2. 发动机性能参数的确定
(1)发动机最大功率 Pemax及相应转速 np
设计初可参考同类型、同级别且动力性相近的汽车的比功率进行Pemax的估算,接下来根据最高车速来确定发动机的功率。该车的最高车速要求不能低于 72km/h,因此可根据下式计算发动机最大功率Pemax。
Pemax— 发动机最大功率,kW;
ηT— 传动系的传动效率,对于该型起重机 ηT取 0.9;
ma— 汽车总质量,取 ma=48490kg;
g — 重力加速度,g=9.8m/s2;
vamax— 最高车速,vamax=72km/h;
f — 滚动阻力系数,对该型汽车起重机取0.02;
CD—空气阻力系数,CD=1;
A —汽车正面投影面积,A =10m2;
按上式计算得出的
Pemax=265.6kw。
根据以上的发动机参数和发动机选型标准,CA5481JQZ 起重机底盘选用CA6DM2-37E3 型发动机,排量为11L,额定功率为 276kW/1900r/min,该机具有大功率、长寿命、低排放、低油耗、低噪声等特点,能够满足起重机的个性化需求,对高温、高寒、高原的适应性强。
3. 变速器参数的确定
(1)最小传动比的确定
发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为:
式中:
v — 汽车行驶速度,km/h;
r — 车轮半径,m,取 r =0.545;
n — 发动机转速,r/min;
ig— 变速器速比;
i0— 驱动桥总速比;
最小传动比的选择,可根据最高车速来确定,最高车速为 72km/h,确保发动机最高转速在 2200 r /min 左右。根据上述的公式,可知整个传动系的最小传动比 ig× i0不能大于 6.28。
初步选择的驱动桥的总速比 i0=5.933,所以,变速器的最小传动比不能大于 1.06。
(2)最大传动比的确定
变速器低挡(1挡,有时有爬坡挡)的传动比及驱动桥的总速比决定了汽车的最大爬坡度。
汽车爬坡时车速不高,空气阻力可以不计,则最大驱动力用于克服轮胎与地面间的滚动阻力和爬坡阻力,故有:
式中:rr— 驱动车轮的滚动半径,m;
αmax— 最大爬坡度;
ig1— 变速器低挡速比计算得出:ig1≥9.01;
根据驱动车轮与路面的附着条件有:
式中:G2— 汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷,G2=280000N;
φ— 道路的附着系数,对于汽车起重机,φ=0.8。
计算得出:ig1≤13.9;
对于整车厂而言,应用现成技术成熟的变速器,能够达到降低成本和缩短汽车开发周期的目的,综上所述,该底盘选择的变速器为解放公司生产的 CA10TA 型机械变速器,其速比见表3。
4. 驱动桥参数的确定
本机所选的驱动桥总传动比为5.933。
5. 轮胎参数的确定
本文所讨论的汽车起重机底盘属于中速车辆,工作路面较为复杂,既有转场时的高等级公路,又有在工地的恶劣路面,所以要求轮胎要同时能够适应公路和非公路。CA5481JQZ底盘驱动轮选用12.00R20 规格的轮胎,而转向轮选用14.00R20 规格的轮胎。