車輛工程汽車總布置設計論文.doc

1、車輛工程專業(yè)畢業(yè)設計汽車整車論文摘要 汽車車身總布置設計是車身設計的重要內(nèi)容。車身總布置設計是在整車總布置的基礎上進行的，主要包括汽車車身底版的布置、前圍的布置、車身室內(nèi)人體工程布置、車門布置、發(fā)動機艙、行李艙的布置以及其它裝備的布置。其中車身室內(nèi)人體工程布置是主要的內(nèi)容涉及到人體工程學的知識。可以說車身總布置設計的好壞是決定車身設計和轎車設計好壞的一項重要內(nèi)容。本次7161轎車車身總布置設計主要是利用已給的數(shù)據(jù)和人體工程學的基本知識對該車型的車身外形布置和內(nèi)部布置進行設計，并進行相關(guān)的動力性和經(jīng)濟性計算以檢驗設計的合理性。通過本次畢業(yè)設計，充分了解和掌握了對某一轎車車身進行車身總布置設計的步

2、驟和方法，這將為我們以后畢業(yè)從事汽車車身設計的工作打下基礎。 關(guān)鍵詞：車身總布置設計 人體工程學 車身外形布置設計 車身室內(nèi)布置設計Abstract Car body general arrangement design is an important constituent of car body design. It is on the basement of car general arrangement design, includes car floor arrangement、front fender arrangement、interior body ergonomic arra

3、ngement、door arrangement、engine module and luggage compartment arrangement and other establishments arrangement. Among them, the interior body ergonomic arrangement is the most important part as it relates to ergonomics. We can say that the quality of car body general arrangement is an important con

4、stituent which determines the quality of body design and car design. During this times Ao Tuo mini car body general arrangement design, the mainly part of my work is to use data which is given by my guiding teacher and the infrastructural knowledge of ergonomics to design Ao Tuo car body external an

5、d interior arrangement, and to conduct some calculation about this cars power and economy performance. This calculation can check that whether the car body general arrangement design is reasonable or not. Through this graduate design, I fully know and master the steps and methods of body general arr

6、angement design to a specific car body, which will lay the foundation for our car body design work after graduation. Key words：body general arrangement design ergonomics bodyexternal arrangement design interior body arrangement design1.緒論1.1汽車設計的規(guī)律，決策與設計過程 汽車設計尤其是新新車型的設計，是根據(jù)社會對該車型的使用要求而提出的整車參數(shù)與性能指標進

7、行計算的，顯然，那只能從宏觀入手，即從整車的總體設計開始，然后通過總體設計的分析與計算，將整車參數(shù)和性能指標分解為有關(guān)總成的參數(shù)和功能后，再進行總成和部件設計，進而進行零件甚至某一更細微的局部設計與研究。汽車設計過程：1） 調(diào)查與初始決策：其任務是選定設計目標，并制定設計工作方針及設計原則。調(diào)查研究的內(nèi)容應包括：老產(chǎn)品在服役中的表現(xiàn)及用戶意見；當前本行業(yè)與相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，特別是競爭對手的新產(chǎn)品與新技術(shù)；材料，零部件，設備和工具等行業(yè)可能提供的條件；本企業(yè)在科研，開發(fā)及生產(chǎn)方面所取得的新成果等等，他們歲新產(chǎn)品設計是很有價值的。2） 總體方案設計：其任務是根據(jù)領(lǐng)導決策所選定的目標及開發(fā)目標制定

8、的工作方針，設計原則等主導思想提出整車設想，因此又稱為概念設計（concept desion）或構(gòu)思設計。為此要繪制不同的總體圖（1比5）供選擇。在總體方案圖上進行初步布置和分析，對主要總成只要畫出大輪廓而突出各方案間的主要差別，使方案對比簡明清晰，經(jīng)方案論證選出其中最佳者。3） 繪制總布置草圖，確定整車主要尺寸，質(zhì)量參數(shù)與性能指標以及各總成的基本形式。在總布置草圖上較準確地畫出各總成及部件的外形和尺寸并進行仔細的布置；對軸荷分配和質(zhì)心高度作計算與調(diào)整，以便準確地確定汽車的軸距，總長，總寬，總高，離地間隙，貨箱或車身高度等，并使之符合有關(guān)標準和法規(guī)；進行性能計算及參數(shù)匹配。4） 車身造型設計及

9、繪制車身布置圖；繪制不同外形，不同方向，不同色彩的車身外形圖；制作相應造型的1比5整車模型；從中優(yōu)選后再制作1比5或1比1的精確模型。經(jīng)征求意見，工藝分析評審及風洞實驗后作進一步修改，審定后用三坐標測量儀測量車身模型坐標并用與之聯(lián)機的CAD系統(tǒng)繪制車身圖及相應的車身布置圖。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，直接在計算機上造型車身的三維形態(tài)已成為可能，并且可以根據(jù)設計者的要求方便迅速地對計算機屏幕所顯示的車身造型進行各種修改，能在計算機屏幕上產(chǎn)生不同投影方向的生動逼真的產(chǎn)品三維外形圖。因此，要提高車身的設計質(zhì)量，縮短設計周期，可以將車身造型的手工設計和繪制不同方向外形圖的工作移到計算機上進行，在計算機上

