中重型卡车总体指南

中重型卡车总体设计指南

陈少轩 2006年8月

目录一、汽车总体设计的任务

二、汽车设计的一般原则 三、汽车总体设计的一般顺序四、选型

五、总布置草图设计六、整车性能计算

一、汽车总体设计的任务 从技术先进性、生产合理性和使用(市场)要求出发，提出整车设计方案。

拟定设计任务书。 对各部件进行合理布置和运动校核。

对汽车性能进行精确计算和控制。 协调整车与部件、部件与部件之间的矛盾。 进行各种有关整车的技术综合工作：项目描述书、试验任务书、A图文件编制、公告申报、CCC认证提报等。

二、汽车设计的一般原则 必须满足汽车法规要求。汽车在安全、环保、节能等方面必须满足国内或国外相关法规要求，不仅要满足 现行法规，还要满足未来某个时间将执行的法规要求，有提前量。

力求“三化”原则。贯彻产品系列化，零部件通用化和零部件设计标准化的“三化”原则，在此阶段 就要充分考虑产品系列化变型要求。通过“三化”,最大限度地减小新增零件数量。

技术先进性要求。

工艺性要求。成本要求。 用户(市场)使用要求。

以及上述各种要求发生矛盾时，优先保证哪一种要求。

三、汽车总体设计的一般顺序 调查研究和整车设想。1.资料搜集。广泛收集国内外同类车型的技术资料。包括其产品结构、性能、参数、产品系列、技术水平、发展趋势以及相关的标准、法规、专利等。

2.市场情报。各种车的销量、价格、故障模式。 3.使用调查。a. 了解用户对汽车型式、载重量、是否拖挂、性能(如平均车速、通过性)等的要求。

b.c. d. e.

道路条件。指海拔高度、气温、灰尘、路面水平、坡度情况、弯道急缓等。货物情况、装卸方式、运距。 驾驶员使用习惯和对个别总成的偏好 成本要求、服务要求。

4. 5.

本企业生产工艺调查。 样车分析。对标杆样车进行拍照、参数测量(包括称重)、性能试验、乃至拆解、测绘、零部件称重、材料化验和应力分析。

6. 7.

将国内外同类车型与标杆样车一起进行技术经济对比分析。 确定总体方案。

选型。通过总布置草图和初步性能计算，确定整车主要尺寸参数、性能参数、质量参数和各 总成的基本型式。(车身布置和车身造型也在此阶段进行)。在总布置草图上要较准确地 示出汽车的轴距、总长、总宽、总高、离地间隙、货台高度，较准确地画出各部件的形状 和尺寸。(选型将在以后详述)

制定设计任务书(产品信函)。任务书包括以下内容：1. 2. 3. 4. 5. 6.任务来源和设计依据。 产品用

途和使用范围、使用条件。 设计原则。 产品型号。 整车布置型式和整车参数(整车尺寸参数、整车质量参数、整车性能参数)。 主要零部件的型式和特性参数。

7.8. 9.

同类车型对比分析。本车拟采用的新技术、新材料、新工艺。 系列化方案、通用化水平。

10. 生产纲领、目标成本、技术经济分析。

技术设计。此阶段细化整车总布置方案，对各总成提出具体设计要求，各总成展开设计，并形成全车所有图纸文件。

汽车总装配图绘制。在总布置进行过程或技术设计结束后，及时的把各系统的较准确的外形图，按着装配 顺序装到整车上去，以便再次校核是否存在装配干涉、运动干涉和装配困难以及核算整 车尺寸等。

试制、试验、修改和定型。即样车试制验证、样车试验、A图完善、整车公告、CCC认证等。

四、选型 汽车型式选择。指轴数，驱动型式的选择。主车轴数有2轴、3轴、4轴、5轴。 列车轴数有2+2、2+3、3+3。其中，加号前面的为主车(牵引车)轴数，加号后面的为 挂车轴数。 汽车轴数是根据汽车的用途、总重、使用条件、汽车法规和轮胎负荷能力来确定的。

轴荷限值：挂车及2轴货车：单胎 双胎 牵引车及3轴以上货车： 6T 10T

单胎双胎驱动轴 并装双轴

7T11.5T 18T 16T (轴距≥1300) (轴距<1300) (轴距>1300)

