汽車設計第一章汽車總體設計第一節概述第二節汽車形式的選擇第三節汽車主要參數的選擇第四節發動機的選擇第五節車身形式的選擇第六節輪胎的選擇第七節汽車的總體布置第一節概述汽車簡述汽車對人類生活的影響第一節概述汽車簡述汽車與各行各業的關聯鋼鐵石油橡膠塑料機床道路金融科研第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（一）汽車總體設計的特點1.性能要求目標多元動力性、平順性、舒適性、操穩性經濟性、安全性、可靠性、耐久性第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（一）汽車總體設計的特點2.使用條件復雜多變氣候條件：熱帶、溫帶、寒帶氣象條件：白晝黑夜、雨雪冰雹地形環境：高原、丘陵、山區、沼澤、平原道路情況：干燥硬路面、泥濘軟路面第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（一）汽車總體設計的特點3.安全環保至關重要交通事故廢氣噪聲污染第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（一）汽車總體設計的特點4.外觀顏值舉足輕重適應時代特點，美化環境（生態文明建設）第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（一）汽車總體設計的特點5.學科交叉高度顯著機械制造、電器電子、石油化工人機工程、交通工程、運營工程、管理工程工程材料、熱力學、空氣動力學、振動第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（二）汽車總體設計的基本要求1.汽車的各項性能、成本等，要達到企業在產品規劃時所確定的指標通過性動力性平順性經濟性操穩性制動性安全性機動性環保性智能性節能環保安全舒適通暢第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（二）汽車總體設計的基本要求2.嚴格遵守和貫徹有關法規和標準，不要侵犯知識產權國家強制性標準相關政策規定專利、軟著等知識產權侵權案例第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（二）汽車總體設計的基本要求3.深入貫徹標準化、通用化、系列化，大力推進平臺化、模塊化和集成化標準化、通用化、系列化平臺化、模塊化、集成化第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（二）汽車總體設計的基本要求4.進行相關運動學校核，保證汽車有正確的運動并且避免發生運動干涉二維校核、三維校核第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（二）汽車總體設計的基本要求5.保證汽車拆裝和維修方便，可報廢回收利用，具有環境友好性第一節概述一、汽車總體設計的特點與基本要求（二）汽車總體設計的基本要求四好標準：好用、好看、好造、好修第一節概述二、汽車開發流程V形模式第一節概述二、汽車開發流程1.產品策劃市場調研（市場細分、目標市場選擇、產品定位）市場調研報告項目建議書（可行性分析；設計目標初步設定）初版產品技術描述說明書（重要參數；主要性能）新車型設計大綱（明確定義）第一節概述二、汽車開發流程2.概念設計（1）總布置草圖設計

第一節概述二、汽車開發流程2.概念設計（2）造型設計：外飾、內飾、色彩等設計

第一節概述二、汽車開發流程2.概念設計（2）造型設計構思草圖→設計效果圖→細化美術效果圖→初步選擇→油泥模型制作→全尺寸油泥模型制作→最終設計方案第一節概述二、汽車開發流程2.概念設計（3）成本預估目標成本：是指公司及其分銷伙伴在以有競爭力的價格向終端客戶提供產品的同時，還能獲得足夠利潤的制造成本最終用戶支付的價格分銷渠道的階段數量第i個階段的毛利率第一節概述二、汽車開發流程3.工程設計

（1）車身造型數據生成：根據定型油泥模型，構建車身數字化模型（木質或高密塑料實體模型）（2）總布置設計：在總布置草圖基礎上，結合車身造型數據，深入細化總布置設計，精確分析尺寸和幾何位置（底盤詳細布置圖、發動機艙信息布置圖、管路布置圖、內外飾布置圖、電氣布置圖等）

第一節概述二、汽車開發流程3.工程設計

（3）發動機工程設計：動力總成選型（4）底盤工程設計：功能定義；結構設計；參數計算；數模構建等（5）白車身工程設計：車身結構方案；三維數模（6）內外飾工程設計：內外飾及附件（7）電氣設備工程設計：照明系統；儀表開關；空調；信息顯示等

第一節概述二、汽車開發流程4.試制設計

整車校對圖運動校核產品技術說明書零部件清單工藝明細表一般，經過2~3輪的改進設計和試制、試驗，可以完成產品定型，同時確定生產設計圖樣

第一節概述二、汽車開發流程5.樣車試驗

試驗場測試道路測試風洞測試碰撞試驗性能試驗與可靠性試驗

第一節概述二、汽車開發流程6.投產啟動

生產準備：生產流程、生產設置、生產線鋪設四大工藝線：沖壓、焊接、涂裝、總裝小批量生產

第一節概述二、汽車開發流程7.生產銷售

批量生產市場銷售售后服務4S整車銷售（Sale）零配件（Sparepart）售后服務（Service）信息反饋（Survey）

第二節汽車形式的選擇一、汽車的分類GB/T15089-2001機動車輛及掛車分類L類：兩輪或三輪機動車輛M類：至少有四個車輪并且用于載客的機動車輛N類：至少有四個車輪并且用于載貨的機動車輛O類：掛車和半掛車G類：滿足一些規定要求的M和N類的越野車P8表1-1

