3.3.2 整車質量參數設計

整車質量參數主要包括整備質量（M₀）、滿載質量（M_t）、前后軸荷（空載、滿載）、質心高度（空載H_g0、滿載H_g1）。

1.整車整備質量

整車整備質量（M₀）是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、冷卻液，但沒有裝貨和載人時的整車質量。整車整備質量對汽車的成本和使用經濟性均有較大影響，在技術方案設計階段，盡可能采用強度足夠的輕質材料，布置結構合理，盡量應用模塊化零部件。減少整車整備質量是整車設計工作中必須遵守的一項重要原則。

整車設計初期需估算整備質量，收集大量同級別車輛整備質量數據，設定整備質量目標。結合整車設計的總體定位、結構特點、工藝水平等，分解計算各總成及零部件的質量，各系統在技術方案設計時遵循不超目標質量原則。

在整車技術方案確定和各系統三維（3D）數據完成后，總布置專業對各系統3D數據進行電子樣車裝配，并模擬計算整車質量，如果超目標質量，就需要重新審視技術方案，力爭達到目標質量。

整車整備質量M₀計算方法如下：

式中，N₀是整車整備質量的全部總成零部件數量；M₀是整車裝配質量（kg）；M_i是單個總成零部件質量（kg）。

2.整車滿載質量

整車滿載質量M_t即整車最大總質量，等于整車整備質量加上乘員和最大裝載質量的總和。整車滿載質量M_t計算方法如下：

式中，N₁是整車最大總質量的全部總成和負載數量。例如，7座乘用車的整車滿載質量M_t=M₀+7×75kg，7×75kg是人和行李的質量。

質量系數η_m指汽車裝載質量與整車整備質量的比值。質量系數反映了汽車的設計水平和工藝水平，乘用車人均整備質量可參考表3-5。

3.軸荷

軸荷是指汽車在空載或滿載靜止狀態下，各車軸對支承平面的垂直載荷，也可用占空載或滿載總質量的百分比來表示。

空載后軸荷M_cr計算方法如下：

式中，L是軸距（mm）；L_c是整車整備質量質心到前軸X向距離（mm）。

空載前軸荷M_cf:

滿載后軸荷（M_tr）計算方法如下：

式中，L是軸距（mm）；L_t是整車滿載質量質心到前軸X向距離（mm）。

滿載前軸荷M_tf:

軸荷確定主要參考以下原則：①輪胎磨損均勻和壽命相近；②保證足夠的附著力（驅動軸應有足夠的載荷）；③轉向輕便；④軸荷轉移盡量?。虎萘己玫牟倏匦裕ú蛔戕D向特性）；⑥通過性良好。同時，還要考慮汽車的靜態方向穩定性和動態方向穩定性。根據理論分析，汽車質心位置到汽車中性轉向點的距離S對汽車的穩態轉向特性有決定性影響。

S計算公式如下：

式中，C_a1是兩個前輪的輪胎側偏剛度之和（N/rad）；C_a2是兩個后輪的輪胎側偏剛度之和（N/rad）；C_a是汽車全部輪胎的總側偏剛度之和（N/rad）；L₁、L₂分別是汽車的質心與前、后軸的距離（mm）。L₁和L₂取決于軸荷分配：

式中，G是汽車總質量（kg）；G₁是后軸荷質量（kg）；G₂是前軸荷質量（kg）。

當S＜0時，即當L₂C_a1-L₁C_a2＜0時，汽車質心位于中性轉向點之前，汽車具有不足轉向特性，汽車靜態和動態的方向穩定性較好。

當S＞0時，即當L₂C_a1-L₁C_a2＞0時，汽車具有過度轉向特性。此時存在著一個臨界車速，低于此車速時，汽車的行駛是穩定的；高于此車速時，汽車就不能穩定行駛。

當S=0時，為汽車臨界車速。低于此車速，則行駛穩定；高于此車速，則失去操控穩定性。

在整車設計時，一般要求汽車具有適度的不足轉向特性，軸荷分配可參考表3-6。

4.質心高度

空載質心高度H_g0是指整車空載狀態下質心距離地面的高度。滿載質心高度H_g1是指整車滿載狀態下質心距離地面的高度。

空載質心高度H_g0計算方法如下：

式中，Z_θ0是各總成零部件質心距離地面的高度（mm）；M_i是各總成質量（kg）；M₀是整備質量（kg）。

滿載質心高度H_g1計算方法如下：

式中，Z_li是各總成零部件質心距離地面的高度（mm）；M_i是各總成質量（kg）；M_t是滿載總質量（kg）。