互關(guān)系和布置特點(diǎn)而言。乘用車的布置形式主要有發(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)。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析我采用了發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的布置形式。它有以下優(yōu)點(diǎn):軸荷分配合理,有利于提高輪胎的使用壽命;前輪不驅(qū)動(dòng),因而不需要采用等速萬(wàn)向節(jié),有利于減少制造成本;操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單;上坡行使時(shí),應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪的附著力增大,故爬坡能力強(qiáng);變速器與主減速器分開,故拆裝、維修容易。缺點(diǎn)是:因車身地板下有傳動(dòng)軸,地板上有凸起的通道,并使后排座椅中部坐墊的厚度減薄,影響乘坐舒適性;汽車總長(zhǎng)較長(zhǎng),整車整備質(zhì)量增大,影響到汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。2.3 汽車主要參數(shù)的確定2.3.1 汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭長(zhǎng)度和車廂尺寸等。一.外廓尺寸參考同級(jí)別的汽車確定La=4675mm,Ba=1800mm,Ha=1750mm。二.軸距軸距對(duì)汽車整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響。參考陸風(fēng)X6選軸距L=2760mm。三.前輪距和后輪距汽車的輪距會(huì)影響到車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等。汽車總寬受道路法規(guī)的限制不得超過(guò)2.5米。由參考車型選定汽車的前輪距為:1465mm,后輪距為:1470mm。四.前懸和后懸前后懸的長(zhǎng)度影響汽車的接近角和離去角,影響汽車的通過(guò)性。確定汽車的前懸為:810mm,后懸為:1105mm。2.3.2 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、載質(zhì)量、載客量、汽車總質(zhì)量、軸荷分配等。一.整車整備質(zhì)量由參考車型和查到的資料取=1700kg.二.汽車的裝載質(zhì)量和載客量確定汽車的裝載質(zhì)量=625kg,載客數(shù)為5人。三.汽車的總質(zhì)量=+=2325kg。四.軸荷分配軸荷分配對(duì)輪胎的壽命和汽車的使用性能有影響。從輪胎磨損和壽命詳盡考慮,各個(gè)車輪的載荷應(yīng)相差不大;同時(shí)為保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過(guò)性,驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的載荷,而從動(dòng)軸荷可以適當(dāng)減少;為保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性,轉(zhuǎn)向載荷不應(yīng)過(guò)小。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)和各個(gè)部件的質(zhì)量分配,乘坐人數(shù)及位置,參考車型最終確定為(表2-2)表2-2 載荷分布空載重載前軸后軸前軸后軸55%45%45%55%2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇柴油動(dòng)力SUV選用柴油機(jī)作為動(dòng)力裝置,柴油機(jī)體積大,質(zhì)量大,油耗大,但是柴油機(jī)扭矩大,有良好的動(dòng)力性。選用發(fā)動(dòng)機(jī)要根據(jù)汽車的最高車速來(lái)確定。本次設(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV最高車速約為140km/h。因此發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率用下面公式可以大約的算出來(lái)。 (2-1)式中:為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率;為傳動(dòng)系效率;=90%;為汽車總質(zhì)量(kg);g為重力加速度();為滾動(dòng)阻力系數(shù),用最高速度代入;為空氣阻力稀疏,轎車取0.300.55,載貨車為0.400.60;A為汽車正面投影面積(),根據(jù)外形取2.56;為最高車速。則: =(23259.80.0315140/3600+0.522.56/76140)/0.9 =68.9(km)根據(jù)公式所得的結(jié)果并且根據(jù)所查到的資料選用長(zhǎng)城GW2.8TC高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)如下:表2-3 長(zhǎng)城GW2.8TC高壓共軌柴油機(jī)的性能參數(shù)最高功率/轉(zhuǎn)速km/(r/min)70/3600 最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速N/(r/min)225/1600-2800 排量(ml)2800 最高轉(zhuǎn)速(r/min)4300 輪廓尺寸(mm)715/590/770 2.5 車身形式的選擇 根據(jù)柴油動(dòng)力SUV的設(shè)計(jì)要求,在車身選擇時(shí)采用有足夠的空間的折背式車身形式。