毕业论文中型载货汽车动力总成匹配与总体设计

课程设计题 目 中型载货汽车动力总成匹配与总体设计 指导老师 专业班级 车辆工程 姓 名 学 号 2015年 12月 1日摘 要汽车动力性是汽车最基本、最重要的性能。本文通过分析计算，对某客车的动力匹配进行了校核，选择了最佳的动力总成，确保了该车型的优良性能。汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。关键词：汽车；动力性；计算Truck vehicle powertrain matches the overrall designAbstract:Automobile power is the basic and the most important function of AutomobileThrough the analysis and calculation，the article proofread the power matching of bus，choosing the best power unit，insured the good function of the automobileCar performance will not only depend on the performance of the various components of the composition of cars, and depends largely on the coordination and cooperation of the various components, depending on the general arrangement; the level of the overall design of the cars design quality, performance and product vitality decisive influence.Key words：automobile ; power; calculation 目 录摘 要IIAbstractII引 言11.整车性能参数22.整车主要目标参数的初步确定32.1 发动机的选择32.1.1 发动机的最大功率及转速的确定32.1.2 发动机的最大转矩及其转速的确定42.2 轮胎的选择52.3传动系最小传动比的确定62.4 传动系最大传动比的确定63.传动系各总成的选型83.1 发动机的选型83.2 离合器的初步选型83.3 变速器的选择103.4 传动轴的选型113.5 驱动桥的选型113.5.1 驱动桥结构形式和布置形式的选择113.5.2 主减速器结构形式选择123.5.3 驱动桥的选型124.整车性能计算144.1发动机外特性144.2 汽车动力性能计算144.3 汽车经济性能计算215.发动机与传动系部件的确定及校核性能265.1发动机和传动系各部件选型265.2各部件的性能校核265.2.1发动机性能校核265.2.2离合器性能参数校核275.2.3变速器性能校核285.2.4传动轴006性能校核285.2.5驱动桥性能校核28设计总结29参考文献30引 言汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。汽车是一个系统，这是基于汽车只有如下属性而具备组成系统的条件：1. 汽车是由多个要素（子系统及连接零件）组成的整体，每个要素对整体的行为有影响；2. 组成汽车的各要素对整体行为的影响不是独立的；3. 汽车的行为不是组成它的任何要素所能具有的。由此，汽车具备系统的属性，对环境表现出整体性，一辆子系统属性匹配协调的汽车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和；反之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个体性能优良的子系统，其功能也会因相互扼制而抵消，功率循环就是这样的典型例子。系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到设计任务中来，用整体性来解释汽车设计的终极目标是整车性能的综合优化，道理是十分显然的。汽车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段，上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计，总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行。子系统设计固然重要，但统揽全局，设计子系统组合和相互作用体系规则的总体设计对汽车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻。1.整车性能参数设计总质量量为6.75t的中型运输汽车。