西安交通学
汽车设计课程设计说明书
载货汽车汽车动力总成匹配总体设计
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题目：
设计辆长途运输固体物料载重质量 20t 重型货运汽车
整车尺寸：11980mm×2465mm×3530mm
轴数：4 驱动型式：8×4轴距：1950mm+4550mm+1350mm
额定载质量：20000kg
整备质量：11000kg
公路高行驶速度：90kmh
爬坡度： 30
设计务：
1) 查阅相关资料根题目特点进行发动机离合器变速箱传动轴
驱动桥车轮匹配选型
2) 进行汽车动力性济性估算实现整车优化匹配
3) 绘制车辆总体布置说明图
4) 编写设计说明书
说明书整车目标参数初步确定传动系总成选型整车性计算发动机传动系部件确定四部分介绍课程设计设计程
1 整车目标参数初步确定
11发动机选择
111发动机功率转速确定
汽车动力性程度取决发动机功率设计求该载货汽车高车速90kmh发动机功率应该等该车速行驶时行驶阻力功率
（11）
式中 ——发动机功率kW
——传动系效率（包括变速器传动轴万节减速器传动效率）参考传动部件传动效率计算：传动部件传动效率见表11
表11传动系统部件传动效率
部 件 名 称
传动效率（）
46档变速器
95
辅助变速器（副变速器分动器）
95
单级减速减速器
96
传动轴万节
98
——汽车总质量31 000kg（整备质量11 000kg载重20 000kg）
——重力加速度981m／s2
——滚动阻力系数试验测车速100kmh情况认常数轮胎结构充气压力滚动阻力系数较影响良路面常轮胎滚动阻力系数见表12取
表12良路面常轮胎滚动阻力系数
轮胎种类
滚动阻力系数
中重型载货车子午线轮胎
00070008
中重型载货车斜交轮胎
00100012
轻型载货车子午线轮胎
00080009
轻型载货车斜交轮胎
00100012
轿车子午线轮胎
00120017
轿车斜交轮胎
00150025
——空气阻力系数取09般中重型货车取08~10轻型货车客车06~08中型客车04~06轿车03~05赛车02~04
——迎风面积取前轮距×总高H2465353
——该载货汽车高车速90km／h
值带入式11：
利功率统计值确定发动机功率值：
（12）
求功率6311kw
通功率计算该汽车选发动机功率kw
参考日五十铃德国奔驰等类型车型时该载货汽车求高车速相较高应功率相较选发动机功率应19561KW初步选择发动机功率200发动机功率时转速初取2200rmin
112发动机转矩转速确定
发动机功率相应转速确定式确定发动机扭矩
（13）
式中 ——发动机转矩Nm
——转矩适应性系数＝
——功率时转矩Nm
标志着行驶阻力增加时发动机外特性曲线动增加转矩力参考类发动机数值选取初取105
——发动机功率kW
——功率时转速rmin
般发动机适应性系数表示发动机适应行驶工况程度
——转速适应系数通常取1420保证汽车具适低稳定车速
值越说明发动机适应性越采值发动机减少换档次数减轻司机疲劳减少传动系磨损降低油耗初取1450rmin160
12 轮胎选择
轮胎尺寸型号进行汽车性计算绘制总布置图重原始数总体设计开始阶段应选定选择车型条件轮胎额定负荷汽车行驶速度提高汽车动力数降低汽车质心高度减非簧载质量公路车轮胎负荷系数汽车离间隙允许范围应量选取尺寸较轮胎时应考虑动力传动系参数匹配整车尺寸参数（例汽车离间隙总搞等）影响表12出部分国产汽车轮胎规格尺寸条件
根类汽车轴荷分配前轴满载时候负载19~25 轴75~81计算轮胎静负载值2790*98N根表12选择前轴轮胎规格1100R20轮胎数量2第二轴轴轮胎规格1100R20轮胎数量2第三轴轮胎规格1100R20轮胎数量4第四轴轮胎规格1100R20选轮胎单胎负荷28700N欺压074MPa加深花纹外直径1090mm
表12 客车载货汽车挂车规格尺寸条件
13 传动系传动确定
普通载货汽车高档通常选直接档分动器轮边减速器传动系传动等减速器减速减速减速器设计原始数应汽车总体设计时确定
载货汽车足够功率储备高车速降图11中曲线3示式选择
（14）
式中—驱动车轮滚动半径（m）轮胎规格1200R20普通花纹轮胎外直径d1090mmF305
——发动机功率时转速2200rmin
——高车速90kmh
——变速器高档传动10
初取50
根选定减速值基确定减速器减速型式（单级双级否需轮边减速器）汽车总布置求离间隙相适应
汽车驱动桥离间隙求见表13中重型载货汽车离间隙求230mm345mm间
表13 汽车驱动桥离间隙
14传动系传动确定
传动系传动变速器档传动减速积
应根汽车爬坡度驱动车轮路面附着条件汽车低稳定车速减速驱动车轮滚动半径等综合确定
汽车爬陡坡时车速高空气阻力忽略驱动力克服轮胎路面间滚动阻力爬坡阻力
（１5）
爬坡度求变速器档传动
（１6）
式中 ——汽车总质量31000kg
——重力加速度981m：
——道路阻力系数
——驱动车轮滚动半径（m）计算F305d1090mm 05294mm
——发动机转矩Nm
——减速50
——传动系传动效率0849
根驱动车轮路面附着条件
（17）
求变速器档传动
