HGC1050轻型商用车的总体设计

黑龙江工程学院本科生毕业设计摘 要汽车设计工作基本可分为三个阶段，不同阶段要解决的主要问题也不一样。整车的总体设计主要解决社会雪球转化为汽车性能的问题，可认为是第一阶段；其次是汽车各子系统和总成的设计，主要解决汽车的功能和布置问题，可认为是第二阶段；最后是零部件的设计开发，主要解决强度、寿命和生产技术的问题，可认为是第三阶段。本课题所研究的内容是5吨轻型货车的总体设计，也就是整车总布置。工作主要是解决社会需要转化为汽车性能的问题，也就是汽车设计的第一阶段。细分下来包括汽车形式的选择、汽车主要参数的选择、汽车主要总成部件的选择、动力性计算、燃油经济性计算、汽车主要总成部件的布置、运动校核以及总布置图的绘制。本设计的目的是在满足工况要求的动力性能基础上，尽量实现提高燃油经济性和降低排放。文中对于如何进行汽车总布置设计进行了说明。关键词: 车总体设计；总布置；动力性计算；燃油经济性计算黑龙江工程学院本科生毕业设计be is is to be of of of of t It of of It is It of of of is to of to of 摘要第 1 章绪论题的背景及意义 内外研究概况 究内容及方法 5第 2 章总布置设计的准备 标参数”的初步确定 标参数”的确定 14第 3 章汽车主要参数的选择要尺寸参数的选择 车质量参数估算 车状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算载状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算悬架质量的估算备质量利用系数荷分配要性能参数的选择 力性参数接档动力因数档动力因数高车速车的比功率和比转矩车的加速时间料经济性参数动性参数纵稳定性参数驶平顺性参数动性参数过性参数 26第 4 章整车型式的选择 动机的种类和型式 合器的初步选型速器的选型动轴的选型动桥选型驶室的型式胎的选型车的轴数和驱动形式头、驾驶室的型式33黑龙江工程学院本科生毕业设计第 5 章整车性能的计算 车动力性能计算 车经济性计算 章小结 41第 6 章商用车总布置图绘制车布置的基准线 布置图绘制的基本原则 身总布置设计 动机总布置设计 向节、车轮总成与前制动器总成的布置设计 动机及传动系的布置 驶室的布置 架布置 架总成外形及其横梁的布置 向系的布置 动系的布置 气系统的布置 纵系统的布置 章小结 54第 7 章运动校核 胎运动校核 向传动装置与悬架共同工作校核 动轴跳动校核 章小结 60第 8 章主要总成尺寸概述车设计基准 体设计方案及主要尺寸 盘系统布置方案及主要尺寸 章小结 67结论 68参考文献69致谢 70黑龙江工程学院本科生毕业设计7第1章绪 题的背景及意义汽车是重要的现代交通运输工具，汽车工业已成我国的支柱产业。汽车工业的规模及其产品的质量已成为衡量一个国家技术水平的重要标志之一。我国汽车工业今后的发展方向，着重在于提升行业的集中度，提升自主品牌的市场地位；通过兼并重组，形成两至三家产销规模超过200万辆的大型企业集团，培育四至五家产销规模超过100万辆的汽车企业集团，产销规模占市场份额90%以上的汽车企业集团数量由目前的14家减少到10家以内。同时，支持汽车企业通过兼并重组整合产品资源，开发新产品，鼓励汽车企业联合开发制造；提升自主品牌乘用车国内市场份额至40%以上，其中轿车达到30%，自主品牌汽车出口占销量的比例约为10%。汽车总布置设计是新车型开发的第一道工序，而新车型总体方案的确定是总布置设计的第一步。首先通过充分准备和综合分析，选择一个合理的整车方案，并经过一定的程序将其定下来。方案确定后，进行准确布置和计算，并为各总成下一步开展的工作打好基础、准备条件、提出要求并与各专业组协同完成全部的设计，共同实现整车的总目标。一种新车型的投产，除产品开发过程外，还要做大量的生产准备工作，如投入资金设备厂房、人员及制定一整套相关工艺等。这些都是为了保证整车能够稳定的大量的投入生产，并确保其整车性能和质量能被客户接受，所以整车总体方案和全部设计内容，也直接决定着工厂的投入。因此，总布置工作方案选择、布置、和计算，都是非常重要的，而且是不可缺少的。做好整车设计工作，必须做好以下两点：第一、要能准确地分析市场形势、了解客户的心理状态、车辆使用特点，熟悉工厂的生产条件，以便真正确定出合理的整车方案；第二、要有独立工作的能力。