轻型客车车身总布置设计毕业设计论文.doc

学号* 本本 科科 毕毕 业业 论论 文文 题 目： 轻型客车车身总布置设计 教 学 系： 机械与汽车工程系 指导教师： * 专业班级： 车辆 1055 班 学生姓名： * 二 00 九年六月 郑重声明郑重声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究 成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 本人签名： * 日期： 2009.5.25 毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书 学生姓名*专业班级 车辆 0505 指导教师*工作单位 武汉理工大学汽车学院 设计(论文)题目: 轻型客车车身总布置设计 设计（论文）主要内容： 进行轻型客车车身总布置设计。主要内容是客车车身的结构型式的选择及方案的确定。 客车车身主要参数的确定。 要求完成的主要任务: （1）图纸必须包含装配图和零件图，总制图量折合本科不少于 2 张，专科不少于 1 张 0 号图纸，其中手绘图纸量折合不少于 0.5 张 0 号图纸，或机绘图纸量折合不少于 0.5 张 0 号图纸，手绘图纸不得与机绘图重复； （2）毕业设计说明书不少于 1.0 万字（专科 8000 字） ； （3）毕业设计文献检索不少于 10 篇，文献检索每篇不少于 200 字； （4）开题报告本科不少于 1400 字，专科不少于 1200 字； （5）毕业实习报告不少于 2000 字； （6）论文附参考文献 12 篇，其中 2 篇外文。 （7）论文所有电子文档必须刻成光盘。论文装订顺序：封面任务书开题报告 目录中文摘要英文摘要绪论正文结论（结束）参考文献附录致谢 设计（论文）工作日程： 1-2 周 整理文献、检索资料、完成开题报告 3-4 周 方案构思、外文翻译 文献检索、开题 5-6 周 校外实习、校外资料收集、完成实习报告 实习报告 7 周 资料整理、完善方案 设计方案 8-10 周 设计计算、图样绘制 设计计算草稿、草图 11-14 周 完善图纸、编写设计计算说明书 图样、说明书、资料装 袋 15 周 评阅 16 周 答辩 指导教师签名： 系主任签名： 盖章 毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告 系：机械与汽车工程系 专业：车辆工程 题目轻型客车车身总布置设计 1、设计(论文)目的及意义（含国内外的研究现状分析） 轻型客车车身总布置设计是对发动机、传动系、悬架等总成，电器设备，车身内饰总成和部件 （仪表板，座椅，操作机构等）的所在位置，以及车身室内空间大小和车身主要技术参数，在满足 车身造型的要求下进行设计确定的过程，即据同类车的基本车型数据参数以及参考前人设计经验和 数据的基础上，对该车型的车身外形和内部布置进行设计，并进行相关的动力性和经济性计算以检 验设计的合理性。 其目的就是要使车辆在有最大的室内空间，或者说是要在有限的车身外形尺寸内布置所有的总 成，机构，并获得最大的室内空间，提高产品的市场竞争力，还有充分了解和掌握了对轻型客车车 身进行车身总布置设计的步骤和方法，这将为我们以后毕业从事汽车车身设计的工作打下基础。 在汽车车身设计这一领域，国外已经十分成熟，但国内还尚不完善，在车身内布置方面，近来 逐渐发展起来的人机工程学为汽车车身内布置提供了最好的设计工具。在国外，人体工程学在汽车 设计中的研究内容日趋广泛和深入，对解决汽车及车身设计如何适应人体特点，提高人机系统工作 效率有重要意义。人机工程学为我们进行汽车车身的内布置设计提供了有效的方法及经验数据，这 些经验数据对于我们今后进行车身总布置设计具有很好的参考价值。而在国内由于该学科起步较晚 缺乏经验，故尙未形成清晰的人体工程学设计方法。 汽车车身设计属于汽车设计中的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的，汽车车身总布置 是汽车整个设计流程的入口，只有确定了总布置方案后才能进行汽车各部件的详细设计，因此车身 总布置的好坏在很大程度上决定着整个汽车设计的成败。 2、基本内容和技术方案 轻型客车车身总布置设计是车身概念设计的重要内容。由于车身总布置设计是否合理，将直接 影响着轻型客车的使用性能。因此设计人员载进行轻型客车车身总布置设计之前，应充分了解或考 虑以下各方面的内容：整车的主要性能参数，尺寸参数，以及车身布置及机构型式；发动机和传动 系的布置型式，悬架机构，转向机构等，以及各总成，机构间的相互关系（位置关系，连接关系） ； 车身构造，以及车身结构强度，刚度，安全性等方面的内容；人体工程学知识，即室内居住性，驾 驶操纵性，视野性，上下车方便性。 轻型客车车身主要技术参数是指车辆的外形尺寸，内部布置尺寸，行李箱尺寸，与车身有关的 底盘性能尺寸，整车通过性尺寸（含角度值） ，以及影响整车性能的质量参数和空气动力参数等。 初步确定这些参数，是进行轻型客车车身总布置设计的首要工作。在确定这些参数之前，进行大量 的市场车型调查和统计分析工作是非常必要的，并在此基础上，根据新产品开发计划和性能要求选 择相应的的样车作为初步设计中确定参数的依据。同时还应注意所确定的参数要符合有关标准和法 规的要求。 