汽车的动力总成匹配与总体设计

目录正文、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2-3第一节整车主要目标参数的初步确定、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4一、发动机的选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4-5二、轮胎的选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5-6三、传动系最小传动比的确定、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、6-7四、传动系最大传动比的确定、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7-8第二节传动系各总成的选型、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8一、发动机的选型、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8二、离合器的初步选型、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9三、变速器的选择、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9-10四、传动轴的选型、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、10五、驱动桥的选型、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11第三节整车性能计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、12一、配置东风康明斯EQB210-20发动机时的整车性能计算、、、、、、、、、、12-16二、配置潍柴TBD226B-6ⅡB发动机时的整车性能计算、、、、、、、、、、、、、16-18三、汽车经济性能计算、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、18-19第四节发动机与传动系部件的确定、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、20设计总结、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、21致谢、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、22参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、232正文我选择的题目是东风牌EQ1146G2型载货汽车的动力总成匹配与总体设计，主要任务就是通过东风牌EQ1146G2型载货汽车的基本参数，通过计算选择一款发动机，以及与之匹配的轮胎、离合器、变速箱、传动轴和驱动桥。并且对各个部件进行验算，是否各个部件匹配的良好，最后画出一张整车总体布置草图。3东风牌EQ1146G2型载货汽车的基本参数如表所示：东风牌EQ1146G2型载货汽车接近角/离去角34/14最高车速(km/h)90车辆外形长(mm)8530车辆外形宽(mm)2470车辆外形高(mm)2830整备质量6150总质量14335额定质量7990前轮距1940后轮距1860轴距5000轴数2悬挂(前/后）1245/2285最大爬坡度(%)30%4第一节整车主要目标参数的初步确定一、发动机的选择1．发动机的最大功率及转速的确定汽车的动力性能很大程度上取决于发动机的最大功率。要设计的载货汽车最高车速是90/ukmha，那么发动机的最大功率应该大于或者等于该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻率之和，即3maxmaxmax1360076140aDeaamgfCAPuU（1-1）式中，maxeP是发动机的最大功率（KW）;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），95%98%96%89.4%（查课程设计指导书表1-1得）,am是汽车总质量，am=14335kg;g是重力加速度，g=9.82/ms；f是滚动阻力系数，有实验测得，车速再不大于100km/h的情况下可以认为是常数。取f=0.008（查课程设计指导书表1-2得）；DC是空气阻力系数，一般中重型货车可取0.8~1.0，这里去DC=0.9；A是迎风面积（1B），取前轮距1B总高H，A=1.9402.8302m。DCA=0.91.9402.830=4.942m故1143359.810.0084.943909084.36max0.894360076140PKWKWe也可利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。如选取功率为88.83KW的发动机，则比功率为：/5.884/1000100084.36max1433514335kwtkwtPe参考《汽车理论图3-1》东风载重货车比功率大约在9kw/t左右，在这里我5取10kw/t。所以该质量14335Kg的汽车，其发动机应该具有的功率1014.335143.35ePKW；再考虑该载重货车要求的车速，因此初步选择汽车发动机的最大功率为150kw。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的转速确定后，可通过下式确定发动机的最大转矩。maxmax9549eepPTn（1-2）式中，maxeT是发动机最大转矩（Nm）；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，maxepTT,pT是最大功率时的转矩（Nm），初取=1.05（参考课程设计指导书）；maxeP是发动机最大功率（KW）；pn是最大功率时的转速（r/min）。