汽车设计-汽车形式的选择

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1、本資自網絡僅供考使用，有涉及版權請信告知刪除處本資自網絡僅供考使用，有涉及版權請信告知刪除處 汽车形式的选择 汽车形式的选择 不同形式的汽车，主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上有区别。 一、轴数 汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力。 我国公路标准规定，对于四级公路及桥梁，单轴最大允许轴载质量为 10t，双连轴最大允许轴载质量为 18t(每轴 9t)。根据公路对汽车轴载质量的限制、所设计汽车的总质量、轮胎的负荷能力以及使用条件等， 可以确定汽车的轴数。 因为双轴汽车结构简单、 制造成本低，故总质量小于 19

2、t 的公路运输车辆广泛采用这种方案。 总质量在 1926t 的公路运输车采用三轴形式，总质量更大的汽车用四轴和四轴以上的形式。 因为轿车总质量较小，均采用两轴形式。不在公路上行驶的汽车，轴荷不受道路桥梁限制，如矿用自卸车等多数采用两轴形式。 二、驱动形式 汽车驱动形式有 42、44、62、64、66、84、88 等，其中前一位数字表示汽车车轮总数，后一位数字表示驱动轮数。采用 42 驱动形式的汽车结构简单、制造成本低，多用于轿车和总质量小些的公路用车辆上。总质量在 1926t 的公路用汽车，采用 62 或 64 的驱动形式。为了提高越野汽车的通过性，应采用全轮驱动形式。 三、布置形式 汽车的布

3、置形式是指发动机、 驱动桥和车身(或驾驶室)的相互关系和布置特点而言。 汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数以外， 汽车的布置形式对使用性能也有重要影响。 1轿车的布置形式 轿车的布置形式主要有发动机前置前轮驱动、 发动机前置后轮驱动、 发动机后置后轮驱动三种，见图 1-3，少数轿车采用发动机前置全轮驱动。 (1)发动机前置前轮驱动 发动机前置前驱动时， 可以纵置或者前置， 也可以布置在轴距外、轴距内或前桥上方。这种布置形式目前在中级及其以下级别轿车上得到广泛应用，主要是因为有下述优点： 与后轮驱动汽车比较，前轮驱动汽车的前桥轴荷大，有明显的不足转向性能；因为前轮是驱动轮，所以越过障碍

4、的能力高；主减速器与变速器装在一个壳体内，因而动力总成结构紧凑；因为没有传动轴，车内地板凸包高度可以降低(此时地板凸包仅用来容纳排气管)，有利于提高乘坐舒适性；当发动机布置在轴距外时，汽车的轴距可以缩短，因而有利于提高汽车的机动性；汽车散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机得到足够的冷却；行李箱布置在汽车后部， 故有足够大的行李箱空间； 容易改装为客货两用车或救护车； 供暖机构简单，且因管路短所以供暖效率高；因为发动机、离合器、变速器与驾驶员位置近，所以操纵机构简单；发动机可以来用纵置或横置方案，特别是采用横置发动机时，能缩短汽车的总长，加上取消了传动轴等因素的影响， 汽车消耗的材料明显减少

5、， 使整各质量减轻； 发动机横置时，原主减速器的锥齿轮用圆柱齿轮取代， 降低了制造难度， 同时在装配和使用时也不必进行齿轮调整工作，此时变速器和主减速器可以使用同一种润滑油。 发动机前置前轮驱动轿车的主要缺点是： 前轮驱动并转向需要采用等速万向节，其结构和制造工艺均复杂；前桥负荷较后轴重，并且前轮又是转向轮，故前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；上坡行驶时因驱动轮上附着力减少，汽车爬坡能力降低；一旦发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。目前我国生产的 Audil00、Santana2000、Jetta、CA7220、Bulck、Passat、Accord、富康、英格尔(南汽)、夏利等

