专用汽车设计常用计算公式汇集.docx

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1、第一章专用汽车的总体设计1总布置参数的确定1.1专用汽车的外廓尺寸（总长、总宽和总高）1. 1. 1 长载货汽车W 12m 半挂汽车列车W16. 5m1.1.2宽W2.5m （不含后视镜、侧位灯、示廓灯、转向指示灯、可折卸装 饰线条、挠性挡泥板、折叠式踏板、防滑链以及轮胎及地面接触部分 的变形等）1. 1.3高W4m （汽车处于空载状态，顶窗、换气装置等处于关闭状态）1. 1. 4车外后视镜单侧外伸量不得超出汽车或挂车最大宽度处250mm1.1. 5汽车的顶窗、换气装置等处于开启状态时不得超出车高30Omm1.2. 用汽车的轴距和轮距1.3. 1轴距轴距是影响专用汽车基本性能的主要尺寸参数。轴

2、距的长短除影响汽车 的总长外，还影响汽车的轴荷分配、装载量、装载面积或容积、最小转弯半 径、纵向通过半径等，止匕外，还影响汽车的操纵性和稳定性等。1. 2. 2轮距轮距除影响汽车总宽外，还影响汽车的总重、机动性和横向稳定性。1.3专用汽车的轴载质量及其分配专用汽车的轴载质量是根据公路运输车辆的法规限值和轮胎负荷能力确定的。1. 3.1各类专用汽车轴载质量限值（JT701-88公路工程技术标准）汽车最大总质量（kg）10000150002000030000前轴轴载质量（kg）3000500070006000后轴轴载质量（kg）70001000013000240001.3.2基本计算公式A已知条件

3、a）底盘整备质量Gib）底盘前轴负荷gc）底盘后轴负荷Zld）上装部分质心位置L2e）上装部分质量G2f）整车装载质量G3 （含驾驶室乘员）g）装载货物质心位置L3 （水平质心位置）h）轴星巨/I+4）B上装部分轴荷分配计算（力矩方程式）例图1g2 （前轴负荷） （例图1） =G2 （上装部分质量）XL2 （质心位置）g2 （前轴.荷）G2（上装部分质量XZ上装部分质心位置）/ + -Z12 1则后轴负荷Z? =G2-g?C载质量轴荷分配计算g3 （前轴负荷）X=G3XL3 （载质量水平质心位置）g3 （载质量前轴负荷）=G3（整车装载质量）义%（装载货物水平质心位置 / + 口则后轴负Z3

4、=63-&D空车轴荷分配计算g空（前轴负荷）=gl （底盘前轴负荷）+g2 （上装部分前轴轴荷）Z空（后轴负荷）=Zi （底盘后轴负荷）+Z2 （上装部分后轴轴荷）G空（整车整备质量）=g空+ Z空E满车轴荷分配计算g满（前轴负荷）=g 空+g3Z满（后轴负荷）=Z 3G满（满载总质量）=g满+Z满1.4专用汽车的质心位置计算专用汽车的质心位置影响整车的轴荷分配、行驶稳定性和操纵性等，在总体设计时必须要慎重全面考虑计算或验算，特别是质心高度是愈低愈 好。1 . 4.1水平质心位置计算（力矩方程式）A已知条件a）底盘轴距/4+Ob）整车整备质量G空及满载总质量G满c）空载前轴质量g空及后轴轴载质

5、量Z空d）满载前轴质量g满及后轴轴载质量Z满B空载整车水平质心位置计算（力矩方程式）L空二g空X /（或/ +1 / 2G（或/ + G 心至后桥中心水平星西）G空C满载水平质心位置计算L满（至后桥水平距离）=g满X”或/ + 12J（或/ + GG满2 .4.2垂直质心高度位置计算A已知条件a）整车各总成的质量为gib）整车各总成的质心至地面的距离为YiB整车质心高度hg一专用车总质量 GaC空载整车质心高度计算L _ .空（空载时各总成质量X %空（空载时各总成质心高度Il c 空-G,空（整车整备质量D满载整车质心高度计算h=g,满（满载时各总成质量X%满（满载时各总成质心高度g满一G满

6、（整车满载总质一2专用汽车行驶稳定性计算2.1 专用汽车横向稳定性计算A已知条件a）专用汽车轮距Bb）专用汽车空载质心高度hg空c）专用汽车满载质心高度hg满d）专用汽车行驶路面附着系数 （一般取 = 0.7-0. 8）保证汽车行驶不发生侧翻的条件：，9（回-专用汽车质心高腐 2hgC保证空车行驶不发生侧翻的条件：D保证满载行驶不发生侧翻的条件：2.2 专用汽车纵向稳定性计算A已知条件a）专用汽车质心到后轴中心距离Lb）专用汽车质心高度hgc）专用汽车行驶路面附着系数 （一般取二0.78）B计算公式保证汽车行驶不发生纵翻的条件：C保证空车行驶不发生纵翻的条件：D保证满载行驶不发生纵翻的条件：3

7、专用汽车有关限值标准及计算3.1 载质量利用系数计算A栏板类载货汽车及自卸汽车限值标准GB/T15089 总质量 M（千克）N1N2N3M3500350012000整车整备质量m （千克）m1100m1100m3500m3500载质量利用系数0. 650. 750. 851自卸车 （纵向） 0. 55自卸车（纵向）0. 65自卸车 （纵向） 0. 75B载质量利用系数计算公式载质量利用系数二（千克最大允许装载质量含额定乘员质量整车整备质量千克）3.2 货厢栏板高度计算栏板式载货汽车、栏板式半挂车和栏板式全挂车的货厢栏板高度大于0.6米时，高度限值应按下列公式计算（式中取煤的比容900千克/立方

