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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p> 題目:載貨汽車汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)</p><p><b> 姓名: </b></p><p><b> 學(xué)號(hào): </b></p><p><b> 同組者: </b></p><
2、p><b> 專業(yè)名稱:交通運(yùn)輸</b></p><p><b> 指導(dǎo)教師: </b></p><p> 日期:2011.12.7-2012.1.1 目 錄</p><p> 設(shè)計(jì)任務(wù)書········
3、3;····································
4、183;··········3</p><p> 第1章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定···················&
5、#183;·············4</p><p> 1.1、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇·················&
6、#183;··························4</p><p> 1.1.1、發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定··
7、83;·····················4</p><p> 1.1.2、發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速的確定········
8、;················5</p><p> 1.2、輪胎的選擇···············
9、·······························5</p><p> 1.3、傳動(dòng)系最小傳
10、動(dòng)比的確定··································6</p>
11、<p> 1.4、傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定································
12、··7</p><p> 第2章 傳動(dòng)系各總成的選型····························
13、83;············8</p><p> 2.1、發(fā)動(dòng)機(jī)的選型··················
14、83;·························8</p><p> 2.2、離合器的初步選型·····&
15、#183;··································10</p>
16、;<p> 2.3、變速器的選型································
17、3;···········11</p><p> 2.4、傳動(dòng)軸的選型···················
18、83;························12</p><p> 2.5、驅(qū)動(dòng)橋的選型······
19、183;····································
20、·12</p><p> 2.5.1、驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式的選擇······················12</p><p> 2.5.2、主減速器結(jié)
21、構(gòu)形式選擇································13</p><p>
22、 2.5.3、驅(qū)動(dòng)橋的選型··································
23、183;·····13</p><p> 第3章 整車性能計(jì)算·························&
24、#183;·····················14</p><p> 3.1、配置濰柴WD615.50發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的整車性能計(jì)算······&
25、#183;··········14</p><p> 3.1.1、汽車動(dòng)力性能計(jì)算···················
26、183;················14</p><p> 3.1.2、汽車經(jīng)濟(jì)性能計(jì)算·············
27、83;······················18</p><p> 第4 章 發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系部件的確定·······&
28、#183;··························19</p><p> 設(shè)計(jì)總結(jié)·····
29、····································
30、3;················20</p><p> 致謝················
31、;····································
32、83;·········20</p><p> 參考文獻(xiàn)······················
33、183;···································21<
34、/p><p> 附錄·································&
35、#183;····························21</p><p><b> 設(shè)計(jì)任務(wù)書</b&g
36、t;</p><p> 載貨汽車汽車動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)</p><p><b> 1、整車性能參數(shù)</b></p><p> 設(shè)計(jì)一輛用于長(zhǎng)途運(yùn)輸固體材料或者集裝箱、載重質(zhì)量為20t的重型載貨汽車。</p><p> 整車尺寸(長(zhǎng)*寬*高) 11976mm*2065mm*339
37、0mm</p><p> 軸數(shù)4 軸距 (5750+1350)mm</p><p> 額定載質(zhì)量 20000kg</p><p> 整備質(zhì)量 12000kg</p><p> 公
38、路行駛最高車速 90km/h</p><p> 最大爬坡度 ≥30%</p><p><b> 2、具體設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p> 查閱相關(guān)資料,根據(jù)設(shè)計(jì)題目中的具體特點(diǎn),進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋以及車輪的選型。</p
