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[摘 要]以某公司全新开发的底盘为研究对象，分析了总体设计参数和达到的指标。重点分析了车架方案和动力总成和主要部件。通过分析和方案论证，达到了设计参数要求和指标。为零部件设计提供指导方向和设计硬点的确定，为下一步的设计开发工作提供了有利依据。
[关键词] 总体设计 设计任务 参数 指标 车架 发动机 主要部件
中图分类号：U463.5 文献标识码：A 文章编号：
一、设计任务的主要尺寸参数和指标
汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙等
1、轴距L、前后轮距B1和B2
轴距L的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。新设计载货汽车为两吨系列车型所以轴距定为3350mm。a、前轮距B1与车架前部宽度、前悬架宽、轮胎宽、前轮最大转角、转向拉杆和转向车轮以及车架间的运动空间等因素有关。前轮距 B1=1590mm。 b、后輪距B2，与后板簧宽度E、后板簧距F、轮胎宽K、板簧与轮胎的间隙G等尺寸有关。车架后部宽760 mm。配置7.50-16轮胎，轮胎偏置距124 mm（外偏），按货箱外宽2095 mm，货箱底板宽2055 mm来选择轮距。悬挂件使用原2吨车悬挂板簧宽70 mm，板簧距900 mm，确定轮距1560 mm，车轮最大外宽2040 mm，货箱底板宽2055 mm，车轮在货箱底板内7.5mm（新胎断面宽度为215 mm，车轮在货箱底板内24.5 mm）。根据以上布置图确定后轮距B2=1560mm。
2、汽车的外廓尺寸
GB1589-2004对汽车的外廓尺寸界限作了规定。根据GB1589-2004的要求和总体布置最后确定：
整车的外形尺寸：长：5995mm，宽2095mm，高2280 mm
长：5995mm，满足货车载质量≤3500Kg，车长为6000mm。国家标准GB4785-1998规定，长度大于6000mm的车辆必须配置侧标志灯。
宽：2095mm，因为选用内宽为1995的货箱，这种货箱为市场上的主流产品。国家标准GB4785-1998规定，宽度大于2100mm的车辆必须配置示廓灯。
高：2280mm，根据整车高度不大于4000mm，7.50-16轮胎的选择、悬挂的调整、驾驶室的抬高，初选整车高为2280mm。
二、汽車质量参数的确定
1、汽车的载质量mG
载货汽车的装载量系指该车在良好的硬路面上行使时装载货物量的最大限额。各种车型的装载量应符合行业产品规划对各类车型装载量系列的规定。
公告参数如下表：
SY1030系列 SY1040系列 SY1060系列
载质量mG 995Kg 1800Kg 2995Kg
2、汽车的整备质量ma
汽车的整备质量是汽车经整备后在完备状态下的自身质量，即指汽车在加满燃料、润滑油、工作油液及发动机冷却水和装备齐全后但未载人、货时的质量。它是一个重要的设计指标，整备质量小可降低造价，而且是降低汽车使用油耗的重要途径。
3、汽车的总质量ma
汽车的总质量是指已装备完好、装备齐全并按规定载满客、货时的汽车质量。
法规规定如下表：
SY1030系列 SY1040系列 SY1060系列
总质量ma <3500Kg <4500Kg <6500Kg
4、汽车的整备质量利用系数ηm0
载货汽车的ηm0是载货汽车的载质量MG与其整备质量M0之比。
三主要总成部件的选择
1、车架
车架断面的确定为在原760车架的基础上增大抗弯、抗扭强度，经与原760车架断面尺寸t×B×H =4.5×55×180弯曲、扭转情况对比分析，车架最大断面尺寸确定为t×B×H =4.5×55×200
2、纯弯曲状态对比分析如下：
a.纵梁弯曲应力情况
σ=M/W W=（BH3-bh3）/6H
σ：弯曲应力； M：弯矩； W：抗弯截面系数； B：截面外宽；H：截面外高； b：截面内宽； h：截面内高
原760车架最大截面尺寸为：4.5×55×180时，W1=63.2cm3；
新截面尺寸为：t×B×H =4.2×55×200时，W2=68.9cm3；
新截面尺寸为：t×B×H =4.5×55×200时，W3=73.4cm3；
当弯矩M相同时，弯曲应力σ与对应的抗弯截面系数W成反比，故抗弯截面系数越大，弯曲应力越低。比值如下：σ2/σ1=0.91，σ3/σ1=0.86
结论：选用t×B×H =4.2×55×200时，抗弯应力提高9%，
选用t×B×H =4.5×55×200时，抗弯应力提高14%。
b.纵梁弯曲变形情况
当纵梁受集中载荷Q时，跨距中间的变形：Δ=QL3/48EI
I=（BH3-bh3）/12
L：跨距；E：弹性模量；I：贯性矩
原截面尺寸为：4.5×55×180时，I1=568.75cm4；