外型設(shè)計(jì)上主要參考江鈴陸風(fēng)X6和長(zhǎng)城哈弗。2.6 輪胎的選擇 輪胎及車身對(duì)汽車的許多重要性能,包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、通過(guò)性、操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性及行使安全性和汽車的承載能力都有影響。因此,輪胎的選擇是重要的工作。我們?cè)O(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV的最大質(zhì)量為2325kg,根據(jù)汽車的行使要求大于可得出每個(gè)輪胎的承載質(zhì)量。有輪胎在使用中的承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的額定負(fù)荷值,查GB2978-89以及根據(jù)參考車型,最終確定選用245/75R16的子午線輪胎。該輪胎優(yōu)點(diǎn)是滾動(dòng)阻力小、溫升低、胎體緩沖性能和胎面附著性能等都比斜交輪胎好,裝車后油耗低壽命長(zhǎng)、高速性能好、適應(yīng)現(xiàn)代汽車對(duì)安全、高速、低能耗的發(fā)展要求。其缺點(diǎn)是造價(jià)高、不易翻修。則由上分析可初步確定本次設(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV的性能參數(shù)。如表2-4表2-4 柴油動(dòng)力SUV主要性能參數(shù)長(zhǎng)/寬/高(mm)4650/1800/1750軸距(mm)2760前/后輪距(mm)1465/1470前/后懸(mm)800/1150最小離地間隙(mm)240整車整備質(zhì)量(kg)1700最大功率(km)70/3600最大扭矩(N.m)225/1600-2800驅(qū)動(dòng)型式后驅(qū)最高車速(km/h)135變速器型式五擋手動(dòng)懸架(前/后)麥弗遜式獨(dú)立懸架/鋼板彈簧制動(dòng)裝置型式(前/后)盤式/鼓式發(fā)動(dòng)機(jī)位置前置車門數(shù)5座位數(shù)5輪胎規(guī)格245/75R16第三章 汽車的總體設(shè)計(jì)在初步確定汽車的載客量(載質(zhì)量)、驅(qū)動(dòng)形式、車身形式、發(fā)動(dòng)機(jī)形式等以后,要深入做更具體的工作,包括繪制布置草圖,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,并尋求合理的總布置方案。3.1 整車布置的基準(zhǔn)線(面)零線的確定1.車架上平面線在本次設(shè)計(jì)中采用的是邊梁式車架,所以以邊梁上緣面較長(zhǎng)的一段平面在側(cè)視圖上的投影線稱為車架上平面線,它作為垂直方向的尺寸基準(zhǔn)線,即z坐標(biāo)線,向上“+”,向下“-”,該線標(biāo)記為“z/0” 。2. 前輪中心線通過(guò)前輪中心,并垂直于車架上平面線,在側(cè)視圖和俯視圖上的投影為前輪中心線。即為“x/0”,它作為縱向方向的尺寸線。向前為“+”,向后為“-” 。3. 車輪中心線汽車垂直對(duì)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,記為“y/0”,向左為“+”,向后為“-” 。4. 地面線低平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線稱為地面線。5. 前輪垂直直線通過(guò)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稱為前輪中心線。3.2 部件的選擇和布置1. 發(fā)動(dòng)機(jī)的布置 發(fā)動(dòng)機(jī)的上下位置對(duì)離地間隙和駕駛員視野有影響。發(fā)動(dòng)機(jī)的位置不能太高以降低汽車的質(zhì)心高度,但是發(fā)動(dòng)機(jī)的高度也不能太低以防止汽車在上下顛簸時(shí)不會(huì)碰壞油底殼。 發(fā)動(dòng)機(jī)的橫向尺寸布置時(shí),為了散熱的需要及空氣流通,散熱器中心與風(fēng)扇之間又不小于50mm的間距。在布置發(fā)動(dòng)機(jī)的前后位置是為減小傳動(dòng)軸的夾角,發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)常布置成傾斜狀,使曲軸中心線與水平線之間形成14夾角。本次設(shè)計(jì)取2。 2. 傳動(dòng)系的布置 由于發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱裝成一體,所以在發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定以后,包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器在內(nèi)的動(dòng)力總成位置也隨之而定。驅(qū)動(dòng)橋的位置取決于驅(qū)動(dòng)輪的位置。通常為滿足萬(wàn)向節(jié)兩端夾角相等、滿載靜止時(shí)不大于4且最大不大于7的要求,常將后橋主減速器的軸線向上翹起。但是一般在布置時(shí)后橋減速器的軸線是平行的。3. 