39、><p> 根據(jù)所選總成進(jìn)行汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的估算,實(shí)現(xiàn)整車的優(yōu)化配置。</p><p> 繪制設(shè)計(jì)車輛的總體布置圖。</p><p> 完成至少1萬(wàn)字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。</p><p> 第1章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定</p><p> 1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇</p><p> 1.1
40、.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定</p><p> 汽車的動(dòng)力性能在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。參考該題目中的參數(shù),按要求設(shè)計(jì)的載貨汽車最高車速是ua=90km/h,那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)該大于或等于以該車速行駛時(shí),滾動(dòng)阻力功率與空氣阻力功率之和,即</p><p><b> ?。?-1)</b></p><p> 式中,Pemax
41、是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率(KW);ηT是傳動(dòng)系效率(包括變速器、輔助變速器傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)、主減速器的傳動(dòng)效率),ηT=95%*95%*98%*96%=84.9%,傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-1得;Ma是汽車總質(zhì)量,Ma=32000kg;g是重力加速度,g=9.8m/s2;f是滾動(dòng)阻力系數(shù),由試驗(yàn)測(cè)得,在車速不大于100km/h的情況下可認(rèn)為是常數(shù)。取f=0.008,參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-2得;CD是空
42、氣阻力系數(shù),一般中重型貨車可取0.8~1.0,這里取CD=0.9;A是迎風(fēng)面積(㎡),取前輪距B1*總高H,A=2.065×3.390㎡。</p><p><b> 故</b></p><p> 也可以利用比功率的統(tǒng)計(jì)值來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率值。 </p><p> 如選取功率為163.49KW的發(fā)動(dòng)機(jī),則比功率為</p>
43、;<p> 參考日本五十鈴、德國(guó)奔馳、瑞典斯坦的維亞等國(guó)外同類型汽車,其比功率都在6KW/t以上,則整備質(zhì)量32t的汽車,其發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具有的功率Pe=6*32=192kw</p><p> 再考慮該載貨汽車要求具有相對(duì)高的車速,因此初步選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為200kw。</p><p> 1.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定</p><p&g
44、t; 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后,可通過(guò)下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。</p><p><b> (1-2)</b></p><p> 式中,Temax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩(N·m);α是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù),標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力,,Tp是最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩(N·m),α可參考同類發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值選取,初取α=1.05
45、;Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(KW);np是最大功率是的轉(zhuǎn)速(r/min)。</p><p> 所以 </p><p> 一般用發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù),表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)行駛工況的程度,Φ越大,說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性越好。采用Φ值大得發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少換擋次數(shù),減輕司機(jī)疲勞、減少傳動(dòng)系的磨損和降低油耗。通常,汽油機(jī)取1.2~1.4,柴油機(jī)取1.2~2.6,以保證汽車具有相當(dāng)?shù)淖?/p>
46、低穩(wěn)定車速。初取nT=1600r/min,則,。</p><p><b> 1.2 輪胎的選擇</b></p><p> 輪胎的尺寸和型號(hào)是進(jìn)行汽車性能計(jì)算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù),因此,在總體設(shè)計(jì)開始階段就應(yīng)選定。選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車的行駛速度。為了提高汽車的動(dòng)力因數(shù)、降低汽車質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量,對(duì)公路用車,在其輪胎負(fù)荷
47、系數(shù)以及汽車離地間隙允許的范圍內(nèi),應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎。同時(shí)還應(yīng)考慮與動(dòng)力—傳動(dòng)系參數(shù)的匹配和對(duì)整車尺寸參數(shù)(例如汽車的最小離地間隙、總高等)的影響。參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-3給出的部分國(guó)產(chǎn)汽車輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件。通過(guò)查閱貨車輪胎標(biāo)準(zhǔn)GB2977-2008《載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》和參考同類車型所選輪胎規(guī)格,各軸輪胎規(guī)格選擇如下:</p><p> 前軸輪胎規(guī)格為11.00R
