同济大学汽车设计作业

拟开发一款轴距2600mm前置前驱5座轿车，要求能在良好铺装路面高速行驶，试初选其： 总长、总宽、最小离地间隙、室内高、车顶高、总高、轮距

发动机排量、空气阻力系数、假定汽车正面投影面积为2m2时发动机的最大功率 整车整备质量、总质量、前轴和后轴的轴荷分配

性能指标（最高车速、比功率、比转矩、加速时间、燃油经济性、最小转弯直径、接近

角、离去角、纵向通过半径）

空气阻力最小化时的车身形式

轮胎（胎体结构、帘线材料、胎面花纹、断面形状）

解：

1) 总长：总长和轴距之间存在如下关系：La

C值为0.62~0.66，取中间值C 0.64，则总长其中，当发动机前置前驱时，L/C，

La L/C 2600/0.64mm 4062.5mm，取整La 4000mm。

总宽：乘用车总宽和总长之间有下述关系：Ba (La/3) 195 60mm，则该车总宽应为Ba (La/3) 195 60mm (4000/3) 195 60mm 1528 60mm，由于该轿车一共由5座，即后排乘三人，因此总宽不应小于1410mm，并查表可知，此时的轮距应在1300~1500mm之间，因此上式可取加号，即Ba 1528 60mm 1588mm，取整Ba 1590mm。

最小离地间隙：该参数涉及汽车的通过性，查表可知，对于4 2的乘用车，最小离地间隙hmin应取150~220mm，取中间值180mm。

室内高：由座位高、乘员上身长和头部及头上部空间构成的室内高hB一般在1120~1380mm之间，因此也可取中间值1250mm。

车顶高：车顶造型高度ht大约在20~40mm范围内变化，取车顶高为30mm。

总高：乘用车总高Ha hm hp hB ht，其中轴间底部离地高度hm应大于最小离地间隙hmin 180mm，因此可取hm 200mm，根据一般乘用车的尺寸，取地板及下部零件高hp 150mm，则乘用车总高

Ha hm hp hB ht 200 150 1250 30mm 1630mm。

轮距：根据轴距查表可得轴距在1300~1500mm之间，考虑汽车总宽取为1590mm，因此取前轮距为1400mm，考虑一般前轮距大于后轮距，取后轮距为1300mm。

2) 发动机排量：根据轴距可知发动机排量范围为1.6 V 2.5L，取1.8L。

空气阻力系数：对乘用车，空气阻力系数CD 0.30~0.35，取0.33

发动机最大功率：Pemax 1 T(magfr3600vamax CDA761403vamax)，取传动系效率

h-1范围内，取为180 km·h-1，则 T 90%，按照发动机排量可知最高车速在130~190km·

滚动阻力系数fr 0.0165 [1 0.01(va 50)] 0.03795，对乘用车，根据发动机排量可知人均整备质量值在0.21~0.29 t·人-1，取中间值0.25 t·人-1，对于5座汽车，其整备质量应为m0 0.25 5t 1.25t 1250kg，则汽车总质量

ma m0 65n n 1250 65 5 10 5t 1625kg，则发动机最大功率为Pemax

90kW。

3) 整车整备质量：由上可知整车整备质量m0 1250kg。

总质量：由上可知总质量ma 1625kg。

轴荷分配：前置前驱轿车，前轮既是转向轮又是驱动轮，因此前轴的负荷要相对大些，由表可知满载时，前轴负荷应为47%~60%，空载时前轴负荷为56%~66%，因此取空载时前轴负荷为60%，后轴负荷为40%；满载时前轴和后轴负荷各为50%。

4) 性能指标：

最高车速：由上确定最高车速为180km·h-1。

比功率：Pb 11625 9.8 0.037950.33 2( 180 1803) 89.75kW，约为0.9360076140Pemax/ma 90/1.625kW/t 55kW/t，经查表可知，排量为1.8L的发动机其比功率范围为40~70kW/t，所求值在该范围以内，因此上述所取值可以不做修改。 比转矩：首先应确定发动机最大转矩Temax 9549 Pemax，取转矩适应性系数nP

1.2，最大功率对应转速为nP 5500r/min，则

Temax 9549 1.2 90 188N m，因此比转矩5500

排量为1.8LTb Temax/ma 188/1.625N m/t 116N m/t，经查表可知，

的发动机其比转矩范围为90~130N·m/t，所求值在该范围以内，因此上述所取值可以不做修改。

加速时间：对于发动机排量大于1.6L的汽车，加速时间一般为8~17s，取为12s。 燃油经济性参数：该参数用百公里油耗量评价，对于发动机排量为1.8L的汽车，该值一般为10.0~16.0L/100km，取为11L/100km。

最小转弯直径：查表可知，对于发动机排量为1.8L的汽车，该值一般为9.0~12.0m，取为10m。

通过性几何参数：对于4 2的乘用车，其接近角为20~30°，离去角15~22°，纵向通过半径为3.0~8.3m，都取中间值，接近角为25°，离去角为19°，纵向通过半径为5.7m.

5) 空气阻力最小化的车身形式：乘用车有三种基本车身形式，包括折背式、直背式和舱背式。其中直背式车身流线型好，有利于降低空气阻力系数，因此选取直背式为该车的车身形式。

6) 轮胎：

胎体结构：子午线轮胎由于有滚动阻力小、温升低、胎体缓冲性能和胎面附着性能好，装车后油耗低、耐磨损寿命长、高速性能好等优点，成为现代汽车设计的首选轮胎。因此选择子午线轮胎作为该车轮胎的胎体结构。

帘线材料：由于该车要求在良好路面上高速行驶，因此选择钢丝帘线轮胎，这种材料的轮胎强度高，导热性好，适合于常在高速条件下行驶的汽车。

胎面花纹：由于该车要求在良好路面上高速行驶，因此选择纵向公路花纹，具有滚动阻力小、噪声小的优点。

断面形状：低断面轮胎胎面宽平、侧面刚性大、附着能力强、散热良好、高速行驶稳定性好，而无内胎轮胎平衡性良好、发热少、刺扎后不易快速失气、高速行驶安全性能良好，综合以上特点，选取轮胎为低断面、无内胎轮胎。