8、米）化痈/垢吉l （小、最大设计装载质量含额定乘员质量）（千克）八贝厢柜板回度（米）-900货厢内部长鹿米）货厢内部宽鹿米）+03.3 罐式汽车的总容量限值应按下列公式计算（式中取汽油的密度为700千克/立方米）总容量（立方米）最大设计装载质量含额定乘员质量（千克）700（千克/立方米）3. 4半挂车的允许最大总质量、最大装载质量和整备质量应符合GB6420的规定:序号轴数基本系列基本型（t）液罐车系列（t）粉罐车系列（t）总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量总质量装载质量整备质量1二轴40301040402三轴5340135353注：液罐车及粉罐车的最大允许装载质量=总质量一整备质量

9、4专用汽车主要性能参数选择及计算4. 1专用汽车在平路行驶时发动机功率计算公式（发动机功率一般为选定 值）Plmax = 2.72 GaXmax f 金&匕max kW 76140%式中：Ga专用汽车总质量（t） 传动系机械效率（0.850.9）f滚动阻力系数（0.02-0.03）Cd空气阻力系数（0. 8-1.0）Ad 汽车正面投影面积二BdHd （BD前轮距、HD汽车总高）m2Pta 发动机最大功率（kw）Vamax汽车最高车速（km/h）4.2 专用汽车比功率标准GB7258标准要求专用汽车比功率三4.8kwt4.3 专用汽车发动机最大扭矩计算（一般为选定值）Mimax = 9549PI

10、nIaXKp N m式中：Mlmax二发动机最大扭矩（Nm）（一般为选定值）Pimax =发动机最大功率（KW）（一般为选定值）K二发动机扭矩适应性系数，柴油机为1. 05-1. 25np二最大功率时的转速（1.42. 0） nra （时最大扭矩时的转速）K =叵（发动机扭矩适应性系数MP式中：Mp =9549A（Na）（发动机最大功率时输雌矩） nP4.4 发动机输出转矩计算公式r Mi = an2+b + cM - MI Ml = Mzmax - -zmax ； nm -nl）Nm）（勺%Z）式中：M1 发动机输出转矩（Nm）1发动机输出转速（rmin）Mlmax 发动机最大输出转距（Nm

11、）Mp 发动机最大输出功率时的输出转矩（N m）np 发动机最大输出功率时的曲轴转速（rmin）nm发动机最大输出转矩时的曲轴转速（rmin）b=c-M（MImaX -Mp）n；CM ia： Q（乙一叫）4.5 专用汽车运动平衡方程式Ft = Ff + Fi +Fw+FjN式中：Ft汽车驱动力（作用在汽车驱动轮上的圆周力）NFf滚动阻力（N）F1 坡道阻力（N）Fw空气阻力（N）Fj加速阻力（N）Ft =式中：rd 驱动轮动力半径(m)ig 变速器的传动比io主减速比 传动系的机械效率(0.750.9) 发动机外特性修正系数(0.750.85)4. 5.2汽车滚动阻力计算公式Ff = magf

12、cos a (N) (g 重力加速度 9. 81ms2)式中：ma 专用汽车(或汽车列车)总质量(kg)道路坡度角f 滚动阻力系数(f = f0 + kva) (50kmhVa100kmh)(一般 取 f = 0.010-0. 020)4. 5.3专用汽车坡道阻力计算公式Fi = magsin Q (N)4. 5.4专用汽车空气阻力计算公式Fw = CDADVa2 (N)式中：Ad 专用汽车的迎风面积(m2) (AD可按AD=BDHD估算，B。一轮距，HD汽车高度m)Cd 空气阻力系数N h2/ (km2 m2),(专用汽车Cd=0. 03858-0.06944),半挂车的空气阻力系数增加10

13、%4.5.5加速阻力计算公式Fj = maj (N)式中：专用汽车旋转质量换算系数J 专用汽车加速度(ms2)的计算公式为： =式中：L 车轮的转动惯量(kg2)If 飞轮的转动惯量(kg m2)r 车轮滚动半径(m)也可以按经验公式估算 5 值=1+ (0. 04-0. 06) i02ig2+ (0. 008-0.013) =k 滚动阻力比例系数(0. 000148-0. 00023)4.5.6专用汽车直线行驶时的运动微分方程式Smaj = AVa2+BVaC+ C2 (fcos +sin Q )式中：A =B =Ci =C 2= mag4.6专用汽车动力性参数计算4. 6. 1专用汽车最高车速(km/h)计算公式V_ 一(B + kC?) - D,Vaa IkmIU)IA式中：D =(B + C2)2-4A(C1+J0C2)4.6.2 专用汽车最大爬坡度计算公式：imax (专用汽车最大爬坡度%)二tg max式中：QInaX= arc s inE-ff22 + 2arcsin(E - 0 yl + E4.6.3 加速度计算公式专用汽车最大加速度jmax (ms2)计算公式:4.6.4 专用汽车加速时间计算公式(t加速时间h)t 二产O.7716xlT瓯可ak2+bk+c1 + c2