汽車總體設(shè)計(jì)

汽車總體設(shè)計(jì)1第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日汽車總體設(shè)計(jì)汽車作為綜合性很高的產(chǎn)品，對汽車設(shè)計(jì)提出了眾多的、彼此有時(shí)又相互制約的要求。在設(shè)計(jì)中要對這眾多要求進(jìn)行協(xié)調(diào)和按不同層次進(jìn)行處理，所以需要在設(shè)計(jì)開發(fā)開始階段進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，即根據(jù)整車設(shè)計(jì)的總目標(biāo)，明確各種要求的主次地位、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使它們和諧組合在一起，形成既先進(jìn)又合理的方案，達(dá)到預(yù)期的效果。2第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日汽車總體設(shè)計(jì)汽車總體設(shè)計(jì)整車總體設(shè)計(jì)車身總體設(shè)計(jì)3第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日一、整車總體設(shè)計(jì)以下以整車全新開發(fā)設(shè)計(jì)為例4第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日整車總體設(shè)計(jì)主要輸入1、企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃包括——產(chǎn)品分工范圍、市場需求、技術(shù)發(fā)展趨勢產(chǎn)品設(shè)計(jì)方針、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：產(chǎn)品用途、型式、整車性能指標(biāo)、產(chǎn)品成本、生產(chǎn)綱領(lǐng)等2、整車設(shè)計(jì)總目標(biāo)5第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日整車總體設(shè)計(jì)主要輸出1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則2、整車設(shè)想及方案論證報(bào)告3、總體方案草圖4、設(shè)計(jì)任務(wù)書5、整車總布置草圖6第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日整車總體設(shè)計(jì)主要輸出6、整車外形草圖7、總布置尺寸控制圖8、運(yùn)動(dòng)校核圖9、部件設(shè)計(jì)要求、方案分析報(bào)告10、電子樣車或汽車總裝配圖7第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日整車總體設(shè)計(jì)主要輸出11、試制產(chǎn)品分析報(bào)告12、性能試驗(yàn)分析與產(chǎn)品改進(jìn)報(bào)告13、產(chǎn)品定型報(bào)告8第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日整車總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)選擇汽車主要參數(shù)和尺寸提出整車設(shè)想(總體方案)為各部件設(shè)計(jì)提供參數(shù)和要求對各部件進(jìn)行布置和運(yùn)動(dòng)校核對汽車性能進(jìn)行精確計(jì)算和控制處理整車與部件、部件與部件之間的矛盾處理設(shè)計(jì)、制造、使用者之間的矛盾考慮變型車（性能、尺寸）9第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日整車總體設(shè)計(jì)的工作順序制定設(shè)計(jì)原則進(jìn)行方案論證選型編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書技術(shù)設(shè)計(jì)總布置設(shè)計(jì)制作電子樣車或繪制汽車總裝配圖試制、試驗(yàn)修改和定型12345造型階段規(guī)劃選型階段工程化后階段試制階段10第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日制定設(shè)計(jì)原則調(diào)查研究企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃制定設(shè)計(jì)原則產(chǎn)品設(shè)計(jì)方針技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)整車設(shè)計(jì)目標(biāo)調(diào)查分析報(bào)告設(shè)計(jì)原則文件1、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求（對技術(shù)先進(jìn)性、工藝性、繼承性、生產(chǎn)成本和零部件通用化的要求）2、需要考慮哪些變型3、追求價(jià)值的順序（各種使用性能中優(yōu)先保證等級次序）4、當(dāng)使用、經(jīng)濟(jì)和制造等要求發(fā)生矛盾時(shí)，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（價(jià)值分析、功能成本分析等）1、資料收集、整理分析2、產(chǎn)品的使用調(diào)查3、生產(chǎn)調(diào)查（生產(chǎn)設(shè)備、能力）4、參考車性能調(diào)查11第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日進(jìn)行方案論證整車設(shè)想方案論證對比尋優(yōu)1、根據(jù)設(shè)計(jì)原則確定的整車設(shè)計(jì)方向提出整車設(shè)想。