轉(zhuǎn)向裝置的布置轉(zhuǎn)向盤布置在駕駛員座椅前方保證駕駛員能舒服的進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向系采用液壓助力的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。工作缸和轉(zhuǎn)向橫拉桿做在一起。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。4. 懸架的布置 本次設(shè)計(jì)前懸架采用普遍的麥弗遜式懸架,能夠改變汽車的平順性,減小車身的傾斜和振動(dòng),同時(shí)在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力。后懸架采用獨(dú)立式鋼板彈簧懸架,以降低成本。5. 制動(dòng)系統(tǒng)布置根據(jù)所查到的資料及所參考的車型,本次設(shè)計(jì)中制動(dòng)系統(tǒng)才有前盤后鼓式的制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)采用真空助力,真空助力鼓中的真空有發(fā)電機(jī)提供。盤式制動(dòng)器具有良好的熱穩(wěn)定性,水穩(wěn)定性好,尺寸小,質(zhì)量小,散熱性好。鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。6. 踏板的布置離合器踏板、制動(dòng)器踏板和油門踏板,布置在地板凸包于車身內(nèi)壁之間。離合器踏板和制動(dòng)器踏板采用吊掛式,吊掛在方向盤凸包內(nèi)的方向盤支架上。油門踏板固定在車身中間的凸包上。油門踏板和制動(dòng)踏板之間有能放下一只腳寬度的間隙。 7. 油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置油箱 根據(jù)汽車的最大續(xù)駛里程來(lái)確定,本次設(shè)計(jì)油箱的容量采用可續(xù)駛1000km的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。布置在汽車的后部、行李箱的下面。并且在排氣管的另一側(cè),以減小危險(xiǎn)。備胎 乘用車的備胎常布置在行李箱內(nèi)。SUV車有裝載貨物的要求,因此備胎不放在行李箱內(nèi),汽車還要保證有一定的越野性,又要求有較大的離去角,不能放在車廂的下面。因此備胎布置在汽車的后面。行李箱 行李箱主要是裝載貨物,因此本次設(shè)計(jì)中,行李箱的空間比較大。滿足SUV載物的要求。蓄電池 蓄電池應(yīng)放置在起動(dòng)機(jī)的同側(cè),并卻越緊越好,本次設(shè)計(jì)中蓄電池的位置放置在車架的前端,水箱的一側(cè)。3.3 車身內(nèi)部布置SUV是集越野和旅行于一體的多功能汽車。因此,在保證有良好的乘坐舒適性和足夠的安全性的同時(shí)還要兼顧有一定的行李箱空間。在進(jìn)行車身內(nèi)部布置時(shí),還應(yīng)該符合人體特性的要求。車身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)中以人體尺寸的“百分位分布值”作為尺寸依據(jù)的,利用人體模型布置出來(lái)的座椅、方向盤及操縱機(jī)構(gòu)能滿足90%以上的使用對(duì)象。進(jìn)行車身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)時(shí),基本的步驟如下。1. 根據(jù)人體尺寸做出相應(yīng)的二維人體模型。2. 人體的坐姿與布置為使室內(nèi)布置減小駕駛和乘坐的疲勞程度,設(shè)計(jì)中必須滿足人體的舒適要求。人體駕駛的舒適和疲勞程度與設(shè)計(jì)中選擇的人體各關(guān)節(jié)角度所確定的駕駛姿勢(shì)有關(guān)。在設(shè)計(jì)中,我采用了汽車設(shè)計(jì)中所推薦的數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)安排。3. 汽車室內(nèi)操縱裝置的布置手操縱機(jī)構(gòu)除應(yīng)布置在手的操縱范圍以內(nèi)外,還要根據(jù)操縱對(duì)象,進(jìn)行必要的設(shè)計(jì),這樣才能實(shí)現(xiàn)駕駛和操縱的舒適性。變速器和手制動(dòng)桿的操縱機(jī)構(gòu)布置時(shí),根據(jù)參考書籍汽車設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)值及變速器的形狀、位置來(lái)確定的。方向盤布置時(shí),與座椅一起布置以滿足操作的舒適性。在布置各種踏板時(shí),保證各踏板之間要留有足夠的間隙,同時(shí)保證在不工作時(shí)各踏板之間應(yīng)留有足夠的位置放腳。3.4 車身外型的設(shè)計(jì)車身外型的設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)過(guò)程中至關(guān)重要,車身的外型在汽車的對(duì)車輛的銷售有很大的影響。因此在設(shè)計(jì)車身時(shí)既要滿足各種布置得需要,車身的最佳空氣動(dòng)力性外,還要保證有時(shí)尚漂亮的外觀。在車身的外型設(shè)計(jì)中,主要參考了陸風(fēng)X6的車身外型圖。如下圖3-1和圖3-2。圖 3-1陸風(fēng)外形圖圖 3-2陸風(fēng)外形圖第四章 汽車性能參數(shù)的計(jì)算和確定4.1 動(dòng)力性參數(shù)的確定和計(jì)算汽車的動(dòng)力性是指汽車在良好路面上直線行使時(shí)有汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行使速度。