一、整車主要參數的確定:
1、前懸、後懸、軸距的確定:
根據設計任務書提供的車身型號、貨廂內部尺寸確定前懸、後懸、軸距的尺寸。
1.1前懸長:主要依據車身前懸及車身佈置位置,前翻車身還要考慮車身前翻時與保險槓的間隙。
1.2後懸長:也是確定軸距長度,後懸除要符合法規要求之外,要充分考慮對離去角、質心位置的合理性,車身與貨廂的合理間隙,應該保證高位進氣在車身翻轉時有至少30mm間隙。
2、整車高度的確定:
2.1車身高度的確定:
車身高度的確定主要受發動機高低位置的影響,發動機高低位置確定之後,應該保證車身地板與發動機最小間隙在30mm以上。
2.2整車高度確定:(既貨廂帽簷或護欄高度的確定)
2.2.1貨廂帶前帽簷:
應保證車身前翻時,車身及附件與貨廂帽簷最小間隙大於60mm。
2.2.2貨廂為護欄結構:
安全架與車身頂蓋高度差:(GB7258規定:載質量為1噸及1噸以上的貨車、農用車為70-100mm)
3、整車寬度的確定:
一般來言,車輛的最寬決定於貨廂的寬度。
4、輪距確定:
4.1前輪距:
前輪距的確定實際上就是前橋的選取,前橋的選取主要決定於設計載質量,前輪距主要受車身輪罩的寬度、車輪的偏距影響,並且受到法規(整車外寬不超過2.5m)的限制,同時要考慮前輪的最大轉角。
4.2後輪距:
後輪距的確定實際上就是後橋的選取,後橋的選取主要決定於設計載質量,同時再根據貨廂的寬度來選取合適的輪距。
二、駕駛室內人機工程總佈置:
1、 R點至頂棚的距離:≥910
2、 R點至地板的距離:370±130
3、 R點至儀表板的水平距離:≥500
4、 R點至離合器和制動踏板中心在座椅縱向中心面上的距離:750~850(氣制動或帶有助力器的離合器和制動器,此尺寸的增加不大於100)
5、 背角:5~28°
6、 足角:87~95°
7、 轉向盤外緣至側面障礙物的距離:≥100(輕型貨車≥80)
8、 轉向盤中心對座椅中心面的偏移量:≤40
9、 轉向盤平面與汽車對稱平面間夾角:90±5
10、 轉向盤外緣至前面及下面障礙物的距離:≥80
11、 轉向盤下緣至離合和制動踏板中心在轉向柱縱向中心面上的距離:≥600
12、 轉向盤後緣至靠背距離:≥350
13、 轉向盤下緣至座墊上表面距離:≥160
14、 離合、制動踏板行程:≤200
15、 離合踏板中心至側壁的距離:≥80
16、 離合踏板中心至制動踏板中心的縱向中心面的距離:≥110
17、 制動踏板縱向中心面至通過加速踏板中心的縱向中心面的距離:≥100
18、 制動踏板縱向中心面距轉向管住縱向中心面的距離:50~150
19、 加速踏板縱向中心面至最近障礙物的距離:≥60
20、 變速桿和手制動手柄在任意位置時,距駕駛室內其他零件或操縱桿的距離:≥50
三、底盤總佈置:
1、 車架寬度的確定:
1.1發動機安裝部位的車架外寬的確定
a. 發動機寬度尺寸:特別是在車架縱梁附近的發動機寬度。
b. 發動機與車架縱梁的最小間隙:
滿足以下要求:
(1) 發動機在工作中與車架縱梁不干涉,且留有25mm以上的間隙。
(2) 操縱機構的佈置。
(3) 發動機維修接近性。
c.車架外寬(分析發動機前懸置結構設計的可行性;發動機的維修性)
1.2後部車架外寬的確定:
a. 左右後輪胎外寬:通常要小於車廂地板外寬40mm以上。否則,要加後車輪擋泥板。
b.雙胎中心距:(採用後雙胎可增加不足轉向趨勢)不得小於標準規定值,且要考慮加大輪胎的可能性。
c.後輪胎與板簧的最小間隙:輕型貨車一般不小於30mm,(與國內同類車型比照驗證其合理性)
d.後板簧斷面寬度尺寸:由懸架設計人員確定,也可參考同類車型確定。
e.後板簧中心距:由上述結構參數限制、確定。通常希望儘量加大該尺寸來有效地提高後懸架的側傾剛度,控制轉彎時車廂側傾角不致過大,一般要求在0.4g側向加速度時車廂側傾角不大於4°,但另一方面將減小不足轉向趨勢。(驗算:橫向穩定性;對轉向性能的影響分析)
f.後板簧、後騎馬螺栓與車架間隙:靜態間隙一般為30mm左右,動態校核不能有干涉。
g.車架外寬(後部):希望後部車架外寬尺寸大一些,以提高車架的扭轉剛度,降低車架複合應力。同時可增大發動機的維修空間。但要兼顧車架中部外寬尺寸,儘量改善縱梁工藝性。
2、前後懸架佈置:
2.1前懸架:
2.1.1前輪中心線處車架離地高:(驗算:空載、最大裝載狀態)
a.前軸下沉量:
b.前板簧與騎馬螺栓總高度:
c.前懸架動撓度:fd=(0.7-1.0)fc,(鐵碰鐵、緩衝塊壓縮2/3或1/2,根據緩衝塊結構定,緩衝塊剛度小者取上限,反之取下限)(懸架靜撓度的範圍:fc=50-110mm)
d.前輪中心線處車架縱梁斷面高度: (驗算或比照同類車型進行驗證)
2.1.2前簧參數確定:
a.前鋼板彈簧伸直長:要與懸架設計人員協商確定。從懸架本身設計、整車行駛穩定性方面要求長一些有利,但要受安裝空間限制,故要綜合考慮。
b.前鋼板彈簧後傾角:
(1)主銷後傾的需要;(平頭車1°以上,帶助力轉向的可1.5°以上,板簧壓平狀態)
(2)改善轉向特性的需要;
(3)前懸架與轉向協調工作。
c.前簧後吊耳長度:長一些對行駛穩定性有利,但對其本身受力狀況不利。
d.前簧支架高度:在保證前懸架的動行程及卷耳安裝空間要求前提下儘量降低支架高度。
2.1.3前減振器行程:
根據車輛實際情況,選擇合適阻尼力的減振器,並校核減振器行程,保證板簧在下跳和上跳到極限狀態時,仍有足夠的行程。
2.2車架與地面夾角:
空載:不宜超過2°
設計滿載:推薦1°-1.5°
超載:可有小的負夾角(即稍有”塌屁股”)
2.3後懸架:
2.3.1後輪中心線處車架離地高:
a.後橋板簧託至後軸中心高度差:
b.後鋼板彈簧與騎馬螺栓總高度:
c.後懸架動撓度:fd=(0.7-1.0)fc不平路面取上限,(鐵碰鐵、緩衝塊壓縮2/3或1/2,根據緩衝塊結構定,原則同前懸架)(懸架靜撓度的範圍:fc=50-110mm;fc2=(0.7-0.9)fc1,設計載質量偏大者取上限)
f.貨廂地板離地高:
(1)原則上儘量降低,以利於裝貨,提高整車穩定性。
(2)保證車輪的跳動空間。對於長途運輸或北方山區使用的貨車還需要留出裝防滑鏈的空間。
2.3.2後懸架參數確定:
a後鋼板彈簧伸直長:
b後鋼板彈簧前傾角:改善轉向特性的需要,根據具體車型來確定。一般情況下後單胎車型要大於後雙胎車型;微型車要大於輕型車。
c後簧後吊耳長度(滿載狀態下吊耳夾角:5°左右)
3、發動機及動力線的佈置:
3.1發動機的佈置:
3.1.1發動機的後傾角:一般不大於4°,也可根據發動機廠家提供的傾角數值。
3.1.2發動機與水箱的前後距離:發動機風扇前端與水箱散熱芯距離大於50mm。
3.1.3發動機與水箱的上下距離:最理想的是將風扇的中心與散熱器芯部中心想重和或偏上20~30mm。
3.1.4發動機油底殼或曲軸帶輪與前軸或橫拉桿的間隙:在前懸架鐵碰鐵狀態時,之間的最小間隙應大於15mm,並且發動機油底殼不能比前軸低。
3.1.5 發動機與車身地板的間隙:應該保證車身地板與發動機最小間隙在30mm以上。水平方向的間隙要適當加大,保證發動機晃動時有20mm間隙。
3.1.6發動機與車架縱梁及板簧的間隙:應保證最小間隙25mm以上。
3.1.7發動機左右位置:
a一般情況下,發動機的中心線同汽車的縱向中心線一致。
b根據實際情況發動機可以左右偏置。
3.2後橋主減速齒輪中心線傾角:一般與動力線平行,有利於傳動軸等速傳動
3.3傳動軸夾角:一般推薦不大於3°,其最大夾角不大於6°
4、轉向器
4.1轉向器在車架上的安裝位置:
4.1.1前懸架與轉向協調工作。
4.1.2前輪轉向角與縱拉桿間隙。
4.1.3轉向器與車身地板的接口。
4.1.4翻轉車身還要初步進行運動校核
4.2轉向管柱與車架上平面夾角: 要滿足人機工程的需要 4.3轉向盤直徑:
4.4轉向搖臂佈置角及最大有效轉角:
4.5前輪最大轉向角:
前輪最大轉向角:保證最小轉彎直徑要求。
4.6轉向梯形底角:與底盤設計人員共同確定。
4.7轉向搖臂、轉向縱拉桿、轉向梯形臂與周邊零件最小運動間隙:一般不小於10-15mm
5、發動機附件佈置:
5.1空濾器:
儘量佈置在發動機進氣一側,便於管路最少,根據實際情況,可以佈置在另一側。
5.2油箱:
儘量佈置與發動機輸油泵同側並靠近發動機,便於輸油管路走向。
5.3蓄電池:
儘量靠近發動機啟動機,電源線儘量最短。
6、自卸系統佈置:
6.1套筒式油缸;
6.1.1油缸運動時與後橋或傳動軸的間隙應大於30mm
6.1.2油缸的行程校核
6.1.3靜止狀態油缸與貨廂橫樑是否存在干涉
6.2工程頂式:
6.2.1靜止狀態油缸、三角臂與車架橫樑、貨廂橫樑、變速箱、手制動鼓之間的間隙
6.2.2運動過程中,三角臂與貨廂地板的最小間隙
6.2.3校刻在運動過程中是否存在死點
6.2.4在同樣的舉升力下,優化各點
7、主要間隙控制彙總:
序號
內 容
控制值
備 注
1 散熱器與車身地板或發動機蓋板之間間隙 ≥30
2 發動機最高點與車身地板或發動機蓋板之間間隙 ≥30
3 發動機風扇與散熱器風罩周邊間隙 ≥15
4 發動機曲軸皮帶輪與散熱器風罩間隙 X≥25,Z≥15
5 發動機風扇與散熱器水室、散熱芯前後間隙 ≥30
6前懸架鐵碰鐵狀態時,發動機下部與前橋橫拉桿間隙 ≥20
7左前輪右轉最大角度時,直拉桿與輪胎間隙 ≥20
8前輪左右轉動過程中,直拉桿與板簧、板簧支架等最小間隙 ≥15
9直拉桿在運動過程中與前減振器間最小間隙 ≥20
10輪胎與騎馬螺栓的間隙 ≥20
輪胎最大斷面
11騎馬螺栓與車架縱梁間隙 ≥15
12輪胎在上跳或斜跳時與貨廂地板、橫樑或邊板間隙 ≥30
13前輪在左右轉向過程中且上跳或斜跳時與車身輪罩間隙 ≥25
