中型载货汽车总体设计说明书

中型载货汽车总体设计说明书

课

程

设

学院：机械与动力工程学院

班级：车辆一班

姓名：母兵魁

学号：[1**********]6

指导教师：赵凯辉 计

目 录

摘要·······························································1 概述·······························································2 设计任务书·························································4

第1章、 汽车形式和主要参数的初步确定······························5

一、汽车形式的选择·············································5

1.1、汽车轴数···············································6

1.2、驱动形式················································6

1.3、布置形式················································7

二、汽车主要参数的选择·········································7

2.1、汽车主要尺寸参数的确定··································7

2.2、轴荷分配···············································10

第2章 整车主要性能参数的确定和计算································11

一、发动机的选择··············································11

1.1发动机最大功率及其转速的确定······························11

1.2发动机最大转矩及其转速的确定······························12

1.3发动机主要参数············································13

二、配置大柴BA6M1013-28E3发动机的整车性能计算················16

2.1汽车动力性能计算········································16

2.2汽车的加速性能计算······································18

三、轮胎的选择·················································18

四、汽车重要性能参数和车身造型图······························19

五、变速器档位数的选择········································20

第3章、总体布置····················································20

一、总体布置要求与分析·········································20

二、总体布置草图················································24 设计总结···························································26 参考文献··························································27

摘要

汽车的总体设计是汽车设计工作中最重要的一环，它对汽车的设计的质量、 使用性能和在市场上的竞争力有着决定性的影响。因为汽车性能的优劣不仅与相 关总成及部件的工作性能有密切关系，而且在很大程度上还取决于有关总成及部 件间的协调与参数匹配，取决于汽车的总体布置。

货车的总体设计主要包括货车的参数确定，发动机和轮胎的选择，总体布置 和动力性的计算等一系列重要的步骤。其中参数的确定又包括了汽车的质量参 数，主要尺寸和性能参数的计算等。而本次课程设计同时应用到了 EXCEL， proe 、autocad等计算机辅助软件，再通过多次校核质心位置和各部分的总成以保证货车的轴荷分配合理。

关键词：货车总体设计；整备质量；动力性；燃油经济性。

概述

1.汽车总体设计的特点

摩托车等弱势群体也在使用同一道路，因此存在交通隐患。为了在有限的道

路上容纳更多的车辆运行，减少交通事故以及从汽车造型和减轻质量等方面

考虑，对汽车的外形尺寸需要予以限制。

汽车主要在宽度有限的道路上行驶，同时与汽车比较，还有人、自行车、

2.汽车总体设计的基本要求

(1)汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。

(2)严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。

(3)尽量大可能地去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。

(4)进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。

(5)拆装与维修方便。

3. 汽车总体设计的一般顺序

(1)调查研究与初始决策；其任务是选定设计目标，并制定产品设计工作方 针及设计原则，调查研究的内容应包括：老产品在服役中的表现及用户意见；当前本行业与相关行业的技术发展，特别是竞争对手的新产品与新技术；材料、零 部件、设备和工具等行业可能提供的条件；本企业在科研、开发及生产方面所取 得的新成果等等，它们对新产品设计是很有价值的。

(2)总体方案设计；其任务是根据领导决策所选定的目标及对开发目标制定 的工作方针、设计原则等主导思想的设想，因此又称为概念设计或构思设计。为 此要绘制不同的总体方案图（比例为 1 ：10 ）供选择。在总体方案图上进行初 步布置和分析，对主要总成只画出大轮廓而突出各方案间的主要差别，使方案对 比简明清晰。经过方案论证选出其中最佳者。

(3)绘制总布置草图，确定整车主要尺寸、质量参数与性能指标以及各总成 的基本型式。在总布置草图上要较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进

行 仔细的布置，对轴荷分配和质心高度作计算与调整，以便较准确地确定汽车的轴 距、轮距、总长、总宽、总高、离地间隙、货厢或车身地板高度等，并使之符合 有关标准和法规；进行性能计算及参数匹配。

