ZQ1040型商用车总体设计-方案论证报告.doc

1、机电工程学院毕业设计方案论证报告设计题目: ZQ1040型商用车总体设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 2015年 4月 20日目 次1总体设计概述11.1总体设计应满足的基本要求11.2汽车的设计开发过程12汽车形式的选择12.1轴数的选择12.2驱动形式的选择22.3布置形式的选择23汽车主要参数的选择23.1外廓尺寸的选择23.2轴距L33.3轮距B1 、后轮距B233.4前悬LF 、后悬LR33.5货车车头长度34汽车质量参数的确定44.1整车整备质量m044.2汽车的装载质量me44.3质量系数h44.4汽车总质量ma44.5轴荷分配45汽车性能参数的确定56汽车发动

2、机的选择57轮胎选择5论证结果6参考资料71总体设计概述1.1总体设计应满足的基本要求（1）汽车的各项性能、成本等，要达到企业在商品计划中所确定的指标。（2）严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。（3）尽最大可能地去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。（4）进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干扰。1.2汽车的设计开发过程(1)市场调查和初始决策:其目的是选定所设计目标，同时制定设计原则和产品设计方针，调查研究的内容应该有：旧产品在使用中的表现及用户评价；目前汽车行业和相关行业的发展，特别是其他竞争对手的新技术与新产品；这些对新产品设计是很有好处的。 (2

3、)设计总体方案:其目的是根据有关人员的决策所选定的目标及对开发新产品制定的工作方针、设计原则等的设想，因此又称为概念设计。为此要绘制不同的总体方案图以供参考。不同方案进行对比论证以挑出其中最优者。 (3)总布置草图的绘制:确定整车主要尺寸、质量参数以及各性能指标和各总成的指标。在绘制总布置草图时要较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行较准确的布置，这些必须要符合有关标准和法规；然后进行参数匹配及性能计算。(4)绘制车身造型设计及车身布置图：绘制不同外形、不同方向的车身外形图，从中选优后经征求意见、工艺分析评审及风洞试验后作进一步修改，审定后用三坐标测量仪测量车身模型坐标点。 (5)编写设计

4、任务书：作为对以后的设计、试验及工艺准备的指导和依据。其内容常包括：任务来源、设计原则和设计依据；产品的用途及使用条件；汽车型号、承载容量、布置型式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺寸、轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构型式和特性参数；标准化、通用化、系列化水平及变型方案。 (6)汽车的总布置设计：其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能达到最优并满足设计任务书所要求的整车参数和性能指标的汽车。2汽车形式的选择2.1轴数的选择汽车可以有两轴、三轴甚至更多的轴数。汽车

5、的总质量和道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力等是影响选取轴数的主要因素。一般的，包括乘用车及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。综合考量，因为ZQ1040货车总质量比较小，所以采用两轴形式，该方案制造成本低，结构简单,使用性能好。总质量大的汽车，轴数应该取多些，但结构复杂，成本高，ma19t，常采用两轴汽车；19t-26t，常采用三轴汽车，总质量更大的汽车宜采用四轴和四轴以上的形式。ZQ1040轻型载货汽车采取两轴式。2.2驱动形式的选择影响驱动形式选择的因素：总质量ma大，汽车轴数增加，m、n才会大。

6、汽车通过性要求高时，应该采用全轮驱动形式，驱动轮数少，结构简单，成本低。基于ZQ1040轻型载货汽车宜采用4*2后置驱动形式。2.3布置形式的选择驾驶室与发动机相对位置：平头式：汽车总长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，汽车整备质量减小，驾驶员视野得到明显改善。短头式：发动机大部分在驾驶室前部，少部分位于驾驶室内。因发动机大部分突出在驾驶室前部，所以发动机有独立的发动机舱和单独的罩盖。 长头式：发动机位于驾驶室前部。这种形式货车车身部分的结构特点与短头式货车相同，只是发动机舱和车头部分更长些。但是汽车总长和轴距均较长，因而最小转弯直径较大，机动性能不好。偏置式

7、：发动机位于驾驶室的侧面。多用于重型矿用自卸车上。此次设计宜采用平头式。发动机位置：发动机前置、发动机中置、发动机后置，现代货车已基本不再采用发动机中置和发动机后置形式。此次设计采用发动机前置形式。3汽车主要参数的选择3.1外廓尺寸的选择表1各种车型外廓尺寸参照表选长*宽*高=6000mm*2050mm*2250mm；货箱=3850mm*1900mm*400mm。3.2轴距L轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。装载量多的货车，L应取长些；机动性要求高的汽车，L应取短些。在标准轴距车型基础上，派生出短轴距和长轴距车型，其轴距变化范围在0.40.6m。初

