轻型客车底盘前后悬架和底盘主副车架设计

湖南大学毕业论文（设计） 摘要

本文分析了轻型客车的发展概况及发展方向，对轻型客车进行底盘的总体布置设计。本文参考了国内外十余款同型客车技术参数，并进行参数分析，在任务书的技术参数的要求前提下，进行选择参数，获得更为准确的动力参数。在计算的基础上对前后悬架和底盘主副车架进行设计，根据我国客车配件市场现状，其余总成部件进行参考选型，在各总成型号参数选定的基础上进行底盘的总体布置设计。

关键词： 客车底盘 设计 动力参数 车架 钢板弹簧 Abstract

This article has analyzed the general situation of M2 cities public transportation passenger train development and direction, generally uses M2 public transportation passenger trains to the major and medium city to carry on the chassis the general arrangement design. In carries on the analysis to the domestic 20 section same types passenger train parameter in the foundation, carries on the parameter choice, and uses mat lab software to carry on the power parameter simulation computation, obtains the more accurate dynamic parameter in order to. Spring and the chassis host & vice frame carries on the design in the simulation foundation to around, other always become the part to carry on the reference shaping, in each always becomes in the

foundation which the model parameter designated to carry on the chassis the general arrangement design.

key words：Bus Chassis Design Dynamic parameters Frame Spring 1

湖南大学毕业论文（设计） 1.绪论

随着世界经济形势逐步优化，我国科技经济文化迅速崛起，尤其是公共交通方面更是位居世界之首。 在21世纪之初，我国的高铁、动车、轻轨等的快速发展的大前提下，城

市之间的距离愈来愈近，但我国幅员辽阔，地理环境复杂，并不是每一个城市都能够得到轨道交通的覆盖，所以城市客运成为了我国公共交通运输的重中之重。

我国城市化的速度逐年加快，大量新增城市人口的衣食住行的问题随之而来，城市公交必须适应城市的快节奏，绝大多数乘客多为短途乘客，针对这种情况，轻型客车在设置一定量的座位后，同时要布置扶手、拉手等，还要留足空间供站立的乘客，并要达到乘客上下车的及时与方便。

本设计的轻型轻型客车在《机动车辆及挂车分类》（GB/T150―2001）中，客车为M类，参考同类型客车技术参数，轻型轻型客车为M2类（含驾驶员座位在内座位数超过9个，且最大设计总质量不超过5000kg的载客车辆），作为城市公交车，低地板入口方向发展速度较快，同时这也是大中型城市公交车发展方向。在武汉，城市客车要适应武汉的路况，方便乘客上下车，几乎所有的公交均采用低地板入口。

城市客车要求低地板入口，在降低底盘车架和第一级踏板的高度的同时，可以降低底盘的重心，提高车辆行驶稳定性。如今市场常见到的车架形式有纵梁贯通式的梯形车架、三段式车架、格栅底架和超低地板底架，为了满足城市客车上下车的方便性要求，本次设计采用低地板底架的底盘总布置。

城市客车作为城市客运的主要载体。近10年，由于国家加大城市基础设施建设力度和实施城市公共交通优先发展的,我国城市客车发展已进入新一轮更新发展时期。作为现代化城市的重要配套设施,现代城市客车正朝着大型化、低地板化、环保化、高档化、造型现代化、商务电子化的方向快速发展。各客车制造业的产品市场竞争焦点也集中到能否真正实现上述目标,即能否提供适应市场发展需求、技术含量高、附加值高、质量可靠的新型客车产品。

(1)大型化。由于我国城市人口密集、客流量大,特别是在客流量高峰期,拥挤不堪的现象非常明显。据有关资料记载,高峰期,车内每平方米站立人数可达11人之多,使人感到很不舒适。解决这一问题的有效办法之一就是加大车身长度,使车身长度加大到11～

12m(包括双层客车和全铰接式客车),以增加客容。国外大城市早已有11～12m 公交大客车。 (2)低地板化。低地板城市客车有很多好处。前苏联汽车科学研究部门得出这样一个结论:对公交客车运营指标影响最大的是地板高度。地板高度降低57%,可使乘客上下车的时间节省50%,从而可提高定线平均运输速度7.5%。有人推算过,北京市的公共汽车时速每提高1km,相当于增加了300辆大型公共汽。地板降低无疑可加快平均运输速度,提高运营效率,同时又便于老龄人、小孩及残疾人上下车。地板高度在320～450mm 的超低地板城市客车在国外发达国家城市已较为普遍。在我国地板高度在500～600mm 的城市客车目前已经出现,这适合我国国情。有些道路状况很好的特大城市也应着力开发地板高度在450mm以下的超低地板城市客车。地板高度由900mm 降到600mm,降低了33%,而上车时间却可节

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省50%以上;而从600mm 降到400mm 时,上下车时间虽有减少但幅度不大。不过,客车地板高度降到400mm时,若再设有伸缩式导板过道,残疾人车与童车则可方便地上下,增加使用功能。但是,这种超低地板客车需要有较大的投入,因为这种客车的前桥、后桥、悬架、轮胎、车架等各大总成及整体布置都有别于传统结构形式,造价较高,有实力的大城市可以发展这种超低地板客车。

本文根据现代城市客车的发展方向，进行底盘总布置设计，考虑现实条件，在设计的基础上忽略了部分分主要因素，尽量是本毕业设计完整和所完成的工作的重点。 2.轻型轻型客车专用底盘总体方案设计及结构形式的确定

