车辆工程毕业设计(论文)klq6100g城市公交车车身造型与总布置等设计

中文摘要内容：近年来，我国城市化进程加速，城市人口增加以及居住郊区化，使得交通需求量剧增。根据我国国情，大力发展公共交通、实施公交优先是解决城市交通拥挤的主要途径和出路之一。为了加快城市公交的发展，本课题结合KLQ6100G城市公交车的开发项目，在已有底盘的基础上，对该车的车身造型与总布置、驾驶区各部件造型与总布置、乘客区各部件造型与总布置在三维设计软件CATIA环境下进行总体设计。在设计过程中，根据已有的经验、标准，对各部件的布置形式及尺寸做理论分析，然后根据该理论分析进行造型设计。在理论分析和造型过程中，学习最新车身设计资料，对设计反复修改，尽量使整车外形美观、大方，在车内布置中充分利用有限空间，提高载客量，提高乘坐舒适性，尽量使车内布置更具人性化，更加合理。关键词：城市客车，CATIA，车身造型，总布置AbstractContent:Inrecentyears,withtheaccelerationofourcountry’sdevelopmenttowardscityindustrialization,theexpandofcitypopulationandthetrandoflivinginthesuburbanareasmakethetransportationdemandincreasing.Accordingtothesituationofourcountry,developingthepublictransportationisthemainmethodtosolvingthecrowdofthecitytransportation.Inordertospeedingupthedevelopmentofthecitypublictransportation,thisthesiscombinedtheKLQ6100Gcitybusexplorationproject,onthefoundationofchassisthathasalreadyexisted,maketheshapedesignandtotalarrangeofthebody,accessoryshapedesignandtotalarrangeofthedrivercompartment,accessoryshapedesignandtotalarrangeofthepassengercompartment,anddesigninthree-dimensionalwiththesoftwareCATIA.Duringdesignprocess,firstmadeananalysistotheformofarrangementandsizesofeachparttomakethetheoriesanalysistoeachpartsaccordingtotheexperienceandstandardsfortherehasbeen,thencarryontheshapedesignaccordingtothetheoreticalanalysis.Duringtheprogressoftheoreticalanalysisandtheshapedesign,thisthesisusedthelatestbodydesigninformation,modifiedtothedesignagainandagain,madethewholecarshapebeautifulandgenerousasfaraspossible.Intheprocessofinsidearrangement,thethesismadethebestuseofthelimitedspacetocarrymorepassengers,mademorecomfort,madethebusinsidearrangetobemorehumanityandmorereasonableasfaraspossible.Keywords:Citybus,CATIA,Bodyshapedesign,Totalarrangement目录中文摘要 IAbstract II第一章引言 11.1我国城市公交需求市场分析 11.2我国城市公交车发展方向 11.3本课题的研究内容、依据及意义 