8、选L=3300mm。3.3轮距B1 、后轮距B2随着B的增加，车箱（驾驶室）内宽增加；侧倾刚度增大；总宽增大；总质量增大；Dmin增加。B的确定原则：因为总宽不超过2.5m，所以B不宜取大；在选定的前轮距B1要保证布置下发动机、车架、前悬架和前轮，保证转向轮转动空间及杆系与车架、车轮之间的间隙。在确定后轮距B2时，应考虑车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度、轮胎宽度的影响，保证它们之间有足够的间隙。取B1=1420mm, B2=1400mm。3.4前悬LF 、后悬LR前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响。增加前悬尺寸，减少了汽车的接近

9、角，是通过性降低，并使驾驶员视野变坏。因在前悬这段尺寸内要布置保险杠、散热器风扇、发动机、转向器等部件，故前悬不能缩短。后悬LR长，则乘用车行李箱尺寸增大；追尾安全性好；汽车离去角减小，通过性降低；汽车造型发生变化。后悬选取原则：（取决于轴距、轴荷分配）客车LR，不得超过轴距的65%，绝对值不大于3500mm；货车（ma=1.814.0t)，LR一般在12002200mm之间；特长货箱的货车，LR可达到2600mm，但不得超过轴距的55%。 取LF=1110mm, LR=1590mm。3.5货车车头长度货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。车身形式，即长头型还是平头型对车头长度有

10、绝对影响。此外，车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性、汽车面积利用率和发动机的接近性等有影响。长头型货车车头长度尺寸一般在25003000mm之间，平头型货车一般在14001500mm之间。取车头长度为1450mm。4汽车质量参数的确定4.1整车整备质量m0整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。 整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有影响。减少m0 ，则 制造成本降低；节约燃料，使用成本降低；装载量、载客量增加，使用经济性提高。取m0=2200kg。4.2汽车的装载质量me 汽车的载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额

11、定载质量。汽车在碎石路面上行驶时，载质量约为好路面的75%85%。越野汽车的载质量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定载质量。商用货车载质量me的确定，首先应与企业商品规划符合，其次要考虑到汽车的用途和使用条件。原则上，货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车以降低运输成本，提高效率；对货源变化频繁、运距短的市内运输车，宜采用中、小吨位的货车比较经济。取me=2900kg4.3质量系数h质量系数是指汽车装载质量与整车整备质量的比值，即= me=2.9t m0=2.2t 故 =1.31根据推荐标准 =1.31满足要求。4.4汽车总质量ma汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。

12、商用货车的总质量ma由整备质量m0、载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，即ma = m0+me+n1*65kg。故整车总质量为ma=m0+me+n1*65kg=5595。4.5轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。从各轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的负荷应相差不大。满载空载前轮后轮前轮后轮30%35%65%70%48%54%46%52%表2汽车的载荷分配按要求设计本车的轴荷分配为：满载：前轴35% ，后轴65%。满足要求。5汽车性能参数的确定设计一

13、辆ZQ1040货车，最大总质量不超过8t，最高车速为90km/h，比功率为11.3kw/t的货车。整车尺寸（长*宽*高） 5995mm*2000mm*2250mm轴数/轴距 2/3308mm额定载质量 4955kg整备质量 2150kg公路行驶最高车速 90km/h6汽车发动机的选择对于发动机的种类和型式，汽车可以选用汽油机和柴油机，而柴油机广泛应用于对于动力性要求比较高的汽车。根据发动机气缸排列形式不同，发动机可分为直列、水平对置和V型三种。气缸直列式排列具有结构简单、宽度窄、维修容易、布置方便等优点。但当发动机缸数多时，长度尺寸过长，因此直列式适用于6缸以下的发动机。根据发动机冷却方式不同

14、，发动机分为水冷与风冷两种。大部分汽车用水冷发动机，因为水冷发动机拥有冷却均匀可靠、噪声小、散热良好和能解决车内供暖问题，以及加大散热器面积后，能较好适应发动机增压后散热的需要等很多优点。所以本次发动机为水冷、直列四缸、增压中冷、高压共轨柴油机。7轮胎选择子午线轮胎的优点：滚动阻力小、温升低、油耗低；胎体缓冲性能、胎面附着性能好；寿命长、高速性能好。子午线轮胎的缺点：制造困难，造价高；不宜翻修。子午线轮胎是汽车设计时的首选轮胎。钢丝帘线轮胎：强度高、导热性好；仅能做子午线轮胎；适用于常在高速条件下行驶的汽车。人造纤维轮胎：选用尼龙、聚脂、人造丝等人造材料做帘线。用于常在低速条件下行驶的汽车使用的斜交轮胎。低断面轮胎：胎面宽平、侧面刚性大、附着能力强；散热良好；高速行驶稳定性好。无内胎轮胎：平衡性良好、发热少；刺扎后不易快速失气、高速行驶安全性能良好。轿车、轻型客车多采用子午线、低断面、无内胎轮胎。此次设计选取底断面、无内胎、子午线轮胎。论证结果基于以上论证，ZQ1040轻型载货汽车底盘总体及悬架设计宜设计成两轴式，4*2发动机前置后轮驱动，平头式货车。前后悬架均采用纵置钢板弹簧式非独立悬架。参考资料1 王望予