第二節汽車形式的選擇一、汽車的分類GB/T3730.1-2001汽車和掛車類型的術語和定義汽車（motorvehicle）乘用車（Passengercar）商用車（Commercialvehicle）掛車（trailer）需要汽車牽引才能正常使用的無動力道路車輛汽車列車（combinationvehicles）一輛汽車與一輛或多輛掛車的組合第二節汽車形式的選擇一、汽車的分類乘用車主要用于載運乘客及其隨身行李和/或臨時物品的汽車，包括駕駛員座位在內最多不超過9座，也可牽引一輛掛車。第二節汽車形式的選擇一、汽車的分類商用車主要用于運送人員和貨物的汽車，并且可以牽引掛車。有客車、半掛牽引車、貨車等。第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（一）軸數影響因素：汽車總質量道路法規對軸載質量的限制輪胎的負荷能力汽車的結構包括乘用車以及汽車總質量小于18t的公路運輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，如礦用自卸車等，均采用結構簡單、制造成本低廉的兩軸方案總質量在18~25t的公路運輸車采用三軸形式，總質量更大的汽車宜采用四軸和四軸以上的形式第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（二）驅動形式典型驅動形式：前驅、后驅、全驅m×n：m—車輪總數，n—驅動輪數常用汽車驅動形式描述：4×2、4×46×2、6×4、6×68×4、8×8第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式1.乘用車布置形式前置前驅前置后驅后置后驅第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式1.乘用車布置形式前置前驅前橋軸荷大，有明顯的不足轉向性能前輪為驅動輪，越障能力高動力總成結構緊湊車內地板高度低，利于乘坐舒適性發動機布置在軸距外時軸距短，機動性好散熱器在前部，發動機冷卻好行李箱在后部，空間大易改裝為客貨兩用車或救護車供暖機構簡單，效率高操縱機構簡單發動機橫置，能縮短汽車的總長，整備質量輕前輪驅動兼轉向，需等速萬向節，結構與制造工藝復雜前輪工作惡劣，輪胎壽命短上坡時因驅動輪附著力減小而降低爬坡能力發生正碰時發動機及附件損失大，維修費用高第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式1.乘用車布置形式前置后驅軸荷分配合理，有利于延長輪胎使用壽命前輪無需等速萬向節，有利于減少制造成本操縱機構簡單供暖機構簡單，效率高散熱器在前部，散熱冷卻好上坡時因驅動附著力增大而增強爬坡能力易改裝為客貨兩用車或救護車有足夠大的行李箱空間變速器與主減速器分開，拆裝維修方便地板下有傳動軸，地板上有凸起，影響乘坐舒適性正碰時易導致發動機進入客廂，會使前排乘員受到嚴重傷害總長較長，整備質量大，影響動力性和燃油經濟性第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式1.乘用車布置形式后置后驅結構緊湊，整備質量小發動機布置在軸距外時軸距短，機動性好發動機后置，前部高度可降低，改善視野沒有傳動軸，其排氣管無需從前向后穿越，客廂內地板平整，改善了后排座椅乘員的出入條件乘客座椅能布置在舒適區上坡時因驅動附著力增大而增強爬坡能力后橋負荷重，有過多轉向傾向前輪附著小，高速行駛轉向不穩定，影響操穩行李箱在前部，空間較小動力在后部離駕駛員遠，操縱機構復雜受發動機高度影響，改裝為客貨車或救護車困難第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式2.客車布置形式前置后驅中置后驅后置后驅第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式2.客車布置形式前置后驅結構簡單、冷卻效果好、發動機出現故障時駕駛員容易發現

車廂面積利用不好；布置座椅時會受到發動機的限制；由于傳動軸從地板下面通過致使地板平面較高，乘客上、下車不方便；發動機的噪聲、氣味和熱量易于傳入車廂內；隔振困難，影響乘坐舒適性 第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式2.客車布置形式中置后驅軸荷分配合理；傳動軸的長度短；車廂內面積利用好，并且座椅布置不會受發動機的限制；乘客車門能布置在前軸之前等

發動機必須用水平對置式的，且布置在地板下部，檢修困難；發動機在熱帶的冷卻條件和在寒帶的保溫條件均不好；發動機的噪聲、氣味、熱量和振動均能傳入車廂；結構復雜；地板平面距地面較高；在土路上行駛發動機極易被泥土弄臟第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式2.客車布置形式后置后驅能較好的隔絕發動機的噪聲、氣味、熱量；檢修發動機方便；軸荷分配合理；車廂后部乘坐舒適性好；傳動軸長度短

發動機的冷卻條件不好，必須采用冷卻效果強的散熱器；動力總成操縱機構復雜；駕駛員不容易發現發動機故障第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式3.貨車布置形式平頭式長頭式短頭式偏置式第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式3.貨車布置形式平頭式總長和軸距短，最小轉彎直徑小，機動性良好不需要發動機罩和翼子板，整備質量小駕駛員視野得到明顯改善采用翻轉駕駛室時可改善發動機及其附件接近性汽車面積利用率高（汽車貨廂與整車俯視面積之比稱為面積利用率）空載時前軸負荷大，壞路上通過性不好駕駛室有翻轉機構和鎖止機構，結構復雜進出駕駛室不如長頭式方便離合、變速等操縱機構復雜發動機噪聲、氣味、熱量和振動對駕駛員影響大正碰時駕駛室內乘員受傷幾率大第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式3.貨車布置形式長頭式發動機及其附件接近性好，便于檢修汽車滿載時前軸負荷小，有利于提高壞路上的通過能力地板低，駕駛員上下車方便離合、變速等操縱機構簡單，易于布置發動機噪聲、氣味、熱量和振動對駕駛員影響小正碰時駕駛室內乘員受傷幾率小總長與軸距較長，最小轉彎直徑大，機動性不好汽車整備質量大駕駛員視野不好面積利用率低第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式3.貨車布置形式短頭式發動機大部分突出在駕駛室前部發動機有獨立的發動機艙和單獨的罩蓋發動機艙與駕駛室共同形成貨車的車頭性能介于平頭式和長頭式兩者之間第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式3.貨車布置形式偏置式主要用于重型礦用自卸車具有平頭式的一些優點，如軸距短、視野良好等此外駕駛室通風條件好、發動機維修方便等第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式4.越野車布置形式非貫通式：動力由發動機傳至分動器，然后從分動器傳至各橋第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式4.越野車布置形式貫通式：由發動機傳至分動器，然后從分動器輸出的動力傳至各橋時經過的各傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內。第二節汽車形式的選擇二、汽車形式（三）布置形式4.越野車布置形式側邊布置（H形傳動）第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定外廓尺寸軸距前/后輪距前/后懸貨車車頭長度貨廂尺寸第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定1.外廓尺寸——長、寬、高在公路和市內行駛的汽車受有關法規限制不能隨意確定，而非公路用車輛可以不受法規限制，如礦用自卸車、機場擺渡車等。影響因素除法規和汽車用途以外，還有載客量或裝載質量及涵洞和橋梁等道路尺寸條件。汽車長度尺寸小些不僅可以減少行駛期間需要占用的道路長度，同時還可以增加車流密度，在停車時占用的停車場面積也小。除此之外，汽車整備質量減少，有利于提高比功率、比轉矩和燃油經濟性。第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定1.外廓尺寸——長、寬、高車輛類型長度mm寬度mm高度mm倉柵式貨車欄板式貨車平板式貨車自卸式貨車二軸最大設計總質量≤3500kg600025504000最大設計總質量>3500kg，且≤8000kg7000最大設計總質量>8000kg，且≤12000kg8000最大設計總質量>12000kg9000三軸最大設計總質量≤20000kg11000最大設計總質量>20000kg12000雙轉向軸的四軸汽車12000倉柵式半掛車欄板式半掛車平板式半掛車自卸式半掛車一軸8600二軸10000三軸13000第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定1.外廓尺寸——長、寬、高車輛類型長度mm寬度mm高度mm汽車三輪汽車460016002000低速貨車600020002500貨車及半掛牽引車1200025504000乘用車及客車乘用車及二軸客車1200025504000三軸客車13700單鉸接客車18000掛車半掛車1375025504000中置軸、牽引桿掛車12000第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定2.軸距L對整備質量、汽車總長、最小轉彎半徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等有影響；當L短時上述各指標減小；此外還對軸荷分配有影響。軸距過短時車廂長度不足或后懸過長：上坡或制動時軸荷轉移過大使制動性和操縱穩定性變壞；縱向角振動增大平順性下降；傳動軸夾角增大。第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定2.軸距L——選取原則發動機排量大的乘用車、載質量或載客量多的貨車或客車，軸距取得長；對機動性要求高的汽車，軸距宜取短些第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定3.前/后輪距B1/B2對總寬、總質量、最小轉彎直徑、車廂寬、穩定性有影響增大輪距則車廂寬度增加，并有利于增加側傾剛度，汽車橫向穩定性變好；但汽車的總寬和總質量及最小轉彎直徑等增加，并導致汽車的比功率、比轉矩指標下降，機動性變壞。第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定3.前/后輪距B1/B2影響輪距B1選擇的因素：總寬限界2.55m車架前部寬度布置下發動機、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉向空間，同時轉向桿系與車架、車輪之間有足夠的運動間隙

