某貨車教練車的總體設(shè)計(jì)

張保寧

（東風(fēng)襄陽(yáng)旅行車有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441004）

某貨車教練車的總體設(shè)計(jì)

張保寧

（東風(fēng)襄陽(yáng)旅行車有限公司，湖北 襄陽(yáng) 441004）

∶文章以我公司新開發(fā)的考試用貨車教練車為研究對(duì)象，分析了總體設(shè)計(jì)參數(shù)和達(dá)到的指標(biāo)。重點(diǎn)分析了主要總成部件的選用對(duì)整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和整車成本的影響。通過(guò)分析和方案論證，達(dá)到了設(shè)計(jì)參數(shù)要求和指標(biāo)。為零部件設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)方向和設(shè)計(jì)要點(diǎn)的確定，為下一步的設(shè)計(jì)開發(fā)工作提供了有利依據(jù)。

∶總體設(shè)計(jì)；動(dòng)力性；經(jīng)濟(jì)性；成本；主要零部件

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.049

Keywods: overall design; power; fuel economy; cost; main components

CLC NO.: U469.79Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-140-03

前言

教練車一直是各品牌汽車主機(jī)廠激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)，截止到2011年底統(tǒng)計(jì)，全國(guó)在冊(cè)駕校6299家，在用大型貨車教練用車45944輛，每年淘汰更新在一萬(wàn)輛左右。教練車做為專用特定車輛，使用特點(diǎn)：低速、輕載；客戶關(guān)注點(diǎn)：在滿足使用條件下，低油耗、低成本?，F(xiàn)有教練車基本是在常規(guī)貨車的基礎(chǔ)上做上裝變化。底盤部分并沒(méi)有針對(duì)教練車做大的改進(jìn)。隨著國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)政策和石油價(jià)格的變化，教練車需求也在不斷更新。開發(fā)出輕量化、低油耗、低承載的教練車是廣大駕校的迫切要求。

1、設(shè)計(jì)任務(wù)的主要尺寸參數(shù)和指標(biāo)

汽車的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。

1.1軸距L、前后輪距B1和B2

軸距L的選擇要考慮它對(duì)整車其它尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。新設(shè)計(jì)的教練車是以7噸尖頭載貨汽車為開發(fā)平臺(tái)，參考現(xiàn)有車型所以軸距定為5200mm；a、前輪距B1與前部車架寬度、前懸寬度、輪胎寬、前輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向車輪以及車架間的運(yùn)動(dòng)空間等因素有關(guān)，參考現(xiàn)有車型前輪距B1=1810mm；b、后輪距B2與后板簧寬度E、后板簧距F、輪胎寬K、板簧與輪胎的間隙G等尺寸有關(guān)。車架寬860mm，配置9.00-20 12PR輪胎、輪胎偏置距153mm，按貨廂底板寬2294mm、板簧寬75mm、板簧距1030mm，確定輪距1800mm，車輪最大外寬2116mm貨廂底板寬2294mm，車輪在貨廂底板內(nèi)89mm，根據(jù)以上布置圖，確定后輪距1800mm。

1.2汽車的外廓尺寸

GB1598-2004對(duì)汽車的外廓尺寸界限做了規(guī)定。根據(jù)GB1598-2004的要求和總體布置最后確定：

整車的外形尺寸：長(zhǎng)：9000mm，寬：2470mm，高：2485mm長(zhǎng)：參考現(xiàn)有7噸尖頭載貨汽車，整車長(zhǎng)確定為9000mm。寬：2470mm，選用內(nèi)寬為2294mm的貨廂，這種貨廂為市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，考慮到成本因素，選用價(jià)格低廉的木制貨箱。

高：2485mm，根據(jù)整車高度不大于4000mm，9.00-20輪胎的選擇、懸掛的調(diào)整、駕駛室的抬高，初選整車高為2485mm。

2、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定

2.1汽車的載質(zhì)量mg

載貨汽車的裝載量是指該車在良好的硬路面上行駛時(shí)裝載貨物量的最大限額?，F(xiàn)有車型EQ5120XLHFAC型教練車載質(zhì)量為7噸，考慮到教練車的用途一般很少載貨，實(shí)際設(shè)計(jì)可按1.5噸載質(zhì)量考慮。

2.2汽車的整備質(zhì)量ma

汽車的整備質(zhì)量是汽車經(jīng)過(guò)整備后在完備狀態(tài)下的自身質(zhì)量，即指汽車在加滿燃料、潤(rùn)滑油、工作液油及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水和裝備齊全后后但未載人載貨時(shí)的質(zhì)量。它是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，整備質(zhì)量小可降低造價(jià)，而且是汽車降低使用油耗的重要途徑。

2.3汽車的總質(zhì)量

汽車的總質(zhì)量是指已裝備完好、整備齊全并按規(guī)定載滿客貨時(shí)的汽車質(zhì)量Ga，Ga=mg+ ma=6噸。

2.4汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)η

載貨汽車的η是載貨汽車的載質(zhì)量mg與其整備質(zhì)量ma之比。現(xiàn)有教練車空載率高實(shí)際的整備質(zhì)量利用系數(shù)很低，新開發(fā)的教練車目的在于提高整備質(zhì)量利用系數(shù)。

3、主要總成部件的選擇

3.1發(fā)動(dòng)機(jī)