并装3轴

24T

驱动型式有：4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8、10×4等。 其中第一个数为车轮总数(双胎计一个),第二个数为驱动轮数。 4×2汽车结构简单、自重较轻、成本低、油耗小。在轿车和轻型车上采用。 6×2汽车用于公路用车，平板车或牵引车。 6×4汽车多用于重型牵引车、平板车、自卸车、砼车和其它专用车底盘。 8×4汽车多用于重型平板车、自卸车、砼车底盘等。

10×4汽车多用于平板车、砼车底盘等。4×4、6×6、8×8等全驱动型式，多用于越野能力要求较高的军车或自卸车等。

汽车布置型式的选择。汽车布置型式是指发动机、驱动轴和车身的相互位置关系和布置特点而言的。 重型货车主要是发动机前置后驱动的型式。 重型货车的驾驶室主要有平头式和长头式两种。

1.

平头式，发动机布置在驾驶室下方。

缺点：a. 维修发动机不便(当驾驶室可前翻时可消除此不足);b . 换档操纵距离远，换档机构较复杂；

c. 驾驶室隔热、隔振效果差，需增加隔热、隔振措施；d. 发动机进气系统布置稍显复杂； e. 汽车高度较大；

f. 被动安全性较差。

优点： a. 载货面积利用率高；b. 整车总长小，机动性好；

c. 转向灵活；d. 驾驶员视野好； e. 自重小；

2.

长头式，发动机布置在驾驶室

前方。 优缺点与平头式相反。

1.

尺寸参数的选择：轴距： 轴距与影响汽车的总长、总重、货厢长度、轴荷分配、转向通过性、传动轴夹角等。 对单车而言：

二轴汽车：总质量≤8T 总质量≤12T 总质量>12T 车长≤7m 车长≤8m 车长≤9m

三轴汽车：总质量≤20T 总质量>20T 2. 轮距： 车长≤11m 车长≤12m

前轮距 ：要保证前桥外宽不超宽(2500)/轮胎与驾驶室在宽度方向协调；要保证能布置得下车架、板簧、转向纵拉杆(在转向轮最大转角情况下), 在前轮跳动及转向情况下轮罩空间足够。 还要取决于现有前桥资源。

后轮距： 要保证能布置得下车架、板簧、骑马螺栓、轮胎，且要考虑选装最大轮胎及轮胎用旧的情况。 轮胎间隙通常在30~40mm之间，骑马螺栓与车架间隙通常在15mm以上。

3.

前悬 从纵梁内侧而言，要保证能布置得下发动机、前轴、发动机前悬置、水箱、中冷器、 前横梁、前保险杠等； 从纵梁外侧而言，要保证能布置得下前簧前支座、转向器、车身前悬置、拖车钩等； 从车身而言，要保证机舱能容得下发动机，车身轮罩协调等； 要从保证接近角考虑； 还要从整车轴荷分配考虑。

4.

后悬 首先是长度不能超限，货车后悬≤55%轴距，其次要保证能布置得下后簧支架、稳

定杆、备胎、自卸车翻转轴、后防钻保护杠等。后悬要满足整车离去角的要求。自卸车等专用车的底盘后悬长度，还要满足上装运动空间的要求。 5. 汽车外廓尺寸 汽车外廓尺寸必须符合GB7258《外廓尺寸限值》要求。车辆类别 载货汽车(包括 载货越野车) 半挂汽车列车 全挂汽车列车 长 ≤12 ≤16.5 ≤20 宽 ≤2.5 ≤2.5 ≤2.5 高 ≤4 ≤4 ≤4

质量参数的选择

1.装载质量装载质量也叫载质量，指在硬实良好路面上行驶时的额定装载质量，在坏路上其值相 应减少。载 质量首先要满足质量利用系数的要求。二类底盘与整车的载质量之间差一个上装的质量。在牵引车上，称

为鞍载质量，同时还增加准拖挂车总质量的概念。提倡将载质量进行圆整。

2.整备质量它是指车上带有全部装备(随车工具、备胎),加满燃油、水，但没有装货和载人时的质量。降低整 备质量，提高质量利用系数，是技术发展的趋势，它必须依靠新技术、新材料和新工艺的采用，要量力而 行。在总布置阶段确定整备质量，一个方法是先给定一个质量利用系数，再用给定的载质量进行估算。

3.总质量指装备齐全，并按规定装满货物和乘员时的质量，其中每人按65kg计。总质量要尽量取整数。总质量 要符合法规要求，既不能高标也不能低标。牵引车的总质量既要满足法规要求，又要满

