汽车设计课程设计

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表1-2良好路面上常用轮胎滚动阻力系数

u a max + e e

C D ——空 气 阻 力 系 数 ， 取 C D =0.9； 一 般 中 重 型 货 车 可 取 0.8~1.0； 轻 型 货 车 或 大 客 车

0.6~0.8；中小型客车 0.4~0.6；轿车 0.3~0.5；赛车 0.2~0.4。

A ——迎风面积, m 2 ,取前轮距

B 1 ×总高 H ， A =2.465 ⨯ 3.53 m 2

u a max ——该载货汽车的最高车速， u a max =90km ／h 。

将各值带入式 1-1 得：

也可以利用比功率的统计值来确定发动机的功率值：

比功率 = 1000P max m a =

fg C D A 3.600ηT 76.14m a ηT u a max 3

（1-2）

求得比功率为 6.311kw 。

因此，通过比功率计算得，该汽车选用发动机的功率

kw

参考日本五十铃、德国奔驰等同类型车型，同时由于该载货汽车要求的最高车速相对较高，因此应

使其比功率相对较大，所选发动机功率应不小于 195.61KW ，初步选择发动机的最大功率为 200 kW ；发 动机最大功率时的转速 n p ,初取 n p =2200r/min 。

1.1.2 发动机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，可用下式确定发动机的最大扭矩。 （1-3）

式中 T e max ——发动机最大转矩，N.m ；

α ——转矩适应性系数， α ＝

T e max T p

T p ——最大功率时的转矩，N.m ；

α 的大小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 可参考同类发动机数值 选取，初取 α =1.05；

P max ——发动机最大功率，kW ；

n p ——最大功率时的转速，r/min 。

所以

一般用发动机适应性系数Φ表示发动机适应行驶工况的程度。

Φ=αn p

n T

，

n p

n T

——转速适应系数，通常取1.4-2.0，以保证汽车具有适当的最低稳定车速。

Φ值越大，说明发动机的适应性越好。采用Φ值大的发动机可以减少换档次数，减轻司机疲劳、减

少传动系的磨损和降低油耗。初取n

T =1450r/min，则

n p

n T

=1.60，。

1.2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之一，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、降低汽车及其质心的高度、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、总搞等）的影响。表1-2给出了部分国产汽车轮胎的规格、

尺寸及使用条件。

根据各类汽车的轴荷分配来看，前轴在满载的时候负载在19%~25%，后轴75%~81%。经计算得到

轮胎的最大静负载值为2790*9.8N，根据表1-2选择前轴轮胎规格为11.00R20，轮胎数量为2；第二轴轴

轮胎规格为11.00R20，轮胎数量为2；第三轴轮胎规格为11.00R20，轮胎数量为4；第四轴轮胎规格为

11.00R20。所选轮胎的单胎最大负荷28700N，欺压0.74MPa，加深花纹，外直径1090mm。

表1-2大客车、载货汽车及挂车的规格、尺寸及使用条件

1.3传动系最小传动比的确定

普通载货汽车最高档通常选用直接档，若无分动器或轮边减速器，则传动系的最小传动比等于主减

速器的主减速比i0。主减速比i0是主减速器设计的原始数据，应在汽车总体设计时就确定。

对于载货汽车，为了得到足够的功率储备而使最高车速有所下降，如图1-1中的曲线3所示，i0可按下式选择

i0=(0.377~0.472)r r n p

u max i gh

（1-4）

式中，r r—驱动车轮的滚动半径（m），轮胎规格为12.00R20，普通花纹轮胎外直径d=1090mm,,F=3.05,

n p——发动机最大功率时的转速，n p=2200r/min;

u a max——最高车速，u a max=90km/h;

i gh——变速器最高档传动比，i gh=1.0。

所以，初取i0=5.0。

根据所选定的主减速比i0的值，就可基本上确定主减速器的减速型式（单级、双级以及是否需要轮边减速器），并使之与汽车总布置所要求的离地间隙相适应。

汽车驱动桥离地间隙要求见表1-3。其中，重型载货汽车的离地间隙要求在230mm-345mm之间。

表1-3汽车驱动桥离地间隙

1.4传动系最大传动比的确定

= 0.0138⨯ cos16.7 + sin16.7 = 0.301

传动系最大传动比为变速器的 I 档传动比 i g I 与主减速比 i 0 的乘积。

i g I 应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着条件、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动

车轮的滚动半径等综合确定。

汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可以忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬

坡阻力。故有

T e max ⋅ i g I ⋅ i 0 ⋅ηT

r r ≥ m a ⋅ g ⋅ ( f ⋅ cos αmax + sin αmax ) = m a ⋅ g ⋅ψ max

（１-5）

则由最大爬坡度要求的变速器 I 档传动比为

i gI ≥ m a ⋅ g ⋅ψ max ⋅ r r

T e max ⋅ i 0 ⋅ηT （１-6）

式中

m a ——汽车总质量， m a =31000kg ；

g ——重力加速度， g =9.81m/ s 2 ：

ψ max ——道路最大阻力系数，ψ max = ( f ⋅ cos αmax + sin αmax )

o o

r r ——驱 动 车 轮 的 滚 动 半 径 （ m ）， 按 r r =

=0.5294mm ；

T e max ——发动机最大转矩，N.m ；

i 0 ——主减速比， i 0 =5.0；

ηT ——传动系传动效率，ηT =0.849。

所以

根据驱动车轮与路面附着条件

F ⋅ d 2π

计 算 ， F=3.05， d=1090mm 所 以 r r T e max ⋅i g I ⋅i 0 ⋅ηT

r r

≤ G 2ϕ

（1-7）

求得变速器 I 档传动比为

i g I ≤

G 2 ⋅ϕ ⋅ r r T e max ⋅i 0 ⋅ηT

（1-8）

式中

G 2 ——汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