（18）
式中
——汽车满载静止水路面时驱动桥面载荷
——道路附着系数良路面取08
——式（16）中说明
里驱动承受质量设13t
综初步确定变速器档传动
2 传动系总成选型
21 发动机选型
题目求发动机功率200kw 转矩9115N相应转速2200rpm调查初步选择海柴油机股份限公司型号6CL3202发动机潍坊动力股份限公司型号WD61556WD61550两款发动机
图21 潍坊动力典型发动机参数
表21 柴6CL3202参数
发动机型号
6CL3202
外形尺寸(mm)
1363×925×794
汽缸数
6
气门
4
排量(ml)
8820
缸径(mm)
114
行程(mm)
144
标定功率(kW)
235
功率转速(rmin)
2200
扭矩(Nm)
1250
扭矩转速(rmin)
1200
低燃料消耗率(gkWh)
190
净质量(kg)
640
排放标准(TAS)
国Ⅱ
匹配车型
客车货车
三型号发动机参数集中表22中外特性曲线：
表22 选发动机技术参数
机型
WD61556
WD61550
6CL3202
缸径行程（mm）
126130
126130
114144
排量（L）
9726
9726
90
额定功率（kW）
193
213
235
额定转速（rmin）
2200
2200
2200
转矩(Nm)
1100
1160
1250
转速(rmin)
13001600
11001600
13001500
低燃油消耗率(gkWh)
198
198
198
满足排放标准
欧II
欧II
欧II
22 离合器初步选型
根发动机转矩该重型载货汽车初步选定离合器
离合器生产企业：东风传动轴限公司
离合器型式： 拉式膜片弹簧离合器
型号规格： DSP430
转矩容量： 2700Nm
该离合器： WD61556匹配时备系数245
WD6155匹配时备系数233
6CL3202匹配时备系数213
23 变速器选型
重型货车需档变速器适应复杂变条件易保证重型汽车具良动力性济型加速性前组合式机械变速器已成重型汽车形式两种4～6档变速器体通更换系列齿轮副配置副变速器组档数传动范围变速器系列
根发动机转矩9115N变速器档传动50初步选择中国第汽车集团公司生产10档组合式机械变速器变速器型号：CATS10130额定输入扭矩1274Nm该变速器高档采直接档传动范围12961变速器档速见表23
表23 选变速器格档速
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
倒1
倒2
12961
9693
7370
5540
3846
337
2520
1916
1440
1000
2938
11301
24 传动轴选型
该车前轴距较提高传动轴界转速避免振考虑整车总布置需常传动轴分段传动轴分段时需加设安装车架横梁中间支承补偿传动轴轴角度方安装误差车辆行驶程中弹性支承发动机窜动车架等变形引起位移橡胶弹性元件吸收传动轴振动降低噪声种弹性中间支承传递轴力承受传动轴动衡偏心等素引起径力万节附加弯矩引起径力
初步采重庆重型汽车集团传动轴限责公司生产重型汽车传动轴总成编号：006工作扭矩：15000Nm
25 驱动桥选型
驱动桥处传动系末端基功增传动轴传转矩转矩分配左右驱动车轮左右驱动车轮具差速功时驱动桥承受作路面车架间铅垂力力横力
1驱动桥结构型式布置型式选择
驱动桥结构型式驱动车轮悬挂型式相关绝数载货汽车驱动车轮采非独立悬挂相应采非断开式驱动桥
现代桥驱动汽车采贯通式驱动桥布置形式
贯通式驱动桥布置中桥传动轴布置铅垂面相邻两桥传动轴串联布置优点仅减少传动轴数量提高驱动桥零件相互通性简化结构减少体积质量成较低
2减速器结构型式选择
减速型式选择汽车类型条件关取决动力性济性等整车性求减速驱动桥离间隙驱动桥数目减速型式等
双级减速器两级齿轮减速组成结构复杂质量加制造成显著增加仅减速较采单级减速满足定减速离间隙求重型汽车
单级贯通式减速器桥驱动汽车贯通桥优点结构简单减速器质量较尺寸紧凑中桥部分零件尤桥壳半轴等零件具互换性
综述设计载货汽车轴数驱动型式单级贯通式减速器具结构简单等诸优点时满足求选单级减速贯通式驱动桥
3驱动桥选型
根计算减速初步选择重庆红岩汽车车桥厂单级减速双联驱动桥产品型号：20048302中桥均采铸钢桥壳中驱动桥承载力均13吨输入扭矩40000Nm输入扭矩减速器传动4875
3 整车性计算
31 配置柴6CL3202发动机时整车性计算
311 汽车动力性计算
1）汽车驱动力行驶阻力
汽车行驶程中必须克服滚动阻力空气阻力加速时会受加速阻力作坡时会受重力坡道分力——坡度阻力
汽车行驶时驱动力行驶阻力衡方程式：
（31）
发动机转速发出转矩汽车传动系传递驱动轮驱动力式计算：
（32）
式中 ——汽车驱动力N
——发动机转矩Nm
——变速器速
——减速器速4875
——传动系效率
——车轮滚动半径
驱动轮滑情况发动机转速应汽车车速（kmh）：
（33）
式中 ——发动机转速rmin
——式（110）说明
滚动阻力：
（34）
式中 ——重力加速度
——坡道坡度角
——滚动阻力系数式（11）说明
空气阻力：
（35）
式中 ——空气阻力系数