汽车的总体方案是指其轴数、驱动型式、布置型式。由于客车底盘总布置对整车使用性能，外型尺寸、质量轴荷分配和制造成本等影响很大，故在选择应综合考虑上述因素。 2.1轴数

汽车的轴数是根据车辆的用途，总质量，使用条件，公路车辆法规和轮胎负荷能力来确定的。根据有关部门规定，公路允许车辆的单后轴负荷为130kN，双后轴负荷为240kN。双轴汽车前后轴总负荷一般不大于190kN。当汽车的总质量不大于19t时，一般采用两轴式；当汽车的总质量大于19t小于26t时，一般采用三轴式；当汽车的总质量超过26t时，一般采用四轴式。根据以上要求，本次设计采用两轴式。 2.2驱动形式

汽车的用途、总质量和对通过性能的要求等，是影响驱动形式的主要因素。汽车的驱动形式有4×2、4×4、6×2、6×4等，其中前一位数字表示汽车车轮总数，后一位数字表示汽车驱动轮数。在本车设计中采用 4×2驱动形式，该型式结构简单，制造成本低，故在总重小于19t的公路用客车上广泛采用。 2.3汽车布置型式的选择

汽车的布置形式是指动力装置、驱动桥、上装部分和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点而言。汽车的使用性能除了取决于整车和总成的有关参数以外，其布置形式对使用性能也有重要影响。根据客车发动机和驱动桥二者的不同位置关系，其布置形式主要有三种：1、发动机前置后驱动（FR）。2、发动机后置后驱动（RR）。3、发动机中置后驱动（MR）。三种布置形式均有各自的优缺点。

客车大多采用发动机前置后驱动和发动机后置后驱动的布置形式。WG6560客车作为城市客车，采用RR形式，有以下优势：轴荷分配合理、乘坐舒适行好、车厢内面积利用率高、可设置较大的行李箱等。同时，也可以降低地板高度。

综上，WG6560客车底盘总布置采用两轴4×2驱动形式的发动机后置后驱 3

湖南大学毕业论文（设计） 的总布置形式。

3.动力与传动系统的集成与匹配

动力与传动系统的集成与匹配首先要确定动力学参数，动力学参数是整车设计的基础，并且整车的设计要求也需要根据动力学参数进行选取，本次设计根据任务书相关的技术指标和参考市场上同类型的客车技术参数，从中进行分析选择确定。 3.1整车参数及性能要求 3.1.1整车参数

整备质量m=3000kg； 最大总质量M=4490kg； 风阻系数CD=0.6； 迎风面积A=4.48m2 ； 车轮半径r=0.3595m； 传动效率?t?0.875； 滚动阻力系数f=0.020； 前后轴距L=3308mm；

长×宽×高=5650×1950×2650mm； 最大车速V=140km/h； 最大功率=80/3200 (N.m/r/min)；

最大扭矩/转速（N/M/r/min）=343/1400； 前悬/后悬=1190/1660mm ； 减速器传动比i0?4.55； 变速器 CAS5-25

转发动机型号：CY4102BZLQ ； 最大爬坡度（%）≥30 ；

最小离地间隙（mm）≥200 ； 最小转弯直经（m）15m； 前轮距=1830/1750mm。 2.1.2动力性指标

城市公用客车平均行驶车速（以武汉市为例）为15km/h，预计2021年达20 km/h，就是说城市公用客车对动力性要求不高，但是动力性差的客车又会阻碍车流，在超载情况下动力不足等，针对国内部分客车的分析，发现城市客车的主流发展在于最大车速低于60

km/h，旅游客车最大车速大于等于120 km/h，今后城市公用客车的发展应该经济性和动力性并重，具备一定的后备功率，根据任务书的技术指标要求， ? 最大车速≥140km/h； 4

湖南大学毕业论文（设计） ? 最大爬坡度≥30% 2. 2汽车的行驶阻力

汽车在行驶的过程中，受到的行驶阻力，主要为空气阻力，滚动阻力，加速阻力和坡度阻力。由于本文主要分析车子在最高车速时的性能参数和最大爬坡度等，所以分别对空气阻力，滚动阻力，坡度阻力进行计算。 1) 空气阻力计算

CD?A?ua0.6?4.48?952Fw???1149N 21.1521.152) 滚动阻力计算 Ff?M?g?f?4750?9.8?0.02?931N 3) 坡度阻力计算

Fi?M?g?i?4750?9.8?0.2?9310N 2. 3变速器型号选择

针对国内10余款M2型客车总成和参数配置，选择变速器CAS5-25，其传动 比分别为：

Ⅰ 挡传动比：5.568 Ⅱ 挡传动比：2.879 Ⅲ 挡传动比：1.634 Ⅳ 挡传动比：1.000 Ⅴ 挡传动比：0.814 2. 4主减速器传动比

主减速器传动比的大小对汽车的动力性和燃料经济性都有影响。主减速器传动比 i0 增大，可以增加汽车的后备功率，使汽车加速性能提高。但提高i0会使汽车的燃料经济性降低。由于 i0增大，汽车后备功率虽然增大了，但在等速行驶时，发动机负荷率却降低，一般发动机的负荷率在 90%左右时经济性为最佳，随着负荷率的减少，燃料消耗率逐

渐增加。因此，动力传动系参数的优化，应该在保证汽车一定的动力性，即最高档具有最大动力因数的条件下使汽车燃料经济性最好。

1) i0 的选择首先应满足车辆最高行驶速度要求, 由最高车速v max 与发 动机最高转速n max 确定传动比的上限。 i0?0.377?nmax?r/vmax （1） i0?0.377?3200?0.3595/95?4.566 5

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