(完整版)整车计算及质心位置确定
整车质心计算的原理
整车质心计算的原理
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠整车质心计算的原理。
这可真是个超级重要又有意思的事儿呢！
想象一下，一辆汽车就好比是一个巨大的拼图，而质心就是这个拼图的关键节点。
比如说，你在开着车的时候，为啥车能稳稳地前进，而不是歪七扭八地跑呢？这就是质心在起作用啦！
整车质心的计算可不简单哦！它就像是一场复杂的数学游戏。
你得把车上的每个部件，从发动机到座椅，都当成一个小小的砝码。
然后，通过各种测量和计算，才能找到那个神奇的质心位置。
好比你要知道一个大箱子里各种东西怎么摆放才能平衡，这得多难呀！
咱再举个例子，你看那些赛车，为啥它们能在赛道上飞速奔驰还那么稳？就是因为工程师们精心计算了质心呀！他们就像是魔术师一样，通过调整各种部件的位置和重量，让赛车达到最佳状态。
这不是很牛吗？
你可能会问，这个质心计算到底有啥用呢？哎呀呀，用处可大了去了！它能影响到车的操控性、稳定性，甚至是安全性呢！如果质心位置不准确，那车开起来可能就会摇摇晃晃的，危险不？
总之，整车质心计算的原理真的超级重要！我们应该重视它，就像爱护自己的宝贝一样。
因为它关系到我们的行车安全和驾驶体验呀！所以，大家一定要好好了解这个神奇的原理哦！我的观点就是，整车质心计算是汽车领域里不可或缺的一部分，我们得好好琢磨它、掌握它！。
汽车质心位置的计算教学内容
汽车质心位置的计算汽车质心位置的计算1、 质心到前轴（坐标原点）的水平距离（1） 常规公式： giXi gi a ∑⋅∑=)( ------------------------（1） 式中 a 质心到前轴的水平距离gi 各总成（或载荷）质量Xi 各总成（或载荷）到前轴的水平距离轴荷（或簧载质量）： gi LaG ∑⋅-=)1(1 LXi gi gi )(⋅∑-∑= ------------------------（2） gi La G ∑⋅=2. L Xi gi )(⋅∑= ------------------------（3） 式中 1G 前轴负荷（或前簧载质量）2G 后轴负荷（或后簧载质量）L 轴距（2） 先求轴荷再算质心位置: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅-∑=gi L Xi G )1(1 ------------------------（2a ） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅∑=gi L Xi G 2 ------------------------（3a ）)1(12GG L G G L a -⋅=⋅= ------------------------（4） 式中 gi G G G ∑=+=21 总负荷（或簧载总质量）2、 质心离地高度常规公式： gihi gi h ∑⋅∑=)( -------------------------（5） 式中 h 质心到地面的高度hi 各总成（或载荷）离地高度*注：可以先算出)(hi gi ⋅∑再除以gi ∑，也可以先算出)(gihi gi ∑⋅再合成。
3、 各种质心的分别计算和合成（1） 分别计算：① 空载、满载状态的质心位置空载: gi 不包括乘员或/和载荷，仅包括相关总成。
满载: gi 包括乘员或/和载荷以及相关总成。
② 簧载质量、非簧载质量的质心位置簧载质量：gi 只包括属于簧载质量的总成，或者还包括乘员或载荷。
非簧载质量：gi 只包括属于非簧载质量的总成。
（2） 状态的合成1） 整车状态-----包括簧载与非簧载质量① 质心到前轴的水平距离： G a G a G a u u S S g ⋅+⋅=GL G a G u S S ⋅+⋅=2 ------------------------------（6） 式中 S G 簧载总质量21u u u G G G += 非簧载总质量1u G 前轴非簧载质量2u G 后轴非簧载质量u S G G G += 整车总质量g a 整车质心到前轴的水平距离S a 簧载质量质心到前轴的水平距离u a 非簧载总质量的质心到前轴的水平距离② 质心离地高度 G h G h G hg u u S S ⋅+⋅=GR G G h G u u S S ⋅++⋅=)(21 ---------------------------（7）式中 hg 整车质心离地高度S h 簧载质量的质心离地高度R h u = 非簧载质量的质心离地高度，一般设定为车轮静力半径R 。
整车质心控制规范
整车质量参数及重心位置测量试验规范前言本规范由汽车工程研究院底盘中心底盘性能所编制。
本规范主要起草人员：目录1. 范围 (1)2. 规范性引用文件 (1)3. 术语和定义 (1)4. 试验条件 (2)5. 试验准备 (3)6. 试验步骤 (3)7. 数据处理及分析 (4)8. 评价标准 (5)附录 (6)整车质量参数及重心位置测量试验规范1. 范围本标准规定了**乘用车质量参数及重心位置测量方法。
本标准适用于M1，N1类汽车新产品的开发和研制以及产品改进开发过程。
2. 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 1589-2004 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值GB 7258 机动车运行安全技术条件GB 9743-1997 轿车轮胎GB/T 5910-1998 轿车质量分布GB/T 12534-1990 汽车道路试验方法通则GB/T 12538-2003 两轴道路车辆重心位置的测定GB/T 12673 汽车主要尺寸测量方法GB/T 12674 汽车质量（重量）参数测定方法GB/T 14172 汽车静侧翻稳定性台架试验方法3. 术语和定义本规范采用以下术语和定义：3.1轮载质量汽车某个车轮对支承平面的正压力除以9.8N/kg，单位为千克（kg）。
