人民交通出版社：《载货汽车设计》课程书籍教材PDF电子版（共七章，主编：方泳龙）

陈家瑞 方泳龙 [日]武田信之 校 译 载贺凌车设计 著 人武交通虫版社

译者的话 本书是日本五十铃汽车公司武田信之先生根据自已长期从事 载货汽车开发设计所积累的经验而编写的。该书理论阐述、分析推 导严谨，并列举了许多试验数据和图表，还指出了在设计中要注意 解决的十要问题等。可见，该书具有较高的实用价值，而且在某种 程度上也反映了日本载货汽车的设计和研究水平。为适应我国汽 车工业发展形势的需要，本人在日本留学期间翻译了这本书，想对 我国从事载货汽车设计、制造以及使用的工程技术人员会有·定 的参考价值。 本书共分七章，在每一章开头都阐述了该章的设计要点，并提 出了开发设计时必须注意的事项。 翻译该书时，为了尊重原书原貌，书中公式未作改动。对某些 未采用国际标准单位的，也未予修订，如力的单位仍采用kg,功 率单位仍采用PS(马力)等。原书中某些印刷错误，经与作者核对 后，已作了改止。此外，本书的书名译为《载货汽年设计》，未按原文 直译成《大型货车设计》，其原因是为符合我国的标准名词术语。 该书的出版得到了作者武田信之先生和日本山海堂出版社八 木国夫先生，国内人民交通出版社有关领导和编辑的大力帮助和 支持，在此深表衷心谢意。 由于时间和译者水平有限，翻译中难免有错误和欠妥之处，敬 请读者批评指正。 方泳龙 1996年4月于长春

前 言 日常使用的纸和笔，穿的、吃的、建筑材料、建筑机械等一切东 西，全部用汽车（货车）来进行运输。 如今社会，如果我们生活中没有汽车（货车），那么会是怎样的 呢3 日前在国内对汽车的货物运输依赖度，在重笔×距离基准上 达到50%，在重量基准上达到90%。 我国的汽车潮流（高潮）是在60年代开花的，并克服了排气利 噪声公害，70年代采取了节省燃料措施，80年代高功率、高性能技 术竞争等各种重要问题上技术人员日夜奋战取得了··定成绩。然 而，进人90年代国际化，安全环境措施的时代，仍然面临着许多必 须解决的问题。如，面临着石洲燃料的有限而要开发的代用燃料， 作为节省燃料措施而使车辆的轻甘化、诚少空气阻力：作为安全措 施要改进安全带、冲撞安全用空气袋和防滑装置的高性能化，为减 轻驾驶员的疲劳要改进并提高驾驶室空间舒适性，以及还要解决 由于排气而破坏地球环境等问题。 开发汽车时必须考虑诸如节省能显、安全性、对环境的适应 性，再加上要考虑汽车的物资流动系统的变化，并作为公共运输手 段来进行开发。 围绕物资运输环境需要允实比现在史为机动的通信机能，计 划扩大高速公路网。 从1963年全长仅为71.1km的名神高速公路开始以来.在不 足25年的时间里已具有企长4400km的高速公路，并还计划着完 善和扩建。 为适应高速化，要在日前的基础上，对振动、噪声采取有效的 1

措施，并提高操纵稳定性和制动性能等。 活角送到住宅、艺术品等的高价值商品的运输越来越多，还有 把舞台架设在汽车上进行音乐、演剧的流动剧场，以及利用移动汽 车商店等进行和顾客们的经常联系.因此，有必要开发新悬架和新 车箱等。 虽然如此，对未来的汽车来说“跑”、“转弯”、“停止”的基本性 能和耐久可靠性的提高还是最重要的，不会有变化。 必须缩短设计开发时间的今天，希望年轻技术人员尽早要掌 握货车设计基础知识。为此不顾本人的浅学非才就写了这本书。 特别希望各位读者的批评指正。 本书有如下的特点： ①各章的开头阐述了设计重点、进行设计开发时必须研讨的 项目。 ②主要技术公式尽量以基础式为主引深推导。 ③本书所选择的内容是作者以在长年设计开发中所积累的最 主要的经验为基础的内容。 ①希望这本书对从事设计开发汽车的年轻技术人员，甚至对 从事制造汽车各种总成的老资格技术人员，有效地应用和总结经 验起到.定的作用。 另外，理工科学生们有利于了解在大学，高专里所学到的知识 在实际工业上如何应用。 最后，向出版时给予帮助的山海堂的八木国夫先生表示深厚 的感谢。 作者 1992年9月 2

目录 第一章动力性能.1 1.】动力姓能设计的要点.1 (1)发动机.1 (2)米油发动机的特点.1 (3)柴油发动机的心脏部位.2 (4)热效率.2 (5)发动机输出力传递路线.2 1.2行驶阻力.3 1,2.1动力性和行驶阻力.3 1.2.2行驶阻力的分类.3 (1)滚动阻力.4 (2)空气阻力.4 (3)上坡阻力.6 (4)加速阻力.7 1.2.3行驶阻力功率和驱动功率.10 (们)行驶阻力功率.10 (2)驱动功率. 1.3动力性能.11 1.3.】动力性的分类.11 (1)最高车速.11 （2)上坡性能.11 （3)加速性能. .12 1.4燃油经济性.15 1.4.1燃油经济性的分类和计算.15 1

