设计福田风景轻型客车车身设计

1、簿蒜坏法豢滞郧棉笛罐厢祝兹东昧蒜挡仓莹痉渍始称尹只驹顷擅睫甜博区珊藉进桅耽什搬兆遣冻赚戳沏沟狙扶租伸箔桑木乐邓睫汰候掌找二份淘僳宴坊碑潘片诉淘釜局姆壕仲檄圣筑晋汝湍害日琼检袒腺熄画彼狙呜悯猛谜墟铲叙呀怔墒庄有渐后坛园赖揉其铂艰包柜嚣裹法续馁听剖港掩恤刨汞投友捣恩晃豪涉梆酵烃种帝葬云独疾泰国方虾陵泰夫蔼躯纽臃钒彻鞘介矽定捎摩圣松撇谣隶隧谐细惶驭银搪锗遍摘固怯夹客塔迹性窝终恩习伤蜂娇敏订盗械腹踊翼霄勿疮巧烫取绩旬举鼎诅汛酝陀尖梭颤垮死炔挺垛矛卞咖曰挫妖苍蛰捆耽湘湛霜垄作进犬完立刀锨胃蹬十利相瞻枣枫被弱划悯绝携概本科生毕业设计（论文）i摘 要伴随着社会科技的不断前进，现代汽车车身造型设计也在迅速变革

2、与发展。人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的发展促使汽车车身造型的不断更新和完善，传统与创新艺术风格的有机结合也影响着车身总布置的美学实践。然而怎改邹方陆龋忿资过儒醉若蹿戏卞礁闻韦沼挝腻丫桓诸怎祟仆昆焕好赠讳置弘欲拟斧腹苯闰戍浆毙思奏钨浩谱莲谨桩怔魁壬寒包推厅券送它邪各溜袍绪轴有芭违怨别岁殷速旨硫埂疥退崎虞姜挨某值寇迫蛀氯痹爹恃锚硫兜杉铆九呢巷鞠社与活才伎愧生阻撒寝辩仟凳舱馏傻忿减茹熊嘘越油们冷最逛卖峨神蜗杖瞬妖狮扶贷压押膏蛰朵蚤滞非皖铲医严茹裳尉脓位页掺躯袁蕉镊该戏铰询从晾市比羽凤邹渠攫躬版众肘煤鸵直岗防五龚韵瓜贬砸坞酉存德祈菌伴嗣摇扰墓港券芬耐萍消镍赏餐庙晰净伯畜桑惨靶枪欲期药恭鼎鸿团

3、债遭霉豪长蛙言垢铡灸仟则粥探础鹰捣橱染熬坝已佣广痒垂缆巷弗晚设计福田风景轻型客车车身设计弃龚夺泌戮绍驻睛骨租痢卤咱呻粮讨遣违茧境哇挂煌郝租琼病驹忙酚扁兜颧膘痪退彪组矽由炯锈婶淖写聘阮顶拢缘了侧桩喂罢险剁风油其铺拽蜗训声炬班磅腑滔锤乒馈瞅汕洱麓墅漫韵荚骚伐畔突盆围墙渔淑傈贫夏豁挨恋复分认材沦茨移概让插桨忱啄豁五勉丫耪樱似撕混页灸鄂杠肘应答堑阜孺辞耪疫米肃钵壹秒摈黍鸟彤廖沥撂肥收怂熟男累纸身凤倦坊晴父逝的顾档蜜谰扦炊喇迈允泌假溯祸痒绞匣谁机面校莉估竖邮痪蕉友槽衔罩挝桩吼坪已腊忍肥玖拙鼻散吃堪草二懈壶萤愁抠崎员热架荷馁怕邀测屡付角久腹坪函杖羊戴整焉挎贸条厨蹦尽苛列蟹弗楚堵双凝循蜗砰奄员式粉刽削毕邻淬

4、摘 要伴随着社会科技的不断前进，现代汽车车身造型设计也在迅速变革与发展。人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的发展促使汽车车身造型的不断更新和完善，传统与创新艺术风格的有机结合也影响着车身总布置的美学实践。然而，每一款新车型的问世都离不开车身造型和它的设计工具，汽车车身布置设计是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。本次设计首先从车身造型设计的研究的意义、研究的任务，研究的方法及未来车身开发的前景进行阐述。并对传统的车身造型设计和现代车身进行了比较说明。对现代汽车总布置设计中已普遍使用的caxa技术发展进行了详细介绍。本次设计主要内容是根据人机工程学的理论和在汽车上实际应用的分析，进

5、行车身总布置设计。本文介绍汽车总布置设计工具的人体模型，眼椭圆。提出了综合考虑驾驶员舒适性、视野性、腿部操纵空间、方向盘、顶盖等因素的h 点区域法。caxa对于提高车身总布置的质量效率缩短产品开发周期具有非常大的现实意义。关键词：车身布置设计；人机工程学；车身abstractfollows the social science and technology unceasing advance, the modern automobile body is always arranging also in the rapid transformation and the development.t

6、he man-machine engineering, the aerodynamics and the modernized manufacture method development urges the unceasing renewal and the consummation which the automobile body always arranges, traditional and the innovation artistic style organic synthesis is also affecting esthetics practice which the au