——迎风面积汽车行驶方投影面积 24653530
——空气密度般
——汽车行驶速度ms
kmh计
坡度阻力：
（36）
坡道坡度时
加速阻力：
（37）
式中 ——汽车旋转质量换算系数式估算取 变速器速
——汽车总质量
——汽车行驶加速度
2）汽车行驶性曲线
通计算档车速应发动机转速发动机外特性曲线相应发动机转矩式（32）求汽车驱动力式（34）（35）求作出汽车行驶性曲线计算数见表31
表31 汽车驱动力行驶阻力计算列表
档
车速（kmh）
35
4
5
6
7
（rmin）
11080
12663
15829
18995
22161
（kN）
1288
1286
1150
1133
1050
（N）
35361
35375
35409
35449
35497
二档
车速（kmh）
5
6
7
8
9
（rmin）
11838
14206
16573
18941
21309
（kN）
933
955
900
847
820
（N）
35409
35449
35497
35553
35616
三档
车速（kmh）
6
7
8
9
11
（rmin）
10801
12601
14402
16202
19802
（kN）
642
712
725
700
633
（N）
35449
35497
35553
35616
35764
四档
车速（kmh）
8
10
12
14
16
（rmin）
10826
13532
16238
18945
21651
（kN）
483
5589
525
483
467
（N）
35553
35686
35849
36041
36263
五档
车速（kmh）
11
14
17
20
23
（rmin）
10334
13152
15970
18788
21607
（kN）
330
382
358
333
325
（N）
35764
36041
36385
36796
37273
六档
车速（kmh）
13
16
20
23
26
（rmin）
10701
13170
16463
18933
21402
（kN）
300
325
297
292
283
（N）
35941
36263
36796
37273
37817
七档
车速（kmh）
18
22
26
30
35
（rmin）
11080
13542
16004
18466
21544
（kN）
220
258
250
233
217
（N）
36515
37107
37817
38646
39849
八档
车速（kmh）
23
30
35
40
45
（rmin）
10764
14040
16380
18720
21060
（kN）
113
130
150
188
187
（N）
37273
38646
39849
41236
42809
九档
车速（kmh）
30
40
45
50
60
（rmin）
10552
14069
15828
17587
21104
（kN）
97
147
133
132
115
（N）
38646
41236
42809
44566
48636
直接档
车速（kmh）
45
60
70
80
90
（rmin）
10992
14656
17098
19541
21983
（kN）
83
98
90
83
80
（N）
42809
48636
53446
58996
65286
表32 坡度时坡度阻力
坡度 ( )
3
6
9
12
15
18
坡度阻力（N）
91192
182139
272598
362333
451118
574058
坡度 ( )
21
24
27
30
33
36
坡度阻力（N）
62543
709710
792711
873853
953013
1030080
档驱动力车速变化关系坡度时变化关系画张图形成汽车行驶性曲线发动机6CL3202变速器CATS10130（高档直接档）单级减速双联驱动桥（减速4875）匹配时行驶性曲线见图31汽车行驶性曲线知该车高车速爬坡度档位情况档位某车速爬坡力
图31知该车高车速92kmh（发动机额定转速相应）
图31计算档爬坡度
档时汽车克服行驶阻力107260N应爬坡阻力
2435°45
3）汽车加速性计算
汽车水路面（）加速行驶时驱动力行驶阻力衡方程式
（38）
（39）
式中 ——汽车旋转质量换算系数式估算取 变速器速
前述
（310）
通式求汽车初始车速全力加速加速时间
式（39）（310）汽车行驶性曲线作出档加速时间曲线连续换档加速时间曲线计算数见表33
表33 汽车连续换档加速时间曲线计算列表
档
车速（kmh）
35
4
5
6
7
（kN）
1288
1286
1150
1133
1050
（N）
35361
35375
35409
35449
35497
（）
0521
0520
0463
0456
0422
二档
车速（kmh）
5
6
7
8
9
（kN）
933
955
900
847
820
（N）
35409
35449
35497
35553
35616
（）
0603
0618
0581
0545
0527
三档
车速（kmh）
6
7
8
9
11
（kN）
642
712
725
700
633
（N）
35449