整车尺寸 8100mm*2480mm*3160mm轴数/轴距 2/3815mm最大总质量 6750kg整备质量 4200kg公路行驶最高车速 120km/h最大爬坡度 30%货箱尺寸 4675mm*2100mm*550mm轴荷分配空载前轴：2100kg（50%）空载后轴：2100kg（50%）满载前轴（2025）（30%）满载后轴：4725kg（70%） (以上数据由汽车设计表1-6可得)轴距 3815mm前悬/后悬 1714mm/2571mm前/后轮距 1680mm/1640mm质量系数（载质量/整备质量）1.61车头长 2100mm2.整车主要目标参数的初步确定2.1 发动机的选择2.1.1 发动机的最大功率及转速的确定汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。参考该题目中的参数，按要求设计的载货汽车最高车速是ua=120km/h，那么发动机的最大功率应该大于或等于以该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻力功率之和，即 （2-1）式中，Pemax是发动机的最大功率（KW）；T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），T=0.9，传动系各部件的传动效率参考了机械工业出版社的汽车设计课程设计指导书表1-1得；Ma是汽车总质量，Ma=6750kg；g是重力加速度，g=9.8m/s2；f是滚动阻力系数，由试验测得，在车速不大于100km/h的情况下可认为是常数。参考汽车理论取f=0.00760.000056Ua=0.01432，参考汽车设计课程设计指导书得；CD是空气阻力系数，一般中重型货车可取0.81.0，这里取CD=0.9；A是迎风面积（），取前轮距B1*总高H，A=5。故 A=5如果选取功率为138.5KW的发动机，则比功率为：根据专用汽车设计表2.1.1 汽车动力性参数汽车类型最大总质量范围最高车速比功率货车ma6.0ma14.0751201020 则此车的比功率20在1020之间，取比功率为20kw/t，则Ma=6750kg的发动机应该具有的功率为135kw，1351.63=220.05马力。考虑到载货汽车速度相对较高，初选发动机的功率为225马力，P=165kw2.1.2 发动机的最大转矩及其转速的确定当发动机最大功率和其相应转速确定后，可通过下式确定发动机的最大转矩。 （2-2）式中，Temax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，Tp是最大功率时的转矩（Nm），可参考同类发动机数值选取，初取=1.05；;np为最大功率转速选为2500r/min.Pemax是发动机最大功率（KW）;np是最大功率是的转速（r/min）。所以 一般用发动机转矩适应性系数,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。采用值大得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1.21.4，柴油机取1.22.6，初选n=1500r/min,以保证汽车具有相当的最低稳定车速。由符合。2.2 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（例如汽车的最小离地间隙、总高等）的影响。参考汽车设计课程设计指导书给出的部分国产汽车轮胎的规格、尺寸及使用条件。表2.2.1 轮胎规格轮胎规格层数主要尺寸/mm使用条件断面宽外直径最大负荷/N相应气压P/标准轮辋允许使用轮辋普通花纹加深花纹越野花纹9.00-20(9.00R20)10121425910181030(1025)1038(1030)1835020500225504.9(5.3)6.0(6.3)7.0(7.4)7.07.00T 7.57.50V7.0T 10.00-20(10.00R20)12141627810551067(1060)1073(1065)2160024050263005.3(5.6)6.3(6.7)7.4(7.7)7.57.5V 8.08.0V 8.00V11.00-20(11.00R20)141629310851100(1090)1105(1095)26250287006.3(6.7)7.4(7.7)8.08.00V 8.58.50V 8.5V12.00-20(12.00R20)161831511251145(1135)30850327006.7(7.0)7.4(7.7)8.58.50V9.00V12.00-24(12.00R24)1631512251247(1238)347006.7(7.0)8.58.5V9.00V通过查阅货车轮胎标准GB2977-2008载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷和参考同类车型所选轮胎规格，各轴轮胎规格选择如下：后轮采用双胎，负荷率增加10%-15%，所以使用6胎。米其林轮胎，纵向花纹16层，最大符合3550kg，最大气压830Pa。规格295/80R22.5-16 355046000 可以。2.3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 。