轻型客车车身尺寸是有发动机，底盘各总成，车身室内空间大小和行李舱容积所决定的。主要 有：车辆的外形尺寸的长宽高；车内尺寸的长宽高；行李舱尺寸的长宽高；轴距，前后悬长，前后 轮距；接近角，离去角和最小离地间隙等。随着车身主要尺寸参数的确定，其余尺寸参数应在布置 设计中逐步具体化，并使其满足主要尺寸要求；反之，初步确定的车身主要尺寸参数在布置设计中 不断深化又能得到反复修正，以至最终被确定下来。 空间是车身总布置设计的一个重要方面，必须以人为中心，重点应该放在确定室内空间大小和 人体的活动空间上，以改善乘坐舒适性和提高产品适用性。所以车身总布置设计的设计原则具体表 现为：市场目标性原；从内到外的人体优先性原则；协调性原则；“见缝插针”原则； 座位优先性原则；“大多数人”原则；准舒适性原则；方便性原则；最重要设计原则. 3、进度安排 2008.11.15-2008.12.01 完成选题、下达任务书。 2008.12.01-2009.01.15 按照任务书要求，查阅文献资料，撰写开题报告。 2009.02.25-2009.03.25 撰写论文，完成论文大体框架。 2009.03.25-2009.04.30 完成设计、论文四分之三内容，进行中期检查。 2009.05.01-2009.05.30 完成设计、论文全部内容，修改论文，准备答辩。 2009.06.01-2009.06.20 答辩。 4、指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 目目 录录 第 1 章 绪论.1 1.1 本课程研究内目的意义 1 1.2 国内外研究现状 1 第 2 章 汽车的总体设计1 2.1 汽车类型的确定 1 2.2 发动机的选择 2 2.3 汽车形式的选择2 2.3.1 轴数及驱动形式2 2.3.2 汽车布置形式的选择2 2.4 轮胎的选择 2 2.5 汽车的主要参数的选择 3 2.5.1 轴距 l 3 2.5.2 前后轮距 b1 和 b2 3 2.5.3 汽车的外轮廓尺寸4 2.5.4 前悬和后悬4 2.6 汽车的质量参数的确定 4 2.6.1 汽车的整备质量4 2.6.2 汽车的载客量和装载质量（简称载质量）5 2.6.3 汽车的总质量5 2.6.4 汽车的轴荷分配5 2.7 汽车主要性能参数的选择 6 2.7.1 汽车的动力性参数6 2.7.2 汽车的最小转弯直径8 2.7.3 汽车的制动性参数8 2.7.4 通过性参数9 2.7.5 舒适性参数9 第 3 章 车身设计制图方法及设计原则.10 3.1 基本规定 .10 3.2 车身设计制图基本方法 .10 3.3 设计原则 .10 第 4 章 车身底板的布置.11 4.1 确定前后轮罩的大小及形状 .11 4.2 充分利用室内底板空间的布置形式 .11 第 5 章 车身前围的布置.12 5.1 车身前围的布置 .12 5.2 车身后围的布置 .12 第 6 章 车身室内布置.12 6.1 人体尺寸和人体模型 .12 6.2 人体的舒适姿势 14 6.3 h 点位置的确定与人体的布置14 6.4 前，后排座座椅的布置 .15 6.5 人体操作范围的设计 .15 6.5.1 方向盘的布置15 6.5.2 踏板的布置.15 6.5.3 仪表板以及操纵件和操纵手柄的位置布置16 6.6 后排座的 h 点确定 .16 6.7 车身顶盖及前、后风窗的位置确定 .17 6.8 汽车驾驶员眼椭圆及人车视野性设计 .17 6.8.1 眼椭圆及其在车身视图上的确定方法.17 6.8.2 人车视野性设计.20 6.9 人体头部位置包络线 .21 6.9.1 人体头部位置包络线的一些相关概念.21 6.9.2 人体头部位置包络线在车身视图上的确定.21 6.10 车身室内宽度的确定 22 6.11 车门布置及上下车方便性 22 第 7 章 发动机水箱舱、行李舱的布置以及其他装备的布置23 7.1 车身前罩的布置 .23 7.2 行李舱的布置 .23 7.3 油箱、备胎的布置 .23 结论.24 参考文献.25 文献检索.26 致谢.29 摘摘 要要 随着我国公路事业的发展，人们生活水平的提高，国家实现公路事业的快速发展，旅游业和农 村客运的兴旺发达，国家的汽车发展政策的调控，一些性价比好的中小型客车备受消费者青睐。 本次轻型客车五菱之光 6376e 车身总布置设计是在整车总布置的基础上进行的，主要是利用已 给的数据和人体工程学的基本知识进行车身总布置设计，内容主要包括汽车车身底板的布置、前围 的布置、车身室内人体工程布置、车门布置、发动机舱、行李舱的布置以及其它装备的布置，并进 行相关的动力性和经济性计算以检验设计的合理性。 