主要有三個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià):1.最高車速;2.汽車的加速時(shí)間t;3.汽車的最高爬坡度。4.1.1 各種參數(shù)的計(jì)算和曲線1.汽車各擋驅(qū)動(dòng)力和阻力計(jì)算及平衡圖 (4-1)式中 r:汽車行駛時(shí)的滾動(dòng)半徑(mm); n: 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速(r/min); :汽車變速器各擋傳動(dòng)比; :汽車主減速器傳動(dòng)比:利用excel計(jì)算結(jié)果如下表:表4-1 各擋驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)速 (r/min)一擋驅(qū)動(dòng)力F/N二擋驅(qū)動(dòng)力F/N三擋驅(qū)動(dòng)力F/N四擋驅(qū)動(dòng)力F/N五擋驅(qū)動(dòng)力F/N800653353624.442273.221589.661255.8310007473.654145.972600.391818.381436.5412008460.664693.552943.762058.541626.25160010575.75866.963679.622573.242032.81280010575.75866.963679.682573.242032.8136008695.754823.913025.512115.761671.492.各擋空氣阻力的計(jì)算 (4-2)式中 :汽車行駛速度(km/h); :空氣阻力系數(shù),取0.52; A:車輛迎風(fēng)面積,即汽車行駛方向的投影面積,A取2.56; :空氣阻力(N)。表4-2 各擋空氣阻力轉(zhuǎn)速n(r/min)一擋空氣阻力(N)二擋空氣阻力(N)三擋空氣阻力(N)四擋空氣阻力(N)五擋空氣阻力(N)8002.2604677.34534318.6728138.1840361.1825510003.53197911.477129.1762759.6625595.5977412005.0860516.5270242.0138285.91407137.660716009.04186729.3813774.69124152.7361244.7302280027.6907289.98045228.7419467.7544749.4863360045.77445148.7432378.1244773.22661238.947圖4-1 驅(qū)動(dòng)力-阻力平衡圖3.各擋速度的計(jì)算 (4-3)式中 r:汽車行駛時(shí)的滾動(dòng)半徑(m); n:發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速(r/min); :汽車變速器各擋的傳動(dòng)比; :主減速器傳動(dòng)比;結(jié)果如表4-3。表4-3 各擋速度值轉(zhuǎn) 速n(r/min)一擋速度值(km/h)二擋速度值(km/h)三擋速度值(km/h)四擋速度值(km/h)五擋速度值(km/h)8005.77484410.4099216.5976323.7346130.0438110007.21855513.012420.7470429.6682637.5547612008.66226615.6148724.8964435.6019145.06571160011.5496920.8198333.1952647.4692260.08762280020.2119536.4347158.091783.07113105.1533360025.986846.8446274.68933106.8057135.1971圖4-2 速度曲線4.功率平衡的計(jì)算 (4-4)式中 :牽引功率(kw); :驅(qū)動(dòng)力(N); :各檔速度(km/h);表4-4 各擋車速下的驅(qū)動(dòng)功率及阻動(dòng)功率一擋車(km/h)二擋車(km/h)三擋車(km/h)四擋車(km/h)五擋車(km/h)驅(qū)動(dòng)功P(KW)車速(km/h)阻功率(kw)5.774410.409216.597323.734130.043111.64525.774840.735087.218513.012420.747429.668637.554616.650616.59732.196698.662615.614724.896435.601145.065122.620723.73413.2841311.54920.819333.195647.469260.087237.700831.22954.5903920.29536.434158.01783.0713105.15365.975446.84468.0803125.98846.84274.6893106.8057135.197169.7455274.6893318.17105106.805739.00904135.197168.81187圖4-3 功率平衡圖5.動(dòng)力性因數(shù)D (4-5)式中 D:動(dòng)力性因數(shù); :驅(qū)動(dòng)力(N); :風(fēng)阻力(N); G:汽車的最大質(zhì)量;計(jì)算結(jié)果如下表4-5表4-5 各擋動(dòng)力因數(shù)轉(zhuǎn)速n(r/min)一擋動(dòng)力因數(shù)二擋動(dòng)力因數(shù)三擋動(dòng)力因數(shù)四擋動(dòng)力因數(shù)五擋動(dòng)力因數(shù)8000.2866480.1587490.0989490.0680920.05243210000.3278510.1814560.1128430.0771880.05885212000.3711040.2052670.1273530.0865770.06533316000.4637620.25620.1582180.1062310.07847728000.4629440.2535410.1514570.0924050.05632436000.3796330.2051860.116190.0589210.0189816.