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1、装订线 混合动力城市客车车身骨架设计目录第一章 绪论31.1课题分析和设计定位31.1.1国内外客车的发展现状和对我国城市客车要求的分析31.2客车工业的发展41.2.1客车企业已基本具有独立研发能力51.2.2客车企业技术含量较高61.3国内外客车车身结构发展现状及趋势61.3.1国外客车发展动向61.3.2国内客车车身结构的变化714车身的承载类型71.4.1非承载式车身81.4.2 半承载式车身81.4.3 承载式车身81.5 客车车身的组成及影响车身强度的构造因素9第二章 车身骨架结构与尺寸的确定122.1骨架设计依据122.1.1设计原则122.1.2主要技术参数122.1.3车身骨
2、架材料132.2骨架结构设计分析132.2.1左右侧围骨架结构设计分析132.2.2顶盖骨架结构分析152.2.3前围骨架结构分析162.2.4后围骨架结构分析17第三章 车身骨架强度计算分析183.1车身结构受载分析183.2车身骨架强度计算18第四章 车身骨架制造工艺分析264.1矩形管下料264.2成形274.3车身骨架的焊接284.3.1骨架的焊装方法294.3.2车身骨架五大片的组焊294.3.3整车骨架联装组焊304.4蒙皮制作及与骨架的焊装304.5车身骨架与底盘的焊接314.6防锈蚀措施314.6.1涂装前表面预处理314.6.2车身防锈32第五章 设计技术评价分析、存在问题及
3、解决途径335.1设计中存在的不足之处335.2对设计不足的改进34结束语35主要参考文献36附录37第一章 绪论1.1课题分析和设计定位1.1.1国内外客车的发展现状和对我国城市客车要求的分析当今客车的发展日新月异。例如，每年的德国法兰克福世界客车展览会上均汇集了世界客车领先企业的顶尖产品（德国的奔驰公司、尼奥普兰公司、曼公司，瑞典的沃尔沃公司、斯堪尼亚公司等）；他们今天展示的全新造型的新产品极有可能就是明天客车外形的发展趋势。21 世纪对各种大、中型客车发展的希望是，在安全、方便、快捷的基础上更舒适和环保，并且充分体现以人为本的要求；具体表现在，除了“三低”（低污染、低消耗、城市客车低地板
4、）和“三高”（高比功率良好的动力加速性、高安全可靠性、高舒适性）以及外观优美、座位合适、价格适中外，在综合性能方面还应该有新的发展趋势；其中包括，新技术（控制整车的各个方面均由计算机技术实现，代用燃料发动机，为改善制动性能和操纵性能而形成的标准设备，装有永磁式缓速器的传动系统）、适应市场要求的新材料，新工艺（提高车身涂装工艺标准，逐步实现产品生产的模具化）。 欧洲是世界商用车的中心，拥有诞生世界第一客车的荣耀；在客车诞生 100 多年的今天，依然引领客车工业的方向从发动机到变速箱、从底盘到车身；其 ECE R66 安全标准正成为世界标准。欧洲大型客车的主要特点是，全承载式车身，发动机功率大、扭
5、矩高，且发动机转速呈下降趋势（当前用柴油机的最大转速平均为 1190r/min）；其中，约 80以上的产品采用空气悬架。这使客车的行驶速度加快，加速性、爬坡性、可靠性增强，经济性、环保性能、安全性更好；侧倾刚度、行驶平顺性、舒适性均有明显提高。目前，它的技术先进性主要表现在以下 4 个方面。节能技术采用铝、镁合金、塑料，减小客车车身质量；研制风阻系数小的客车外形，尽可能地降低客车的空气阻力；设计使用天然气、甲醇、乙醇等新能源的客车。环保技术改用无铅汽油和电子喷射式汽油机；安装废气处理装置；客车零部件的材料采用可回收利用的。安全技术应用计算机仿真技术预示客车多方位碰撞的安全性、翻车时顶盖的强度和