关键词：车身总布置设计；车身外形布置设计；车身室内布置设计；人体工程学； abstract with the development of chinas highways, the improvement of peoples living standard, the state highway to achieve the cause of the rapid development of the tourism industry and the prosperity of rural passenger transport, the states regulation of automobile development policies, a number of highly cost- effective good small and medium-sized passenger car customers. the sunshine minibus 6376e overall layout design of the body in the vehicle general arrangement on the basis of, mainly to the use of data and basic knowledge of ergonomics to the overall layout design of the body, which mainly include the auto body floor layout, the former circuit layout, body interior layout of the human body works, the door layout, the engine compartment, luggage compartment, as well as other equipment layout arrangement and the associated power and economy in order to test the design of the calculation is reasonable. key words: total body layout design; body shape layout design; body interior layout design; ergonomics 1 第 1 章 绪论 1.1 本课程研究内目的意义 本设计是对五菱之光 6376e 进行车身总布置设计，通过对一款车的车身总布置的设计，可以使 它具有良好的外形和内部空间，从而使它在性能方面表现很好，在空间方面具有令人满意的效果以 提高产品的市场竞争力，设计过程中可以充分了解和掌握轻型客车车身总布置设计的步骤和方法， 这将为我们以后毕业从事汽车相关的工作打下基础。汽车车身总布置是汽车整个设计流程的入口， 只有确定了总布置方案后才能进行汽车各部件的详细设计，车身总布置的好坏在很大程度上决定着 整个汽车设计的成败。在车身设计过程中必须根据产品的实际情况考虑多方面的因素来进行合理的 布置，这不仅关系到有效利用车内空间以及提高乘用舒适性，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。 车身的总布置设计是总布置设计的重要组成部分，车身总布置设计是在整车总布置的基础上进 行的，整车的总布置提供了汽车的长宽高，轴距，轮距等控制尺寸，轴荷分部范围以及水箱，动力 总成，前后桥，传动轴与车轮的轮廓尺寸和位置。主要包括汽车车身底板的布置、前围的布置、车 身室内人体工程布置、车门布置、发动机舱、行李舱的布置以及其它装备的布置。其中车身室内人 体工程布置是主要的内容，涉及到人体工程学的知识。据此再参考同类车型的有关数据作为借鉴即 可初步确定前悬和后悬的长度，前后风窗位置和角度，发动机罩高度，地板平面高度，前围板位置， 座椅位置，内部尺寸控制尺寸，方向盘位置角度与操作机构和踏板的相互位置等；然后在此基础上， 按满载情况绘制 1：5 车身总布置图。 1.2 国内外研究现状 在车身内布置方面，人机工程学为汽车车身内布置提供了最好的设计工具。在国外，人体工程 学在汽车设计中的研究内容日趋广泛和深入，对解决汽车及车身设计如何适应人体特点，提高人机 系统工作效率有重要意义。人机工程学为我们进行汽车车身的内布置设计提供了有效的方法及经验 数据，这些经验数据对于我们今后进行车身总布置设计具有很好的参考价值。而在国内由于该学科 起步较晚缺乏经验，故尙未形成清晰的人体工程学设计方法。 第 2 章 汽车的总体设计 2.1 汽车类型的确定 本次要设计的是一辆性能良好，经济适用，车身布置新颖的轻型客车（车辆长度大于 3.5m 且 2 小于或等于 7m 的客车）参照五菱之光 6376e，可以综合借鉴相同类型车身总体布置的设计做为方 法。 2.2 发动机的选择 考虑到燃料的使用的平衡及汽油机的转速高，升功率高，转速适应性较好，尺寸小及质量小， 便于布置，振动及噪音较低等优点，目前国内外的轻型车大多采用汽油发动机。故本车也采用汽油 发动机 lj465qe5，其参数如下： 发动机型式：3 缸 12 气门/直列 排量：0.97ml 最大功率：34.7kw(5300kw/rpm) maxtq p 最大扭矩：71（3000-3500n.m/rpm） maxtq t 2.3 汽车形式的选择 2.3.1 轴数及驱动形式 车辆总质量小，轴荷不受道路桥梁限制，可直接采用结构简单，制造成本低廉的两轴方案， 采用 42 的驱动形式。 2.3.2 汽车布置形式的选择 汽车的布置形式即是发动机，驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点，直接采用传 统的前置后驱形式（见图 1）驾驶室位于前轴之后。