高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車設(shè)計(jì)

1、<p>　　高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：世界上許多國(guó)家都根據(jù)自己國(guó)家的環(huán)境特點(diǎn)和后勤保障要求，研制和裝備了適合特定地區(qū)的運(yùn)輸裝備，但是國(guó)內(nèi)目前尚無同類成熟產(chǎn)品。文章在借鑒國(guó)外同類產(chǎn)品后，設(shè)計(jì)了一款0.25t高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車：它采用獨(dú)立懸架，在運(yùn)輸過程中能減少?zèng)_擊；車輛結(jié)構(gòu)采用輕量化設(shè)計(jì)以減少自重；采用輪邊減速器增大了離地間隙和傳動(dòng)比；動(dòng)力性和通過性要求高；在無路、壞路或狹窄的路面上以

2、運(yùn)輸各種物資為主，兼運(yùn)送人員。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車；0.25t；獨(dú)立懸架；發(fā)動(dòng)機(jī)；動(dòng)力性；通過性 </p><p>　　中圖分類號(hào)：U469 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）08-0017-03 </p><p><b>　　1 研制的必要性 </b></p><p>

3、　　由于我國(guó)的特殊地理位置，我國(guó)山區(qū)的許多道路通行條件極差，除道路及橋梁的本身質(zhì)量較差外，還具有“急、險(xiǎn)、陡、窄”的特點(diǎn)，所以產(chǎn)生的主要問題有：標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差、道路及地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。不少路段最大縱坡達(dá)30%以上，路基寬度僅3m左右，最小曲線半徑只有4～6m，有的地方僅有2m左右；回頭彎多，有些地方大車需倒一兩次車才能完成轉(zhuǎn)彎，會(huì)車?yán)щy，經(jīng)常需要在預(yù)先設(shè)定的地點(diǎn)進(jìn)行會(huì)車。尤其是路基較為松散（有的道路根本沒有路基），給車輛的行駛造成極大的困難

4、和危險(xiǎn)。微型高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車給交通不發(fā)達(dá)地區(qū)的人民帶來了極大的方便。 </p><p><b>　　2 原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) </b></p><p>　　總質(zhì)量：1100kg（越野裝備質(zhì)量：250kg） </p><p>　　最高車速范圍：60～70km/h </p><p>　　最大爬坡度：>60% </p>

5、;<p>　　輪胎規(guī)格：215/80R16越野輪胎（外徑：0.750m） </p><p>　　3 整車主要參數(shù)和總成型式 </p><p>　　3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型 </p><p>　　在實(shí)際工作中，還利用現(xiàn)有汽車統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)初步估計(jì)汽車比功率來確定發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有功率。汽車比功率是單位汽車總質(zhì)量具有的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，比功率的常用單位為kW/t。小于2～3t的輕

6、型貨車常是轎車或微型旅行車的變型車，動(dòng)力性能很好，比功率很大。 </p><p>　　3.2 動(dòng)力性計(jì)算 </p><p>　　3.2.1 主減速器。根據(jù)外特性曲線就可以選擇出合理的主減速比i0的值。最小傳動(dòng)比是變速器最高檔傳動(dòng)比與主傳動(dòng)比的乘積。變速器的最小傳動(dòng)比為1時(shí)，即是主減速器傳動(dòng)比i0的選擇。選擇主傳動(dòng)比時(shí)，其最高車速小于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)的車速，后備功率有較大增加。查閱相關(guān)資料后

7、選擇主減速器傳動(dòng)比為2.37。 </p><p>　　3.2.2 輪邊減速器。輪邊減速器相當(dāng)于二級(jí)減速器，不僅可以增大離地間隙，還能增大傳動(dòng)比。查閱相關(guān)資料后選擇輪邊減速器傳動(dòng)比為1.92。 </p><p>　　3.2.3 變速器的選擇。當(dāng)主減速器傳動(dòng)比i0知道后，只要確定變速器最大傳動(dòng)比，也就確定了變速器1檔傳動(dòng)比。從動(dòng)力性分析，檔位數(shù)越多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)，提