6、轿车，均采用发动机前置前轮驱动的布置形式。 (2) 发动机前置后轮驱动 发动机前置后轮驱动轿车有如下主要优点：轴荷分配合理，因而有利于提高轮胎的使用寿命；前轮不驱动，因而不需要采用等速万向节，并有利于减少制造成本；操纵机构简单；采暖机构简单，且管路短供暖效率高；发动机冷却条件好；上坡行驶时，因驱动轮上的附着力增大，故爬坡能力强；改装为客货两用车或救护车比较容易；有足够大的行李箱空间；因变速器与主减速器分开，故拆装、维修容易。 发动机前置后轮驱动轿车的主要缺点是： 因为车身地板下有传动轴， 地板上有凸起的通道， 并使后排座椅中部座垫的厚度减薄， 影响了乘坐舒适性； 汽车正面与其它物体发生碰撞，易

7、导致发动机进入客厢， 会使前排乘员受到严重伤害； 汽车的总长较长， 整车整备质量增大，同时影响到汽车的燃油经济性和动力性。 发动机前置后轮驱动轿车因客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳，故在中高级和高级轿车上得到应用。 (3)发动机后置后轮驱动 对于发动机后置后轮驱动轿车， 除去动力总成， 包括发动机、离合器、 变速器和主减速器布置成一体， 使结构紧凑以外， 还有下述优点： 因为发动机后置，汽车前部高度有条件降低，改善了驾驶员视野；整车整备质量小；没有传动轴，而且排气管不必从前部向后延伸， 故客厢内地板比较平整， 只需用较低的凸包高度来容纳操纵机构的杆件和加强地板刚度， 这就改善了后排座椅中间座位

8、乘员的出入条件； 乘客座椅能够布置在舒适区内；在坡道上行驶时，由于驱动轮上附着力增加，爬坡能力提高；发动机布置在轴距外时，汽车轴距短，机动性能好。 发动机后置后轮驱动轿车的主要缺点是：后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向；前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵稳定性；行李箱在前部，受转向轮转向占据一定空间和改善驾驶员视野影响，行李箱空间不够大；因动力总成在后部，距驾驶员较远，所以操纵机构复杂；受发动机高度影响，改装为客货两用车或救护车困难。 因上述缺点，发动机后置后轮驱动轿车几乎已不采用。 2货车布置形式 按驾驶室与发动机相对位置的不同，货车有长头式、短头式、平头式和偏置式。长头式的特点

9、是发动机位于驾驶室前部， 当发动机有少部分位于驾驶室内时称为短头式， 发动机位于驾驶室内时称为平头式，驾驶室偏置在发动机旁的货车称为偏置式。 布置形式为平头式的货车，其主要优点如下： 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，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员的视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车面积利用率高。 平头式货车的主要缺点有：前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；因为驾驶室有翻转机构和锁住机构，使机构复杂；进、出驾驶室不如长头式货车方便；离合器、变速器等操纵机构复杂；驾驶室内受热及振动均比较大；汽车正面与

10、其它物体发生碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。 平头式货车的发动机可以布置在座椅下后部， 此时中间座椅处没有很高的凸起， 可以布置三人座椅， 故得到广泛应用。 发动机布置在驾驶员和副驾驶员座椅中间形成凸起隔断的布置方案仅在早期的平头车上得到应用。 平头式货车在各种级别的货车上得到广泛应用。 长头式货车的主要优缺点与平头式货车的优缺点相反， 而短头式介于两者之间， 但更趋于与长头式优缺点相近。长头式货车的前轮相对车头的位置有三种：靠前、居中、靠后。前轮靠前时因轴荷分配不合理，已不采用；前轮靠后时，轮罩凸包会影响驾驶员的操作空间；前轮居中时外形美观、布置