35497
35553
35616
35764
（）
0609
0679
0692
0667
0600
四档
车速（kmh）
8
10
12
14
16
（kN）
483
5589
525
483
467
（N）
35553
35686
35849
36041
36263
（）
0636
0744
0696
0636
0613
五档
3846
车速（kmh）
11
14
17
20
23
（kN）
330
382
358
333
325
（N）
35764
36041
36385
36796
37273
（）
0581
0684
0636
0586
0569
六档
车速（kmh）
13
16
20
23
26
（kN）
300
325
297
292
283
（N）
35941
36263
36796
37273
37817
（）
0570
0623
0562
0550
0529
七档
车速（kmh）
18
22
26
30
35
（kN）
220
258
250
233
217
（N）
36515
37107
37817
38646
39849
（）
0457
0551
0529
0485
0442
八档
车速（kmh）
23
30
35
40
45
（kN）
113
130
150
188
187
（N）
37273
38646
39849
41236
42809
（）
0206
0248
0299
0400
0392
九档
车速（kmh）
30
40
45
50
60
（kN）
97
147
133
132
115
（N）
38646
41236
42809
44566
48636
（）
0168
0304
0259
0251
0191
直接档
车速（kmh）
45
60
70
80
90
（kN）
83
98
90
83
80
（N）
42809
48636
53446
58996
65286
（）
0120
0147
0109
0072
0044
图32 6CL3202发送机货车加速度曲线
图33 6CL3202发动机货车加速度倒数曲线
图34 6CL3202发动机货车加速时间曲线
理求出WD61556WD61550两款发动机汽车性曲线
312 汽车济性计算
汽车燃油济性汽车中项重性国汽车燃油济性评价指标等速行驶燃油消耗量循环工况行驶燃油消耗量般等速百公里油耗（L100km）表示
汽车百公里燃油消耗量（L100km）
（311）
式中 ——汽车车速等速行驶时克服滚动阻力空气阻力发动机消耗功率 kW
——传动系效率
——汽车总质量
——式(11)说明
——燃油消耗率g(kWh)根发动机转速外特性曲线读取
——汽车车速kmh
——燃油重度柴油取794~813NL取804 NL
通计算作出汽车档位等速百公里燃油消耗量曲线（图34）
图34 配置6CL3202发动机时汽车档位等速百公里燃油消耗曲线
图32中出车速提高汽车等速百公里油耗增
常车速4646~6332kmh直接档行驶时燃油消耗率较低324 L100km
车速3317~4646 kmh九档行驶时燃油济性较
车速2468~3317 kmh八档行驶时燃油济性较
车速1945~2468 kmh七档行驶时燃油济性较
该车高车速92kmh等速行驶时燃油消耗率高4386 L100km
该车等速百公里低燃油消耗率27 L100km应车速35kmh
注：配置WD61556WD61550两款发动机性计算理里略
4 发动机传动系部件确定
1变速器CATS10130（高档直接档）单级减速双联驱动桥（减速4875）柴6CL3202匹配时汽车高车速92kmh爬坡度45档起步连续换档加速75kmh加速时间2543s
2变速器CATS10130单级减速双联驱动桥潍柴WD61556匹配时汽车高车速90kmh爬坡度381档起步连续换档加速高车速75kmh需3061s
3相变速器CATS10130单级减速双联驱动桥WD61550匹配时汽车高车速912kmh爬坡度351档起步连续换档加速75kmh加速时间2843s
三种匹配情况整车性较见表41
表41 选择发动机时整车性较
发动机型号
整车性
高车速
（kmh）
爬坡度
档起步加速高车速加速时间ts
常车速等速行驶时百公里燃油消耗量（L100km）
柴6CL3202
92
450
2543
324
潍柴WD61556
90
334
3061
318
潍柴WD61550
912
351
2843
315
见选柴6CL3202时整车爬坡性加速性显著提高济车速范围较燃油济性较时满足高车速90kmh设计求
确定发动机传动系部件见表42
表42 发动机传动系部件选型
部件
型号
技术参数
发动机
柴6CL3202
功率转速 235kW（2200rmin）
离合器
DSP430
转矩容量 2700Nm
变速器
CATS10130
额定输入扭矩 1274Nm
传动轴
重型汽车传动轴 006
工作扭矩 16500Nm
驱动桥
重庆红岩单级减速双联驱动桥 20048302
额定输入扭矩 16520Nm
图41 整车总体布置草图
容仅供参考果您需解决具体问题建议您详细咨询相关领域专业士