加速度的計(jì)算 (4-6)式中 a:汽車各擋加速度; g:重力加速度; D:動(dòng)力性因數(shù); f:滾動(dòng)阻力系數(shù),取f=0.018; :汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù);表4-6 各擋加速度轉(zhuǎn)速n(r/min)8001.534521.1052980.707170.4545420.31684710001.7698711.2836130.8285490.5370790.37592512002.0169341.4705980.9553050.622270.43556416002.5461991.8705791.2249410.8006130.55652228002.5415241.8496941.1658760.6751570.35266636002.0656511.4699630.8577880.3713220.0090327.各擋加速度倒數(shù)的計(jì)算表4-7 各擋加速度倒數(shù)轉(zhuǎn)速n(r/min)一檔加速度倒數(shù)二檔加速度倒數(shù)三檔加速度倒數(shù)四檔加速度倒數(shù)五檔加速度倒數(shù)8000.651670.9047331.4140872.2000183.156110000.5650130.7790511.2069291.8619242.66010312000.4958020.6799961.0467871.607022.29587416000.3927420.5345940.8163661.2490441.79687428000.3934650.540630.8577241.4811362.83554536000.4841090.6802891.1657892.6930819.649664圖4-4 加速度倒數(shù)曲線圖8.汽車爬坡度i的計(jì)算 (4-7)式中 D:動(dòng)力性因數(shù); f:滾動(dòng)阻力系數(shù);計(jì)算結(jié)果如表4-8表4-8 汽車各擋的爬坡度轉(zhuǎn)速n(r/min) 一檔爬坡度I1二檔爬坡度I2三檔爬坡度I3四檔爬坡度I4五檔爬坡度I58000.2927490.1444140.0817660.0503370.03453510000.3472260.1690510.0960850.0595560.04100312000.409570.1955390.1111770.0691090.04754616000.5680010.2549780.1438440.0892550.06086528000.5664110.2517660.1366150.0750610.03845536000.42260.1954480.0995530.0410730.0009854.2 燃油經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性計(jì)算由于沒(méi)有找到完全一樣的發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線圖,因此在計(jì)算經(jīng)濟(jì)性時(shí)利用查到與所選發(fā)動(dòng)機(jī)類似的發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性曲線做近似的計(jì)算。圖3-5圖4-5 發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線由汽車動(dòng)力性計(jì)算時(shí)可得出表4-9表4-9 各速度下的功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速車速u(km/h)功率p(kw)一擋轉(zhuǎn)速n(r/min)二擋轉(zhuǎn)速n(r/min)三擋轉(zhuǎn)速n(r/min)四擋轉(zhuǎn)速n(r/min)五擋轉(zhuǎn)速n(r/min)508.9442326926.5943842.492409.9831685.3031331.3896012.113838311.9134610.9882891.9792022.3631597.6677016.036579697.2325379.4863373.9762359.4241863.9458020.8379811082.556147.9843855.9732696.4842130.2239026.6435612467.876916.4824337.9693033.5452396.510033.5788613853.197684.984819.9663370.6052662.77811041.7693915238.518453.4785301.9623707.6662929.056從中選出在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速及相對(duì)應(yīng)的速度和功率,得出表4-10表4-10相應(yīng)的車速及功率車速u(km/h)功率p(kw) 三擋轉(zhuǎn)速n(r/min)四擋轉(zhuǎn)速n(r/min)五擋轉(zhuǎn)速n(r/min)508.9442322409.9831685.3031331.3896012.113832891.9792022.3631597.6677016.036572359.4241863.9458020.837982696.4842130.2239026.643563033.5452396.510033.578863370.6052662.77811041.769392929.056根據(jù)圖4-5查出各轉(zhuǎn)速下的油耗。