3.2 总质量汽车在某种载荷下的总质量，单位为千克（kg）。
总质量包括汽车的整备总质量和最大总质量。
3.3 整备总质量汽车在整备状态下的总质量，单位为千克（kg）3.4 最大总质量汽车在最大设计载荷状态下的总质量，单位为千克（kg）3.5前轴负荷率汽车两个前轮轮载质量的和占汽车总质量的比例，以百分数表示；3.6质心三维坐标质心在汽车坐标系中的位置，单位为毫米（mm）。
质心到汽车前轴轴线的水平距离为质心的x坐标。
专用汽车质心位置计算及验证方法
（ ２ ） 满载水平质 心位置计算 。
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————— ■———一 芏眉影 Ｆ ｚ 卜
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（ 至后桥水平
车设 计 中是相 当重要参数 之一 。质心 高度对 专用汽 车 式中 ： １ （ １ １ ＋１ ２ ） 一底 盘轴距 ； 的使 用性能有重要 的影 响。一 般车辆 的纵 向稳 定性都 Ｇ 空一整车整备质量 ； 能满足要求 ， 而侧 向稳定性对 厢式汽 车 、 罐式 汽车和集 Ｇ 满一满载总质量 ； 装箱运输车等质 心较 高 的专用 汽 车来 说 ， 就 需要 认真 ｇ 空 一 空载前轴质量 ； 考虑 了。质心过高 ， 很易导致 车辆横 向失稳 ， 特别是 弯 Ｚ 空一 后轴轴载质量 ； 道行驶时 ， 易造成侧 向倾 翻 ， 操 纵稳定性 和侧倾 稳定性 ｇ 满一满载前轴质量 ； 越不好 ， 质心高度达到一定值 时 ， 这两 项指标 就很难合 Ｚ 满一后 轴轴载质量 。 格 。因此 ， 使用厢式汽车和集装 箱运输 车时 ， 除选用质 １ ． ２ 垂直质心高度位置计算 心较低 的车辆 以外 ， 还应 注意合理配 载 ， 即将 密度较 大 （ １ ） 整车质心高度 。 的货物尽可能地 装在其 箱 （ 厢） 的下部 ， 而密 度较 小 的 Ｅｇ ｉ ｘ ｙ ｉ 货物则应装在 上部 ， 以保 证专 用汽 车 的行驶 稳 定性 和 ｈ ｇ 一 可 安全性 。因此质心高度就成 为确定汽 车质心 位置 的关 式 中： ｇ ｉ 一 整车各总成 的质量 ；
关键词 ： 专 用汽 车 ； 质心位 置； 质 量反 应 法
中图分类号 ： Ｔ Ｂ Ｏ 引言
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ３ １ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０ — ０ １ ８ ５ － ０ ２
质心位置的求法
质心位置的求法
质心是物体内部所有质量点的平均位置，是一个物体的几何中心。
它在三维空间中的坐标表示为(x,y,z)，其中x、y、z分别为物体在三个坐标轴上的质心位置坐标。
在静力学和力学中，质心位置的求法可以通过以下步骤来实现：
1. 将物体划分为无数个微小的质量点，每个质量点的质量可以表示为dm 。
2. 对于一个三维物体，其质心坐标可以用以下公式计算：
x = (1/M) * ∫(x*dm)
y = (1/M) * ∫(y*dm)
z = (1/M) * ∫(z*dm)
其中M为整个物体的质量，∫表示对整个物体积分。
3. 对于一个平面物体或线段，质心坐标可以用以下公式计算：
x = (1/M) * ∫(x*dm)
y = (1/M) * ∫(y*dm)
其中M为整个物体的质量，∫表示对整个物体积分。
4. 对于一个质点系，质心坐标可以用以下公式计算：
x = (Σ(mixi)) / M
y = (Σ(mi*yi)) / M
z = (Σ(mi*zi)) / M
其中mi表示第i个质点的质量，xi、yi、zi表示第i个质点在三个坐标轴上的位置，M为整个质点系的总质量，Σ表示对i从1到n求和，n为质点的数量。
通过上述公式，可以精确地计算物体的质心位置。
半挂车质心位置计算
半挂车质心位置计算半挂车的质心位置是指半挂车整体的重心所在位置。
计算半挂车的质心位置可以帮助我们了解车辆的稳定性和操控性。
下面，我将详细介绍半挂车质心位置的计算方法。
1.半挂车的几何模型：半挂车可以简化为一个长方形的平面模型，即将车辆的车厢部分看作一个箱子。
箱子的长、宽、高分别为L、W和H。
2.质心的定义：质心是指物体整体的重心所在位置。
对于一个物体，其质心位置可以通过将物体分割成无数微小体积元素，然后将每个微小体积元素的质量乘以其位置的坐标值，再对所有微小体积元素进行累加，最后除以总质量得到。
3.半挂车质心位置计算方法：3.1求出半挂车的总质量：半挂车的总质量可以通过称重仪器或者从车辆的注册证书中得到。
3.2求出半挂车质心的水平和垂直位置：半挂车的质心可以分别计算其水平和垂直位置。
3.2.1水平位置计算：半挂车的水平位置可以通过车辆重心水平投影在地面上的位置得到。
3.2.2垂直位置计算：半挂车的垂直位置可以通过车辆重心在垂直方向的高度得到。
垂直位置=(底部高度+顶部高度)/2其中，底部高度为车辆质心到车身底部的距离，顶部高度为车辆质心到车身顶部的距离。
底部高度和顶部高度可以通过测量车体上离地面的高度得到。
4.半挂车质心位置的影响因素：4.1车厢内货物的分布情况车厢内货物的分布情况不均匀会使车辆质心位置发生变化，并对车辆的稳定性和操控性产生影响。
通常情况下，货物应该均匀分布在车厢内部。
4.2半挂车运载状态半挂车的质心位置在空车和满载状态下会有所不同。
满载状态下，车厢内货物的重量会增加车辆的总质量，进而影响质心位置的计算。
4.3半挂车结构设计半挂车的结构设计也会对质心位置产生影响。
例如，车轮的位置、车架的结构等因素都会影响质心位置的计算方式。
综上所述，半挂车质心位置的计算方法相对简单，但需要考虑货物的分布情况、运载状态和结构设计等因素。
准确计算半挂车的质心位置有助于我们了解车辆的稳定性和操控性，从而提高半挂车的安全性和经济性。
汽车质量及质心估算研究
汽车质量及质心估算研究
