1、6127HW JS-01 陜汽牌 SX6127HW 型臥鋪客車 設計計算書 編制 : 校對: 審核: 標準 : 批準:1 陜西歐舒特汽車股份有限公司 二零零六年二月十三日 目錄 1.- 計算目的 1 2. 滿載軸荷分配 - 1 3. 動力性計算 - 3 4. 最小轉彎直徑計算 - 7 5. 通過性計算 - 7 6. 動力性計算結果 - 82 1. 計算目的 本設計計算書是對 SX6127HW 型臥鋪客車的靜態參數，動力性及通 過性的定量驗證。在理論上得到整車的性能參數，以便評價該車的先進 性。 2. 滿載軸荷分配： SX6 1 2 7 型大客車滿載乘員 47 人，司機 1 人， 每人按 65

2、公斤計，即：65 48 = 3120kg 每位乘客按 10 公斤行李計，即：47 xi0=470kg3 按下列公式分別計算出汽車的最大總質量， 前軸軸載質量， 后橋軸 載質量及質心位置。 n M mi i 4 n M 2 八 m2i i n M2i m *Xi / L i丄 A M2 A M 汽車最大總質量 各總成相對應后橋質量 汽車的質心高 汽車軸距 n M m1i i丄 n 皿們= Xi / L) i n hg v mi hg - y M 其中：M Mi M2 前軸載荷質量 后橋載荷質量 Mi 各總成質量 Xi hi -各總成質心Mli 各總成相對應前軸質量 M2i hg L 4 汽車質心

3、距前軸距離 2.1 各總成質量、重心坐標、前軸軸載質量、后橋軸載質量及重心位置 見表 15 名稱 質 量 (Kg) 重心坐標 (mm) 前軸軸載 質量(Kg) 后橋軸載 質量(Kg) 質心離地 高(mm) 底盤 5900 1423 1400 4500 584 前圍 500 8570 714 -214 1920 后圍 400 -3330 -222 622 1910 車身 4200 1682 1178 1593 1600 乘客座椅 1000 2600 483 517 1523 空調機組 400 2650 176 204 2600 衛生間 150 3010 75 75 950 冰箱 50 6710

4、56 44 1700 整車整備質量 12600 1838 3860 8740 1212 行李倉 1 100 4600 77 23 800 行李倉 2 60 -1450 -15 75 800 行李倉 3 100 4600 77 23 800 行李倉 4 60 -1450 -15 75 800 行李倉 5 100 3200 53 47 800 行李倉 6 50 2800 23 27 800 乘客 3055 2026 1032 2023 1887 其它 505 653 168 337 800 最大總質量 16630 1898 5260 11370 1312 前軸載荷占總載荷的百分比為 5260 勻

5、6630=31.6% 后橋載荷占總載荷的百分比為 11370 勻 6630=68.4 % 前軸、 后橋的載荷分配滿足 客車通用技術條件 中前軸軸載質量不 小于車輛總質量的 25 %，驅動橋的軸載質量不小于車輛總質量的 50 %的要 求。 3. 動力性計算： 6 3.1 主要技術參數:(發動機功率特性曲線見圖 1) 發動機 MAN D2866 LOH24 最大功率 230KW/2000rpm 最大扭矩 280N.m/1000rpm 1400rpm 變速器 ZF S6-85 變速器各擋速比見表 2: 擋位 1 2 3 4 5 6 R 速比 6.75 3.87 2.36 1.47 1.00 0.83

6、 6.21 驅動橋主減速比 4.11 輪胎 11.00R20 廠定最大總質量(kg) 16630 總長(mm) 11950 總寬(mm) 2490 總高(mm) 3500 軸距(mm) 6000 前輪距 B1 (mm) 2037 后輪距 B2 (mm) 1800 車輪滾動半徑 rr (mm) 524 3.2 汽車的功率平衡計算7 Pe=(Pf+Pw+Pi+Pj)/ n T 式中:Pf -克服滾動阻力所耗功率 Pw -克服空氣阻力所耗功率 Pi -克服坡度阻力所耗功率 Pj -克服加速阻力所耗功率 n T傳動系效率取 0.86 3.2.1 汽車的車速計算 P阻二 其中： Pf = a a (KW

7、) 3600 5 CD過A過Va5 Pw 76140 式中：f - 滾動阻力系數 f =0.0076+0.000056Vaf Ga汽車總重(N)其中： Ne 發動機轉速(r/mi n) rr 輪胎滾動半徑(m) i0 主傳動比 4.11 ig 變速器各擋傳動比. io ig 3.2.2 汽車的阻力功率(水平路面勻速行駛) 0.377 Nerr Va 8 CD - 空氣阻力系數取CD=0.65 A - 汽車迎風面積（m2） A二B*Ha=2.037*3.5=7.13（m2） B-前輪距（m） 2.037 Ha-汽車高（m） 3.5 Va-汽車速度（km/h） n - 傳動系效率取n T=0.86

