吉林大学汽车设计课件第一章

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1、第一章 汽车总体设计,第一节 概述 第二节 汽车形式的选择 第三节 汽车主要参数的选择 第四节 发动机的选择 第五节 车身形式 第六节 轮胎的选择 第七节 汽车的总体布置 第八节 运动校核（自学）,第一节 概述,一、总体设计应满足的基本要求 汽车对人类生活质量的影响 使生活质量提高的具体表现有： 交通用于工作的必须辅助时间缩短； 运输实现“门对门”运输，提高生产率； 可以更好的利用休息时间，外出旅游、度假。 使生活质量降低的表现： 污染空气污染、噪声污染、光化学污染； 车祸使人们的健康、生命受到损失； 不可再生资源逐年减少,第一节 概述,一、总体设计应满足的基本要求 人们对汽车提出越来越高的要

2、求 节能汽车要节油和开发新能源两方面； 环保通过法规对排放和噪声提出更严格要求； 安全提出更高的要求，要求很好的保护乘员； 舒适能居住，能通讯，有空调，驾驶方便。,第一节 概述,一、总体设计应满足的基本要求 进行总体设计应满足如下基本要求： 汽车的各项性能、成本等，要求达到设计任务书所规定的指标； 严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定（如外廓尺寸符合GB1589-1989规定），注意不要侵犯专利； 贯彻“标准化、通用化、系列化”； 进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉； 拆装与维修方便。,第一节 概述,一、总体设计应满足的要求 设计应满足的要求： 1、汽车外廓尺寸应符合G

3、B15891989汽车外廓尺寸限界 的要求 2、轴荷分配要合理，并应符合有关道路法规的限定要求 3、汽车各项性能，要求达到设计任务书的给定指标 4、进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。 5、拆装与维修方便 四好标准：好用、好看、好造、好修,第一节 概述,二、汽车开发程序 1.汽车新产品开发流程,第一节 概述,二、汽车开发程序 1.汽车新产品开发流程,第一节 概述,二、汽车开发程序 1.汽车新产品开发流程,第一节 概述,二、汽车开发程序 2.概念设计 从产品创意开始，到构思草图、出模型和试制出概念样车等一系列活动的全过程。 概念设计是要将商品计划中确定开发的产品定义更具

4、体化，使之达到能进行具体设计的程度。,第一节 概述,二、汽车开发程序 2.概念设计 主要工作内容 明确产品的开发目的 产品的使用调查 产品水平分析（产品先进性分析） 形体设计：概念草图、初步布置图、美术效果图，并制作缩尺比例模型 产品的目标成本 通用化、标准化、系列化 绘方案图 初步性能计算,第一节 概述,二、汽车开发程序 3.制定设计任务书 画总布置草图（不同于方案图） 各部件的布置位置更准确。 各部件的形状、尺寸更准确。 确定各总成质心位置与质量大小。 确定总体布置尺寸参数。,第一节 概述,二、汽车开发程序 3.制定设计任务书 性能计算 轴荷分配、质心位置如不满足要求，可调整总布置草图中的

5、部件位置。 整车主要性能据此确定各总成的技术参数，并保证总成之间参数匹配合理。 目的：保证汽车各性能指标达到原定指标要求。,第一节 概述,二、汽车开发程序 3.制定设计任务书 编写设计任务书 可行性分析，包括市场预测，企业技术开发能力分析，产品开发目的，新产品的设计指导思想，预计的生产纲领和目标成本及技术经济分析等 产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数 整车布置方案的描述及主要总成结构、特性参数 三化水平（如标准件占百分比数，通用件占百分比数） 国内、外同类汽车技术性能分析和对比 拟用的新技术、新材料、新工艺,第一节 概述,二、汽车开发程序 4.技术设计 总成设计师： 根据设计任务书给

6、出的条件和总体设计师的要求进行总成设计。 总体设计师： 协调总成与整车、总成与总成之间的矛盾； 进行整车性能计算、运动校核； 编制技术文件；出试制图。,第一节 概述,二、汽车开发程序 5.改进设计 试制总成并进行总成试验； 试制整车并进行整车试验； 改进设计，再试制、试验。 6.鉴定定型 工艺审查，成本核算，出图，编制鉴定文件等。,第一节 概述,二、汽车开发程序 7.生产准备阶段 小批量生产，交用户使用； 同时进行生产准备出生产图，工艺调试； 用户使用试验、改进。 8.生产销售阶段 大批量生产，并进行销售和售后服务工作，征求用户意见，并向技术部门反馈。,第二节 汽车形式的选择,一、汽车的分类

7、1. GB/T 15089-2001,第二节 汽车形式的选择,一、汽车的分类 2. GB/T 3730.1-2001 乘用车： 在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车， 包括驾驶员座位在内最多不超过九个座位。 商用车： 在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。 商用车可分为客车、半挂牵引车、货车。 客车：在设计和技术特性上用于载运乘客及其随身行李的商用车辆，包括驾驶员座位在内座位数超过九座。,第二节 汽车形式的选择,一、汽车的分类 2. GB/T 3730.1-2001 客车 城市客车车厢容积大；座位数少；前后桥承载能力大；车厢地板及车门踏板高

8、度要适当降低；车门数多，车门宽度大些；起动性、制动性、加速性好。 长途客车一般为两门；座位多；座椅用可调式；有靠枕和肘托；比功率大。 旅游客车车窗视野开阔；舒适性好，采用空气弹簧，有空调，对座椅要求也高。 机场摆渡车地板低；座椅少；车门多；车速低；外形尺寸可不受法规限制；站立空间尺寸足够高。,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 1. 轴数 影响汽车轴数的因素： 汽车的总质量 道路法规对轴载质量的限制 轮胎的负荷能力 选取原则： 总质量大的汽车，轴数应该取多些，但结构复杂，成本高。 ma19t，常采用两轴汽车；19t26t，常采用三轴汽车。 不在公路上行驶的车辆，不受此限制,第二节 汽车