这是一种传统的布置型式,其主要优点： 图 1 汽车布置形式图 (1)轴荷分配合理，因而有利于提高轮胎的使用寿命； (2)前轮不驱动，因而不需要采用等速万向节，并有利于减少制造成本； (3)操纵机构简单；采暖机构简单，且管路短供暖效率高； (4)发动机冷却条件好；上坡行驶时，因驱动轮上的附着力增大，故爬坡能力强； (5)改装为客货两用车或救护车比较容易；有足够大的行李箱空间；因变速器与主减速器分开，故 3 拆装、维修容易。 2.4 轮胎的选择 轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据之一，因此，在总体设 计开始阶段就应选定，而选择的依据是车型、使用条件、轮胎的静负荷、轮胎的额定负荷以及汽车 的行驶速度。当然还应考虑与动力传动系参数的匹配以及对整车尺寸参数(例如汽车的最小离地 间隙、总高等)的影响。这里考虑到汽车产品设计开发的产品系列化，轮胎的规格定为 165r70l13。 其中：轮胎宽度：165mm;轮胎截面高度：115.5mm;轮辋直径：330.2mm；自由直径：661.2mm： 滚动半径：272.6mm. 2.5 汽车的主要参数的选择 2.5.1 轴距 l 轴距 l 对整备质量，汽车总长，汽车最小转弯直径，传动轴长度，纵向通过半径等有影响。当 轴距短时，上述指标减小，此外，轴距还对轴荷分配，传动轴夹角有影响。轴距过短会使车厢长度 不足或后悬过长；汽车上坡，制动或加速时轴荷转移过大，使汽车制动性或操纵稳定性变坏；车身 纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。参考国内各主流轻型客车厂家的主打 车型：由于考虑到产品的“三化”原则，对于 6376e 可采用原大小轴距：2500mm. 南京依维柯-都灵 v 轴距：3310mm 奔驰凌特轴距：2605mm 黑豹 sm6470me 轻型客车轴距：2850mm 丰田海狮轴距：2570mm 2.5.2 前后轮距 b1 和 b2 改变汽车轮距 b 会影响车厢或驾驶室内宽，汽车总宽，总质量，侧倾刚度，最小转弯直径等因 素发生变化。增加轮距则车厢内宽随之增加，并有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性变好；但是 汽车的总宽和总质量及最小转弯直径等增加，并导致汽车的比功率，比转矩指标下降，机动性变坏。 受汽车总宽不得超过 2.5 米的限制，轮距不宜过大。但在选定的前轮距 b1 范围内，应能布置 下发动机，车架，前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架，车轮之间 有足够的运动间隙。在确定后轮距 b2 时，应考虑车架两纵梁之间的宽度，悬架宽度和轮胎宽度及 它们之间应留有必要的间隙，可参见表 1。根据上 表内容，并考虑到汽车设计“三化”原则，轮 距的选择参考定为 1280/1290. 4 表1 各类汽车的轴距和轮距 车型类别轴距 lmtn轮距 bmm 5 续表 1 轻型客车 普通级 中级 中、高级 2100-2540 2500-2860 2850-3400 1150-1500 1300-1500 1400-1580 2.5.3 汽车的外轮廓尺寸 汽车的外轮廓尺寸包括其总长，总宽，总高。它根据汽车的类型，用途，承载量，道路条件， 结构造型与总布置以及有关标准，法规限制等因素来确定。以下是国内厂家同类车型的尺寸： 品牌 长/宽/高 南京依维柯-都灵 v 990/2000/2490 黑豹 sm6470me 轻型客车 4660/1690/1690 丰田海狮 4840/1880/2105 厦门金龙 xmq6520 5280/1700/2066 华晨金杯 5070/1690/1935 我们应该尽量让内部尺寸空间变的更加宽广，但是如果过大制造成本也会增加，给汽车动力 性，经济性和机动性等带来的负面影响，将外形尺寸定为长/宽/高：3730/1510/1860。 2.5.4 前悬和后悬 前、后悬长时，汽车接近角和离去角都小，影响汽车通过性能。对长头汽车，前悬不能缩短的 原因是在这段尺寸内要布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。从撞车安全性考虑希望前悬长 些，从视野角度考虑又要求前悬短些。前悬对平头汽车上下车的方便性有影响，前钢板弹簧长度也 影响前悬尺寸。客车后悬长度不得超过轴距的 65，绝对值不大于 3500mm，参考同类型的车有前 悬后悬长度分别为 510mm,720mm. 2.6 汽车的质量参数的确定 2.6.1 汽车的整备质量 整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有影响。目前，尽可能减少整车整备质量的目的是： 通过减轻整备质量增加载质量或载客量，抵消因满足安全标准，排气净化标准和噪声标准所带来的 整备质量的增加，节约燃料。减少整车整备质量的措施主要有：车型应使其结构更合理，采用强度 足够的轻质材料，如塑料，铝合金等。过去用金属材料制作的仪表，油箱等大型结构件用塑料取代 后减重效果十分明显，得到较广泛应用。可按每人所占汽车整备质量的统计平均值估计（参见表 6 2）。 