(4)车身造型设计及绘制车身布置图：绘制不同外形、不同方向、不同色彩 的车身外形图．制作相应造型的 1：10 整车模型；从中选优后再制作精确模型。 经征求意见、工艺分析评审及风洞试验后作进一步修改，审定后用三坐标测量仪 测量车身模型坐标点。

(5)编写设计任务书：作为对以后的设计、试验及工艺准备的指导和依据。 其内容常包括：任务来源、设计原则和设计依据；产品的用途及使用条件；汽车 型号、承载容量、布置型式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺 寸、轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构型 式和特性参数；标准化、通用化、系列化水平及变型方案；拟采用的新技术、新 结构、新装备、新材料和新工艺；维修、保养及其方便性的要求；续驶里程；生产规划、设备条件及预期制造成本和技术经济预测等。有时也加进与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。有的还附有汽车总布置方案草图及车身外形方案图。

(6)汽车的总布置设计：其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出 对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求，协调整车与总成间、相关总 成问、总成与有关部件间的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用 条件下的使用性能达到最优并满足设计任务书所要求的整车参数和性能指标的 汽车。

设计任务书

中型载货汽车总体设计

一、整车性能参数：

设计一辆重型载货汽车，最大总质量12.490t,整备质量5.970t，最高车速为82km/h的中型载货汽车。

驱动形式：4×2

轴数：2

轴距(mm): 5300

轮距(前/后mm):1940/1800

质量参数：

整备质量(kg) 5970 kg

总质量(kg) 12490 kg

最高车速(km/h)：82km/h

最大爬坡度： ≥30%

轮胎规格: 9.00-20

手动5档

二、总体设计要求：

1. 初步确定尺寸、性能、质量参数等

1) 汽车轴数

2) 驱动形式

3) 布置形式

4) 车身型式

5) 汽车主要尺寸

6) 汽车质量参数，轴荷分配。

2. 初步确定整车基本参数

1) 汽车重要性能参数

2) 发动机型式

3) 发动机主要性能指标

4) 轮胎

3. 总体布置

1) 画总布置草图

2) 进行车身总布置和造型

第1章、汽车形式和主要参数的初步确定

一、汽车形式的选择

1.1汽车轴数

汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量和道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。

随着设计的成员数增多或装载质量增加，汽车的整备质量和总质量也增大。在汽车轴数不变的情况下，汽车总质量增加以后，使公路承受的负荷增加。当这种负荷超越了公路设计的承载能力以后，公路会被破坏，使用寿命也会缩短。为了保护公路，有关部门制定了道路法规，对汽车的轴载质量加以限制。当所设计的汽车总质量增加到轴荷不符合道路法规的限定值时，设计师可以选择增加轴数来减小因为总质量的增加而带来的道路负荷增加的问题。

汽车轴数增加以后，不仅轴，而且车轮、制动器、悬架等均相应增多，使整车结构变得复杂，整备质量以及制造成本增加。若转向轴数不变，汽车的最小转弯半径增大，后轴轮胎的磨损速度也加快，所以增加汽车轴数是不得已的选择。 一般的，包括乘用车及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。总质量在19t-26t的公路运输车采用三轴形式，总质量更大的汽车宜采用四轴或者四轴以上的形式。我国公路及桥梁限定双轴汽车的前后轴负荷应分别不超过

60kN 和 130kN ，而三轴汽车的前轴及双后轴负荷应分别不超过 80kN 和 240kN 。总质量更大的公路用车可采用四轴。矿用自卸汽车为非公路汽车，不受此限制，其单轴负荷有的超过 1000kN 。本车参照一般中型货车将其车头定为平头货车，综合考量，根据设计要求，我所要设计的中型载货汽车采用2轴形式。

1.2驱动形式

汽车的驱动形式有很多种。驱动型式常用 4x2 , 4x4 , 6x4 , 6x6 , 8x8 等代号表示。其中第一个数字为汽车的车轮总数，第二个数字为驱动轮数，对于双胎车轮仍按一个车轮计。

汽车的用途，总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之增加，同时也使汽车的总体布置工作变困难。