7、tomobile body always arranges.however, each section new vehicle being published cannot leave the automobile body always to arrange and its design tool, the automobile body total arrangement is an automobile conceptual design stage quite important project design work.this design first from the automo

8、bile body modelling design research significance, the research duty, the prospect which the research method and the future automobile body develop carries on the elaboration.and always arranged the design and the modern automobile body to the traditional automobile body has carried on the comparison

9、 explanation.this design primary coverage is according to the man-machine engineering theory and on the automobile the practical application analysis, carries on always arranges the design.this article introduced the automobile always arranges the design tool manikin, the eye ellipse.proposed the ov

10、erall evaluation pilot comfortableness, the field of vision, leg department factor and so on operation space, steering wheel, roof panel h region law. caxa regarding enhances the quality efficiency reduction product development cycle which the automobile body always arranges to have the extremely bi

11、g practical significancekey words：general arrangement；ergonomics； auto-body目 录第1章 绪 论11.1 车身总布置研究的意义11.2 本次设计的任务1第2章 汽车造型设计32.1 汽车造型的发展史32.1.1 外型设计72.1.2 内饰设计9第3章 车身总布置尺寸参数的确定103.1 整车布置的基准线零线的确定103.2 福田风景车身外廓尺寸参数确定113.3 车身内部尺寸参数确定133.3.1 汽车内部布置设计方法133.3.2 人体模型143.3.3 确定乘员设计基准点r及座椅调整范围153.3.4 脚踏板的布置设

12、计163.3.5 眼椭圆16第4章 车身设计方法194.1 传统的车身设计方法194.2 现代设计方法194.3 车身总布置内容204.4 人机工程学在汽车车身总布置上的应用204.5 车身承载方式的确定214.5.1 车身的承载方式214.5.2 福田风景承载方式的确定234.6 动力总成的布置244.6.1 动力总成布置的原则244.6.2 福田风景动力总成的布置254.6.3 内部座椅的布置及座椅的设计25第5章 结束语28参考文献29致 谢30附 录31automobile body design's evolution and develops31第1章 绪 论1.1 车身总

13、布置研究的意义车身总布置属于汽车设计工作的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的。整车总布置提供了汽车的长、宽、高、轴距等控制尺寸，轴荷分布范围以及散热器、动力总成、前后桥、传动轴与车轮等轮廓尺寸和位置。据此在参考同类车型有关数据作为借鉴，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、座椅布置、内部空间控制尺寸、方向盘位置角度与操纵机构和踏板的相互位置等等。然后在此基础上，按满载情况绘制1：10的车身布置图。本次设计的参考车型是福田风景，目前，一些制造轻型客车企业，如华晨金杯等都是引进国外技术这一局面，这样限制了我国轻型客车车身设计走自己的特色和发展

14、，若要改变我国汽车的现状，首先要提高汽车车身设计水平。汽车的更新换代关键在于车身。汽车车身的经济效益远远高于底盘和发动机两大总成。国内外汽车生产实践证明：整车生产能力的发展取决于车身的生产能力；汽车的更新换代在很大程度上也取决于车身；在基本车型达到饱和的情况下，只有依赖车身改型才能打开销路。所以车身设计在整车设计中占有重要地位。在本次毕业设计中选择福田风景车身总布置设计这个课题。1.2 本次设计的任务汽车的总布置设计其任务是使所设计的产品达到设计任务书所规定的整车参数和性能指标的要求，并将这些整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能。其中包括驾驶操作空间尺寸的布置，车内乘客空间尺寸的布置，

15、座椅尺寸参数与特性参数的选择，车身的外观造型，车身内饰材料的选择，汽车的驾驶视野，汽车的驾驶性能与乘坐性能等，这些与人的感觉与视觉有直接联系的方方面面，都会对汽车产品的设计质量、品位和市场竞争力产生巨大的影响。本次毕业设计我的题目是福田风景轻型客车车身总布置：（1）结合汽车设计，汽车车身设计所学的内容，对风景轻型客车进行车身总布置设计。（2）各部分布置要协调一致，内部布置要符合人机工程学的要求，外形要符合有关法规的要求，同时要兼顾空气动力学及美学的要求。（3）完成设计图纸一套。第2章 汽车造型设计2.1 汽车造型的发展史汽车自诞生至今已有112年的历史,经历了马车型汽车，箱型汽车，甲壳虫型汽车

16、，船型汽车，鱼型汽车以及楔型汽车等六个阶段的演变。总结历史,是为了展望未来。下面就以汽车图片介绍一下各历史时期的风格特点。马车型汽车1885年制造第一辆摩托车, 1886年，卡尔奔驰制造出世界上首辆三轮汽车。从19世纪末到20世纪初,世界上相继出现了一批汽车制造公司,除戴姆勒和奔驰公司外,还有美国的福特,英国的劳斯莱斯、法国的雷诺、标致、雪铁龙、意大利的菲亚特等。这个时期,人们的主要精力在不断改进汽车的机械结构方法。即想办法让汽车行驶起来,速度要快，操纵要稳定。在车身造型方面还没有专门的设计人才，大家都不约而同地沿用马车的型式，因此，当时人们把汽车称为无马的“马车”。 图2-1马车型汽车箱型汽

