汽车车身总布置设计

1、第五章汽车车身总布置设计第一节车身总布置设计中应考虑的性能要求第二节轿车车身总布置设计第三节客车车身总布置设计第四节货车驾驶室及货箱设计第一节车身总布置设计中应考虑的性能要求2.车身的密封、隔热和隔声性能(1)居住性居住性是指人居住于乘室中是否感到满意。(2)振动的舒适性评价振动对人的影响，可用ISO26311978人体承受全身振动能力的评价标准来评价。(3)空气调节空气调节的方式有自然通风、强制通风、暖气、冷气和湿度调节等各种方式，常混合使用或视时而用，其目的是保持室内空气新鲜，温度、湿度适宜。表5-1客车平顺性评价指标的限值2.车身的密封、隔热和隔声性能车身的密封性是车身的重要性能之一。车

2、身密封性的改善，可以减少漏气，利于隔声、隔热，防止外部灰尘和湿气的侵入。1)驾驶室的结构以及与车辆的连接，应尽可能避免在发生意外事故时伤及室内乘员的危险。2)经一次或若干次试验后必须保留残余空间。3)对于残余空间的规定，座椅应位于中间位置，人体模型坐于其上，不得有无弹性的部件触及人体模型。4)试验时，只要驾驶室仍然连接在车架上，允许某些用以将驾驶室连接在车架上的紧固件损坏。表5-2汽车发生事故时导致伤亡的统计视野性见人机工程学在车身设计中的应用。图5-1最小通道尺寸图5-2车门立柱对入座方便性的影响图5-3车身侧壁的倾斜度对上下车方便性的影响图5-4k值对车门形状的影响图5-5影响上下车方便性

3、的因素表5-3影响上下车方便性的因素1)应具备合理的操纵位置、足够的操纵空间；转向盘角度、直径，转向盘与座垫、仪表板的相对位置，转向柱、变速杆、加速踏板、离合器踏板相对位置都要有合理的搭配和尺寸；在转动转向盘和移动变速杆时，不应使胳膊、手臂碰前风窗、车门、仪表板等。2)各种仪表应容易辨别，各种按、拉钮应更容易触到，灵活方便，“挡感”明显；操纵时不应分散驾驶员观察道路情况的注意力。第二节轿车车身总布置设计一、轿车车身的类型二、轿车车身布置与汽车总布置的关系三、确定轿车车身的外形尺寸四、动力传动系统的布置五、地板平面位置与轮罩外形尺寸六、车身内部布置七、安全带位置八、轿车客厢内的通风九、车门立柱的

4、布置一、轿车车身的类型2. 直背式车身3. 舱背式车身4. 短背式车身5. 变形轿车车身一、轿车车身的类型图5-6不同外形的车身a) 折背式轿车b) 两厢旅行车c) 直背式轿车d) 舱背式轿车e) 短背式轿车f) 敞篷车g) 一厢旅行车h) 两门轿车i)跑车j) 三排座轿车k) 赛车这种类型的轿车车身(图5-6a)，按车门数分为二门式和四门式两种。它们的主要特点是：明显地分成头部发动机舱、中部乘客舱、尾部行李箱三部分，大多有前后两排座位，整车总长大多超过4m，车身的背部有角折线条。二门式轿车通常总长在4m以下，有时将尾部与中部结合起来，带有上掀式的背门，所以又称掀背式轿车。2. 直背式车身这种

5、类型的轿车车身(图5-6b)，其后风窗与行李箱的连接近似平直，与折背式比较更接近流线形，后行李箱空间大，有时这种类型的车身也称快背式、溜背式车身。3. 舱背式车身舱背式车身(图5-6d)的顶盖比折背式长，后背的角度比直背式小，后行李箱与后窗演变为一个整体的背部车门，有时将这种类型的车身也称为半快背式。4. 短背式车身这种类型的轿车车身(图5-6e)，其背部与整车长度缩短、车身质量较轻，可减小偏摆力矩，提高行驶稳定性，有时这种类型的车身也称为鸭尾式车身。5. 变形轿车车身轿车的变形车身主要是改变车身的形式或结构，如去掉顶盖的敞篷车、使顶盖后延到车尾的两厢旅行车等。二、轿车车身布置与汽车总布置的关