表 2 乘用车和商用车人均整备质量值 乘用车 人均整备质量值 (t人1) 商用客车 人均整备质量值 (t人1) 发动 机排 量 v/l v1.0 1.0v1.6 1.6v2.5 2.5v4.0 v4.0 015-016 0.17-0.24 0.21-0.29 0.29-0.34 0.29-0.34 车辆 总长 l/m 10.0 10.0 0096-016 0065-013 设计座位数为 8 个, 则整备质量定为 1030kg.1030kg. 2.6.2 汽车的载客量和装载质量（简称载质量） 汽车的载客量 乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过 9 座，又称 m1 类汽车，本设计车型的 装载质量即是载客量，是指其最多乘坐人数，并以座位数表示。这里按 8 计算。 2.6.3 汽车的总质量 汽车的总质量是指已经整备完好，装备齐全并按规定载满客，货时的汽车质量。乘用车和 a m 商用车的总质量 ma 由整备质量 m0，乘员和驾驶员质量以及乘员的行李质量三部分构成，其中，乘 员和驾驶员每人质量按 65kg，= + ， 式中，n 为包括驾驶员在内的载客数， 为 a m 0 mn65n 行李系数，可参见下表 3 提供的数据取用。 表 3 行李系数 车型 发动机排量2.5l 5 乘用车 发动机排量2.5l 10 城市客车 0 商用车 长途客车 1015 有= += =1030+520=1550kg a m 0 mn65 2.6.4 汽车的轴荷分配 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用 7 占空载或满载总质量的百分比来表示。 轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的 载荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴载 荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。汽车的发动机位置 与驱动形式不同，对轴荷分配有显著影响。各类汽车的轴荷分配见表 4。 表4 各类汽车的轴荷分配 满载空载 车型 前轴后轴前轴后轴 轿 车 发动机前置前轮驱动 发动机前置后轮驱动 发动机后置后轮驱动 47-60 45-50 40-46 40-53 50-55 54-60 56-66 51-56 38-50 34-44 44-49 50-62 货 车 4x2 后轮单胎 4x 2 后轮双胎，长、短头式 4x2 后轮双胎，平头式 6x4 后轮双胎 32-40 25-27 30-35 19-25 60-68 73-75 65-70 75-81 50-59 44-49 48-54 31-3796 41- 5051- 56 46-52 63-69 综合所述，初定轻型客车的轴荷为整备时,前后轴比例分配分别为 48.5%，51.5%。 2.7 汽车主要性能参数的选择 2.7.1 汽车的动力性参数 （1）最高车速. max 汽车动力性参数包括最高车速,加速时间 t，上坡能力，比功率和比转距等.最高车速 max 随着道路条件的改善，特别是高速公路的修建，汽车尤其是发动机排量大些的乘用车最高车速 max 有逐渐提高的趋势，参见表 5。 表5 客车动力性参数范围 客 车 汽车总 长 直接档最大动力 max0 d 一档最大动力因数 ax dim 最高车 速 比功率比转 矩 轻型 客车 3.5 7 0.08-0.120.30-0.45100-16015-2349-73 本轻型客车采用的是 lj465qe5、电子燃油喷射式发动机故依据条件选取车辆的最高时速为 8 102km/h. （2）档动力因数. ax dim 档最大动力因数直接影响汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续i ax dim 换档时的加速能力。它和汽车总质量的关系不明显而主要取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。 对于公路用车，多在 0.300.38。由于汽车起步后动力因数下降较快，为保证有足够的爬坡 ax dim 速度和加速能力，值还应取大一些，故值取 0.4。 ax dim ax dim （3）上坡能力. 用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数来表示汽车的上坡能力。因乘用车，货车， max i 越野车的适用条件不同，对他们的上坡能力要求也不一样，通常要求货车能克服 30%的坡度，越野 车能克服 60%坡度，对于此车轻型客车可取 28.7%.对应的最大爬坡度为 160。 （4）汽车的比功率和比转矩. 这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。比功率是评价汽车动力性 能如速度性能和加速性能的综合指标，比转矩则反映了汽车的比牵引力或牵引能力。为了保证汽车 在高速公路上的速度适应性，我国标准 gb72581997机动车运行安全技术条件中规定，对公 路用的机动车其比功率4.8kwt。农用运输车4kwt。 该车型的比功率为34.7/1.5522.4 kwt,比转矩71/1.55=45.8kn/t,符合国家 b p b t 相应要求。 （5）汽车传动比的选择. 最小传动比的计算：整车传动系最小传动比的选择，可根据最高车速及其功率平衡图来确定。 