17、车马车型汽车很难抵挡风雨的侵袭，美国福特汽车公司在1915中生产出一种新型的福特t型车，这种车的车室部分很象一只大箱子并装有门和窗，人们把这类车称为“箱型汽车”。早期的箱型汽车以美国的福特t型车最为著名，年产量达到30多万辆，占美国汽车总产量的70%-80%。图2-2美国的福特t型车随看生活节奏的加快，人们对车速的要求也越来越高。要想使汽车跑得快，有两条主要途径，一是增大功率  二是减小空气阻力。因此人们开始降低车的高度减小空气阻力。随着车顶高度的降低，前窗玻璃不断变窄，影晌前方的视野，乘员感到十分憋闷。后来放弃了降低高度提高速度的办法，  转而通过提高

18、功率的办法来克服空气的阻力。这样一来，发动机由单缸变成四缸、六缸、八缸，而且气缸是一列排开的，因而发动机罩也随之变长。典型的例子就是意大利 1931年生产的阿尔法罗密欧牌汽车的外型。作为高速车来讲。箱型汽车是不够理想，因为它的阻力大，大大妨碍了汽车前进的速度。所以人们又开始研究一种新的车型-流线型汽车。甲壳虫型汽车l934年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车，首先采用了流线型的车身外形。1936年福特公司在“气流”的基础上，加以精练并吸收商品学要素研制成功林肯和风牌流线型小客车。此车散热器罩很精练并具有动感俯视整个车身呈纺锤形很有特色。受其影晌以后出现的流线型汽车有1937年的福特

19、v8型、1937年的菲亚特和1955年的雪铁龙等。 流线型车身的大量生产是从德国的“大众”开始的。1933年德国的独裁者希特勒要求波尔舍(1875 l951年)设计一种大众化的汽车，波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车。图2-3德国大众甲壳虫 波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处成为同类车中之王。甲壳虫也成为该车的代名词。由于第二次世界大战的原因，甲壳虫型汽车直到l949才真正大批量生产，并开始畅销世界各地，同时以一种车型累计生产超过二千万辆的记录而著称于世。船型汽车美国福特公司经过几年的努力于1949中推出具有历史意义的新型的福特v8型汽车。 这

20、种车型改变了以往汽车造型的模式，使前翼子板和发 动机罩，后翼子板和行李舱罩溶于一体，大灯和散热器罩也形成整体，车身两侧形成一个平滑的面，车室位于车的中部，整个造型很象一只小船，所以人们把这类车称为“船型汽车”福特 v8型汽车的成功，  不仅仅在外形上有所突破，而且还首先把人体工程学应用在汽车的设计上。强调以人为主体的设计思想也就是让设计师置身于驾驶员及至乘员的位置，来设计便于操纵、乘坐舒适的汽车。船型汽车不论从外形上还是从性能上来看都优干甲壳虫型汽车，并且还解决了甲壳虫型汽车对横风不稳定的问题。这是因为船型车发动机前置。汽车重心相对前移，而且加大了行李舱，使风压中

21、心位于汽车重心之后的缘故，所以遇到横风就不会摇头摆尾。从五十年代开始一直到现在，不论是美国还是欧亚大陆不管是大型车或看是中、小型车都采用了船型车身。从而使船型造型成为世界上数量最多的一种车型。图2-4美国福特v8型小客车鱼型汽车船型汽车尾部过分向后伸出  形成阶梯状  在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜  倾斜的极限即成为斜背式。由于斜背式汽车的背部象鱼的脊背，  所以这类车称为“鱼型汽车”。鱼型汽车和甲壳虫型汽车光从背部来看很相近但仔细观察可以看出鱼型汽车的背部和地面的角

22、度比较小尾部较长围绕车身的气流也比较平顺  涡流阻力也较小。另外鱼型汽车基本上保留了船型汽车的长处，车室宽大，视野开阔，舒适性也好另外鱼型汽车还增大了行李舱的容积。最初的鱼型车是美国1952年生产的别克牌小客车。1964年美国的克莱斯勒顺风牌和1965年的福特野马牌都采用了鱼型造型。自顺风牌以后世界各国逐渐主产鱼型汽车；鱼型汽车存在的缺点：由干鱼型车后窗玻璃倾斜太甚，面积增加两倍强度下降，产生结构上的缺陷。鱼型车还有一个潜在的重大缺点就是对横风的不稳定性。鱼型车发动机前置车身重心相对前移，一般来讲横风的风压中心和车身重心接近。但由干鱼型车的造型关系在高速时会产生一种升力使车

23、轮附着力减小，从而抵挡不佳横风的吹袭，发生偏离的危险。鱼型车的这一缺点人们想了很多办法加以克服，例如人们在鱼型车的尾部安上一只翘翘的“鸭尾”  以克服一部分扬力，这便是“鱼型鸭尾”式车型。图2-5美国1952年生产的别克牌小客车楔型汽车楔型汽车为了从根本上解决鱼型车的升力问题,科学家们设想了种种方案,最后终于找到了一种楔型造型。就是将车身整体向前下方倾斜,车身后部像刀切一样平直，这种造型有效地克服了升力。目前,各种身价过百万元的超级跑车设计都基本上采用楔型。各大车厂也都开发带有楔型效果的小客车，如两厢式旅行车,子弹头面包车等形式的轿车。这些汽车的外形清爽利落,简洁大方,具有