对于乘用车以及小质量的商用车，多采用简单的、制造成本低的4x2驱动形式。总质量大的商用车宜采用6x4、8x4等驱动形式。考虑到成本和结构布置，且汽车重量不超过19t，所以我设计的中型载货汽车采用4x2的驱动形式，即车轮总数4个，驱动轮2个。

1.3布置形式

汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置而言。汽车的使用性能取决于整车和各总成。其布置的形式也对使用性能也有很重要的影响。本车采用发动机位于前轴的上方、驾驶室的正下方设计。

如图 1-1 所示。这时驾驶室布置在发动机的正上方．其前端形成较平坦的 车头。故具有这种布置方案的汽车属于“平头车”型。这种布置的优缺点正好 与长头车相反，可获得最短的轴距和车长尺寸；自重轻；机动性及视野性好； 面积利用率高。但驾驶室易受发动机的振动、噪声、热等影响，夏天闷热；发动机罩突出于驾驶室内两侧座之间，不易设置中间座位；经在驾驶室内设置的 可打开的舱口维修发动机，其接近性仍差，维修不方便，采用可翻倾式驾驶室 虽可解决这一间题，但也带来操纵的传动机构的复杂化；这种布置方案使驾驶 室地板最高，上下车不方便。对于上述缺点，目前已有不少改善措施，如对驾 驶室采取

隔热、通风、密封、采暖、隔振等措施以及加装空调设备等，再加之其原有的优点，使平头式（包括下述布置）方案在现代轻、中型载货汽车上得到了广泛采用，甚至某些重型载货汽车也采用了平头式方案，但在重型牵引车上则多采用长头式布置。货车发动机布置形式有发动机前置后桥驱动货车、发动机中置后桥驱动货车、发动机后置后桥驱动货车。发动机前置后轮驱动的轴荷分配合理，有利于提高轮胎的使用寿命。前轮不驱动，因而不需要采用等速万向节，这样有利于减少制造成本。而且操纵机构简单，发动机冷却条件好，上坡行驶时，因驱动轮上的附着力增大，所以爬坡能力强。除此之外，变速器与主减速器分离，容易维护和维修，发动机接近性良好，这些优点使我们在充分考虑的情况下，通过取舍采用的布置形式。所以我设计的中型载货汽车发动机采用发动机前置后驱的布置形式。

图 1-1 平头货车

二、汽车主要参数选择

2.1汽车主要尺寸参数的确定

2.1.1汽车载质量的确定

（1）质量系数ηm0的确定

质量系数ηm0是指汽车载质量与整车整备质量的比值：

ηm0= me/m0

表1-1 各类汽车的整备质量利用系数ηm0

对于中型载货汽车，质量系数为1.20-1.35，取ηm0=1.20。

（2）整车整备质量m0

整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。

根据已知数据整备质量m0=5970㎏。

（3）估算汽车载质量me

me=m0⨯ηm0=5970⨯1.20=7164㎏

2.1.2轴距L

轴距L对整车质量、汽车总长、汽车最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。轴距减小时，上述各指标减小。此外，轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长。也会使汽车上坡、制动或加速时轴荷转移过大，使汽车制动性或操纵稳定性变差，车身纵向角震动过大，对平顺性不利。所以，原则上应该对载货货车的轴距取长。对于4×2货车，总质量在6.0t到14t吨重的，轴距取值在3600mm到5500mm。

载货汽车轴距和轮距

综合考虑本车设计要求和根据汽车设计手册与市场上的对标车型，轴距L可选5300mm。

2.1.3前轮距B1和后轮距B2

汽车轮距B应考虑到车身横向稳定性，B1主要取决于车架前部的宽度、前悬架宽度、前轮的最大转角和轮胎宽度，同时还要考虑转向拉杆、转向轮和车架之间的运动间隙等因素。B2主要取决于车架局部宽度、后悬架宽度和轮胎宽度，同时还要考虑车轮和车架之间的间隙。在选定前轮距B1范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。在确定后轮距B2时，应考虑车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。各类载货汽车的轮距选用范围根据本次课设实际要求和根据《汽车设计》第四版表1-2提供的数据,总质量在6.0t到14t吨重的货车轮距取值1700mm到2000mm，所以取前轮距B1=1900mm,后轮距B2=1800mm。