并根據(jù)excel可得出各擋在適合的轉(zhuǎn)速下的等速百公里油耗如下表4-11。表4-11車速u(km/h)功率p(kw)三擋轉(zhuǎn)速n(r/min)比油耗ge(g(kw/h))油耗Ge(mL/100km)508.9442322409.9832405366.5396012.113832891.9792355930.7317016.036573373.9762306586.45車速u(km/h)功率p(kw)四擋轉(zhuǎn)速n(r/min)比油耗ge(g(kw/h))油耗Ge(mL/100km)508.9442321685.3032255031.1316012.113832022.3632235627.8857016.036572359.4242136099.6258020.837982696.4842157000.2589026.643563033.5452278400.12410033.578863370.6052269486.028車速u(km/h)功率p(kw)五擋轉(zhuǎn)速n(r/min)比油耗ge(g(kw/h))油耗Ge(mL/100km)508.9442321331.3892144785.1646012.113831597.6672085249.3287016.036571863.9452075927.8058020.837982130.2232126902.589026.643562396.52178030.07410033.578862662.7782209234.18611041.769392929.05622410632.21由上表可看出所設(shè)計(jì)的汽車的油耗最低為50km/h等速下百公里為4.8L。百公里油耗基本上符合要求,但是出現(xiàn)在車速為50km/h車速偏低。主要是由于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)曲線,參考其他機(jī)型的萬(wàn)有特性曲線,計(jì)算中誤差較大。4.3 最小轉(zhuǎn)彎直徑 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置時(shí),汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支撐平面上的軌跡圓的直徑,稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑。它用來(lái)描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性和轉(zhuǎn)向安全性的異性重要指標(biāo)。在轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)中,根據(jù)要求計(jì)算的最小轉(zhuǎn)彎直徑為11m 。具體計(jì)算過(guò)程參見(jiàn)柴油動(dòng)力SUV轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)。4.4 通過(guò)性幾何參數(shù)的計(jì)算總體設(shè)計(jì)中要確定的通過(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。在本次設(shè)計(jì)中,根據(jù)SUV的設(shè)計(jì)要求和同類車型比較,確定汽車的最小離地間隙為240mm,接近角=37,離去角=27。最小離地間隙計(jì)算有驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)完成,接近角和離去角有汽車的整體設(shè)計(jì)來(lái)保證。4.5 操縱穩(wěn)定性參數(shù)汽車的操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)參數(shù)較多,與總體設(shè)計(jì)有關(guān)并能作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的有:1. 轉(zhuǎn)向特性參數(shù) ;2. 車身側(cè)傾角 3.制動(dòng)前傾角 。由于汽車的操作穩(wěn)定性需要在整車質(zhì)量確定和試驗(yàn)的條件下才能得出比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),且在本次設(shè)計(jì)中,缺少大量的數(shù)據(jù),因此汽車的操縱穩(wěn)定性沒(méi)有計(jì)算。4.6 制動(dòng)性參數(shù)汽車制動(dòng)性時(shí)指汽車在制動(dòng)時(shí),能在盡可能短的距離內(nèi)停車且保持方向穩(wěn)定,下長(zhǎng)坡能維持較低的安全車速并有在一定坡度上長(zhǎng)期駐車的能力。目前常用制動(dòng)距離、平均制動(dòng)減速度j和行車制動(dòng)的踏板力及應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的操縱力來(lái)評(píng)價(jià)制動(dòng)效能。本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)性能的計(jì)算在制動(dòng)部分已有計(jì)算,這里不再敘述。4.7 舒適性汽車應(yīng)為乘員提供舒適的乘坐環(huán)境和方便的操作條件,稱之為舒適性。