主减速比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，可按下式选择 （2-3）式中，是驱动轮的滚动半径（m），所选轮胎规格为295/80R20的子午线轮胎，其自由直径d=1044mm，因计算常数F=3.05(子午线轮胎F=3.05),故滚动半径；np是发动机最大功率时的转速，np=2400r/min;uamax是最高车速，uamax=120km/h；igh是变速器最高档传动比，igh=1.0。所以，初取i0=4。根据所选定的主减速比i0的值，就可基本上确定主减速器的减速形式（单级、双级以及是否需要轮边减速器），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参考汽车设计课程设计指导书表1-4所示。其中，中型载货汽车的离地间隙要求在210275mm之间。2.4 传动系最大传动比的确定传动系最大传动比为变速器的挡传动比ig与主减速比i0的乘积。ig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 （2-4）则由最大爬坡度要求的变速器档传动比为 （2-5）式中，是道路最大坡度角，设计要求最大爬坡度为30%，即坡度角；是最大道路阻力系数。前面已将计算得=0.507m；发动机最大转矩Temax=850N.m；主减速比=4；传动系传动效率=0.9。所以根据驱动车轮与路面附着条件 （2-6）求得变速器的档传动比为 （2-7）式中，是道路的附着系数，在良好的路面上取0.8；是汽车满载静止于水平路面时，驱动桥承受的载荷（N），后桥所受载荷为4725kg（根据满载时轴荷分配，后轴为70%），则综上所述，初步选取变速器挡传动比ig=9。3.传动系各总成的选型3.1 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，初步选择康明斯有限公司的型号为康明斯ISBE4+225的发动机，它的主要技术参数如表2.1.1所示，其外特性曲线见附图1。表2.1.1 康明斯ISBE4+225的发动机发动机的主要技术参数单位康明斯ISBE4+225缸径/行程mm102*120质量612排量L6.7额定工况功率/转速Kw/(r/min)165/2500最大转矩/转速/最大马力Nm/(r/min)/马力850/1500/225最低燃油消耗率g/(kwh)207一米外噪音B99满足排放要求国四进气形式/每缸气门数增压中冷/2气缸排列形式直列6缸3.2 离合器的初步选型后备系数为离合器的后备系数，定义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。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)防止离合器滑磨时间过长；3)防止传动系过载以及操纵轻便等。显然，为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，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，又不宜选取太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，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，应选取大些；货车总质量越大，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，选取的值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，可选取小些；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取的值可比螺旋弹簧离合器小些；双片离合器的值应大于单片离合器。各类汽车离合器的取值范围见表2.2.1。表3.2.1 离合器后备系数的取值范围车型后备系数乘用车及最大总质量小于6t的商用车1.201.75最大总质量为614t的商用车1.502.25挂车1.804.00根据发动机的最大转矩及上述要求，初步选择东风传动轴有限公司生产，转矩容量为1800Nm的160 2B T-130单片干式螺旋弹簧离合器。该离合器与康明斯ISBE4+225匹配时，其后备系数为1.6。表3.2.2 离合器品牌 型号160 2B T-130工作性质操纵式离合器适用货车，重汽转矩1600-1800摩擦系数0.47摩擦面积2压盘尺寸43243248mm销孔12mm内径240mm摩擦表面内径240mm类型干式操纵摩擦表面外径430mm 3.3 变速器的选择根据汽车理论经验公式，为使提档平顺，n=ig/1.3=6.9，故初选7个档位。