公路汽车不受此限制,其单轴负荷有的超过1000kN。 驱动型式常用4×2,4×4,6×4,6×6,8×8等代号表示。其中第一个数字为汽车的 车轮总数,第二个数字为驱动轮数,对于双胎车轮仍按一个车轮计 轿车和厂定汽车总质量小于19t的公路用车,广泛采用4×2的驱动型式,因为其结 构简单、制造成本低;厂定汽车总质量为19~26t的公路用车则可采用6X2或6×4的驱 动型式;总质量为28~32t的公路用车则采用8×4的驱动型式 矿用自卸汽车由于行驶场地较小,要求高机动性,因此,即使是重型矿用自卸汽车也 多采用4×2的驱动型式且为短轴距,少数采用4×4和6×4的驱动型式 越野汽车要求具有高的通过能力故均应采用全轮驱动。轻型越野汽车采用的驱动 型式为4×4,中型为6×6,重型则为6×6或8×8。 2.1.9按发动机与驱动桥在汽车上的位置分类 1.轿车 (1)前置发动机前轮驱动轿车 简称前置前驱动(FF)。这种布置型式为微型、普通级和中级轿车所广泛采用。如 图2-6(a)所示,其发动机、离合器、变速器及主减速器连成一体,省掉了传动轴,使车厢地 板可低而平,且无通常前置-后驱动轿车地板所具有的传动轴通道鼓包。这种布置使汽车 的结构紧凑、质量减小。例如,对于置于前轴之前且排量不大的横置发动机、前驱动方案 相对于后驱动可使汽车的轴距缩短10%,质量减小8%。采用横置发动机时,主减速齿 轮由通常的螺旋锥齿轮或双曲面齿轮改为斜齿圆柱齿轮,其节省的费用可部分抵销前驱 动的等速万向节费用。前置前驱动使前轴负荷加大这种轿车在空载(即仅有司机一人) 情况下的前后轴荷分配约为60%/40%使汽车具有明显的不足转向特性,且在任何载荷 下均有好的方向稳定性。特别是在弯道加速时,由于前轮驱动力的作用,可减小汽车侧滑 的危险,并使其高速行驶的安全性好。相对于后置发动机后轮驱动的汽车来说,前置-前 驱动轿车易于变型成客货两用车和救护车。其行李箱的空间可以布置得较大(见图26 (a)中画有斜线的部分),它仅受后悬长度的限制。由于其上述优点,这种布置近年来在中 级以上的轿车上采用的也日益增多。然而在泥泞易滑的路而上,尤其是上坡时,由于前驱 动轮的附着力较小,驱动轮易打滑而使汽车失去操纵稳定性。另外,由于后轴轴荷不大, 尤其在仅有一名司机的情况下,加之制动时轴荷前移,后轮易发生制动抱死而引起侧滑 为避免这种情况发生,应加装制动器液压调节装置或防抱死装置(ABS)。前置前驱动汽 车的侧滑也会发生在非常有效的发动机制动时。另外,尤其当发动机横置时,其布置空间 很挤维修、保养时的接近性较差 U- 图26轿车按发动机与驱动桥在汽车上的位置分类
图2-7给出的是前置-前驱动轿车的发动机布置方案。其中最紧凑的是将发动机横 置于前轴之前(图2-7(a)),小排量短发动机适于这 种布置。此时车身前围板及座椅可前移较多,从而 可缩短汽车的轴距及总长,减小汽车自身质量,并可 用圆柱齿轮作主减速齿轮,降低汽车制造成本。发 动机纵置于前轴之前(图2-7(b))时,前围板及座椅 前移量较前一方案小,且前悬较大,前轴荷有些过 大。因此,采用此方案的发动机不宜过长,V型或水 平对置型发动机最适宜于此方案的布置。当发动机 布置在前轴之后(图27(c))时,轴荷分配较均匀,但 使车身前围板及座椅后移,致使轴距及总长较大,前 悬虽可减小但车头加长,车身造型受到一定限制,发 动机维修也不方便。 (2)前置发动机后轮驱动轿车 简称前置-后驱动(FR),是汽车的传统布置型 式,常为中高级及高级轿车所采用。如图2-6(b)所 示,其发动机离合器、变速器连成一体置于汽车前 部,并通过万向节传动轴与后驱动桥的主减速器相 连。这种布置方案的主要优点是汽车的前后轴荷分 配较均匀(满载时约为48%/52%,仅有一名司机时 约为52%/48%),使具有中性转向特性或不大的不 图2-7前置-前驱动轿车的发 动机布置方案 足转向特性,这些对操纵稳定性、行驶平顺性和轮胎 的寿命都比较有利,操纵机构也简单,行李箱比较宽敞(见图2-6(b)中画有斜线的部分), 发动机的冷却条件好,维修保养时的接近性也好,后轮驱动也有利于爬坡。