2、繪制多幅總體方案草圖整車設(shè)想方案總體方案草圖（多種）1、對方案進(jìn)行功能成本分析等價(jià)值分析2、多方案對比分析兩種較佳的總體設(shè)計(jì)方案12第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日1、選擇汽車的布置型式2、確定整車尺寸、主要性能和質(zhì)量參數(shù)以及各總成基本型式3、總布置硬點(diǎn)設(shè)計(jì)4、畫總布置草圖選型編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書選型編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書整車參數(shù)表總成配置選型總布置草圖設(shè)計(jì)任務(wù)書為以后設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和工藝準(zhǔn)備提供指導(dǎo)和依據(jù)。包括：1、任務(wù)來源；2、產(chǎn)品用途、使用條件；3、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)原則和技術(shù)論證意見；4、產(chǎn)品型號、整車布置型式及主要技術(shù)規(guī)格和參數(shù)（尺寸、質(zhì)量、性能）、使用可靠性、壽命和環(huán)境適應(yīng)性等；5、各主要總成部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；6、同類產(chǎn)品技術(shù)性能的統(tǒng)計(jì)分析和對比；7、擬用的新技術(shù)、新材料、新工藝及設(shè)計(jì)方法；8、系列化及變型、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化水平；9、生產(chǎn)量綱、生產(chǎn)方式、設(shè)備條件、預(yù)期的制造成本和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；10、維修和保養(yǎng)的方便性、續(xù)駛里程。11、總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。附有總布置草圖和外形圖。設(shè)計(jì)任務(wù)書總布置草圖與總體方案草圖不同：它要對各個(gè)部件進(jìn)行較仔細(xì)的布置、并對軸荷分配和質(zhì)心高度進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整；比較準(zhǔn)確地確定汽車的軸距、總長、總高、離地間隙、貨臺（或地板）高度等主要尺寸；比較準(zhǔn)確地化出各部件的形狀和尺寸；確定總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。13第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日技術(shù)設(shè)計(jì)及總布置設(shè)計(jì)繪制尺寸控制圖和總布置計(jì)算1、精確確定各部件的位置2、確定各部件的支承連接方式3、給出各部件的控制尺寸和控制質(zhì)（重）量4、對各相對運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，繪制多種運(yùn)動(dòng)校核圖5、繪制總布置控制尺寸圖6、對各部件提出具體的設(shè)計(jì)要求7、提供準(zhǔn)確的整車有關(guān)尺寸和數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)載荷。車身總布置設(shè)計(jì)造型階段進(jìn)行造型設(shè)計(jì)及模型制作整車總布置圖確定汽車的軸距、總長、總高、離地間隙、貨臺（或地板）高度等控制尺寸；以及動(dòng)力系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的輪廓和位置。14第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日制作電子樣車或繪制汽車總裝配圖工程化設(shè)計(jì)制作電子樣車?yán)L制汽車總裝配圖進(jìn)行電子樣車裝配或圖面裝配核算和標(biāo)注汽車外形尺寸和總布置的各項(xiàng)尺寸鏈；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉分析為整車性能CAE分析、裝配工藝CAE分析等提供基礎(chǔ)15第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日試制、試驗(yàn)、修改和定型處理試制中暴露的設(shè)計(jì)問題處理試驗(yàn)過程中暴露出的問題16第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日二、車身總體設(shè)計(jì)以下以轎車全新開發(fā)設(shè)計(jì)為例17第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日車身開發(fā)設(shè)計(jì)過程新車方案及車身邊界草案初步車身布置及工程分析車身總布置設(shè)計(jì)及工程分析外形概念草圖外形概