10、進行交互設計，得到滿意結(jié)果后再制作模型以及進行上述的其他后續(xù)工作。5） 編寫設計任務書：作為對以后的設計，實驗及工藝準備的指導和依據(jù)。其內(nèi)容常包括：任務來源，設計原則和設計依據(jù)：產(chǎn)品的用途及使用條件；汽車型號，承載容量，布置形式及主要技術(shù)指標和參數(shù)，包括空車及滿載下的整車尺寸，軸荷及性能參數(shù)，有關(guān)的可靠性指標及環(huán)保指標等；各總成及部件的結(jié)構(gòu)形式的特性參數(shù)；標準化，通用化，系列化水平及變形方案；模擬采用的新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)，新裝備，新材料和新工藝；維修，保養(yǎng)及其方便性的要求；續(xù)駛里程；生產(chǎn)計劃，設備條件及預期制造成本和技術(shù)經(jīng)濟預測等。有時也加進與國內(nèi)外同類型汽車技術(shù)性能的分析和對比等。有的還附有汽車

11、總布置方案草圖及車身外型方案圖。6） 汽車的總布置設計：其主要任務是根據(jù)汽車的總體布置及整車性能提出對各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設計要求；協(xié)調(diào)整車與總成間，總成與有關(guān)部件的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之組成一個在給定使用條件下的使用性能能達到最優(yōu)并滿足設計任務書所要求的整車參數(shù)和性能指標的汽車。具體工作有：a) 繪制汽車總布置圖：它是在總布置草圖和個總成，部件設計的基礎上用1比1或1比2的比例精確的繪出，用于精確控制各部件尺寸和位置，為各總成和部件分配精確的布置空間，因此又稱為尺寸控制圖。特別注意汽車整車布置的合理性，駕駛室和車廂內(nèi)部布置應具有視野性好，駕駛操作方便，座位舒適，安全，維修

12、方便等特點。b) 根據(jù)總布置設計確定的整車參數(shù)和性能指標提出對各總成和部件的設計要求：包括結(jié)構(gòu)形式，特性參數(shù)，尺寸與質(zhì)量限制等。提供整車有關(guān)數(shù)據(jù)與計算載荷等。c) 繪制轉(zhuǎn)向輪跳動等有關(guān)的運動圖：用于校核布置空間以避免發(fā)生運動干涉。d) 確定有關(guān)總成和部件支承的形式，結(jié)構(gòu)參數(shù)與特性等，特別是對發(fā)動機前后支承，駕駛室支承和排氣管支承的位置和剛度要精心選擇。e) 確定各總成的質(zhì)心位置，核算汽車空載和滿載時的軸荷分配及整車質(zhì)心高度。f) 制作模型進行布置空間的校核：通常制作1比1的車身內(nèi)，外模型來檢查駕駛操作及上下車的方便性，視野范圍，乘座空間及舒適性等。g) 汽車總成，部件及零件本身的選型與設計：其

13、任務除了要保證總成和整車的性能指標外，還要考慮零件本身的強度，壽命與可靠性等問題。h) 設計圖紙的工藝審查及必要的修改。i) 繪制汽車總裝配圖：其目的是進行土面裝配校核，仔細檢查相連接總成及部件的連接關(guān)系，連接部件的尺寸與配合以及拆裝的方便性；核算與標注汽車整車和有關(guān)總成與部件的安裝尺寸鏈，為汽車總裝作技術(shù)準備和提供依據(jù)。j) 試制，實驗，修改與定型：設計完成后投入樣品試制時，應考慮有一定數(shù)量的零部件和總成投入臺架試驗，至少有34輛樣車投入整車室內(nèi)試驗與道路試驗，因為試驗尤其是道路試驗始終是考驗汽車的設計與制造工藝最重要和不可替代的手段。試制與試驗中暴露出的設計問題應該及時解決并記錄在案，作為

14、修改設計的依據(jù)。注意了解制造和裝配中的工藝問題及質(zhì)量控制情況及時把關(guān)，杜絕不合格的樣品裝車。要查明整車，總成及零部件的尺寸參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)，性能參數(shù)是否符合設計要求及問題所在，以便修改圖紙或采取其他措施予以糾正。應按有關(guān)標準，法規(guī)進行全面的試驗，以檢查新產(chǎn)品的各項性能指標。實踐是檢驗真理的最終標準，汽車試驗也是一樣，在汽車設計定型中起著關(guān)鍵的作用。 本設計是東風小康微型面包車EQ638X總體總布置設計。近年來微型面包車的產(chǎn)銷量日趨擴大，這得益于該車型不錯的內(nèi)部空間和實用性以及吸引人的價位，更重要的一點是該車型已逐步擺脫了外形過氣以及內(nèi)部布置不合理的弊端。通過對一款微型面包車的車身總布置的設計，可

15、以使它具有良好的外形和內(nèi)部空間，從而使它在性能方面表現(xiàn)很好，在空間方面具有令人滿意的效果。在新型車研發(fā)、研制的初級階段，經(jīng)過調(diào)查研究與決策，提出整車設想并對汽車的主要參數(shù)以及發(fā)動機和車輪進行選擇后，應對汽車進行總布置設計，其中車身的總布置設計是總布置設計的重要組成部分。在產(chǎn)品開發(fā)過程中必須根據(jù)新產(chǎn)品的實際情況考慮多方面的因素，進行合理的布置設計，這不僅關(guān)系到有效利用車內(nèi)空間以及提高乘用舒適性，而且會影響整車，內(nèi)外造型和尺寸參數(shù)，進而會影響整車性能和市場競爭力。 1.2 前人相關(guān)成果和預期目標 在汽車車身設計這一領(lǐng)域，國外已經(jīng)十分成熟，但國內(nèi)還尚不完善。對于車身外形的布置設計，涉及到車身空氣動力