2.1.4前悬LF和后悬LR

前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、下车和上车的方便性以及汽车造型等均有影响。

初选的前悬尺寸，应当在保证能布置个总成、部件的同时尽可能短些。后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货厢长度、汽车造型等有影响，并决定于轴距和轴荷分配的要求。总质量在1.8t到14.0t的货车后悬一般在1200mm到2200mm之间，中型特长货箱汽车的前悬可达2600mm，参考实际同类车型的前后悬尺寸，并根据本车结构特点确定可以取中型货车前悬LF：1350mm 和后悬LR：2050mm。

2.1.5货车外廓尺寸

根据GB1589—1989，我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是：总高不大于4

米，总宽不大于 2.5米，外开窗、后视镜等突出部分宽度不大于 250mm ,总长不大于 12 米。一般载货汽车的外廓尺寸随载荷的增大而增大。空载、顶窗关闭状态下，根据要求，在保证汽车主要使用性能的条件下应尽量减小外廓尺寸。参考同类车型取外形尺寸长×宽×高=9410×2470×2600mm。

车厢尺寸长×宽×高=7540×2000×900mm。

货车车头长度系从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。车身形式即长头型还是平头型对车头长度有绝对影响。

长头型货车车头长度一般在2500mm到3000mm之间，平头型货车一般在1400mm到1500mm之间，由于本车采用平头型货车车头，参考同类型车，本车车头长1500mm。

2.2汽车的轴荷分配

汽车的轴荷分配影响汽车的使用性能和轮胎的使用寿命，为了使轮胎的寿 命一致。表 2-1 为各类载货汽车轴荷分配的数据。

表 2-1 载货汽车轴荷分配

根据上表我设计的中型卡车轴荷分配： 满载：第一轴35%，第二轴65% 空载：第一轴32%，第二轴68%

第2章、整车主要性能参数的确定和计算

一、 发动机的选择

1．1发动机的最大功率及转速的确定

汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。参考该题目中的参数，按要求设计的载货汽车最高车速是ua=82km/h，那么发动机的最大功率应该大于或等于以该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻力功率之和，即

1magfCDA3

(umax+uamax) （1-1） Pemax≥ηT360076140

式中Pemax是发动机的最大功率（KW）；ηT是传动系效率（包括变速器、辅助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率）

表1-1传动系各部件的传动效率

根据上表可得ηT=95%*95%*98%*96%=84.9%，传动系各部件的传动效率参考了机械工业出版社的《汽车设计课程设计指导书》表1-1得。ma是汽车总质量

ma=12490kg；g是重力加速度，g=9.8m/s2；f是滚动阻力系数，由试验测得。

在车速不大于100km/h的情况下可认为是常数。取f=0.008，参考《汽车设计课程设计指导书》表1-2得；CD是空气阻力系数，轻型货车货车可取0.6～0.8，这里取CD=0.8；A是迎风面积（㎡），取前轮距B1*总高H，A=1.930×2.850㎡。