汽车质量和质心估算是汽车工程学中的一个重要课题。
汽车质量是指整车重量，包括车身、动力系统、底盘、轮胎等部件的重量。
汽车质心则是指整车几何中心的位置，用于描述车辆的稳定性、操控性和驾驶性能。
汽车质量和质心估算的方法多种多样，包括实验方法和计算方法。
实验方法主要是通过称重和测量几何中心来确定汽车质量和质心位置。
计算方法则是基于汽车结构和零部件的重量分布，利用数学模型计算汽车质量和质心位置。
常用的计算方法包括有限元分析、多体动力学分析和质心测量法等。
汽车质量和质心估算对汽车设计和制造具有重要的指导作用。
它可以帮助工程师评估汽车的性能和安全性，优化汽车结构和零部件的布置，提高汽车的操控性和燃油经济性。
此外，汽车质量和质心估算还能为汽车的故障诊断和维修提供帮助。
汽车质心高度计算公式
汽车质心高度计算公式汽车质心高度是指汽车质心相对于地面的垂直高度。
它对于汽车的稳定性和操控性有着重要的影响。
在设计和制造汽车的过程中，准确计算和控制汽车质心高度是非常关键的。
汽车质心高度的计算公式可以通过数学和物理原理推导得到。
但为了满足文章要求，我们将以人类的视角，用简单易懂的语言来解释汽车质心高度的计算方法。
汽车的质心是指汽车整个质量集中的地方，类似于物体的重心。
质心高度是指质心相对于地面的高度。
为了计算质心高度，我们需要考虑汽车各个部分的质量和位置。
一般来说，汽车的质心高度越低，其稳定性越好。
因为质心越低，汽车在转弯时产生的侧倾力就越小，操控性也就越好。
所以，在汽车设计中，降低质心高度是一个重要的目标。
那么，如何计算汽车的质心高度呢？我们需要知道汽车的总质量。
这可以通过称重设备来测量得到。
然后，我们需要确定汽车质心相对于前后轴的位置。
一种简单的方法是将汽车抬起，用两个支点分别支撑前后轮胎，然后测量质心相对于这两个支点的距离。
这样，我们就可以得到汽车质心相对于前后轴的位置。
接下来，我们需要知道汽车质心相对于地面的高度差。
这可以通过测量车身底部和地面的距离来得到。
我们可以用尺子或者测量工具来进行测量。
我们可以将汽车质心相对于前后轴的位置和质心相对于地面的高度差结合起来，得到汽车质心高度的计算结果。
需要注意的是，汽车质心高度的计算可能会受到一些因素的影响。
例如，汽车的燃料和乘客的位置会对质心高度产生一定的影响。
此外，不同类型的汽车，如轿车、SUV和卡车等，其质心高度可能会有所不同。
在汽车设计和制造过程中，我们需要通过合理的布局和结构设计来控制汽车的质心高度。
通过降低车身的重量分布和采用合适的悬挂系统，可以有效地降低汽车的质心高度，提高汽车的稳定性和操控性。
汽车质心高度的计算是非常重要的。
它对汽车的稳定性和操控性有着直接的影响。
在汽车设计和制造过程中，准确计算和控制汽车质心高度是一个关键的任务。
通过合理的设计和工程手段，我们可以降低汽车的质心高度，提高汽车的稳定性和操控性，为驾驶员提供更好的驾驶体验。
关于整车轴荷分配的介绍与计算
此简图模拟 8X4 载货汽车后两轴可认为是平衡轴支撑两桥八轮
计算方式: 1.法规限值：（GB1589）
汽车及挂车单轴的最大允许轴荷的最大限值
车辆类型
挂车及二轴货车
每侧单轮胎 每侧双轮胎
客车、半挂牵引车及 三轴以上(含三轴)货车
每侧单轮胎
非驱动轴 每侧双轮胎
驱动轴
最大允许轴荷最大限值
1)
6000
2)
10000
载质量、整车姿态角、每个轴悬架和轮胎拼算后的刚度（这里的刚度主要以悬架板簧刚度为 主，理论应乘上变数因子，但考虑三个轮胎弹性可认为是一致的，故取因子为 1 也可）等。
4.对于两轴车及轴距较小的平衡悬架多轴车，主要应用静力学平衡原理，将汽车简化为简 支梁进行计算，但对于多轴汽车，由于这种汽车停放在地面时属于超静定结构（几何特征为 几何不变但存在多余约束的结构体系，是实际工程经常采用的结构体系。凡是用静力学平衡 方程无法确定全部约束力和内力的结构统称为超静定结构或超静定系统），故静力学原理便 无法确定多个轴荷的分配，此时需应用变形一致原理来得出悬架变形关系以列出附加关系式， 连同平衡方程式一起，联立求解。
1
2.如何进行轴荷分配？ 计算原则： 1.设计应满足国家标准法规，且实际承载轴荷不得大于桥的最大载荷。 2.经验算法可做大致估算，但应分清楚空载轴荷与满载轴荷的不同，特别是承载前后整车
重心偏移较大的车型（如牵引车、搅拌罐车等） 3.计算详细轴荷时需要先行计算整车重心（质心）坐标、整车质量（空/满载）、各轴非簧
通过数据简化得到如下受力模型：
图中：S1、S2、S3 为各受力中心到第一轴的水平距离； GS 为簧载总质量（整车重量） L1、L2、L3 为由安装高度不同所确定的各悬架的自由行程（即初始安装高度） f1、f2、f3 为加载簧上质量后悬架及轮胎的总变形量 K1、K2、K3 为各轴悬架和轮胎的折算刚度（一般主要为悬架的刚度） C1、C2、C3 为各悬架簧下质量 F1、F2、F3 为各轴载荷
轴荷分配及质心位置的计算
4 轴荷分配及质心位置的计算4.1轴荷分配及质心位置的计算根据力矩平衡原理，按下列公式计算汽车各轴的负荷和汽车的质心位置：g1l1+g2l2+g3l3+…=G2Lg1h1+g2h2+g3h3+…=Gh gg1+g2+g3+…=G （4.1）G1+G2=GG1L=GbG2L=Ga式中：g1、g2、g3——各总成质量，kg；l1、l2、l3——各总成质心到前轴距离，m；h1、h2、h3——各总成质心到地面距离，m；G1——前轴负荷，kg；G2——后轴负荷，kg；L——汽车轴距，m；a——汽车质心距前轴距离，m；b——汽车质心距后轴距离，m；h g——汽车质心到地面高度，m。