16、學的知識，在這一領(lǐng)域前人為我們總結(jié)了許多寶貴的經(jīng)驗，主要是提出了一些改善汽車車身空氣動力性能的措施：a. 車身頭部棱角圓角減少空氣阻力 b. 改善車身后部形狀減小氣動升力和空氣阻力 c. .頂蓋彎曲 d. .后窗傾斜 e. .尾部翹起等。f. 而在車身內(nèi)布置方面，近來逐漸發(fā)展起來的人機工程學為汽車車身內(nèi)布置提供了最好的設計工具。在國外，人體工程學在汽車設計中的應用已有多項成果。研究內(nèi)容日趨廣泛和深入。這些研究對解決汽車及車身設計如何適應人體特點，提高人機系統(tǒng)工作效率均有重要意義。人機工程學為我們進行汽車車身的內(nèi)布置設計提供了有效的方法以及寶貴的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)對于我們今后進行車身總布置設

17、計具有很好的參考價值和實際使用意義。在國外，該學科早已起步故有豐富的人體數(shù)據(jù)和車身設計的經(jīng)驗，而在國內(nèi)由于該學科起步較晚以及沒有合適的人體數(shù)據(jù)而且缺乏經(jīng)驗，故尙未形成清晰的人體工程學設計方法。 本次微型面包車車身總布置設計的預期目標是希望在根據(jù)該型轎車基本車型數(shù)據(jù)參數(shù)以及參考前人轎車車身總布置設計經(jīng)驗和積累的有用數(shù)據(jù)的基礎上，設計出令人滿意的合格的微型面包車車身。2 車身設計制圖方法及設計原則 2.1 基本規(guī)定 1）圖面布置 繪制車身總圖、車身線圖、總成圖、裝置圖 、零件圖時，一般按車輛自右向左行駛方向布置圖面。 2）坐標網(wǎng)格 具有復雜曲面及嚴格裝配位置要求的車身設計圖樣均繪制在具有坐標網(wǎng)格的

18、圖紙上。轎車車身設計時，一般取網(wǎng)格間距為100mm。其坐標線的方向及距零線的距離應標注在直徑為16mm的細實線圓內(nèi)，坐標線以細實線繪制。3）坐標零線的確定 車身設計資料的坐標應統(tǒng)一。其坐標零線的確定如下： 沿車架縱梁上表面較長的一段所作的水平直線或沿無車架車輛的車身地板下表面較長的一段所作的水平直線作為高度方向坐標（Z坐標）的零線 。 通過車輛前輪理論中心并垂直于高度方向坐標零線所作的直線作為長度方向坐標（X坐標）的零線。 車輛的對稱中心線作為寬度方向坐標（Y坐標）的零線。 其坐標方向規(guī)定：沿車輛的前進方向看去，X坐標零線以前為負、零線坐標以后為正；Y坐標零線以左為正、零線以右為負；Z坐標零線

19、以上為正、零線以下為負。2.2 車身設計制圖基本方法 1）車身總布置圖； 2）車身室內(nèi)尺寸標注； 3）車身總線圖、車身表面設計線圖； 4）車身風窗制圖； 5）車身零件線圖； 6）車身組件線圖； 7）車身結(jié)構(gòu)設計線圖； 8）車身結(jié)構(gòu)斷面設計。 2.3 設計原則 空間問題是車身總布置設計的一個重要方面。車身內(nèi)部空間被分割，通常零部件總是在與乘坐者爭奪空間。在總布置設計中必須找到一個妥協(xié)的解決方案。從滿足駕駛員操作和乘員乘坐的要求出發(fā)，現(xiàn)代轎車車身設計中必須以人為中心。顯然，轎車車身總布置設計的重點應放在確定室內(nèi)空間大小和人體的活動空間上，又稱車身室內(nèi)人體工程布置設計，以改善乘坐舒適性和提高產(chǎn)品實用

20、性。具體方法是利用人體工程學知識來確定乘員所必須的室內(nèi)空間及操縱件、控制件裝備等的布置位置，保證駕駛員操縱輕便、準確、視野寬闊和乘坐舒適、安全等。在此基礎上進行整車的發(fā)動機、傳動系等總成、部件，以及備胎、油箱和行李艙等的布置，以確定車身前艙和后艙的容積及尺寸，從而得到保證室內(nèi)空間需求的具有最小外形尺寸的車身、滿足車身輕量化的要求?？偨Y(jié)起來車身總布置設計的設計原則具體表現(xiàn)為： 1）市場目標性原則； 2）從內(nèi)到外的人體優(yōu)先性原則； 3）協(xié)調(diào)性原則； 4）“見縫插針”原則； 5）座位優(yōu)先性原則； 6）“大多數(shù)人”原則； 7）準舒適性原則； 8）方便性原則； 9）最重要設計原則；3 轎車車身布置與底盤

21、布置形式的關(guān)系 3汽車的總體設計3.1汽車類型的確定 本設計是要設計一輛經(jīng)濟實用，外觀新穎的微型面包車。在大的類里應屬于客車的范疇。故可以是借鑒客車的設計。3.2發(fā)動機的選擇 考慮到燃料的使用的平衡及汽油機的轉(zhuǎn)速高，升功率高，轉(zhuǎn)速適應性較好，尺寸小及質(zhì)量小，便于布置，振動及噪音較低等優(yōu)點，目前國內(nèi)外的微型車幾乎無一例外的采用汽油發(fā)動機。故本車也采用汽油發(fā)動機。因為按照東風汽車公司的戰(zhàn)略部署，東風渝安車輛有限公司的產(chǎn)品定位是1.3L以下排量微車，我決定采用東風渝安在重慶發(fā)動機分廠生產(chǎn)的EQ474i-3U型發(fā)動機。該發(fā)動機目前主要在“東風小康3U金鉆”上使用，技術(shù)較為成熟，發(fā)動機動力相當飽滿，低轉(zhuǎn)

