车辆工程专业毕业设计（论文）-客车漏尘分析研究之结构设计.doc

毕 业 论文中文题目 客车漏尘分析研究之结构设计 英文题目 the coach leak analysis and research the structure design of dust系 别： 机械系专业年级： 车辆工程2007级2班姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 高级工程师2011年 05 月20日毕业设计（论文）诚信声明书本人郑重声明：在毕业设计（论文）工作中严格遵守学校有关规定，恪守学术规范；我所提交的毕业设计（论文）是本人在 韩锋钢 指导教师的指导下独立研究、撰写的成果，设计（论文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在设计（论文）中加以说明；在本人的毕业设计（论文）中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改实验数据。本设计（论文）和资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。学生签名： 2011年05月20日目 录 摘要1 关键词1 前言21.1 本课题的研究现状21.2 课题研究的意义及内容2 2客车防漏尘结构设计3 2.1客车地板密封结构设计3 2.1.1 客车地板结构漏尘问题的分析3 2.1.2客车地板结构漏尘问题的研究现状4 2.1.3客车地板结构漏尘问题的解决方案4 2.2 线路、管道穿过地板处的防尘结构设计10 2.2.1地板孔处的漏尘问题分析11 2.2.2地板孔处的漏尘问题解决方案11 结论12 致谢12 参考文献13- 2 -客车漏尘分析研究之结构设计学 生：指导老师：（厦门理工学院机械工程系，厦门361024）【摘要】 客车车身的密封性是整车质量的一项重要指标，也是目前我国客车制造厂家尚来彻底解决的问题。关系到客车密封性的因素有很多，在结构和工艺上都会影响到客车的密封。而在次我所要提到的是关于客车结构对密封性的影响。客车结构繁多，涉及到密封性问题的结构主要有：地板，蒙皮，窗户，车门，行李舱（部分客车没有），仪表盘，检修盖，换挡操纵机构，线束而地板的密封，侧窗的密封，线束部位的密封更是难题，直至今日，客车的密封性问题仍旧是一个很重要的问题，而密封性问题中，漏尘的分析研究更是值得去深究的。因为在我们乘坐一辆车的时候，呼吸是最直接影响我们的感官的，假如我们在坐车的时候吸入一堆的灰尘，试问，谁还觉得这车很好？这车很舒适？要提高客车的密封性能，达到不透气、不透风，不进尘的目的，是一个很难达到的问题，但是，如何最大限度的减少却是值得研究。这一段时间，我经过学习国内外有关资料和国内外客车考察调研，对客车部分的防尘结构都提出了一些建议，有些则是参考前任的研究成果进行比较之后做出的选择。【关键词】客车结构 密封性 防尘 改进the coach leak analysis and research the structure design of duststudent：zheng kaidongtutor：han fenggang(department of mechanical engineering, xiamen university of technology, xiamen, 361024, china) abstract for bus body sealing vehicle quality is an important index in china, it is also the manufacturer to thoroughly passenger is to solve the problems. in relation to passenger on a number of factors and tightness in structure and technology will affect the bus on the seal. and in times what i should mention is