31.4本章小结 4第二章KLQ6100G车身外部造型与外部总布置设计 52.1空气动力学特性在车身造型中的应用 52.2汽车车身制图 52.3KLQ6100G公交车车身外部总布置设计 72.3.1前围布置 72.3.2左侧围布置 72.3.3右侧围布置 82.3.4后围布置 82.3.5顶盖布置 92.4KLQ6100G公交车车身三维造型设计 102.4.1前围造型 102.4.2侧围造型 132.4.3后围造型 142.4.4顶盖造型 162.4.5后视镜及灯具的造型 162.4.6外部各形面装配 172.5本章小结 18第三章KLQ6100G车身内部总布置设计 193.1人机工程学在车身总布置中的应用 193.2确定驾驶员座椅H点位置 223.3仪表板设计 253.4确定各操纵件的位置 283.5乘客区座椅布置 293.6本章小结 32第四章KLQ6100G驾驶区三维造型设计 354.1仪表台造型设计 354.2驾驶员座椅造型设计 374.3变速器操纵杆、加速踏板、制动踏板、离合器踏板、投币器造型设计 394.4驾驶区各主要部件装配 424.5本章小结 44第五章KLQ6100G乘客区三维造型设计 455.1地板设计 455.2乘客座椅及座椅支架造型设计 475.3乘客区座椅装配 495.4本章小结 50第六章研究工作总结与展望 51致谢 53参考文献 54第一章引言1.1我国城市公交需求市场分析2002年，我国城市公共交通运营总里程112239km，运送旅客372亿人次，公交客车保有量24.6万多辆，每万人拥有6.7标台。城市公交车辆在全国大中型客车市场占有率达40%左右。到2010年，我国城镇化水平将达到45%左右，而城镇化水平每提高一个百分点，城镇人口新增1000万，如此计算，我国城镇人口将由2000年的4.4亿到2010年的6.28亿人。今后五年将有1~1.2亿的农村人口进城转为城市人口。预计到2010年我国城市公共客车保有量将达35~40万辆，年运送旅客500亿人次。市场需求总趋势是：总量有所增加，主要是车辆档次水平的提高。大型（10～18米）、中型（8～10米）、轻型（8米或以下）的车辆比例将分别为15％～20％，60％～65％，15％～20％。从以上数据和分析可以得出，近几年我国客车市场将对城市公交车有较大需求，特别是10米车。1.2我国城市公交车发展方向近年来，我国随着城市化进程加速城市人口增加以及居住郊区化等带来的交通需求量的剧增，使得和道路交通设施供应、管理、技术、空间不足的矛盾突出，汽车化成为解决城市交通需求迅速增加的重要方法。根据我国国情，大力发展公共交通、实施公交优先是解决城市交通拥挤的主要途径和出路之一。根据建设部提出的我国城市公共交通的发展原则、方式、目标的指导意见，发展公共交通要坚持“安全、方便、舒适、快捷、经济”的基本原则，推动绿色公交、智能公交、大容量地面快速公交为重点的公共交通的科技进步，形成信息化、智能化、社会化的绿色新型的一体化公共交通。1、大型化由于传统铰接式的大型公共汽车占地面积较大，转向半径大，运行不灵活，己在一些人城市部分线路退出历史舞台，将逐步中11～12m长、载客100～120人左右的大型城市客车所替代。例如：双层巴上成功地解决了载容量大与转向灵活这对矛盾，以其良好的车内视觉效果，成为乘客旅游观光喜爱的交通工具，香港公共汽车公司就是由4000辆以层巴士为主体组成的，北京、上海、天津、重庆、深圳等都会城市已批量选用双层巴士。相信在不久的将来，双层巴士将在我国城市得到广泛应用。

2、低地板化低地板技术的应用，增加了城市客车的行驶稳定性和舒适性。降低了整车的重心，方便了乘客：尤其是儿童、老人和有行动障碍乘客的上、下车。目前我国的低地板公交车辆还不能称作是真正的低地板客车，因为没有解决前后桥和悬挂问题。在欧洲，低地板公共汽车技术已趋于成熟并广泛应用，在成功推出系列低地板专用车桥的基础上，致力于低地板公共汽车技术的发展。目前德国ZF公司的低地板专用车桥、美国纽威公司的空气悬挂也已进入我国市场，我公司开发的公交车辆已开始采用低地板专用车桥和空气悬挂，降低地板离地高度，低地板客车将成为我国名优城市客车的首选产品。结合我国的国情，低地板公共客车地板离地高度以小于600mm为宜。