22、扭力足夠，中段輸出順暢。再配合東風小康專用變速箱，一檔齒比非常大，為載貨儲備了相當大的潛力。五檔用盡也可以跑車一百二十多千米每小時的速度。市場反映較好。此款發(fā)動機的參數(shù)： 發(fā)動機型式：4缸/直列 排量：1310mL最大功率：60.5Kw最大扭矩：102 Nm 3.3汽車傳動形式的選擇 采用中置后驅(qū)形式，發(fā)動機位置采用微型面包車非常傳統(tǒng)的中置引擎的布局，將發(fā)動機等平常在車頭的部件置于駕駛員的座椅下。這樣布置節(jié)約了空間成本，同時由于車身較輕，也有利于車輛的操控。（當然，這對舒適性有相當?shù)挠绊?。?.4汽車的主要參數(shù)的選擇3.4.1軸距L 軸距L對整備質(zhì)量，汽車總長，汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑，傳動軸長度，縱

23、向通過半徑等有影響。當軸距短時，上述指標減小，此外，軸距還對軸荷分配，傳動軸夾角有影響。軸距過短會使車廂長度不足或后懸過長；汽車上坡，制動或加速時軸荷轉(zhuǎn)移過大，使汽車制動性或操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動增大，對平順性不利；萬向節(jié)傳動軸的夾角增大。原則上對發(fā)動機排量大的乘用車，載質(zhì)量或載客量多的貨車或客車，軸距取得長。對機動性要求高的汽車，軸距宜取短些。為滿足市場需求，工廠在標準軸距貨車的基礎上，生產(chǎn)出短軸距和長軸距的變型車。近年來，國內(nèi)各大微車廠家生產(chǎn)的微型面包車都使用了加長的軸距。 參考國內(nèi)各主流微型車廠家的主打車型： 長安CM8（SC6380）軸距：2430 mm 長安之星二代（SC62

24、82）軸距：2500mm 五菱之光（WL6376E）軸距：2500mm 昌河福瑞達（CH6390）軸距：2405mm 一汽佳寶軸距：2450mm 考慮到所設計的EQ638X所采用的發(fā)動機布置形式與上述車型相同，以及產(chǎn)品設計的“三化”原則，采用與“東風小康3U金鉆”相同的軸距：2512mm3.4.2前后輪距B1和B2 改變汽車輪距B會影響車廂或駕駛室內(nèi)寬，汽車總寬，總質(zhì)量，側(cè)傾剛度，最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。增加輪距則車廂內(nèi)寬隨之增加，并有利于增加側(cè)傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性變好；但是汽車的總寬和總質(zhì)量及最小轉(zhuǎn)彎直徑等增加，并導致汽車的比功率，比轉(zhuǎn)矩指標下降，機動性變壞。 受汽車總寬不得超過2.5

25、米的限制，輪距不宜過大。但在選定的前輪距B1范圍內(nèi)，應能布置下發(fā)動機，車架，前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時轉(zhuǎn)向桿系與車架，車輪之間有足夠的運動間隙。在確定后輪距B2時，應考慮車架兩縱梁之間的寬度，懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應留有必要的間隙。 各類汽車的軸距和輪距有下表作參考 車型類別發(fā)動機排量 V/L 軸距L/mm輪距B/mm乘用車V1.020002200110013801.0V1.621002540115015001.6V2.525002860130015002.54.0 2900390015601620 根據(jù)上表內(nèi)容，并考慮到汽車設計“三化”原則，輪距的選擇參考“東風小康

26、3U金鉆”定為1310/1310 3.3.4汽車的外輪廓尺寸汽車的外輪廓尺寸包括其總長，總寬，總高。它根據(jù)汽車的類型，用途，承載量，道路條件，結(jié)構(gòu)造型與總布置以及有關(guān)標準，法規(guī)限制等因素來確定。以下是國內(nèi)各主流微型車廠家的主打車型的尺寸：長安CM8（SC6380）：385615681898 長安之星二代（SC6282）：384515001900 五菱之光（WL6376E）：373015101860 昌河福瑞達（CH6390）：386815281848 一汽佳寶：374114751870 秉承東風微車“大空間，金價值”的產(chǎn)品特點，我將尺寸盡量選大，讓用戶可以“多拉一點，多賺一點”，但同時也綜合考

27、慮尺寸過大后對汽車的質(zhì)量，制造成本，動力性，經(jīng)濟性和機動性等帶來的負面影響。將外形尺寸定為長寬高：3795mm1560mm1925mm3.5汽車的質(zhì)量參數(shù)的確定3.5.1汽車的整備質(zhì)量m0 整備質(zhì)量對汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟性有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是：通過減輕整備質(zhì)量增加載質(zhì)量或載客量，抵消因滿足安全標準，排氣凈化標準和噪聲標準所帶來的整備質(zhì)量的增加，節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：新設計的車型應使其結(jié)構(gòu)更合理，采用強度足夠的輕質(zhì)材料，如塑料，鋁合金等等。過去用金屬材料制作的儀表，油箱等大型結(jié)構(gòu)件，用塑料取代后減重效果十分明顯，目前得到比較廣泛的應用。整車整備質(zhì)量在