48、20,輪胎數(shù)量為2;中間軸輪胎規(guī)格為11.00R20,輪胎數(shù)量為2;后輪并裝雙軸雙胎,型號(hào)為11.00R20,輪胎數(shù)量為8。所選輪胎的單胎最大負(fù)荷28700N,氣壓0.74MPa,加深花紋,外直徑1090mm。</p><p> 1.3傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定</p><p> 普通載貨汽車最高檔通常選用直接擋,若無(wú)分動(dòng)器或者輪邊減速器,則傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比等于主減速器的主減速比 。主減
49、速比是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù),應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。</p><p> 載重貨車為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高的車速有所下降,可按下式選擇</p><p><b> (1-3)</b></p><p> 式中,是驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑(m),所選輪胎規(guī)格為11.00R20的子午線輪胎,其自由直徑d=1090mm,因計(jì)算常數(shù)F=3.05(子午
50、線輪胎F=3.05),故滾動(dòng)半徑;np是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速,np=2200r/min;uamax是最高車速,uamax=90km/h;igh是變速器最高檔傳動(dòng)比,igh=1.0。</p><p> 所以,初取i0=5.0。</p><p> 根據(jù)所選定的主減速比的值,就可基本上確定主減速器的減速形式(單級(jí)、雙級(jí)以及是否需要輪邊減速器),并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。&l
51、t;/p><p> 汽車驅(qū)動(dòng)橋離地間隙要求參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-4所示。其中,重型載貨汽車的離地間隙要求在230~345mm之間。</p><p> 1.4 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定</p><p> 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比為變速器的Ι擋傳動(dòng)比igΙ與主減速比的乘積。</p><p> igΙ應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附
52、著條件、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合確定。</p><p> 汽車爬坡度時(shí)車速不高,空氣阻力可以忽略,則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有</p><p><b> ?。?-4)</b></p><p> 則由最大爬坡度要求的變速器Ι檔傳動(dòng)比為</p><p><
53、;b> ?。?-5)</b></p><p> 式中,αmax是道路最大坡度角,設(shè)計(jì)要求最大爬坡度為30%,即坡度角;Ψmax是道路最大阻力系數(shù)。</p><p> 前面已將計(jì)算得rr=0.5291m;發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax=911.5N.m;主減速比i0=5.0;傳動(dòng)系傳動(dòng)效率ηT=0.849。所以</p><p> 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面附
54、著條件</p><p><b> ?。?-6)</b></p><p> 求得變速器的Ι檔傳動(dòng)比為</p><p><b> ?。?-7)</b></p><p> 式中,是道路的附著系數(shù),在良好的路面上取=0.8;是汽車滿載靜止于水平路面時(shí),驅(qū)動(dòng)橋承受的載荷(N),初步設(shè)計(jì)采用雙聯(lián)車橋驅(qū)動(dòng),每
55、個(gè)驅(qū)動(dòng)橋承受的質(zhì)量為13t,則</p><p> 綜上所述,初步選取變速器Ι擋傳動(dòng)比igΙ=12.96。</p><p><b> 傳動(dòng)系各總成的選型</b></p><p> 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型</p><p> 根據(jù)所需發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速,初步選擇濰柴動(dòng)力股份有限公司的型號(hào)為WD615.5
56、6的發(fā)動(dòng)機(jī),它的主要技術(shù)參數(shù)如下表2-1所示。</p><p> 表2-1 濰柴WD615.56發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)</p><p> 濰柴WD615.56發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線如下圖2-1所示。</p><p> 由圖可知,濰柴WD615.56的轉(zhuǎn)速范圍為1000~2200r/min。</p><p> 從上述發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線可得
57、其轉(zhuǎn)矩特性、比油耗特性,并且用最小二乘法擬合成五次多項(xiàng)式,結(jié)果如表2-2所列。</p><p> 表2-2 由濰柴WD615.56發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線算得的轉(zhuǎn)矩、比油耗特性</p><p> 2.2 離合器的初步選型</p><p> 后備系數(shù)β為離合器的后備系數(shù),定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比,必須大于1。β是離合器設(shè)計(jì)時(shí)用到的一個(gè)重
58、要參數(shù),它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇β時(shí),應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):</p><p> 1)摩擦片在使用中磨損后,離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩;</p><p> 2)防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng);</p><p> 3)防止傳動(dòng)系過(guò)載以及操縱輕便等。</p><p> 顯然,為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大
