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1、全套设计（图纸）加扣扣 194535455摘 要近年来，在国家节能减排政策的大力推行下，汽车排放标准不断升级，使众多汽车研发人员将焦点聚集在整车动力传动系统的匹配工作上，以提高整车动力性、燃油经济性和排放性。本课题根据该载货车的设计要求，确定了整车的基本尺寸和性能参数；对整车的动力传动装置参数进行匹配设计，并利用Excel软件对不同传动方案下整车的动力性和经济性进行计算分析，确定了最佳动力传动系统匹配方案；然后对该车底盘上的其他部件进行设计，最终完成了整车总布置的设计。本课题对该轻型货车的前期开发提供一定的设计参考。关键词：动力传动系统；匹配分析；动力性；燃油经济性；汽车总布置 Abstrac
2、tIn recent years, with the polices of energy-saving and emission-reduction largely carried out by the government, the emission standards of vehicle have been upgrading. This makes many engineers focus on matching working of vehicle powertrain system to improving the vehicle emission ,fuel economy an
3、d emission. Based on the design requirements of trucks, this paper have worked out the basic dimensions and parameters of performance and have matching designed the parameters of vehicle powertrain device . And use the software of Excel to calculate and analyze the vehicle power and fuel economy wit
4、h different transmission schemes . The matching schemes of optimum powertrain system were worked out. Then the other components on the car chassis were designed, finally the vehicle general arrangement were carried out. This paper provides some design reference to the early development of the light
5、trucks.Key words: power transmission systems;match analysis;dynamic performance;the fuel economy;the automobile general layout目 录第一章 绪 论11.1 研究背景11.2 国内外现状11.3 课题研究的主要内容3第二章 汽车主要参数的确定42.1 汽车形式的选择42.1.1 轴数的选择42.1.2 驱动形式的选择42.1.3 布置形式42.2 汽车参数的选择52.2.1 汽车主要尺寸参数52.2.2 汽车主要性能参数62.2.3 汽车其他相关参数82.3 本章小结9第
6、三章 动力装置参数的选择103.1 发动机的选择103.1.1 发动机最大功率Pemax和相应转速np103.1.2 发动机最大转矩Temax 及相应的转速 nT113.1.3 初定发动机123.2 传动比的计算与选择123.2.1 最小传动比133.2.2 最大传动比143.2.3 初定传动方案153.3 本章小结15第四章 整车性能计算与动力传动系统方案匹配分析164.1 动力性计算164.1.1 驱动力计算174.1.2 动力因数计算184.1.3 爬坡度的计算194.1.4 加速度倒数的计算214.2 经济性计算224.3 传动方案234.4 本章小结25第五章 传动系统其他部件的参数
7、设计265.1 变速器中心距265.2 离合器的设计265.2.1 离合器转矩能力计算265.2.2 离合器后备系数值的确定275.2.3 摩擦片外径D和内径d的确定285.2.4 离合器单位面积压力校核295.2.5 离合器基本参数的约束条件295.3 传动轴的设计及校核305.3.1 传动轴总成设计的输入参数305.3.2 传动轴的相关计算315.3.3 传动轴的校核325.4 后桥额定功率的确定345.5 本章小结34第六章 整车总布置图35第七章 总结与展望387.1 总 结387.2 展 望38致 谢39参考文献40第一章 绪 论1.1 研究背景 人类进入 21 世纪以来，正面临着越
8、来越多的机遇和挑战。然而能源和环境成为当今世界各国关注的焦点。近几年，能源对人们正在进行的生产生活产生了极大的影响，世界各国积极地采取措施来应对可能出现的能源危机。人类活动导致的温室效应对气候的影响逐年明显。据专家预测，温室效应将使全球的灾害性天气越来越频繁，并且恶化人类的生存环境。汽车作为当今世界最普遍的交通工具之一，给人们带来便利的同时，也对能源和环境的产生了极为恶劣的影响。因此，需要采取各种措施，降低汽车对能源的消耗和对环境造成的污染。目前在这方面的改善，主要提出以下措施：提高汽车行驶效率，提高发动机性能，开发新型动力，优化匹配动力传动系统。然而，合理匹配动力传动系统是一个较易实行的途径