6、刚度、保证乘车人员生存空间的车身结构等；外，增加安全附加装置和采用高新技术产品，如安全带、安全气囊、防抱死制动统（ABS）、加速防滑系统（ASR）、自动差速锁装置（ASD）、缓速器。底盘技术采用三段式底盘（半承载式）和无车架式底盘（承载式），使底盘布置形式呈“柔性化”，以适应各种匹配要求。 1.2客车工业的发展随着国民经济的发展，汽车已成为极为重要的交通运输工具和现代社会的象征，汽车工业在带动其它各行业的发展中，已日益显示出其作为支柱产业的作用。车身，作为汽车上的三大总成（发动机、底盘、车身）之一，已越来越引起人们的注意，并越来越处于主导地位。据统计：客车、轿车、专用车车身质量占整车整备质量的
7、4060%；货车车身质量占整车整备质量的1630%；各类车身的制造成本，则高于上述比例。因此，仅从这个意义上来衡量汽车车身，其经济效益也远远高于其它两大总成。纵观世界汽车工业沿革，可以看出，现代汽车是沿着底盘发动机车身逐步发展完善过来的。这个发展过程不以人们的主观意志为转移，而在很大程度上取决于当时的科学技术水平和物质生活条件。由于汽车与人们的日常生活息息相关，为了适应各种不同目的和用途乃至车辆的更新换代等，其关键在于车身。因此，车身工程是汽车工业中最年轻而又发展迅速的一个分支。客车工业在我国还是一个年轻而充满朝气的产业，随着我国国民经济的蓬勃发展、人民生活水平的迅速提高和高速公路的连线成网，
8、客车工业在我国必将有新的发展空间和机遇。客车是现代社会中的主要交通工具之一。随着我国城市机动车拥有量的快速增长,城市交通问题现已普遍受到关注。我国的国情决定了解决城市交通问题的出路在于优先发展城市公共交通。到2010 年,我国城镇化水平达45 %左右,城镇化水平每提高1 个百分点,城镇人口新增1000万人。我国城市客车的保有量将达3540万辆,年运送旅客将达500亿人次,城市公共交通在城市交通总出行比例:特大城市达30%以上,大中城市达20%以上,基本确立公共交通在城市交通的主体地位。在今后56 年里,我国城市公共交通将快速发展,基本实现城市公共交通的现代化。根据我国提出的“十一五”规划目标,
9、城市化水平要达到中等发达国家水平。因此，客车对发展国民经济和促进人民生活水平提高发挥着重要作用。世界各主要客车生产厂无不应用最新科技成果潜心致力于客车新产品的研制和开发，不断地向市场提供有竞争力的新型客车。全国各地的城市客车是城内交通的根本命脉。从2001年开始，我国汽车产品的构成发生了历史性变化：三大汽车产品的产销量中，客车(含大、中、小、微型)年产销量首次超过轿车、载货汽车，而居前位。为了满足人民群众出行的需要，除了积极发展提供给个人使用的轿车外，我国以确定“发展公共交通为主”的道路交通指导方针。所以，客车的设计生产水平和产品质量直接关系到生产厂家竞争存活和广大乘客的生命安全，受到各方面的
10、重视与关注，而且人们对客车的安全性、操纵性、动力性、经济性、舒适性的要求不断提高。客车整体骨架是客车车身最基本的结构，起支撑蒙皮和内外饰件、承载载荷的作用，决定着客车的安全性。统计资料表明，车身是客车自重和价格的主要组成部分，占客车自重和制造生本的40%-60%，通常它的重量又是底盘(含发动机)整备重量的0.8-1.2倍，因此减轻车身质量是改善客车许多指标（如载客量、制造成本、燃油经济性、动力性等）的最有效手段之一。客车是我国当前运载乘客的主要交通工具之一。特别是中、大型客车，由于其运载乘客的数量多，使用经济性好，近年来得到了迅速发展，并以其新颖的造型、精良的制作和优越的性能，体现了当代社会的