3、高档化在动力配置方面，采用大功率、大扭矩、低排放、低油耗，先进可靠的发动机，要求配置冷、暖空调，保持车内基本恒温，采用自动变速箱。整东具有高档内饰、高档服务，以实现多功能，高附加值，高档，高效益的目标。

4、绿色环保化一段时期以来，柴油机大功率与高污染的矛盾越来越制约着柴油机的推广应用，许多城市向柴油机提出了质疑，与传统的柴油发动机的相比，以LPG、CNG等为燃料的代用燃料车辆的排放可降低60％左右，这正迎合了当今城市环境保护的要求。于是“绿色汽车”动力悄然走俏。因此，代用燃料、清洁燃料城市公交车及电动车在我国今后的儿年将会有广阔的市场发展前景。同时，低排放、大功率柴油发动机和大功率单一燃料发动机均将大有作为。

5、造型现代化力求整车外观色彩明快，线条流畅，直接体现现代都市风貌，并成为现代都市一道亮丽的风景线，车辆内外装饰要求进行软化处理，高档豪华，装用大型双曲面全景玻璃，便于旅游观光。

6、智能化，自动化要求减少人工操作、装有自动电子报站器、电子路牌显示、自动投市机、监视系统、IC打卡机等，这些智能化、自动化电子技术已经开始在一部分大中城市公交客车上选用，今后，导航系统、安全监测黑匣子、防盗装置等高新技术也将在城市客车上逐步应用。1.3本课题的研究内容、依据及意义客车车身作为汽车三大总成之一，在整车开发中占有重要的地位，是整车开发的关键环节，本课题结合ZK6830HG城市公交客车的开发项目，对该车的左侧围在CATIA环境下进行总体设计，使我们在掌握工程应用软件CATIA的使用方法的基础上了解车身造型方法和结构设计的基本原理和方法，综合运用本专业所学的专业基础理论和专业知识分析和解决车身设计中的问题，进一步培养我们理论联系实际独立分析问题和解决问题的能力，培养我们的工程设计能力。本毕业设计主要是做10m公交车的造型与总布置设计，包括车身造型设计、车身附件设计（一部分）、驾驶区布置、乘客区布置等。本设计以KLQ6100G客车为依据，外形尺寸为10310×2440×2900（mm）（3100不含空调），座位数为31+1，用于大型城市公交客车车身。使用寿命约为10-12年，行驶里程约为80万km。(1)底盘有关数据底盘为分段式底盘、发动机后置轴距5100前悬2260mm后悬前轮距2020mm后轮距轮胎9.00R20-14PR(2)底盘质量参数整备质量参数9400前轴3300后轴6100允许最大总质量1允许最大前轴荷50允许最大后轴荷100该客车在总布置时采用了分段直大梁底盘，以降低地板高度。该底盘的前端纵梁（z＝0）上表面离地高度为570mm，后端离地高度870mm。在驾驶区地板骨架采用Q23530×501.4本章小结本章作为绪论部分主要讲述了我国城市公交客车的发展方向和市场需求，为了满足这个需求，加快城市化建设步伐，在现有地盘的基础上，结合KLQ6100G城市公交车的车身开发，对该车型作车身造型设计和总布置设计。第二章KLQ6100G车身外部造型与外部总布置设计2.1空气动力学特性在车身造型中的应用随着汽车车速的不断提高以及在高速行驶时保证汽车的动力性、经济性、操纵稳定性和冷却通风、降低风噪等的需要，汽车的空气动力性能越来越受到人们的重视。空气动力学特性已成为评价汽车的重要方面。当汽车高速行驶时气流对汽车的行驶状态产生着极大的影响。汽车的空气动力学特性主要取决于车身造型，它主要影响汽车的动力性、燃料经济性及行驶稳定性等性能。近年来，各国都对汽车的空气动力特性进行了深入的研究和大量的试验，力求减小正面迎风阻力和升力对高速行驶汽车性能的影响。为了改善汽车空气动力性能，在汽车外形设计时主要采取以下措施：1、棱角圆化由于前围要与顶盖侧围相连，其过渡部分应用大圆弧过渡，这样可以防止气流分离和降低CD值，以减小风阻。2、水槽形状对阻力的影响设在风窗玻璃与侧窗交接处的前风窗立柱，又称A立柱，正好在前方来流向两侧流动的拐角处。如A立柱外形设计成直角，则在拐角处就会因产生气流分离而阻力增加故A立柱外形应设计成圆滑过渡形。3、表面光洁如果车身能有一个连续光滑的表面，则可防止气流的分离而减小阻力。因此，从造型和结构上应尽量使装在车身外的附件（如雨刮器、门把手、车灯等）隐入车身内，采用曲面玻璃并使它贴近车身表面，注意车身底部的光滑称度等。对于必须设置在车外的附件（如外后视镜）除应使其符合流线型外，应尽可能安装在低压区，并远离分离点，以避免导致气流的过早分离而造成附加阻力。