某货车教练车的总体设计

张保宁

（东风襄阳旅行车有限公司，湖北 襄阳 441004）

某货车教练车的总体设计

张保宁

（东风襄阳旅行车有限公司，湖北 襄阳 441004）

∶文章以我公司新开发的考试用货车教练车为研究对象，分析了总体设计参数和达到的指标。重点分析了主要总成部件的选用对整车动力性、经济性和整车成本的影响。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要点的确定，为下一步的设计开发工作提供了有利依据。

∶总体设计；动力性；经济性；成本；主要零部件

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.049

Keywods: overall design; power; fuel economy; cost; main components

CLC NO.: U469.79Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-140-03

前言

教练车一直是各品牌汽车主机厂激烈竞争的市场，截止到2011年底统计，全国在册驾校6299家，在用大型货车教练用车45944辆，每年淘汰更新在一万辆左右。教练车做为专用特定车辆，使用特点：低速、轻载；客户关注点：在满足使用条件下，低油耗、低成本。现有教练车基本是在常规货车的基础上做上装变化。底盘部分并没有针对教练车做大的改进。随着国家汽车产业政策和石油价格的变化，教练车需求也在不断更新。开发出轻量化、低油耗、低承载的教练车是广大驾校的迫切要求。

1、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。

1.1轴距L、前后轮距B1和B2

轴距L的选择要考虑它对整车其它尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。新设计的教练车是以7吨尖头载货汽车为开发平台，参考现有车型所以轴距定为5200mm；a、前轮距B1与前部车架宽度、前悬宽度、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，参考现有车型前轮距B1=1810mm；b、后轮距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。车架宽860mm，配置9.00-20 12PR轮胎、轮胎偏置距153mm，按货厢底板宽2294mm、板簧宽75mm、板簧距1030mm，确定轮距1800mm，车轮最大外宽2116mm货厢底板宽2294mm，车轮在货厢底板内89mm，根据以上布置图，确定后轮距1800mm。

1.2汽车的外廓尺寸

GB1598-2004对汽车的外廓尺寸界限做了规定。根据GB1598-2004的要求和总体布置最后确定：

整车的外形尺寸：长：9000mm，宽：2470mm，高：2485mm长：参考现有7吨尖头载货汽车，整车长确定为9000mm。宽：2470mm，选用内宽为2294mm的货厢，这种货厢为市场上的主流产品，考虑到成本因素，选用价格低廉的木制货箱。

高：2485mm，根据整车高度不大于4000mm，9.00-20轮胎的选择、悬挂的调整、驾驶室的抬高，初选整车高为2485mm。

2、汽车质量参数的确定

2.1汽车的载质量mg

载货汽车的装载量是指该车在良好的硬路面上行驶时装载货物量的最大限额。现有车型EQ5120XLHFAC型教练车载质量为7吨，考虑到教练车的用途一般很少载货，实际设计可按1.5吨载质量考虑。

2.2汽车的整备质量ma

汽车的整备质量是汽车经过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、工作液油及发动机冷却水和装备齐全后后但未载人载货时的质量。它是一个重要的设计指标，整备质量小可降低造价，而且是汽车降低使用油耗的重要途径。

2.3汽车的总质量

汽车的总质量是指已装备完好、整备齐全并按规定载满客货时的汽车质量Ga，Ga=mg+ ma=6吨。

2.4汽车的整备质量利用系数η

载货汽车的η是载货汽车的载质量mg与其整备质量ma之比。现有教练车空载率高实际的整备质量利用系数很低，新开发的教练车目的在于提高整备质量利用系数。

3、主要总成部件的选择

3.1发动机

根据教练实际使用条件，主要为城郊的特点，常用车速确定为V=40Km/h，最高车速确定为Vmax=80Km/h；根据现有长头车驾驶室尺寸确定迎风面积A=5.2m2；车轮滚动半径rr=473mm；机械传动效率ηT=0.9；滚动阻力系数fr=0.03；空气阻力系数Cd=0.9；

