(完整版)整车计算及质心位置确定

第六章整车计算及质心位置确定第一节轴荷计算及质心位置确定1、本章所用质量参数说明（Kg ）T 底盘承载质量F 底盘整备质量（不含上车装置）NL有效载荷VA1底盘整备质量时的前轴荷HA1底盘整备质量时的后轴荷VA2允许前轴荷HA2允许后轴荷HAG2允许总的后轴荷（驱动轴 +支撑轴）NLA2允许后支撑轴轴荷VLA2允许中支撑轴轴荷GG2允许总质量（载货汽车底盘整备质量+上车装置质量 +允许载荷）NL2允许有效载荷VA3实际有效载荷（ AB+NL ）时的前轴荷HA3实际有效载荷（ AB+NL ）时的后轴荷）GG3实际有效载荷（ AB+NL ）时的总质量NL3实际有效载荷（ AB+NL ）HA4底盘后轴荷（包括所有附加质量例如驾驶员、附加油箱，但不含AB 和NL）GG4底盘总质量（包括所有附加质量例如驾驶员、附加油箱，但不含AB 和NL）NLV由轴荷超载引起的有效载荷损失HA 超过允许后轴荷VA 超过允许前轴荷AB上车装置质量EG整车整备质量（载货汽车底盘+AB ）M 附加质量，例如：M1驾驶员 +副驾驶员M2备胎（新、老位置移动时）M3起重机（随车吊） 、起重尾板等LVA前轴荷占总质量的比例（% ）2、本章所用尺寸参数说明（mm ）A 、轴距1A1 、轴距（第一后轴中心线至第二后轴中心线）A 理论理论轴距（只用于3 轴或 4 轴）a1与轴荷比例（驱动轴与支撑轴之比）有关的从理论轴线到驱动轴的距离W 前轴中心线至驾驶室后围的距离W2前轴中心线至上车装置前缘的距离X 货厢或上车装置的长度y均布载荷时最佳质心位置至前轴中心线的距离（AB+NL ）y假设的质心位置至前周中心线的位置y1驾驶员 +副驾驶员位置距前轴中心线位置y2备胎（新、老位置移动的距离）y3起重机（随车吊） 、起重尾板等MHS附加质量的质心高度GHSL整车空载质心高度GHSV整车满载质心高度FHS底盘的质心高度ABHS上车装置的质心高度NLHS允许有效载荷的质心高度2、轴荷计算a) 双后轴 ：a1=A1/2A 理论 =A+a1b) 后支撑轴：a1=NLA2 A1/HAG22A 理论 =A+a1c) 中支撑轴：a1=VLA2 A1/HAG2A 理论 =A+A1 a1示例（一般）对于上车装置比较简单的车辆，例如自卸车、栅栏车或厢式车（未装随车吊、起重栏板等），为实现轴荷的最佳分配，y 值和 y值应相等，否则会减少有效载荷。此外，一定要遵守法规对车辆轴荷分配及限值的规定。示例 1： 4 2 载货车由于安装了一个200L 附加油箱和备胎由中部移到尾部，见图。需要计算：Y NL2HA3VA3HA NLVGG33y=W2+X/2NL2=GG2FABMHA 3=HA1+AB y+M1(y1)M 2 y2+(M 2 y2)+(M 3 y3)+(NL 2 y)/AVA 3=GG2HA 3NL V = HA A/ yHA =HA3 HA2GG3 =GG2NLVVA13260 kgHA11955 kgF5215 kgVA26000 kgHA210000 kgGG216000 kgW2550 kgA4900 kgX=6380mmy3740 mmAB1300 kgy1-210 mmM1150 kgy23550 mmM2100 kgy25230 mmM2100 kgy32600 mmM3200 kg4计算结果：y =550+6380/2=3740 mmNL2=GG216000 kgF5215 kg AB1300 kg M1150 kg M3200 kg9135KgHA3=1955+(1300 3740)+150 ( 210) (100 5230)+(200 2600)+(9135 3740)/4900=1955+39683400 /4900=10054 Kg VA3=16000 10054=5946 Kg HA =10054 10000=54 Kg NLV=54 4900/3740=71 KgGG3=16000 71=15929 Kg示例 2： 4 2 自卸车带前置起重机（随车吊）由于有前置起重机（随车吊）， W2 要计算，起重机支腿宽度及需要的自由空间按起重机型号确定，见图。