9、。汽车的动力性和燃油经济性的好坏主要取决于发动机性能和传动系重要参数的选择及汽车动力传动系统匹配的合理程度。 1.2 国内外现状 总质量为1.8-6t的货物运输汽车称为轻型载货汽车，其中主要有轻型载货汽车、皮卡、以及目前中国依然存在的四轮农用运输车1。这种车型主要承担城乡间中短途运输，市场需求量比较大。轻型载货汽车行业伴随着中国国民经济快速发展也取得了巨大的发展。目前,我国的轻型载货货车还是将石油作为燃料，改善轻型载货汽车的燃油经济性和排放性,主要表现在保证一定动力性的要求下使燃油经济性和排放性达到最优。轻型载货车的动力性、燃油经济性的好坏很大程度上取决于动力传动系统的型式及基本参数的选择,也
10、就是取决于轻型货车的发动机、变速器和驱动桥等部件之间的匹配。然而,由于在轻型货车研制过程中往往存在规模生产高度专业化的分工协作的情况,即发动机研发部门着重倾向于改善发动机的工作过程中的性能,从而达到减少燃油消耗的目的；同样的底盘研制部门着重于提高传动过程中的效率,减小行驶阻力等。这些工作对节能减排都很重要的,但是如果不把发动机和底盘视为一个综合的整体进行适当的匹配,那么任何一个单一部件的性能改进很可能由于另一部件的不当匹配而导致整车性能达不到预期的改进。多数国产发动机的使用工况是远离理想工作区域的,不能实现动力传动系统的最佳性能匹配,因此,合理的匹配轻型货车动力系统对提高轻型载货货车的运输效率
11、,降低燃油消耗和减少尾气排放有较大的潜力。国外早在六七十年代初期就开始对传统燃油汽车的动力性、燃油经济性的计算进行模拟程序的研究。美国通用汽车公司在1972年首先研究开发了汽车动力性与经济性的通用性预测程序 GPSIM2，该程序通过模拟汽车在不同行驶工况下的油耗、行驶时间和行驶距离，然后预测汽车设计的相关参数，如质量、传动系比等的变化对性能产生的影响。迄今为止，国外很多汽车公司都有自己开发的性能模拟程序，如康明斯公司开发的 VMS，福特公司的 TOEFP，美国交通部研发的 VEHSIM，日产汽车公司研发的 CSVFEP和德国奔驰汽车公司开发的 TRASCO 等34。这些程序在样车试制前就能准确
12、地对汽车动力性和燃料经济性进行预测，然后再根据几种不同传动速比的改变使整车性能发生变化，通过找到这种变化之间关系，找到与所选发动机合理匹配的传动系统。汽车的动力性和经济性模拟程序的研究工作在我国起步比较晚。中国的一些科研单位以及高校直到八十年代后才开始开展一些相关工作，如由长春汽车研究所发表的汽车燃料经济性、动力性模拟程序及动力系统合理匹配的研究、吉林工业大学的载货汽车燃料经济性的计算机模拟、清华大学的动力性、燃料经济性的计算机模拟程序和西安公路交通大学的汽车动力性、燃油经济性模拟与主减速器速比优化的研究等，这些研究都取得了一定的成果5。目前,改进传统内燃机汽车的排放性和燃油经济性主要采取以下
13、措施6:(l)提高行驶效率:改进车身的形状和轮胎的构造从而减少行驶阻力；采用新型的材料,使部件和附属器等实现轻型化；采用自动或电控换挡装置,减轻轴承与齿轮间的摩擦损失,提高传动过程中的效率；对结构件进行轻量化设计优化,使各总成的部件尽量实现轻量化、布置紧凑；(2)对发动机进行改进:改进发动机燃烧过程中的热效率来减少冷却损失；使用阀定时器、改变排气量等进而改善发动机负荷特性；通过降低运转部件之间的摩擦损失和驱动辅机的损失来实现机械传动效率的提升；使用汽油电控燃料供给系统和柴油高压共轨燃料供给系统等新技术使发动机工作实现最优化；(3)开发新型动力发动机:采用混合动力驱动系统；用液化燃料替代石油,减
14、轻对石油资源的依赖程度从而降低石油进口的压力；(4)优化动力系统匹配:合理的选择发动机型号、动力传动装置的型式和动力传动装置的相关参数,发动机选型主要包括发动机类型的选择、发动机使用外特性以及发动机排量的选择,动力传动装置的型式和相关参数的选择主要有变速器的类型、变速器速比的范围以及档位数、液力变矩器、外形尺寸、驱动桥的类型和速比。其中,优化匹配汽车动力传动系统是在汽车设计中保证动力性的前提下降低汽车的燃油消耗及排放所采取的最有效措施。计算机科技领域的不断发展和数值算法的不断改进为优化匹配汽车的动力传动系统提供了有效的工具。国内各大汽车公司主要采用AVL公司开发的Cruise软件，该软件针对汽
15、车的动力性、燃油经济性和制动性能进行仿真分析。Cruise软件主要用于汽车研发过程中动力传动系统的匹配、汽车性能预测和整车的仿真计算，另外还可以进行对发动机、变速器、轮胎的规格选型以及这些部件与整车的匹配优化。经过大量的仿真和实际测试结果的对比,该软件的仿真准确性较高7。 1.3 课题研究的主要内容 近年来，随着货运市场的逐渐扩大，人们对货运工具之一载货车的需求也越来越多样化。部分用户希望载货车的动力性好，运输速度高，节约时间；部分用户希望载货车省油，节约运输成本。本次毕业设计的主要任务是根据市场需求开发出一辆装载量为2t的轻型载货汽车。根据公司现提供的发动机、变速器、主减速器进行匹配，使整车在保证动力性的前提下，获得良好的燃油经济性。下面对本课题的研究内容进行简介：（1） 根据载货车的要求，首先确定该车的外形主要尺寸、驱动形式、性能参数