CDA=0.8⨯1.930⨯2.850=4.40

故

Pemax≥

112490⨯9.8⨯0.0080.8⨯1.930⨯2.850⨯82+⨯823）KW=63.804KW0.[1**********]0

也可以通过比功率计算发动机最大功率 如选取功率为63.9KW的发动机，则比功率为

1000Pemax1000⨯63.9

=KW/t=5.17KW/t

ma12490

表1-2 良好路面上常用轮胎滚动阻力系数

参考了国内的一汽解放J6M中型卡车、中国豪沃系列4×2中型卡和国外的沃尔沃、奔驰等同类型汽车，其比功率都在5KW/t以上，故比功率为5.17KW/t

符合市场要求，则汽车总质量为13t的汽车，其发动机应具有

Pe=5.17×13=67.21KW/t

再考虑该载货汽车要求具有相对高的车速，因此初步选择汽车发动机的最大功率为80kw。

1.2发动机的最大转矩及其转速的确定

当发动机最大功率和其相应转速确定后，可通过下式确定发动机的最大转矩。

Temax=9549

αPemax

np

（1-2）

式中，Temax是发动机最大转矩（N·m）；α是转矩适应性系数，标志着当行驶阻力增加时，发动机外特性曲线自动增加转矩的能力，α=

Temax

，TP是最大功率Tp

时的转矩（N·m），α可参考同类发动机数值选取，初取ɑ=1.05；Pemax是发动机最大功率（KW）;nP是最大功率是的转速（r/min）。

所以 Temax

1.05⨯80

=9549⨯N·m=348.75N·m

2300

npnT

一般用发动机转矩适应性系数φ=α,表示发动机转速适应行驶工况的程

度，Φ越大，说明发动机的转速适应性越好。采用Φ值大得发动机可以减少换挡次数，减轻司机疲劳、减少传动系的磨损和降低油耗。通常，汽油机取1.2～1.4，柴油机取1.2～2.6，以保证汽车具有相当的最低稳定车速。初取nT=1400r/min，则

npnT

=

2300

=1.643，φ=1.05⨯1.643=1.7252。 1400

1.3发动机的主要参数

方案一、根据所需发动机的最大功率和最大转矩及相应转速，第一个方案初步选择上海柴油机股份有限公司的型号为6CL320-2的发动机，以及潍柴动力股份有限公司的型号为WD615.56、WD615.50的两款发动机，他们的主要技术参数如表2-1所示，外特性曲线分别如图2-2a、b、c所示。

表2-1 所选发动机的主要技术参数

由图可知，潍柴WD615.56和潍柴WD615.50的转速范围为1000-2200r/min;上柴

6CL320-2的转速范围为800-2200r/min。

从上述发动机外特性曲线可得其转矩特性、比油耗特性，并且用最小二乘法拟合成五次多项式，结果如表2-3所示。

2-3由发动机外特性曲线算得的转矩、比油耗特性

方案二、第二个方案初步选择一汽大连柴油机股份有限公司的型号BF6M1013-28E3的发动机，它的主要技术参数如下表2-4所示。

表2-4 大柴BF6M1013-28E3发动机的主要技术参数

二、配置大柴BF6M1013-28E3发动机的整车性能计算

2.1汽车动力性能计算 （1）汽车驱动力和行驶阻力

汽车行驶过程中必须克服滚动阻力Ff和空气阻力Fw的作用，加速时会受到加速阻力Fj的作用，上坡时会受到重力沿坡道的分力——坡度阻力Fi的作用。汽车行驶时驱动力与行驶阻力的平衡方程式为

Ft=Ff+Fw+Fi+Fj （3-1）

发动机在转速n下发出的转矩Te，经汽车传动系传递到驱动轮上的驱动力Ft

按下式计算

Ft=

Teigi0ηT

rr

（3-2）

式中，Te是发动机转矩（N·m）；ig是变速器速比；io是主减速器速比，io=4.875；

ηT是传动系效率，ηT=0.849；rr是车轮的滚动半径（m），rr=0.5249m。在驱动轮不打滑的情况下，发动机转速n（r/min）所对应的汽车车速Ua（Km/h）为

nrr

ua=0.377

igio

滚动阻力Ff为

（3-3）

Ff=magcosαf

同式（1-1）说明。

空气阻力Fw为

（3-4）

式中，g是重力加速度，g=9.8m/s2;α是坡道的坡度角（º）；f是滚动阻力系数，

12

Fw=CDAρua （3-5）

2

式中，CD是空气阻力系数，CD=0.8；A是迎风面积，即汽车行驶方向的投影面积，A=1.930×2.850㎡；ρ是空气密度，一般取ρ=1.2258N·s2·m-4；Ua是汽车行驶速度（m/s）,若Ua以82 km/h计，则Fw=

坡度阻力Fi为

CDA2

ua。

21.15

Fi=magi （3-6）

式中，i是道路坡度，计算时i取值从0%到40%。坡度阻力Fi=magsinα随坡度角α的增加而增大，且与变速器档位和车速无关。

将各挡驱动力Ft随车速Ua的变化关系和不同坡度i时的Ff+Fw+Fi随Ua

的变化关系画在同一张纸上，则形成汽车的行驶性能曲线。由汽车的行驶性能曲线可知该车的最高车度、最大爬坡度、档位的使用情况及各档位某车速的爬坡能力。

选用大柴BF6M1013-28E3发动机时，参照《汽车设计课程设计指导书》中图1-7的汽车的行驶性能曲线可看出，最高车速在82km/h时，经计算，一档时最大爬坡度为i1max=32.4%。