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西安交通学
汽车设计课程设计说明书
载货汽车汽车动力总成匹配总体设计
姓名：
班级：
学号：
专业名称：
指导老师：
日期：
题目：
设计辆长途运输固体物料载重质量 20t 重型货运汽车
整车尺寸：11980mm×2465mm×3530mm
轴数：4 驱动型式：8×4轴距：1950mm+4550mm+1350mm
额定载质量：20000kg
整备质量：11000kg
公路高行驶速度：90kmh
爬坡度： 30
设计务：
1) 查阅相关资料根题目特点进行发动机离合器变速箱传动轴
驱动桥车轮匹配选型
2) 进行汽车动力性济性估算实现整车优化匹配
3) 绘制车辆总体布置说明图
4) 编写设计说明书
说明书整车目标参数初步确定传动系总成选型整车性计算发动机传动系部件确定四部分介绍课程设计设计程
1 整车目标参数初步确定
11发动机选择
111发动机功率转速确定
汽车动力性程度取决发动机功率设计求该载货汽车高车速90kmh发动机功率应该等该车速行驶时行驶阻力功率
（11）
式中 ——发动机功率kW
——传动系效率（包括变速器传动轴万节减速器传动效率）参考传动部件传动效率计算：传动部件传动效率见表11
表11传动系统部件传动效率
部 件 名 称
传动效率（）
46档变速器
95
辅助变速器（副变速器分动器）
95
单级减速减速器
96
传动轴万节
98
——汽车总质量31 000kg（整备质量11 000kg载重20 000kg）
——重力加速度981m／s2
——滚动阻力系数试验测车速100kmh情况认常数轮胎结构充气压力滚动阻力系数较影响良路面常轮胎滚动阻力系数见表12取
表12良路面常轮胎滚动阻力系数
轮胎种类
滚动阻力系数
中重型载货车子午线轮胎
00070008
中重型载货车斜交轮胎
00100012
轻型载货车子午线轮胎
00080009
轻型载货车斜交轮胎
00100012
轿车子午线轮胎
00120017
轿车斜交轮胎
00150025
——空气阻力系数取09般中重型货车取08~10轻型货车客车06~08中型客车04~06轿车03~05赛车02~04
——迎风面积取前轮距×总高H2465353
——该载货汽车高车速90km／h
值带入式11：
利功率统计值确定发动机功率值：
（12）
求功率6311kw
通功率计算该汽车选发动机功率kw
参考日五十铃德国奔驰等类型车型时该载货汽车求高车速相较高应功率相较选发动机功率应19561KW初步选择发动机功率200发动机功率时转速初取2200rmin
112发动机转矩转速确定
发动机功率相应转速确定式确定发动机扭矩
（13）
式中 ——发动机转矩Nm
——转矩适应性系数＝
——功率时转矩Nm
标志着行驶阻力增加时发动机外特性曲线动增加转矩力参考类发动机数值选取初取105
——发动机功率kW
——功率时转速rmin
般发动机适应性系数表示发动机适应行驶工况程度
——转速适应系数通常取1420保证汽车具适低稳定车速
值越说明发动机适应性越采值发动机减少换档次数减轻司机疲劳减少传动系磨损降低油耗初取1450rmin160
12 轮胎选择
轮胎尺寸型号进行汽车性计算绘制总布置图重原始数总体设计开始阶段应选定选择车型条件轮胎额定负荷汽车行驶速度提高汽车动力数降低汽车质心高度减非簧载质量公路车轮胎负荷系数汽车离间隙允许范围应量选取尺寸较轮胎时应考虑动力传动系参数匹配整车尺寸参数（例汽车离间隙总搞等）影响表12出部分国产汽车轮胎规格尺寸条件
根类汽车轴荷分配前轴满载时候负载19~25 轴75~81计算轮胎静负载值2790*98N根表12选择前轴轮胎规格1100R20轮胎数量2第二轴轴轮胎规格1100R20轮胎数量2第三轴轮胎规格1100R20轮胎数量4第四轴轮胎规格1100R20选轮胎单胎负荷28700N欺压074MPa加深花纹外直径1090mm
表12 客车载货汽车挂车规格尺寸条件
13 传动系传动确定
普通载货汽车高档通常选直接档分动器轮边减速器传动系传动等减速器减速减速减速器设计原始数应汽车总体设计时确定
载货汽车足够功率储备高车速降图11中曲线3示式选择
（14）
式中—驱动车轮滚动半径（m）轮胎规格1200R20普通花纹轮胎外直径d1090mmF305
——发动机功率时转速2200rmin
——高车速90kmh
——变速器高档传动10
初取50
根选定减速值基确定减速器减速型式（单级双级否需轮边减速器）汽车总布置求离间隙相适应
汽车驱动桥离间隙求见表13中重型载货汽车离间隙求230mm345mm间
表13 汽车驱动桥离间隙
14传动系传动确定
传动系传动变速器档传动减速积
应根汽车爬坡度驱动车轮路面附着条件汽车低稳定车速减速驱动车轮滚动半径等综合确定
汽车爬陡坡时车速高空气阻力忽略驱动力克服轮胎路面间滚动阻力爬坡阻力
（１5）
爬坡度求变速器档传动
（１6）
式中 ——汽车总质量31000kg
——重力加速度981m：
——道路阻力系数
——驱动车轮滚动半径（m）计算F305d1090mm 05294mm
——发动机转矩Nm
——减速50
——传动系传动效率0849
根驱动车轮路面附着条件
（17）