质心确定如表 4.1所示表4.1 各部件质心位置⑴.水平静止时的轴荷分配及质心位置计算 根据表4.1所求数据和公式（4.1）可求 满载：G 2=kg Llg ni ii 99.305236.310258.061==∑=G 1=4695-3052.99=1642.01kgm G L G a 18.2469536.399.30522=⨯=⨯=m a L b 18.118.236.3=-=-= 前轴荷分配：469501.16421=G G =35.0％后轴荷分配：469599.30522=G G =65.0％ 0.97m 46954555.451===∑=Ghg h ni ii g 空载：=-=='∑=36.35.641206.1025812Llg G ni ii 1144.51kg='1G 2G G '-'=（2250+3×65）-1144.51=1300.49kg m G L G a 96.249.130036.351.1144''2=⨯=⨯=m a L b 4.096.236.3=-=-= 前轴荷分配:==''244549.13001G G 53.2％ 后轴荷分配：==''244551.11442G G 46.8％ 907.02445926.22161=='=∑=G hg h ni ii g根据表4.1,得知以上计算符合要求表4.2各类汽车的轴荷分配a.水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算对于后轮驱动的载货汽车在水平路面上满载加速行驶时各轴的最大负荷按下式计算：gg z h L h b G F ϕϕ--=)(1gz h L GaF ϕ-=2 （4.2）式中：1z F ——行驶时前轴最大负荷，kg ； 2z F ——行驶时后轴最大负荷，kg ；ϕ——附着系数，在干燥的沥青或混凝土路面上，该值为0.7～0.8。
初三物理质心位置计算方法
初三物理质心位置计算方法质心是物体所含各部分的质量综合的中心点。
在物理学中，计算物体的质心位置可以帮助我们更好地研究物体的运动和平衡。
初三物理学中，我们常常需要计算物体的质心位置。
本文将介绍几种常见的初三物理质心位置计算方法。
方法一：对称物体的质心位置计算对称物体是指形状相对称的物体，如矩形、圆形等。
对于对称物体来说，我们可以通过简单的几何方法来计算其质心位置。
以矩形为例，一个长为L、宽为W的矩形的质心位置位于其中心点。
也就是说，质心位置的横坐标为矩形中心点的横坐标，纵坐标为矩形中心点的纵坐标。
对于圆形来说，其质心位置即为圆心的位置。
这种计算方法适用于形状对称的物体，但对于复杂形状的物体，我们需要采用其他方法计算质心位置。
方法二：几何分割法当物体形状复杂时，我们可以通过几何分割法计算质心位置。
具体方法如下：1. 将复杂形状的物体分割成若干个简单的几何形状，如矩形、三角形等。
2. 分别计算每个简单几何形状的质心位置。
3. 根据每个简单几何形状的质心位置和质量来计算整个物体的质心位置。
质心位置的横坐标为各简单几何形状质心位置横坐标与质量的乘积之和除以总质量，纵坐标同理。
这种方法需要将复杂形状的物体分割成简单几何形状，然后计算每个简单几何形状的质心位置，最后合并计算得到整个物体的质心位置。
方法三：数学推导法对于一些特定的物体形状，我们可以通过数学推导的方法直接计算质心位置。
下面以平衡木为例进行介绍：平衡木是一个长条形的物体，在物体的一端有一个固定的支点，而另一端部分有质量均匀地分布。
我们可以通过数学推导来计算平衡木的质心位置。
假设平衡木的长度为L，质量为M，在距离支点x的位置有一个无穷小长度dx的质量为dm的小段。
根据平衡条件，平衡木处于平衡状态，即合力和合力矩为零。
根据合力矩为零的条件，我们可以推导出平衡木的质心位置位于其长度的2/3处。
也就是说，质心位置的横坐标为平衡木长度的2/3。
这种方法需要具备一定的数学基础和推导能力，适用于特定形状的物体。
汽车总体设计计算参数
汽车总体设计计算参数汽车总体设计、运算参数一、外形尺寸参数1、轴距L2、前后轮距B1与B23、汽车的外廓尺寸总长、总宽、总高GB 1589-794、汽车的前悬LF和后悬LR由总布置最后确定（保证足够的接近角和离去角）（前悬处要布置发动机、水箱、弹簧前支架、保险杠、转向器等）二、质量参数1、汽车的装载量mG轿车是指载客量，即座位数。
2、汽车的整备质量m0总体设计初，可对同类型同级别且结构相似的样车及部件的质量进行测定分析，并以此为基础初步估算出新设计车个部件的质量及整车整备质量。
（亦可按照人均汽车整备质量的统计值来估算（人均整备质量/t））一般轿车0.18~0.24 中级轿车0.21~0.29 中高级轿车0.29~0.34 3、汽车的总质量ma整备质量、载客量、行李质量mB、附加设备mF(每人按65kg计，行李质量(轿车)每人5~10kg)4、轴荷分配它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳固性等要紧使用性能以及轮胎的使用寿命都有专门大阻碍。
轴荷分配对前后轮胎的磨损有直截了当阻碍。
三、要紧性能参数1、汽车动力性参数汽车的动力性参数要紧有直截了当档和I档最大动力因数、最高车速、加速时刻、汽车的比功率和比转矩等。
1）直截了当档最大动力因数D0 max2）I档最大动力因数DI maxDI max直截了当阻碍汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。
它要紧取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。
3）最高车速Va max以汽车行驶的功率平稳来确定。
GB/T 12544-90 汽车最高车速试验方法4）汽车的比功率和比转矩这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。
5）加速时刻“0—100km/h”或“0—80km/h”的换档加速时刻。