about the influence of passenger structure on sealing. bus structure is various, involves the structure of sealing problem basically has: floor, rigging, windows, doors, luggage cabin (part buses dont have), dashboard, access cover, shift operation, harness. and the floor of the seal, side window seal, wire sealing is part of the problem, until today, buses sealing issues still is a very important question, and sealing problem analysis and study of leakage dust is worth to study. because when we take a car, breathing is the most direct impact our senses, if we are in a pile when inhaled car dirt, ask, who will think this car is good? this car is very comfortable? to improve the sealing performance and achieve passenger airtight, no leak, not into the dust purpose, is a difficult to problems, but how to minimize is worth studying.in this period of time, i after learning at home and abroad and overseas relevant material and study visits to bus, coach of dustproof structure parts, some suggestions were put forward, and some were reference former research made after comparing the choice. keywords bus structure, sealing ,dustproof ,improvement1 前言改革开放以来，我国汽车工业发生了翻天覆地的变化。特别是近年来，我国的汽车产量逐年增加，已跻身于世界汽车生产大国的行列，但是，目前具有我国独立知识产权的自主研发的有关于汽车行业的专利少之又少。未来几年，随着我国自主创新意识的增强，制造民族品牌汽车的呼声逐年高涨。我国许多国内的高校也都开设了有关汽车设计的课程。然而关于汽车密封性的课程却是很少。这种现象也是目前汽车制造业的现状。汽车密封性一直都在研究中，就客车而言，客车工艺就是要密封，以前大家可能不重视，现在随着生活条件改善，人们对客车密封要求越来越高。汽车的密封性却是直接影响到公司乃至用户的切身利益的。密封性差了，用户评价自然不高，公司产品销售自然不好，利润也将降低。现如今，石油的减少，石油的涨价；环保的开展，低碳生活的开始倡导；新能源的开发，新能源的普及让我逐渐感觉到以后轿车并不能成为主导。客车等公众的交通工具才会在未来成为大家的代步工具，如何提高客车的密封性也是成为一个必不可少的研究项目。1.1 本课题的研究现状目前，根据我国qc/t 475-1999 客车防尘密封性限值中的指标可初步了解到我过目前防尘密封性的研究现状 表1-1允许的限值车辆类型密封度 m %微型客车、轻型客车95旅游客车94团体客车、长途客车及单门城市客车92双门城市客车91铰接客车891.2 本课题研究的意义及内容客车生产过程中，漏尘是一个常发生的问题，涉及结构、工艺、现场控制、材料等方面。