车辆工程整车设计说明书.docx

车辆工程整车设计说明书.docx

《车辆工程整车设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车辆工程整车设计说明书.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

车辆工程整车设计说明书

集美大学

汽车总体布置设计课程设计说明书

学院:

专业:

班级:

姓名:

学号:

____________

指导教师:

__________

年月日

目录

1.前言………………………………………………………………………………1

2.设计任务与目的…………………………………………………………………1

3.设计参数总表……………………………………………………………………2

4.汽车设计动力性能计算…………………………………………………………3

4.1理论车速计算………………………………………………………………3

4.2切线牵引力计算……………………………………………………………4

4.3空气阻力计算………………………………………………………………6

4.4动力因素计算………………………………………………………………7

4.5最大地面驱动力计算………………………………………………………8

4.6最大爬坡度计算……………………………………………………………9

5.设计心得与总结…………………………………………………………………10

6.相关附图…………………………………………………………………………

1.设计任务与目的

汽车的总体设计的好坏对汽车的设计质量，汽车性能和产品的生命力有着决定性的影响。

设计计算的目的，是从所需要的性能出发，确定个部分的特性，参数（如发动机功率，变速器各挡传动比，驱动轴传动比，前悬架的垂直刚度，转向系的传动比等），并通过性能预测来检查这些特性参数与整车参数的匹配情况，从而进一步修改这些参数，保证预定的主要性能指标。

同时计算机的出现也使汽车设计方法有了进一步的飞跃，使设计步入了自动化的新阶段。

这次设计即是在计算为基础，辅助运用计算机设计方法，对汽车进行总体设计。

在汽车设计开始阶段应该有一个很好的总体设计，使整车设计有一个统一的目标。

在各部件设计阶段，部件与整车之间，部件与部件之间经常会发生各种矛盾，这些就需要总体设计人员从整车的技术合理性和全局出发很好地与以协调，与各个设计人员很好地配合，密切合作，找出完善的解决方法。

汽车总体设计的主要任务是：

1：

从技术先进性，生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标，重量和重要尺寸，提出总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求。