求变速器档传动
（18）
式中
——汽车满载静止水路面时驱动桥面载荷
——道路附着系数良路面取08
——式（16）中说明
里驱动承受质量设13t
综初步确定变速器档传动
2 传动系总成选型
21 发动机选型
题目求发动机功率200kw 转矩9115N相应转速2200rpm调查初步选择海柴油机股份限公司型号6CL3202发动机潍坊动力股份限公司型号WD61556WD61550两款发动机
图21 潍坊动力典型发动机参数
表21 柴6CL3202参数
发动机型号
6CL3202
外形尺寸(mm)
1363×925×794
汽缸数
6
气门
4
排量(ml)
8820
缸径(mm)
114
行程(mm)
144
标定功率(kW)
235
功率转速(rmin)
2200
扭矩(Nm)
1250
扭矩转速(rmin)
1200
低燃料消耗率(gkWh)
190
净质量(kg)
640
排放标准(TAS)
国Ⅱ
匹配车型
客车货车
三型号发动机参数集中表22中外特性曲线：
表22 选发动机技术参数
机型
WD61556
WD61550
6CL3202
缸径行程（mm）
126130
126130
114144
排量（L）
9726
9726
90
额定功率（kW）
193
213
235
额定转速（rmin）
2200
2200
2200
转矩(Nm)
1100
1160
1250
转速(rmin)
13001600
11001600
13001500
低燃油消耗率(gkWh)
198
198
198
满足排放标准
欧II
欧II
欧II
22 离合器初步选型
根发动机转矩该重型载货汽车初步选定离合器
离合器生产企业：东风传动轴限公司
离合器型式： 拉式膜片弹簧离合器
型号规格： DSP430
转矩容量： 2700Nm
该离合器： WD61556匹配时备系数245
WD6155匹配时备系数233
6CL3202匹配时备系数213
23 变速器选型
重型货车需档变速器适应复杂变条件易保证重型汽车具良动力性济型加速性前组合式机械变速器已成重型汽车形式两种4～6档变速器体通更换系列齿轮副配置副变速器组档数传动范围变速器系列
根发动机转矩9115N变速器档传动50初步选择中国第汽车集团公司生产10档组合式机械变速器变速器型号：CATS10130额定输入扭矩1274Nm该变速器高档采直接档传动范围12961变速器档速见表23
表23 选变速器格档速
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
倒1
倒2
12961
9693
7370
5540
3846
337
2520
1916
1440
1000
2938
11301
24 传动轴选型
该车前轴距较提高传动轴界转速避免振考虑整车总布置需常传动轴分段传动轴分段时需加设安装车架横梁中间支承补偿传动轴轴角度方安装误差车辆行驶程中弹性支承发动机窜动车架等变形引起位移橡胶弹性元件吸收传动轴振动降低噪声种弹性中间支承传递轴力承受传动轴动衡偏心等素引起径力万节附加弯矩引起径力
初步采重庆重型汽车集团传动轴限责公司生产重型汽车传动轴总成编号：006工作扭矩：15000Nm
25 驱动桥选型
驱动桥处传动系末端基功增传动轴传转矩转矩分配左右驱动车轮左右驱动车轮具差速功时驱动桥承受作路面车架间铅垂力力横力
1驱动桥结构型式布置型式选择
驱动桥结构型式驱动车轮悬挂型式相关绝数载货汽车驱动车轮采非独立悬挂相应采非断开式驱动桥
现代桥驱动汽车采贯通式驱动桥布置形式
贯通式驱动桥布置中桥传动轴布置铅垂面相邻两桥传动轴串联布置优点仅减少传动轴数量提高驱动桥零件相互通性简化结构减少体积质量成较低
2减速器结构型式选择
减速型式选择汽车类型条件关取决动力性济性等整车性求减速驱动桥离间隙驱动桥数目减速型式等
双级减速器两级齿轮减速组成结构复杂质量加制造成显著增加仅减速较采单级减速满足定减速离间隙求重型汽车
单级贯通式减速器桥驱动汽车贯通桥优点结构简单减速器质量较尺寸紧凑中桥部分零件尤桥壳半轴等零件具互换性
综述设计载货汽车轴数驱动型式单级贯通式减速器具结构简单等诸优点时满足求选单级减速贯通式驱动桥
3驱动桥选型
根计算减速初步选择重庆红岩汽车车桥厂单级减速双联驱动桥产品型号：20048302中桥均采铸钢桥壳中驱动桥承载力均13吨输入扭矩40000Nm输入扭矩减速器传动4875
3 整车性计算
31 配置柴6CL3202发动机时整车性计算
311 汽车动力性计算
1）汽车驱动力行驶阻力
汽车行驶程中必须克服滚动阻力空气阻力加速时会受加速阻力作坡时会受重力坡道分力——坡度阻力
汽车行驶时驱动力行驶阻力衡方程式：
（31）
发动机转速发出转矩汽车传动系传递驱动轮驱动力式计算：
（32）
式中 ——汽车驱动力N
——发动机转矩Nm
——变速器速
——减速器速4875
——传动系效率
——车轮滚动半径
驱动轮滑情况发动机转速应汽车车速（kmh）：
（33）
式中 ——发动机转速rmin
——式（110）说明
滚动阻力：
（34）
式中 ——重力加速度
——坡道坡度角
——滚动阻力系数式（11）说明
空气阻力：
（35）
式中 ——空气阻力系数