主要从结构设计、工艺方案优化，新型材料使用，现场管控以及测试方案等方面进行研究。通过对漏尘问题调查分析，找出漏尘部位，解剖漏尘部位，并分析造成漏尘原因，确定主要原因，提出解决方案，再进行方案的验证，以此来分析研究并解决客车的漏尘问题。客车密封性不好有许多不好的影响。密封性的好坏直接关系到客车防尘，防水的好坏。灰尘对许多仪器的运作都有不好的影响，比如对于电视机，灰尘多了，电视机的散热就变得更加困难，耗电量也增加，影响寿命；灰尘也影响仪表盘，容易导致仪表盘的不准确，除了车内的影响，对与发动机，变速器都有不好的影响，然而最重要的是影响客车的舒适性，这也是乘客和购车者对产品好坏的一个重要评价。客车漏尘的分析研究是汽车研究的一个重要的方面。2.客车防漏尘结构设计2.1 客车地板密封结构设计客车车身的密封性是整车质量的一项重要指标，也是目前我国客车制造厂家尚来彻底解决的问题，特别是地板的密封更是难题。客车地板密封性在整车密封中占有一个很重要的比重。很明显的，在一个尘土多的路面上，当车经过时扬起灰尘，地板便是第一道阻止灰尘进入车内的结构，若地板密封性不好，那尘土便会进入车内，让人感到不舒适，地板密封性的好坏也直接关系到了整车质量的好坏。2.1.1 客车地板结构漏尘问题的分析要了解地板结构的漏尘问题，首先要先了解客车地板的主要结构。一般把地板结构分为两大部分：地板骨架总成和地板面总成。地板面总成是依附于地板骨架铺设地板材料而成，其结构较为简单。 而地板骨架总成，除了顶盖总成与其无关外，车身的前 围、后围、左右侧围以及底盘与它都有直接联系 。一般地说 ， 地板骨架结构的中段 、后段较为简单，前段较为复杂。特别是当发动机前置、 乘客门也前置时，前段地板结构就更为复杂。为了方便前置发动机的检修或拆卸，过去常常把发动机周围的地板骨架梁和地板做成可拆卸的，但这样却有缺陷，时间长了，固定的地板松动，密封和振动就成了大问题。现阶段，多数旅游客车、公交车都是采用发动机后置的布置，因此，在这儿就主要讨论后置驱动的地板密封性问题。当发动机后置时，还要考虑到盖的隔热效果，一般在盖的底部再加一层隔热材料。图2-1 木地板密封示意图 图2-2 铁地板密封示意图图2-1中所示的图为地板的基本结构，但是不同的公司不同的车型的地板结构却不想通。由图2-1中可以了解到，地板的主要结构就是防尘铁，地板革，地板面，还有密封胶。从图中可以看出，密封问题较大的地方就是地板与侧围连接的部位，除此，地板与地板之间的接缝也是漏尘的主要部位。其次，地板装配工艺及其质量也是提高客车地板密封性能的重要手段。目前， 国内一些客车厂家在地板装配方面存在的弊病有 3点：(1)7 0 %厂家的地板装配工艺太差，没有正规的工艺操作规程和要达到的技术质量指标 。工人下料不划线，割豁装配，粗制滥造，装好后的地板和骨架接台处的间隙有的能伸进手指。(2)由于客车车身骨架的制造误差即便按同一尺寸形状精密下料，也将无法保证其拼缝的装配间隙。(3)不少厂家采用铅油与麻刀混合嵌缝，易干燥，时间稍长必然裂缝，同时随着螺拴的松动，地板也活动跷起，从而间隙越来越大，一般不 到半年，密封性能基本遭到破坏。2.1.2 客车地板结构漏尘问题的研究现状从资料的搜集来看，地板漏尘问题的研究算是目前各客车厂家都比较看重的一个密封性问题。地板结构涉及方面广，在车上占的比重也大，也是灰尘泄漏的主要部位。目前客车地板结构与图2-1中所示都是大同小异，不同的只是所选用的材料和在车内的布置。图2-2所示的结构是由黑龙江汽车改装有限责任公司的技术人员所设计的结构，这也是目前普遍在采用的结构。图2-2中，地板采用金属地板与密度板混合安装。采用这种结构, 地板接缝少, 装配简单, 且密度板比木质胶合板具有更好的硬度及自重性。2.1.3 客车地板结构漏尘问题的解决方案要解决地板结构的漏乘问题，首先，我觉得要从地板材料的结构先去考虑，板选用的材料会影响到地板结构的设计。通过资料的收集对比，我整理出了以下几种地板材料。 表2 地板材质地板材料及名称地板平面布置方式地板断面及连接紧固方式特点木质地板1. 接缝太多2. 干湿收缩膨胀系数大3. 易变形挠曲4. 密封较困难塑料地板1. 接缝太多2. 易老化、脆性大3. 冲击强度差4. 