前輪最大轉角輪胎寬度第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定3.前/后輪距B1/B2影響輪距B2選擇的因素：總寬限界2.55m車架后部寬度后部縱梁之間寬度后懸寬度（板簧多在車架外）彈簧與車架車輪間隙輪胎寬度第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定4.前懸和后懸LF和LR前懸尺寸對汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、鋼板彈簧長度、上車和下車的方便性以及汽車造型均有影響。增加前懸尺寸，減小了汽車的接近角，使通過性降低，并使駕駛員視野變壞。前懸長些有利于在撞車時對乘員起保護作用，也有利于采用長些的鋼板彈簧。對平頭前懸還會影響上下車的方便性。第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定4.前懸和后懸LF和LR前懸尺寸初選的前懸尺寸，應當在保證能布置下各總成、部件的同時盡可能短些。對載客量少些的平頭車，考慮到正面碰撞能有足夠多的結構件吸收碰撞能量，保護前排乘員的安全，這又要求前懸有一定的尺寸。長頭貨車前懸一般在1100—1300mm范圍內。第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定4.前懸和后懸LF和LR后懸尺寸對汽車通過性、汽車追尾時的安全性、貨箱長度或行李箱長度、汽車造型等有影響，并取決于軸距和軸荷分配的要求。后懸長，則汽車離去角減小，使通過性降低；而后懸短的乘用車行李箱尺寸不夠大。

大客車：≤％65軸距L，絕對值≤3.5m貨車：1.2~2.2m，個別可2.6m，不超55%L第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定5.貨車車頭長度系指從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離車頭長度影響因素：長頭或平頭外觀效果駕駛室居住性發動機接近性長頭型貨車車頭長度尺寸一般在2500~3000mm之間，平頭貨車一般在1400~1500mm之間。第三節汽車主要參數的選擇一、汽車主要尺寸的確定6.貨廂尺寸要求車箱尺寸在運送散裝煤和袋裝糧食時能裝滿額定噸數。車箱邊板高度對汽車質心高度和裝卸貨物的方便性有影響，一般450～650mm車廂內寬盡量寬、車廂內長盡量短行駛速度能達到較高車速的貨車，使用過寬的車箱會增加汽車迎風面積，導致空氣阻力增加。車箱內長應在能滿足運送上述貨物額定噸位的條件下盡可能取短些，以利于減小整備質量。第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的確定1.整車整備質量m0指車上帶有全部裝備(包括隨車工具、備胎等)，加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質量m0對汽車的成本和使用經濟性均有影響。盡可能減少m0的目的是：通過減輕整備質量增加載質量或載客量；抵消因滿足安全標準、排氣凈化標準和噪聲標準所帶來的整備質量的增加；節約燃料。第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的選擇1.整車整備質量m0減少m0的措施主要有：采用強度足夠的輕質材料，如塑料、鋁合金等。過去用金屬材料制作的儀表板、油箱等大型結構件，用塑料取代后減重效果非常明顯，目前得到比較廣泛的應用。方法：積累、分析、對比估算：質量系數ηm0＝me/m0第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的選擇1.整車整備質量m0人均整備質量的統計平均值第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的選擇2.汽車載客量和裝載質量（1）載客量乘用車：微型、普通輕型級：2、3、4座中級：4、5座高級：5、7座大客：長途、旅行車：載客量＝座位數市內：座位數＋站乘數（8～10人/m2）第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的選擇2.汽車載客量和裝載質量（2）裝載質量me指在硬質良好路面上行駛所允許的額定裝載量，在壞路面行駛減少15～25％裝載量；對越野車系指越野行駛時或在土路上的額定裝載量影響因素：（a）符合規劃（b）用途、使用條件（c）應符合國家規定第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的選擇3.質量系數ηm0汽車裝載質量與汽車整備質量之比該系數反映了汽車的設計水平和工藝水平，ηm0值越大，說明該汽車的結構和制造工藝越先進。第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的選擇4.汽車總質量ma指裝備齊全、按規定裝滿客、貨時的整車質量乘用車和商用客車的總質量ma由整備質量m0、乘員和駕駛員質量以及乘員的行李質量三部分構成。其中，乘員和駕駛員每人質量按65kg計ma=m0十(65十α)n（n載客數，α行李系數）商用貨車的總質量ma由整備質量m0、載質量me和駕駛員以及隨行人員質量三部分組成，即ma=m0十me十65n1第三節汽車主要參數的選擇二、汽車質量參數的選擇5.軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止狀態下，各車軸對支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質量的百分比來表示。第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定1.動力性參數(1)最高車速uamax(2)加速時間：原地起步加速到100km/h或加速行駛一定距離所用的時間(3)上坡能力：貨車30％，越野車60％(4)比功率和比轉矩比功率=Pemax/ma比轉矩=Temax/ma第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定1.動力性參數第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定2.燃料經濟性參數是指汽車在水平的水泥或瀝青路面上，以經濟車速或多工況滿載行駛百公里的燃料消耗量（L/100km）)或能量消耗率（kW·h/100km）來評價第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定2.燃料經濟性參數GB19578-2014《乘用車燃料消耗量限值》CMFuCMFu車型I車型II車型I車型IICM≤7505.25.6750＜CM≤8655.55.9865＜CM≤9805.86.2980＜CM≤10906.16.51090＜CM≤12056.56.81205＜CM≤13206.97.21320＜CM≤14307.37.61430＜CM≤15407.78.01540＜CM≤16608.18.41660＜CM≤17708.58.81770＜CM≤18808.99.21880＜CM≤20009.39.62000＜CM≤21109.710.12110＜CM≤228010.110.62280＜CM≤251010.811.22510＜CM11.511.9第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定2.燃料經濟性參數GB20997-2015《輕型商用車輛燃料消耗量限值》N1類商用車輛燃料消耗量限值CMFuCMFu汽油車柴油車汽油車柴油車CM≤7505.55.0750＜CM≤8655.85.2865＜CM≤9806.15.5980＜CM≤10906.45.81090＜CM≤12056.76.11205＜CM≤13207.16.41320＜CM≤14307.56.71430＜CM≤15407.97.01540＜CM≤16608.37.31660＜CM≤17708.77.61770＜CM≤18809.17.91880＜CM≤20009.68.32000＜CM≤211010.18.72110＜CM≤228010.69.12280＜CM≤251011.19.52510＜CM11.710.0第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定2.燃料經濟性參數GB20997-2015《輕型商用車輛燃料消耗量限值》不大于3500kg的M2類商用車輛的燃料消耗量限值CMFuCMFu汽油車柴油車汽油車柴油車CM≤7505.04.7750＜CM≤8655.45.0865＜CM≤9805.85.3980＜CM≤10906.25.61090＜CM≤12056.65.91205＜CM≤13207.06.21320＜CM≤14307.46.51430＜CM≤15407.86.81540＜CM≤16608.27.11660＜CM≤17708.67.41770＜CM≤18809.07.71880＜CM≤20009.58.02000＜CM≤211010.08.42110＜CM≤228010.58.52280＜CM≤251011.09.22510＜CM11.59.6第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定2.燃料經濟性參數GB30510-2018《重型商用車輛燃料消耗量限值》重型貨車燃料消耗量限值GVWFuGVWFu3500＜GVW≤450011.54500＜GVW≤550012.25500＜GVW≤700013.87000＜GVW≤850016.38500＜GVW≤1050018.310500＜GVW≤1250021.312500＜CM≤1600024.016000＜CM≤2000027.020000＜CM≤2500032.525000＜CM≤3100037.531000＜CM38.5