新截面尺寸为：4.2×55×200时，I2=689.05cm4；
新截面尺寸为：4.5×55×200时，I3=734.35cm4；
当集中载荷与跨距均相同时，变形量与对应的惯性矩成反比，故惯性矩越大，变形量越小。比值如下：
Δ2/Δ1=0.825 Δ3/Δ1=0.77 结论：选用t×B×H =4.2×55×200时，抗弯变形提高17.5%，
选用t×B×H =4.5×55×200时，抗弯应力提高23%。
3、车架总成外形尺寸的确定
a）确定车架纵梁长度
新开模车架纵梁总长为5678 mm，与现生产的760车架等长，车架前悬883 mm，车架后悬1445，轴距3350。
b）车架总成前部的確定
考虑该车型选用其它大缸径发动机需要，前部760宽的车架总成空间略显紧张，不利于各种管路的布置，需要在760宽的基础上加宽。
c）车架后部变形区的确定
1、等截面變化，从副簧前支架位置至后轮中心变截面，后轮中心之后，全部等截面。优点是第三、四、五横梁与纵梁平面铆接，铆接强度高，而且第三横梁可以和前面的横梁共用一套压型模具，第四横梁可以和后面的第五横梁共用一套压型模具，此种结构在市场上为主流。
d）车架纵梁前部落差和外形的确定
根据760车架和大两吨800车架对比，同时考虑增压中冷发动机进出气系统及驾驶室抬高情况，采用760车架的落差115。截面高130
车架纵梁的前端外形图：考虑加强前部变形区的抗扭强度，调整变形区外型尺寸，并考虑在前端布置两道横梁，这也是调研的市场产品趋势，为保证后部变形区成型质量，建议后部宽度采用760mm，宽度变形量20 mm。
4、其它主要部件
◆前轴：整体锻造式工字梁，转向梯形后置。◆后桥：单级主减速器，双曲线齿轮减速器，冲压焊接桥壳，全浮式半轴，主减速器速比5.857。◆悬挂：前/后悬挂采用纵向对称等截面钢板弹簧，液力双向作用筒式减震器，前/后钢板弹簧片数：8/9+3。◆轮胎： 7.00R16 7.50R16 ，轮辋： 16×5 1/2K 16×6K。◆备用车轮升降器：悬链式。◆转向器：循环球式动力转向器， 速比：16.4：1。◆制动器：行车制动系：前、后轮均为鼓式制动器，前、后独立双管路气压制动。◆驻车制动系：机械操纵，中央鼓式。
结论：
通过以上的分析和计算论证：
a. 设计任务的主要参数和指标达到了设计要求，并分析了参数指标的确定情况。
b. 车架的设计通过与原车型的对比分析，在纯弯曲和纯扭曲情况下都有显著提高；车架外形的确定为布置其余的动力总成和零部件打好基础。
c. 动力总成及其余零部件的选择满足法律法规的要求。
d. 达到了以提高整车可靠性、稳定性为目的的设计要求。
[关键词] 总体设计 设计任务 参数 指标 车架 发动机 主要部件
中图分类号：U463.5 文献标识码：A 文章编号：
一、设计任务的主要尺寸参数和指标
汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙等
1、轴距L、前后轮距B1和B2
轴距L的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。新设计载货汽车为两吨系列车型所以轴距定为3350mm。a、前轮距B1与车架前部宽度、前悬架宽、轮胎宽、前轮最大转角、转向拉杆和转向车轮以及车架间的运动空间等因素有关。前轮距 B1=1590mm。 b、后輪距B2，与后板簧宽度E、后板簧距F、轮胎宽K、板簧与轮胎的间隙G等尺寸有关。车架后部宽760 mm。配置7.50-16轮胎，轮胎偏置距124 mm（外偏），按货箱外宽2095 mm，货箱底板宽2055 mm来选择轮距。悬挂件使用原2吨车悬挂板簧宽70 mm，板簧距900 mm，确定轮距1560 mm，车轮最大外宽2040 mm，货箱底板宽2055 mm，车轮在货箱底板内7.5mm（新胎断面宽度为215 mm，车轮在货箱底板内24.5 mm）。根据以上布置图确定后轮距B2=1560mm。
2、汽车的外廓尺寸
GB1589-2004对汽车的外廓尺寸界限作了规定。根据GB1589-2004的要求和总体布置最后确定：
整车的外形尺寸：长：5995mm，宽2095mm，高2280 mm
长：5995mm，满足货车载质量≤3500Kg，车长为6000mm。国家标准GB4785-1998规定，长度大于6000mm的车辆必须配置侧标志灯。
宽：2095mm，因为选用内宽为1995的货箱，这种货箱为市场上的主流产品。国家标准GB4785-1998规定，宽度大于2100mm的车辆必须配置示廓灯。
高：2280mm，根据整车高度不大于4000mm，7.50-16轮胎的选择、悬挂的调整、驾驶室的抬高，初选整车高为2280mm。
二、汽車质量参数的确定
1、汽车的载质量mG
载货汽车的装载量系指该车在良好的硬路面上行使时装载货物量的最大限额。各种车型的装载量应符合行业产品规划对各类车型装载量系列的规定。