59、,β不宜選取太??;為使離合器尺寸不致過(guò)大,減少傳動(dòng)系過(guò)載,保證操縱輕便,β又不宜選取太大;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí),β可選取小些;當(dāng)使用條件惡劣,需要拖帶掛車時(shí),為提高起步能力、減少離合器滑磨,β應(yīng)選取大些;貨車總質(zhì)量越大,β也應(yīng)選得越大;采用柴油機(jī)時(shí),由于工作比較粗暴,轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn),選取的β值應(yīng)比汽油機(jī)大些;發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多,轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小,β可選取小些;膜片彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定,選取的β值可比螺旋彈簧離合
60、器小些;雙片離合器的β值應(yīng)大于單片離合器。各類汽車離合器β的取值范圍見表2-3。</p><p> 表2-3 離合器后備系數(shù)β的取值范圍</p><p> 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及上述要求,初步選擇東風(fēng)傳動(dòng)軸有限公司生產(chǎn),轉(zhuǎn)矩容量為2700N·m的DSP430拉式膜片彈簧離合器。該離合器與濰柴WD615.56匹配時(shí),其后備系數(shù)為2.45。</p><p>
61、; 2.3 變速器的選擇</p><p> 由于重型汽車的裝載質(zhì)量大,使用條件復(fù)雜,同時(shí),重型貨車滿載與空載的質(zhì)量變化極大,欲保證重型汽車具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性,需要采用多檔變速器。因?yàn)?,檔位越多,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)就越大,可以提高汽車的加速與爬坡能力;同時(shí)也能增加發(fā)動(dòng)機(jī)在地燃油消耗率的轉(zhuǎn)速范圍工作的機(jī)會(huì),可以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。目前,組合式機(jī)械變速器已經(jīng)成為重型汽車的主要形式,即
62、以一到兩種4~6擋變速器為主體,通過(guò)更換系列齒輪副和配置不同的副變速器,得到一組不同的擋數(shù)、不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。</p><p> 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和變速器的I擋傳動(dòng)比,初步選擇中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司生產(chǎn)的10擋組合式機(jī)械變速器,變速器型號(hào):CATS10-130,額定輸入轉(zhuǎn)矩為1274N·m,該變速器最高檔采用直接擋,傳動(dòng)比范圍為1~12.961。變速器各擋速比見表2-4。</p>
63、<p> 表2-4 所選變速器各擋速比</p><p> 2.4 傳動(dòng)軸的選型</p><p> 該車前后軸距較大, 為了提高傳動(dòng)軸的的臨界轉(zhuǎn)速,避免共振以及考慮整車總布置上的需要,常將傳動(dòng)軸分段。當(dāng)傳動(dòng)軸分段時(shí),需要加設(shè)安裝在車架橫梁上的彈性中間支撐,以補(bǔ)償傳動(dòng)軸軸向和角度方向的安裝誤差,以及車輛行駛過(guò)程中由于彈性支承的發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)和車架等變形所引起的位移。彈性元件
64、能吸收傳動(dòng)軸的震動(dòng),降低噪聲。這種彈性中間支撐不能傳遞軸向力,它只要承受傳動(dòng)軸因動(dòng)不平衡,偏心等因素引起的徑向力,以及萬(wàn)向節(jié)上的附加彎矩所引起的徑向力。</p><p> 一般驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)軸均采用一對(duì)十字軸萬(wàn)向節(jié)。十字萬(wàn)向節(jié)兩軸的夾角不宜過(guò)大,當(dāng)α由增至?xí)r,滾針軸承壽命將下降至原壽命的1/4。十字軸萬(wàn)向節(jié)夾角的允許范圍參照《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-8。</p><p> 初步選取重
65、慶重型汽車集團(tuán)傳動(dòng)軸有限責(zé)任公司生產(chǎn)的重型汽車傳動(dòng)軸總成,編號(hào)為006,工作轉(zhuǎn)矩為15000N·m。</p><p> 2.5 驅(qū)動(dòng)橋的選型</p><p> 驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端,其基本公用是增大由傳動(dòng)軸傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪,并使左、右驅(qū)動(dòng)輪具有差速功能;同時(shí),驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車價(jià)之間的垂向力、縱向力和橫向力。</p><p
66、> 2.5.1 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式的選擇</p><p> 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式有關(guān)。絕大多數(shù)載貨汽車的驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架,相應(yīng)的采用非斷開式車橋。</p><p> 現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。</p><p> 在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中,各橋的傳動(dòng)布置在同一個(gè)縱向垂直平面內(nèi),且相鄰的兩橋的傳動(dòng)軸是串聯(lián)的布置。其