GB/T 12543-90汽车加速性能试验方法表一常见轿车的动力性参数范畴发动机排量直截了当档最大动力因数D0 max I档最大动力因数DImax 最高车速va max/km/h 比功率(Pe/ma)/kW.t-1 比转矩(T/ma)/N.m.t-1中级轿车 1.6~2.5 0.11~0.13 0.30~0.50 160~200 43~68 90~110中高级轿车 2.5~4.0 0.13~0.15 0.30~0.50 180~220 50~72 95~125表二动力性运算需要的数据发动机使用外特性的Tq—n曲线的拟和公式以及发动机最低转速nmin和最高转速nmax 装载质量（乘客数）整车整备质量总质量车轮（滚动）半径传动系机械效率滚动阻力系数空气阻力系数X迎风面积主减速器传动比飞轮转动惯量二前轮转动惯量二后轮转动惯量轴距质心至前轴距离（满载、空载）质心高（满载、空载）变速器传动比(各档)运算目标（结果）：绘制汽车驱动力与行驶阻力平稳图、确定最高车速、绘制汽车爬坡度图（附着率曲线）、确定最大爬坡度（克服该坡度时相应的驱动轮的附着率）、绘制汽车行驶加速度倒数曲线、绘制汽车I档起步加速至100km/h的车速-时刻曲线、求解汽车行驶起步到100km/h的加速时刻，绘制汽车动力特性图、确定直截了当档和I档最大动力因数。
专用汽车质心位置计算及验证方法
专用汽车质心位置计算及验证方法车辆的质心对车辆尤其是专用汽车的侧向稳定性有着重要的影响。
介绍了一种专用汽车质心位置计算分析的方法，同时阐述了利用质量反应法验证质心位置计算结果的方法。
标签：专用汽车；质心位置；质量反应法0 引言随着经济的快速发展，汽车的安全性越来越引起人们的关注和重视，汽车质心位置则是影响其操纵稳定性、行驶平顺性、安全性的重要因素，因而在专用汽车设计中是相当重要参数之一。
质心高度对专用汽车的使用性能有重要的影响。
一般车辆的纵向稳定性都能满足要求，而侧向稳定性对厢式汽车、罐式汽车和集装箱运输车等质心较高的专用汽车来说，就需要认真考虑了。
质心过高，很易导致车辆横向失稳，特别是弯道行驶时，易造成侧向倾翻，操纵稳定性和侧倾稳定性越不好，质心高度达到一定值时，这两项指标就很难合格。
因此，使用厢式汽车和集装箱运输车时，除选用质心较低的车辆以外，还应注意合理配载，即将密度较大的货物尽可能地装在其箱（厢）的下部，而密度较小的货物则应装在上部，以保证专用汽车的行驶稳定性和安全性。
因此质心高度就成为确定汽车质心位置的关键所在。
1 专用汽车质心位置计算方法专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈好。
1.1 水平质心位置计算（力矩方程式）2 基于质量反应法的质心高度测量方法国内外测定汽车质心高度主要有以下几种方法：摇摆法、悬挂法、零位法、平台支撑反力法、质量反应法。
摇摆法所需设备复杂，其应用受到限制。
悬挂法需要能够承受整车质量的悬挂点，对拖拉机，尤其是大型拖拉机，实现起来比较因难，另一个缺点是悬挂后变形大，测试精度难以保证，因此在工程实践中很少被采用。
平台支撑反力法需用专用设备，有些试验单位用测量倾角的设备代替使用，测量的倾角对计算质心高度误差较敏感，投资大，普及率低。
而质量反应法所需测试设备少，易于实现，广泛采用。
质量反应法是根据刚体绕固定轴转动的原理，试验时将汽车的一端吊起，吊至不同的角度时，分别测出轴荷的转移量和汽车的倾斜角度，然后计算出质心位置，故也称吊起法。
寻找汽车质心的方法
寻找汽车质心的方法
汽车质心，也称为汽车重心、质量中心，是指车辆的静止时的重心位置，是车辆分析的基础，是研究汽车安全性能和操纵性能的重要参数。
确定汽车质心一般分为实际操作和计算计算两种方法。
实际操作法用于确定汽车实际质心位置，通常分为以下几个步骤：
第一步：悬挂装置校正。
在操作前，首先应该检查汽车的轮胎、悬挂装置及其他附属构件，确保它们工作正常。
第二步：放置汽车。
将汽车放置在水平的平台上，用悬架测试仪检测悬架振动及其位置，确保悬架是正常的状态。
第三步：汽车静止。
将车放在水平的平台上且不能移动，重心位置是汽车重心绝对坐标系中的值。
第四步：测量汽车重心位置。
如果汽车重心位置大于仪表侧面边缘，则将汽车重心位置改为仪表板的边缘。
第五步：计算汽车质心。
测量车梁的长度和宽度、汽车的重心，从而计算出汽车质心的横纵坐标。
计算法是根据力学原理计算汽车重心的位置，主要分为以下几步：
第一步：测量汽车各部件的重心或质量，其中包括发动机、轮胎、底盘、驾驶室、车身及悬挂等。
第二步：使用分析工具计算汽车各部件的质心坐标，即其相对于汽车重心绝对坐标系的三个维度：X，Y，Z。
实际操作法计算出的汽车质心位置一般更准确可靠，但需要具备较强的操作技巧，计算法无须大量的实际操作，但因为其忽略了悬挂的变形，所以其结果的精度一般比较低。
总之，确定汽车质心要视情况而定，根据实际情况，用合适的方法来确定汽车质心是非常必要的。
车辆动力学模型质心位置标定方法研究
2024年第03期总第322期车辆动力学模型质心位置标定方法研究郭传真范帅朱思瑶刘峰王玉龙广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州，510641摘要：将整车动力学试验的纵向和横向控制量输入给15自由度车辆动力学仿真模型，比较它们的侧向加速度、横摆角速度、侧倾角、俯仰角等动力学响应指标与实车之间的差异。
根据经验调整15自由度车辆动力学仿真模型的质心纵向和垂向位置，使仿真与实验的动力学响应指标一致，以标定出比较准确的整车质心纵向和垂向位置，为车辆运动控制提供更准确的车辆动力学模型。
关键词：侧向加速度；横摆角速度；侧倾角；俯仰角；质心中图分类号：U463收稿日期：2024-01-23DOI：10 19999/j cnki 1004-0226 2024 03 0221前言车辆动力学建模是车辆控制系统设计的基础，车身姿态与自身关键参数的准确度与系统控制精度紧密相关［1-3］。
汽车的质心位置、质量和转动惯量是车辆动力学模型的重要参数［4-6］。
整车质心位置对车辆动力学性能影响较大，为了更好地控制车辆运动，需要获得准确的质心位置。
由于加工制造的误差以及实车使用过程中，负载的质量和位置的变化，使得实际车辆的质心位置与设计时的质心位置存在偏差。
本文假设车辆左右完全对称，不考虑质心横向位置偏差，本文通过仿真与实车数据对比的办法，标定出相对准确的质心纵向和垂向位置。