念草圖外形效果圖外部效果圖1/5外模型風(fēng)洞試驗(yàn)1/1內(nèi)模型(概念)內(nèi)部設(shè)計(jì)內(nèi)部確認(rèn)模型1/1外模型直至確認(rèn)表面風(fēng)洞試驗(yàn)特征截面圖內(nèi)部布置設(shè)計(jì)總布置設(shè)計(jì)詳圖或主模型技術(shù)及工程分析優(yōu)化及細(xì)化樣車設(shè)計(jì)樣車試制道路試驗(yàn)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)QQQQQQQQMMMMM內(nèi)部設(shè)計(jì)詳圖及工程分析AMMMB18第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日車身開發(fā)設(shè)計(jì)過程(續(xù))批量生產(chǎn)的車身線圖、零件圖設(shè)計(jì)主模型工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)工裝及設(shè)備制造小批量試制批量生產(chǎn)MMMMQ-以用戶眼光檢查質(zhì)量及功能M-可采用主模型技術(shù)在A或B階段前，允許反復(fù)循環(huán)推敲，以便逼近最佳狀態(tài)。19第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)轎車車身是整車的重要組成部分，與底盤密切相關(guān)，因此轎車車身設(shè)計(jì)不能只考慮本身的條件、還必須在充分考慮整車總布置的情況下進(jìn)行。同樣必須遵循3S和4M的基本原則：3S-Standardizayion標(biāo)準(zhǔn)化、Simplification簡單化、Specialization專業(yè)化；4M-Man人和勞力、Machine機(jī)器、Material材料、Method工藝方法。20第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)轎車車身無論是在用材、加工、裝配、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)乃至使用功能等方面與汽車上的其他總成都有很大的差異：

——在外形和結(jié)構(gòu)上，轎車車身殼體是由許多具有空間曲面外形的大型覆蓋件所組成。對于轎車整車外形來說，整體協(xié)調(diào)美觀、又保證其必要的流線型。在設(shè)計(jì)大型覆蓋件時(shí)，對互換性和裝配準(zhǔn)確度也較嚴(yán)格的要求，必須保證其工藝性要求。因此，要求轎車車身表面的各點(diǎn)（空間坐標(biāo)）連成的曲線必須在縱向和橫向兩個(gè)截面上反復(fù)協(xié)調(diào)并光順。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法規(guī)定車身樣圖必須采用坐標(biāo)網(wǎng)格來表示，但也無法單純依靠圖紙準(zhǔn)確地將復(fù)雜空間曲面完全準(zhǔn)確的表達(dá)出來，還必須輔實(shí)體模型，即采取一整套特殊的實(shí)物（外形樣板和主模型等）模擬和“移形”（模擬量傳遞）的辦法。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和投產(chǎn)等階段中，實(shí)物可以補(bǔ)充樣圖的不足，保證成套工藝裝備（模具和裝焊夾具等）之間乃至零部件之間的協(xié)調(diào)驗(yàn)證?；谶@些特點(diǎn)，也決定了轎車車身設(shè)計(jì)有別于汽車其他總成而自成一套體系的工作方法。21第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求轎車車身設(shè)計(jì)不僅要求造型美觀，更重要的是要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。轎車車身設(shè)計(jì)的要求主要考慮使用性、人機(jī)工程學(xué)、節(jié)能以及對空氣動(dòng)力學(xué)等方面的要求。22第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求造型美觀轎車在造型方面的要求比其他車輛要高得多；轎車不僅是運(yùn)輸工具，也是工業(yè)藝術(shù)品轎車的外形既要具有民族特色，又要能在滿足使用要求的同時(shí)符合時(shí)代潮流。目前，由于高速公路的迅速發(fā)展，車速越來越高，要求轎車具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)特性的同時(shí)，還要具有很強(qiáng)的動(dòng)感，以滿足轎車的美學(xué)要求。23第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求性能良好舒適性——評價(jià)在規(guī)定條件下，合理乘用時(shí)乘員感覺良好與否的標(biāo)準(zhǔn)。影響舒適性的因素轎車內(nèi)部空間布置座椅尺寸、形狀及其空間與人體接觸處的材質(zhì)軟硬度和質(zhì)感振動(dòng)頻率視野內(nèi)飾對乘員心理的影響效果乘坐的安全感24第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求保證舒適性需要做到的幾個(gè)方面進(jìn)行合理的座椅設(shè)計(jì)和內(nèi)部空間布置，按人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)來考慮座椅的尺寸和形狀，即根據(jù)國際人體尺寸要求來確定，并且有一定的調(diào)節(jié)量，形狀曲線應(yīng)最大限度地滿足人體支承面積和柔韌性要求，并保證人體起、坐、操作姿勢的有效支承。