传动比分配7个档，ig取9，1*q6=9，q=1.44，初选分配档位如下： 表3.3.1 初选变速器各挡速比8.96.24.312.992.081.441 由之前所算数据修正档位后得K，根据计算选择，初步选定大齿公司DC7J120T(9.204)七档组合变速器，最大扭矩1150Nm，各档传动比为：表3.3.2 所选变速器各挡速比倒9.2046.0823.9822.5061.58610.8299.056变速箱主要参数如下表：表2.3.3 大齿DC7J120T变速箱主要参数品牌：大齿变速箱：大齿DC7J120T系列：DC7J120T档位数：7档换挡形式：手动匹配范围：马力是180-210的道路用车和工程车前进档位：7档倒挡档位数：1个是否有同步器：是最大扭矩：900-1200NM额定转速：2600rpm换挡方式：手动主箱中心距：165mm头档速比：9.2042档传动比：6.0823档传动比：3.9824档传动比：1.5865档传动比：1.5866档传动比：17档传动比：0.829倒挡传动比：9.506变速箱重量：320Kg变速箱油容量：15L操纵形式：可远程操纵或直接操纵3.4 传动轴的选型该车前后轴距较大，为了提高传动轴的的临界转速，避免共振以及考虑整车总布置上的需要，常将传动轴分段。当传动轴分段时，需要加设安装在车架横梁上的弹性中间支撑，以补偿传动轴轴向和角度方向的安装误差，以及车辆行驶过程中由于弹性支承的发动机的传动和车架等变形所引起的位移。弹性元件能吸收传动轴的震动，降低噪声。这种弹性中间支撑不能传递轴向力，它只要承受传动轴因动不平衡，偏心等因素引起的径向力，以及万向节上的附加弯矩所引起的径向力。一般驱动桥传动轴均采用一对十字轴万向节。十字万向节两轴的夹角不宜过大，当由增至时，滚针轴承寿命将下降至原寿命的1/4。十字轴万向节夹角的允许范围参照汽车设计课程设计指导书表1-8。初步采用重庆重型汽车集团传动轴有限责任公司生产的重型汽车传动轴总成，编号为：006。工作扭矩为：1650N.m。3.5 驱动桥的选型 驱动桥处于传动系的末端，其基本公用是增大由传动轴传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动轮具有差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车价之间的垂向力、纵向力和横向力。3.5.1 驱动桥结构形式和布置形式的选择驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式有关。绝大多数载货汽车的驱动车轮采用非独立悬架，相应的采用非断开式车桥。现代多桥驱动汽车都采用贯通式驱动桥的布置。在贯通式驱动桥的布置中，各桥的传动布置在同一个纵向垂直平面内，且相邻的两桥的传动轴是串联的布置。其优点是不仅减少了传动轴的数量，而且提高了各种驱动桥零件的互通性，并且简化了结构，减少了体积和质量，成本较低。3.5.2 主减速器结构形式选择主减速器形式的选择与汽车的类型及使用条件有关，主要取决与动力性、经济性等整车性能所要求的主减速比i0的大小以及驱动桥的离地间隙、驱动桥的数目及减速形式等。双级主减速器有两集齿轮减速组成，结构复杂、质量大，制造成本也显著增加，仅用于主减速比较大（）且采用单级减速器不能满足既定的主减速比和离地间隙要求的重型汽车上。单级贯通式主减速器用于多桥驱动汽车的贯通桥上，其优点是结构简单，主减速器的质量较小，尺寸紧凑，并可使中、后桥的大部分零件，尤其是使桥壳、半轴等主要零件具有互换性。综上所述，由于所设计的载货汽车的轴数和驱动形式为42，以及单级减速主减速器具有结构简单等诸多优点，又能满足使用要求。所以，选用单级减速主减速器。3.5.3 驱动桥的选型根据计算的主减速比，初步选择湖北车桥有限公司的“载荷5-6.5吨后桥总成”，产品型号：HT24K21。中、后桥均采用铸钢桥壳，后驱动桥承载能力为5-6.5t，最大输入转矩为13000Nm，大于最大的输入转矩8509.204Nm=7670.4Nm，主减速器传动比i0=4.11和4.875两种。因车速要求较高，就选i0=4.11计算，如果汽车阻力功率曲线与发动机功率曲线不能交在其最大功率点上，再进行调整。表3.5.1 湖北车桥有限公司HT34H后桥总成基本参数后桥总成基本参数HT34H适用车型工程车、载货车额定载荷(吨)5-6.5基本结构特点冲焊11012081161201012612610轮距L(mm)1680板簧(气簧)距L1(mm)/倾角940/5.5最大输出扭矩(N.M)/主减中心高H(mm)/偏置距(右E下F)13000/280(49/3430)制动器结构形式/规格(mm)气刹S凸轮滚轮式360155400155车轮螺栓d/分布圆直径D(mm)6M201.5/222.258M201.5/275轮辋定位止口D1(mm)162/213速比选用4.11/4.875/5.286/5.83/6.33/6.83性能特点1.桥壳采取加强型设计,承载能力强；2.车轮轮辋定位方式可采用球面定位或止口定位；3.板簧距与轮距可以灵活调整选装零部件快插接口气室、ABS防抱死系统及自动间隙自动调整臂4.整车性能计算4.1发动机外特性 所选发动机型号：康明斯ISBE+225。 从发动机外特性曲线可得起转矩特性，并且用最小二乘法拟合成五次多项式，计算出各转速下发动机的输出转矩。根据公式 （4-1） 公式（4-1）中，n表示发动机转速（n/min），表示发动机输出扭矩（N.M）, 表示发动机输出功率（KW），发动机各转速F的输出转矩和输出功率如表4.1.1所示。