11、匀称，故得到广泛应用。 偏置式驾驶室的货车主要用于重型矿用自卸车上。 它具有平头式货车的一些优点， 如轴距短、视野良好等，此外还具有驾驶室通风条件好、维修发动机方便等优点。 货车按照发动机位置不同，可分为发动机前置、中置和后置三种布置形式。其中发动机前置后桥驱动货车得到广泛应用。 它与其它两种布置形式比较有如下主要优点： 维修发动机方便；离合器、变速器等操纵机构简单；货箱地板高度低；可以采用直列发动机、V 型发动机或卧式发动机；发现发动机故障容易。 发动机前置后桥驱动的货车有下述主要缺点： 如果采用平头式驾驶室， 而且发动机布置在前轴之上，处于两侧座位之间时，驾驶室内部拥挤，隔热、隔振、密封和

12、降低噪声问题难以解决；如果采用长头式驾驶室，为保证具有良好的视野，驾驶员座椅须布置高些，这又影响整车和质心高度，同时增加了整车长度。 采用卧式发动机，且布置在货箱下方的后桥驱动货车，因发动机通用性不好，需特殊设计，维修不便；油门、离合器、变速器等操纵机构因距驾驶员远，导致机构复杂；发动机距地面近，容易被车轮带动起来的泥土弄脏；受发动机位置影响，货箱地板高度高。目前这种布置形式的货车已不采用。 发动机后置后轮驱动货车是由发动机后置后轮驱动的轿车变型而来， 所以极少采用。 这种形式的货车后桥超载； 操纵机构复杂； 发现发动机故障和维修发动机都困难以及发动机容易被泥土弄脏等是它的主要缺点。 3大客车

13、的布置形式 根据发动机的位置不同，大客车有下列布置形式：发动机前置后桥驱动，见图 l-4a；发动机中置后桥驱动，见图 1-4b；发动机后置后桥驱动，见图 l-4c。 发动机前置时，可布置在轴距外或布置在前轴上方。发动机后置时，可以纵置或横置在汽车后部，见图 l-4d。 (1)发动机前置后桥驱动 大客车采用发动机前置后桥驱动布置方案的优点是：动力总成操纵机构结构简单；散热器位于汽车前部，冷却效果好；冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发动机的保温条件；发动机出现故障时驾驶员容易发现。 此方案的主要缺点有：发动机凸起在地板表面上部，因而车厢面积利用不好，并且布置座椅时会受到发动机的限制；由于传动

14、轴从地板下面通过，致使地板平面离地面较高，乘客上、下车不方便；传动轴长度长；发动机的噪声、气味和热量易于传人车厢内；隔绝发动机振动困难，影响乘坐舒适性；检查发动机故障必须在驾驶室内进行，降低了检修工作的舒适性；如果乘客门布置在轴距内，使车身刚度削弱；若采用前开门布置，虽然可以改善车身刚度，但会使前悬加长，同时可能使前轴超载。 (2)发动机后置后桥驱动 这种布置方案的主要优点是：能较好地隔绝发动机的噪声、气味、 热量； 检修发动机方便； 轴荷分配合理； 同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大，能改善车厢后部的乘坐舒适性；当发动机横置时，车厢面积利用较好，并且布置座椅受发动机影响较少； 作为城市间

15、客车使用时， 能够在地板下部和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱。作为市内用客车不需要行李箱，则可以降低地板高度；传动轴长度短。 此方案的主要缺点是：发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成操纵机构复杂；驾驶员不容易发现发动机故障。 (3)发动机中置后桥驱动 此方案的主要优点是：轴荷分配合理；传动轴的长度短；车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受发动机的限制；乘客车门能布置在前轴之前等。 此方案存在的缺点是：发动机必须用水平对置式的，且布置在地板下部，给检修发动机带来困难； 驾驶员不容易发现发动机故障； 发动机在热带的冷却条件和在寒带的保温条件均不好；发动机的噪声、气味、热量和振动均能传人车厢；动力总成操纵机构复杂；受发动机影响，地板平面距地面较高；在土路上行驶发动机极易被泥土弄脏。 发动机前置后桥驱动的大客车， 常在货车底盘基础上改装而成； 发动机后置后桥驱动大客车优点明显。目前，这两种布置形式的大客车得到广泛应用。