在普通的三轴变速器上的最高档大多取 1.0，参考同类车型匹配的主减传动比为 41/5。则传动系的 最小总传动比即为 5.125。 最大传动比的计算：最大传动比为变速器的头档传动比与主减传动比的乘积。该传动比 1g i 0 i 主要是用于汽车爬坡或道路条件很差（阻力大）的情况下（此时空气阻力可以不计）汽车仍能行驶。 要考虑三方面的问题：最大爬坡度，附着率及汽车最底稳定车速。 此时是在最大载荷、规定的气压与车速在 60 km/h 的车况下, 计算常量 f-子午线轮胎为 3.05；轮 胎的滚动半径为,由经验公式=272.6mm.r 2 fd r 2 )1657 . 02 2 . 330(05 . 3 此时变速器最大传动比 ttq g it rfg i 0max maxmax 1 )sincos( 式中最大爬坡度，取160；车轮滚动半径，取 0273mm；f滚动阻r 尼系数，取在良好路面值 0.010.018，取 f=0.014；传动系的效率，取 0.9；=5.125； t 0 i 9 为 71nm/rpm；g 为车辆总重量，经计算为 15190n。 maxtq t 求得： 1g i66 . 3 9 . 0125 . 5 71 273 . 0 )16sin16cos014 . 0 (15190 再验算一下附着条件，牵引力不应大于附着力. fkngm kn r iit f tgtq t 6 . 537 . 08 . 915190% 5 . 51 4 . 4 273 . 0 9 . 066 . 3 125 . 5 71 2 01max max 式中 -最大牵引力，n；-附着力，n，=；-驱动桥轴荷质量，； maxt f f fgm2 2 mkg -附着系数，取=0.7，验算符合条件。 最后验算最低档时的最低稳定车速。一般情况下，只要能满足最大爬坡度的要求(即最大动力 因数)，那最低稳定车速也能满足。但考虑到此车辆的使用环境，为了避免在城乡结合部松软地面 上行驶时，土壤受冲击剪切破坏而损害地面附着力，要求车速很低，此时的最大传动比为 27 . 0 10 60273 . 0 430377 . 0 377 . 0 min min max v rn it 式中发动机最低稳定转速，取 430 r/min；对于汽油机 min n min n 350r/min500r/min； 对于柴油机650r/min850r/min；汽车最低稳定车速，取 10 kmh。 min n min v 2.7.2 汽车的最小转弯直径 汽车的最小转弯直径是汽车机动性的主要参数，它反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力 和在狭窄路面上调头的能力。其值与汽车的轴距、轮距及转向车轮的最大转角等有关，各类汽车的 最小转弯直径见表 6。根据上表综合考虑所以选定该车的最小转弯半径为 4.95 米。 min d 表 6 各类汽车的最小转弯直径 dmin 车型级别dminm车型级别dminm 货车总重 30 60kn 60 90kn 90 120kn 5 7 5.5 8 6 9 轻型 客车 微型 轻型 中级 4 6 4.5 6.5 5.0 7.0 10 120kn6.9 10.5高级5.8 7.5 2.7.3 汽车的制动性参数 常以制动距离、制动减速度和制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。我国 通常以车速为30kmh和50kmh的最小制动距离来评比不同车型的制动效能。对于紧急制动时踏板 力，五菱之光6376e要求不大于500n。根据下表的要求，选定其在30km/h时的制动距离 5.5m；50km/h时的制动距离不大于15m；100km/h时的制动距离不大于35m，参见表7。 表7 路试检验行车制动和应急制动性能要求 行车制动 应急制动 车辆 类型 制动 初 车速 (km h-1) 制动 距离 m fmdd (ms- 2) 试 车 道 宽 度 踏板力 n 制动 初 车速 制动 距离 m fmdd (ms- 2) 操纵力 n () 满 载 20 59 500 空 载 19 62 400 空 载 21 58 450 座位数 9 的 客车 空 载 50 9 54 25 450 3038 29手 400 脚 500 2.7.4 通过性参数 总体设计要求确定的通过性参数有：最小离地间隙，接近角，离去角，及最小转弯直h 径。这些参数的取值主要是根据汽车的类型和道路条件，其一般范围参见表 8。根据此轻型客 min d 车设计的情况选择，最小离地间隙为 160mm，接近角 34，离去角 24，最小转弯半径为 4.95 米。 11 表 8 汽车通过性的几何参数 汽车类型最小离地 间隙 (m)h 接近角 ()离去角 () dminm 轻型客车0.180.2212408204.5 6.5 2.7.5 舒适性参数 舒适性应包括平顺性、空气调节性能(温度、湿度等)、车内噪声、乘坐环境(活动空间、车门 及通道宽度、内部设施等)及驾驶员的操作性能。其中汽车行驶平顺性常用垂直振动参数评价，包 括频率和振动加速度等，此外悬架动挠度也用来作为评价参数之一，参见表 9. 表 9 悬架的静挠度，动挠度和偏频 c f d f n 参数 车型 静挠度/mm c f动挠度/mm d f偏频/mmn 客车7015050801.31.8 第 3 章 车身设计制图方法及设计原则 3.1 基本规定 1）图面布置 绘制车身总图、车身线图、总成图、装置图 、零件图时，一般按车辆自右向左行驶方向布置 图面。 