其缺点是轴距 较长(尤其当采用难于布置在前轴之前的大排量发动机时)汽车的总长及自身质量都较 大,传动系的部件增多,车厢地板中部有凸起的传动轴通道而影响地板的平整和降低,使 乘坐空间布置及乘坐舒适性受到影响。为了避免制动时后驱动轮抱死而失去操纵性,应 加装制动器液压调节装置或后轮防抱死装置(ABS)。 (3)后置发动机后轮驱动轿车 简称后置后驱动(RR)。如图26(c)所示,其发动机离合器、变速器及主减速器连 成一体,不需传动轴,且发动机通常纵置于后驱动桥之后,由此决定的后悬尺寸大致与前 述另两种布置同。因此,汽车的轴距及总长均可缩短。与前置后驱动布置相比,轴距可 缩短10%左右,质量可减小约8%,结构紧凑机动性好,但后轮必须配以独立悬架 后置后驱动也有利于爬坡行驶,车厢地板也比较平坦,通常只需留出操纵杆件的通道 因此,这种布置在微型汽车和小型轿车上曾得到较广泛的应用。但随着现代汽车行驶速 度的提高,操纵稳定性及安全性日益受到重视,这种布置在汽车满载时,前后轴的轴荷分 配平均为42%/58%后轴轴荷过大,导致汽车具有过度转向特性使操纵性变坏;前轮附 着力小,高速时转向不稳定;发动机移至车后撞车时乘客不易受到保护,且使前风挡玻璃 27
的除霜及发动机的冷却困难;变速机构复杂,操纵杆过长;不易变型为需开后门的客货两 用车及救护车;发动机噪声易传给乘客,后轮轮胎气压高不利于乘坐舒适性,等等。由于 存在上述缺点,因此,此布置方案在轿车上已很少采用。 (4)四轮驱动轿车 20世纪70年代末出现了对各种路面和地面的适应性、通过性及安全性较好的常接 合式四轮驱动轿车 客车和货车几乎都是采用后轮驱动,而越野汽车则采用非常接合式全轮驱动。 2.大客车 (1)前置发动机(后轮驱动)客车 早期的大客车多用货车底盘及发动机改装而成 因而沿用货车常用的前置发动机后轮驱动的布置型式 三若 (见图2-8(a))。其优点是与货车通用的部件多,易于 由货车改装,便于组织生产;前置发动机也有利于冷却 与维修方便;动力及传动系统的操纵机构简单等。缺王 点是由于发动机罩突出地板之上,使车厢面积利用率 差;也使车厢内噪声大,隔热、隔振较困难,发动机油烟u 味也有可能进入车内,影响舒适性;轴荷分配不够理 想,前轴容易过载而使转向沉重;由于前悬的尺寸受到 限制而加长后悬,使汽车的离去角过小,上下坡时容易 刮地;同时,也使得在前悬处不易设置乘客用车门而不 d) 能实行公共汽车的单人管理(司机及乘务员为一入); 当轴距较长时,需采用多节传动轴容易发生共振;地图28大客车的发动机布置 板也较高,乘客上下不方便等。 方案 鉴于上述缺点以及大客车产量的不断增加、性能要求的不断提高,现代大客车早已不 再采用货车底盘改装而实行专门设计的发展方针,装备了大功率发动机且多布置于汽车 的后部与中部;为了简化操作,常采用自动或半自动变速机构,豪华型还加装了空调。 (2)中置发动机(后轮驱动)客车 现代大客车有的采用中置卧式发动机方案。如图2-8(b)所示,发动机布置在前后轴 之间的车厢地板之下,使车厢面积利用率很高,座位布置和外形设计均不受发动机的限 制;前门也可布置在前轮之前以便于公共汽车的单入管理;车厢内噪声小,传动轴短。其 缺点是发动机受到布置限制而需专门设计,其冷却、保温、防尘和防污也困难,隔热较差, 维修时接近性差,操纵机构复杂,地板较高。这种布置型式适于道路条件及气候条件好的 地区,同时要求发动机有高可靠性。 (3)后置发动机(后轮驱动)客车 将发动机纵置或横置于后轮之后(见图2-8(c)及(d))的后置发动机方案,日益为现代 长途和旅游大型客车所采用,因为这种布置方案使发动机与车厢易隔离,车厢的振动及噪 声小,乘坐舒适性好;尤其当发动机横置时,车厢的面积利用率较高;轴荷分配较合理;发 动机的维修可在车外进行,接近性好;车厢地板以下可布置容积很大的行李舱;由于发动 28·