28、設計階段需估算確定。在日常工作中，收集大量同類型汽車各總成，部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合新車設計的結(jié)構(gòu)特點，工藝水平等初步估算各總成，部件的質(zhì)量，再累計成整車整備質(zhì)量。乘用車和商用客車的整備,也可按每人所占汽車整備質(zhì)量的統(tǒng)計平均植估計（如下表） 乘用車和商用客車人均整備質(zhì)量值： 乘用車 人均整備質(zhì)量值人 /t 商用客車 人均整備質(zhì)量值 人 /t發(fā)動機排量V/L .V1.01.0V1.61.6V2.52.54.0 0.150.160.170.240.210.290.290.340.290.34 車輛總長La/m 10.010.0 0.0960.1600.0650.130現(xiàn)將EQ638X的整備質(zhì)

29、量定為1030KG3.5.2汽車的載客量和裝載質(zhì)量（簡稱載質(zhì)量）汽車的載客量 乘用車的載客量包括駕駛員在內(nèi)不超過9座，又稱M1類汽車，本設計車型的裝載質(zhì)量即是載客量，是指其最多乘坐人數(shù)，并以座位數(shù)表示。微型面包車的座位數(shù)通常為7+1，這里按7計算。3.5.3汽車的總質(zhì)量MA 汽車的總質(zhì)量是指已經(jīng)整備完好，裝備齊全并按規(guī)定載滿客，貨時的汽車質(zhì)量。乘用車和商用車的總質(zhì)量ma由整備質(zhì)量m0，乘員和駕駛員質(zhì)量以及乘員的行李質(zhì)量三部分構(gòu)成，其中，乘員和駕駛員每人質(zhì)量按65kg， ma=m0+65n+n式中，n為包括駕駛員在內(nèi)的載客數(shù)，為行李系數(shù)，可按下表提供的數(shù)據(jù)取用。 車型 行李系數(shù) 乘用車 發(fā)動機排

30、量2.5L 5 發(fā)動機排量2.5L 10 商用客車 城市客車 0 長途客車 1015 同時參考國內(nèi)各主流微型車廠家的主打車型整備質(zhì)量以及參考上述要求，將EQ638X的總質(zhì)量定為1610KG。3.5.4汽車的軸荷分配 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止狀態(tài)下，各車軸對支承平面的垂直負荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。 軸荷分配對輪胎壽命和汽車的許多使用性能有影響。從各輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個車輪的負荷應相差不大，為了保證汽車有良好的動力性和通過性，驅(qū)動橋應有足夠大的負荷，而從動軸上的負荷應適當減小，以利減小從動輪滾動阻力和提高在壞路面上的通過性，為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)

31、定性，又要求轉(zhuǎn)向軸的負荷不應過小，因此，可以得出作為很重要的軸荷分配系數(shù)，各使用性能對其要求是相互矛盾的，這就要求設計時應根據(jù)對整車的性能要求，使用條件，合理地取軸荷分配。 汽車的驅(qū)動形式與發(fā)動機位置，汽車結(jié)構(gòu)特點，車頭形式和使用條件等均對軸荷分配有顯著影響。如發(fā)動機前置前輪驅(qū)動乘用車和平頭式商用貨車前軸負荷較大，而長頭式貨車前軸負荷較小。常在壞路面上行使的越野汽車，前軸負荷應該小些。當總體布置進行軸荷分配計算不能滿足預定要求時，可通過重新布置某些總成，部件（如油箱，備胎，蓄電池等）的位置來調(diào)整。必要時，改變軸距也是可行的方法之一。各類汽車的軸荷分配見下表： 車 型 滿載 空載 前軸 后軸 前

32、軸 后軸乘用車 發(fā)動機前置前輪驅(qū)動發(fā)動機前置后輪驅(qū)動發(fā)動機后置后輪驅(qū)動 47%-60% 40%-53% 56%-66% 34%-44% 45%-50% 50%-55% 51%-56% 44%-49% 40%-46% 54%-60% 38%-50% 50%-62%商用貨車 42后輪單胎42后輪雙胎，長，短頭式42后輪雙胎，平頭式64后輪雙胎 32%-40% 60%-68% 50%-59% 41%-50% 25%-27% 73%-75% 44%-49% 51%-56% 30%-35% 65%-70% 48%-54% 46%-52% 19%-25% 75%-81% 31%-37% 63%-69%綜合

33、上面，初定EQ638X的軸荷為整備時：3.6汽車主要性能參數(shù)的選擇3.6.1汽車的動力性參數(shù) 汽車動力性參數(shù)包括最高車速Vamax,加速時間t，上坡能力，比功率和比轉(zhuǎn)距等最高車速Vamax 隨著道路條件的改善，特別是高速公路的修建，汽車尤其是發(fā)動機排量大些的乘用車最高車速有逐漸提高的趨勢。乘用車的最高車速Vamax大于商用貨車和客車的最高車速。排量大些乘用車的最高車速Vamax要大于排量小些乘用車的最高車速。總質(zhì)量小些的商用貨車最高車速稍大于總質(zhì)量大些商用貨車的最高車速。不同車型的最高車速Vamax的范圍見下表 汽車動力性參數(shù)范圍 汽車類別 最高車速Vamax（km/h） 比 功 率 Pb(k