本文使用的15自由度车辆动力学仿真模型包括包括车身3个位移自由度（x 、y 、z ）、车身3个旋转自由度（俯仰、侧倾、横摆）、4个车轮各自的转动、4个车轮各自的垂向跳动以及1个转向系统方向盘转向角输入。
车辆动力学模型原理如图1所示。
图1车辆动力学模型原理示意图本文使用的车辆动力学模型，其主要包括有车体系统、转向系统、悬架系统、传动系统、轮胎-地面力学系统等若干子模型。
a.车体模型。
车体模型采用均匀密度法建立，可以体现车体自身的质量、质心位置和三轴转动惯量，同时设置有阻力系数、升力系数等空气动力学指标。
底盘的设计计算书
底盘的设计计算书底盘设计计算书目录计算目的轴载质量分配及质心位置计算动力性计算稳定性计算经济性计算通过性计算结束语计算目的本设计计算书是对陕汽牌大客车专用底盘的静态参数，动力性，经济性，稳定性及通过性的定量分析。
旨在从理论上得到整车的性能参数，以便评价该大客车专用底盘的先进性，并为整车设计方案的确定提供参考依据。
轴载质量分配及质心位置计算在此处仅对大客车专用底盘进行详细准确的分析计算，而对整车改装部分（车身）只做粗略估算。
（车身质量按340KG/M计算或参考同等级车估算）。
计算整车的最大总质量，前轴轴载质量，后桥轴载质量及质心位置可按以下公式计算。
M= ΣMiM1=ΣM1i M1=Σ(1-Xi/L)M2=ΣM2i M2=Σ(Xi/L)hg=Σ(Mi·hi/M)A=M2·L/M式中：M ——整车最大总质量M1 ——前轴轴载质量M2 ——后桥轴载质量Mi ——各总成质量Xi ——各总成质心距前轴距离Hi ——各总成质心距地面距离M1i ——各总成分配到前轴的质量M2i ——各总成分配到后桥的质量hg ——整车质心距地面距离L ——汽车轴距A ——整车质心距前轴距离2.1 各总成质量及满载时的质心位置序号名称质量质心距前轴M1I 质心距地面HI。
MI MI 距离XI 距离HIKG MM KG。
MM MM KG。
MM1 前轴前轮前悬挂2 后桥后轮后悬挂3 发动机离合器变速箱散热器附件膨胀箱支架空滤器气管支架消音器气管支架油箱支架电瓶支架方向盘管柱转向机支架转向拉杆换档杆操纵盒贮气筒支架操纵踏板支架前后拖钩全车管路附件车架21车身空车22乘客23行李24司机满载水平静止时轴载质量分配2.2.1 底盘底盘整备质量：Ga= Σgi ( Kg ) 轴距：L= mm 后桥轴载质量：Ga2=(Σgi.ai )/L前轴轴载质量：Ga1=Ga-Ga12.2.2 空车整车整备质量：GA=后桥轴载质量：GA2=前轴轴载质量：GA1=2.2.3 满载整车整备质量：Ga=后桥轴载质量：Ga2=前轴轴载质量：Ga1=质心距前轴中心线距离L12.3.1 底盘L1=空车L1=L1=2.4 质心高度hg2.4.1 满载2.4.2 空车质心不随载荷变化而变化的非簧载质量：非簧载质量对地面力矩之和：簧载质量：簧载质量对地面力矩之和：簧载质量的质心高度H=簧载质量对前轮中心线的力矩之和：簧载质量的质心距前轮中心线的距离L当汽车由满载到空载时，前轴处车架抬高mm，后桥处车架抬高mm，簧载质量的质心相应抬高hx空车时簧载质量的质心距地面距离高簧载质量的质心相应抬高后对地面力距之和：空车质心高度为2.4.3 底盘底盘在整车满载状态下质心高度：动力性计算主要技术参数厂定最大总质量Ga总长（整车）总宽（整车）总高（整车）轴距前轮距B1后轮距B2车轮滚动半径rr发动机外特性见表2表2转速ne （r/min）1000 1300 1500 1700 1900 2100扭矩Me（N·m）功率Ne（Kw）注：以上指标均未修正后桥传动比io变速箱各档速比ig 见表3表3档位ig1 ig2 ig3 ig4 ig4 ig5 ig6 ig倒速比传动系总速比io·ig 见表4表4档位io·ig1 io·ig2 io·ig3 io·ig4 io·ig5 io·ig6 io·ig倒3.2 汽车的功率平衡计算3.2.1 发动机的净输出功率NE净NE净=NE*N发式中：N发——发动机效率3.2.2 汽车的行驶速度计算按发动机的转速与传动系的匹配计算汽车的行驶速度VA=0.377Rr . Ne/Io . Ig （Km/H）式中：Rr——车轮滚动半径Ne——发动机转速Io——后桥速比Ig——变速箱各档速比3.2.3 发动机在对应转速下输出的功率及汽车各档行驶速度见表5表5NE （R/MIN）800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 NE （KW）NE净（KW）I档II 档VA III档IV档（KW/H）V档VI档倒档3.2.4 汽车的阻力功率计算（水平路面匀速行驶）N阻=Nf+Nw/NT式中: Nf——克服滚动阻力所消耗的功率Nf=Ga*F*VA*G/3600 （KW）式中：GA ——厂定最大总质量KGVA ——汽车行驶速度KW/HF ——滚动阻力系数F=0.0076+0.000056VAG ——重力加速度G=9.8M/SNW=CD*A/76140 （KW）式中：CD ——空气阻力系数CD=0.65A ——汽车迎风面积A=B.H = 前轮距X汽车总高NT ——传动系效率NT+0.92.2.5 计算对应车速下的阻力功率N阻见表6表6VA（KM/H）10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 NF （KW）NW （KW）NF+NW（KW）按表5和表6作出功率平衡图见图1汽车的驱动力和行驶阻力计算3.3.1驱动力计算FT=ME净.IG.IO.NT/RR （N）式中：ME净——ME净=ME。
(完整版)履带车辆设计计算说明(可编辑修改word版)