2.2汽车车身制图一、坐标系的确定在汽车车身设计中采用右手定则确定坐标系。在坐标系中，X为汽车长度方向，Y为宽度方向，Z为高度方向，见图2-1。图2-1车身坐标系二、坐标零平面的确定按汽车满载时确定零平面。一般取沿车架宗梁上缘上表平面平直且较长一段所在平面作为高度方向坐标的零平面。零平面上方为正，零平面下方为负。本设计高度方向零平面取地板上表面且较长一段所在平面做为零平面。将通过汽车前轮理论中心线并垂直于高度方向零平面的平面作为长度方向坐标的零平面，零平面前方为负，后方为正。把汽车的纵向对称平面作为宽度方向坐标的零平面，零平面左侧为负，右侧为正三、图面布置。绘制车身图样及编制技术文件时，一般按汽车自右向左行驶方向布置图面。坐标线的标记应包括坐标线距零平面的百分之一数值及坐标方向，数值及字母的字号为7号，坐标线间隔原则上是100mm或100mm的整数倍，本设计坐标线间隔为400mm。四、标注标注零线的坐标尺寸一般由最近的坐标线注出，但也可以由尺寸基准线注出，尺寸基准线与坐标线用注有尺寸值的尺寸线联系。本设计采用两种方法相结合的标注方法，而且，在本设计中，基准线和零线是同一根线。具体参考《汽车车身制图QC/T490-2000》。设计图纸参阅附件《车身总布置图》。2.3KLQ6100G公交车车身外部总布置设计2.3.1前围布置在保证强度的条件下该风窗形面应尽量大一点，保证驾驶员的视野良好。其尺寸布置参照《汽车及挂车外部照明和信号装置的安装规定GB4785-1998》。牌照安装位置参照相关国家标准。布置形式如图2-2。图2-2前围布置图2.3.2左侧围布置在满足车身强度的要求下应尽量增大玻璃形面面积，以提高乘客的视野。侧窗立柱采用垂直形式，稳重大气，工艺简单易行。在车身后部开设散热器隔栅，如图用于发动机冷却系统，保证发动机运转平稳并输出较大功率。在左侧围布置中还要考虑到驾驶员左侧窗玻璃的形式，这里采用移门式，简单可靠。为了满足零件通用化的要求，左右侧围的玻璃应尽量设计成对称，保证零件互换性。国家标准要求风窗下缘至地板表面距离不大于770mm，本设计尺寸740mm。具体布置如图2-3。图2-3左侧围布置图2.3.3右侧围布置在右侧围设计中，其设计方法与左侧围相似，但要特别考虑到乘客门的净面积，按照《客车结构安全要求GB13094-1997》确定门宽、门高，如图2-4。图2-4右侧围布置图2.3.4后围布置对于后置发动机客车，后围后门主要是为了维修发动机发方便而开设，且用于散热。后门设计成倒梯形，美观大方，打破后围平直呆板的形象。为了更好的通风和散热，在后围上开设了排列整齐密集的跑道形散热孔，既美观又散热，还节省材料，可谓一举三得。后窗不能过大或过于复杂，应尽可能减少将后排座椅靠背露于外，一面影响后围视觉效果和增大玻璃费用。后围造型中同样要面对灯具的布置，其设计依据主要还是按照国家标准然后再定相互间尺寸及在车身上的布置形式。如图2-5。图2-5后围布置图2.3.5顶盖布置顶盖的设计要注意与前、后围，左、右侧围的接合，所以其横向截面为三段圆弧。同时还应注意安全顶窗尺寸应按照《客车结构安全要求GB13094-1997》设计其尺寸确定如图2-6。图2-6顶盖布置图2.4KLQ6100G公交车车身三维造型设计2.4.1前围造型客车前围造型能代表整车形状的特征，同时前围布置着各种零件、灯具及商标，曲面的形状变化页很复杂，应此它是一个较难设计的面，需要认真妥善处理车身表面形状、前风窗玻璃形状尺寸，车前各种附件、灯具及牌照凹槽之间的协调关系。本设计主要是对前围的外形设计，设计主要要满足气动力学要求以及制造工艺的要求。一、前围形面形成前围形面是一空间曲面，如对该空间曲面从不同剖面上剖切，可以得到不同的剖切轨迹线（截面线）。本设计前围横向曲线由三段圆弧相切构成，纵向曲线由两短圆弧构成（有关设计尺寸请查阅总布置图，本章以下有关的尺寸同样看该图）。形面由纵向曲线绕横向曲线扫描而成，然后再与侧围及顶盖导圆角。如图2-7。二、风窗玻璃面形成风窗玻璃面形成是由前围形面剪切而成，目的是为了与前围曲面结合光滑平顺，减小风阻，同时也是造型美观的需要。首先在ZX面中做出一折线，把该折线以Y轴方向向前围形面上投影，剪切投影线所包含的曲面即可，如图2-8。图2-7前围曲面形成图图2-8前风窗玻璃面三、保险杠形面形成保险杠形面是先用类似于剪切玻璃面的方法，剪切掉前围上半部分，接着偏移剪切后的前围下半部分形面，然后再在前围形面和保险杠形面之间用连接面填充。