乘用车总体设计计算参数.docx
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乘用车总体设计计算参数
汽车总体设计、计算参数
一、外形尺寸参数
1、轴距L
2、前后轮距B1与B2
3、汽车的外廓尺寸
总长、总宽、总高
GB1589-79
4、汽车的前悬Lf和后悬Lr
由总布置最后确定（保证足够的接近角和离去角）
（前悬处要布置发动机、水箱、弹簧前支架、保险杠、转向器等）
二、质量参数
1、汽车的装载量nic
轿车是指载客量，即座位数。
2、汽车的整备质量m。
总体设计初，可对同类型同级别且结构相似的样车及部件的质量进行测定分析，并以此为基础初步估算出新设计车个部件的质量及整车整备质量。
（亦可按照人均汽车整备质量的统计值来估算（人均整备质量/t））
普通轿车
0.18-0.24
中级轿车
0.21-0.29
中高级轿车
0.29-0.34
3、汽车的总质量nia
整备质量、载客量、行李质量me、附加设备mF
（每人按65kg计，行李质量（轿车）每人5〜10kg）
4、轴荷分配
它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大影响。
轴荷分配对前后轮胎的磨损有直接影响。
三、主要性能参数
1、汽车动力性参数
汽车的动力性参数主要有直接档和I档最人动力因数、最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩等。
1）直接档最大动力因数Domax
2）I档最大动力因数Dig
D】论直接影响汽车的最人爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的
加速能力。
它主要取决于所要求的最人爬坡度和附着条件。
3）最高车速Vamax
以汽车行驶的功率平衡来确定。
GB/T12544-90汽车最高车速试验方法
4）汽车的比功率和比转矩
这两个参数分别表示发动机最人功率和最人转矩与汽车总质量之比。
5）加速时间
“0—lOOknrh”或“0—80kiMh”的换档加速时间。
GB/T12543-90汽车加速性能试验方法
表一常见轿车的动力性參数范围
发动机排量
直接档最人动力因数
Domax
I档最人动力因数Dimax
最高车速
VamaX
/kin/h
比功率（Pe/nia）/kw.r1
比转矩
（T/nia）
/N.m.t'1
中级轿车
1・6〜2.5
0.11-0.13
O.3O-O.5O
160〜200
43-68
90-110
中高级轿车
2.5〜4.0
0.13-0.15
O.3O-O.5O
180-220
50-72
95-125
表二动力性计算需要的数据
发动机使用外特性的Tq-n曲线的拟和公式以及发动机最低转速11皿和最高转速11心
装载质量（乘客数）
整车整备质量
总质量
车轮（滚动）半径
传动系机械效率
滚动阻力系数f
空气阻力系数X迎风面积cda
主减速器传动比/0
飞轮转动惯量If
二前轮转动惯量Iwl
二后轮转动惯量Iw2
轴距L
质心至前轴距离（满载、空载）a
质心高（满载、空载）h,.
变速器传动比（各档）is
计算目标〈结果）：
绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图、确定最高车速、绘制汽车爬坡度图（附着率曲线）、确定最人爬坡度（克服该坡度时相应的驱动轮的附着率）、绘制汽车行驶加速度倒数曲线、绘制汽车I档起步加速至lOOkinh的车速-时间曲线、求解汽车行驶起步到lOOkiwh的加速时间，绘制汽车动力特性图、确定直接档和I档最大动力因数。
汽车功率平衡图、后备功率图。
2、燃料经济性参数
“百公里最低燃料消耗量”
计算需要的数据：
发动机万有特性图
汽车功率平衡图
计算目标（结果）：
等速行驶工况燃油消耗量、等加速行驶工况燃油消耗量、等减速行驶工况燃油消耗量、怠速停车时的燃油消耗量、整个循环工况的百公里燃油消耗量。
3、机动性参数
最小转弯半径Rmm，与汽车轴距、轮距及转向车轮的最人转角有关。
（可通过计算方法得到）
表三常见轿车的最小转弯半径
级别
Rmm（m）
轿车
中级
5.0-6.5
中高级
5.0〜7.0
4、操纵稳定性参数
1）转向特性参数
需要得到不足转向特性，即前后轴侧偏角之差（①-①）为正。
通常用汽车以0.4g的向心加速度坐定圆等速行驶时前后轴的侧偏角之差（可-①）作为转向特性的参数，它是一个较小的正角度值，轿车一般为1°-3%
2）车身侧倾角
汽车以0.4g的向心加速度坐定圆等速行驶时，车身倾角在3。
内最好，最人不得超过
7%
3）制动点头角
汽车以0.4g减速度制动时的车身点头角应不大于1.5。
否则将影响乘坐舒适性。
GB6323-86汽车操纵稳定性试验方法。
GB/T6323.6-94
表四粗略操纵稳定性计算竊要数据
总质量
绕Oz轴转动惯量
轴距
质心至前轴距离
质心至后轴距离
前轮总侧偏刚度
后轮总侧偏刚度
转向系总传动比
5、平顺性参数