公告参数如下表：
SY1030系列 SY1040系列 SY1060系列
载质量mG 995Kg 1800Kg 2995Kg
2、汽车的整备质量ma
汽车的整备质量是汽车经整备后在完备状态下的自身质量，即指汽车在加满燃料、润滑油、工作油液及发动机冷却水和装备齐全后但未载人、货时的质量。它是一个重要的设计指标，整备质量小可降低造价，而且是降低汽车使用油耗的重要途径。
3、汽车的总质量ma
汽车的总质量是指已装备完好、装备齐全并按规定载满客、货时的汽车质量。
法规规定如下表：
SY1030系列 SY1040系列 SY1060系列
总质量ma <3500Kg <4500Kg <6500Kg
4、汽车的整备质量利用系数ηm0
载货汽车的ηm0是载货汽车的载质量MG与其整备质量M0之比。
三主要总成部件的选择
1、车架
车架断面的确定为在原760车架的基础上增大抗弯、抗扭强度，经与原760车架断面尺寸t×B×H =4.5×55×180弯曲、扭转情况对比分析，车架最大断面尺寸确定为t×B×H =4.5×55×200
2、纯弯曲状态对比分析如下：
a.纵梁弯曲应力情况
σ=M/W W=（BH3-bh3）/6H
σ：弯曲应力； M：弯矩； W：抗弯截面系数； B：截面外宽；H：截面外高； b：截面内宽； h：截面内高
原760车架最大截面尺寸为：4.5×55×180时，W1=63.2cm3；
新截面尺寸为：t×B×H =4.2×55×200时，W2=68.9cm3；
新截面尺寸为：t×B×H =4.5×55×200时，W3=73.4cm3；
当弯矩M相同时，弯曲应力σ与对应的抗弯截面系数W成反比，故抗弯截面系数越大，弯曲应力越低。比值如下：σ2/σ1=0.91，σ3/σ1=0.86
结论：选用t×B×H =4.2×55×200时，抗弯应力提高9%，
选用t×B×H =4.5×55×200时，抗弯应力提高14%。
b.纵梁弯曲变形情况
当纵梁受集中载荷Q时，跨距中间的变形：Δ=QL3/48EI
I=（BH3-bh3）/12
L：跨距；E：弹性模量；I：贯性矩
原截面尺寸为：4.5×55×180时，I1=568.75cm4；
新截面尺寸为：4.2×55×200时，I2=689.05cm4；
新截面尺寸为：4.5×55×200时，I3=734.35cm4；
当集中载荷与跨距均相同时，变形量与对应的惯性矩成反比，故惯性矩越大，变形量越小。比值如下：
Δ2/Δ1=0.825 Δ3/Δ1=0.77 结论：选用t×B×H =4.2×55×200时，抗弯变形提高17.5%，
选用t×B×H =4.5×55×200时，抗弯应力提高23%。
3、车架总成外形尺寸的确定
a）确定车架纵梁长度
新开模车架纵梁总长为5678 mm，与现生产的760车架等长，车架前悬883 mm，车架后悬1445，轴距3350。
b）车架总成前部的確定
考虑该车型选用其它大缸径发动机需要，前部760宽的车架总成空间略显紧张，不利于各种管路的布置，需要在760宽的基础上加宽。
c）车架后部变形区的确定
1、等截面變化，从副簧前支架位置至后轮中心变截面，后轮中心之后，全部等截面。优点是第三、四、五横梁与纵梁平面铆接，铆接强度高，而且第三横梁可以和前面的横梁共用一套压型模具，第四横梁可以和后面的第五横梁共用一套压型模具，此种结构在市场上为主流。
d）车架纵梁前部落差和外形的确定
根据760车架和大两吨800车架对比，同时考虑增压中冷发动机进出气系统及驾驶室抬高情况，采用760车架的落差115。截面高130
车架纵梁的前端外形图：考虑加强前部变形区的抗扭强度，调整变形区外型尺寸，并考虑在前端布置两道横梁，这也是调研的市场产品趋势，为保证后部变形区成型质量，建议后部宽度采用760mm，宽度变形量20 mm。
4、其它主要部件
◆前轴：整体锻造式工字梁，转向梯形后置。◆后桥：单级主减速器，双曲线齿轮减速器，冲压焊接桥壳，全浮式半轴，主减速器速比5.857。◆悬挂：前/后悬挂采用纵向对称等截面钢板弹簧，液力双向作用筒式减震器，前/后钢板弹簧片数：8/9+3。◆轮胎： 7.00R16 7.50R16 ，轮辋： 16×5 1/2K 16×6K。◆备用车轮升降器：悬链式。◆转向器：循环球式动力转向器， 速比：16.4：1。◆制动器：行车制动系：前、后轮均为鼓式制动器，前、后独立双管路气压制动。◆驻车制动系：机械操纵，中央鼓式。
结论：
通过以上的分析和计算论证：
a. 设计任务的主要参数和指标达到了设计要求，并分析了参数指标的确定情况。
b. 车架的设计通过与原车型的对比分析，在纯弯曲和纯扭曲情况下都有显著提高；车架外形的确定为布置其余的动力总成和零部件打好基础。
c. 动力总成及其余零部件的选择满足法律法规的要求。
d. 达到了以提高整车可靠性、稳定性为目的的设计要求。