所以max1.051509549601.62500eTNmNm（其中转速pn是参考东风康明斯发动机有限公司网站上产品介绍取的值）一般用发动机适应性系数pTnn，表示发动机转速适应行驶工况的程度，越大，说明发动机的转速适应性越好。采用值大的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，以保证汽车具有适应的最低稳定车速。初取Tn=1450r/min,则1.72pTnn，1.051.721.81。二、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6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的影响。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10.00R20,轮胎数量为2；后轮并装双胎，型号为10.00R20,轮胎数量为4。所选轮胎的单胎最大负荷26300N，气压0.74MPa，普通花纹，外直径1055mm。（轮胎的选择参考课程设计指导书表1-3）三、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挡，若无分动器或者轮边减速器，则传动系的最小传动比等于主减速器的主减速比0i。主减速比0i是主减速器设计的原始数据，应在汽车总体设计时就确定。载重货车为了得到足够的功率储备而使最高的车速有所下降，0i可按下式选择(0.377~0.472)maxornrPiuiagh（1-3）式中，rr是驱动轮的滚动半径（m），所选轮胎规格为10.00R20的子午线轮胎，其自由直径d=1055mm，因计算常数F=3.05(子午线轮胎F=3.05),故滚动半径：3.051055512.10.5121223.1416Fdrmmmmmr；nP是发动机最大功率时的转速，nP=2500r/min；maxua是最高车速，maxua=90km/h；igh是变速器最高挡传动比，igh=1.0。所以0.51212500(0.377~0.472)5.363~6.714901.0oi初取0i=6.0根据所选定的主减速比0i的值，就可基本上确定主减速器的减速行驶，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如图1-4所示。其中，中型载货汽车的离地间隙7要求在230~345mm之间。（参考课程设计指导书表1-4）四、传动系最大传动比的确定传动系最大传动比为变速器的I挡传动比1ig与主减速比0i的乘积。1ig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。汽车爬坡度时车速不高，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maxmaxmax(cossin)egIoTaamaXrTiimgfmgr（1-4）则由最大爬坡度要求的变速器I挡传动比为maxmax1areoTmgrigTi（1-5）式中，am是汽车总质量，am=14335kg；g是重力加速度，g=9.81m/2s;max是道路最大坡度角，设计要求最大爬坡度为30%，即坡度角max=016.7；maX是道路最大阻力系数。00maxmax(cossin)0.008cos16.7sin16.70.295maXf前面已经计算得rr=0.5121m；发动机最大转矩maxeT=601.6Nm；主减速器比0i=6.0；传动系效率=0.894。所以143359.810.2950.51216.581601.66.00.894ig根据驱动车轮与地面附着条件max2egIoTrTiiGr（1-6）求得变速器的I挡传动比为2max1reoTGrigTi（1-7）式中，是道路的附着系数，在良好的路面上去=0.8；2G是汽车满载8静止于水平路面时驱动桥承受的载荷（N），初步设计采用单车桥驱动，驱动桥承受的质量为10t，则100009.810.80.512112.4541601.66.00.894ig综上所述，初步选取变速器I挡传动比7.6401ig。第二节传动系各总成的选型一、发动机的选型根据所需发动机的最大功率和最大转矩及相应转速，初步选择东风康明斯发动机有限公司的型号为EQB210-20的发动机，以及潍柴动力股份有限公司的型号为TBD226B-6ⅡB的发动机。它们的主要参数如表所示：单位EQB210-20TBD226B-6ⅡB缸径/行程mm102/120105/120排量L5.96.23额定工况功率/转速KW/(r/min)155/2500155/2500最大转矩/转速Nm(r/min)700/1500730/1400-1600最低燃油消耗率g/(kWh)215无资料质量kg413无资料满足排放要求欧II欧II外形尺寸（长X宽X高）mm无资料无资料东风康明斯发动机有限公司的型号EQB210-20发动机转速范围750-2750r/min；而潍柴动力股份有限公司的型号为TBD226B-6ⅡB发动机转速范围无资料9可查。二、离合器的初步选型为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于1。后备系数β后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择夕时，应考虑以下几点：1)摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。2)要防止离合器滑磨过大。3)要能防止传动系过载。显然，为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，β不宜选取太小；为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，β又不宜选取太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为提高起步能力、减少离合器滑磨，β应选取大些；货车总质量越大，β也应选得越大；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的β值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小