舒適性應(yīng)包括平順性、空氣調(diào)節(jié)性能(溫度、濕度等)、車內(nèi)噪聲、乘坐環(huán)境(活動(dòng)空間、車門及通道寬度、內(nèi)部設(shè)施等)及駕駛員的操作性能。其中,汽車行駛平順性常用垂直振動(dòng)參數(shù)評(píng)價(jià),包括頻率和振動(dòng)加速度等,此外懸架動(dòng)撓度也用來(lái)作為評(píng)價(jià)參數(shù)之一。第五章 結(jié) 論緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束,在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,通過(guò)收集各方面的資料和與同組同學(xué)之間的討論,順利的完成了本次設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)的是柴油動(dòng)力SUV的總體設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中采用長(zhǎng)城2.8TC高壓共軌柴油機(jī),經(jīng)過(guò)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性方面的計(jì)算,能夠滿足所設(shè)計(jì)汽車的需要,并且汽車在等速百公里油耗方面也有突出的表現(xiàn)。采用五擋手動(dòng)變速器能使汽車滿足多工況的條件下的行使要求。汽車前懸架采用麥弗遜式獨(dú)立懸架,能夠達(dá)到行使平順性的要求,后懸架采用鋼板彈簧菲獨(dú)立懸架,降低了成本。制動(dòng)系統(tǒng)采用前盤后鼓的制動(dòng)形式,通過(guò)設(shè)計(jì)制動(dòng)系同學(xué)的計(jì)算,制動(dòng)系統(tǒng)能夠很好的滿足汽車制動(dòng)時(shí)的需要。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),能夠滿足汽車轉(zhuǎn)向時(shí)所要求得最大轉(zhuǎn)向角。在汽車的內(nèi)部布置中采用人體模形布置座椅能夠滿足駕駛員及乘客乘坐舒適性的要求。但是由于缺少必要的實(shí)驗(yàn),汽車的許多性能參數(shù)不能夠計(jì)算出來(lái)??傊诒敬卧O(shè)計(jì)中,通過(guò)各方面的努力和計(jì)算,所設(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性上能滿足市場(chǎng)的需求,是一款比較成功的車型。參 考 文 獻(xiàn)1 王望予.汽車設(shè)計(jì).第四版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003:1-512 臧杰,閻巖.汽車構(gòu)造(下冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005;125-1303 杜子學(xué).汽車造型.北京:人民交通出版社,2005:20-354 李卓森主編.現(xiàn)代汽車造型.北京:人民交通出版社,2005:34-565 細(xì)川武志.汽車構(gòu)造圖冊(cè).北京:人民交通出版社,2004:150-2656 張文春.汽車?yán)碚?北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:62-767 諸文農(nóng).底盤設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981:45-558 劉小年.機(jī)械制圖.第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999:2-169 席偉光,楊光,李波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,2003:56-7810 劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社,2001:1-4511 丁玉蘭.人機(jī)工程學(xué).北京:北京理工大學(xué)出版社,1999:24-3212 閻蔭棠.幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995:56-6213 劉茂光.汽車輪胎手冊(cè).北京:人民交通出版社,1987:132-14514 徐清富.國(guó)外汽車最新結(jié)構(gòu)圖解.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996:25-8015 劉崢,王建昕.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理教程.北京:清華大學(xué)出版社,2006:232-24616 刁晨.云海戀與竹海情.汽車導(dǎo)報(bào).2005,87,72-77謝 詞在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之時(shí),我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師李水良老師以及其他幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝!同時(shí)也向車輛研究所的老師們提供參觀車輛實(shí)物表示誠(chéng)摯的謝意! 附錄27
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