34、W/t) 比 轉(zhuǎn) 矩Tb(Nm/t)乘用車 發(fā)動機排量 V/L V1.0 110-150 30-60 50-110 1.0V1.6 120-170 35-65 80-110 1.6V2.5 130-190 40-70 90-130 2.54.0 160-280 60-110 100-180貨車 最大總質(zhì)量 ma/t ma1.8 80-135 16-28 30-44 1.8ma6.0 15-25 38-44 6.014.0 6-20 29-50 客車 車輛總長 La/m La3.5 85-120 3.5La7.0 100-160 7.010.0 85-120 由于本設計EQ638X搭載的是由東風

35、渝安車輛有限公司重慶發(fā)動機分廠生產(chǎn)的EQ474i-3U型發(fā)動機，故最大車速定為125 km/h3.6.1.2 檔動力因數(shù)DImaxI檔最大動力因數(shù)DImax直接影響汽車的最大爬坡能力和通過困難路段的能力以及起步并連續(xù)換檔時的加速能力。它和汽車總質(zhì)量的關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。對于公路用車，DImax多在0.300.38。中級及以上的轎車，其DImax值的上限可高達0.5，以便獲得必要的最低車速和較強的加速能力。礦用自卸汽車(裝載量為6.5t以下)的DImax值多在0.300.46，當采用液力機械傳動時，由于汽車起步后動力因數(shù)下降較快，為保證有足夠的爬坡速度和加速能力，

36、DImax值還應取大一些。軍用越野汽車的爬坡能力要求高達6075，故其DImax值多選擇在0.63以上。所以EQ318X的DImax定為0.50。3.6.1.4汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩這兩個參數(shù)分別表示發(fā)動機最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。比功率是評價汽車動力性能如速度性能和加速性能的綜合指標，比轉(zhuǎn)矩則反映了汽車的比牽引力或牽引能力。在比較各國車型的比功率時，應考慮到各國內(nèi)燃機功率測定標準的差異。為了保證載貨汽車在高速公路上的速度適應性，有些國家對汽車的比功率值有所規(guī)定。我國標準GB725897中規(guī)定，對公路用的機動車輛其比功率的最小值不能低于4.8kWt。農(nóng)用運輸車不低于4kWt。所以選定k

37、z218的比功率定位5.5Wt.3.6.1.5汽車傳動比的選擇最小傳動比的計算：整車傳東系最小傳動比的選擇可根據(jù)車速及其功率平衡圖來確定。為了提高燃油經(jīng)濟性，在一定程度上減少最小傳動比令Up（發(fā) 動 機最大功率時的車速）稍大于Uamax(最高車速):取 是種計算常量F-子午線輪胎為3.05，斜交線為2.99； ，此時是在最大載荷。規(guī)定的氣壓與車速在60 km/h的車況下； 最大傳動比的計算：最大傳動比為變速器的頭檔速比與主減速比的乘積。該速比主要是用于汽車爬坡或道路條件很差（阻力大）的情況下（此時空氣阻力可以不計）汽車仍能行駛。此時變速器最大速比 式中 最大爬坡角度， ；車輪滾動半徑，m。f

38、滾動阻尼系數(shù)，取在良好路面值0.010.018，取f=0.014;傳動系的效率，取0.9;= 求出 以后，再驗算一下附著條件，牽引力不應大于附著力式中 最大牽引力，N； 附著力，N； -驅(qū)動橋質(zhì)量，kg；附著系數(shù)，取 0.7。最后驗算最低檔時的最低穩(wěn)定車速，該車速沒有規(guī)定的限值。一般情況下，載貨汽車，只要能滿足最大爬坡度的要求(即最大動力因數(shù))，那最低穩(wěn)定車速也能滿足。但考慮到微型面包車的使用環(huán)境，為了避免在城鄉(xiāng)結(jié)合部松軟地面上行駛時，土壤受沖擊剪切破壞而損害地面附著力，要求車速很低，此時的最大速比為式中發(fā)動機最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，r/min；對于汽油機 350r/min500r/min；對于柴油機

39、650r/min850r/min；汽車最低穩(wěn)定車速，kmh。3.6.2汽車的機動性參數(shù)汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑是汽車機動性的主要參數(shù)。最小轉(zhuǎn)彎直徑是指當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時由轉(zhuǎn)向中心至前外輪接地中心的距離，它反映了汽車通過小曲率半徑彎曲道路的能力和在狹窄路面上或場地上調(diào)頭的能力。其值與汽車的軸距、輪距及轉(zhuǎn)向車輪的最大轉(zhuǎn)角等有關(guān)，并應根據(jù)汽車的類型、用途、道路條件、結(jié)構(gòu)特點及軸距等尺寸選取。 各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑車型 級別 Rmin/m 車型 級 別 Rmin/m 轎車 微型 3.55.0 貨車 總質(zhì)量mO/t 12 6.510.5 客車 微型 4.05.5 礦用自卸車 總裝量mG/t 45 18.

