整车质量参数估算|汽车总体设计

在整车设计方案确立、总布置设计草图初步完成的情况下，应首先对整车质量参数（包括空载状态下的整车整备质量、轴荷分配、质心高度，满载状态下的整车最大总质量、轴荷分配以及非悬架质量等）进行估算，为整车性能计算和总成设计提供依据。

图8-1 典型轿车样车的内外部尺寸布置

各总成质量M_i可通过样件实测得到，也可参照同类车型样件实测值修正得到。

各总成质心位置可通过实测得到或按其几何形状和结构特点估计得到，然后在整车总布置图上确定其质心相对于前轮中心的纵向位移X_i（一般规定在前轮中心后为正值，在前轮中心前为负值）、空载状态下的离地高度Z_θi和满载状态下的离地高度Z_li。

总布置图在满载状态下绘制，在确定各总成质心在空载状态下的离地高度时应考虑到前、后轮胎和悬架相对满载状态的垂直变形的影响；空载状态下各总成质心纵向位置相对满载状态的变化可忽略不计。

（1）空车状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算

该部分计算见式（5-2）～式（5-6）。

（2）满载状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算

整车最大总质量（总重）M_t按式（8-1）计算

式中，N₁为用于估算整车最大总质量的全部总成和负载的数量（一般在整车整备质量的基础上加上乘员和最大装载质量）。

满载后轴荷M_tr按式（8-2）计算

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式中，M_tr为满载后轴荷（kg）。

满载前轴荷M_tf按式（8-3）计算

M_tf=M_t-M_tr （8-3）

式中，M_tf为满载前轴荷（kg）。

满载质心高度H_g1按式（8-4）计算

式中，H_g1为满载质心高度（mm）。

（3）非悬架质量的估算

对于非独立悬架，整个车桥总成（包括制动器、轮毂、车轮等）都属于非悬架质量；非独立悬架一端与车桥铰接，另一端与车架固定点铰接（如转向拉杆、传动轴、导向臂、稳定杆等），可将静止时作用于车桥铰接点的质量作为非悬架质量（转向拉杆、传动轴等件可取其质量的1/2作为非悬架质量）；螺旋弹簧取其质量的1/2作为非悬架质量；吊挂式钢板弹簧取其质量的3/4作为非悬架质量；平衡悬架钢板弹簧取其质量的1/4作为非悬架质量。对于独立悬架和其他特殊形式的悬架，可视其结构特点进行非悬架质量估算。

轿车的轴荷分配与驱动形式和轴距长短的关系很大，同时也要考虑使用性能的要求。对于发动机前置后轮驱动的轿车来说，其后轴负荷一般不大于52%；发动机后置后轮驱动的轿车，其后轴负荷最好不超过59%，以免后轮过载和不利于操纵稳定性。发动机前置前轮驱动的轿车超载时的前轴负荷最好在55%以上，以保证上坡时有足够的附着力和良好的通过性。

高速轿车的轴荷还要考虑操纵稳定性的要求，如汽车的质心点位于中性转向点以前，则汽车具有不足转向的特性，而中性转向点的位置与前、后车轮轮胎侧偏刚度有关，应保证具有不足转向的特性。各类轿车的轴荷分配范围见表8-3。

表8-3 各类轿车的轴荷分配范围