8、高了汽車的加速與爬坡能力。從燃油經(jīng)濟(jì)性分析，檔位數(shù)越多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，降低了燃油油耗。所以增加檔位數(shù)會(huì)改善汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。汽車傳動(dòng)系各檔的傳動(dòng)比大體上是按等比級(jí)數(shù)分配的。經(jīng)過查閱資料，變速器選擇北京牌BJ2023（BJ212）。變速器：一檔3.115、二檔1.772、三檔1.000、倒檔3.738。 </p><p>　　3.2.4 分動(dòng)器。分動(dòng)器是一種能將變速器輸出分派給各

9、個(gè)驅(qū)動(dòng)的分配裝置。為增加傳動(dòng)系的最大傳動(dòng)比及檔位數(shù)，越野車設(shè)有高、低檔，使之能增加扭矩和力并兼起副變速器的作用，一般行駛時(shí)用高檔行駛，扭矩要求大時(shí)才用低檔。經(jīng)查閱相關(guān)資料，機(jī)械式分動(dòng)器采用北京牌BJ2023（BJ212）高檔1.92、低檔2.522。 </p><p>　　3.2.5 汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力平衡圖。最大傳動(dòng)比為35.75，傳動(dòng)效率為90%。從外特性曲線可以求得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩為91.14，由公式（2）可以

10、求出在四個(gè)檔位的驅(qū)動(dòng)力。 </p><p>　　畫出汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力平衡圖后，汽車以最高檔行駛時(shí)的最高車速，可以直接在圖上找到。交點(diǎn)處驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力相等，汽車處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，最高車速為68km/h。當(dāng)車速低于最高車速時(shí)，驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力。這樣，汽車就可以利用剩余的驅(qū)動(dòng)力加速或爬坡。 </p><p>　　3.2.6 最大爬坡度。一般所謂汽車的爬坡度能力，是指汽車在良好路面上克服空

11、氣阻力和滾動(dòng)阻力后的余力全部用來克服坡度阻力時(shí)能爬上的坡度。汽車最大爬坡度是在一檔時(shí)的最大爬坡度。對(duì)于高機(jī)動(dòng)越野車爬坡能力是一項(xiàng)很重要的指標(biāo)。 </p><p><b>　　3.3 傳動(dòng)系 </b></p><p>　　3.3.1 變速器。經(jīng)過查看汽車資料后，變速器選用北京牌BJ2023（BJ212）。 </p><p>　　變速器傳動(dòng)比：一檔

12、3.115、二檔1.772、三檔1.000、倒檔3.738。 </p><p>　　3.3.2 主減速器。主減速器的功用主要是降低車速增大扭矩。查閱相關(guān)資料后選擇主減速器傳動(dòng)比為2.37。 </p><p>　　3.3.3 輪邊減速器。采用輪邊減速器減小了主減速器尺寸，提高了離地間隙；并可得到較大的主傳動(dòng)比；半軸所承受的扭矩減少，減小了半軸和差速器等零件尺寸。查閱相關(guān)資料后選擇輪邊減速器傳

13、動(dòng)比為1.92。 </p><p>　　3.3.4 離合器。離合器是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成。因?yàn)槟て瑥椈呻x合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軸向尺寸小、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在各種形式的車上被廣泛采用，所以高機(jī)動(dòng)越野車采用膜片彈簧離合器。 </p><p>　　3.3.5 分動(dòng)器。越野車在壞路和無路情況下行駛，為使汽車有足夠的牽引力，需要前橋參加驅(qū)動(dòng)；而在好路上行駛時(shí)，則前橋應(yīng)作從動(dòng)橋，以

14、免增加功率消耗和輪胎及傳動(dòng)系零件的磨損。查閱相關(guān)資料后，機(jī)械式分動(dòng)器采用北京牌BJ2023（BJ212）高檔1.92、低檔2.522。 </p><p><b>　　3.4 轉(zhuǎn)向系 </b></p><p>　　轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)向輕便。從整體看采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器

15、對(duì)于所設(shè)計(jì)的高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車比較合適。 　　3.5 制動(dòng)系 </p><p>　　制動(dòng)系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車；在下坡行駛時(shí)，使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速；使汽車可靠地停在平地或坡道上。高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車采用盤式制動(dòng)器可以獲得更好的制動(dòng)效果。 </p><p><b>　　3.6 行駛系 </b></p><p>　　3.6.

