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WY 第二章 专用汽车的总体设计(2)

在专用汽车的主要性能、装载面积和轴荷分配方面均 得到满足的前提下,轴距短一些较好。
选择轴距时应参考表2-3
3.专用汽车轮距
轮距的大小对专用汽车的宽度、质量、横向通过半径、横向 稳定性和机动性影响较大。
轮距越大,则横向稳定性越好,悬架的角刚度也越大。但轮 距宽了,专用汽车的宽度和质量一般也要增大,改变汽车轮 距还会影响车厢或驾驶室内宽度、侧倾刚度、最小转弯直径 等,轮距过宽机动性变坏,还易导致车轮侧面甩泥。
车架计算的任务
1、确定汽车满载在不平度值很小(对称加载)的平坦路面上,以 需考虑动载荷的低速行驶于坏路面且当轴荷分配较小载荷的那 个桥的一个车轮滚上一个300mm高的凸包时车架元件的应力; 3、确定专用汽车的专用设备等上装部分工作时车架元件的应力。
二、 专用汽车质量参数
1、整备质量
汽车总质量( G )是指汽车装备齐全,并按规定装满客(包 括驾驶员)、货时的重量。汽车总质量的确定:
对于轿车,汽车总质量 = 整备质量 + 驾驶员及乘员质量 + 行李质量 对于客车,汽车总质量 = 整备质量 + 驾驶员及乘员质量 + 行李质 量 + 附件质量 对于货车,汽车总质量 = 整备质量 + 驾驶员及助手质量 + 货物质量
二、 副车架的安装
副车架与车架之间垫有8~30mm的缓冲垫。缓冲垫 能衰减冲击,使载荷均匀分布;还能使副梁避开 车架铆钉头等高起物。
副车架在车架上固定时,副梁的前端尽可能向前 伸,越靠近驾驶室越好。
常用的连接装置有:止推连接板、连接支架、止 推连接支架 。
二、 副车架的安装
1.止推连接板
货车的车架多采用冷铆工艺,必要时也可采用特制的防松螺栓连接。 车架材料应满足有足够高的屈服强度和疲劳强度,较低的应力集中敏感 性,良好的冷冲压性能和焊接性能。低碳和中碳低合金钢能满足这些要求。 轻型、中型货车冲压纵梁的钢板厚度为5~7mm;中型货车冲压纵梁的钢 板厚度为7~9mm
疲劳强度指的是金属材料在无限多次交变载荷(随时间作周期性变化的载荷 )作 用下而不被破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
纵向稳定性:是指汽车抵抗因重力和惯性力的作用而发生 向前或向后翻车的能力。时,紧急制动时,都容易发生侧 滑。
4.专用汽车的质心高度
质心高度主要影响专用汽车的使用性能。
包括纵向和侧向稳定性,也包括其制动、驱动和坡道 行驶的轴载质量转移系数,因此质心较低为好。
5.专用汽车车厢尺寸
车厢为广义的,包括普通车厢、厢式容器、罐式容器、 工作装置等上装部分。
车架试验
1、应力测定:可以较快得出应力分布情况,找出薄弱环节和产生 的原因以及 改进后的效果。包括:静弯曲、静扭转、整车动应力 测定。
2、刚度测定:包括弯曲刚度和扭转刚度。 3、可靠性与耐久性台架试验:包括弯曲疲劳试验和扭转疲劳试验。 4、随整车进行的可靠性道路试验或试车场试验以及使用试验。
第四节 专用汽车副车架
在保证专用汽车功能的前提下,轴距设计得越短,其 长度就越短,质量越小,最小转弯半径和纵向通过半 径也越小,机动性好,这对某些专用汽车来说,显得 尤其重要。轴距过短,会导致车辆后悬过长,行驶时 纵摆较大,车辆制动、加速及坡道行驶时质量转移过 大,操纵性和稳定性变坏;还会导致万向节传动的夹 角增大,造成传动不均匀。
车厢宽应在符合国家标准的前提下适当取宽点,以利 于缩短边板高度和车厢长度;
车厢长应在满足运送货物达到额定吨位和上装部分要 求的前提下尽可能短些,有利于减小整备质量。
6.专用汽车的前悬与后悬
前悬尺寸对汽车通过性、轴载质量、碰撞安全性、驾 驶员视野、前钢板弹簧长度、上车和下车方便性以及 汽车造型等均有影响。
通常要求货车能克服30%坡度,越野车能克服60%坡度。
发动机的比功率和比转矩一般能综合表示汽车的动力性。但 其动力性还涉及总传动比和传动效率等因素。
比功率(Kw/Kg或Kw/T):计算公式:最大净功率/总质量 ,比功率 是衡量汽车动力性能的一个综合指标,具体是指汽车发动机最大功率与 汽车总质量之比。一般来讲,对同类型汽车而言,比功率越大,汽车的 动力性越好。
突出量不大于250mm; 汽车总高(空载、顶窗关闭状态)不大于4m,顶窗、换气
装置开启时不得超出车高300mm; 汽车总长:货车、整体式客车总长不大于12m,单铰接式
客车不大于18m,半挂汽车列车不大于16.5m,全挂汽车列 车不大于20m。
2.专用汽车轴距
轴距的长短直接影响专用汽车的长度、质量和许多使 用性能。
三、 专用汽车动力性
我国GB7258—1997《机动车运行安全技术条件》规定: 农用运输车与运输用拖拉机的比功率Pb≥4.0kW/t, 其他机动车的比功率Pb≥4.8kW/t。
四、 专用汽车制动性
专用汽车的制动性能用制动效能和制动稳定性来评价。
制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力。 踩刹车时制动距离2~3m内停稳。