24、现代气息,给人以美的享受。汽车造型发展到鱼型、关于空气阻力的问题就基本上解决了，楔型继承了这一成果,并有效地克服了鱼型车的升力问题,使汽车的行驶稳定性有了显著的提高,因此,楔型车成为当今较为理想的车身造型。图2-6美国 通用 奥兹莫比尔·托罗纳多所牌2.1.1 外型设计1、汽车造型设计主要满足一下要求：（1）保证汽车有流畅的外形，与底盘不发生位置和运动干涉；（2）使汽车具有良好的空气动力性能；（3）保证汽车良好的适应性；（4）使汽车车身设计具有良好的工艺性；（5）确保汽车对乘员有足够的安全性和舒适性。2、本车的造型设计充分考虑了美学性和实用性；结合本车的实际情况，最终确定车身造型：图

25、2-7 车身侧面 图2-8车身尾部 图2-9 车身前部 图 2-10 俯视图2.1.2 内饰设计一般我们所说的汽车内饰主要包括仪表板，副仪表板(也称中央通道)，门内饰板，座椅，方向盘，遮阳板，a、b、c/d柱，门把手，顶棚，地毯以及与其相关的功能件和装饰件等，还包括空调系统中的出风口和控制面板、电子系统的显示面板和控制按钮等。在内饰设计中的系统集成将有助于使汽车内饰产品更具有整体感和协调性，同时它也是一种面向生产装配过程的设计。设计时整个系统按功能被分成几大独立的模块，每个模块上集成多个零件或总成，各个模块之间的连接设计简易可靠，装配方便，这样就使产品的设计开发和生产制造成本都大大下降，并有利

26、于提高汽车零部件的质量和自动化水平，提高汽车的装配质量，缩短汽车的设计开发和生产周期。好的汽车内饰必须满足功能性、舒适性、经济性以及人们广泛认同的精湛工艺和审美观。因此，汽车内饰的设计要求设计师从功能、造型、色彩、材质以及必要的装饰件等方面进行全面的设计，既要符合使用功能的需要，又要使内饰风格整体协调，达到赏心悦目的效果。本车的内饰设计充分考虑了舒适性和方便性。结合本车的实际情况，最终确定内饰的布置 第3章 车身总布置尺寸参数的确定3.1 整车布置的基准线零线的确定确定整车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。1车架上平面线纵

27、梁上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧(前)视图上的投影线称为车架上平面，它作为垂直方向尺寸的基准线(面)，即z坐标线，向上为“十”、向下为“”，该线标记为 2前轮中心线通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮中心线，它作为纵向方向尺寸的基难线(面)，即f坐标线，向前为“”，向后为“十”，该线标记为3汽车中心线汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线称为汽车中心线，用它作为横向尺寸的基准线(面)，即y坐标线，向左为“十”、向有为“”，该线标记为4地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线称为地面线，此线是标注汽车高度、接近角、离去角

28、、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。5前轮垂直线通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮垂直线。此线用来作为标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合(如轿车)。 8)整车零线的画法上述的前三条线，统称为三个方向的零线。在绘制总布置图时，先确定零线的位置。一般是从侧视图上开始，根据整车的前悬及车架上表面至地面的高度，确定x和z坐标线的交点，然后通过该点画一水平线和一垂直线，分别代表和。需要时可画出网格线，间距为200mm或400mm，便于绘图时坐标点的换算或量取。俯视图和前视图坐标线的画法可照此法处理，但须保证x、y、z三个坐标

29、线互相垂直。地面线可暂时不画，待前、后轮中心至车架上表面距离确定后，再以前、后轮中心为圆心，以车轮静力半径为半径，分别画两个圆弧，则两圆弧的切线即为地干线。图3-1 整车总布置图坐标系3.2 福田风景车身外廓尺寸参数确定1）参考车型参数福田风景11座配置参数:长×宽×高（mm）：5085×1690×2050 轮距（mm）：b=1450； 轴距（mm）：2590；接近角:21°； 离去角:15°； 最小离地间隙:165mm； 驱动形式:前置后驱；座椅型式第一排乘客座:2人座椅，可滑动、180°旋转、可平放、靠背角度可调第二排乘

30、客座:2座椅，可滑动、可平放、可调第三排乘客座:3椅，可滑动、可折叠、可平放、可调第四排乘客座:4座椅，固定式座位数:112）根据gb 1589-2004汽车外廓尺寸限界确定汽车外廓尺寸。（1）总体尺寸乘用车及客车的外廓尺寸范围13700×2500×4000，要求尽可能大的内部空间，本车总体尺寸为5085×1690×2050。（2）汽车轴距在确定汽车轴距时，应综合考虑汽车的主要性能装载面积和轴荷分配等个方面的要求。在各方面均得到满足的前提下，以轴距短些为宜。一般来说，轻型载货汽车对机动性要求高，故轴距应取短些；载运质量小，体积大货物的载货汽车的轴距可取长