第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定2.燃料經濟性參數GB30510-2018《重型商用車輛燃料消耗量限值》客車燃料消耗量限值GVWFuGVWFu3500＜GVW≤450010.64500＜GVW≤550011.55500＜GVW≤700013.37000＜GVW≤850014.58500＜GVW≤1050016.010500＜GVW≤1250017.712500＜CM≤1450019.114500＜CM≤1650020.116500＜CM≤1800021.318000＜CM≤2200022.322000＜CM≤2500024.025000＜CM25.031000＜CM38.5

第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定2.燃料經濟性參數GB36980-2018《電動汽車能量消耗率限值》CMEuCMEu第一階段第二階段第一階段第二階段CM≤75013.111.2750＜CM≤86513.611.6865＜CM≤98014.112.1980＜CM≤109014.612.51090＜CM≤120515.113.01205＜CM≤132015.713.41320＜CM≤143016.213.91430＜CM≤154016.714.31540＜CM≤166017.214.81660＜CM≤177017.815.21770＜CM≤188018.315.71880＜CM≤200018.816.12000＜CM≤211019.316.62110＜CM≤228020.017.12280＜CM≤251020.917.92510＜CM21.918.8第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定3.汽車最小轉彎直徑Dmin轉向盤轉至極限位置時，汽車前外轉向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑。第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定3.汽車最小轉彎直徑Dmin汽車轉向輪最大轉角、汽車軸距、輪距以及轉向輪數(如全輪轉向)等對汽車最小轉彎直徑均有影響，此外，有關的國家法規規定和汽車的使用道路條件對Dmin的確定也有影響。轉向輪最大轉角越大，軸距越短，輪距越小和參與轉向的車輪數越多時，最小轉彎直徑越小，表明汽車在停車場上調頭和通過彎道半徑較小路段的能力越強。對機動性要求高的汽車，Dmin應取小些。第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定3.汽車最小轉彎直徑Dmin不得大于24m。當其為24m時，前轉向軸和末軸的內輪差(以兩內輪軌跡中心計)不得大于3.5m。第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定4.汽車通過性參數最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過半徑第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的確定5.汽車操縱穩定性參數(1)轉向特性參數δ1－δ2＝1～3° 0.4g向心加速度(2)車身側偏角<3°最好 4.5°較好 不超過7°(3)制動點頭角1.5°以下第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的選擇6.汽車制動性參數制動距離st；制動減速度jmax第三節汽車主要參數的選擇三、汽車性能參數的選擇7.舒適性參數平順性、空調、噪聲、乘坐環境、操縱性平順性評價—振動頻率、振動加速度、動撓度第四節發動機的選擇一、車用發動機的分類第四節發動機的選擇一、車用發動機的分類第四節發動機的選擇二、發動機形式的選擇1.氣缸排列形式的選擇第四節發動機的選擇二、發動機形式的選擇2.冷卻方式的選擇第四節發動機的選擇二、發動機形式的選擇3.燃料類型的選擇基準質量(kg)限值COTHCNMHCNOxTHC+NOxPMPNg/kmg/kmg/kmg/kmg/kmg/km個/km類別級別PICIPICIPICIPICIPICIPI*CIPICI一類-全部1.000.500.100-0.068-0.0600.180-0.2300.00450.0045-6.0x1011二類I≤13051.000.500.100-0.068-0.0600.180-0.2300.00450.0045-6.0x1011II1305-17601.810.630.130-0.090-0.0750.235-0.2950.00450.0045-6.0x1011III>17602.270.740.160-0.108-0.0820.280-0.3500.00450.0045-6.0x1011注：基準質量——整備質量加上100kgPI——點燃式（如汽油機）CI——壓燃式（如柴油機）*——僅適用于裝缸內直噴發動機的汽車第四節發動機的選擇三、發動機主要性能指標的選擇1.Pemax

及nP最大功率估算

參考同級汽車的比功率統計值，然后選定新設計汽車的比功率值，并乘以汽車總質量，也可以求得所需要的最大功率值。發動機最大功率對汽車的動力性、燃油經濟性以及動力總成質量有影響。雖然汽車的動力性隨發動機的功率增加而變好，但燃油經濟性會降低，動力總成質量也會增加。第四節發動機的選擇三、發動機主要性能指標的選擇1.Pemax

及nP最大功率相應轉速np范圍汽油機np=3000-7000r/min，乘用車多在4000r/min以上，總質量小的貨車4000-5000r/min柴油機np=1800-4000r/min，乘用車和總質量小些的貨車用高速柴油機，在3200-4000r/min之間，總質量大些的貨車柴油機np在1800-2600r/min之間第四節發動機的選擇三、發動機主要性能指標的選擇2.Temax