40、024.0 大型 8.511.0 *64型自卸車的Rmin接近上限。根據(jù)上表綜合考慮所以選定KZ218最小轉(zhuǎn)彎半徑為5米3.6.3汽車的制動性參數(shù)常以制動距離、制動減速度和制動踏板力作為汽車制動性能的主要設計指標和評價參數(shù)。制動距離是指在良好的試驗跑道上和規(guī)定的車速下，緊急制動時由踩制動踏板起到完全停車的距離。我國通常以車速為30kmh和50kmh的最小制動距離來評比不同車型的制動效能。對于緊急制動時踏板力，貨車要求不大于700N；轎車要求不大于500N。根據(jù)下表的要求，選定EQ318X在30km/h時的制動距離不大于5.5m；50km/h時的制動距離不大于15m；100km/h時的制動距離不

41、大于35m。 汽車制動距離的統(tǒng)計值范圍 車 型 =30km/h時的制動距離/m =50km/h時的制動距離/m 轎車 微 型 5.06.0 普通型 5.56.5 中 級 5.56.5 中高級、高級 5.28.0 1419 載貨汽車 微 型 5.06.0 輕 型 5.57.0 1519 中 型 6.58.0 重 型 7.511.0 3.6.4通過性參數(shù) 總體設計要求確定的通過性參數(shù)有：最小離地間隙h，接近角a，離去角b，及縱向通過半徑p。這些參數(shù)的取值主要是根據(jù)汽車的類型和道路條件，其一般范圍見下表。 汽車通過性的幾何參數(shù)汽車類型 最小離地間隙(m) 接近角() 離去角() 總線通過半徑(m)轎

42、車 微型、普通級 0.120.18 2030 1523 35 中級、中高級、高級 0.130.20 58客車 輕型 0.180.22 1240 820 中型、大型 0.240.29 920 59貨車 輕型 0.180.22 2560 2545 24 中型、重型 0.220.30 47礦用自卸汽車 0.32 越野汽車 0.260.37 3660 3548 1.93.6根據(jù)東風小康EQ318X的情況選擇最小離地間隙為550mm，接近角33，離去角28.3.7輪胎的選擇輪胎的尺寸和型號是進行汽車性能計算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，因此，在總體設計開始階段就應選定，而選擇的依據(jù)是車型、使用條件、

43、輪胎的靜負荷、輪胎的額定負荷以及汽車的行駛速度。當然還應考慮與動力傳動系參數(shù)的匹配以及對整車尺寸參數(shù)(例如汽車的最小離地間隙、總高等)的影響。輪胎所承受的最大靜負荷與輪胎額定負荷之比，稱為輪胎負荷系數(shù)。大多數(shù)輪胎負荷系數(shù)取為0.91.0，以免超載。轎車、輕型客車以及輕型貨車的車速高、輪胎受動負荷大，故我們的輪胎負荷系數(shù)應接近下限，過多超載會使輪胎早期磨損，甚至發(fā)生胎面剝落及爆胎等事故。試驗表明：輪胎超載20%時，其壽命將下降30%左右。這里考慮到汽車產(chǎn)品設計開發(fā)的產(chǎn)品系列化，輪胎的規(guī)格定為165/70R14 4 車身底板的布置 4.1 確定前后輪罩的大小及形狀 作前輪轉(zhuǎn)向跳動圖（一般取轉(zhuǎn)向角為

44、25）和后輪跳動圖，可以確定出前、后輪罩的空間大小形狀，同時亦確定了在翼子板上的必須開口尺寸，但設計中的翼子板上的輪罩開口形狀，再符合此尺寸條件下應與車身的造型風格一致。由于前輪既要跳動，又要轉(zhuǎn)向，因此它的輪罩空間要大于普通的后輪，且形狀復雜，對底板的布置影響大。作車輪的跳動圖，必須依據(jù)車輪跳動的極限位置及最大轉(zhuǎn)向角。車輪跳動的極限位置與懸架的結(jié)構(gòu)形式、參數(shù)、以及橡膠緩沖限位塊的允許壓縮量有關(guān)。同時還要考慮車身側(cè)傾時，車輪相對于車身的橫向擺動或偏轉(zhuǎn)量對輪罩寬度的影響。對于非后轉(zhuǎn)向輪，則只需根據(jù)車輪的跳動情況來確定輪罩形狀，而后翼子板的輪罩開口為保持造型前后統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、一般和前輪的形狀一致。4.

45、2 充分利用室內(nèi)底板空間的布置形式 由于輪罩會在底板的前后端產(chǎn)生凸包，對于前輪罩將會影響前排乘客的擱腳空間、姿勢及駕駛員的腳踏板布置，對于后輪罩將會影響后排座椅的布置、坐墊高度和寬度。因此，從改善室內(nèi)居住性出發(fā)，輪罩空間在滿足轉(zhuǎn)向何體跳動運動要求的前提下，應盡量減少。此外，增大軸距是有利于車內(nèi)環(huán)境的。充分利用室內(nèi)底板空間進行布置設計，這一點對尺寸較小的微型車和超微型車輛非常重要。這一點對于我所設計的東風小康EQ318X車來說是十分重要的，這次設計正是采用座椅在前軸后方的布置形式。 5 車身前圍的布置 車身前圍將發(fā)動機艙與座艙完全隔開。在前圍上固定前風窗玻璃，其車室內(nèi)側(cè)安裝儀表板，車室外側(cè)支撐發(fā)

46、動機罩，前圍下部與底板連接。將前輪前移、發(fā)動機布置位置中置的布置形式，可使前圍前移以加大前排乘員的擱腳空間和便于操縱踏板的布置，且前圍設計形狀簡單，其中間部分由于發(fā)動機水箱、變速箱布置而產(chǎn)生的凸包形狀可以減少或者沒有。在前圍的布置設計中應保證前圍板與發(fā)動機水箱后端之間有足夠的間隙，以布置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)得機構(gòu)，制動系統(tǒng)和離合器系統(tǒng)等的管路和附件，暖風系統(tǒng)得風道，并且考慮其維修的方便性。而在前圍的室內(nèi)一側(cè)，則裝有隔熱隔聲和減振材料層，固定安裝制動器、離合器和方向盤等操作系統(tǒng)得支架，以及暖氣設備等。前圍下部采用傾斜板與底板連接，其傾斜面置一般與前輪輪罩相切，在側(cè)視圖上為切于輪罩線的切線（約45角）。這樣有

