載貨汽車，一般稱作載貨車或卡車，包括自卸卡車、牽引卡車、非公路和無路地區(qū)的越野卡車和各種專為特殊需要制造的車輛。指主要用于運送貨物的汽車，有時也指可以牽引其他車輛的汽車，屬于商用車輛類別。一般可依照車的重量分為重型和輕型兩種。絕大部分貨車都以柴油引擎作為動力來源，但有部分輕型貨車使用汽油、石油氣或者天然氣。 中文名載貨汽車外文名Truck別 名卡車類 別運載貨物和商品用的一種汽車形式發(fā)展趨勢主力車型代 表三菱扶?？蛙?目錄 1 動力系統(tǒng) ? 分析 ? 設(shè)計 ? 方案對比 ? 結(jié)論 2 防護裝置 ? 技術(shù)要求 ? 法規(guī)要求 ? 碰撞性能 動力系統(tǒng)編輯 語音 分析 載貨汽車的動力性與燃油經(jīng)濟性的好壞，在很大程度上取決于發(fā)動機的性能和傳動系型式及參數(shù)的選擇，即取決于載貨汽車動力傳動系統(tǒng)合理匹配的程度 。即使一臺發(fā)動機具有良好的性能，如果沒有一個與之合理匹配的傳動系，也不能充分發(fā)揮其性能。能與發(fā)動機合理匹配的傳動系可以使發(fā)動機經(jīng)常在其理想工作區(qū)附近工作，但由于問題的復(fù)雜性以及載貨汽車動力性、燃油經(jīng)濟性之間的相互矛盾和制約，使載貨汽車動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計改進成為十分復(fù)雜的多變量的優(yōu)化問題經(jīng)過類比分析，發(fā)現(xiàn)該載貨汽車存在如下問題： 1）該車的動力性指標之一的車速偏低，為了提高運輸效率，多數(shù)車輛選擇在高速公路上行駛，因此必須相應(yīng)地提高； 2）如果汽車經(jīng)常處于需要加速超車的工況下，原車的原地起步加速時間和超車加速時間過長，超車時汽車與被超車輛并行時間過長，很容易發(fā)生事故，使超車行駛過程十分危險； 3）原車在多循環(huán)行駛時的百公里燃油消耗量較高，為了降低燃油消耗量，需要對傳動系的相關(guān)參數(shù)進行優(yōu)化。 設(shè)計 2.1 以動力性目標函數(shù)為主的方案一 2.1.1 約束條件 1）汽車最大爬坡度大于等于35%； 2）1.7 ≥i1≥i2≥i3≥i3/i4≥ ≥ i8≥ i9≥ 1.3 3）汽車的最大車速大于90km/h； 4）汽車的原地起步連續(xù)換擋(0~80km/h) 加速時間不大于76s； 5）擋40km/h 的等速百公里油耗量小于27L； 6）汽車的多工況百公里燃油消耗量不大于37L。 2.1.2 整車性能模擬計算結(jié)果 通過對該優(yōu)化方案的動力傳動系統(tǒng)進行GT-DRIVE 模擬計算得出動力性能，整車的動力性主要從爬坡性能、最大車速及加速性能來評定。由于各擋的速比增加，汽車的最大爬坡度相應(yīng)地增加。雖然主減速比的增大，但由于設(shè)有超速擋，汽車的車速從96.5km/h 增加為98.2km/h優(yōu)化后，汽車的加速能力有了顯著改觀，其中原地起步連續(xù)換擋（0 80km/h）的加速時間降低了2.46s，降低了3.2%；直接擋（3080km/h）超車加速時間降低了9.19s，降低了13.7%。所以由以上的模擬計算可知，汽車的動力性有了很大改善。 2.1.3 分析與評價 通過對比優(yōu)化前后汽車的經(jīng)濟性計算結(jié)果，由于以動力性匹配為主，優(yōu)化后，主減速比增加，使各擋的等速百公里油耗都有所增大，但改變率不大，都不超過5%；汽車的多工況燃油消耗量為36.66L/100km，比優(yōu)化前增加了5.25%。以動力性為主進行優(yōu)化時，并不是代表僅僅考慮汽車的動力性去優(yōu)化，而是應(yīng)該在保證汽車燃油經(jīng)濟性并不惡化的基礎(chǔ)上來進行的。本方案在保證原車一定燃油經(jīng)濟性的前提下，盡可能地增強了動力性，模擬仿真結(jié)果表明，優(yōu)化效果明顯。 