14發動機檔泥板與前減振器支架間隙 ≥10
15前翻駕駛室在翻轉中與貨廂帽簷間隙 ≥50
16排氣管與車架縱梁內側間隙 ≥40
17排氣管與液壓油管間隙 ≥40
18排氣管與制動油管間隙 ≥40
19消聲器與傳動軸間隙 ≥60
20消聲器與手制動器間隙 ≥40
21消聲器與蓄電池間隙 ≥60
22變速操縱拉桿與排氣管間隙 ≥30
23貨廂地板或橫樑與底盤相關運動零部件間隙 ≥30
24三角臂最低點時與車架橫樑間隙 ≥40
25後懸架鐵碰鐵狀態時,舉升油缸與傳動軸、後橋間隙 ≥30
26備胎與氣剎後橋氣管間隙 ≥30
板簧壓平時
27自卸車型貨廂翻轉最大角度時,貨廂各部位與備胎、牌照支架間隙 ≥30
28駕駛室前翻車型,駕駛室翻轉最大時前圍各部件、燈具與車架、保險槓間隙 ≥10
29貨廂鎖止拉桿與尾燈板、後防護欄間隙 ≥20
30里程錶軟軸與消聲器間隙 ≥60
四、整車受力分析、計算
1計算整車的最大承載能力
a. 該車的主要用途和同類車型用戶的經常載質量。可參考項目建議書確定。
b. 貨箱容積:可以按2000kg/m3比重計算貨箱的最大裝載質量.
c. 輪胎負荷能力計算(要考慮車速對負荷的影響):希望前後輪胎負荷均勻,負荷率在90%-100%之間。後輪胎最大負荷率一般不得大於120%
d. 前橋的最大負荷能力(初步經驗計算和類比分析)
e. 後橋的最大負荷能力(初步經驗計算和類比分析)
f. 車架強度、剛度計算(初步經驗計算和類比分析)
g. 懸架的承載能力計算
注:為確保超載後整車系統的安全性,要使懸架設計承載能力適當小於車架和車橋的設計承載能力。
2傳動系統的受力分析
a.發動機的最大扭矩
b.離合器的後備係數
c.變速器的最大允許輸入扭距
d.傳動軸的扭轉強度校核
e.後橋最大允許輸入扭距
3轉向系統的強度校核,如轉向球銷、轉向節臂、轉向臂等。
a.轉向器強度校核
b. 轉向操縱力計算:(要符合GB7258要求的不大於245N的切向力)
五、整車主要性能計算、分析
1、整車動力和經濟性能計算和動力系統的選型意見
a.最高車速計算(繪製功率平衡圖及按傳動比計算)
b.最大爬坡度
c.動力因數計算(輕型貨車的直接檔最大動力因數不小於0.03-0.10,一檔最大動力因數不小於0.3)
d.限定工況百公里油耗計算:
e.經濟車速分析、計算:(可根據發動機萬有特性曲線進行計算)
2.整車縱向、橫向穩定性計算分析(GB7258規定:貨車、農用車在空載狀態的最大側傾穩定角不小於35°)
3.最小轉彎半徑計算(計算值往往偏小,可根據樣車試驗值進行修正)
4.制動系統初步分析計算(行車和駐車制動器型式、制動力矩、制動器容量、制動踏板或手制動手柄操縱力、是否需要真空助力等)
5.舉升能力計算
六、運動校核
1.轉向系與前懸架的運動協調性分析圖
2.傳動軸跳動分析圖
3.減震器行程校核分析圖:
4.轉向橫拉桿、前軸、後橋的跳動空間校核圖
5.前輪與輪罩間的跳動空間校核圖
6.後輪與車廂地板間的跳動空間校核圖
7.轉向器行程及最大轉向角校核圖
8、自卸系統運動校核圖
9、前翻車身前翻校核圖
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