2）坐标网格 具有复杂曲面及严格装配位置要求的车身设计图样均绘制在具有坐标网格的图纸上。轻型客车 车身设计时，一般取网格间距为 100mm。其坐标线的方向及距零线的距离应标注在直径为 16mm 的细实线圆内，坐标线以细实线绘制。 3）坐标零线的确定 车身设计资料的坐标应统一。其坐标零线的确定如下：车架上平面线（z 坐标）：纵梁上翼面 较长的一段平面或者承载式车身中部地板或边梁上缘面在侧，前视图上的投影，向上位“+”，向 下为“-”；前轮中心线（x 坐标）：通过左，右前轮中心，并垂直于车架平面线，在侧视图和俯 视图上的投影线，前为“+”，后为“-”；汽车中心线（y 坐标）：汽车纵向垂直对称平面在俯视 12 图和前视图上的投影，向左为“+”，向右为“”。 3.2 车身设计制图基本方法 1）车身总布置图； 2）车身室内尺寸标注； 3）车身总线图、车身表面设计线图； 4）车身 风窗制图； 5）车身零件线图； 6）车身组件线图； 7）车身结构设计线图； 8）车身结构断面设 计。 3.3 设计原则 从满足驾驶员操作和乘员乘坐的要求出发，现代轻型客车车身设计中必须以人为中心。显然， 轻型客车车身总布置设计的重点是车身室内人体工程布置设计，以改善乘坐舒适性和提高产品实用 性。具体方法是利用人体工程学知识来确定乘员所必须的室内空间及操纵件、控制件装备等的布置 位置，保证驾驶员操纵轻便、准确、视野宽阔和乘坐舒适、安全等。在此基础上进行整车的发动机、 传动系等总成、部件，以及备胎、油箱和行李舱等的布置，以确定车身前舱和后舱的容积及尺寸， 从而得到保证室内空间需求的具有最小外形尺寸的车身、满足车身轻量化的要求。总结起来车身总 布置设计的设计原则具体表现为：1）市场目标性原则； 2）从内到外的人体优先性原则； 3）协 调性原则； 4）“见缝插针”原则； 5）座位优先性原则； 6）“大多数人”原则； 7）准舒适性 原则； 8）方便性原则； 9）最重要设计原则； 第 4 章 车身底板的布置 4.1 确定前后轮罩的大小及形状 前轮既要跳动，又要转向，因此它的轮罩空间要大于普通的后轮，且形状复杂，对底板的布置 影响大。作前轮转向跳动图（一般取转向角为25）和后轮跳动图，可以确定出前、后轮罩的空 间大小形状，同时亦确定了在翼子板上的开口尺寸。作车轮的跳动图，必须依据车轮跳动的极限位 置及最大转向角。车轮跳动的极限位置与悬架的结构形式、参数、以及橡胶缓冲限位块的允许压缩 量有关。同时还要考虑车身侧倾时，车轮相对于车身的横向摆动或偏转量对轮罩宽度的影响。根据 前轮的转向和跳动的运动校核图，确定前轮轮罩形状及翼子板开口尺寸的过程（见制图第 2 页） 。 （1）在侧视图上做出车轮跳动的极限位置。 （2）在俯视图上做出车轮绕转中心向左和向右转动到最大转角的位置。 （3）如果忽视万向节主销的后倾角和内倾角的影响,可以认为主销轴线就是车轮的旋转中心. 然后在侧视图上采用无数水平截面,图中 a-a,b-b,c-c,d-d 等截面,来截取极限位置的车轮。 （4）在俯视图上作出对应的各个截面所截取的车轮外形。 13 （5）同时应作出车轮转向最大角时的各个截面.这样便得到在各个截面上车轮最大直径处的运 动轨迹,由无数个这种运动轨迹所包络的空间便是车轮转向,跳动所必须的最小空间。而由轨迹与翼 子板面的交点,便连成翼子板的必须开口形状. （6）根据投影关系,在后视图上可以得到车轮转向,跳动所必须的最小横向空间,如-,- 截面所示.根据设计经验和参考同类结构的车型,适当留有间隙(图中为阴影部分),便可确定轮罩 形状和翼子板的开口形状.但是实际设计中,其开度应是车轮的最大直径加两端间隙. 4.2 充分利用室内底板空间的布置形式 由于轮罩会在底板的前后端产生凸包，对于前轮罩将会影响前排乘客的搁脚空间、姿势及驾驶 员的脚踏板布置，对于后轮罩将会影响后排座椅的布置、坐垫高度和宽度。因此，从改善室内居住 性出发，轮罩空间在满足转向和跳动运动要求的前提下，应尽量减少。此外，增大轴距是有利于车 内环境的。充分利用室内底板空间进行布置设计，这一点对于我所设计的五菱之光 6376e 来说是十 分重要的，这次设计正是采用座椅在前轴后方的布置形式。 第 5 章 车身前、后围的布置 5.1 车身前围的布置 车身前围将发动机舱与座舱完全隔开。在前围上固定前风窗玻璃，车室内侧安装仪表板，车室 外侧支撑发动机罩，前围下部与底板连接。当前轮前移、发动机布置位置中置的布置形式时，可使 前围前移以加大前排乘员的搁脚空间和便于操纵踏板的布置，且前围设计形状简单，其中间部分由 于发动机水箱、变速箱布置而产生的凸包形状可以减少。在前围的布置设计中应保证前围板与发动 机水箱后端之间有足够的间隙，以布置转向系统得机构，制动系统和离合器系统等的管路和附件， 暖风系统的风道，并且考虑其维修的方便性。而在前围的室内一侧，则装有隔热隔声和减振材料层， 固定安装制动器、离合器和方向盘等操作系统的支架，以及暖气设备等。前围下部采用倾斜板与底 板连接，其倾斜面置一般与前轮轮罩相切，在侧视图上为切于轮罩线的切线（约 45角）。这样 有利于前排乘员的搁角姿势和加速踏板的布置，另外可使底板前部的凸包减小，形状规整。在前围 的组合结构中应合理设置进风风道，外部安装雨刮器等机构。