表4.1.1发动机外特性参数表n90011001300150017001900210023002400250072076380685080576071667265062067.8687.9109.7133.5143.1151.22157.46161.86163.371624.2 汽车动力性能计算（1）汽车驱动力和行驶阻力汽车行驶过程中必须克服滚动阻力Ff和空气阻力Fw的作用，加速时会受到加速阻力Fj的作用，上坡时会受到重力沿坡道的分力坡度阻力Fi的作用。汽车行驶时驱动力与行驶阻力的平衡方程式为 （4-2）发动机在转速n下发出的转矩Te，经汽车传动系传递到驱动轮上的驱动力Ft按下式计算 （4-3）式中，Te是发动机转矩（Nm）；ig是变速器速比；i0是主减速器速比，i0=4.11；T是传动系效率，T=0.9；rr是车轮的滚动半径（m），rr=0.507mm。在驱动轮不打滑的情况下，发动机转速n（r/min）所对应的汽车车速ua（Km/h）为 （4-4） 滚动阻力Ff为 （4-5） 式中，g是重力加速度，g=9.8m/s2;是坡道的坡度角（）；f是滚动阻力系数，同式（1-1）说明。空气阻力Fw为 （4-6）式中，CD是空气阻力系数，CD=0.9；A是迎风面积，即汽车行驶方向的投影面积，A=5；是空气密度，一般取=1.2258Ns2m-4；ua是汽车行驶速度（Km/s）,若ua以km/h计，则。坡度阻力Fi为 （4-7）式中，i是道路坡度，计算时i取值从0%到40%。坡度阻力随坡度角的增加而增大，且与变速器档位和车速无关。（2）汽车的行驶性能曲线通过计算各档车速对应的发动机转速，由发动机外特性曲线可得到相应的发动机转矩，由式（3-2）可求得汽车的驱动力，由式（3-4）和（3-5）可求得，再作出汽车的行驶性能曲线，见附图2。计算数据见表3.1.2。表3.1.2 汽车驱动力与行驶阻力计算列表一档i=9.204n900110013001500170019002100230024002500ua4.675.716.757.798.839.8610.0911.9412.4612.98Ft47051498605267155526526054996446789439144247640516二档i=6.082n900110013001500170019002100230024002500ua7.078.0410.2111.7813.3614.9316.5018.0718.8619.04Ft31091329483480436704347613281830918290182806826772三档i=3.982n900110013001500170019002100230024002500ua10.0813.215.61820.422.825.227.628.830Ft20355215712278724031227592148620242189981837617528四档i=2.506n900110013001500170019002100230024002500ua17.1620.9824.7928.632.436.2240.0443.8645.7647.67Ft12810135751434015123143231352212739119561156511031五档i=1.586n900110013001500170019002100230024002500ua27.1133.1439.1745.1951.2257.2563.2769.3072.3175.32续表Ft8107859190769571906485588062756773196981六档i=1n900110013001500170019002100230024002500ua4352.562.1671.6881.2390.79100.3109.9114.7119.5Ft5112541757226035572553965083477146154402七档i=0.829n900110013001500170019002100230024002500ua51.8863.4174.9386.4697.99109.6121.1132.6138.3144.1Ft4237449047445003473844734214395538253694（3）最大爬坡度的计算坡度阻力随坡度角的增加而增大，且与变速器档位和车速无关。由汽车理论可知最大坡度角的计算公式为： （4-8）式中Dmax为汽车动力因数，其计算公式为： （4-9）Ft为驱动力；Fw为空气阻力，由公式算出，由此得出各档位动力因素表表3.1.3 汽车各档位动力因素表一档n900110013001500170019002100230024002500FW4.6456.949.6912.916.5720.725.2930.3433.0335.84二档n900110013001500170019002100230024002500FW10.615.8922.229.5537.9547.45869.575.6582.08三档n900110013001500170019002100230024002500FW24.83751.7868.9488.45110.6135.1162.1176.5191.5四档n900110013001500170019002100230024002500FW62.6693.6130.7174.0223.5279.2341.1409.2445.6483.5五档n900110013001500170019002100230024002500FW156.4233.7326.4434.6558.1697.2851.71021.1112.1207.