8、 3.2.3 計算對應車速下的阻力功率 P 阻及各擋對應下發動機功率與車速的 關系。繪制功率平衡圖（見圖 2） 3.3 汽車的驅動力和行駛阻力計算 3.3.1 驅動力計算 其中：Me - 發動機扭矩（Nm） 3.3.2 行駛阻力計算（水平路面，勻速行駛） 當汽車在水平路面勻速行駛時，行駛阻力只有滾動阻力 Ff 和空氣阻力 Fw Ff=GaXf (N) 2 CD A Va2 -21.15 3.3.3 作驅動力一行駛阻力平衡圖（見圖 3）驅動力 Ft二 Me f i g i0 t rr (N) (N) 9 3.4 最高車速計算 0.377 Nemax L _ 0.377 2000 0524 i0

9、匯 ig6 4 x 083 0.377 MNemaxx Vmax= - i0Xg6 =115.8 (Km/h) 最高車速時的阻力功率為 216Kw，小于額定功率 230KW. 所以最高車速是 115.8 (km/h) 3.5 作汽車動力特性圖 3.5.1 動力因數計算 動力因數 Ft - fw D 二- Ga 3.5.2 滾動阻力系數與對應車速下的關系見表 3 表 3 對應車速的滾動阻力系數 Va(km/h) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 二 1158 (Km / h) 0.377X2000 XJ.524 4.11 0.83 10 f .00 87 .0093

10、 .0098 .0104 .0110 .0115 .0121 .0126 .0132 0137 3.5.3 根據對應車速的動力因數及滾動阻力系數作出動力特性圖 （見圖 4） 3.6 爬坡度計算 爬坡度 然后再根據 tg a =i 換算成坡度， 3.7 加速性計算 3.7.1 加速度計算 汽車在行駛中的加速度可按下式計算： 加速度 j=g（D-f） （m/s） 0 其中：3 = 1 + 3 i ig2 +3 2 - 旋轉質量換算系數 按汽車設計推薦數據 3 1=0.040.06, 3 2=0.030.05 取 3 1=0.05 3 2=0.04 式中：ig 為變速箱各擋傳動比，各擋位的3 值計算

11、結果見表 4 表 4 擋位 1 2 3 4 5 6 3值 3.318 1.789 1.318 1.148 1.090 1.074 3.7.2 加速時間計算 加速時間是指汽車由某一車速加速到另一較高車速所需時間，用 積分法求得： 11 t= -dv 用加速度 j 的倒數 1/j 的計算結果作出加速度倒數的曲線圖，（見 根據加速度倒數曲線，用圖樣積分法求得汽車原地起步加速時 間并 作出汽車加速時間圖，（見圖 6） 3.8 穩定性計算 3.8.1 汽車的縱向行駛穩定性 汽車的縱向行駛穩定性即保證汽車上坡時不致縱向翻車，其條 件為： hg 式中： b 質心距后橋的距離 hg 汽車質心高 書一一道路附著

12、系數 取 0.7 表 5 空 載 滿 載 b(mm) hg(mm) b/hg b(mm) hg(mm) b/hg 1838 1212 1.516 1898 1312 1.446 從表 5 計算結果可以看出其數值均大于 0. 7,所以滿足行駛穩定 性要求。 382 橫向穩定性計算 3.821 靜態側翻角計算 tg B 貝卩 ：二 arctg - 2 *hg 2hg 式中：B 前輪距 取 2037mm 靜態側翻角B，客車通用技術條件中規定應大于 35 表 6 12 空 載 滿 載 hg(mm) B/2hg B ( ) hg(mm) B/2hg B C) 1212 0.8403 40.04 1312

13、 0.7762 37.82 13 從表 6 可看出，空載或滿載均能滿足靜態側翻角度的要求。 3.822 汽車在橫坡上行駛時， 應保證側滑發生在側翻之前，即: 取 0.7 將空載或滿載時 B 和 hg 值分別代入，可得表 6 中的結果。 計算結果表明，當汽車在良好的瀝青路面上行駛仍能保證側滑 發生在側翻之前，所以是穩定的。 4. 最小轉彎直徑 Dmin 計算 最小轉彎直徑（以汽車前端最外側一點來計算） Dmin = 2（L/tg B。+B72+B/2） 2+（L+h） 2嚴 其中：B。 - 內轉向輪最大轉角，取 52 L -軸距（mm） 6000 h -前懸（mm） 2590 Bi - 前輪距（