如图2-9。保险杠形成如图2-10。图2-9保险杠形面形成图图2-10前围保险杠图四、灯具前大灯，包括照明灯与信号灯，采用组合灯具，与前围的结合处应遵循第二节中车身表面尽量光洁的要求，其制作过程主要还是在ZY面内做出二维形状曲线，然后沿X轴方向投影到前围及保险杠形面上，用投影线剪切该面，然后填充成形面。如图2-11。图2-11灯具形面形成图2.4.2侧围造型客车侧围造型最具有直观视觉美感，侧围造型包括前后围侧面投影，顶盖侧面投影，它们与侧围、车轮及轮罩、侧围的群边构成客车的整体“完形”。本设计侧围形面是由的横向截面线是由两段圆弧和一段直线构成，其形面就是由该曲线沿一直线拉伸而成，如图2-12。图2-12侧围面形成图在XZ面上草绘矩形，然后投影到该面上，再在该拉伸形面上剪切掉投影线所围起来的形面，这些矩形面便是安装侧窗玻璃的形面。如图2-13。图2-13侧围风窗形成图2.4.3后围造型后围造型一般法则是，应注意与整体造型相呼应。目前，发达国家客车后围已开始向“肥厚”方向发展，而前围则显得“薄”，以求达到呼应统一、整体而变化的体量感。后围形面成型方法与前围较相似，也是由一曲线绕另一曲线扫描而成，然后再与左右侧围及顶盖平面相互导圆角而成，如图2-14。图2-14后围主要表面形成图后围保险杠成型方法与前围保险杠的成型方法也一样，也是由后围主要形面偏移后中间再用面填充而成。如图2-15。图2-15后围保险杠图灯具形面的造型方法就是在ZY面内做出灯具布置平面图，也就是平面形状图，然后向后围形面上投影，用投影线剪切后围主要形面，然后填充。如图2-16。图2-16后围灯具形面形成图2.4.4顶盖造型顶盖面是由五段圆弧组成的曲线沿X轴方向扫略而成，然后在XY面里做两矩形投影到该面上，剪切掉投影线包围的形面，该部分就是安装安全顶窗用的。如图2-17。图2-17顶盖形成图2.4.5后视镜及灯具的造型一、后视镜后视镜包括内、外后视镜，这里讲的主要是外后视镜。后视镜必须可以调节方向，反射面必须位于后视镜的保持件内，在保持件周边上所有点的曲率半径都必须大于或等于2.5mm。外形设计过程是先在一平面内草绘一条曲线，然后作出该曲线的垂面，在该垂面上画一闭合曲线，再把闭合曲线沿前一曲线扫描，作出的形面便是后视镜支架。安装镜面的形面是用一封闭曲线沿一方向拉伸而成。如图2-18。图2-18后视镜支架图其结合部分用混和操作实现柔顺连接。如图2-19。图2-19支架连接处图后视镜的安装数量与位置参阅国家标准GB15084-1994。二、灯具布置灯具，包括远光灯、近光灯、转向信号灯、制动灯牌照灯、前位灯、后位灯、前雾灯、后雾灯、倒车灯、驻车灯、示廓灯、侧标志灯等。这些灯具的安装位置国家标准GB4785-1998有严格规定，本设计严格按照该标准设计。2.4.6外部各形面装配装配中主要是选总基准面，然后把各个零件基准面对该总基准面进行偏距，旋转等操作，而不能选择不同的面作为基准，这样可以避免在后期修改过程中由于修改了某一平面，而另一部件正是以改面作为基准而引起组装尺寸链出现错误。选择前围基准面为该部分组装总基准面，依次装配左、右侧围，顶盖及后围。如图2-20。图2-20车身组装图2.5本章小结本章主要介绍了在CATIA软件环境下对KLQ6100G城市公交客车车身造型，及造型前应注意的问题。在造型过程中，应注意各型面的接合处应接合柔顺光滑，保证车身美观，同时降低行驶过程中气流对客车的影响；还应注意各形面的尺寸应符合相关国家及行业标准；在装配过程中，注意基准面的选择。下表2-1说明国家标准与本设计尺寸做一对比。表2-1客车结构安全要求GB13094－1997项目国标要求本设计尺寸说明乘客门最少数量22车长10～12m安全顶窗最少数量22乘客门中心距8560×40%=34244757.5不小于乘客区总长的40％安全顶窗相邻两边间距≥20005995乘客门净高18002160乘客门净宽65010008301300单通道门双通道门安全顶窗洞口净面积≥3.0×105490×680=333200第三章KLQ6100G车身内部总布置设计3.1人机工程学在车身总布置中的应用为了使车身总布置设计符合人体尺寸和生理特征，使操作者和乘坐者感到安全、舒适、方便，就必须将人机工程学的理论引入车身总布置设计。