】.4.2油耗和输出功.17 (1)鱼钩式.】7 (2)根据发动机性能曲线求油耗量.17 (3）等油耗曲线. 17 第二章冷却装置.23 2.】发动机冷却系设计的要点.23 (1)散热器.23 (2)水泵. .23 (3)散热器的牧热量. 24 (4)冷却系的噪声.24 (5)风扇离合器.24 (6)冷却水的供给.24 (7)调温器. .24 (8)储水罐和压力盖.25 2.2发动机的冷却.26 2.2.1散热器. .26 2.2.2发动机冷却系的构造.26 2.3散热器的性能. 28 2.3.1散热器的基本性能.28 2.3.2t-NTU法.29 2.3.3热通过率K 4.30 2.3.4散热器冷却设计计算例.3引 2.3.5散热器的散热量和气水温度差.35 2.3.6发动机转速和发热量.36 2.1冷却风扇.36 2.4.1冷却风扇的驱动方式.36 2.4.2大气温度对感温型风扇离合器的彩响.36 2.5冷却回路的压力.39 2.5.1压力盖.39 2.5.2气蚀特性.40 2

第三章驱动装置.42 3.】驱动系装置设计的要点.42 (1)驱动系装置.42 (2)离合器 42 (3)变速器. .43 (4)主减速齿轮.44 (5)涧滑油.4 3.2离合器.45 3,2.1离合器构造. 45 3.2.2离合器的传递转矩. .45 3.2.3摩擦离合器的同步时间.47 3.2.4摩擦离合器滑转引起的滑磨功.50 3.2.5离合器紧急接合时的冲击转矩.50 3.3变速器.54 3.3.1变速器的构造. .51 3.3.2同步接合机构.，55 （1)同步接合机构.55 (2)变速操作时同步器的工作过程.55 （3)同步转矩(T)、锁销转矩(T)、齿图转矩(T) 的计算. .56 (4)有关同步器的三种运动.58 3.4传动轴.62 3.4.】传动轴构造.62 3.4.2万向节的角速度和转矩变化.63 3.5主传动器. .65 3.5.】主传动器的构造.65 3.5.2齿轮的强度.66 (1)齿轮的强度.66 (2)爬坡能力.67 第四章制动装置. .69 3

4.】制动装置设计的要点.69 (1)制动装置和制动感觉. 69 (2)两系统之间的压力差.69 （3)制动器的热容量.70 (4)制动力分配.70 (5)制动器的振动现象.71 (6)安全法规.71 4,2制动.71 4.2,1何谓制动.71 4.2.2制动装置.75 4.3制动力分配.78 4.3.1制动力的理想分配.78 4,3.2制动力理想分配曲线.78 4.3.3车轮抱死界限线.80 (1)前轮抱死界限线.80 (2)后轮抱死界限线.81 4.3.4车轮开始抱死时的减速度.81 (1)车辆的制动力分配为P,时（前轮抱死时）.82 (2)车辆的制动力分配为⊙时（后轮抱死时）.82 (3)前后轮同时抱死的时候.83 （4)车轮抱死后车辆的不规则旋转.83 .4当量能量 84 4.5由于制动而发热和放热.85 4.5.1运动能量和发热量.85 4,5.2发热量和温度.86 4.5.3放热量和温度.87 4.5.4一定时间间隔内制动摸型的温度.87 4.6制动力矩. .88 4.6.1内扩张型鼓式制动器的制动力矩图解法.88 (1)因定销式领从蹄式制动器.88

(2)浮动蹄式制动器.92 .7制动运动.95 4.7.】制动力和制动距离、制动时间.95 4.8制动蹄的衬行材料.96 第五章运动性能.99 5.1运动性能设计的要点.99 (1)操纵装置.99 (2)悬架千涉.100 (3)轴转向. .100 (4)前轮定位.100 (5)侧偏力和转向特性.101 (6)平顺性.10] (7)悬架.102 (8)减振器. 102 (9)振动.102 5.2操纵稳定性.103 5.2.1操纵稳定性.103 5.2.2前轮定位 .103 5.2.3转向性能.104 5.2.4最小转弯半径.105 5.2.5转弯时的轮胎特性.106 5.2.6不足转向，过多转向.108 (1)何谓US、(OS、NS.108 (2)静态储备系数的大小和位置. .109 (3)轴转向的大小.111 5.2.7转弯时的动特性.111 5.2.8转向响应特性.112 (1)晔态响应.112 (2)频率响应. 114 5.2.9侧倾时的最大离心加速度.115 6

5.2.10转向力的减轻.116 5.2.11前轮摆振. .]16 5.3平顺性.119 5.31平顺性. .119 5,3.2车辆的振动特性. 120 (1)振动的分类. 120 (2)车辆的垂直振动分析.120 (3)车辆前后弹簧的相关振动分析 .]25 (4)实际车辆振动的测定. 128 5,3.3车轮上的激振力. 131 5.3.4平顺性的评价.]32 第六章强度. .135 6.1强度件设计要点. .135 (1)路面输入力.135 (2)驱动反力.135 (3)应力强度摸型.13G (4)应力的预测.】36 (5)收集市场信息. .136 (6)fMEA、FTA.137 (7)车架的应力. 137 行，2应力一强度模型. 137 6.2.】关于应力一强度模型.137 6.2.2可靠度的具体计算.140 6.3披劳累积模型. .140 6.3.1何谓液劳累积模型. 140 6.3.2疲劳寿命的计算方法.141 (们)应力领率.142 (2)金属构件的菠劳寿命计算方法.142 (3)凹凸路面的输入力. .143 (4)估价疲劳强度的应力波形分析法. 144