9、形式的选择,二、汽车形式的选择 2. 驱动形式 表示法： mn（m车轮总数，n驱动轮数） 影响驱动形式选择的因素： 总质量ma大，汽车轴数增加，m、n才会大。 汽车通过性要求高时，应该采用全轮驱动形式。 驱动轮数少，结构简单，成本低。,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式 布置形式指发动机 、驱动桥和车身（驾驶室）的相互关系和布置特点而言。 布置形式对汽车的使用性能有重要影响。 乘用车、商用车布置形式差别很大。,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式乘用车,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式乘用车（续）,第二节 汽车形式的选择,

10、二、汽车形式的选择 3. 布置形式客车,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式客车（续）,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式货车 驾驶室与发动机相对位置： 平头式：发动机位于驾驶室内，没有独立的发动机舱。 短头式：发动机大部分在驾驶室前部，少部分位于驾驶室内。 长头式：发动机位于驾驶室前部。 偏置式：发动机位于驾驶室的侧面。多用于重型矿用自卸车上 发动机位置不同： 发动机前置、发动机中置、发动机后置,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式货车（驾驶室位置）,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式货车（驾驶室位置

11、，续）,第二节 汽车形式的选择,二、汽车形式的选择 3. 布置形式货车（发动机位置）,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 1. 外廓尺寸,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 1. 外廓尺寸乘用车 长：La=L/C 宽：Ba=(La/3)+(19560)，后排三人座时不应小于1410mm 高：Ha= hm + hp + hB + ht 式中：hm轴间底部离地高度；hp地板及下部零件高度；hB室内高度；ht车顶造型高度；L轴距；C比例系数，FF：0.620.66，RR：0.520.56；,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 2.轴距L L小，则 整备

12、质量减少； 汽车总长减少； Dmin减少； 传动轴长度减少； 纵向通过半径减少。 L过小， 则 车箱（厢）长度不足，或后悬过长。 上坡或制动时轴荷转移过大，制动、操纵稳定性下降。 车身纵向角振动增加，平顺性降低。 传动轴夹角变大。,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 2.轴距L选取原则 轿车级别越高，L越长； 装载量多的货车，L应取长些； 载客量多的客车，L应取长些； 机动性要求高的汽车，L应取短些。 在标准轴距车型基础上，派生出短轴距和长轴距车型，其轴距变化范围在0.40.6m。,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 3.前轮距B1 、后轮距B2 随着B的增加，

13、 车箱（驾驶室）内宽增加； 侧倾刚度增大； 总宽增大； 总质量增大； Dmin增加。,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 3.前轮距B1 、后轮距B2 B的确定原则： 因为总宽不超过2.5m，所以B不宜取大； B1要保证布置下发动机、车架、前悬架和前轮，保证转向轮转动空间及杆系与车架、车轮之间的间隙。 B2受后部车架宽度、悬架、轮胎宽度的影响，保证它们之间有足够的间隙。,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 4.前悬LF 、后悬LR 前悬LF 增加， 安全性提高； 前钢板弹簧长度增加； 驾驶员视野变坏； 接近角减小，通过性下降 。 前悬LF的确定原则： 对长头车、

14、轿车，保证布置下发动机、保险杠、散热器、风扇等部件。 货车的前悬LF范围：11001300mm。,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 4.前悬LF 、后悬LR 后悬LR长，则 乘用车行李箱尺寸增大； 追尾安全性好； 汽车离去角减小，通过性降低； 汽车造型发生变化。 后悬选取原则：（取决于轴距、轴荷分配） 客车LR，不得超过轴距的65%，绝对值不大于3500mm； 货车（ma=1.814.0t)，LR一般在12002200mm之间； 特长货箱的货车，LR可达到2600mm，但不得超过轴距的55%。,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 5.货车车头长度 定义：从汽车

15、的前保险杠到驾驶室后围的距离。 车头长度将影响： 外观效果； 驾驶室居住性能； 发动机的接近性。 车头长度尺寸的确定： 长头式：25003000mm 平头式：14001500mm,第三节 汽车主要参数的选择,一、汽车主要尺寸的选择 6.货车车箱尺寸 对车箱尺寸（容积）的基本要求：运送煤和袋装粮食时，能装足额定吨位数。 车箱尺寸的选取： 边板高度高，则 质心高度高，装卸货物不方便； 选取范围：450650mm。 车厢宽度宽，则 空气阻力增加； 在不超标的条件下，尽量取宽些，以减少货箱的高度和长度。 车箱长度：应尽可能取短，以减少整备质量。,第三节 汽车主要参数的选择,二、汽车质量参数的选择 1.

16、整车整备质量m0 定义：车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。 减少m0 ，则 制造成本降低； 节约燃料，使用成本降低； 装载量、载客量增加，使用经济性提高。,第三节 汽车主要参数的选择,二、汽车质量参数的选择 1.整车整备质量m0 （续） 减少m0的主要措施: 采用高强度轻质材料（塑料、铝合金）； 使结构更合理。 m0的确定方法（设计初期） 对于货车，要根据经验估算；（各总成质量累加） 对于轿车、客车，按人均整备质量估算。 乘用车：V1.0L，0.150.16（吨/人） V1.6L，0.170.24 商用客车： La10m，0.0960.160 （吨/人） La10m， 0.0650.130,第三节 汽车主要参数的选择,二、汽车质量参数的选择 2.汽车的载客量和装载质量 汽车的载客量（参见GB/T 15089-2001） 轿车载客量=座位数 客