及nT最大轉矩估算

轉矩適應性系數1.1-1.3

第五節車身形式的選擇一、車身基本類型既是駕駛員的工作場所，也是容納乘客和貨物的場所主要功用保證駕駛員便于操縱為乘員提供安全舒適環境，隔絕振動和噪聲，免受風霜雨雪等惡劣自然環境的影響第五節車身形式的選擇一、車身基本類型基本類型承載式、非承載式、半承載式第五節車身形式的選擇二、乘用車車身形式基本類型三廂車、兩廂車、單廂車第五節車身形式的選擇二、乘用車車身形式基本類型折背式、直背式、倉背式、方背式第五節車身形式的選擇三、客車車身形式基本類型單層、雙層平頭、短頭第五節車身形式的選擇四、貨車車身形式駕駛室+貨廂第六節輪胎的選擇一、輪胎與車輪應滿足的基本要求具有足夠的負荷能力和速度能力，確保汽車可靠性與安全性；具有良好縱/側附著性能，有利于汽車的通過性和操縱穩定性；滾動阻力小、行駛噪聲低；額定輪胎氣壓的保持時間長、具有良好的氣密封性能；具有良好的徑向柔順性、緩沖特性和吸振能力，有利于乘坐舒適性和平順性等；磨耗均勻、耐磨性好，耐刺扎/老化，使用壽命長，價格低廉；質量和轉動慣量小并有良好的均勻性和質量平衡；互換性好，拆裝方便，車輪內有足夠的安裝制動器的空間；對于越野汽車而言，其輪胎還要求其接地比壓較低，并能適應對輪胎氣壓的調節要求。第六節輪胎的選擇二、輪胎的分類第六節輪胎的選擇二、輪胎的分類規格參數輪胎規格負荷指數新胎mm最大尺寸mm靜負荷半徑mm滾動半徑mm負荷能力Kg充氣壓力kPa允許使用輪輞標準增強斷面寬度外直徑總寬度外直徑標準增強標準增強235/80R16109-2357822447983503801030-240-6J，7J235/75R16108112235758244772340368100011202502906J，7J215/65R16981022216862306983123337508502502906J，7J255/60R16103102260712270724322346875-250-7J，8J205/55R1691942146322236422913076006702502906J，7J235/55R1698-245664255674304322750-250-7J，8J205/50R1687912146122236202832975456152502906J，7J235/50R1695992456422556522953126907752502907J，8J245/45R1689932256082346162822955806502502907J，8J265/40R17961002716442826522993137108002502909J，10J295/35R189910330166331367130932277587525029010J，11J295/30R199610030166131366931132171080025029010J，11J295/25R20-95301656313662312319-690-29010J，11J第六節輪胎的選擇三、輪胎的選擇1.子午線輪胎和斜交輪胎子午線輪胎具有滾動阻力小、附著性能好，且裝車后油耗低、壽命長、高速性能優異，因此在乘用車及中型載貨汽車中得到廣泛應用。第六節輪胎的選擇三、輪胎的選擇2.輪胎負荷能力汽車輪胎所承受的最大靜負荷值，與輪胎額定負荷值之比稱為輪胎負荷系數，此系數應盡量控制在0.85~1.00之間變化，以防止輪胎超負荷工作負荷指數LITLCCkgLITLCCkgLITLCCkgLITLCCkgLITLCCkgLITLCCkg804508146282475834878450085515865308754588560895809060091615926309365094670956909671097730987509977510080010182510285010387510490010592510695010797510810001091030110106011110901121120113115011411801151215第六節輪胎的選擇三、輪胎的選擇3.輪胎速度級別選取時，應使選用輪胎的速度級別所限定的最高使用速度大于所設計汽車的最高車速。速度等級符號Vmaxkm/h符號Vmaxkm/h符號Vmaxkm/h符號Vmaxkm/hC60D65E70F80G90J100K110L120M130N140P150Q160R170S180T190U200H210V240W270Y300第六節輪胎的選擇三、輪胎的選擇4.胎面花紋輪胎的胎面花紋對滾動阻力、附著能力、耐磨性及噪聲有影響。第六節輪胎的選擇三、輪胎的選擇5.輪胎氣壓隨輪胎氣壓的增加，其承載能力也越強；但輪胎的附著能力下降，振動頻率增加，乘坐舒適性和安全性變壞，對路面及汽車也有不良作用。乘用車輪胎使用氣壓不應高于所選輪胎規定負荷下限定氣壓的80%。商用車的輪胎使用氣壓可接近選定輪胎層級所限定的氣壓。考慮到操縱穩定性的需求，前輪輪胎氣壓應低于后輪的輪胎氣壓。第六節輪胎的選擇三、輪胎的選擇6.簾線與簾線層級常在高速條件下行駛的汽車，適合選用強度高、導熱性好的鋼絲簾線輪胎。鋼絲簾線僅能做子午線輪胎。相對汽車常在低速條件下行駛時，可以選用尼龍、聚脂、人造絲等人造材料做簾線制造的輪胎。斜交輪胎多用上述材料制作。簾線層級越高，輪胎的承載能力也越強，并有與輪胎氣壓增加相似的缺點第七節汽車的總體布置一、整車基準零線的確定1.Y軸坐標基準零線一般以汽車中心線（即汽車縱向垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線）作為Y軸坐標基準線規定向左為“+”、向右為“-”第七節汽車的總體布置一、整車基準零線的確定2.Z軸坐標基準零線對于采用非承載式車身的貨車及客車，一般以車架縱梁上翼面較長的一段平面在側（前）視圖上的投影線作為Z軸坐標基準線對于采用承載式車身的客車，一般以車架中部地板或邊梁上緣面在側（前）視圖的投影線作為Z軸坐標基準線對于乘用車，一般以車身地板平面或通過前輪中心的水平面在側（前）視圖上的投影線作為Z軸坐標基準線規定向上為“+”、向下為“-”第七節汽車的總體布置一、整車基準零線的確定3.X軸坐標基準零線一般以通過左、右前輪中心，并垂直于汽車中心面的平面，在側（俯）視圖的投影線作為X軸坐標基準線，也稱為前輪中心線規定向后為“+”、向前為“-”有些廠家在進行乘用車布置時，為避免X軸坐標出現負值，采用距離汽車最前端一定距離的、垂直于汽車中心面的平面在側（俯）視圖的投影線作為X軸坐標基準線.第七節汽車的總體布置一、整車基準零線的確定4.地面線地平面在側視圖和前視圖上的投影線稱為地面線。此線是標注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度等尺寸的基準線5.前輪垂直線通過左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側視圖和俯視圖上的投影線，稱為前輪垂直線。此線用來作為標注汽車軸距和前懸的基準線。對于乘用車，前輪垂直線一般與前輪中心線重合第七節汽車的總體布置一、整車基準零線的確定第七節汽車的總體布置二、發動機的布置1.發動機的上下位置影響因素：最小離地間隙、駕駛員視野、汽車質心高度布置原則：保證hmin的前提下，盡可能降低發動機的高度；對于乘用車，油底殼下方即為hmin；對于貨車，前軸下凹，保證hmin且與上方油底殼之間必須有足夠間隙用氣缸體前端面與曲軸中心線交點k到地面高度的尺寸b來標明其高度位置第七節汽車的總體布置二、發動機的布置1.發動機的上下位置要求風扇中心與散熱器幾何中心重合，以使散熱器在整個面積上接受風扇的吹風冷卻。護風罩用來增大送風量和減小散熱器尺寸為保證空氣的流通，散熱器中心與風扇之間應有不小于50mm的間隙，無護風罩時可減小到30mm。由于空濾器位于進氣歧管上，其高度影響發動機罩高度，為此將空濾器做成扁平狀。發動機罩與其他零件間隙不得小于25mm，以防止關閉發動機罩時受到損傷。第七節汽車的總體布置二、發動機的布置2.發動機的前后位置影響因素：軸荷分配、傳動軸長度和夾角、乘用車前排乘坐舒適性、貨車面積利用率等為減小傳動軸夾角，前置后驅的發動機常布置成后傾斜，使曲軸中心線與水平線形成1-4°夾角，乘用車多在3-4°之間前置后驅的乘用車，前縱梁之間的距離必須考慮吊裝發動機上的所有總成及從下面將發動機安裝到汽車上的可能性；還應保證在修理和維護的情況下，從上面安裝發動機的可能性第七節汽車的總體布置二、發動機的布置2.