2.2 以燃油經(jīng)濟性目標函數(shù)為主的方案二 2.2.1 約束條件 1）汽車最大爬坡度大于等于30%； 2）1.7 ≥i1/i2≥i2≥i3≥i3/i4≥ ≥ i8/i9≥ 1.3 3）汽車的最大車速大于96.5km/h； 4）汽車的原地起步連續(xù)換擋(0~80km/h) 加速時間不大于85s； 5）汽車的直接擋(30~80km/h) 加速時間不大于87s； 6）擋40km/h 的等速百公里油耗量小于22L。 2.2.2 分析與評價 經(jīng)過GT-DRIVE 整車性能仿真軟件的模擬計算，得出優(yōu)化前后的整車主要性能指標的對比如下： 1）優(yōu)化后，擋的40km/h 的等速百公里油耗由原來的25.74L 下降為21.20L，改變率達到17.64%； 2）多工況百公里燃油消耗量由優(yōu)化前的34.83L 下降為31.05L，改變率為10.85%； 3）汽車的最大車速優(yōu)化前為96.5km/h，優(yōu)化后為105km/h，有一定程度地增大； 4）優(yōu)化后原地起步連續(xù)換擋(0~80km/h) 時間為84.78s，優(yōu)化前為76.72s，增加10.5%； 5）直接擋(30~80km/h) 超車加速時間由優(yōu)化前的81.42s 增加為優(yōu)化后的86.47s，增加6.2%； 6）汽車一擋的最大爬坡度由優(yōu)化前的30.8% 下降為30.2%，基本上能滿足重型載貨汽車的要求。 2.3 權(quán)衡動力性目標函數(shù)和燃油經(jīng)濟性目標函數(shù)的方案三 2.3.1 約束條件 1）汽車最大爬坡度大于等于30%； 2）汽車的車速不小于96.5km/h； 3）汽車的原地起步連續(xù)換擋(0~80km/h) 加速時間不大于78s； 4）汽車的直接擋(30~80km/h) 加速時間不大于85s； 5）1.7 ≥i1/i2≥i2/i3≥i3/i4≥ ≥ i8/i9≥ 1.3； 6）擋40km/h 的等速百公里油耗量小于24L； 7）汽車的多工況百公里燃油消耗量小于33L。 2.3.2 分析與評價 經(jīng)過GT-DRIVE 整車性能仿真軟件的模擬計算，得出優(yōu)化前后的整車主要性能指標的對比如下： 1）優(yōu)化后，擋的40km/h 的百公里油耗由原來的25.74L 下降為23.26L，改變率達到9.63%； 2）多工況百公里燃油消耗量由優(yōu)化前的34.83L 下降為32.35L，改變率為7.12%； 3）汽車的最大車速優(yōu)化前為96.5km/h，優(yōu)化后為102km/h，增加較大； 4）優(yōu)化后原地起步連續(xù)換擋(0~80km/h) 時間為77.79s，增加1.4%； 5）直接擋(30~80km/h) 超車加速時間由優(yōu)化前的81.42s 增加為優(yōu)化后的84.51s，增加3.8%； 6）汽車一擋的最大爬坡度由優(yōu)化前的30.8% 下降為30.0%，基本上能滿足重型載貨汽車的要求。 本次優(yōu)化是在保證動力性基本不變的基礎(chǔ)上，盡量減少汽車的行駛油耗，尋找一種權(quán)衡動力性燃油經(jīng)濟性的優(yōu)化方案。經(jīng)過模擬仿真結(jié)果可知：優(yōu)化方案可以達到預(yù)期的優(yōu)化效果，在保證汽車良好的動力性的基礎(chǔ)上，最大限度地減少了汽車的行駛油耗，改善了汽車的燃油經(jīng)濟性。 方案對比 1）以動力性為目標優(yōu)化時，在保證汽車燃油經(jīng)濟性并不惡化的基礎(chǔ)上，汽車的原地起步連續(xù)換擋(0~80km/h) 加速時間降低3.2%，直接擋(0~80km/h) 超車加速時間減少降低13.7%，爬坡性能也有顯著的提高，整車的動力性得到很大的提升； 2）以燃油經(jīng)濟性為目標進行優(yōu)化時，在保證汽車的動力性并不惡化的基礎(chǔ)下，汽車的車速提高到105km/h，擋的40km/h 的等速百公里油耗減少17.64%，多工況百公里的油耗減少10.85%，整車的燃油經(jīng)濟性有明顯的改善； 3）權(quán)衡動力性和燃油經(jīng)濟性優(yōu)化時，在保證良好的整車動力性的基礎(chǔ)上，盡可能地改善了整車的燃油經(jīng)濟性。