2．2汽车的加速性能计算 加速阻力Fj

=Ft-(Ff+Fw+Fi)计算。为计算最大加速能力，这里

，由此可得

就取道路坡道为零的平直道路上行驶进行计算。

Fj=δmaa=Ft-Fw-Ff

δma

（3-7）

a=

Ft-Fw-Ff

式中，δ是汽车旋转质量换算系数，δ按式δ=1+δ1+δ2ig估算，取

2

δ1≈δ2=0.04,ig为变速器速比。参照《汽车设计课程设计指导书》中的图1-8

绘制出汽车加速度曲线图。

进而参照《汽车设计课程设计指导书》中的图1-9绘制各挡加速度倒数曲线图。

由a=

dua1

dt=dua,故 得

dta

t=⎰dt=⎰

1

u2

u1

1

a （3-8） a

通过上式可求得汽车从初始车速U1全力加速到U2的加速时间t，结合汽车的行驶性能曲线，可以参照《汽车设计课程设计指导书》中的图1-10作出该汽车连续换挡加速时间曲线图。

三、轮胎的选择

轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据，因此，在总体设计开始阶段就应选定。选择的依据是车型、使用条件、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。为了提高汽车的动力因数、降低汽车质心的高度、减小非簧载质量，对公路用车，在其轮胎负荷系数以及汽车离地间隙允许的范围内，应尽量选取尺寸较小的轮胎。同时还应考虑与动力—传动系参数的匹配和对整车尺寸参数（例如汽车的最小离地间隙、总高等）的影响。参考《汽车设计课程设计指导书》表1-3给出的部分国产汽车轮胎的规格、尺寸及使用条件。通过查阅货车轮胎标准GB2977-2008《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》和参考同

类车型所选轮胎规格，各轴轮胎规格选择如下：

前轴轮胎规格为9.00R20,轮胎数量为2；中间轴轮胎规格为9.00R20，轮胎数量为2；后轮并装单轴双胎，型号为9.00R20,轮胎数量为4。所选轮胎的单胎最大负荷22500N，气压0.74MPa，加深花纹，外直径1025mm。

四、汽车重要性能参数

（1）动力性能参数

根据以上的计算可知该设计车辆的动力性能参数：

最高车速82km/h，比功率5.17KW/t,最大爬坡度≥30%

（2）货车单位质量百公里燃油消耗量 1.45L/（100t.km）

即空载时约为 17.5L/100km，满载时约为40L/100km

(3)最小转弯直径约为14m，

(4)通过性的几何参数（绘图实测）

1)最小离地间隙265mm

2)接近角约为30°

3)离去角约为12°

4)纵向通过半径约为3.5m

（5）操纵稳定性参数

1）通常用汽车以0.4g的向心加速度沿着定圆转向时，前后轮侧偏角之差作为

评价参数，此参数在1°-3°，此处取2°

2）通常用汽车以0.4g的向心加速度沿着定圆等速行驶时，车身侧倾角控制

在3°以内较好，最大不超过7°，此处取6°

3) 汽车以0.4g的减速度制动时，车身的前俯角不大于1.5°

根据前面的计算和目标参数的综合考虑，可以确定设计车辆的动力传动系统匹配120马力的柴BF6M1013-28E3发动机匹配使用时，整车的爬坡性能、加速性能和转矩适应性都有了较为显著的提高，经济车速的范围也较大，燃油经济性较好，同时也满足最高车速为82km/h的设计要求。