47、利于前排乘員的擱角姿勢和加速踏板的布置，另外可使底板前部的凸包減小，形狀規(guī)整。在前圍的組合結(jié)構(gòu)中應合理設置進風風道，外部安裝雨刮器等機構(gòu)。根據(jù)發(fā)動機罩后端的高度（滿足發(fā)動機艙的空間要求和發(fā)動機罩的外形）,以及儀表板上表面的位置確定前圍上部的高度和形狀，初步確定前風窗玻璃的下沿位置，并設置玻璃的安裝止口。6 前排駕駛室各部件的布置 6.1 踏板的布置 布置踏板所需空間受凸包外廓和車身內(nèi)側(cè)壁二者寬度的限制。離合器踏板左側(cè)應留出位置已容納司機的左腳（離合器在非工作狀態(tài)時），因此輪罩最好不凸出于乘客室內(nèi)。從左到右依次布置離合器踏板、制動踏板和油門踏板，各個踏板之間的間隙及相關(guān)的布置尺寸可參考DIN73

48、001。油門踏板比制動踏板稍低與底板約成30度角，由于汽車行駛時駕駛員要不停的踩油門踏板，所以要求設計油門踏板時保證踏板踩下時輕便。而制動踏板則應較寬、較長，設計成與地面成一斜線角度方便駕駛員踩踏。對于本次設計的東方之子轎車，具體的相關(guān)設計參見制圖（車身室內(nèi)布置）。6.2 方向盤的布置 為遵循汽車設計產(chǎn)品系列化的原則，東風小康微型面包車的方向盤直徑參數(shù)已給，直徑為300mm，而方向盤的布置主要是設計方向盤平面與水平面之間的夾角，一般取60,故這里也取為60角。6.3 儀表板以及操縱件和操縱手柄的位置布置 為使駕駛員操縱方便，手控制件和操縱手柄應布置在駕駛員的手伸及界面之內(nèi)，而且是最省力的部位，

49、一般在H點以上178mm203mm的范圍是人體操縱的舒適點。通過對人體的操縱范圍進行測量，得到影響駕駛員手伸及界面位置的主要因素是駕駛員座的最后H點位置，而此點的位置確定與加速踏板的位置直接有關(guān)，又是布置座椅的依據(jù)。因此，將手操縱件布置在手伸及界面內(nèi)，也就是使踏板位置、手操縱件位置以及座椅位置相互有機地形成一個駕駛區(qū)域整體，從而保證駕駛員方便操縱。由于儀表板上的手操縱件的位置就是儀表板表面的位置，考慮到儀表板的橫向布置和板面整體造型、風格、以及組合儀表座的造型，便可確定儀表板的斷面形狀和位置。儀表板的上表面高度應由5%百分位的人體尺寸來確定，并與前風窗玻璃下沿和上端的高度相協(xié)調(diào)。目前，從擴大活

50、動空間出發(fā)，將儀表板下降和往前擠，已成為儀表板不知的主流，也有利于加大前方視野。此外，在儀表板前面與方向盤之間要留有足夠的操縱空間。 在車輛的中心對稱面，駕駛員對稱面和前排乘客對稱面等位置處分別作出儀表板的斷面輪廓線和組合儀表座的輪廓線。在儀表板的前表面上布置各手控制及顯示裝置和儀表，其橫向位置的確定應服從重要性原則。即各按鈕、開關(guān)以及裝備應按其在使用中的重要性來布置。重要的和常用的按鈕、開關(guān)和儀表應布置在最佳的手操縱區(qū)域或最佳的視野范圍內(nèi)。組合儀表不僅要布置在視野的正前方，儀表板與視線垂直，而且各表的布置也要符合最重要性原則。這將有利于提高操縱方便性、準確性、安全性和減少駕駛疲勞。對于組合儀

51、表座的遮光罩設計，要符合造型和遮光作用。其形狀大小要能遮住從儀表表面發(fā)出的光線經(jīng)前風窗玻璃的反射不能達到駕駛員眼睛所在的位置，或遮擋外界光線直接照射在儀表表面上產(chǎn)生的反射光線對駕駛員視覺的干擾。在儀表板的前面開設通風口，一般設置4個。其中兩側(cè)各有1個為前排乘員提供風量，而中間2個則為后排乘員提供風量。此外，在儀表板表面上設置除霜吹氣口，在車內(nèi)下部適當?shù)胤皆O置暖風出風口等。儀表板下面的弧度、形狀和高度，應按95百分位的人體尺寸來確定，同時要有足夠的空間來布置制動踏板、離合器踏板等，其極限高度一般以腳踏制動器踏板旋轉(zhuǎn)成直立時腳尖的上限為準。7 車身室內(nèi)布置 7.1 人機工程學在車身設計中的應用 7.1.1 人體尺寸和人體模型 人體尺寸決定了人體所占據(jù)的幾何空間大小和人體的活動范圍，是確定車身室內(nèi)有效空間和進行內(nèi)飾布置的有效依據(jù)。車身內(nèi)飾布置設計中應以人體尺寸的“百分位分布值”作為設計的尺寸依據(jù)，這是人體工程學的基本設計原則之一。這里的“百分位”是指人體身高分布值的百分位，即對于身高的某一百分位分布值，則表示身高