優(yōu)化后，整車動力性略有下降，原地起步連續(xù)換擋(0~80km/h) 時間增加1.4%，直接擋(30~80km/h) 超車加速時間增加3.8%；而整車各擋的等速百公里油耗均有不同程度的下降，其中擋的40km/h 的等速百公里油耗降低9.63%，整車的多工況百公里燃油消耗量降低7.12%，整車的燃油經(jīng)濟性明顯提升。 結(jié)論 通過對比分析，對于現(xiàn)階段對重型載貨汽車的高速化和提高燃油經(jīng)濟性的要求，以燃油經(jīng)濟性目標函數(shù)為主進行優(yōu)化的匹配方案更加符合市場的需求。 [1] 防護裝置編輯 語音 技術(shù)要求 我國參照 ECE R58 的相關(guān)內(nèi)容 ， 制 定 了GB11567.2—2001 標準對汽車和掛車后下部防護裝置提出技術(shù)要求 ， 并對移動壁障追尾碰撞的試驗條件作了明確規(guī)定 ， 目的是對載貨汽車后下部防護裝置的阻擋及緩沖吸能功能進行考核 以盡量減少發(fā)生追尾碰撞時追尾車輛中乘員受到的傷害 。 文獻 [1]中設(shè)計了旋轉(zhuǎn)式后下部防護裝置 ， 該裝置利用旋轉(zhuǎn)軸為載貨汽車實現(xiàn)了良好的通過性采用阻尼彈簧元件吸能 并建立了分析模型設(shè)計了一種吸能型后下部防護裝置 ， 此后部防護裝置通過填充的纖維玻璃材料使其在發(fā)生碰撞時被擠壓變形實現(xiàn)吸能效果 文獻 [4] 分析了前 后部防護裝置離地高度和剛度對鉆入碰撞防護效果的影響指出前 、 后部防護裝置在確保阻止鉆入碰撞功能的前提下應(yīng)盡可能多地吸收碰撞能量 ， 以減輕轎車在碰撞中的傷害。根據(jù) GB11567.2—2001 標準的相關(guān)規(guī)定，利用 LS-DYNA 軟件對某載貨汽車后部防護裝置進行了法規(guī)驗證及性能分析， 并根據(jù)原車后部防護裝置不具有阻擋及緩沖吸能功能的缺點， 設(shè)計了新型擴脹管式后部防護裝置。 對改進后的防護裝置進行仿真分析表明 擴脹管在擴脹變形階段狀態(tài)穩(wěn)定 吸能具有線性疊加特性 易于控制 改進后的后部防護裝置滿足相關(guān)法規(guī)要求 ， 其阻擋及吸能功能也有明顯提高。 法規(guī)要求 根據(jù)GB11567.2—2001 標準的相關(guān)規(guī)定，采用移動壁障撞擊載貨汽車后下部防護裝置，主要考察防護裝置的動態(tài)性能： a.阻擋功能，防止追尾車輛鉆入載貨汽車下部，造成乘員傷害； b.緩沖吸能功能，緩和沖擊，減輕乘員傷害，改善碰撞相容性。 根據(jù)GB11567.2—2001 標準中對試驗的相關(guān)要求，移動壁障質(zhì)量為1100±25 kg，前端碰撞表面為剛性，寬度為1700 mm，高度為400 mm，離地間隙為240 mm。在碰撞表面前面覆蓋一層厚度為20mm 的優(yōu)質(zhì)膠合板。在碰撞瞬間，移動壁障速度應(yīng)為30~32 km/h。 碰撞結(jié)果應(yīng)滿足如下要求： a.碰撞過程中，后部防護裝置可以變形、開裂，但是不允許整體脫落； b.碰撞過程中，后部防護裝置應(yīng)能夠吸收碰撞能量、緩和沖擊，且移動壁障的最大減速度不大于40g，移動壁障的反彈速度不大于2 m/s； c. 碰撞結(jié)束后，后部防護裝置的后部與車輛最后端的縱向水平距離不能超過400 mm。 