整车参数计算根据《GB/T 3871.2-2006 农业拖拉机试验规程第2 部份：整机参数测量》标准要求进行计算：一、基本参数二、质量参数的计算为1825kg1、整备质量M2、总质量M总M总=M0+M1+ M2 =1825+300+75=2200 kgM1载质量：300kg M2驾驶员质量：75kg3、使用质量：M总=M0+ M2 =1825+75=1900 kg0 δ δ4、质心位置根据《GB/T 3871.15-2006 农业拖拉机试验规程第15部份:质心》标准要求进行计算：空载时：质心至后支承点的距离A 0=830mm质心至前支承点的距离B=610mm 质心至地面的距离h 0=450mm满载时：质心至后支承点的距离A 0=605mm质心至前支承点的距离B=812mm 质心至地面的距离h 0=546mm5、稳定性计算a 、保证拖拉机爬坡时不纵向翻倾的条件是： A 0h ＞ =0.7 （ 为滑转率）空载时：830/450=1.84＞0.7 满载时：605/546=1.11＞0.7 满足条件。
b 、保证拖拉机在无横向坡度转弯时，不横向翻倾的条件是： a2h ＞δ=0.7 a —轨距， a =1200mm h —质心至地面距离mm 空载： 1200 =1.33＞0.72 ⨯ 450满载： 1200 =1.10＞0.72 ⨯ 546故拖拉机在空、满载运行中均能满足稳定性要求。
三、发动机匹配根据《GB/T 1147.1-2007 中小功率内燃机第1 部份：通用技术条件》标准要求进行计算：n ⎢ ⎥ ⎥⎥XJ —782LT 履带式拖拉机配套用昆明云内发动机，型号为：YN38GB2型柴油机， 标定功率为57kW/h ，转速为2600r/min. (1)最高设计车速V =8 km/h ，所需功率：maxP 1emax= n( p f + p w )kw= 1 〉⎡ ⎣ m ⋅ g ⋅ f ⋅ v max 3600 〉 +〉 C d ⋅ A ⋅V 3max76140 〉⎤km ⎦= 1 ⎡2200 ⨯ 9.8⨯ 0.02 ⨯ 8 0.9 ⨯1.4 ⨯1.15⨯ 83 ⎤0.9（⎢ 3600 ）+（ ） 76140 ⎣ ⎦=6.188kW(2)根据柴油机全负荷速度特性，最大扭矩点的低速档行车速度V 2=4km/h 。
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第六章整车计算及质心位置确定第一节轴荷计算及质心位置确定1、本章所用质量参数说明（Kg）T 底盘承载质量F 底盘整备质量（不含上车装置）NL 有效载荷V A1 底盘整备质量时的前轴荷HA1 底盘整备质量时的后轴荷V A2 允许前轴荷HA2 允许后轴荷HAG2 允许总的后轴荷（驱动轴+支撑轴）NLA2 允许后支撑轴轴荷VLA2 允许中支撑轴轴荷GG2 允许总质量（载货汽车底盘整备质量+上车装置质量+允许载荷）NL2 允许有效载荷V A3 实际有效载荷（AB+NL）时的前轴荷HA3 实际有效载荷（AB+NL）时的后轴荷）GG3 实际有效载荷（AB+NL）时的总质量NL3 实际有效载荷（AB+NL）HA4 底盘后轴荷（包括所有附加质量例如驾驶员、附加油箱，但不含AB和NL）GG4 底盘总质量（包括所有附加质量例如驾驶员、附加油箱，但不含AB和NL）NLV 由轴荷超载引起的有效载荷损失HAü超过允许后轴荷V Aü超过允许前轴荷AB 上车装置质量EG 整车整备质量（载货汽车底盘+AB）M 附加质量，例如：M1 驾驶员+副驾驶员M2 备胎（新、老位置移动时）M3 起重机（随车吊）、起重尾板等LV A 前轴荷占总质量的比例（%）2、本章所用尺寸参数说明（mm）A、轴距A1、轴距（第一后轴中心线至第二后轴中心线）A理论理论轴距（只用于3轴或4轴）a1 与轴荷比例（驱动轴与支撑轴之比）有关的从理论轴线到驱动轴的距离W 前轴中心线至驾驶室后围的距离W2 前轴中心线至上车装置前缘的距离X 货厢或上车装置的长度y 均布载荷时最佳质心位置至前轴中心线的距离（AB+NL）y＇假设的质心位置至前周中心线的位置y1 驾驶员+副驾驶员位置距前轴中心线位置y2 备胎（新、老位置移动的距离）y3 起重机（随车吊）、起重尾板等MHS 附加质量的质心高度GHSL 整车空载质心高度GHSV 整车满载质心高度FHS 底盘的质心高度ABHS 上车装置的质心高度NLHS 允许有效载荷的质心高度2、轴荷计算a)双后轴：a1=A1/2A理论=A+a1b)后支撑轴：a1=NLA2×A1/HAG2A理论=A+a1c)中支撑轴：a1=VLA2×A1/HAG2A理论=A+A1－a1示例（一般）对于上车装置比较简单的车辆，例如自卸车、栅栏车或厢式车（未装随车吊、起重栏板等），为实现轴荷的最佳分配，y值和y＇值应相等，否则会减少有效载荷。
此外，一定要遵守法规对车辆轴荷分配及限值的规定。
示例1：4×2载货车由于安装了一个200L附加油箱和备胎由中部移到尾部，见图6.1.1。
需要计算：Y＇NL2HA3V A3HAüNLVGG3图6.1.1NL2=GG2－F －AB －M HA 3=HA1+（（AB ×y ＇）+M1(－y1) －（M 2×y 2） +(M 2＇×y 2＇)+(M 3×y 3)+(NL 2×y ＇))/A NL V = HA ü×A/ y ＇示例参数说明：V A1 …… 3260 kgHA1 …… 1955 kgF …… 5215 kgV A2 …… 6000 kgHA2 …… 10000 kgGG2 …… 16000 kgW2 …… 550 kgA …… 4900 kg其它参数说明：X=6380mmy ＇ …… 3740 mm AB …… 1300 kgy1 …… -210 mm M1 …… 150 kgy2＇ …… 3550 mm M2 …… 100 kgy2 …… 5230 mm M2＇ …… 100 kgy3 …… 2600 mm M3 …… 200 kgy ＇=W2+X/2 V A 3=GG2－HA 3HA ü =HA 3－HA2 GG3 =GG2－ NLV计算结果：y＇=550+6380/2=3740 mmNL2 = GG2 ……16000 kg－F ……5215 kg－AB ……1300 kg－M1 ……150 kg－M3 ……200 kg9135KgHA3=1955+((1300×3740)+150×(－210) －(100×5230)+(200×2600)+(9135×3740))/4900=1955+39683400×/4900=10054 KgV A3=16000－10054=5946 KgHAü=10054－10000=54 KgNLV=54×4900/3740=71 KgGG3=16000－71=15929 Kg示例2：4×2自卸车带前置起重机（随车吊）由于有前置起重机（随车吊），W2要计算，起重机支腿宽度及需要的自由空间按起重机型号确定，见图6.1.2。