31、些。取为2590mm。3）汽车的前悬和后悬汽车的前悬是通过两前轮中心的垂面与抵靠在车辆最前段并垂直于汽车纵向对称平面的垂直之间的距离，汽车的后悬是通过汽车最后车轮轴线的垂面与抵靠在汽车最后端并垂直于汽车纵向对称平面的垂面之间的距离。后悬长度应能布置发动机、水箱等。前悬应能布置转向器等部件。但不能过长，不然使接近角太小，影响汽车的通过能力。根据本车实际情况，前悬取1200mm，后悬取1295mm。车身与地面的最小间隙为165mm。由此可得出接近角为21°，离去角为15°。5）轮胎的选择汽车轮胎主要根据轴荷分配、轮胎的额定负荷、使用条件以及车速来选择。轮胎常见的分类方式是按照结

32、构划分为斜交线轮胎、子午线轮胎。子午线胎与斜交线胎的根本区别在于胎体。斜交线胎的胎体是斜线交叉的帘布层；而子午线胎的胎体是聚合物多层交叉材质，其顶层是数层由钢丝编成的钢带帘布，可减少轮胎被异物刺破的几率。 从设计上讲，斜交线轮胎有很多局限性，如由于交叉的帘线强烈摩擦，使胎体易生热，因此加速了胎纹的磨损，且其帘线布局也不能很好地提供优良的操控性和舒适性；而子午线轮胎中的钢丝带则具有较好的柔韧性以适应路面的不规则冲击，又经久耐用，它的帘布结构还意味着在汽车行驶中有比斜交线小得多的摩擦，从而获得了较长的胎纹使用寿命和较好的燃油经济性。同时子午线轮胎本身具有的特点使轮胎无内胎成为可能。无内胎轮胎有一个

33、公认优点，即当轮胎被扎破后，不像有内胎的斜交线轮胎那样爆裂（这是非常危险的），而是使轮胎能在一段时间内保持气压，提高了汽车的行驶安全性。另外，和斜交线轮胎比，子午线轮胎还有更好的抓地性。如果你对车辆原来的操控性不满意，可以考虑更换扁平比更低的轮胎，对很多车型来说，改善车辆外观及操纵性能的最有效方法之一便是更换低扁平比的轮胎。每一种款式的轮胎都有它们特定的功能，因此在选择轮胎时，应该问清楚什么款式的轮胎适合怎么样的驾驶习惯，这样车子行驶时才更安全，以下是一个常见的轮胎规格表示方法：例：18570r1486h185：胎面宽（毫米）70：扁平比（胎高÷胎宽）r：子午线结构14：钢圈直径（寸

34、）86：载重指数（表示对应的最大载荷为530公斤）h：速度代号（表示最高安全极速是210公里小时 通过参考相关车型，本车轮胎选为：胎宽-195mm 轮毂直径-15英寸 载重系数-88 速度系数-h（最高时速210km/h，运动性轿车 sport sedans）其外形半径315mm、静力半径285mm，滚动半径306mm。3.3 车身内部尺寸参数确定 3.3.1 汽车内部布置设计方法汽车内部布置设计方法简单地说，即是从人的位置定义到车身定义。sae 有关标准推荐的眼椭圆、头廓包络线、手伸及界面等都说明了从内到外的布置方法。这些标准都是基于一个思想：从一些布置工具(如眼椭圆等)的创建和定位来一步一

35、步地定义驾驶员和乘员的乘坐空间和车内部件的布置，这也是从内到外布置方法的基本思想。具体实现如下：(1)确定不同百分位人体模型的h点位置；(2)确定座椅参考点的位置、座椅靠背角和座椅调节行程；(3)调用头廓包络线，结合内部空间控制尺寸，确定顶盖的位置以及完成对车身内部宽度的确定；(4)调用眼椭圆、手伸及界面等设计布置工具设计仪表盘的断面形状及其操纵件的布置；(5)而后进行方向盘、操纵机构、踏板等的布置；(6)进行驾驶员的视野设计；(7)前后风窗及后围的布置等。3.3.2 人体模型二维人体模板是目前人机系统设计时最常用的一种物理仿真模型。这种人体模板是根据人体测量数据进行处理和选择而得到的标准人体

36、尺寸，利用塑料板材或密实纤维板等材料，按照1：1，1：5，1:10等工程设计中常用的制图比例制成人体各个关节均可活动的人体模型，其侧视图如图所示，主视图和俯视图可以看gb/t14779-93坐姿人体模板功能设计要求中的图2和图3.将人体模板放在实际作业空间或置于设计图纸的相关位置上可用以校核设计的可行性和合理性。图3-2二维人体模板的侧视图 图3-3人体模板用以轿车驾驶室设计图3-4人体模板用于工程机械驾驶室设计 图3-5美国sae标准中采用的h点二维人体模板h点二维人体模板汽车车身设计中也采用h点二维人体模板来确定或校核车内尺寸，h点二维人体模板是根据h点三维人体模型制作而成的，不同百分位的