碰撞性能 由于擴脹管具有穩(wěn)定的吸能效果，在國內(nèi)已經(jīng)被應(yīng)用于碰撞波形發(fā)生器，如清華大學(xué)安全與節(jié)能碰撞實驗室用它來得到歐洲法規(guī)ECE R80 中所要求的減速度曲線，上海冠馳汽車安全公司則將擴脹變形管應(yīng)用于臺車試驗的波形發(fā)生器，上海機動車檢測中心楊輝等人將其作為某輕型車前端吸能構(gòu)件。實際上，擴脹管不僅可以用作波形發(fā)生器、輕型車前端吸能構(gòu)件，還可直接應(yīng)用于載貨汽車的后部防護裝置上，起到吸收碰撞能量和降低車身減速度的作用。 3.1 擴脹管式后部防護裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于沖頭和擴脹管并不是100%的軸向受力，為防止沖頭和擴脹管在碰撞吸能過程中發(fā)生相對彎曲變形，在擴脹管的外面增加了套管。后部防護裝置橫梁與后部防護立柱相對固定。沖頭套在擴脹管的開口處，后部防護裝置的立柱和載貨汽車縱梁之間、套管和縱梁之間以及沖頭和立柱之間均通過旋轉(zhuǎn)鉸鏈連接，以保證后部防護裝置的自由轉(zhuǎn)動。 當(dāng)車輛撞擊后部防護裝置時，首先撞擊到防護裝置橫梁上，然后橫梁推動與之相連的沖頭將擴脹管擴開，在擴脹管被擴開過程中吸收大量的碰撞能量，其屈服強度分別為400 MPa、235 MPa、386 MPa，厚度分別為10mm、4 mm、7 mm。其中，擴脹管由一、二兩級擴脹管組成，一級擴脹管為直徑60 mm 的部分，二級擴脹管為直徑52 mm 的部分。 3.2 擴脹管式后部防護裝置法規(guī)驗證 對該防護裝置按 GB11567.2—2001 標準的動態(tài)試驗要求進行法規(guī)驗證，模型節(jié)點數(shù)為67195，單元數(shù)為61096，后部防護裝置總質(zhì)量為96.38 kg。移動壁障的最大鉆入量為156 mm，小于法規(guī)所規(guī)定的400 mm；移動壁障碰撞后的反彈速度為1.1 m/s，小于法規(guī)所規(guī)定的2m/s；移動壁障的減速度最大值為27.3 g，小于法規(guī)所要求的40 g，所以該后部防護裝置符合國標要求。另外可以看到，移動壁障在碰撞過程中減速度較小，且脈寬較大，表明擴脹管式后部防護裝置具有較好的吸能效果。 3.3 擴脹管式后部防護裝置與實車碰撞仿真結(jié)果分析 運用整車模型對擴脹管式后部防護裝置性能進行實車碰撞仿真分析，撞擊車輛分別為轎車（Dodge Neon）、越野車（TOYOTA RAV4）。 3.3.1 擴脹管式后部防護裝置阻擋功能 設(shè)碰撞速度為90 km/h，并分別建立了相應(yīng)的碰撞仿真模型。 兩車在碰撞速度90 km/h 下達到最大鉆入量時的變形結(jié)果。該后部防護裝置實現(xiàn)了防止車輛鉆入的功能。在該極限工況下，轎車碰撞防護裝置達到最大鉆入量時，A 柱和門檻有不同程度的變形，主要是由于碰撞初始能量很大，已超過了該防護裝置的極限吸能量，同時與原車車體結(jié)構(gòu)抗撞性也有關(guān)。 3.3.2 擴脹管式后部防護裝置緩沖吸能功能 為了考核該防護裝置緩沖吸能功能，將轎車和越野車分別以48 km/h、56 km/h、65 km/h 3 種速度撞擊后部防護裝置，并建立了相應(yīng)的碰撞仿真模型。兩車在碰撞速度65 km/h 下91 ms 時刻的碰撞變形結(jié)果?？梢钥闯鰯U脹管在與整車碰撞過程中變形較為理想。 貨車租賃出租公司【劉師傅電話:13172194676】專業(yè)從事貨車銷售、貨車出租、貨車租賃技術(shù)成熟,服務(wù)完善,贏得了客戶的廣泛支持和信賴，歡迎來電咨詢。 北京 東城區(qū) 密云區(qū) 平谷區(qū) 懷柔區(qū) 房山區(qū) 昌平區(qū) 大興區(qū) 順義區(qū) 通州區(qū) 豐臺區(qū) 石景山區(qū) 朝陽區(qū) 海淀區(qū) 西城區(qū) 延慶區(qū)
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