發動機的前后位置前后位置應與上下位置一起進行布置。前后位置確定后，在側視圖上繪制發動機的外形輪廓，然后用氣缸體前端面與曲軸中心線交點K到前輪中心線之間的距離C來表示前后位置此后可以確定前圍的位置：發動機與前圍留有足夠的間隙，以防熱量傳入客廂和保證零部件的安裝；離合器殼與變速器應能同時拆下，而無須拆卸發動機固定點（此時應特別注意離合器殼上螺釘的接近性）第七節汽車的總體布置二、發動機的布置3.發動機的左右位置一般情況下，曲軸中心線與汽車中心線一致，這對底盤承載系統的受力和對發動機懸置支架的統一有利少數汽車(如4X4)為了防止前橋主減速器總成上跳時不與發動機發生運動干涉，可使二者向相反方向偏移布置第七節汽車的總體布置二、發動機的布置上下、前后、左右第七節汽車的總體布置三、底盤的布置1.傳動系統的布置由于發動機、離合器、變速器裝成一體，所以在發動機位置確定以后，包括發動機、離合器、變速器在內的動力總成位置也隨之而定。驅動橋位置取決于驅動輪位置，同時為了使左右半軸通用，差速器殼體中心線應與汽車中心線重合。為滿足萬向節傳動軸兩端夾角相等、滿載靜止時不大于4°且最大不大于7°的要求，常將后橋主減速器的軸線向上翹起。第七節汽車的總體布置三、底盤的布置1.傳動系統的布置在乘用車布置中，在側視圖上常將傳動軸布置成U形方案。第七節汽車的總體布置三、底盤的布置2.轉向系統的布置（1）轉向盤的布置位于駕駛員前方、轉向盤平面與水平面夾角要適當轉向盤前部盲區小，有利于觀察儀表轉向盤邊緣與周圍物體之間有足夠大的間隙第七節汽車的總體布置三、底盤的布置2.轉向系統的布置（2）轉向器的布置轉向器應位于前鋼板彈簧跳動中心附近轉向盤與轉向器的軸線常常會不重合，需用萬向節傳動軸連接，從而提高操作舒適性，方便踏板的布置轉向軸在水平面內與汽車中心線夾角不得大于3°轉向縱拉桿與搖臂和轉向節臂的夾角，盡可能布置成接近直角，保證有較高的傳動效率第七節汽車的總體布置三、底盤的布置3.懸架的布置前鋼板彈簧布置在縱梁下，以增加轉向輪轉角；后鋼板彈簧布置在車架外側，以提高側傾剛度；為增加汽車的不足轉向特性，前板簧前高后低，后板簧前低后高；固定鉸鏈在前，活動吊耳在后，有利于緩和路面沖擊載荷；減振器盡可能呈直立狀態布置。第七節汽車的總體布置三、底盤的布置4.制動系統的布置踏板應在油門踏板內側，以保證有足夠的力踩下；檢查桿件運動時有無干涉和死角，防止自行制動；布置制動管路要安全可靠，整齊美觀；軟管用于有相對運動處的連接；平行管之間距離不小于5mm，或者完全約束一起；交叉管距離不小于20mm不要將管子布置在車架縱梁內側下翼上，以免由于積水使管子腐蝕第七節汽車的總體布置三、底盤的布置5.踏板的布置離合器踏板、制動踏板和油門踏板a=130,b=60,c=70,d=260,e=200,f=170第七節汽車的總體布置三、底盤的布置6.底盤附件的布置（1）油箱：遠離消聲器和排氣管等熱構件；遠離電器接頭及開關；不應布置在發動機艙內（2）備胎：轎車布置在行李箱內或立于行李箱側壁或后壁；貨車備胎布置在車架中部貨箱下或車架尾部下方第七節汽車的總體布置三、底盤的布置6.底盤附件的布置（3）行李艙：要求發動機排量在2.5L左右的乘用車行李箱有效容積為0.4~0.7m3，發動機排量在4L左右的乘用車為0.7～0.9m3；為能整齊地安放手提箱，行李箱底部應平整第七節汽車的總體布置三、底盤的布置6.底盤附件的布置（4）蓄電池：蓄電池與起動機應位于同側，并且它們之間的距離越近越好，以縮短線路，同時還要考慮拆裝方便性和良好的接近性第七節汽車的總體布置四、車身的布置1.人體基本尺寸與人體樣板人體基本尺寸第七節汽車的總體布置四、車身的布置1.人體基本尺寸與人體樣板人體樣板：將軀干、大腿、小腿、腳等模型板利用鉸鏈聯接，用來進行車身內部布置的平面人體模型三種尺寸：第10、50、95百分位中等樣板用來確定基本尺寸，而矮小、高大樣板用來確定座椅調整量它們軀干尺寸相同，但小腿和大腿尺寸不一樣人體樣板用有機玻璃或膠合板制作，比例為1:5（設計初期）、1:2和1:1第七節汽車的總體布置四、車身的布置2.H點和R點及踵點的確定能夠比較準確地確定駕駛員或乘員在座椅中位置的參考點是軀干與大腿相連的旋轉點“胯點”實車測得的“胯點”位置稱為H點進行總布置設計之初，先根據總布置要求確定一個座椅調至最后、最下位置時的“胯點”，并稱該點是R點，然后以R點作為設計參考點進行設計第七節汽車的總體布置四、車身的布置2.H點和R點及踵點的確定使人體樣板上的胯點與初選的座椅上的“胯”點重合，并將人體樣板的踵點安放在油門踏板處的地板上的踵點，然后根據選定的坐姿角在圖樣上進行布置，檢查初選值等是否合適第七節汽車的總體布置四、車身的布置3.車身內部布置（1）乘用車車身的內部布置第七節汽車的總體布置四、車身的布置3.車身內部布置（2）貨車車身的內部布置第七節汽車的總體布置四、車身的布置3.車身內部布置（3）客車車身的內部布置第七節汽車的總體布置五、運動校核從整車角度出發進行運動學正確性的檢查對于有相對運動的部/零件進行運動干涉檢查總體設計師應從整車角度出發，根據總體布置和各總成結構特點完成運動正確性的檢查例如前置時，會因采用變速器形式的不同，使變速器輸出軸轉動方向不同，影響主減速器的結構，比必須進行運動學檢查，保證足夠前進檔位數；又如轉向盤與轉向輪轉動方向的校核等。第七節汽車的總體布置五、運動校核主要校核轉向輪在跳動和轉向過程中與翼子板、轉向桿系之間的運動關系后輪跳動時與翼子板之間的相對關系傳動軸隨后輪跳動時的運動關系轉向傳動機構與轉向輪懸架導向機構所產生的轉向干涉汽車設計第二章離合器設計第一節概述第二節離合器的結構方案分析第三節離合器主要參數的選擇第四節離合器的設計與計算第五節扭轉減振器的設計第六節離合器的操縱結構第七節離合器主要零部件的結構設計第一節概述一、摩擦離合器組成摩擦離合器包括主動部分、從動部分、壓緊機構(接合）和操縱機構（分離）四部分第一節概述二、功用1.切斷和實現發動機對傳動系的動力傳遞，保證汽車起步時將發動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩起步；2.在換擋時將發動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊，確保平順換檔；3.在工作中受到較大動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉矩，以防止傳動系各零部件因過載而損壞；4.有效地降低傳動系的振動和噪聲。第一節概述三、設計基本要求1.在任何工況下，既能可靠地傳遞發動機最大轉矩，并有適當轉矩儲備，又能防止過載2.接合要完全、平順、柔和，確保起步平穩（無抖動、沖擊）3.主、從動部分分離要迅速、徹底4.從動部分轉動慣量小（減輕沖擊、減小磨損）5.應有足夠的吸熱能力和良好通風散熱性能，保證工作溫度不致過高，延長使用壽命第一節概述三、設計基本要求6.應能避免和衰減扭振，并具有吸振、緩沖、降噪的能力7.操縱輕便、準確，以減輕駕駛員疲勞8.作用到摩擦襯片上的正壓力和摩擦因數變化要小9.應有足夠強度和良好的動平衡,保證工作可靠、使用壽命久10.結構簡單、緊湊、質量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調整方便第二節離合器的結構方案分析摩擦離合器分類按從動盤數目、壓緊彈簧布置形式、壓緊彈簧結構形式和分離時作用力方向劃分第二節離合器的結構方案分析一、從動盤數的選擇單片離合器結構簡單軸向尺寸緊湊散熱良好維修調整方便從動部分轉動慣量小在使用時能保證分離徹底采用軸向有彈性的從動盤可保證接合平順乘用車/6T以下商用車第二節離合器的結構方案分析一、從動盤數的選擇雙片離合器傳遞轉矩的能力較大接合更為平順、柔和在傳遞相同轉矩的情況下，徑向尺寸小，踏板力較小中間壓盤通風散熱性差，容易引起摩擦片過熱，加快其磨損甚至燒壞分離行程較大，不易分離徹底軸向尺寸較大，結構復雜從動部分的轉動慣量較大第二節離合器的結構方案分析一、從動盤數的選擇多片離合器多濕式，具有接合更加平順、柔和，摩擦表面溫度較低，磨損較小，使用壽命長等優點。但分離行程大，分離不徹底，軸向尺寸和從動部分轉動慣量大。第二節離合器的結構方案分析一、從動盤數的選擇第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