密封较困难金属地板as钢板1 接缝少2 重量大3 耐腐蚀性差4 不耐寒5 密封性好木质（或竹编）胶合地板1. 接缝少2. 不易变形3. 密封较容易通过上表可以得出以下几点结论：1. 采用木质(或竹编)胶合地板，密封性能较好，不易变形，接缝采用搭接是比较有益的2 .一般，地板与底横粱副粱连接固定是采用m6螺拴加平垫圈，而长途客车长期行驶在不平路面上，由于座椅的抖动，也促使地板局部上下颤动。而木材(或塑料)与钢材的膨胀系数差别较大，螺栓易松动，故应加弹簧垫圈，防止螺栓松动。 除了材料的结构，如何与车内壁装配也是一大难题。地板与车内壁的密封问题，如同图2-1，图2-2中所看到的，基本上都是采用的防尘铁或者是密封胶条来解决密封问题的。会用到防尘铁以及密封胶条主要的原因是因为地板与内壁之间有缝隙，而这个缝隙却是贯穿于整个车内，也是漏尘最主要的地方。若是没有这个接缝是否这一块的漏尘问题就解决了?要做到无接缝，就必须在制造的时候做一块压弯的，犹如防尘铁一样的内壁。然而事实上这样做会极大的增加制造成本以及装配的难度。所以目前所采用的基本上就是搭接的方式。地板防尘问题涉及较广，主要有发动机附近的地板结构，座椅连接部分的地板结构，换挡操纵杆部位的地板结构以及检修盖部位的地板结构。此外上下车门的地板结构和座椅安装梁与过道的地板结构都是漏尘问题需要注意的地方。下面就来讨论下地板的各个防尘密封结构。 （1）发动机附近发动机附近地板结构除了涉及防尘问题，还要考虑的降噪隔热的效果。图2-3所示的为发动机附近的地板结构。除了发动机罩的设计要充分加强隔振隔热效果、提高密封性外，发动机附近的钢板采用了一种具有减振降噪功能的复合钢板。例如 ，发动机旁的围板、两侧前轮拱以及驾驶员的踏脚地板都采用了这种钢板( 见图 2-4 )。另外，在发动机附近铺设的木地板下面粘贴了一层阻尼板(见图2-5)。经过这样处理后，车辆无论在运行中， 还是在停车怠速时，其隔振降噪的效果远比同类型的未经 这样处理的其它车辆好得多。 图2-3 前地板骨架局部示意图图2-4 阻尼板 图2-5 旧检修口地板 （2）检修盖口检修口是车内易进灰尘部位。图2-5所示的是检修盖部位的地板结构。这个结构是在2001年之前所普遍使用的，现在基本上都很难在看到这种结构。这种结构起到防尘作用的基本上就是密封胶，防尘效果并不显著。此外，这种结构在车内将会有一个凸起，不管是安全还是美观都不尽人意。黑龙江汽车改装有限责任公司就提出了另外的一种密封结构，也是目前大多数厂家所采用的结构，如图2-6.虽然主要是在材料上来解决该密封问题，但是密封效果却比图2-5的好多了，并增强保温及美观性、安全性。在生产中应用最为普遍的密封结构: 采用铝型材加“9”型密封橡胶条, 通过口盖边框铝型材挤压胶条来实现密封, 效果很好。而且盖体采用竹编胶合板与带孔铝箔型消声复合材料, 能有效隔绝外界噪声和车内外热量的传递, 如图2-7 所示。上述结构虽然有效地解决了密封, 但在使用过程中发现边框铝型材有不同程度的发热, 发动机热量通过止口与铝型材传入车内。因此, 在结构上作了一些改进, 如图2-8所示。此种结构不但将检修口处外界热量与车内基本隔绝, 而且由单道密封改为双道密封, 增加了密封的可靠性。 图2-6 新检修口地板结构 图2-7 “9”型密封橡胶条 图2-8 双道密封结构 图2-9 传动座椅安装（3）座椅座椅如何与地板装配也是需要注意的地方。传统座椅装配常在地板上打孔，再用螺栓紧固连接。这也是目前低档客车，城市公交车在普遍使用的装配方式，如图2-9。用这种装配结构，成本低，制造方便，但是防尘密封效果不佳，但用在微型、轻型客车却也能够满足国家所规定的防尘标准。而在豪华型的旅游客车，这种防尘结构却不能满足要求，一般都要将座椅固定在安装梁上，以此避免装配座椅时在地板上打孔，提高密封性，如图2-10。金龙客车常用这种结构，如图11 图2-10 豪华客车座椅安装 图11金龙客车座椅安装宇通客车现在常用的座椅与车身的连接方式是采用如图 2-12与图2-13 所示的方式分别与侧壁和地板连接, 可避免在地板上穿孔所造成的密封问题。图2-12 座椅与侧壁连接 图2-13 座椅与地板连接处的密封结构 处的密封结构（4）换挡操纵杆换挡操纵杆部位的防尘结构，目前所普遍采用的如图2-14所示。