根据人体的测量尺寸和生理结构，确定驾驶的最舒适坐姿，座椅的形状、仪表板的布置方向盘的形式以及他们之间的相互关系。这就是人机工程学在总布置工作中的应用目标。一、汽车驾驶员眼椭圆1、汽车驾驶员眼椭圆汽车驾驶员眼椭圆是指驾驶员以正常坐姿坐在座椅中时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。由于这种图形为椭圆状，故称其为眼椭圆。2、眼椭圆样板汽车车身设计中，常将几种典型百分位的眼椭圆做成样板，以便设计和校核用。（1）先画出眼椭圆自身坐标线X-X、Y-Y、Z-Z。（2）根据《汽车车身与结构设计》第78页表4-1、表4-2、表4-3，查出H点水平调节量102mm，眼椭中心在自身坐标系XYZ中的位置数据X＝1.8、Z＝-5.6、Y＝-6.4，Y＝58.0。从而确定了左右眼椭圆中心的位置。（3）画长短轴。长轴在两视图上认为等长，根据H点水平调节量及眼椭圆的百分位确定如下：眼椭圆百分位为90％对应109mm，眼椭圆百分位为95％对应147mm，眼椭圆百分位为99％对应216mm。短轴在两视图上并不相等。眼椭圆百分位为90％时：侧视图上短轴为77mm，俯视图上为82mm；眼椭圆百分位为95％时：侧视图上短轴为86mm，俯视图上为105mm；眼椭圆百分位为99％时：侧视图上短轴为122mm，俯视图上为145mm。长轴在侧视图上的倾角为－6.4。，在俯视图上的倾角为5.4。。至此画出眼椭圆样板。如图3-1、图3-2。图3-1眼椭圆侧视图图3-2眼椭圆俯视图眼椭圆样板在车身侧视图上的定位1、根据设计已确定的水平调节量及眼椭圆百分位，在样板组中选取相应的样板。2、在车身侧视图上由最后H点向上作垂直工作线，并量取635mm。在该处再作水平工作线。垂直工作线与水平工作线的交点是座椅靠背角为5。时，车身坐标原点相对于垂直工作线和水平工作线均有偏距。偏距大小可以从《汽车车身与结构设计》第79页表4-4中查得，水平偏移量为-186.4mm，垂直偏移量为27.6mm。定位如图3-3、图3-4。图3-3眼椭圆侧视定位图图3-4眼椭圆俯视定位图3.2确定驾驶员座椅H点位置一、H点人体模型H点是人体身躯与大腿的交接点，即胯点（hippoint）。图3-5H点人体模型H点人体模型见图3-5。我国H点人体模型的标准参阅GB/T11559，国际标准组织的H点人体模型可参阅《ISO6549》。该模型由背盘、臀盘、小腿杆及头部探杆等组成。各部尺寸、质量及质心位置均以人体测量资料为依据。臀盘模仿人体的背部。他们的廓线形状是真实人体的反映。模型的背盘与臀盘的交接处，在相当于人体胯点的位置上设有铰接副，铰接线的中点就是H点。二、驾驶员座椅H点的确定参阅《汽车H点确定程序GB/T11563》。本设计汽车驾驶员座椅H点三维坐标（-940，710，640）。驾驶员座椅H点确定如图3-6。图3-6驾驶员座椅H点根据H点位置及眼椭圆大致确定驾驶员视野如图3-7、图3-8。图3-7驾驶员视野侧视图图3-8驾驶员视野俯视图3.3仪表板设计客车仪表板上布置有各类仪表、指示灯和控制系统。它是客车运行时的监控中心，通过它可以迅速、及时和准确地传达客车运行的状况。仪表板是客车与驾驶员关系最密切的部件，其设计的好坏直接关系到驾驶员工作环境的好坏以及行车安全。在设计仪表板时应充分考虑人机工程学在该方面的应用。仪表台主要由控制板，主仪表板，副仪表板，物件箱等构成。主仪表板的核心区域一般安装有客车报警装置（如水温报警、机油压力报警、制动系统报警等）和监视装置（如车速表、里程表、燃油表等），这是客车驾驶员与客车联系的窗口。在其两侧常布置有控制板，主要操纵件如电源开关、灯光开关、门开（闭）开关等均安装在控制板上，符合驾驶员操纵的方便性。副仪表板一般布置在驾驶员左侧，司机窗下沿，常用来安装客车电路板、驻车制动操纵装置以及客车空调系统、通风系统的操纵控制板等设施。一、设计原则1、最大程度的满足人机工程学的要求。从人的生理需求出发，进行仪表板的布置、造型与结构等方面的设计，以保证驾驶员视觉与操作的需要，以保证驾驶员与乘员的安全。2、造型与功能要求高度的统一，形体特点与色彩须与客车内室设计协调一致美观实用。3、功能应尽力完善，采用先进设备。4、结构简单，工艺性好本核算，追求经济效益。5、尽可能采用软化材料，结构质量轻，消除事故后不安全性隐患。