离地间隙小,横向通过半径越大,汽车在通过拱桥、小丘 及凸起的路面时,容易发生车辆中间低部零件与障碍的碰
擦,通过能力较差。
3.专用汽车轮距
横向稳定性:是指汽车抵抗横向翻车和横向侧滑的能力。 当汽车在坡度过大的横玻上行驶,装载后质心过高、过偏
,或在弯道上高速转弯时,都可能发生横向翻车。当汽车 所受的横向力大于车轮和地面之间的横向附着力时,汽车 就会发生侧滑。特别是在湿滑、冰雪路面上行驶时,高速 转弯。
第二节 主要参数的确定
专用汽车的主要参数包括:尺寸参数、质 量参数和汽车性能参数,还包括专用功能、 专门装置的性能参数。
一、 专用汽车主要尺寸
1. 专用汽车外廓尺寸(总长、总宽、总高) 2.专用汽车轴距 3.专用汽车轮距 4.专用汽车质心高度 5.专用汽车前悬与后悬 6.专用汽车车箱尺寸
1. 专用汽车外廓尺寸
1)驱动轴为每轴每侧双轮胎且装备空气悬架时,最大允许轴荷的最大限值为 19000kg。
三、 专用汽车动力性
专用汽车的四个特性:动力性、制动性、通过性和机动性。
专用汽车动力性指汽车以最高车速行驶的能力、迅速提高车 速的能力和爬坡的能力。它主要取决于发动机的性能和传动 系的特性。是汽车使用性能最基本和最重要的性能。
并装双轴的轴距 <1000mm
并装双轴的轴距≥1000mm, 且<1300mm
并装双轴的轴距≥1300mm, 且<1800mm
并装双轴的轴距≥1800mm
11000 16000 18000 20000
并装 三轴
相邻两轴之间距离≤1300mm
相邻两轴之间距离>1300mm, 且≤1400mm
21000 24000
在满足使用要求的前提下,力求减少专用汽车的外廓尺寸以 减轻其整备质量,降低制造成本,提高动力性、经济性和机 动性。减少汽车长度尺寸可以增加车流密度,减少停车面积; 减少汽车宽度、高度尺寸可以减少迎风面积,降低空气阻力。
我国GB 1589-2004对公路车辆的外廓极限尺寸规定: 汽车总宽(不包括后视镜)不大于2.5m,左、右后视镜等
前悬尺寸增加,汽车的接近角减小,通过性降低,视 野变坏。长前悬有利于在撞车时对乘员起保护作用。 前悬尺寸应当在保证设计要求、能布置下各总成和部 件的同时尽可能短些。
后悬尺寸对汽车通过性、汽车追尾时的安全性、车箱 长度或上装尺寸、轴距和轴荷分配等有影响。
后悬加长,汽车的前轴载质量减小,后轴载质量增加, 汽车离去角减小,通过性降低;后悬缩短,可减小汽 车的车厢长度或上装尺寸。
一、 专用汽车副车架的设计
专用车的副车架多采用16Mn板材压制的型钢经铆接或焊接 而成。 副车架的截面形状以槽型居多,截面尺寸取决于专用汽车的 种类及载荷大小。
副梁截面形状
2.副梁的前端形状
副梁前端的形状应采取逐渐过渡的方式,以免由于副梁刚 度突然变化而给朱车架带来新的应力集中。
参见表2-12 副梁前端的结构尺寸
第三节 底盘的选用
车架是汽车的承载基体,贯穿汽车全长。专用汽车的专用装置都是直接或间 接的安装于车架上。因此车架承受较大的动载荷和扭矩,故必须加强车架。
加强办法:对车架纵架内边进行增补强化,再在车架上增加一个副车架 (强化车架,将专用装置的集中载荷均匀分布于车架上,起到缓冲作用)。 车架
车架的纵、横梁和其它零件的制造,多采用冷冲压工艺,使钢板在大型 压力机上冲孔及成型,也有采用槽钢、工字钢、管料等型材制造的。
轮廓通过性包括:最小离地间隙,纵向通过性(汽车能通过的 地面突起的高度 ),接近角,离去角,最小转弯直径和内轮差, 转弯通道圆。 牵引支承通过性包括:附着质量和附着系数 ,车轮接地比压 。
第三节 底盘的选用
根据专用汽车的用途及其使用条件,已选定的专用汽车性 能指标,专用汽车专用功能及其总体布置的需要,以及专 用汽车制造厂家的现有条件和能力选定专用汽车底盘。 改装专用汽车的汽车底盘可分为四种结构形式:常用的两 种为二类和三类底盘,另外两种是专门为某一类专用汽车 设计、制造的专用底盘和选用定型总成组合设计制造的专 用底盘。
确定前轮距:能布置下发动机、车架、前悬架和前轮,并保 证前轮有足够的转向空间,同时转向杆系与车架、车轮之间 有足够的运动间隙。
确定后轮距:两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度以及 它们之间应留有必要的间隙。
设计时参考表2-3选取。
3.专用汽车轮距
横向通过半径:是指汽车满载、静止条件下,后桥或前桥的 左右车轮内侧与车桥最低点相切的弧圆半径,如图.
3、横梁的截面形状及连接形式
横梁将左、右副梁连接在一起,构成一个完整的副车架, 实现强化车架,将上装部分的集中载荷较均匀地分布在车 架上,并起到连接和改善车架受力的作用。
横 梁 截 面 形 状 及 连 接 方 式
4.副车架的抗扭结构
副车架的抗扭可以通过改变其截面形状、结构尺寸、 结构形式、连接方式来解决。也可在相应位置设置抗扭管 状梁或对角线梁来提高抗扭刚度。
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