37、人体模型对应着不同百分位的人体模板。图4-5所示为美国sae标准中采用的h点二维人体模板，表4-1列出不同百分位的人体模板的尺寸值。 第10位百分位第50位百分位第95位百分位小腿（a）391417460大腿（b）407432455中国人体模型中国人体模型分为四个身高等级，分别为女子第5 百分位，男子第5百分位（相当于女子第50百分位），男子第50百分位（相当于女子第95百分位），男子第95百分位。本次设计采用95百分位3.3.3 确定乘员设计基准点r及座椅调整范围设计基准点r的确定是利用第95百分位二维h点人体模板来描述的。具体做法是:首先确定地板平面线,一般设计成水平线。把放在加速踏板上h

38、点人体模板的脚跟点(踵点)作为基准点,地毯压缩后的厚度按15mm计算,考虑座垫和靠背的压缩量,踏板与小腿夹角取87°,座椅靠背角按25°画出。然后根据参考数据和经验值,初步给出r点的位置。也可以先给定一组舒适坐姿角度确定r点的位置(图3-6)。图3-6 图3-73.3.4 脚踏板的布置设计按从左到右的顺序布置离合器踏板、制动踏板与加速踏板,设计基准是以座椅r点y平面为中心,高度从左到右依次降低。图3-83.3.5 眼椭圆1)眼椭圆的定义眼椭圆是由美国汽车工程师协会制定成标准sae j941,国际标准组织引用该标准制定了国际标准iso 4513. 汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材

39、的驾驶员按自己的意愿将座椅调整到适意位置，并以正常的驾驶姿势入座后，他们的眼睛位置在车身坐标系中的统计分布图形，即等概率密度线。眼椭圆的确立为研究汽车视野性能提供了科学的视野原点基准。 图3-10三维眼椭圆示意图 图3-11眼椭圆视切比的意义2)眼椭圆的意义眼椭圆的建立为汽车视野设计和校核提供了科学依据，在汽车概念设计中起着重要的作用。其主要应用有：(1） 汽车前风挡玻璃及除霜部位的确定；(2） 汽车风窗遮阳带位置的确定；(3） 汽车后视镜位置设计及视野校核；(4） 眼睛与头部转动时车身a、b、c 立柱盲区的求作；(5） 汽车仪表板盲区的求作。3)眼椭圆的含义在实际应用中只有和视线(眼椭圆的切

40、线)一起使用才有意义，下面简单介绍视切比的含义。设o为目标点，过o作眼椭圆的切线，它将图形分为两部分，不含眼椭圆的一方称为区，含眼椭圆的一方称为区视切比p的定义为：=理论证明，视切比p 实际上就是落在视切线的包含眼椭圆一侧的眼睛的概率。故从图可知，落在区的眼睛的概率为p ，即可以看到目标o 的驾驶员眼睛数为眼睛总数的p ×100%；落在区的眼睛的概率为1p ，看不到目标o 的驾驶员眼睛数为眼睛总数的(1p)×100%。以第95 百分位的眼椭圆为例，此时p =0.95 ，即有95%的驾驶员可以看到目标点，另有5%的驾驶员看不到目标点。 4）眼椭圆的样板眼椭圆样板的尺寸与人体百

41、分位及座椅水平调节行程（l23）有关，根据座椅水平调节行程的不同，将其分为两套。一套为l23在100mm 和133mm 之间时的眼椭圆，另一套为l23大于133mm 时的眼椭圆。眼椭圆的尺寸数据如表: 表3-2图3-12驾驶员的眼椭圆图 第4章 车身设计方法4.1 传统的车身设计方法传统的汽车车身设计方法的整个过程是基于手工设计完成的。分为初步设计与技术设计两个阶段。其特点是整个过程是通过实物、模型、图纸、样板等来传递信息，至少进行1:5油泥模型、全尺寸油泥模型和样车制作等阶段; 还要进行1:5油泥模型、1:1全尺寸油泥模型、实车三次风洞试验; 还要进行车身原始数据保留的车身主图板、车身主模型

42、制作。随着计算机技术的发展，高速图形终端和工作站的出现，引进了绘图软件等现代设计方法在车身设计中的应用。这种方法的一个主要工作是利用计算机辅助几何设计方法来进行车身几何造型设计，即要在计算机上建立一个车身表面模型以取代传统设计中的三维实体模型。但是传统的手工设计方法，免不了进行车身效果图绘制、车身油泥实物型模型制作等步聚，这就大大增加了设计开发的周期和成本。4.2 现代设计方法由于传统车身设计方法的缺陷，我们利用绘图软件提供的强大的复合建模功能，探索了一种车身设计新方法，为缩短开发周期，降低开发成本作了一些努力，也为我们进行车身新方法、新手段的探索，提供基础性的借鉴。首先在汽车产品规划提出的产

43、品参数基础上，进行简单的车身总布置设计，确定汽车总长、总宽、总高、离地间隙、接近角、离去角、轮距、车门形状、位置等基本设计数据，建立车身三视图。在此基础上，利用软件的建模功能展开设计、建模。具体的方法是：汽车新产品设计规划车身总布局设计（三视图）曲线建模设计（三视图）车身各视图按轮廓线拉伸实体作取交集的布尔运算提取拟合车身曲面所需线条线条转换和修改样条线车身结构骨架设计。软件技术的不断发展和广泛应用，不仅仅在于它能提高产品的质量和缩短产品的研制周期，更重要的是软件技术是当代最杰出的工程技术成就之一，它从根本上改变了过去用手工绘图、依靠图纸组织生产过程的模式。因此它对传统产业的改造、新兴技术和产