五、变速器档位数的选择

变速器档位数的多少，要根据汽车的类型，使用条件和性能要求及最高档和最低档的速比范围大小而定。

载货汽车的吨位越小，档位数可取少些，随着吨位的增大，档位数也增多。这主要从动力性、经济性、操纵性、结构复杂程度及需要进行选择。

档位数越多，发动机的功率利用率越高(高功率区工作时间长)，既增加了动力性，同时也增加了发动机在低油耗区工作的可能性，提高了燃油经济性。

由于相邻档之间的比值不能太大(一般不超过1.7～1.8，太大时换档困难，所以在最大传动比与最小传动比值越大，则档位数也应增多。而档位多的变速器即7个前进档时，其变速器的结构，特别是操纵机构会很复杂，所以有的车辆就采用增加前置或后置式副变速器的办法来解决此矛盾。如需要全轮驱动，可以增设两档的分动器。本次设计货车的变速器共五个档前进档，一个倒车。各档的传动比如下；

第3章、总体布置

一、 总体布置要求与分析

1、总体布置基准线的选择和画法

车架上平面：纵梁上翼面较长的一段平面在前视图上的投影线，作为垂直方向尺寸的基准线。

前轮中心线：通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线，作为纵向方向尺寸的基准线。

汽车中心线：汽车纵向垂直对称面在俯视图和前视图上的投影线，作为横向尺寸的基准线。

地面线：地平面在侧视图和前视图上的投影线，是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙、等尺寸基准线。

前轮垂直线：通过左右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线，用来标注汽车轴距和前悬的基准线。

2、发动机的布置

1）、悬置位置

a．首先要保证本系统的功能特性，前后悬置刚度匹配，能有效减震，防抖，降噪

b．要保证前后悬置结构设计能够实现

c．在前后悬置处尽量能布置横梁或托架梁，防止车架变形

d．保证发动机吊装工艺性良好，易于使用气动工具紧固

e．要考虑发动机维修、拆卸的可行性、方便性

2）、发动机总成位置及倾角的确定

a、在前悬已经确定的情况下，发动机，中冷器和水箱一起尽可能靠前，使之靠近驾驶室前外罩，以增加发动机的散热能力；

b、上下位置的确定，一要考虑发动机与驾驶室地板的空间，二要考虑前轴或横拉杆在上跳最大挠度状态下与油底壳之间的间隙；

c、发动机的倾角对不同吨位的载货汽车有不同的要求

本设计车辆发动机倾角取5o

3、冷却系的布置

a．首先要保证散热器的散热能力满足发动机的要求

b．护风圈偏心不宜太大

c．风扇至水箱芯片距离要合理

d．保证水箱离地间隙及与车身的运动间隙

e．副水箱要布于较高处，副水箱补水管和溢气管走向合理，便于补水和排气，加水要方便

f．风扇与护风圈的间隙，上下方向单边应在20-25mm，左右方向单边应在15-20mm

g．自卸车等工程车辆，水箱下面要加护栏保护，防撞

h．要保证接近角的要求

4、传动系的布置

由于发动机、离合器、变速器装成一体，所以发动机位置确定之后，包括发动机、离合器、变速器在内的动力总成位置就确定了，驱动桥的位置取决于驱动轮的位置，为了是左右半轴通用，差速器壳体中心线应与汽车中心线重合。为了满足万向传动两端的夹角相等，在满载时不大于4o，最大不大于7o要求，常将后桥主减速器的轴向上翘起。我们的轴距总长为4200mm，故而需采用单传动轴的传动方式，

变速器输出轴和差速器输入轴转角差为零的主要条件是θ1=θ2；

θ3=θ4；θ5=0，如下图所示

5、转向装置的布置

a．转向盘的布置符合人体工程学的要求

b．保证转向与悬架运动协调

c．保证转向传动轴下万向节靠近车身翻转中心，以便翻转时运动协调 d．在车身翻转情况下，转向传动轴不应有夹角太大或抽出，顶死情况

e．在各极限转角情况下，转向摇臂与拉杆不应有死角，或干涉，直拉杆与板

簧轮胎应保持15cm以上间隙

6、悬架的布置

货车的前后悬架，多采用纵置半椭圆形钢板弹簧，为了满足转向轮偏转所需要的空间，常将前钢板弹簧布置在纵梁下面。钢板弹簧端通过弹簧销和支架与车架相连，而后端用吊耳和支架与车架相连，同时为了满足主销后倾的要求，前钢板弹簧布置成前高后低状。后钢板弹簧布置在车架与车轮之间，应注意钢板弹簧上的U形螺栓和固定弹簧的螺栓与车架之间应有足够的间隙。减震器尽可能布置成直立状，以充分利用其有效行程。