——迎风面积汽车行驶方投影面积 24653530
——空气密度般
——汽车行驶速度ms
kmh计
坡度阻力：
（36）
坡道坡度时
加速阻力：
（37）
式中 ——汽车旋转质量换算系数式估算取 变速器速
——汽车总质量
——汽车行驶加速度
2）汽车行驶性曲线
通计算档车速应发动机转速发动机外特性曲线相应发动机转矩式（32）求汽车驱动力式（34）（35）求作出汽车行驶性曲线计算数见表31
表31 汽车驱动力行驶阻力计算列表
档
车速（kmh）
35
4
5
6
7
（rmin）
11080
12663
15829
18995
22161
（kN）
1288
1286
1150
1133
1050
（N）
35361
35375
35409
35449
35497
二档
车速（kmh）
5
6
7
8
9
（rmin）
11838
14206
16573
18941
21309
（kN）
933
955
900
847
820
（N）
35409
35449
35497
35553
35616
三档
车速（kmh）
6
7
8
9
11
（rmin）
10801
12601
14402
16202
19802
（kN）
642
712
725
700
633
（N）
35449
35497
35553
35616
35764
四档
车速（kmh）
8
10
12
14
16
（rmin）
10826
13532
16238
18945
21651
（kN）
483
5589
525
483
467
（N）
35553
35686
35849
36041
36263
五档
车速（kmh）
11
14
17
20
23
（rmin）
10334
13152
15970
18788
21607
（kN）
330
382
358
333
325
（N）
35764
36041
36385
36796
37273
六档
车速（kmh）
13
16
20
23
26
（rmin）
10701
13170
16463
18933
21402
（kN）
300
325
297
292
283
（N）
35941
36263
36796
37273
37817
七档
车速（kmh）
18
22
26
30
35
（rmin）
11080
13542
16004
18466
21544
（kN）
220
258
250
233
217
（N）
36515
37107
37817
38646
39849
八档
车速（kmh）
23
30
35
40
45
（rmin）
10764
14040
16380
18720
21060
（kN）
113
130
150
188
187
（N）
37273
38646
39849
41236
42809
九档
车速（kmh）
30
40
45
50
60
（rmin）
10552
14069
15828
17587
21104
（kN）
97
147
133
132
115
（N）
38646
41236
42809
44566
48636
直接档
车速（kmh）
45
60
70
80
90
（rmin）
10992
14656
17098
19541
21983
（kN）
83
98
90
83
80
（N）
42809
48636
53446
58996
65286
表32 坡度时坡度阻力
坡度 ( )
3
6
9
12
15
18
坡度阻力（N）
91192
182139
272598
362333
451118
574058
坡度 ( )
21
24
27
30
33
36
坡度阻力（N）
62543
709710
792711
873853
953013
1030080
档驱动力车速变化关系坡度时变化关系画张图形成汽车行驶性曲线发动机6CL3202变速器CATS10130（高档直接档）单级减速双联驱动桥（减速4875）匹配时行驶性曲线见图31汽车行驶性曲线知该车高车速爬坡度档位情况档位某车速爬坡力
图31知该车高车速92kmh（发动机额定转速相应）
图31计算档爬坡度
档时汽车克服行驶阻力107260N应爬坡阻力
2435°45
3）汽车加速性计算
汽车水路面（）加速行驶时驱动力行驶阻力衡方程式
（38）
（39）
式中 ——汽车旋转质量换算系数式估算取 变速器速
前述
（310）
通式求汽车初始车速全力加速加速时间
式（39）（310）汽车行驶性曲线作出档加速时间曲线连续换档加速时间曲线计算数见表33
表33 汽车连续换档加速时间曲线计算列表
档
车速（kmh）
35
4
5
6
7
（kN）
1288
1286
1150
1133
1050
（N）
35361
35375
35409
35449
35497
（）
0521
0520
0463
0456
0422
二档
车速（kmh）
5
6
7
8
9
（kN）
933
955
900
847
820
（N）
35409
35449
35497
35553
35616
（）
0603
0618
0581
0545
0527
三档
车速（kmh）
6
7
8
9
11
（kN）
642
712
725
700
633
（N）