6、系图5-7轿车的布置形式a) 发动机前置，后轮驱动(传统布置)b) 发动机前置，前轮驱动(前驱动布置)c) 发动机后置，后轮驱动三、确定轿车车身的外形尺寸图5-8轿车外轮廓尺寸的标注1离地间隙2车门玻璃倾角3接近角4前悬5轴距6后悬7全长8行李箱开启时的车辆长度 9前风窗倾角10离去角11总高12空车行李箱盖开启时车辆高度13前部两侧车门开启时车辆高度14前轮距15在前R点处的车身宽度16后轮距17总宽18后部两侧门开启时车辆总宽三、确定轿车车身的外形尺寸图5-9长、宽、高与轴距、轮距之间的关系a) 总长总宽b) 总长轴距c) 轴距室内尺寸d) 总宽轴距四、动力传动系统的布置图5-10确定动力

7、总成位置的主要尺寸四、动力传动系统的布置图5-11U形布置的传动轴a) 单根万向传动轴b) 装有中间支承的双根万向传动轴四、动力传动系统的布置图5-12动力总成布置简图1发动机罩与发动机零件之间的间隙2散热器3前横梁4发动机舱的冷却和通风的进出孔5风扇护罩6油底壳7前悬置横梁8发动机油底壳与横梁之间的间隙9发动机与前围板之间的间隙10箱形截面横梁11发动机前悬置点12曲轴中心的位置及其在空间的布置13排气系统14纵梁之间的距离五、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-13车身地板总成的横截面五、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-14各种不同车架形式下地板总成的截面a) 周边车架b) X形车架c) 梯形

8、车架d) 承载地板五、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-15降低车身地板平面的措施a) X形车架b) 固定式车架c) 用准双曲面齿轮传动并将传动分成两段d) 前置前驱动e) 后置后驱动五、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-16非转向轮轮罩横截面尺寸五、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-17轿车转向轮轮罩外形与翼子板开口的确定五、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-18踏板的布置空间与尺寸六、车身内部布置表格图5-19人体样板a) 人体样板b) 用人体样板进行车内布置图5-20人体样板1车身前围板2地毯3传动轴轴壳4地板5受压缩座垫的水平线图5-21选择乘客的位置1地毯2驾驶员座位后面3轮罩4车架5受压缩

9、座垫的水平线6传动轴轴壳7地板图5-22轿车车身的内部布置尺寸表5-4轿车车身内部布置尺寸的范围表5-4轿车车身内部布置尺寸的范围(1)顶盖轮廓线的确定(2)车身横截面小客车车身的横向轮廓是由侧门及顶盖的轮廓形成的，侧门轮廓取决于汽车的宽度外廓尺寸、车身内部的横向轮廓尺寸和门洞的形状。(3)蓄电池、油箱和备胎的布置在轿车上，蓄电池、油箱和备胎的布置对车身的有效容积和汽车的轴荷分配都会产生很大影响。(1)顶盖轮廓线的确定图5-23车顶盖轮廓线的确定(2)车身横截面1)圆柱形的(图5-25a)，其法向断面在中间是大半径的圆弧，而两端是小半径的圆弧。2)圆锥形的(图5-25b)，由圆锥形表面形成，有