采用档位防尘罩，并且挡位防尘罩开口周边严格打胶密封后锁螺钉固定，以此来解决防尘密封性问题。图2-14 换挡操纵杆防尘 （5）侧围蒙皮安装结构及工艺的改进改进前, 侧围蒙皮与骨架连接时只在搁梁外表面粘泡沫进行密封(见图2-15)。这种工艺简单, 但密封效果不尽人意, 主要原因是车辆因运行振动, 泡沫密封效果变差, 灰尘沿蒙皮与搁梁间的缝隙渗透到车内。改进后,侧围蒙皮与骨架连接结构如图 2-16 所示,而且侧围蒙皮与骨架连接完毕后进行现场喷涂, 这样侧围蒙皮与骨架之间的间隙都被聚氨酯泡沫填实, 并牢固粘结在喷涂物表面, 喷涂厚应在30 mm左右。用这种结构与工艺, 彻底解决了侧围蒙皮与骨架连接后蒙皮与搁梁贴合不严而造成的透灰现象,并增强了保温性能。 图2-15 改进前侧围蒙皮与骨架的 图2-16 改进后侧围蒙皮与骨架的 连接结构 连接结构 以下来谈谈我在丰泰国际新能源有限公司实习，对于地板部位防尘问题的见解。泡沫填充剂地板与侧围缝隙地板与地板间的接缝处竹编胶合地板图2-17 竹编胶合地板 上图可以看出，该公司所采用的地板材料是目前比较普遍使用的竹编胶合地板，由表2也可以看出，竹编地板的好处。侧围处采用的是具有隔热、隔音、保鲜、防震、缓冲等性能，易于成型、重量轻的泡沫填充，也是目前常见的填充方式。地板与地板缝隙采用的是密封胶的粘接。这里有一个值得考虑的问题是，既然地板与侧围连接的缝隙和地板间的连接缝隙是密封的一大难点，为何不用整块连接的地板直接安装，或者是在地板下铺一整块钢板或者是像蒙皮一样的铝制皮。这个问题也是我在研究地板防尘密封结构所考虑到的。接下来是我自己的个人所想，也解决了我所产生的这个问题。要制造一整块与车刚好匹配的钢板难度不小，这提高了成本，若是其他材料，虽然制造方便，但是强度没有钢板好，强度好的成本却更高。再者，在竹编胶合地板上还会在铺地板革等一些材料，整体的密封已经可以很容易就达到国家的标准，就没必要还需要增加成本去在地板下在铺一整块连接着的材料来防尘密封了。图2-18 地板密封工艺图2-18中是已经完成了地板密封工艺的照片。这个部位上没有用到防尘铁，而是用密封胶条代替了，防尘铁用在此处密封性反而没有比密封胶条来的好。图2-19是车发动机附近的密封，此处有隔热棉和降噪材料，此处只需要再铺上地板与地板革，密封性问题就不大了。图2-19 发动机附近密封2.2 线路、管道穿过地板处的防尘结构设计一辆汽车上有许多的电器设备，也有许多汽车部件都带有管道线路，例如电瓶，冷却水，空调管道，暖风管其中就有许多的管道线路需要穿过地板。由于有线路与管道的存在，密封就变得困难。2.2.1 地板孔处的漏尘问题分析线路之间的缝隙线路与孔间的缝隙 图2-20 地板孔漏尘如图2-20所示，当线路或者管道穿过地板孔时，孔与线路管道之间就很容易出现缝隙。一个孔可能穿过的线路管道不会单单只有一条，不可能没一条线没一根管就需要在地板上开一个口，因此总是会同时的在同一个孔处穿过好几条线束或者管路。这种微笑的缝隙又无法一一根除，因此就需要用一种方法，尽量的减少这样的缝隙的存在。2.2.2 地板孔处的漏尘问题解决方案汽车在冬天的时候经常因为天气过冷而启动不了，因此有些客车上就会配有暖风机。现在先来看看暖风机的暖风管穿过地板进入车厢时的防尘密封问题。图2-21 暖风机出风口管道的安装结构 图2-22 暖风机回风口的安装结构暖风管穿过地板进入车厢时, 由于穿越孔面积较大, 防尘密封尤为重要。主要采取把暖风机出风口管道安装在侧围骨架上(见图2- 21) , 暖风机回风口采用的结构见图2-22, 这样就较好地解决了其密封防尘性能。 图21 实际出风口管道安装结构 图22 实际回风口安装结构总 结 经过本次毕业设计，以及去工厂近两个月的实习所学所得来看，客车漏尘之结构研究主要体现在关键位置的把握上。只有超前的慎密的思维才能在客车的结构的设计中做到面面俱到，不至于出现后续工序难以顺利进行的窘境。结构设计主要为接下来进行的工艺操作做前期准备，让操作人员有一个合理的理想的操作温床，例如需要密封的部位的表面设计成光滑的平面，这样就有利于工艺的实施。本次做的这个结构设计主要体现在客车的关键位置上，对这些位置的结