6、强调成对于后置发动机客车，物件箱容积较大，可以连同客车挡风玻璃的除霜系统、车门开关系统、客车自然通风的风道以及助力油管等物件一起构成支撑仪表板的台柜式承载构件，因而应具有一定的支撑钢度。同时，物件箱还起到隔绝地面穿过来的噪音，保护驾驶区线路及其他电子器件等的作用。7、保证装配与维修的方便性。二、设计过程中着重考虑的因素1、安全性仪表板安全性是仪表板设计最为重要的一项内容。仪表板布置形式、结构特点、材料品质以及装备的质量直接影响客车的驾驶质量。而且在行车事故中，仪表板也是造成驾驶员及乘客人身伤害的主要部件。考虑仪表板的安全性主要有以下几个内容：1)驾驶员前面的内护板以及仪表板的形状能使传递的撞击力最小。2)仪表板下部要留有足够的空间供驾驶员进行腿部的动作，在受到前面的撞击时要能够保护驾驶员的下肢。3)撞击时仍可以安全地操纵客车，保证一些必要的控制件及操纵件的有效。4)采用吸能材料急及衰减性较大的固定连接机构。5)不同功能的操纵手柄、调节扭应容易分辨，防止误操作。6)装备先进易操作，仪表类读数要方便。2、操纵性仪表板是传递驾驶员指令的部件，因此操纵性要求较高。要体现良好的操纵性，提高操纵效率。操纵性包括以下三方面的内容：1）必要的操纵装置的布置，如变速杆、方向指示灯开关、灯光开关和刮水器开关等与驾驶员位置的距离要符合人体尺寸要求。2）其它附件设施的布置，如收音机、空调控制装置、点烟器、杂物箱等要便于使用与维修。3）设施精美，使用方便，效率高。3、美观性1）必须在造型上优化考虑。2）线条与车身造型风格吻合。3）色彩与车身室内基调协调，材料质地充分体现客车的档次。三、确定仪表板位置由于驾驶员操纵的许多操纵件都是安装在仪表板上的，因此，确定仪表板的位置就涉及到驾驶员手伸及界面。汽车驾驶员的手伸及界面是指以正常驾驶姿势坐在座椅中、身系安全带、一手握住方向盘时另一手所能伸及的最大空间界面。实验结果表明，驾驶员手伸及界面是形如椭圆的空间曲面。查阅《汽车车身与结构设计》第80页第4-4节。通过对人体的操纵范围测量，得到影响驾驶员手伸及界面位置的主要因素是驾驶员座椅的H点位置。而次点的位置应根据驾驶员座椅的位置而定。仪表板上表面的位置就是手操纵件的位置，再考虑到方向盘转动的必要空间，仪表的适用性及《客车驾驶区尺寸GB/T13053-1991》，确定仪表台位置为：高度方向上副仪表板底面坐标为200mm，长度方向上储物箱平面坐标为-1785mm，宽度方向上与横向零平面对称。如图3-9、图3-10。图3-9仪表板长度及宽度方向定位图图3-10仪表板高度方向定位图3.4确定各操纵件的位置一、定方向盘的位置驾驶员驾驶汽车时，靠手和手臂的运动操纵方向盘，所以改善驾驶员操纵方向盘的姿势和减小操纵力可以降低驾驶员的工作条件。一般是通过合理地布置方向盘的中兴位置和倾斜角度、选择适宜的方向盘直径达到，方向盘倾角越大驾驶员施加的力越大，方向盘直径越大驾驶员施加的力越小，但是转向盘的转速越慢。布置方向盘位置还应考虑座椅的调节量和驾驶员上下车的方便性。按照《客车驾驶区尺寸GB/T13053-1991》，结合人机工程，布置尺寸如图3-8。二、踏板及操纵杆的布置主要依靠加速踏板的位置以及《客车驾驶区尺寸GB/T13053-1991》和人机工程学中脚的伸及范围确定踏板之间及周围的尺寸关系，如图3-11、图3-12。图3-11踏板纵向布置图图3-12踏板横向布置图总之，以上各种部件的布置是相互影响的一个有机系统，相互间的尺寸关系直接影响驾驶员的工作条件，因此，在该部分设计中应充分考虑人机工程在该部分的应用，以达到驾驶员的操作条件最适宜。3.5乘客区座椅布置本设计任务书要求座椅布置为31＋1。为了增大车内站立面积，增加载客量，必须合理安排座椅布置。首先是充分利用前车轮罩上方面积，两侧各安置四张座椅，面对面布置；图3-13。图3-13前轮罩上方座椅布置其次是利用后车轮罩上方面积，其布置形式为单侧车轮罩上方2－2背对背布置；如图3-14。图3-14后轮罩上方座椅布置图图3-14后轮罩上方座椅布置图再次设置老弱病残孕专座，把专座安置在对着乘客门后门，以便上下车方便。如图3-15。图3-15老弱病残孕专座布置图乘客区所有座椅装配尺寸及布置参考GB/T13055-1991。