10、时在中部用圆柱形表面。3)圆球形的(图5-25c)，在顶端和在侧壁呈圆球形。图5-24轿车车身的截面a) 常见外形b) 凹顶盖c) 鼓起式顶盖门锁玻璃升降器弧面玻璃的运动轨迹装用平面玻璃的运动轨迹E顶盖梁N门槛梁c顶盖梁E与门槛梁N的偏移量图5-25曲面风窗玻璃a) 圆柱形b) 圆锥形c) 圆球形(3)蓄电池、油箱和备胎的布置1)在检查和保养蓄电池时容易接近。2)为减小起动时长导线的电压降，蓄电池应尽可能接近起动机。3)在安装蓄电池的地方，其温度应尽可能不超过60，即应远离发动机排气管，且蓄电池在寒冷季节应能防寒。1)备胎应该布置在行李箱容易接近的地方。2)更换备胎不应还需要取出行李箱中的行李

11、。3)装上备胎的行李箱有效容积应紧凑，要能安放较多的物品和手提箱。图5-26备胎和油箱在轿车车身中的位置a) 备胎装在油箱冲压的凹坑里b) 油箱置于侧壁中c) 油箱置于后座靠背后d) 备胎垂直地靠在行李箱的侧壁上 e) 备胎靠在后壁上f) 油箱置于前围板上之前g) 备胎置于发动机罩下面，油箱置于后面 h) 备胎置于发动机上方，油箱置于后面图5-27轿车行李箱的布置七、安全带位置1)腰带在车体上的固定点位置，如图5-28所示。2)肩带固定点位置应在图5-28所示的阴影线范围内。七、安全带位置图5-28安全带的固定位置八、轿车客厢内的通风1)打开前三角窗，使空气流入。2)从前围上盖板直接导入。3)

12、从车头部引出较长的管子把空气导入。4)在进风道中加放风扇，强制性地把新鲜空气吸入车内。5)从发动机罩后部开口，再通过前围流入车内。1)在负压较大的前支柱上开口。2)在后行李箱罩与盖板之间的间隙里设置空气排出口。3)在后三角窗后面的车体上。4)在车门和后支柱之间的间隙中设置空气排出口。5)将空气排出口设置在顶盖的后端。6)在后围上盖板上开口。7)在后翼子板后部开口。图5-29进风口的形式图5-30出风口的位置图5-31车门立柱与座椅相对位置的推荐值第三节客车车身总布置设计一、客车车身类型与布置要求二、客车车身的内部布置一、客车车身类型与布置要求1)驱动轴装有双胎的双轴客车的轴载质量分配，前轴轴载

13、质量不小于车辆总质量的25%，驱动桥的轴载质量不小于车辆总质量的50%。2)铰接式客车的前轴轴载质量不小于车辆总质量的20%，中桥及后桥均不小于车辆总质量的35%，后桥为单胎时不小于车辆总质量的25%。3)汽车的后悬应不大于轴距的65%，并最大不超过3.5m(后悬不包括尾梯)。一、客车车身类型与布置要求一、客车车身类型与布置要求图5-32客车发动机的布置方案表5-5多种型号双层客车规格的比较二、客车车身的内部布置7.备胎、油箱和蓄电池在客车中的位置二、客车车身的内部布置图5-33客车车身内部布置尺寸示意图二、客车车身的内部布置表5-6客车车身内部布置尺寸范围二、客车车身的内部布置图5-34站立

14、的人所占有的空间二、客车车身的内部布置图5-35坐着的人所占有的空间图5-36城市客车的座椅布置图5-37长途客车的平面布置图5-38双层旅游客车的平面布置图5-39较舒适的普通座椅图5-40航空座椅图5-41后置发动机客车的后排座椅图5-42座椅的布置图5-43座椅与窗距的布置图5-44踏板的布置图5-45客车的横向剖面图5-46决定客车地板高度的参数1)将车架纵梁做成阶梯形、后部成拱形的结构，如图5-48所示。2)采用主动齿轮下置的专用轮边驱动后桥，如图5-49b所示，以便于缩小后桥壳体；另一方面，后桥中心线降低，后桥上部的车架纵梁平面也随之降低。3)采用小直径车轮轮胎，如英国的国民牌NA