六档n900110013001500170019002100230024002500FW393.5587.88211093.14041753.2142.25702798.3036七档n900110013001500170019002100230024002500FW553.4855.411951590.204325523117.37394071.4418.（4）汽车的加速性能计算加速阻力计算。为计算最大加速能力，这里就取道路坡道为零的平直道路上行驶进行计算。 ，由此可得 （4-10）式中，是汽车旋转质量换算系数，按式估算，取,ig为变速器速比。参照汽车设计课程设计指导书绘制出汽车加速度曲线图，见附图3。进而参照汽车设计课程设计指导书绘制各挡加速度倒数曲线图，见附图4。 由得 （4-11）通过上式可求得汽车从初始车速u1全力加速到u2的加速时间t，结合汽车的行驶性能曲线，可以做出该汽车连续换挡加速曲线，见附图5。表3.1.4 汽车连续换档加速时间曲线计算列表一档n900110013001500170019002100230024002500ua4.675.716.757.798.839.8610.111.912.513.0520524528532535540543547549551a1.561.651.7451.841.741.641.551.451.401.341/a0.640.660.570.540.580.610.640.690.710.75二档n900110013001500170019002100230024002500u7.078.0410.211.913.415.016.518.118.919.0529535541546552558564570573576a1.81.922.132.021.91.81.681.621.541/a0.560.530.500.470.500.530.560.600.620.65三档n900110013001500170019002100230024002500续表u10.113.215.618.020.422.825.227.628.830.0543552561569578588596605609614a1.761.871.982.091.971.861.751.641.581.51/a0.570.530.510.480.510.540.570.610.630.67四档n900110013001500170019002100230024002500u17.221.024.828.632.436.240.043.945.847.7566580594609623637659665672679a1.411.51.581.671.581.481.381.291.241.171/a0.710.670.630.60.630.680.720.770.810.85五档n900110013001500170019002100230024002500u27.133.139.245.251.257.363.369.372.375.3603625648670693715737759771782a0.981.041.091.141.060.980.90.820.780.721/a1.020.960.920.8770.941.021.111.221.281.39六档n900110013001500170019002100230024002500u4352.562.1671.6881.2390.79100.3109.9114.7119.5662698733768804839875910928945a0.60.620.640.650.560.480.390.290.240.241/a1.671.611.581.551.792.102.603.454.204.17七档n900110013001500170019002100230024002500续表u51.963.474.986.591.01101211331381441035107811211164120712511294133613581387a0.470.470.460.450.350.250.150.03-0.0-0.11/a2.152.142.172.232.864.006.9035.7-31-9.84.3 汽车经济性能计算 汽车的燃油经济性是汽车使用中的另一项重要性能。汽车设计开发过程中，常需要在实际样车制成之前，根据发动机特性和汽车功率平衡图对汽车的燃油经济性进行评算，最简单、最基本的是等速行驶百公里燃油消耗量的估算。对货车来讲，等速百公里燃油消耗量是在满载时以最高挡在水平良好的路面上等速行驶100km的燃油消耗量。