35449
35497
35553
35616
35764
（）
0609
0679
0692
0667
0600
四档
车速（kmh）
8
10
12
14
16
（kN）
483
5589
525
483
467
（N）
35553
35686
35849
36041
36263
（）
0636
0744
0696
0636
0613
五档
3846
车速（kmh）
11
14
17
20
23
（kN）
330
382
358
333
325
（N）
35764
36041
36385
36796
37273
（）
0581
0684
0636
0586
0569
六档
车速（kmh）
13
16
20
23
26
（kN）
300
325
297
292
283
（N）
35941
36263
36796
37273
37817
（）
0570
0623
0562
0550
0529
七档
车速（kmh）
18
22
26
30
35
（kN）
220
258
250
233
217
（N）
36515
37107
37817
38646
39849
（）
0457
0551
0529
0485
0442
八档
车速（kmh）
23
30
35
40
45
（kN）
113
130
150
188
187
（N）
37273
38646
39849
41236
42809
（）
0206
0248
0299
0400
0392
九档
车速（kmh）
30
40
45
50
60
（kN）
97
147
133
132
115
（N）
38646
41236
42809
44566
48636
（）
0168
0304
0259
0251
0191
直接档
车速（kmh）
45
60
70
80
90
（kN）
83
98
90
83
80
（N）
42809
48636
53446
58996
65286
（）
0120
0147
0109
0072
0044
图32 6CL3202发送机货车加速度曲线
图33 6CL3202发动机货车加速度倒数曲线
图34 6CL3202发动机货车加速时间曲线
理求出WD61556WD61550两款发动机汽车性曲线
312 汽车济性计算
汽车燃油济性汽车中项重性国汽车燃油济性评价指标等速行驶燃油消耗量循环工况行驶燃油消耗量般等速百公里油耗（L100km）表示
汽车百公里燃油消耗量（L100km）
（311）
式中 ——汽车车速等速行驶时克服滚动阻力空气阻力发动机消耗功率 kW
——传动系效率
——汽车总质量
——式(11)说明
——燃油消耗率g(kWh)根发动机转速外特性曲线读取
——汽车车速kmh
——燃油重度柴油取794~813NL取804 NL
通计算作出汽车档位等速百公里燃油消耗量曲线（图34）
图34 配置6CL3202发动机时汽车档位等速百公里燃油消耗曲线
图32中出车速提高汽车等速百公里油耗增
常车速4646~6332kmh直接档行驶时燃油消耗率较低324 L100km
车速3317~4646 kmh九档行驶时燃油济性较
车速2468~3317 kmh八档行驶时燃油济性较
车速1945~2468 kmh七档行驶时燃油济性较
该车高车速92kmh等速行驶时燃油消耗率高4386 L100km
该车等速百公里低燃油消耗率27 L100km应车速35kmh
注：配置WD61556WD61550两款发动机性计算理里略
4 发动机传动系部件确定
1变速器CATS10130（高档直接档）单级减速双联驱动桥（减速4875）柴6CL3202匹配时汽车高车速92kmh爬坡度45档起步连续换档加速75kmh加速时间2543s
2变速器CATS10130单级减速双联驱动桥潍柴WD61556匹配时汽车高车速90kmh爬坡度381档起步连续换档加速高车速75kmh需3061s
3相变速器CATS10130单级减速双联驱动桥WD61550匹配时汽车高车速912kmh爬坡度351档起步连续换档加速75kmh加速时间2843s
三种匹配情况整车性较见表41
表41 选择发动机时整车性较
发动机型号
整车性
高车速
（kmh）
爬坡度
档起步加速高车速加速时间ts
常车速等速行驶时百公里燃油消耗量（L100km）
柴6CL3202
92
450
2543
324
潍柴WD61556
90
334
3061
318
潍柴WD61550
912
351
2843
315
见选柴6CL3202时整车爬坡性加速性显著提高济车速范围较燃油济性较时满足高车速90kmh设计求
确定发动机传动系部件见表42
表42 发动机传动系部件选型
部件
型号
技术参数
发动机
柴6CL3202
功率转速 235kW（2200rmin）
离合器
DSP430
转矩容量 2700Nm
变速器
CATS10130
额定输入扭矩 1274Nm
传动轴
重型汽车传动轴 006
工作扭矩 16500Nm
驱动桥
重庆红岩单级减速双联驱动桥 20048302
额定输入扭矩 16520Nm
图41 整车总体布置草图
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