2：

对各部件进行合理布置和运动校核，使汽车不仅有足够的装载容量，而且能做到尺寸紧凑，乘坐舒适，重量轻，安全可靠，操作轻便，造型美观。

3：

对汽车性能进行精确计算和控制，保证汽车主要性能指标实现。

4：

正确处理整车与部件，部件与部件之间以及设计，使用与制造之间的矛盾，使产品符合好用，好修，好造和好看的原则。

2.设计参数总表

轴距

2450mm

前轮距

1530mm

后轮距

1530mm

发动机

G4CA

功率

105KW

最高车速

154km/h

扭矩

217N.m

车总重

2380kg

车载重

N

车长

4350mm

变

速

器

速

比

I

4.322

车宽

1843mm

II

3.573

车高

1834mm

III

2.237

滚动半径

350mm

IV

1.786

主减速器速比

4.1

V

1

最大扭矩转速

4000r/min

R

4.863

最大功率转速

5200r/min

不同转速下发动机的扭矩.单位：

n（r/min）Me（N.m）

n

Me

4800

4600

4400

4200

4000

3800

4600

208

211

213

215

217

216

215

计算及说明

结果

3.设计动力性能计算

3.1发动机不同转速下汽车各档理论车速的计算

式中：

---理论车速（km/h）

---发动机转速（r/min）

---驱动轮滚动半径（m）

---变速器速比

---主减速器速比

举例：

设转速为4800r/min时，发动机各档的车速，且各档的变速器速比ig为：

4.322,3.573,2.237,1.786,1,4.863

主减速器速比设为：

4.1。

第一档的理论车速：

=0.377×4800×0.350/（4.322×4.1）

=35.74（km/h）

第二档的理论车速：

=0.377×4800×0.350/（3.573×4.1）

=43.23（km/h）

第三档的理论车速：

=0.377×4800×0.350/（2.237×4.1）

=69.06（km/h）

第四档的理论车速：

=0.377×4800×0.350/（1.786×4.1）

=86.50（km/h）

第五档的理论车速：

=0.377×4800×0.350/（1×4.1）

=154.48

倒档的理论车速：

=0.377×4800×0.350/（4.863×4.1）

=31.77（km/h）

由此类推求得不同车速下各档理论车速：

单位：

km/h

转速r/min

I档

II档

III档

IV档

V档

R档

4800r/min

35.74

43.23

69.06

86.50

154.48

31.77

4600r/min

34.25

41.43

66.18

82.89

148.04

30.44

4400r/min

32.76

39.61

63.30

79.29

141.60

29.12

4200r/min

31.27

37.83

60.42

75.68

135.17

27.80

4000r/min

29.79

36.03

57.55

72.08

128.73

26.47

3800r/min

29.30

34.28

54.67

68.47

122.30

25.15

3600r/min

26.81

32.43

51.79

64.87

115.86

23.82

计算及说明

结果

3.2发动机不同转速下汽车各档切线牵引力的计算

Ft=Me*Ig*I0*ηr/Rr

式中：

Ft——切线牵引力（N）

Me——不同转速下的扭矩（N.m）

Ig——变速器速比

Io——主减速器速比

ηr——传动效率（直接档时ηr=0.9126；非直接档时ηr=0.8943；倒档时，ηr=0.8764）

Rr——驱动轮滚动半径（m）

计算举例：

发动机4800r/min的转速下，扭矩为208N.m

第一挡的切线牵引力：

Ft=Me*Ig*I0*ηr/Rr

=208*4.322*4.1*0.8943/0.35

=10354.73（N）

倒档的切线牵引力：

Ft=Me*Ig*I0*ηr/Rr

=208*4.863*4.1*0.8764/0.35

=10384.50（N）

依公式类推，将发动机不同转速下，不同扭矩代入上式，即可求得发动机

各档的切线牵引力，列表的

转速

I档

II档

III档

IV档

V档

R档

4800

9417.75

7785.66

4874.48

3891.74

2223.62

10384.50

4600

9553.58

7897.95

4944.79

3947.87

2255.69

10534.28

4400

9644.14

7972.81

4991.66

3985.29

2277.07

10634.13

4200

9734.69

8047.68

5038.53

4022.71

2298.45

10733.98

4000

9825.25

8122.53

5085.40

4060.13

2319.83

10833.83

3800

9779.97

8085.11

5061.96

4041.42

2309.14

10783.91

3600

9734.69

8047.68

5038.53

4022.71

2298.45

10733.98

计算及说明

结果

3.3发动机不同转速下汽车各档所受空气阻力的计算：

FW=CＤ*A*Va2/21.15

式中FW——空气阻力（N）

CD——空气阻力系数（NS2/M4）

A——迎风面积（m２）（A=B1*Ha*k;B1—前轮轮距m，Ha—汽车总高m）

K——修正系数，载重汽车K=1，小车K=0.78

Va——车速（km/h）

计算举例：

汽车的迎风面积：

A=B1*Ha*K

=1.530*1.834*0.78

=2.189m2

汽车转速为4800r/min时，各档的空气阻力

已知I档和II档的车速为35.74km/h，43.23km/h

则

空气阻力为

Fw=CＤ*A*Va2/21.15

=0.42*2.189*35.742/21.15

=45.94（N）

第二档的空气阻力为：

Fw=CＤ*A*Va2/21.15

=0.42*2.189*43.232/21.15

=81.24（N）

依上式将不同转速下的理论车速带入，即可求的汽车各档的空气阻力。

不同转速下各档所受的空气阻力：

转速r/min

I档

II档

III档

IV档

V档

R档

4800

55.53

81.24

207.32

325.25

1037.36

43.88

4600

50.99

74.61

190.39

298.67

952.67

40.28

4400

46.65

68.20

174.18

273.29

871.59

36.86

4200

42.51

62.21

158.69

248.97

794.23

33.59

4000

38.58

56.43

143.97

225.85

720.35

30.46

3800

37.32

51.08

129.92

203.79

650.19

27.50

3600

31.25

45.72

116.59

182.92

583.51

24.66

计算及说明

结果

3.4发动机不同转速下汽车各档动力因数的计算：

D=（Ft-Fw）/Ga

式中：

D——动力因数

Ft——切线牵引力（N）

Fw——空气阻力（N）

Ga——汽车总重（N）

计算举例：

发动机不同转速下的切线牵引力和空气阻力都由以上的计算得出，且汽车的总重Ga=23324N。

求发动机转速为4800时的动力因数：

I档时：

Ft=9417.75N

Fw=55.53N

对应的动力因数：

D=（Ft-Fw）/Ga

=（9417.75-55.53）/23324

=0.5220

依此类推，将不同转速下的切线牵引力，空气阻力带入公式计算。

即可求的

不同转速下的动力因数：

转速r/min

I档

II档

III档

IV档

V档

R档

4800

0.4014

0.3303

0.2001

0.1529

0.0509

0.4433

4600

0.4074

0.3354

0.2038

0.1565

0.0559

0.4499

4400

0.4115

0.3389

0.2065

0.1591

0.0603

0.4544

4200

0.4155

0.3424

0.2092

0.1618

0.0645

0.4588

4000

0.4196

0.3458

0.2119

0.1644

0.0686

0.4632

3800

0.4177

0.3445

0.2115

0.1645

0.0711

0.4612

3600

0.4160

0.3431

0.2110

0.1646

0.0735

0.4592

计算及说明

结果

3.5最大驱动力的计算

Fφ=G2*φ

式中：

Fφ——最大地面驱动力（N）

G2——作用在后轮

φ——路面附着系数，取φ=0.80

以上计算值必须满足：

前进档时F1max

最后分别计算出前进档，倒档时的最大动力因素值Dmax

计算：

Fφ=G2φ

=Ga*60%*0.8

=23324*0.6*0.8

=11195.52（N）

且由以上的计算结果可知

前进档F1max=9825.25（N）

倒档F2max=10833.83（N）

前进档.倒档的最大动力因素：

D1max=0.4196

D2max=0.4632

可知：

前进档时，最大切线牵引力F1max=9825.25N〈11195.52N=Fφ

满足要求，保证了汽车最大驱动力全部变为地面驱动力。

倒档时：

最大切线牵引力F2max=10833.83N〈11195.52N=Fφ

满足要求

Fφ=11195.52N

=9825.25N

=10833.83N

计算及说明

结果

3.6汽车最大爬坡度imax和最高档车速爬坡度i的计算

式中：

αmax——最大爬坡度（。

）

Dmax——最大动力因素

F——滚动阻力系数，取f=0.025

imax=tanamax（通常imax为25%~30%）

同理，计算出最高档车速爬坡度i值.

前进档车速爬坡度：

=23.370

imax=tanαmax

=tg23.370

=43.212%

最高档车速爬坡度：

=2.500

Imax=tanαmax

=4.37%

故设计中的爬坡度能满足要求。

=0.43

=0.04