16、1 車架。采用中梁式車架有較大的扭轉(zhuǎn)剛度并使車輪有大的運(yùn)動(dòng)空間，適合于高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車。 </p><p>　　3.6.2 獨(dú)立懸架。麥弗遜式獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)緊湊，車輪跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化??；操縱穩(wěn)定性好；取消上橫臂后，給車輛各系統(tǒng)的布置帶來方便；與其他懸架相比，它受到的側(cè)向力有了明顯改善；具有很強(qiáng)的道路適應(yīng)能力。所以高機(jī)動(dòng)越野車麥弗遜式懸架比較適合。 </p><p>　　3.6.3 車輪和輪

17、胎。越野汽車花紋輪胎能夠在軟路面上附著性好，越野能力強(qiáng)，適用于礦山、建筑工地以及其他一些松軟路面上使用。采用越野花紋輪胎最適合高機(jī)動(dòng)越野車在山區(qū)行駛。 </p><p><b>　　3.7 電器部分 </b></p><p>　　3.7.1 蓄電池。采用免維護(hù)蓄電池，在越野車合理使用過程中，不需添加蒸餾水，例如短途車可行駛10萬km，長(zhǎng)途車可行駛40萬～48萬km，不

18、需進(jìn)行維護(hù)，可用3～4a不必加水，電樁腐蝕較輕，蓄電池自放電少。 </p><p>　　3.7.2 照明系統(tǒng)。高機(jī)動(dòng)越野車上采用的信號(hào)燈主要有制動(dòng)信號(hào)燈、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、報(bào)警信號(hào)燈等。 </p><p>　　3.7.3 汽車儀表。高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車儀表主要包括車速里程表、機(jī)油壓力表、燃油表、水溫表等。 </p><p>　　3.7.4 汽車起動(dòng)機(jī)。高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車采用減速

19、起動(dòng)機(jī)比普通起動(dòng)機(jī)的體積、質(zhì)量約減小30%～50%，并便于安裝，提高了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，有利于低溫起動(dòng)。 </p><p>　　3.7.5 交流發(fā)電機(jī)。高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車采用電壓為12V、電流為30A的交流發(fā)電機(jī)。 </p><p>　　4 通過性幾何參數(shù) </p><p>　　汽車的通過性是指它能以足夠高的平均車速通過各種壞路和無路地帶及各種障礙的能力。汽車的通過性主要取決

20、于地面的物理性質(zhì)及汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)。 </p><p>　　最小離地間隙：反映了汽車無碰撞地通過地面凸起的能力；縱向通過角：反映汽車能夠無碰撞地通過小丘、拱橋等障礙物的輪廓尺寸，角度越大，汽車的通過性越好；接近角：角度越大，越不易發(fā)生觸頭失效；離去角：角越大，越不易發(fā)生托尾失效；最小轉(zhuǎn)彎半徑：角度越小，汽車的機(jī)動(dòng)性越好。 </p><p>　　通過查閱《汽車工程手冊(cè)》等相關(guān)資料分析

21、計(jì)算，最小離地間隙為350mm、接近角45°、離去角35°、最小轉(zhuǎn)彎直徑10m。 </p><p><b>　　5 結(jié)語 </b></p><p>　　0.25t高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車在我國(guó)有非常廣闊的用武之地，適合中國(guó)的國(guó)情，使道路狹窄山區(qū)百姓致富路走得更快，對(duì)我國(guó)的汽車工業(yè)發(fā)展也有促進(jìn)。高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車采用4×4驅(qū)動(dòng)方式，其主要部件有發(fā)動(dòng)機(jī)