因为方案确定后，实现该方案的所有布置、计算及整车的开发工作，基本上是由一个人来完成，所以要求设计者工作不应该有任何失误，否则会造成反工和浪费，甚至失掉抢占市场的机会。因此要求设计者必须具有严谨、认真、细致、负责的精神，在整个开发过程中能协调和解决各方面问题和矛盾，使设计产品质量达到设计要求。总布置工作虽然以完成全部图纸及技术文件资料来标志着阶段性的结束，但还应该进行整车装配图的校核工作，即利用已完成的全部图纸或三维数模进行全黑龙江工程学院本科生毕业设计8面的细致的整车装置的图面及运动校核，及时发现问题、解决问题，使设计中存在的问题消除在试制和试装车之前。总布置设计在整车设计开发过程中，占有非常重要的位置，必须认真做好这项工作。况简述汽车设计包括整车总体设计、总成设计和零件设计。其中汽车总体设计又称汽车总布置，它是汽车设计中重要的一环，它对汽车的设计质量、汽车的性能和产品的生命力有着决定性影响，它不仅贯穿整个设计过程而且为各总成、部件的设计构建框架。总体设计是根据整车设计总目标明确各种要求的主次关系，协调统一，形成整车设计方案的过程，传统设计方法是经验设计，通过手工查阅国内外类似汽车获得设计参数，绘制出总布置图和总成部件图，初步得出整车参数和性能指标。其设计周期长，准确性差，费力又费时。作者李军求等针对汽车总布置设计的特点，用+610作为界面设计语言，运用行了汽车底盘总布置设计。在编程环境。目前使用的是10 版。继承性以及多态性等特点，其开发的立性强、连接简单、内部功能高效、代码可重用性强等优点，并支持简洁高效地实现许多复杂功能1。由于总体设计中牵涉的变数多，因此开发新车型不仅对设计师自身的经验和能力有较高的要求而且必须用先进的技术辅助设计师合理决策、优选参数、优化设计，以应对汽车市场激烈的竞争。随着计算机技术的不断应用与发展和车的设计必然要与计算机结合。在国外，用于汽车开发的提出了计算机集成制造思想。国内汽车设计人员在利用计算机绘图及性能计算方面取得了显著的成绩，但在总体设计阶段还是利用经验方法，这不仅影响了设计质量也增加了设计时间。因而总体设计亟待引进先进的计算方法和先进的绘图软件。作者黄晓云等针对此种情况，提出了以参数化绘图技术和专家系统技术为基础，结合数据库技术建造了基于参数化和专家系统技术的汽车总体设计系统可以以人机交互的方式完成整车方案设计的全过程，最终给出符合设计目标的总布置图的三维模型，并且作者给出了该系统的总体结构，简述了设计参数选择专家系统模块的实现方法和功能，详述了基于用其二次开发工具开发的各参数化图库黑龙江工程学院本科生毕业设计9的功能和建造方法【2】。汽车车身的设计是从车身总布置开始的，车身总布置是汽车总布置设计的重要组成部分，而车身总布置是以驾驶员座椅位置的布置为中心进行的。对汽车驾驶员位置进行合理地布置是提高整车适宜性、驾驶乘坐舒适性及安全性的关键措施。车身总布置的好坏，在很大程度上决定着车身设计的成败。只有当驾驶员座椅位置的布置工作完成后，才能进行车身造型，所以驾驶员座椅位置的布置是车身设计的首要环节。作者吴涛在实车开发工作中提出通过件、模糊综合评判等方法，对已确定的汽车驾驶员手掌掌心、踵点及过这些点预测了汽车驾驶员的驾驶姿态。并利用立了布置汽车驾驶员位置的实用性很强的方法，在实开发工作中进行了验证，该方法可大幅度地缩短车身内部布置所需的时间，使整车开发成本得以降低。布置方法的建立有望为设计单位提供高效的设计手段。并且使以计算机技术为核心的】。汽车视野设计使汽车总布置车身设计中的一个重要环节。汽车视野性的好坏直接到汽车行驶的安全性，使汽车安全认证的主要项目之一。英联邦法规洲本“道路运输车辆保安标准”、我国国标都在视野方面制定了相应的法规和标准。作者任金东等详细介绍了基于系统汽车人体工程学的基本理论为指导，依据的标准是提炼之后的专家知识与行高效地指导汽车视野设计。并且该系统以序具有与主平台完全一致的用非常方便【4】。在进行汽车总布置设计时，必须对车轮的运动进行校核，防止发生运动干涉。此校核的目的是确定车轮运动至极限位置时占用的空间(对于前轮应同时考虑上跳及转向至极限位置时的情况)，从而检查车轮与轮罩、纵梁之间的运动间隙是否足够，并由此决定前后轮罩设计的最小尺寸边界。作者马红荣在2010年发表的车轮跳动与轮罩设计校核中对某型车前、后轮跳动情况进行了详细分析，并对其空间布置情况进行如何校核，如何为轮罩、挡泥板的设计提供依据【5】。