足比功率的要求。 法规要求详见下表：

2轴货车 3轴货车 4轴货车

总质量≤16吨 16吨≤总质量≤25吨 24吨≤总质量≤31吨

5轴汽车列车6轴汽车列车

总质量≤43吨总质量≤49吨

4.汽车轴荷分配a.轮胎磨损均匀的原则 b.要充分考虑使用备件

泥泞路面行驶的车辆，如越野车、部分工地用自卸车，往往满载前轴荷：26~27%左右，后轴荷： 73~74%左右(以减小前轮阻力，保证足够后轮驱动力)。c.轴荷因汽车型式不同而不同。 平头车前轴荷一般在30% 以上，长头车一般在28% 以下。

d.轴荷还要考虑操纵稳定性要求为保证汽车的不足转向特性，要求汽车的重心要位于中性转向点之前 e.要注意使各轴荷符合法规轴荷限值，并不超出车桥的最大额定承载量。

性能参数的选择1.动力性参数a.直接档最大动力因数D0max 它标志着加速能力和不换档克服坡道阻力能力，由汽车的类型、用途、道路条件以及对 加速、 油耗的要求来决定。见下表：

汽车类型(G<2t)轻型载货汽车 中型货车 重型车 鞍式牵引列车 b.一档最大动力因数D1max:

直接档最大动力因数D0max0.1~0.14 0.055~0.10 0.04~0.06 0.03左右

一档最大动力因数D1max0.30~0.40 0.30~0.40 0.30~0.35 0.30~0.30

它标志着最大爬坡能力、克服困难路段能力和起步连续换档加速能力。主要根据汽车所 要求的最大爬坡度和附着条件来选择(见上表),一般公路用车，D1max=0.3~0.4,矿用自 卸车，D1max=0.3~0.46。 c.最高车速： 根据汽车用途、道路条件等来选择。 汽车类型 最高车速(km/h) 比功率(kW/t) 比扭矩(N.m/t)

中型货车重型货车 半挂牵引车

75~12070~110 90~120

8.5~14.07.4~13.0 ≥5

33~4729~50

d.比功率和比扭矩 比功率：评价汽车动力性的综合指标。 比扭矩：反映汽车的牵引能力。 e、加速时间 常用原地起步换档加速到某一车速如80km/h的时间,或直接档从30km/h加速到80km/h的时间， 映该车的加速能力。 来反

2.经济性参数 一般用限定条件下的等速百公里油耗值来表示(在良好的水泥沥青路面上) 3.通过性参数a.通道圆与外摆值

汽车和汽车列车(不计具有作业功能的专用装置)必须能在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外径D1为25.00m,车辆通道圆的内径为10.60m。汽车和汽车列车由直线行驶过渡到上述圆周运动时，任何 部分的车辆外摆值T不得大于0.80m。

b.最小离地间隙，与路面情况有关 中重型车一般220-300mm

自缷车对此要求较高此外自缷车还要求油底、水箱、油箱、空滤、消声器等到地面的间隙也要较大。 c.接近角

d.离去角注意离去角应算后防钻保护杠。 e.纵向通过半

径 对军车可能要求较高。

4.操纵稳定性参数a.转向特性参数 为保证良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向特性。通常以0.4g的向心加速度作定圆转

向时，前后轴的侧偏角之差

作为评价参数。

b. 车身侧倾角 当汽车以0.4g的向心加速度沿定圆周等速行驶时，车身侧倾角应抑制在 以内，最大不超

过

。c. 制动点头角 当汽车以0.4g的减速度制动时，车身点头角不应大于超过 d.撒手稳定性

5.平顺性参数 即前后悬架的偏频 货车满载时， 6. 制动性参数 和 应使 ≈ , 稍大于 ，以减轻纵向角振动和共振。

=1.5~2.1Hz, =1.7~2.17Hz

即制动距离，制动减速度和踏板力，应符合GB7258要求。

发动机选型目前重型卡车主要采用柴油机作为动力。 1. 发动机主要性能指标的选择

a.发动机最大功率及其相应转速 一方面可参考同类车型选取，另一方面可以按照所要求的最大车速 来确定，即：

其中： ——传动系机械效率,对单级主减4×2型式的,可取0.9 g f ——重力加速度 ——滚动阻力系数，取0.15-0.2 ——空气阻力系数,货车取0.6-1.0 A ——汽车正面投影面积, 货车A=B1H,其中B1为前轮距，H为汽车总高

——最高车速——汽车总质量 这里算出的发动机的额定转速选择：

应理解为净功率，其最大功率应比此高10~15%

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