汽车百公里燃油消耗量Qs为 （4-12）式中，P是汽车以车速ua等速行驶时用于克服滚动阻力和空气阻力发动机所消耗的功率（kw），；是传动系效率，=0.9；是汽车总质量；是滚动阻力系数，；是空气阻力系数=0.9；是迎风面积；是燃油消耗率，可根据发动机转速从外特性曲线图上读取；是汽车车速（km/h）；是燃油的重度，柴油取7.948.13N/L，取=8.1N/L。表3.1.5 汽车燃油消耗一档nuaQ9004.672054.01811005.711993.90013006.751963.93515007.791953.97017008.831974.06019009.862014.200210010.902064.370230011.942124.570240012.462204.780250012.982244.910二档nuaQ9007.072054.1311008.041994.06130010.211964.12150011.781954.20170013.361974.34190014.932014.55210016.502064.78230018.072125.06240018.862205.33250019.042245.44三档nuaQ90010.82054.35110013.21994.37130015.61964.481500181954.65170020.41974.91190022.82015.24210025.22065.63230027.62126.07240028.82206.462500302246.74四档nuaQ90017.162054.82110020.981995.01130024.791965.31150028.61955.70170032.41976.23190036.222016.88210040.042067.64230043.862128.51240045.762209.19250047.672249.74五档nuaQ90027.112055.82110033.141996.39130039.171967.21150045.191958.05170051.221979.20190057.2520110.60210063.2720612.23230069.3021214.11240072.3122015.48250075.3222416.55六档nuaQ900432058.08110052.51999.54130062.1619611.39150071.6819513.56170081.2319716.25190090.7920119.472100100.3420623.212300109.921227.562400114.6822030.622500119.4622433.11七档（最高档）nuaQ90051.882059.71110063.4119911.84130074.9319614.46150086.4619517.58170097.9919721.411900109.5820126.002100121.0520631.312300132.5821237.492400138.3422041.812500144.1022445.64经上述计算，参照汽车设计课程设计指导书，绘制出使用康明斯ISBE4+225发动机时汽车在各个档位时的等速百公里燃油消耗量曲线，见附图6。5.发动机与传动系部件的确定及校核性能5.1发动机和传动系各部件选型根据前面的计算，可以确定设计车辆的动力传动系统。变速器大齿DC7J120T、单级减速双联驱动桥与225马力的康明斯ISBE4+225发动机匹配使用时，整车的爬坡性能、加速性能和转矩适应性都有了较为显著的提高，经济车速的范围也较大，燃油经济性较好，同时也满足最高车速为120km/h的设计要求。最后确定的发动机和传动系各部件如表5.1.1所示，整体布置图附录7所示。表5.1.1 发动机和传动系各部件选型部件型号主要技术参数发动机康明斯ISBE4+225额定工况功率/转速165Kw/2500rad/min离合器160 2B T-130转矩容量 1800Nm变速器大齿DC7J120T额定输入转矩 900-1200Nm传动轴重型汽车传动轴006工作转矩 16500Nm驱动桥湖北车桥有限公司HT34H额定输入转矩13000Nm5.2各部件的性能校核5.2.1发动机性能校核比功率的统计值来确定发动机的功率值。 发动机康明斯ISBE4+225，则比功率为 （5-1）公式5-1中，Pemax是发动机的最大功率138（KW）；Ma是汽车总质量，Ma=6750kg 参考同类型汽车，如表5.2.1汽车动力性参数其比功率都在20KW/t左右，由表5.2.1对比得则总质量6.5t的汽车，发动机的功率Pe=6.7520=135kw。再考虑该载货汽车要求具有相对高的车速，因此初步选择汽车发动机的最大功率为165KW，为225马力。因此此发动机符合设计要求。汽车类型最大总质量范围最高车速比功率比转矩货车m（t）6.0-14.075-12010-2033-47表5.2.1 汽车动力性参数5.2.2离合器性能参数校核所选单片干式430推式螺旋弹簧离合器转矩容量为1600到1800Nm，该离合器与康明斯ISBE4+225匹配时，其后备系数为1.6，符合表5.2.2要求。表5.2.2 离合器后备系数的取值范围车型后备系数乘用车及最大总质量小于6t的商用车1.201.75最大总质量为61