汽车产品设计必须满足客户及市场需求, 也要体现工程及制造要求, 还要体现政府法规及安全要求。这些要求需要有一个合适的托付物来体现。作者赵尚义提出的典型截面就是设计、制造要求、人员、安全因素及法规的多功能区的交流格式，它是以图形的方式表现这些设计要求的载体，内容包括车身，五门一盖，内外饰，电器及人机要素的“最佳截面”，以及动力总成及底盘截面。典型截面标准应该在总布置经理的管控之下，具体的典型截面信息数据库维护由技术研发部黑龙江工程学院本科生毕业设计10门总布置组负责【6】。在汽车总体布置设计中，经常涉及到轴荷的分配和整车质心位置的设计、计算和调整。最常用的方法是根据力矩平衡原理通过计算来完成。计算法有其准确、可靠的一面，亦存在数据收集处理繁琐复杂、计算过程不直观、调整数据不便等缺憾。作者林春旭提供一种几何作图的方法，可以非常直观地求得汽车的质心和重力，直接求得汽车的质心位置及轴荷，无须数学计算，调整和变动各部件的位置、质量也很方便，可简化汽车总布置设计时轴荷和质心的设计计算过程。有关质心位置和轴荷分配的计算过程。应用计算机辅助设计，此法将更快捷可靠【7】。汽车的设计开发，必须围绕以人为中心的人性化前提展开。因此，在汽车的开发设计中，人机工程设计与车内空间的确定占有重要地位，必须根据新产品的实际情况，进行合理的布置设计。汽车人机工程设计的任务就是开发出使驾驶者感到操纵方便、高效、不易疲劳，使乘坐者感到舒适、安全的汽车产品，这不仅关系到有效利用车内空间及提高乘用舒适性，而且会影响整车、内外造型和尺寸参数，进而会影响整车性能和市场竞争力。而要获得人性化并贴近用户的最优化设计结果，就必须运用人机工程的设计方法程序。在我国，由于没有合适的人体数据及工具且缺乏设计经验，尚未形成清晰有效的汽车人机工程设计方法。但作者张冰在2005年发表的人机工程在汽车总布置设计中的应用中探讨总结了人机工程在汽车总布置设计的应用，同时阐述了汽车总布置中的一些概念和定义，并给出了相关的标准和参考值，也可以为新产品的开发和技术改进提供参考和帮助【8】。作者廖林清提出了以汽车行驶的能量利用率最高、加速时间尽可能短为目标函数，建立了在给定汽车底盘参数、整车性能参数和汽车行驶条件下的汽车发动机性能指标优化数学模型，对汽车发动机的最大功率厦其相应转速、最大转矩及其相应转速和发动机排量等参数进行优选，为汽车总布置设计中发动机的选型提供了依据【9】。况分析拟解决的主要问题：（1）改善汽车的技术效果。改善或达到高于竞争对手的装载能力、动力性、舒适性、可靠性、燃料经济性等技术性能，降低污染，提高安全和方便程度等。这些都可以用硬指标作为考核标准，通常是重要的设计目的。（2）改善汽车的艺术效果。改变旧的形式，创造新颖美观的形式，这是汽车在竞争中至关重要的特性，也常是设计目的。（3）改善汽车的经济效果。调整汽车在产品系列中的档次，调整其成本和售黑龙江工程学院本科生毕业设计11价，以改善汽车在市场上的竞争地位。（4）改善汽车的形象。若旧车型由于种种原因在用户中形象不佳，则需要使产品以全新的形象出现于市场。究内容及方法本次设计主要是通过查阅近几年来有关国内外总体设计的文献资料，结合所学专业知识进行设计。通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，计算整车的性能结构参数并对其进行校核计算；同时对离合器、变速器、驱动桥等结构元件进行总体布置。然后利用计算机辅助绘图画出总布置图，并辅之以说明书。究技术路线图黑龙江工程学院本科生毕业设计12第2章总布置设计的准备汽车从构思到投放市场需要一个较长的时间过程，发展汽车工业需要有战略眼光和思想。每个汽车企业都要有自己的发展战略，企业的发展规划就是一定时期内发展战略的文字载体。在企业的发展规划中，商品规划是核心内容。企业的一切经营活动都是以向市场提供适销对路的商品为目标，通过实现商品的销售而实现企业的利益和社会效益。任何商品都有一定的寿命周期，因此，企业要不断改进产品和开发新产品，以满足市场的要求，从而保证企业的生存和更快更好的发展。商品规划就是基于上述认识，使社会环境、市场要求和企业实际条件相协调，保证企业不断推出适销对路商品的一项计划和管理工作。根据时间区段和任务的不同，商品规划分为两类。一是在一定时期内（如5年、10年）涉及企业所有商品系列的整个商品规划，即商品发展规划。二是按每一个商品制定方案的单个商品规划，它包括作为商品开发第一步，给商品下