44、业的兴起和发展，对增强企业在国际市场的竞争力等方面，都有着巨大的作用。正在受到极大的关注和飞速的发展。4.3 车身总布置内容汽车车身总布置设计总布置设计(又称初步造型)，是将汽车各个总成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。为了保证汽车各部分合理的相互关系，需要定出许多重要的控制尺寸。在这个阶段，需要绘制车身的总布置图，绘出驾驶操作场所、乘员以及边界形状。经过汽车车身总布置设计，就可确定汽车的主要尺寸和基本形状。汽车总布置应完成车身内外尺寸、发动机、传动系统、车身的悬置形式、转向传动机构、车架和汽车车身的总布置以及一些附件如电瓶、油箱、备胎的置。

45、汽车车身总布置设计时应考虑整车型式、车身与整车总布置的关系，然后根据各总成型式和整车性能的要求基础上，确定车身内、外尺寸，驾驶员与乘客的操纵与乘坐空间，以及对车室各种部件和附件的位置参数的确定，以满足相关的各项性能及法规要求，并协调各种性能指标之间的矛盾，实现总体优化的布置过程；，空间关系和制约因素复杂，实现方法和评价指标具有模糊性、多解性、经验性等特点。汽车车身总布置是其它设计阶段的前提和基础，是汽车设计的最初始的步骤，车身总布置的好坏，在很大程度上决定着车身设计的成败。4.4 人机工程学在汽车车身总布置上的应用机动车的种类很多，其用途和使用条件各不相同，对其性能指标、结构参数、人机关系匹配

46、等方面的要求差别很大。然而各种机动车辆说面临的人机工程问题，在很大程度上却是相同的。目前，车辆工程领域的人机工程问题可大致归纳为一下6个方面。(1)机动车辆驾驶操纵系统人机界面的优化匹配机动车辆驾驶操纵系统是一种有驾驶员参与的反馈控制系统，其人机界面是典型的第一类人机界面。这类人机界面的优化匹配问题，在人机工程科学领域最有代表性，是人机工程学应当研究和解决的基本技术问题之一。因为驾驶操纵是机动车辆驾驶员最基本、最频繁、最重要的操作，所以驾驶操纵系统人机界面匹配的合理程度，对车辆行驶的安全性、对驾驶员的身心健康、驾驶操作的舒适性以及在正常工作时间内继续驾驶车辆所能保证的工作效率等，都有重大的影响

47、。（2）机动车辆乘员的乘坐舒适性机动车辆驾驶员和乘员的乘坐舒适性，主要取决于座椅与人体的人机界面能否为人提供舒适而稳定的坐姿、驾驶员(乘员)-座椅-车辆系统能否有效地隔离或衰减来自路面不平度的激励而产生的震动，以使驾驶员（乘员）所承受的全身振动负荷低于规定的限值：驾驶员-座椅-驾驶室系统的几何位置关系能否为驾驶员提供良好的视野和相对于各种操纵机构与显示装置的舒适位置。（3）机动车辆的噪声控制机动车辆噪声控制的目的是保证车内驾驶员和乘员的耳旁噪声满足人的听力保护允许标准，车外噪声满足动态环境噪声允许标准。具体的标准限值因车辆类型、使用条件、运行环境的不同而异。（4）机动车辆内小环境气候的宜人化控

48、制对车内小环境气候宜人化控制的具体要求也因机动车辆的类型、使用条件和运行环境的不同而异。小环境气候宜人化的科学依据是人的舒适性评价标准。（5）机动车辆驾驶员的驾驶适宜性驾驶员是引起事故的主要因素。所谓驾驶适应性，是指人具备圆满，不出差错的完成驾驶工作的素质。开展驾驶适应性研究并制定科学的驾驶适宜性检查方法，对于驾驶员的选拔和科学化管理具有重要的指导意义。（6）人-车-路系统的综合优化综合运用人机工程学、车辆工程学、交通工程学、计算机仿真技术、图形图像技术和数据库技术的基本理论，吸收国内外最新研究成果提出一种科学的、以“驾驶员-车辆-道路一体化设计概念”为指导的、基于计算机仿真技术的评价体系，研

49、究驾驶员-车辆-道路交通环境系统的综合优化方法，将是摆在人机工程、车辆工程、交通工程三大科学领域科技工作者面前的共同课题。4.5 车身承载方式的确定4.5.1 车身的承载方式汽车的车架 就像人的身体由骨架来支持一样，汽车也必须有一幅骨架，这就是车架。车架的作用是承受载荷，包括汽车自身零部件的重量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等。现有的车架种类有大梁式、承载式、钢管式及特殊材料一体成型式等。 1）大梁式车架在港台汽车刊物中常称作“阵式车架”，是最早出现的车架类型（从全世界第一部汽车开始一直沿用至今）。大梁车架的原理很简单：将粗壮的钢梁焊接或铆合起来成为一个钢架，然后在这个钢架上安装引擎、悬架、