14、mm） 2037 Bi - 總寬（mm） 2490 經計算，Dmin=22.1m.滿足國家標準的要求 5. 通過性計算 5.1 縱向通過半徑 R1 (見圖 7) MN =( r2-rr2)1/2 = 150 則：R12=(R1-360) 2+(1/2) 6000-150) 2 R1=11461.25(mm) 5.2 橫向通過半徑 R2: 由圖 7 可知：弓形弦長 C = 1181，弦高 h = 240 貝心(R2-h)2+(c/2)2=R222 14 R2=846.43(mm) 5.3 輪胎負荷率: 11R22.5 輪胎斷面寬 293 3 % mm，外徑 1090 90mm，氣壓在 800Kp

15、a 時單胎負荷能力為 3350kg，雙胎為 3000kg。 由軸荷計算可知： 前軸 5260kg 后橋 11370kg 前胎負荷率 M 仁 5260 - 2 X3350 ) =78.5% 后胎負荷率 M2=11370 寧 4X3000 ) =94.7% 6. 動力性計算結果： 6.1 發動機技術參數(見表 7) 表 7 Ne(rpm) 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Me(N.M) 1280 1280 1280 1228 1156 1097 Pe(Kw) 134.6 160.4 190.4 208.5 221.2 230 6.2 各擋動力參數計算結果: 1 擋 ig

16、 = 6.75 Vmi n = 7.12 Vmax= 14.24 Ne Va(Km/h) Ft(N) Fw(N) Ff(N) D i(%) 1/j Pw(K W) 1000 7.12 52452 11.11 1282.4 0.327 33.7 1.061 3.3 1200 8.54 52452 15.99 1295.2 0.327 33.7 1.061 4.0 1400 9.97 52452 21.77 1308.0 0.327 33.7 1.061 4.7 1600 11.39 50346 28.44 1320.8 0.313 32.1 1.107 5.5 15 1800 12.81 473

17、79 35.99 1333.6 0.295 29.9 1.179 6.3 2000 14.24 44957 44.44 1346.4 0.280 28.3 1.245 7.1 2 擋 ig=3.87 Vmi n=12.42 Vmax=24.84 Ne Va(Km/h) Ft(N) Fw(N) Ff(N) D i(%) 1/j Pw(K W) 1000 12.42 30072 33.79 1330.0 0.187 18.2 1.019 6.0 1200 14.90 300.72 48.67 1352.3 0.187 18.2 1.020 7.5 1400 17.38 30072 66.24 13

18、74.6 0.187 18.1 1.022 9.0 1600 19.87 28865 86.52 1396.9 0.179 17.3 1.068 10.6 1800 22.35 27164 109.50 1419.2 0.168 16.2 1.141 12.3 2000 24.84 25775 135.19 1441.5 0.159 15.3 1.209 14.1 3 擋 ig=2.36 Vmin=20.36 Vmax=40.73 Ne Va(Km/h) Ft(N) Fw(N) Ff(N) D i(%) 1/j Pw(K W) 1000 20.36 18338 90.88 1401.3 0.1

19、13 10.6 1.279 10.09 1200 24.44 18338 130.87 1437.9 0.113 10.5 1.285 13.7 1400 28.51 18338 178.13 1474.5 0.113 10.5 1.292 16.9 1600 32.58 17602 232.67 1511.1 0.108 9.9 1.359 20.4 16 1800 36.66 16565 294.47 1547.6 0.101 9.2 1.464 24.2 2000 40.73 15718 363.54 1584.2 0.095 8.6 1.565 28.4 4 擋 ig = 1.47 V

20、min = 32.69 Vmax=65.39 Ne Va(Km/h) Ft(N) Fw(N) Ff(N) D i(%) 1/j Pw(K W) 1000 32.69 11422 234.25 1512.1 0.069 6.0 1.941 20.5 1200 39.23 11422 337.32 1570.8 0.069 5.9 1.974 26.9 1400 45.77 11422 459.14 1629.5 0.069 5.8 2.012 34.3 1600 52.31 10964 599.69 1688.2 0.064 5.4 2.164 42.9 1800 58.85 10318 758

21、.98 1746.9 0.059 4.8 2.404 52.9 2000 65.39 9790 937.02 1805.6 0.055 4.4 2.665 64.4 5 擋 ig = 1 Vmin =48.06 Vmax=96.13 Ne Va(Km/h) Ft(N) Fw(N) Ff(N) D i(%) 1/j Pw(K W) 1000 48.06 7770 506.20 1650.0 0.045 3.5 3.176 37.2 1200 57.68 7770 728.93 1736.3 0.045 3.3 3.361 51.0 1400 67.29 7770 992.16 1822.7 0.042 3.1 3.598 67.9 1600 76.90 7458 1295.8 1908.9 0.038 2.7 4.192 88.