3.2变速器

根据发动机最大功率、最大扭矩和离合器膜片直径Φ 255mm，在公司供应商系统内，考虑到质量、成本及交期因素选用江凯汽车变速器有限公司JK5S300型变速器总成， 具体档位及速比：

一档 二档 三档 四档 五档 倒档6.802 3.767 2.186 1.424 1.000 6.154

变速箱最大输入扭矩：300N.m。操纵形式为直接操纵。

3.3前、后桥

根据实际轴荷分配及整车尺寸布置要求，需要开发适合本车型专用的前后桥，成本较高，先期仍采用现有车桥，在公司供应商系统内，考虑到质量、成本及交期因素选用荆州车桥有限公司2.7吨前轴和7吨后桥。前轴为整体锻造式工字梁，转向梯形后置。前轴轮距：1810mm，前轴板簧中心距：851mm。后桥轮距：1800mm，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，主减速比：6.83，后桥最大输出扭矩：1800N.m。

3.4前/后悬架的确定

前/后悬架采用纵向对称等截面钢板弹簧，液里力双向作用筒式减震器，前后钢板弹簧片数：8/9+5。

3.5车架

3.5.1车架纵梁外形尺寸的的确定

根据整车设计任务要求确定车架前悬1040mm，车架后悬1835mm；整车轴距5200mm，车架纵梁总长确定为8075mm；由车架上平面高度、前悬架布置要求和现有车架模具的考虑，选定车架纵梁为槽形梁，前部截面高度为160mm，由车架纵梁前端面向后1120mm处至2140mm处为变截面区，纵梁截面经变截面后高度过渡到231mm。参考现有车型纵梁钢板厚8mm，翼面宽75mm。

3.5.2车架宽度及横梁的布置

由悬架板簧布置、前部发动机空间要求及横梁零件的通用性确定车架宽度为860mm。考虑到与现有车型的成本优势，在满足车架强度要求的前提下，不需要内衬梁加强。

考虑到承受钢板弹簧固定吊耳的扭力和支承散热器的作用，第一横梁布置在前扳簧固定吊耳的稍前位置。同样第二、五、六横梁也布置在板簧吊耳附近，第二横梁采用下弯梁以避免与动力总成干涉。第三横梁由驾驶室后悬位置确定。第四横梁起连接纵梁作用位置由传动轴吊挂确定。车架尾部布置尾横梁。

3.6货箱

由于教练车一般用于驾校考试，很少载货或只载少量货物。所以采用价格低廉，重量轻的木制货箱。与现有教练车车型铁制货箱相比，整车成本降低，重量减轻。

4、动力性、经济性计算

运用Cruise软件计算出整车在满载无空调的情况下动力性、经济性如下：

动力性

表1

最高车速[Km/h] 82.54 0-70Km/h连续加速时间（2挡起步）[s] 75.89 30-70Km/h直接挡加速时间[s] 84.89初速度为50Km/h时的空挡滑行时间（s）/距离（m） 119.65/766.84

经济性：等速油耗

表2

5、结论

通过以上分析和计算论证：

a.最高车速可达82.54Km/h ，满足80Km/h的设计要求；最大爬坡度21.71%，满足15%的设计要求。动力性达到了设计要求。

b.常用车速40Km/h满载油耗8L左右，较现有车型下降2L以上。

c.整车零部件成本降低2.5万多元。为用户节省了用车成本，提升了产品竞争力。

Overall design of freight car coach

Zhang Baoning
（Dongfeng Xiangyang travelling vehicle Co., Ltd., Hubei Xiangyang 441004）

In this paper, the newly developed coach truck with the test use of our company is for the study. The paper analysises the overall design parameters and the index toachieve. Focus analysis the impact of the vehicle power, fuel economy and cost for the choice of the main components of the vehicle .Through analysis and demonstration, the design parameters are achieved.It provides the guidance direction and the design key point for the component design, and provides the favorable basis for the next step of the design and development work.

∶U469.79

∶A

∶1671-7988 (2016)09-140-03

张保宁（1976.2-），男，中级工程师，就职于东风襄阳旅行车有限公司。主要从事底盘设计工作。