机布置在轴距以外,且地板下无传动轴,故前部和中间通道的地板高度可大大降低,使上 下车方便:前门也可以布置在前轮之前以便于公共汽车的单人管理。其缺点是动力传动 系统需远距离操纵,机构较复杂;司机听不清发动机的声音使故障不易及时发现;水箱布 置较困难,发动机后置使其冷却防尘及车厢取暖均会遇到困难。 2.1.10载货汽车按发动机、前轴、驾驶室的相对位置分类 (1)发动机位于前轴之上、驾驶室之前 如图29(a)所示。置于驾驶室之前的发动机及其护罩构成向前突出的长车头外形 故这种布置方案的汽车属于“长头车”型。它具有长的轴距及前后轮廓尺寸,最小转弯半 径较大,面积利用率(货箱面积与整车俯视面积之比)较低,视野性较差。但发动机的接近 性好,维修方便,其振动噪声及热对驾驶室的干扰也小;驾驶室地板较低,上下车用的踏 板易于布置,进出驾驶室方便;汽车的操纵机构简单,易于布置。其轴荷分配:满载时,前 轴约占27%~30%,有利于泥泞、松软等坏路面上的行驶;空载时,后轴轴荷分配大于 50%,也是可以的。 图2-9载货汽车发动机前轴与驾驶室的相对布置方案 (2)发动机位于前轴之上并部分地伸入驾驶室 如图29b)所示。与前一方案相比,本方案相当于将前轴及发动机后移而使轴距及 整车总长减小(一般约200~400mm),也使车头变短,故这种布置方案的汽车属于“短头 车”型。这种将发动机的一小部分伸人到驾驶室内的措施,虽可改善长头车的某些缺点, 例如视野性、机动性差及外形尺寸大等,但也带来一些问题。例如:由于发动机及前轮移 向驾驶室,减小了操纵踏板的布置空间使其布置困难,故必须抬高驾驶室地板;发动机后 部的接近性也差,且其振动、噪声及热也易于传人驾驶室;驾驶室内部较挤;前轮后移也减 小了上下车踏板的尺寸,加之驾驶室地板的抬高,使进出驾驶室不如前方案更方便。其轴 荷分配近于前一方案。 (3)发动机位于前轴之上、驾驶室之正下方 如图29(c)所示。这时驾驶室布置在发动机之正上方其前端形成较平坦的车头,故 具有这种布置方案的汽车属于“平头车”型。这种布置的优缺点正好与长头车相反:可获
得最短的轴距和车长尺寸;自重轻;机动性及视野性好;面积利用率高。但驾驶室易受发 动机的振动、噪声、热等影响,夏季闷热;发动机罩突出于驾驶室内两侧座之间,不易设置 中间座位;经在驾驶室内设置的可打开的舱口维修发动机,其接近性仍差,维修不方便,采 用可翻倾式驾驶室虽可解决这一问题,但也带来操纵的传动机构的复杂化;这种布置方案 使驾驶室地板最高,上下车不方便。对于上述缺点,目前已有不少改善措施,如对驾驶室 采取隔热、通风、密封、采暖、隔振等措施以及加装空调设备等,再加之其原有的优点,使平 头式(包括下述布置)方案在现代轻、中型载货汽车上得到了广泛采用,甚至某些重型载货 汽车也采用了平头式方案,但在重型牵引车上则多采用长头式布置 平头车的轴荷分配:满载时,前轴约占33%~35%,这有利于汽车在硬路面上的行 驶;空载时,后轴轴荷分配常小于50%这就不适宜于在松软地面和无路地区的行驶了。 (4)发动机位于前轴之后、驾驶室之后下方 如图29(d)所示,车型亦属平头式。视野性好。其轴距及汽车总长尺寸约为前几种 方案的中间值。它相当于将前一方案(图29(c)的前轴及驾驶室前移且使驾驶室前移得 更多一些,并使发动机降至座位之下、部分地露出驾驶室后壁之外,前轮罩也布置在座位 之下,这样就使驾驶室宽敞,可乘坐三人;驾驶室地板也可降低且较平坦,上下车踏板可设 在前轮之前,上下车方便。但经座位下设置的可打开的舱口维修发动机仍不方便,且易由 该舱口盖的密封不严处漏人发动机废气。采用可翻倾式驾驶室可解决这一问题。也可以 采用平置或水平对置活塞式发动机,并安装于车架下,且由下方进行发动机维修的方案。 本布置方案可得到近于前一方案(图29(c)的轴荷分配 最后还应指出:从汽车的被动安全性和驾驶室座位的乘坐舒适性来看,仅就上述布置 方案而言,长头和短头式都比平头式的要好。 2.2汽车主要参数的选择 22.1汽车主要尺寸参数的选择 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,如图2-10所示。 T 图2-10汽车的主要尺寸参数