需要计算：W2yy3NL2HA3VA3HA NLVGG3图 6.1.2W2=W1+KRFy =W2+X/2y3= W1+KRF/2NL2= GG2 F AB M5HA3= HA1+( AB y)+M(y1)+( M3 y3)+( NL2 y)/AVA3= GG2HA3HA =HA3HA2NLV= HA A/ yGG3= GG2NLVVA13165 kgHA11795 kgF4960 kgVA26000 kgHA210000 kgGG216000 kgW2408 kgA3600 kgX=4200 mmKRF500 mmy3008 mmAB1200 kgy1-210 mmM1150 kgy3658 mmM31300 kgW2=408+500=908 mmy =908+4200/2=3008 mmy3=408+500/2=658 mmNL2=GG216000 kgF4960 kgAB1200 kgM1150 kgM31300 kg8390KgHA3=1795+(1200 3008)+150 (210) +(1300 658)+(8390 3008)/3600=1795+29670620/3600=10037KgVA3=1600010037=5963 KgHA =1003710000=37 KgNLV=37 3600/3008=44 KgGG3=1600044=15956 Kg362 (y3)6图yy3NL2HA3VA3GG3LVA(%)A 理论 (计算见本节2)y=W2+X/2y3=A+A1+LNL2= GG2 F AB MHA3=HA1+ （ AB y)+M1( y1) +（ M2 y2) (M2 y2 )+(M3 y3)+ (M4 y4)+(NL2 y)/A理论VA3= GG2 HA3GG3= HA3+ V A3LVA= V A3/ GG3 100示例参数说明：VA13945 kgHA13545 kg7F7490 kgVA26500 kgHA210000 kgNLA26000KgHAG216000 KgGG222000 kgW2620 mmA4400 mmA11315 mmL1795 mmX=7200mma1=493 mmA=4893mmy4220 mmAB1600 kgy1400 mmM1150 kgy26790 mmM2115 kgy22950 mmM2115 kgy37510 mmM3480 kgy4400mmM4230 kgNL2=GG222000 kgF7490 kgAB1600 kgM 1150 kgM 3480 kgM4230Kg12050KgHA3=3545+(1600 4220)+150 (400)(115 6790)+(115 2950)+(480 7510)+(230 400)+(12050 4220)/4893=3545+60798200/4893=15971KgVA3=2200015971=6029 KgGG3=15971+6029=22000 KgLVA=6029/22000 100=27.4%46 4KRF8yy3NL2HA3VA3GG3LVA(%)A(2)y=W2+X/2y3=W2+X+KRF/2NL2= GG2FABMHA3=HA1+ AB y )+M1( y1) M2 y2) + (M2 y2 )+(M3 y3)+ (NL2 y )/AVA3= GG2HA3GG3= HA3+ V A3LVA= V A3/ GG3 100VA14110kgHA14010 kg(1 2)F8120 kgVA26500 kgHA216000 kg9GG222000 kgW2650 mmA4325 mmA11350 mm其它参数说明：X=6400mma1=675 mmA 理论 =5000mmy3760 mmAB1700 kgy1 400 mmM 1150 kgy22950 mmM 2115 kgy26825 mmM 2115 kgy37350 mmM 31800 kg计算结果：NL2=GG222000 kgF8120 kg AB1700 kg M 1150 kg M 31800 kg10230Kgy =560+6400/2=3760mmy3 =560+6400+780/2=7350mmHA3=4010+(1700 3760)+150 ( 400) (115 6825)+(115 2950)+(1800 7350)+(10230 3760)/5000=4010+57581175/5000=15526KgVA3=22000 15526=6474 KgLVA=6474/22000 100=29.4%计算最佳质心在超过设计允许轴荷时，要计算上车装置和有效载荷的最佳质心位置（ y）。为此需要计算后轴负荷（ HA4 ），包括所有的附加质量（ M ），如驾驶员、乘员、起重机（随车吊）、起重尾板、附加油箱和备胎等，但不包括上车装置和有效载荷。