67、優(yōu)點(diǎn)是不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量,而且提高了各種驅(qū)動(dòng)橋零件的互通性,并且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),減少了體積和質(zhì)量,成本較低。</p><p> 2.5.2 主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇</p><p> 主減速器形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān),主要取決與動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比的大小以及驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及減速形式等。</p><p> 雙級(jí)主減速器
68、有兩集齒輪減速組成,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大,制造成本也顯著增加,僅用于主減速比較大()且采用單級(jí)減速器不能滿足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車上。</p><p> 單級(jí)貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通橋上,其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,主減速器的質(zhì)量較小,尺寸緊湊,并可使中、后橋的大部分零件,尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性。</p><p> 綜上所述,由于所設(shè)計(jì)的載貨汽車的軸數(shù)和驅(qū)
69、動(dòng)形式為,以及單級(jí)減速雙聯(lián)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn),又能滿足使用要求。所以,選用單級(jí)減速雙聯(lián)主減速器。</p><p> 2.5.3 驅(qū)動(dòng)橋的選型</p><p> 根據(jù)計(jì)算的主減速比,初步選擇重慶紅巖汽車車橋廠的單級(jí)減速雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋,產(chǎn)品型號(hào):20048302。中、后橋均采用鑄鋼橋殼,中、后驅(qū)動(dòng)橋承載能力均為13t,最大輸入轉(zhuǎn)矩為40000N·m,大于最大的輸入轉(zhuǎn)矩12
70、74×12.961N·m=16512.31N·m,主減速器傳動(dòng)比=4.875和5.833兩種。因車速要求較高,就選=4.875計(jì)算,如果汽車阻力功率曲線與發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線不能交在其最大功率點(diǎn)上,再進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b> 整車性能計(jì)算</b></p><p> 3.1 配置濰柴WD615.56發(fā)動(dòng)機(jī)的整車性能計(jì)算</p
71、><p> 3.1.1 汽車動(dòng)力性能計(jì)算</p><p> 汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力</p><p> 汽車行駛過(guò)程中必須克服滾動(dòng)阻力Ff和空氣阻力Fw的作用,加速時(shí)會(huì)受到加速阻力Fj的作用,上坡時(shí)會(huì)受到重力沿坡道的分力——坡度阻力Fi的作用。汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡方程式為</p><p><b> (3-1)</b
72、></p><p> 發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速n下發(fā)出的轉(zhuǎn)矩Te,經(jīng)汽車傳動(dòng)系傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力Ft按下式計(jì)算</p><p><b> ?。?-2)</b></p><p> 式中,Te是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(N·m);ig是變速器速比;i0是主減速器速比,io=4.875;ηT是傳動(dòng)系效率,ηT=0.849;rr是車輪的滾動(dòng)半徑(m),r
73、r=0.5249m。</p><p> 在驅(qū)動(dòng)輪不打滑的情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n(r/min)所對(duì)應(yīng)的汽車車速ua(Km/h)為</p><p><b> ?。?-3) </b></p><p><b> 滾動(dòng)阻力Ff為</b></p><p><b> ?。?-4) </b>
74、</p><p> 式中,g是重力加速度,g=9.8m/s2;α是坡道的坡度角(º);f是滾動(dòng)阻力系數(shù),同式(1-1)說(shuō)明。</p><p><b> 空氣阻力Fw為</b></p><p><b> ?。?-5)</b></p><p> 式中,CD是空氣阻力系數(shù),CD=0.9;A
75、是迎風(fēng)面積,即汽車行駛方向的投影面積,A=2.065×3.390㎡;ρ是空氣密度,一般取ρ=1.2258N·s2·m-4;ua是汽車行駛速度(m/s),若ua以km/h計(jì),則。</p><p><b> 坡度阻力Fi為</b></p><p><b> ?。?-6)</b></p><p>
76、 式中,i是道路坡度,計(jì)算時(shí)i取值從0%到40%。坡度阻力隨坡度角α的增加而增大,且與變速器檔位和車速無(wú)關(guān)。</p><p> 將各擋驅(qū)動(dòng)力Ft隨車速ua的變化關(guān)系和不同坡度i時(shí)的隨ua的變化關(guān)系畫在同一張紙上,則形成汽車的行駛性能曲線。由汽車的行駛性能曲線可知該車的最高車度、最大爬坡度、檔位的使用情況及各檔位某車速的爬坡能力。</p><p> 選用濰柴WD615.56發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),汽
77、車的行駛性能曲線如圖3-1所示。</p><p> 從圖3-1可以看出,最高車速應(yīng)在90km/h,經(jīng)計(jì)算,一檔時(shí)最大爬坡度為。</p><p> ?。?)汽車的加速性能計(jì)算</p><p> 加速阻力計(jì)算。為計(jì)算最大加速能力,這里就取道路坡道為零的平直道路上行駛進(jìn)行計(jì)算。</p><p> ,由此可得 (3-7)</p&
78、gt;<p> 式中,δ是汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù),δ按式估算,取,ig為變速器速比。通過(guò)計(jì)算得汽車各擋加速度曲線如圖3-2所示。</p><p> 進(jìn)而繪制各擋加速度倒數(shù)曲線如圖3-3所示。</p><p><b> 由得</b></p><p><b> ?。?-8)</b></p>&l