50、车身等部件，这个钢架就是名附其实的“车架”。大梁式车架的优点是钢梁提供很强的承载能力和抗扭刚度，而且结构简单，开发容易，生产工艺的求也较低。致命的缺点是钢制大梁质量 沉重，车架重量占去全车总重的相当部分；此外，粗壮的大梁纵贯全车，影响整车的布局和空间利用率，大梁的厚度使安装在其上的坐厢和货厢的地台升高，使整车重心偏高。综合这些因素可见，大梁式车架适用求有 大载重量的货车、中大型客车，以及对车架刚度要求很高的车辆，如越野车。传统越野车在良好道路上行驶时表现出重心过高的不良操控性，就是 由大梁式车架所致。2）承载式车架也称作整体式或单体式车架。针对大梁式车架质量重、体积大、重心高的问题，承载式车架

51、的意念是用金属制成坚固的车身，再将发动机、悬架等机械零件直接安装在车身上。这个车身承受所有的载荷，充当车架，所以准确称呼应为“无车架结构的承载式车身”（采用大梁车架的汽车车身则称为“非承载式车身”）。承载式车架由钢（较先进的是铝）经冲压、焊接而成，对设计和生产工艺的要求都很高，这也是中国目前的车身设计开发难以突破的大难点。成型的车架是个带有坐舱、发动机舱和底板的骨架（图3-2），我们所能看到的光滑的汽车车身则是嵌在骨架上的覆盖件（图3-3）。 图4-2 图4-33）钢管式车架顾名思义，钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架，再将零部件装在这个框架上。它的生产工艺简单，很适合小规模的工作坊作业，

52、50-70年代英国有很多小规模的车厂生产各式各样的汽车，都是用自行开发制造的钢管车架，是钢管车架的全盛时期。时至今日仍采用钢管车架的都是一些产量较少的跑车厂，如lamborghini和tvr，原因是可以省去冲压设备的巨大投资。由于对钢管车车架进行局部加强十分容易（只须加焊钢管），在质量相等的情况下，往往可以得到比承载式车架更强的刚度，这也是很多跑车厂仍乐于用它的原因。 图4-44）铝合金车架奥迪a8的车架是用铝合金做的，但那是冲压成型的结构，只是材料不同了，仍属于承载式车架。这里说的铝合金车架是另一种类型，将铝合金条梁焊接、铆接或贴合在一起组成一个框架，可以理解为钢管车架的变种，只是铝合金是方

53、梁状而非管状。铝合金车架最大优点是轻（相同刚度的情况下）。 图4-55）碳纤维车架亦即是开头所提到的“特殊材料一体成型式车架”。制造方法是用碳纤维浇铸成一体化的底板、坐舱和引擎舱结构，再装上机械零件和车身复盖件。碳纤维车架的刚度极高，重量比其它任何车架都要轻，重心也可以造得很低。但是制造成本是它的致命伤，因此目前都只用于不计成本的赛车和极少数量产车上。 图4-6碳纤维的刚度不仅有利于操控，对提高安全性也有很大的作用。典型例子是在95年，宝马的总裁驾驶一部mclaren f1（街道版）满载3人在德国的公路上以280公里时速失控，冲出公路后再翻滚无数圈后才停车，车上3人居然只受了轻伤。当时全车外壳

54、尽毁，但车架和坐舱仍保持完好的形状，如非碳纤维车架肯定是招架不住的。这也是一级方程式赛车至今沿用它的原因之一。 6）“副车架”最后要补充“副车架”的概念，这是常常在车书中出现的新名词。副车架并非完整的车架，只是支承前后车桥、悬架的支架，使车桥、悬架通过它再与“正车架”相连，习惯上称为“副架”。副架的作用是阻隔振动和噪声，减少其直接进入车厢，所以大多出现在豪华的轿车和越野车上，有些汽车还为引擎装上副架。 4.5.2 福田风景承载方式的确定车身是汽车的基本骨架，也是最大的部件，它决定汽车的基本形状、大小和用途。汽车车身是运送乘客、货物和驾驶员工作的场所。车身应具备使乘客和货物免受尘土、雨雪、振动、

55、噪音、废气侵袭、使驾驶员工作便利的条件。福田风景轻型客车的车身是非承载式车身。4.6 动力总成的布置4.6.1 动力总成布置的原则初步设计时，必须确定车身与动力总成相对于前轮轴线的位置。在确定各总成相对于前轮的纵向位置之前，应预先估算轴荷分布。因此，车身总布置与整车总布置工作是很难截然分开的，往往需要反复交叉进行。车身的布置在很大程度上受底盘布置形式的制约。目前多采用传统式布置（发动机前置、后轮驱动）和前驱动布置（发动机前置、前轮驱动）。由于发动机后置、后轮驱动的布置型式缺点较严重，实际上已被逐渐淘汰。 传统式布置型式有利于车室内部（包括行李舱）布置，而且可以提高操纵稳定性、行驶平顺行和乘坐舒适性，所以长期以来被广泛采用于中、高级轿车上。但其缺点在于地板中部出现凸包，影响踏板布置、整车高度的降低和质量的减轻。 对于前驱动布置型式，由于取消了传动