根据设计要求和实际对标车型的特点，本设计车辆采前悬架为9块钢板弹簧、后悬架采用12块钢板弹簧的布置方式。

7、制动系的布置

制动踏板应布置在靠近驾驶员附近，并且要求做到脚制动踏板和手制动操纵轻便。应检查杆件运动时有无干涉和死角，更不应在车轮跳动时自行制动。 布置制动管路时注意安全可靠、整齐美观。在一条管路上，当两个固定点之间相对运动时，要采用软管过渡。平行管之间的距离不小于5mm，或者完全束在一起，交叉管之间的距离应不小于20mm，同时注意不要将管子布置在车梁内侧下翼上，以免由于积水使管路腐蚀。

8、油箱、备胎、蓄电池的布置

油箱：

a．燃油箱的容积要保证续驶里程的需要

b．油箱的位置要离发动机油泵尽量近，并要尽量与消音器、排气管分开，油箱的布置要尽量使左右载荷均匀，并适当照顾轴荷分配，油箱的布置要尽量模块化，并能满足多种轴距的需要

c．油箱的走向要顺畅，贴近车架走，合理固定，不能因相互运动磨擦而损坏 备胎：

备胎可布于底盘，也可布于上装上（包括自卸车、半挂车上等）。可在轴距之间，也可在后悬上。可前后斜置（后悬上，或在自卸车前栏板上），也可左右斜置（轴距之间），可平置，也可立置。可以是一个，也可是两个。但必须保证足够的离地间隙或离去角，固定牢固可靠，以及备胎装拆方便。还要注意备胎对轴

荷的影响。

蓄电池：

蓄电池要尽量靠近起动机，蓄电池要拆装方便，蓄电池的布置要考虑轴荷和模块化要求

9、驾驶室的布置

a．保证发动机舱空间足够

b．保证轮罩空间足够

c．保证转向机构布置理想

d．保证车轮与车身外观协调

e．尽量让出上装空间

二、绘制总体布置草图

根据上述分析和各目标参数等方面因素的综合考虑，绘制出该重型载货汽车的整车总体布置草图。

Catia三维立体图

设计总结

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，也是我们会，从事职业工作前一个必不少的过程。通过这次的汽车课程设计，使我之前学习的课本知识得以巩固，同时也更加系统全面的了解了汽车发动机与传动系和驱动桥之间的匹配关系。

本次课程设计中，会用到很多以前老师讲解过的知识，尤其是《汽车构造》、《发动机原理》和《汽车理论》上的一些重点内容，感谢学院老师对我们学习上的帮助和生活上的关怀，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。我们不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。

由于设计资料和能力比较有限，此次设计尚有许多不足之处，恳请老师和同学给予批评指正。

最后，向对本次课程设计尽心指导的赵凯辉老师表示衷心的感谢！

参考文献

[1] 王望予.汽车设计[M].4版.北京：机械工业出版社，2004.

[2] 王国权，龚国庆.汽车设计课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3] 陈家瑞.汽车构造[M].3版.北京：机械工业出版社，2009.

[4] 刘惟信.汽车设计[M].北京.清华大学出版社，2003.

[5] 余志生.汽车理论[M].4版.北京：机械工业出版社，2004.

[6] 田其铸.汽车设计手册（整车·底盘卷).长春汽车研究所.1998.

[7] 王丰元，马明星，邹旭东.汽车设计课程设计指导书.北京：中国电力出版社，2009.

[8] 中华人民共和国汽车行业标准委员会.QC/T29082-1992 汽车传动轴总成技

术条件[S].北京：中国标准出版社，1992.

[9]国家标准：GBT1589-2004/GBT2974-2008/GBT2977-2008/GBT2978-2008

[10]参考网页：百度百科、卡车之家、中国第一汽车集团有限公司官网等。