需要计算：W2y＇y3NL2HA3V A3HAüNLVGG3W2=W1+KRF y＇=W2+X/2y3= W1+KRF/2 NL2= GG2－F －AB－M示例参数说明：V A1 …… 3165 kgHA1 …… 1795 kgF …… 4960 kgV A2 …… 6000 kgHA2 …… 10000 kgGG2 …… 16000 kgW2 …… 408 kgA …… 3600 kg其它参数说明：X=4200 mm KRF …… 500 mmy ＇ …… 3008 mm AB …… 1200 kgy1 …… -210 mm M1 …… 150 kgy3 …… 658 mm M3 …… 1300 kg计算结果：W2=408+500=908 mmy ＇=908+4200/2=3008 mmy3=408+500/2=658 mmNL2 = GG2 …… 16000 kg－F …… 4960 kg－AB …… 1200 kg－M1 …… 150 kg－M3 …… 1300 kg8390KgHA3=1795+((1200×3008)+150×(－210) +(1300×658)+(8390×3008))/3600=1795+29670620/3600=10037 KgV A3=16000－10037=5963 KgHA ü=10037－ 10000=37 KgNLV=37×3600/3008=44 KgGG3=16000－44=15956 Kg示例3： 6×2厢式车装高顶驾驶室、厢式车箱、底盘车架后端装起重尾板(质心y 3在车架后端)，见图6.1.3。
需要计算：图6.1.3y＇y3NL2HA3V A3GG3LV A(%)A理论(计算见本节2)y＇=W2+X/2 y3=A+A1+LNL2= GG2－F －AB－MHA3=HA1+（（AB×y＇)+M1(－y1) +（M2×y2) －(M2＇×y2＇)+(M3×y3)+ (M4×y4)+(NL2×y＇))/A 理论V A3= GG2－HA3 GG3= HA3+ V A3LV A= V A3/ GG3×100V A1 ……3945 kgHA1 ……3545 kgF ……7490 kgV A2 ……6500 kgHA2 ……10000 kgNLA2 ……6000KgHAG2 ……16000 KgGG2 ……22000 kgW2 ……620 mmA ……4400 mmA1 ……1315 mmL ……1795 mm其它参数说明：X=7200mm a1=493 mm A理论=4893mmy＇……4220 mm AB ……1600 kgy1 ……－400 mm M1 ……150 kgy2＇……6790 mm M2 ……115 kgy2 ……2950 mm M2＇……115 kgy3 ……7510 mm M3 ……480 kgy4 ……400mm M4 ……230 kg计算结果：NL2 = GG2 ……22000 kg－F ……7490 kg－AB ……1600 kg－M1 ……150 kg－M3 ……480 kg－M4 ……230Kg12050KgHA3=3545+((1600×4220)+150×(－400) －(115×6790)+(115×2950)+(480×7510)+(230×400)+(12050×4220))/4893=3545+60798200/4893=15971KgV A3=22000－15971=6029 KgGG3=15971+6029=22000 KgLV A=6029/22000×100=27.4%示例4：6×4载货车带后置起重机（随车吊），见图6.1.4。
注：KRF：起重机支腿宽度及需要的自由空间安起重机型号确定。
需要计算：图6.1.4y＇y3NL2HA3V A3GG3LV A(%)A理论(计算见本节2)y＇=W2+X/2 y3=W2+X+KRF/2NL2= GG2－F －AB－MHA3=HA1+（（AB×y＇)+M1(－y1) －（M2×y2) + (M2＇×y2＇)+(M3×y3)+ (NL2×y＇))/A 理论V A3= GG2－HA3 GG3= HA3+ V A3LV A= V A3/ GG3×100V A1 ……4110kgHA1 ……4010 kg(后轴1和2)F ……8120 kgV A2 ……6500 kgHA2 ……16000 kgGG2 ……22000 kgW2 ……650 mmA ……4325 mmA1 ……1350 mm其它参数说明：X=6400mm a1=675 mm A理论=5000mmy＇……3760 mm AB ……1700 kgy1 ……－400 mm M1 ……150 kgy2＇……2950 mm M2 ……115 kgy2 ……6825 mm M2＇……115 kgy3 ……7350 mm M3 ……1800 kg计算结果：NL2 = GG2 ……22000 kg－F ……8120 kg－AB ……1700 kg－M1 ……150 kg－M3 ……1800 kg10230Kgy＇=560+6400/2=3760mmy3 =560+6400+780/2=7350mmHA3=4010+((1700×3760)+150×(－400) －(115×6825)+(115×2950)+(1800×7350)+(10230×3760))/5000 =4010+57581175/5000=15526KgV A3=22000－15526=6474 KgLV A=6474/22000×100=29.4%计算最佳质心在超过设计允许轴荷时，要计算上车装置和有效载荷的最佳质心位置（y）。