HA4=HA1+ （ M1( y1) + （ M2 y2) +(M3 y3)+)/A 或 A 理论y=( HA2 HA4) A 或 A 理论 /（ GG2 GG4 ）GG4=F+M求示例 4 的最佳质心HA4=4010+（ 150（ 400）（ 115 6825）+（ 115 2950）+（ 1800 7350）/5000=4010+12724375/5000=6555Kg注意：如果前轴最大允许承载能力（VA2）为 6500Kg, 则后轴最大允许承载能力（HA2）应是 16000Kg ，代入公式用15500Kg 。该示例中的最大允许总质量（GG2 ）为 22000Kg, 不得超过。GG2 =V A2+ HA2=6500+15500=22000 Kg或VA2+ HA2=6000+16000=22000 Kgy=(15500 6555) 5000/(22000 10070)=44725000/11930=3749mmGG4=8120+150+1800=10070 Kg现将计算出的y 值（ 3749mm ）代入计算HA3 的公式中代替y，则：HA3=4010+ （ 1700 3749） +150 （ 400）（ 115 2950） +（ 115 2950） +（ 1800 7350） +（ 10230 3749） /5000=4010+57449945/5000=15500 Kg第二节质心高度1、整车空载质心高度（GHSL ）GHSL=(F FHS)+ （ AB ABHS ） +(M MHS)/EG10EG=F+ABA+M2、整车满载质心高度（GHSV ）GHSV=(F FHS)+ （ AB ABHS ） +(M MHS)/GG23、质心高度计算（示例2）GHSL=( （ 4960 790）+（1200 1250） +（ 1501700） +（ 1300 1750） )/7610=7948400/7610=1044mmGHSV=(4960 790)+ （ 1200 1250 ） + （ 150 1700 ） + （ 1300 1750 ） + （ 8390 1550 ） )/16000=20952900/16000=1310mm第三节、质量利用系数（f ）f=NL2/EG第四节、动力参数计算1、最高车速（ Vmax ）Vmax=K MotRdyn/iges2、爬坡度（ ） =arcsin(U/m g fr爬坡度近似公式：适用于发动机最大扭矩转速时，车速为40Km/h 、坡度小于80% 的情况！以（ % ）表示坡度：（ % ） =tan 100U=MMot.max iges ges/Rstat第五节取力器的功率和扭矩1、发动机全功率取力PNA=PMot NAMNA= MMot NA iNAnNA=nMot iNA2、变速器取力PNA=PMot G NAMNA=PNA9552/nNAPNA= MNA nNA /9552nNA=nMot iG iNAMNA= MMot G NA iG iNA3、分动器取力PNA=PMot VG G NAMNA= MMot VG G iG iNA11nNA=nMot/ iNA iG iVG第六节汽车比功率GP=PMot/GG2第七节电涡流缓速器的制动力矩电涡流缓速器的制动强度（ Z ）必须为排气制动的 2 至 2.5 倍，排气制动的制动强度为 0.05。 MB=Z Rstat GG2 9.81 HA/iHA在第三节至第七节中，计算汽车质量利用系数、比功率、电涡流缓速器的制动力矩、最高车速、爬坡度以及取力器的功率和扭矩使用的概念和缩写：f有效载荷系数GP汽车单位功率质量(Kg/kW)MB电涡流缓速器的制动力矩(Nm)Vmax最高车速(km/h)爬坡度PNA取力器功率(kW)MNA取力器扭矩(Nm)nNA取力器转速(1/min)PMot发动机功率(kW)MMot发动机扭矩(Nm)nMot发动机转速(1/min)EG汽车自身重量（整备质量？）(Kg)GG2汽车允许最大总质量(Kg)NL2允许最大有效载荷(Kg)iG变速器速比iVG分动器速比iHA后轴速比iges总速比 =iG iVG iH A G变速器传动效率0.98 VG分动器传动效率0.96 HA后轴传动效率0.95 4 2、 620.9044、 6 40.8566 ges总传动效率0.9042、620.8544、 6 40.8066Rstat轮胎静力半径(m)Rdyn轮胎动力半径(m)K常数 K= 3.6/30=0.3769Z汽车制动强度U切向力（ N ）fr滚动阻力系数 (0.01)m汽车总质量？汽车允许最大总质量(Kg)g重力加速度 (9.81m/sec2)iNA取力器速比 NA取力器传动效率0.950.9812