11、精神面貌而被人们所喜爱。随着现代科学技术的发展，客车已经成为集工业艺术、人机工程学、空气动力、制造技术、材料工程和结构设计等学科为一体的现代化工业产品。我国客车工业真正开始于上世纪60年代，当时只能是对货车底盘进行改装，扣上一个简易的车身。经过40多年的发展，我国的客车车身设计、制造技术日新月异，已逐步跟上国际的潮流，成为世界客车制造大国，并向世界客车制造强国迈进。基于以上大型客车的各种优点与良好的发前景以及车身骨架的重要性，我的毕业设计课题选择了城市混合动力客车车身骨架设计。其设计特点有：整个车身蒙皮采用冷张拉预应力点焊接技术。蒙皮材料采用镀锌钢板,保证了耐腐蚀性。前挡风玻璃,后挡风玻璃采用
12、钢化玻璃,侧窗玻璃采用粘贴大幅观景玻璃，并在适当位置开有通风窗。骨架采用高强度矩形钢管组焊的闭环结构,且对车身强度及耐久性进行CAE分析,确保整车安全和车身可靠性。低地板的设计为乘客提供宽敞的空间,同时也节省乘客上车时间。由于乘客上下车较为频繁,对乘客门周边骨架进行加强,后部地板采用多种结构满足安装不同发动机的需求。近几年来我国由于引进了国外的先进技术，客车生产水平有了明显提高，但在车身加工、装配、焊接。喷漆等工艺上与国外水平相差很大，再加之企业生产管理落后，导致我国大型客车生产的工艺水平发展缓慢。根据这些，我的设计基本思路定位：依据我国同类车型设计的一般方法，参照国外同类车型的先进设计方法，
13、在国内大多数客车生产矩形与方形管材为主要构件，客车车身骨架构件壁厚一般小于2mm，骨架焊接均采用二氧化碳气体保护焊方法来设计骨架的总成。随着城市客车市场需求的不断增加,长途客车的舒适性、可靠性、安全性、美观性必将成为公交市场的大势所趋。1.2.1客车企业已基本具有独立研发能力我国客车工业自20世纪60年代开始起步，经过改装、仿制、技术引进和中外合资阶段，发展到今天，已经基本形成了高、大、中、轻、微多种型式和档次的产品格局。日前，我国客车产品不仅基本适应公路客运和道路状况的要求，而且在1987年实现出口，现在我国的客车产品已出口到世界28个国家和地区。我国客车企业在十几年前主要是依靠一汽集团、东
14、风公司的载货汽车底盘改装客车。由于计划经济时期底盘为稀缺资源，使“亚星”、“黄海”和“长江”等客车企业下决心进行车身与底盘的一体式自主开发，从而使国内客车企业取得了今天这样的独立地位。在国外，像我国客车企业这样具有上万辆规模的独立的客车厂家几乎没有，即使是奔驰和沃尔沃公司，也不存在一个单独的客车实体，客车产品都是依附于主机厂而存在。1.2.2客车企业技术含量较高客车不同于轿车产品，非大批量生产，因而要采用差异化策略；客车的零件互换性比轿车好，可以采用“搭积木”式的生产方式，利用国内外的优秀零部件总成“作拼盘”，匹配出最好的产品。江淮集团老总左延安将这一生产方式总结为“买全球，卖全球”。可以说，
15、正是这种生产方式，使我国客车工业在汽车零部件基础还很薄弱的情况下，做到了客车产品在车身设计和总成配置上已与国际接轨。我国大客车产品的档次、配置不仅优于载货汽车，而且采用了许多轿车上的技术。ABS、ASR、空气悬挂、电涡流缓速器、大功率低排放发动机、“前盘后毂”制动系统等这些目前只有在技术引进的载货汽车上才能看到的配置，在我国高档客车中已经把它们列为“标配”。甚至有一些高档客车上的配置，例如，定速巡航控制系统、智能化车内气候集成控制系统等，在很多高档轿车上也十分鲜见。汽车行业专家承认，衍生于载货汽车基础上的客车产品，在技术档次上大大超过它的先辈。1.3国内外客车车身结构发展现状及趋势1.3.1国外客车发展动向欧洲客车产品主要三方面的发展动向：1.客车低地板化：客车低地板化，在我国只是近两年的事，而且进展缓慢。但在欧洲，客车低地板化已经得到了全面普及。在车展上，95%的客车是低地板的，极少数的城市客车是低入口。低地板化不仅体现在
