115S轴荷分配与最小转弯半径计算报告

目录一、概述1二、115S在B07车型基础上所做的改动1三、115S的轴荷及质心计算11、115S型车空载质量参数及质心位置计算12、115S满载质心水平位置及轴荷计算4四、最小转弯半径计算5五、结论6六、参考文献6一、概述轴荷分配是汽车的一个重要的参数，其对汽车动力性、经济性等有着很大影响。因此在汽车设计的前期工作中，对汽车的轴荷分配进行计算及校核非常必要。二、115S在B07车型基础上所做的改动115S是在原B07车上改型开发得到，其在B07上所做的对质心分布有影响的改动有：1) 后轴向前移动150mm；后背门随整车向前移动175mm；备胎前移161.5mm；油箱改用40L油箱。从以上改动内容可以知道，此次对B07进行改型，不会影响到质心在汽车横向及高度方向上的分布，而仅限于汽车纵向。要对改型后车型进行质心计算，只需要先得出各改动部件对整车质心分布的影响。三、115S的轴荷及质心计算1、115S型车空载质量参数及质心位置计算根据改型参考样车B07车型的底盘轴荷分配估算报告可以知道B07整备质量为1060Kg。容易得到115S整备质量为：M二1060-17.5-10.5二1032(kg)10.5 0白车身缩短质量减少；减少附件和采用40L油箱相对B07减少的质量。1.1 缩短后的白车身质量及质心水平位置为简化数学模型，我们首先假设白车身质量在整车长度上均匀分布，这样可以先得到白车身在长度方向上的单位长度质量，以方便计算整车缩短175mm带来的质量减少。首先，参考样车B07车型的底盘轴荷分配估算报告可以知道，原白车身质量M=360Kg，白车身长度L=3600mm。115S白车身在原B07车型基础上缩短175mm后，质量为M：M二Mx175二360-260x175二342.5(kg)1L3600因已经假设白车身在整车长度上质量均匀分布，那么可以很容易得到在长度方向上白车身的质心位置是白车身的中点位置，换算到整车坐标中得到：x=1469.511.2 后背门质量及其前移后的质心水平位置后背门的质量，我们采用CATIA中估算的结果：M2=21.5Kg。后背门质心位置x2由原来的位置向前移动175mm得到：x=3440-175=32651.3 2后桥及后悬架质量及前移后的质心水平位置根据115S改型方案，知道后桥、后悬架及后轮胎是整体往前移动150mm。把他们看作一个整体，并设其质量为M，质心坐标x。很明显其质心位置也会向前移动150mm。33容易知道移动前质心X方向位置就在后轴上，移动后的位置为：x二2811-150二26613在此因为缺乏后桥质量及轮胎质量，故作以下假设：后桥重110Kg；单个轮胎重20Kg；后悬重20Kg。1.4 故可以得到后桥及后悬总质量为：110+20x2+20二170（kg）备胎质量及前移后的质心水平位置设备胎质量M=20Kg，向前移动161.5后备胎质心坐标兀4，可以得到：44x=3048-161.5=2886.54115S空载质心水平位置计算ZMx根据质心计算公式：X=ii，且我们把B07车型的白车身、背门、悬架系统、M备胎以外的零件（发动机及附件）看成整体mo,则其质量：m=1060-360-21.5-170-20二488.5kg0从而计算出其在B07车型中的水平质心坐标为：x二969.05B07质量（kg）质心水平坐标X白车身3601557背门21.53440悬架系统1702881备胎203048发动机及其他488.5969整车（空载）10601553.5表1、B07空载质心水平位置根据115S车型的修改，我们可以把质量m0在115S中的质心坐标看成相对B07没有改变仍为：x=969.05由质心计算公式可以得到115S车整车空载质心水平坐标位置：342.5x1469.5+21.5x3265+170x2661+20x2886.5+478x9691032=1499.17115S质量（kg）质心水平坐标x白车身342.51469.5背门21.53265悬架系统1702661备胎202886.5发动机及其他478969整车（空载）10321499.17表2、115S空载质心水平位置1.6空载轴荷计算设后轴载荷为M,根据力矩平衡条件得到：MxL=bxM0M=S=(1499一296)x1032=524.95525L2365(kg)b质心距离前轴中心距离（mm）；L整车轴距（mm）；M整备质量（kg）；0296前轴中心点在整车坐标系下x方向的坐标值。前轴轴荷为：M二1032-525二507(kg)507空载前轴荷百分比：二0.4922沁49.22%1032525空载后轴荷百分比：二0.5078沁50.78%10322、115S满载质心水平位置及轴荷计算根据已经确定的115S的空载质量，可以计算出其满载时的总质量。M=M+(M+M)x8=1032+(68+7)x8=1632(kg)00pb其中M115S车整备质量；0M人体标准质量按68kg计算；pM每个人的随身物品质量按7kg计算；b8载58人，以满载8人情况计算。由于115S整车座椅布置与原车在X方向一致，故加载方式相同，则115S整车从整备质量到满载状态过程中，前后轴荷的变化量8是一致的，参考B07车型底盘轴荷分配估算报告得到其空载和满载时前后轴轴荷：质量(Kg)百分比(%)空载前轴荷52849.8空载后轴荷53250.2满载前轴何74244.7满载后轴荷91855.3表3、B07前、后轴荷参数数据根据以上数据，我们可以得到：满载时前轴荷：507+(742-528)二721(kg)721百分比：x100%二44.24%1632满载时后轴荷：525+(918-532)二911(kg)911百分比：x100%二55.76%1632设满载时质心距前轴中心线水平位置为a,质心距后轴中心线的水平距离为b,整车满载质量为M，汽车满载时轴距L=2374mm，容易得到:0LxM2374x911“a=二u1324M16320则质心水平位置为:1324+296二1620四、最小转弯半径计算汽车的最小转弯半径是汽车在转向轮处于最大转角条件下以低速转弯时前外轮中心与地面接触点的轨迹构成圆周半径，它在汽车转向角达到最大时取得。转弯半径越小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性就越好。为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮应绕瞬时转向中心作纯滚动。此时，内转向轮偏转角0应大于外转向轮偏转角a，在车轮为绝对刚体的假设条件下，角a与0的理想关系式应是:ctga二ctg0+罕L式中:K两侧主销轴线与地面相交点之间的距离;L汽车轴距;参数名称参数值主销距K（mm）1354内轮最大转角卩（deg）40.2外轮最大转角a（deg）36.4主销偏置距C(mm)21.4前轮胎采用175/80R14，轮辋偏置距为35mm，负荷下静力半径为287mm，滚动半径309mm,满载下前胎充气压力240KPa，轴距L为2365mm。1)按外轮最大转角R=+C=4006.9(mm)1sina2)按内轮最大转角L2KLiR二()2+K2+2+C二4779.2(mm)2sinptanpR+R取R=2=4393.05(mm)min2所以最小转弯半径约为4.4m.五、结论1、根据以上计算，我们得到115S车的质心位置及空载和满载条件下前后轴荷:X空载(kg)满载(kg)质心水平位置(mm)前轴荷后轴荷前轴荷后轴荷空载、卄+卜满载B0752853274291815551688115S50752572191114991620表3、B07、115S轴荷数据对比2、115S的最小转弯半径约为4.4m。、I、厂击卜六、参考文献1、刘惟信汽车设计清华大学出版社2001