79、t;p> 通過(guò)上式可求得汽車從初始車速u1全力加速到u2的加速時(shí)間t,結(jié)合汽車的行駛性能曲線,可以作出該汽車連續(xù)換擋加速時(shí)間曲線如圖3-4所示。</p><p> 3.1.2 汽車經(jīng)濟(jì)性能計(jì)算 </p><p> 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車使用中的另一項(xiàng)重要性能。汽車設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中,常需要在實(shí)際樣車制成之前,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性和汽車功率平衡圖對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)算,最簡(jiǎn)單、最基本的
80、是等速行駛百公里燃油消耗量的估算。對(duì)貨車來(lái)講,等速百公里燃油消耗量是在滿載時(shí)以最高擋在水平良好的路面上等速行駛100km的燃油消耗量。</p><p> 汽車百公里燃油消耗量Qs為</p><p><b> (3-9)</b></p><p> 式中,P是汽車以車速等速行駛時(shí)用于克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的功率(kw),;是傳動(dòng)系
81、效率,=0.849;是汽車總質(zhì)量;是滾動(dòng)阻力系數(shù),=0.008;是空氣阻力系數(shù)=0.9;是迎風(fēng)面積;是燃油消耗率,可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)耐馓匦郧€圖上讀??;是汽車車速(km/h);是燃油的重度,柴油取7.94~8.13N/L,取=8.04N/L。</p><p> 經(jīng)計(jì)算使用濰柴WD615.56發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)汽車在各個(gè)檔位時(shí)的等速百公里燃油消耗量曲線如下圖3-5所示。</p><p> 發(fā)動(dòng)機(jī)與
82、傳動(dòng)系部件的確定</p><p> 根據(jù)前面的計(jì)算,可以確定設(shè)計(jì)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。變速器CATS10-130、單級(jí)減速雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋與濰柴WD615.56匹配使用時(shí),汽車的最高車速為90km/h,最大爬坡度為33.4%,從一檔起步連續(xù)換擋加速到75km/h車速的加速時(shí)間為306.1s,以常用車速等速行駛時(shí)百公里燃油消耗量為31.8L/100km。</p><p> 最后確定的發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)
83、系各部件如表4-1所示,整體布置圖附錄所示。</p><p> 表4-1 發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系各部件選型</p><p><b> 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p> 課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練,也是我們邁向社會(huì),從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程。通過(guò)這次的汽車課程設(shè)計(jì),使我之前學(xué)習(xí)的課本知識(shí)得以鞏固,同時(shí)也更加系統(tǒng)全面的了解了
84、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系和驅(qū)動(dòng)橋之間的匹配關(guān)系。</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 課程設(shè)計(jì)中,會(huì)用到很多以前老師講解的知識(shí),特別是不是課本上的知識(shí)。感謝大學(xué)四年來(lái),汽車與交通學(xué)院的所有老師對(duì)我學(xué)習(xí)上的幫助和生活上的關(guān)懷,正是你們的辛勤工作,才使我們學(xué)到了專業(yè)的知識(shí),同時(shí)知識(shí)面得到擴(kuò)展。感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年來(lái)給自己的指導(dǎo)和幫助,是
85、他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí),教會(huì)了我如何學(xué)習(xí),教會(huì)了我如何做人。正是由于他們,我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步,在此向他們表示我由衷的謝意。</p><p> 另外,感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì),能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課程設(shè)計(jì),并在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,給予我們各種方便,使我們?cè)谶@學(xué)期快要結(jié)課的時(shí)候,能夠?qū)W(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中,增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力,提高了獨(dú)立思考的能力。我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí),而且也開闊了視野,提高了
86、自己的設(shè)計(jì)能力。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.</p><p> [2] 王國(guó)權(quán),龔國(guó)慶.汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.</p><p> [3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].3版.
87、北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.</p><p> [4] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京.清華大學(xué)出版社,2003.</p><p> [5] 余志生.汽車?yán)碚揫M].4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.</p><p> [6] 田其鑄.汽車設(shè)計(jì)手冊(cè)(整車·底盤卷).長(zhǎng)春汽車研究所.1998.</p><p> [7]
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