周置彈簧離合器中央彈簧離合器斜置彈簧離合器第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

周置彈簧離合器壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，并均勻地布置在一個或同心的兩個圓周上，結構簡單、制造容易。彈簧壓力直接作用于壓盤上，為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數量要隨摩擦片直徑的增大而增多，而且應當是分離杠桿的倍數。壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱回火失效。當發動機最大轉速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力顯著下降，離合器傳遞轉矩的能力也隨之降低。此外，彈簧靠在其定位座上，造成接觸部位嚴重磨損，甚至會出現彈簧斷裂現象。第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱螺旋彈簧或用一個圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心。由于可選較大的杠桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。彈簧不與壓盤直接接觸，不會使彈簧受熱回火失效。通過調整墊片或螺紋容易實現壓盤對壓緊力的調整。結構較復雜，軸向尺寸較大，多用于發動機最大轉矩大于400～500N·m的商用車上，以減輕其操縱力。

第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

斜置彈簧離合器斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上，并通過壓桿作用在壓盤上。其顯著優點是在摩擦片磨損或分離離合器時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。與周置彈簧和中央彈簧離合器相比，它具有工作性能穩定、踏板力較小的突出優點，此結構在最大總質量大于14t的商用車上已有采用。第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

膜片彈簧離合器是一種由彈簧鋼制成的具有特殊結構的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指部分組成碟簧部分分離指部分第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

膜片彈簧離合器優點（1）有較理想的非線性彈性特性（如設計合理）（2）兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結構簡單緊湊，零件數目少，質量小（3）高速旋轉時壓緊力下降極小，性能穩定（4）壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻（5）通風散熱好，使用壽命長（6）膜片彈簧中心與離合器中心重合，平衡性好缺點制造工藝復雜，成本高，對材質和精度要求高非線性特性不易控制，開口易裂紋，端部易磨損第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

膜片彈簧離合器推式和拉式第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

膜片彈簧離合器拉式優點：1）結構更簡單、緊湊，零件數目更少，質量更輕；2）在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉矩時尺寸較小；3）剛度大，分離效率更高：4）杠桿比大，傳動效率較高；5）在支承環磨損后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產生沖擊和噪聲；6）使用壽命更長；7）便于改善不帶同步器變速器的換擋性能。第二節離合器的結構方案分析二、壓緊彈簧布置形式的選擇

膜片彈簧離合器拉式缺點：拉式膜片彈簧的分離指是與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的，需采用專門的分離軸承單元，結構較復雜，安裝拆卸較困難；分離行程比推式略大。第二節離合器的結構方案分析三、膜片彈簧的支承形式

推式膜片彈簧的支承形式雙支承環臺肩式鉚釘：結構簡單鉚釘、襯套和擋環：結構較復雜無鉚釘，離合器蓋邊緣舌片固定：結構緊湊、簡化第二節離合器的結構方案分析三、膜片彈簧的支承形式

推式膜片彈簧的支承形式單支承環環形凸臺代替后支承環：結構簡化彈性擋環代替前支承環：消除軸向間隙第二節離合器的結構方案分析三、膜片彈簧的支承形式

推式膜片彈簧的支承形式無支承環：結構進一步簡化斜頭鉚釘和環形凸臺代替前后支承環彈性擋環和環形凸臺代替前后支承環無鉚釘式第二節離合器的結構方案分析三、膜片彈簧的支承形式

拉式膜片彈簧的支承形式無支承環：將膜片彈簧大端直接支承在離合器蓋環形凸臺上單支承環：將膜片彈簧大端支承在離臺器蓋中的支承環上第二節離合器的結構方案分析四、壓盤的驅動方式

凸塊-窗孔式、傳力銷式、鍵塊式連接之間有間隙，在傳動中將產生沖擊和噪聲，且隨著接觸部分磨損的增加，間隙將加大，引起更大的沖擊和噪聲，甚至可能導致凸塊根部出現裂紋而造成零件的早期損壞另外，零件在相對滑動中有摩擦和磨損，降低了離合器操縱部分的傳動效率，已基本被淘汰第二節離合器的結構方案分析四、壓盤的驅動方式