15、TIONAL大客车就采用一种直径比一般大客车小100mm的轮胎。4)采用后置发动机的布置方案。5)采用“跪膝”式可调前悬架，如装有高度调节阀的空气悬架。表5-7我国大客车车架上平面高度图5-47客车踏步板设计图5-48带拱形的车架纵梁图5-49驱动桥形式对城市客车高度的影响a) 普通货车的后桥b) 专用轮边驱动后桥图5-50车门a) 单人车门 b) 双人车门c) 三人车门d) 残疾人轮椅长降台图5-51车门门框高度和车门扶手高度客车车厢内部布置尺寸包括两部分：一是驾驶区尺寸；二是乘客区尺寸。具体要求见有关“客车国家标准”。7.备胎、油箱和蓄电池在客车中的位置备胎的质量一般可达80140kg，所

16、以在总布置阶段考虑安放备胎位置时，应考虑到轴荷分配和便于驾驶员一人装卸备胎的方便。一般最好的方法是将备胎垂直安置。城市客车可不携带备胎。蓄电池组件的总质量可达60120kg，所以在客车总布置时，蓄电池的位置会在一定程度上影响轴荷分配；另一方面在布置蓄电池时，应尽量使它靠近起动机。油箱在客车上布置时也应考虑下列原则：应有利于改善客车的轴荷分配及远离排气管，而且也不应布置在乘客门附近，以利于防火安全。通常将油箱布置在其后端车架下面。仪表板是汽车的操纵中心，是各种仪表、信号、操作开关的集合处。汽车仪表板设计应首先满足安全性要求，即汽车仪表的视野性、视认性，仪表操纵件的达到性与操作空间都应满足人机工程

17、学的要求。第四节货车驾驶室及货箱设计一、货车驾驶室的布置二、货车车箱的布置一、货车驾驶室的布置1)长头式驾驶室，如图5-52a所示。2)短头式驾驶室，如图5-52b所示。3)平头式驾驶室，如图5-52c所示。图5-52货车驾驶室类型(1)货车驾驶室的总布置设计参数(2)货车驾驶室的总布置设计步骤(1)货车驾驶室的总布置设计参数1)车架图，即车架外形、宽度，驾驶室在车架上的支承位置。2)发动机的外廓尺寸和外形图。3)前轴位置，前轴总图及相关尺寸。4)转向器位置，转向盘和转向柱管的有关尺寸。5)散热器位置、最大外廓尺寸。6)接近角、轮距、前悬以及汽车外形尺寸。7)前、后轴质量分配。(2)货车驾驶室

18、的总布置设计步骤1)首先确定坐标零线位置：一般以前轴车轮中心的垂线为长度方向的零线，以车架上平面的水平线为高度方向的零线，以车架宽度的对称轴线为宽度方向的零线。2)画出整车设计给出的有关部件的外形、位置(车架、前轴、散热器、发动机、转向器等)。3)确定地板高度。4)确定座椅位置(按的人体模型布置)。(2)货车驾驶室的总布置设计步骤5)确定转向盘的位置和倾角。6)布置各种操纵杆件、各踏板位置。7)布置仪表板位置。8)根据15的人体模型和各控制尺寸，调整各部分的位置，使其满足舒适性要求。 9)根据所需内部总布置要求确定驾驶室外廓尺寸。图5-53货车驾驶室座椅a) 双人座b) 三人座c) 单人座表5-8车身内部布置尺寸范围表5-8车身内部布置尺寸范围表5-8车身内部布置尺寸范围图5-54货车驾驶员操作位置尺寸(驾驶室轮廓指其内侧表面)(1)积木法(2)镶块法(3)剪切法(4)地板位置提高法(5)新老系列驾驶室逐步替换法(1)积木法图5-55货车驾驶室a) 长头式驾驶室b) 平头式驾驶室c) 双排座平头式驾驶室1所有驾驶室通用的组合件2仅为长头式驾驶室用的组合件3供平头式和双排座平头式驾驶室通用的组合件4供长头式和平头式驾驶室通用的组合件5仅供双排座平头式驾驶室用