同時(shí)還要具有與整車相匹配的振動(dòng)特性，良好的體壓分布。客廂布置合理，寬敞明亮，位置恰當(dāng)，給乘員以合適的乘坐空間。乘坐空間是指在最經(jīng)濟(jì)的外部尺寸條件下，允許乘員有最低限度的活動(dòng)空間，而不是指日常人們在室內(nèi)活動(dòng)所要求的空間。車身內(nèi)飾的造型與材料應(yīng)使乘員感到方便、可靠和明亮。內(nèi)飾色彩既要考慮與車身外部色彩的協(xié)調(diào)，更要考慮使人感到寧靜、悅目。所以內(nèi)飾色彩以復(fù)合色為宜。25第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求保證舒適性需要做到的幾個(gè)方面（續(xù)）車身結(jié)構(gòu)要保證有足夠的強(qiáng)度和合適的剛度，車身振動(dòng)及噪聲要達(dá)到有關(guān)法規(guī)的規(guī)定，給人以安靜舒適感?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能滿足人們對乘坐環(huán)境的要求，包括濕度、溫度空氣的清潔度、刺激性氣味的多少以及它們的分布狀況等。具有良好的密封性，雨雪和灰塵不能進(jìn)入客廂，并且隔音、隔熱性能良好。轎車必須具有必要的儀表、電子通訊設(shè)備等，給人以駕駛、工作上的方便。26第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求安全性——車身設(shè)計(jì)對安全性的考慮有兩個(gè)方面，既正常行駛的防護(hù)措施與發(fā)生意外事故時(shí)的補(bǔ)救措施。轎車車身設(shè)計(jì)除了要保證車身有足夠的強(qiáng)度和合適的剛度外，還要注意以下幾點(diǎn)：設(shè)置座椅安全帶及安全氣囊等乘員保護(hù)裝置。內(nèi)飾部件應(yīng)軟化。車門鎖、發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖不能自動(dòng)開啟，鎖要設(shè)有二檔機(jī)構(gòu)或安全鉤裝置。按國家有關(guān)汽車安全性法規(guī)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)轎車車身，如安全帶的配置與使用、安全氣囊的控制、方向盤的防撞軟化結(jié)構(gòu)、車身客廂部位的骨架加強(qiáng)、吸能保險(xiǎn)杠等。27第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求可靠性——車身設(shè)計(jì)既要保證在常規(guī)負(fù)荷下的車身結(jié)構(gòu)及其附件的耐用性和有效性，又要考慮到在允許超負(fù)荷下的安全性。可靠性并不是允許無限制地超過合理負(fù)荷去提高安全性，而是指在可能發(fā)生的非正常情況下，結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)仍可保證使用性能而言。在車身可靠性保證中，有些是通過附加裝置使原來機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，仍可在一定時(shí)間內(nèi)、一定程度上保持功能的措施。28第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求視野性——指駕駛員操作時(shí),在不改變操作姿態(tài)的狀態(tài)下對道路及周圍環(huán)境觀察的可見范圍,或乘員在正常乘坐狀態(tài)下對車外環(huán)境的可見范圍。車身設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有良好的視野性,視野的最低限度必須保證駕駛時(shí)對一切國家交通法規(guī)所規(guī)定的路標(biāo)、信號以及道路情況方便而有效地觀察。乘員的視野應(yīng)以從車廂內(nèi)向外觀望的最佳視野范圍和盡可能少地暴露乘客自身為限。29第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求乘坐方便性——是乘員、駕駛員進(jìn)出車廂和行李裝卸方便與否的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。上下車方便性與車門洞的高度、寬度、車門的開度、座椅與立柱的相對位置、駕駛員座椅與各種踏板的相對位置等都有密切的關(guān)系。轎車車身設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮乘坐方便性。30第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求操縱方便性——是指駕駛員能夠清晰地看到儀表上的所有數(shù)據(jù)和各種顯示，儀表的表面不眩目，不會(huì)被轉(zhuǎn)向盤、手柄或其它部件所遮擋；駕駛員與方向盤、各種踏板、儀表板，各種操縱手柄、操控按鈕等的相對位置要合理。31第三十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求良好的空氣動(dòng)力特性轎車的車速提高，對空氣動(dòng)力特性的要求越來越高。空氣阻力成為提高車速、降低油耗的主要因素。減少空氣阻力一般采用的措施：轎車內(nèi)部空間布置座椅尺寸、形狀及其空間與人體接觸處的材質(zhì)軟硬度和質(zhì)感振動(dòng)頻率視野內(nèi)飾對乘員心理的影響效果乘坐的安全感32第三十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日轎車車身設(shè)計(jì)的要求制造容易，維護(hù)、拆裝方便目