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10.16638/jki.1671-7988.2021.010.038
张 雷
（陕西汽车控股集团有限公司技术中心，陕西 西安 710200）
摘 要：文章以某上装厂家提出的8×8汽车起重机底盘需求为例，结合全驱车辆复杂的使用工况，充分考
虑动力及传动系统供应商的匹配经验，通过理论计算的方法匹配了发动机、变速箱、分动器、车桥及轮胎，并计算了整车动力性参数：最高车速和最大爬坡度，达到快速精准地满足客户对整车性能参数的要求，并为后续全驱类车型设计提供了理论参考。通过匹配结果表明：该方法在整车方案初期阶段有效可行，能够满足客户在实际用车中的动力性能需求。 关键词：8×8；汽车起重机；动力传动；选型计算
中图分类号：U464.334 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)10-127-02
Selection Calculation of 8×8 Truck Crane Chassis Power Transmission System
Zhang Lei
（Technology Center of Shaanxi Automobile Holding Group Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200）
Abstract: This paper takes the 8×8 truck crane chassis demand proposed by an upper-loading manufacturer as an example, combined with the complex operating conditions of all-wheel drive vehicles, and fully considers the matching experience of the power and transmission system suppliers, and matches the engine and gearbox through theoretical calculations., Transfer case, axles and tires, and calculated the vehicle dynamic parameters: maximum speed and maximum grad
eability, to quickly and accurately meet customer requirements for vehicle performance parameters, and provide for the subsequent design of all-wheel drive models Theoretical reference. The matching results show that the method is effective and feasible in the initial stage of the vehicle plan, and can meet the power performance requirements of customers in actual vehicles. Keywords: 8×8; Truck crane; Power transmission; Selection calculation
CLC NO.: U464.334 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)10-127-02
前言
动力传动系统匹配设计在整车方案阶段尤为重要，在满足客户整车性能要求的前提下，合理的匹配可以依托现有资源，实现平台化拓展、模块化生产，实现整车轻量化设计，降低生产成本，提高整车经济性和产品市场竞争力。本文以8×8汽车起重机底盘为例，探讨了全驱类车型动力传动系统匹配选型计算方法。为快速校核客户需求配置，制定整车方
案提供理论参考。
1 整车性能参数要求
根据上装厂家特殊需求，提供的整车性能参数要求如下表1所示。
表1 75吨出口汽车吊整车性能参数要求
作者简介：张雷，工程师，就职于陕西汽车控股集团有限公司技术中心，从事特种车产品整车及动力系统设计。
汽车实用技术
128 2 动力传动系统选型计算
2.1 发动机选型计算
发动机功率根据预期的最高车速初步选[1]。
发动机马力应大于438，选用潍柴WP12.460N 发动机，国Ⅲ排放。额定功率338kW/1900rpm ，最大扭矩2110N ·m/ 1000-1400r/min 。
（1）
2.2 变速箱选型
变速箱选型时额定输入扭矩应大于发动机最大扭矩[2]，选取法士特变速器12JSDX220TA-B ，带同步器，带超速挡，最大输入扭矩2200Nm ，输入转速2600rpm ，总长983.4，1挡速比12.10，最高挡速比0.78。 2.3 分动器选型[3]
分动器最大输入扭矩应大于发动机最大扭矩*变速器1挡速比*变速箱效率*变速箱后传动轴效率=2110Nm*12.10* 0.9*0.98=22518Nm 选用株齿ZQC2000分动器，最大输入扭
矩25000Nm ，最大输入转速2800rpm ，顺时针，高档速比0.89，低档速比1.536，分扭比1:2.214。 2.4 轮胎选型
根据整车承载要求选择12.00R20/18PR 子午线轮胎，充气外直径1125mm ，静半径516mm ，滚动半径1125*3.05/2/ 3.14=546mm ，负荷能力单胎3750kg/双胎3450kg 。 2.5 车桥选型计算
车桥选用汉德9T 双前转向驱动桥后16T 双级双桥，速比 5.92。前桥额定输出扭矩32kNm ，后桥额定输出扭矩50kNm 。
2.5.1 按发动机正算校核输出扭矩
输出扭矩=发动机最大扭矩*变速器1挡速比*分动器低档速比*分扭比*车桥速比*效率
前桥：2110Nm*12.10*1.536/3.214*5.92*0.82/2=29.6kNm ＜32kNm ；
后桥：2110Nm*12.10*1.536*2.214/3.214*5.92*0.82/2 = 65.57kNm ＞50kNm ；
后桥扭矩比值65.57kNm/50kNm=1.31＜1.4。 2.5.2 按地面附着力反算校核输出扭矩
输出扭矩=额定载荷*地面附着系数*轮胎滚动半径 前桥：9000*9.8*0.8*0.546=38.5kNm ； 后桥：16000*9.8*0.8*0.546=68.5kNm ； 前桥扭矩比值=38.5/32=1.2＜1.4； 后桥扭矩比值=68.5/50=1.37＜1.4。汽车分动器
一般地，按发动机和地面附着力计算的车桥输出扭矩均大于车桥额定扭矩值。对于全驱类车型车桥扭矩比值应小于1.4，普通载货车一般取1.5-1.6[4]。
2.5.3 按最大爬坡度校核输出扭矩
整车在爬最大坡度时，速度较小且基本匀速，不考虑空气阻力和加速阻力进行校核。
车桥扭矩=道路阻力*轮胎滚动半径=（Gf cos α+G sin α）r ； 前桥扭矩=9000*9.8*0.02*cos(arctan0.5)+sin(arctan0.5)* 0.546=22.4kNm ；
考虑到上、下坡时轴荷转移，应预留安全系数 1.15。22.4kNm*1.15=25.76kNm ＜32kNm ；
同理，后桥39.8kNm*1.15=45.77kNm ＜50kNm ；
按最大爬坡度校核的扭矩比值应小于1。
3 整车动力性参数计算
3.1 最高车速计算
3.1.1 按传动比计算
最高车速=0.377*发动机额定转速*轮胎滚动半径/变速箱最高挡速比/分动器高档速比/车桥速比=0.377*1900*0.546/ 0.78/0.89/5.92=95km/h 。
3.1.2 按功率平衡计算
根据2.1中公式可反算出最高车速92km/h 。因此，最高
车速满足整车性能要求。 3.2 最大爬坡度计算 3.2.1 按车桥扭矩
按2.4.3反算前桥最大爬坡度为61%，后桥最大爬坡度为56%。
3.2.2 按驱动力
最大驱动力=发动机最大扭矩*变速器1挡速比*分动器抵挡速比*车桥速比*传动效率/轮胎滚动半径=2110Nm* 12.10*1.536*5.92*0.78/0.546m=331.6kN 。
按 2.4.3道路阻力公式反算，动力系统决定的爬坡度为90%。三者取最小值为56%，因此，最大爬坡度满足整车要求。
4 结论
通过简单地对8×8汽车起重机底盘动力传动系统匹配选型计算，确定整车方案配置及性能参数，快速响应客户特殊需求，合理地进行整车匹配。方案后期还需结合详细设计利用CRUISE 等软件并结合整车燃油经济性要求精准匹配整车动力传动系统。
参考文献
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[4] 王晓磊，王敏，刘喜生，刘杏莉.商用汽车驱动桥传动扭矩探讨分析
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