车身的垂直振动参数，即车身的垂向振动加速度、自由振动固有频率、振幅以及人-车振动系统的响应特性等。
总体设计：
前后悬架的偏频或静挠度、动挠度以及车身振动加速度等参数。
前后悬架的偏频nl与112应接近且应使112略高于nlo
前后悬架静挠度值fcl和fc2的匹配，推荐取几=（0.8〜0・9）几o
车型
满载时偏频MHz
满载静挠度Vcm
满载动挠度fd/cm
前悬架
Hi
后悬架
112
前悬架
后悬架a
前悬架fdl
后悬架
轿车
普通、中级
1.02-1.44
1.18-1.58
12-24
10-18
8-11
10〜14
高级
0.91-1.12
0.98-1.29
20〜30
15〜26
8-11
10〜14
（轿车的静挠度为车内有三人时）
ISO2631
GB/T4970-1996
计算需要数据:
整车质量
（簧上质量、簧下质量）
前轴（满载.空载）
后轴（满载、空载）
质量分配系数
前悬架（等效）刚度:
麦那逊式独立悬架
后悬架（等效）刚度：
拖拽扭力臂式悬架
6、制动性参数
制动距离、制动减速度和制动踏板力。
7、通过性参数
最小离地间隙力mm、接近角^1、离去角B及纵向通过半径Po
最小离地间隙
hin/m
接近角a/（°）
离去角
B/（。
）
纵向通过半径
P/m
微型、普通级中级、中高级、高级
0.12-0.18
0.13-0.20
20-30
15-23
3~5
5-8
附一:
应用ADAMS或LMSVirtuaILabMotion多体动力学软
件计算操纵稳定性所需要参数及计算结果
1、运动学（几何定位）参数
车辆的相关运动部件的几何定位参数，即车辆的具体结构型式，各运动连接部件之间的安装连接位置与相对角度。
1）悬架的几何拓扑结构
2）轴距、轮距、前悬、后悬等
3）整车质心位置
图麦那逊悬架几何拓扑结构
前轮定位
前束Toeangle
车轮外倾角aCamberangle
主销后倾丫Casterangle
主销内倾P
Kingpinmclinationangle
车轮转角
内转角
外转角
2、质量（质量.质心与转动惯量）参数
各运动部件的质量、质心与转动惯量。
1）整车（簧上）整备质量、满载总质量
2）整车（簧上）绕质心（车辆坐标系）的转动惯量
3）轮胎（+制动盘）质量、转动惯量
3＞力学特性（刚度.阻尼等）参数
弹簧、减振器、轮胎、弹性衬套等的力学特性参数
前悬架螺旋弹簧规格
钢丝直径
弹簧直径
自由高度
旋向
有效圈数
弹簧刚度
后悬架扭杆规格
直径
材料剪切弹性模量
作用长度
扭杆臂长度
减振器规格（复原阻力、压缩阻力指活塞速度为0.3nVs时的阻力）（特性曲线）
最大长度
最小长度
工作行程
复原阻力
压缩阻力
稳定杆
直径
扭转刚度
转向系
转向传动比
等效刚度
轮胎（最好提供轮胎特性曲线）
名称
单位
大小
备注
车轮自由半径R
nun
胎压kPa,载荷Kg
轮胎径向刚度Cz
N/nun
轮胎纵向滑移刚度Cs
N/Slip
轮胎侧偏刚度Ca
N/rad
轮胎外倾刚度Cy
N/rad
径向相对阻尼系数匚
滚动阻尼系数f
静摩擦系数皿
动摩擦系数pi
4、外界（道路谱、风力、坡度等）参数
路谱、侧向风力（高速行驶时）
计算内容：
1、侧倾角（RollAngle）
2、侧倾中心（RollCenterLocation）
3、侧倾转向系数（RollSteer）
侧倾引起的转向角变化6变化率$
4、悬架侧倾角刚度（SuspensionRollRate）
5、侧倾外倾系数（RollCaiuberCoefficient）
夕卜倾角y与侧倾角比值即侧倾外倾系数Y
6、侧倾后倾系数（RollCenterCoefficient）
主销后倾角卩与侧倾角比值即竖d①
7、阿克曼角（Ackemian）
附二:
应用ADAMS或LMSVirtuaILabMotion多体动力学软
件计算平顺性所需要参数及计算结果
整车及悬挂的各项参数同附一中的参数，除此之外还需要卜•列参数:
整车质量
（簧上质量、簧下质量）
前轴（满载、空载）
簧上质量
簧卜•质量
后轴（满载、空载）
簧上质量
簧卜•质量
质心位置
质心距前轴距离
质心距后轴距离
前悬架：
麦非逊式独立悬架
刚度
阻尼
后悬架：
拖拽扭力臂式悬架
刚度
阻尼
悬架衬套
刚度
阻尼
轮胎垂直刚度
前
后
座椅的位置
距离前轴距离
离地面高度
（悬架橡胶衬套应该提供刚度特性曲线，包括静刚度与动刚度）
计算内容：
1、偏频试验：
确定前后悬架的偏频。
2、平顺性试验：
根据座椅（地板）振动水平的目标值来优化悬架参数一一刚度、阻尼等。
附三：
发动机选型参数
发动机外特性曲线
发动机最人功率及其相应转速
发动机最人转矩及其相应转速
发动机适应性系数
附四：
轮胎选型
车型、使用条件、轮胎静负荷、轮胎额定负荷以及汽车行驶速度。
动力一传动系参数的匹配以及对整车尺寸参数（最小离地间隙、总高等）的影响。
轮胎负荷系数（轮胎所承受的最人静负荷与轮胎额定负荷之比）0.9-1.0
GB2978-82
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