根据发动机罩后端的高度,以及仪表 板上表面的位置确定前围上部的高度和形状，初步确定前风窗玻璃的下沿位置，并设置玻璃的安装 止口。 5.2 车身后围的布置 对于两厢式汽车，后排有布置为单排和双排座椅的。但是都具有后排座椅能向前翻转折叠的功 能，从而形成很大的载物容仓。因此，车内后部地板除了轮罩凸包外，其布置要平整，后门的开口 也尽量地大。后围上部应保证后窗玻璃下沿的安装位置。在风窗与靠背之间设置杂物搁板，风窗下 沿的外部为行李舱盖的支撑位置。为使行李舱增大，一般后围的布置与后排座椅靠背的背面相平齐， 下部与地板连接。 14 第 6 章 车身室内布置 6.1 人体尺寸和人体模型 人体尺寸是确定车身室内有效空间和进行内饰布置的有效依据。车身内室布置设计中以人体尺 寸的“百分位分布值”作为设计的尺寸依据。车身设计中一般采用5、50和95三种百分位的 人体尺寸，分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸，例如，男子平均身高值为 ，标准差为81.83mm.取，表明总数90%的身高在15531822 mm范围内。)1688(mm645 . 1 根据这一尺寸设计，就可以达到设计结果满足90%的使用对象，参见图2。 人体模型是严格按照人体的尺寸来制作的人体模型，人体模型包括二维人体模型样板和三维h 点人体模型。在车身室内布置设计图上采用二维人体模型样板。 与车身设计有关的人体特征点主要有：胯点，即车身设计中常称作 h 点；肩点；膝点，大腿与 小腿之间的关节点；踝点，小腿与脚之间的关节点；踵点即人体的脚跟着地点等，此时的脚踏在加 速踏板上，是开始布置人体的基准。车身内部布置的人体样板如图 3a 所示。不同百分位的人体样 板的躯干长度尺寸相同，不同处是小腿长度 a 和大腿长度 b 尺寸不同。 在车身侧视图上安放人体样板时，首先要确定人体样板踵点与胯点之间的垂直高度 b 和考虑到 座垫、靠背压缩量以后的胯点位置。不只是要使人体样板上的胯点与初选的座椅上的“跨点”重合， 并将人体样板的踵点安放在油门踏板处的地板上的踵点，然后根据选定的坐姿将 、 及 在图样上进行布置，检查初选的 b 值等是否合适，参见图 3b。从人体工程学的观点出发，驾驶姿 势时人体各部分夹角的合理范围如图 4 所示。 图 2 按中国男子身材统计值制作的人体样板 百分位 amm bmm 第 10 390 406 第 50 417 432 第 95 460 456 15 图 3 人体样板 a 及司机座椅处空间尺寸的布置 b 图 4 驾驶姿势时人体各部分夹角的合理范围 6.2 人体的舒适姿势 人体驾驶的舒适和疲劳程度与设计中选择的人体各关节角度所确定的驾驶姿势有关。图 4 给出 了驾驶员舒适驾驶姿势所要求的人体生理角度范围。由于驾驶员的舒适驾驶姿势随车型的不同而变 化，往往各自选择的舒适姿势下的关节角度有较大的差别。人体舒适驾驶姿势的各关节的角度设计 参见图 4。设计的总的原则是跟据车内允许的空间，然后在允许的舒适性角度范围内选择一合适的 角度。 6.3 h 点位置的确定与人体的布置 车身是室内的人体布置是指二维模型样板在车身布置图上的安放，从而确定出设计的 h 点位置， 并以 h 点代表人体的布置和乘坐的位置。布置设计步骤： （1）选择适合的人体样板，包括百分位和比例等。 16 （2）画出加速踏板位置，地板线（先以水平线代表），确定出踵点的位置。一般式将人体的脚 跟着与地，脚底置于加速踏板上，这时期脚跟与踏板支点保持接触，即为踵点。但有时只有脚的前 部置于加速踏板上，这时脚跟与踏板支点分离，这时定义脚跟的着地点为踵点位置。此外，确定踵 点时要考虑地毯的厚度和压缩量。设计中将加速踏板上距离踵点 200 的点定义为踏点。 （3）以踵点为人体布置基准，分别将 95%，50%和 5%百分位的人体样板模型按选定的人体驾驶姿 势摆放在车身布置图上使人体的躯干和上下肢处于最佳的活动范围和角度关系。依据布置好的人体 模型样板，从样板上的 h 点确定出人体布置设计的 h 点位置。这样，就得到了分别对应于 95%，50%，5%三种百分位人体布置设计 h 点位置 h95,h50,h5点。确定出这些点是室内布置设计的首 要工作。 （4）以 h95和 h5点间的水平距离和垂直距离选定座椅的水平及垂直调节量。 （5）以 95%百分位人体样板和 h95点位置画出人体布置得轮廓形状曲线，考虑座椅靠背的压缩量 与厚度等因素，确定出前座舱的最后设计界限。由于人体的布置设计决定了空间大小，在人体布置 时必须考虑室内的长和高等设计指标，协调空间大小和驾驶姿势的关系。 （6）比较三种百分位人体布置得各关节角度的变化和坐姿位置变化的情况，确定各 h 点位置和 座椅调节行程是否合适。 （7）分析在加速踏板的全程运动中，人体姿势的变化情况。 （8）画出三种百分位人体布置的腿部轮廓线，只是一般布置 95%百分位人体即可，着重考虑搁 脚位置，姿势和腿部空间. 6.4 前，后排座座椅的布置 对于驾驶员座椅，又称驾驶位置设计，是实现舒适驾驶姿势位置的关键工作。一方面对于座椅 来说，即使本身具有良好的舒适特性，如果它在车内的布置位置不当，则不仅不能产生好的舒适效 果，而且还会犹豫驾驶姿势不对或容易产生疲劳而发生驾驶事故；另一方面在有限的室内空间里， 合理布置座椅位置，使人能以正常的驾驶姿势操