彈性傳動片式沿圓周切向布置三組或四組薄彈簧鋼帶傳動片，其兩端分別與離臺器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯接，傳動片的彈性允許其作軸向移動彈性傳動片驅動方式的結構簡單，壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長。但反向承載能力差，汽車反拖時易折斷傳動片，故對材料要求較高，一般采用彈簧鋼第三節離合器主要參數的選擇一、離合器傳遞轉矩的能力應用于汽車中的摩擦離合器，既要傳遞發動機轉矩，又要靠它的滑磨來使汽車平穩起步，工作條件惡劣因此在設計離合器時，不僅要求它在任何情況下可靠地傳遞發動機轉矩，而且還應使它具有足夠的使用壽命，這就要合理地選擇離合器結構尺寸和相關設計參數第三節離合器主要參數的選擇一、離合器傳遞轉矩的能力1.取決于摩擦面間的靜摩擦力矩：

Tc=f·F·Z·Rcf為摩擦因數，一般取0.25~0.30F為壓盤施加在摩擦面上的工作壓力，NZ為摩擦面數，單片為2，雙片為4Rc為摩擦片的平均摩擦半徑，m第三節離合器主要參數的選擇一、離合器傳遞轉矩的能力2.平均摩擦半徑Rc假設壓力分布均勻，則單元摩擦面積dS上產生的單元摩擦力矩為：dT=f(p0dS)ρ=fp0(ρdαdρ)ρp0為摩擦面承受的單位壓力R、r分別為摩擦片外徑和內徑

第三節離合器主要參數的選擇一、離合器傳遞轉矩的能力2.平均摩擦半徑Rc摩擦面承受單位壓力p0為：p0=F/π(R2-r2)對于有Z個摩擦面的離合器，其摩擦力矩為：由此得：當d/D

0.6時，有

第三節離合器主要參數的選擇一、離合器傳遞轉矩的能力3.傳遞轉矩c為摩擦片內外徑之比，一般在0.53-0.70之間

第三節離合器主要參數的選擇二、后備系數β離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩Tc與發動機最大轉矩Temax之比β=Tc/Temax它反映了離合器傳遞發動機最大轉矩的可靠程度，為了保證可靠地傳遞發動機的最大轉矩，要求β必須大于1在選擇β時，應考慮摩擦片在使用中摩擦片磨損后離合器仍能可靠地傳遞發動機最大轉矩、防止滑磨時間過長、防止傳動系過載以及操縱輕便等因素第三節離合器主要參數的選擇二、后備系數β下列因素要求β不宜選取過大防止傳動系過載緊急接合離合器，T傳≥（2~3）Temax不松開離合器、緊急制動，T傳=（15~20）Temax保證離合器尺寸小，結構簡單。減少踏板力，操縱輕便。（單位壓力小）發動機缸數多，轉矩平穩，β可取小些。膜片彈簧離合器可以取小。（壓緊力穩定）第三節離合器主要參數的選擇二、后備系數β下列因素要求β不宜選取過小襯片磨損后，仍能可靠傳遞Temax，β宜取大些。防止離合器接合時滑磨過大，導致壽命下降；使用條件惡劣，有拖掛，為提高起步能力；柴油機因工作粗暴，轉矩不平穩，β宜取大些第三節離合器主要參數的選擇三、單位壓力p0單位壓力決定了摩擦表面的耐磨性，對離合器工作性能和使用壽命有很大影響選擇時應考慮離合器的工作條件、發動機后備功率、摩擦片尺寸、材料及其質量和后備系數等因素第三節離合器主要參數的選擇三、單位壓力p0材料[p0]MPa石棉基材料0.10~0.35粉末冶金材料0.35~0.50金屬陶瓷0.70~1.50第三節離合器主要參數的選擇四、摩擦片外徑、內徑和厚度摩擦片外徑D它對離合器的輪廓尺寸、質量和使用壽命有決定性的影響當離合器結構形式及摩擦材料選定，發動機最大轉矩已知，適當選取后備系數和單位壓力后，可估算：

第三節離合器主要參數的選擇四、摩擦片外徑、內徑和厚度摩擦片外徑D也可根據發動機最大轉矩按經驗公式選用式中KD為直徑系數

第三節離合器主要參數的選擇四、摩擦片外徑、內徑和厚度摩擦片內徑d當D確定后，d可按d/D在0.53~0.70來確定；D不變時，若d取小時：摩擦面積增加，Tc增加；但壓力分布不均勻，且使摩擦片內外緣圓周速度差別太大而造成摩擦不均勻；不利于散熱和扭轉減振器的安裝。所選D，應使摩擦片最大圓周速度不超過65~70m/s，以免摩擦片發生飛離。第三節離合器主要參數的選擇四、摩擦片外徑、內徑和厚度摩擦片厚度b厚度b為3.0~5.5mm，一般隨著外徑增大而增加外徑（mm）內徑（mm）厚度（mm）外徑（mm）內徑（mm）厚度（mm）1601103.0/3.21701203.0/3.2/3.51801253.0/3.2/3.51901333.0/3.2/3.5/3.82001403.5/3.8/4.02101433.52251503.2/3.52401603.2/3.5/3.8/4.02501603.5/4.02551603.2/3.5/3.8/4.02671653.52751753.53001903.5/3.8/4.03252003.5/3.8/4.0/4.2/4.53502205.03802205.03952304.04002504.2/4.8/5.04202203.54302403.5/4.0/4.2/4.5/5.04502655.0/5.5

第三節離合器主要參數的選擇五、摩擦因數、摩擦面數和離合器間隙摩擦因數f決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有樹脂橡膠基的合成非石棉材料、粉末冶金材料和金屬陶瓷材料等。摩擦片材料摩擦系數f非石棉樹脂橡膠基非纏繞型0.20~0.27纏繞型0.20~0.35粉末冶金材料鐵基0.35~0.50銅基0.25~0.35金屬陶瓷材料0.40~0.45第三節離合器主要參數的選擇五、摩擦因數、摩擦面數和離合器間隙摩擦面數Z為離合器從動盤數的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉矩的大小及其結構尺寸離合器間隙?t是指離合器處于正常接合狀態、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內端之間留有的間隙該間隙?t一般為3～4mm第四節離合器的設計與計算一、離合器基本參數的優化1.

設計變量β=Tc/Temax=fFZRc/Temax，β取決于F、Rc(D、d)p0=4F/π(D2-d2)，p0取決于F、D、d。離合器基本參數的優化設計變量選為：

第四節離合器的設計與計算一、離合器基本參數的優化2.

目標函數參數優化設計的目標是，在保證性能的條件下結構尺寸（D、d）盡可能小。即目標函數：

第四節離合器的設計與計算一、離合器