根據(jù)教練實(shí)際使用條件，主要為城郊的特點(diǎn)，常用車速確定為V=40Km/h，最高車速確定為Vmax=80Km/h；根據(jù)現(xiàn)有長(zhǎng)頭車駕駛室尺寸確定迎風(fēng)面積A=5.2m2；車輪滾動(dòng)半徑rr=473mm；機(jī)械傳動(dòng)效率ηT=0.9；滾動(dòng)阻力系數(shù)fr=0.03；空氣阻力系數(shù)Cd=0.9；

3.2變速器

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率、最大扭矩和離合器膜片直徑Φ 255mm，在公司供應(yīng)商系統(tǒng)內(nèi)，考慮到質(zhì)量、成本及交期因素選用江凱汽車變速器有限公司JK5S300型變速器總成， 具體檔位及速比：

一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 倒檔6.802 3.767 2.186 1.424 1.000 6.154

變速箱最大輸入扭矩：300N.m。操縱形式為直接操縱。

3.3前、后橋

根據(jù)實(shí)際軸荷分配及整車尺寸布置要求，需要開發(fā)適合本車型專用的前后橋，成本較高，先期仍采用現(xiàn)有車橋，在公司供應(yīng)商系統(tǒng)內(nèi)，考慮到質(zhì)量、成本及交期因素選用荊州車橋有限公司2.7噸前軸和7噸后橋。前軸為整體鍛造式工字梁，轉(zhuǎn)向梯形后置。前軸輪距：1810mm，前軸板簧中心距：851mm。后橋輪距：1800mm，后橋單級(jí)主減速器，雙曲線齒輪減速器，沖壓焊接橋殼，全浮式半軸，主減速比：6.83，后橋最大輸出扭矩：1800N.m。

3.4前/后懸架的確定

前/后懸架采用縱向?qū)ΨQ等截面鋼板彈簧，液里力雙向作用筒式減震器，前后鋼板彈簧片數(shù)：8/9+5。

3.5車架

3.5.1車架縱梁外形尺寸的的確定

根據(jù)整車設(shè)計(jì)任務(wù)要求確定車架前懸1040mm，車架后懸1835mm；整車軸距5200mm，車架縱梁總長(zhǎng)確定為8075mm；由車架上平面高度、前懸架布置要求和現(xiàn)有車架模具的考慮，選定車架縱梁為槽形梁，前部截面高度為160mm，由車架縱梁前端面向后1120mm處至2140mm處為變截面區(qū)，縱梁截面經(jīng)變截面后高度過(guò)渡到231mm。參考現(xiàn)有車型縱梁鋼板厚8mm，翼面寬75mm。

3.5.2車架寬度及橫梁的布置

由懸架板簧布置、前部發(fā)動(dòng)機(jī)空間要求及橫梁零件的通用性確定車架寬度為860mm?？紤]到與現(xiàn)有車型的成本優(yōu)勢(shì)，在滿足車架強(qiáng)度要求的前提下，不需要內(nèi)襯梁加強(qiáng)。

考慮到承受鋼板彈簧固定吊耳的扭力和支承散熱器的作用，第一橫梁布置在前扳簧固定吊耳的稍前位置。同樣第二、五、六橫梁也布置在板簧吊耳附近，第二橫梁采用下彎梁以避免與動(dòng)力總成干涉。第三橫梁由駕駛室后懸位置確定。第四橫梁起連接縱梁作用位置由傳動(dòng)軸吊掛確定。車架尾部布置尾橫梁。

3.6貨箱

由于教練車一般用于駕校考試，很少載貨或只載少量貨物。所以采用價(jià)格低廉，重量輕的木制貨箱。與現(xiàn)有教練車車型鐵制貨箱相比，整車成本降低，重量減輕。

4、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

運(yùn)用Cruise軟件計(jì)算出整車在滿載無(wú)空調(diào)的情況下動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性如下：

動(dòng)力性

表1

最高車速[Km/h] 82.54 0-70Km/h連續(xù)加速時(shí)間（2擋起步）[s] 75.89 30-70Km/h直接擋加速時(shí)間[s] 84.89初速度為50Km/h時(shí)的空擋滑行時(shí)間（s）/距離（m） 119.65/766.84

經(jīng)濟(jì)性：等速油耗

表2

5、結(jié)論

通過(guò)以上分析和計(jì)算論證：

a.最高車速可達(dá)82.54Km/h ，滿足80Km/h的設(shè)計(jì)要求；最大爬坡度21.71%，滿足15%的設(shè)計(jì)要求。動(dòng)力性達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

b.常用車速40Km/h滿載油耗8L左右，較現(xiàn)有車型下降2L以上。

c.整車零部件成本降低2.5萬(wàn)多元。為用戶節(jié)省了用車成本，提升了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

Overall design of freight car coach

Zhang Baoning
（Dongfeng Xiangyang travelling vehicle Co., Ltd., Hubei Xiangyang 441004）

In this paper, the newly developed coach truck with the test use of our company is for the study. The paper analysises the overall design parameters and the index toachieve. Focus analysis the impact of the vehicle power, fuel economy and cost for the choice of the main components of the vehicle .Through analysis and demonstration, the design parameters are achieved.It provides the guidance direction and the design key point for the component design, and provides the favorable basis for the next step of the design and development work.

∶U469.79

∶A

∶1671-7988 (2016)09-140-03

張保寧（1976.2-），男，中級(jí)工程師，就職于東風(fēng)襄陽(yáng)旅行車有限公司。主要從事底盤設(shè)計(jì)工作。