3.6本章小结本章先得出驾驶员座椅H点在汽车坐标系中的坐标，然后根据该坐标确定仪表板位置，以及参照《客车驾驶区尺寸GB/T13053-1991》，确定制动踏板、变速器操纵杆等操纵件的位置，得出驾驶区总布置设计；再依据设计任务书的要求，以及参考《客车乘客区尺寸GB/T13055-1991》，对乘客区座椅做了总布置设计。表3-1、表3-2、表3-3对本章设计中乘客区与驾驶区部分尺寸与国家标准（行业标准）做一个比较。表3-1客车乘客区尺寸GB/T13055-1991项目国标尺寸本设计尺寸说明同方向座椅间距≥650740面对面座椅座间距≥12001360座垫间距≥450560座垫至侧围距离≥3030车内高≥19002180(2900-370-270-50-30)经验算法,实际需要已知成型顶尺寸侧窗下缘高≥680945侧窗上缘高≥16501970通道宽≥450550通道地板坡度≤3°0°高地板高≥250640一级踏步高≤400370一级踏步深≥300638.4踏步高≤300270踏步深≥200400表3-2客车驾驶区尺寸GB/T13053-1991项目国标尺寸本设计尺寸说明仪表板下缘至地板表面距离≥450500转向盘直径425～550484转向盘角55°～75°70°转向盘下缘最低点至座垫上表面距离180～240226转向盘外缘至靠背表面距离350～380375座椅中心平面至侧围距离360～550455经验计算转向盘中心至座椅中心平面距离≤400转向盘上表面与Y平面的夹角85°～95°90转向盘外缘至侧围护板距离≥100213转向盘外缘至仪表板最小距离≥8087离合器、常用制动、加速踏板中心至两侧障碍物距离≥80130离合器踏板中心至近侧围护板距离≥80233离合器踏板中心至转向盘中心距离80～200192常用制动踏板中心至转向盘中心距离70～180150常用制动踏板中心至加速踏板中心距离110～160130加速踏板中心至最近障碍物距离≥60130表3-3客车座椅QC/T633-2000项目驾驶座椅（国标）本设计尺寸乘客座椅（国标）本设计尺寸说明座椅高380～460436400～450430座椅深400～460410≥350400座垫宽≥450470≥400≥800440890单人座双人座座垫角3°～7°5°3°～7°5°靠背高≥450618≥450800靠背宽440～480440//靠背与座垫夹角90°～105°94°93°～97°93°第四章KLQ6100G驾驶区三维造型设计4.1仪表台造型设计首先设计主仪表板。先在一平面上草绘一类椭圆的封闭曲线，然后拉伸该草绘曲线，封闭改拉伸体，导圆角，这样形成仪表板的基础部分。如图4-1。图4-1仪表板基础部分形成图其次做出仪表盘形面，该形面由一弧线沿另一弧线扫描，扫描后的形面与基础部分剪切。如图4-2。图4-2仪表盘形面生成图接着由一斜线拉伸一平面，该平面与与仪表盘形面截交，填充形成的截交线以成平面，该平面就是安装车速表、转速表等仪表的平面。用同样的方法作出安装操纵按钮的平面。如图4-3。图4-3仪表板按钮安装平面形成然后设计物件箱，它的形面是沿上一步骤中所绘的类椭圆封闭曲线拉伸而成，剪切掉靠近前围形面的部分，主要是为了安装维修灯具等附件方便。在靠近前乘客门一侧开设两个开关门也是为了检修电器等元件的方便。如图4-4。图4-4物件箱形成图再设计副仪表板，首先在一平面内作一封闭曲线，然后沿该面的垂直方向拉伸，得到一拉伸形面，封闭该形面两端，在上端面剪切一孔，向内拉伸该孔边线形成柱面，该柱面用于驾驶员放置水杯。如图4-5。图4-5副仪表台形成图4.2驾驶员座椅造型设计驾驶员座椅是驾驶员操纵汽车时无时无刻不使用的部件，其性能的好坏直接影响驾驶员工作的舒适性，一张良好的驾驶员座椅可以直接降低驾驶员的工作疲劳强度，保证驾驶员有良好的精神，间接提高了驾驶员行车时间和行车安全。一、驾驶员座椅的结构尺寸要求参照我国汽车行业标准客车座椅QC/T633-2000。二、驾驶员座椅的造型设计驾驶员座椅上表面是由一曲线沿一直线拉伸而成，如图4-6。然后与两侧和前方平面相剪切，再导圆角，这样做出驾驶员座椅座垫。如图4-7。图4-6图4-7驾驶员座椅坐垫表面形成图靠背型面是由一曲线沿另一曲线扫描而成，扫描后与四周平面剪切形成。如图4-8。图4-8靠背形面形成图4.3变速器操纵杆、加速踏板、制动踏板、离合器踏板、投币器造型设计1、变速器操纵杆造型设计如图4-9。图4-9变速器操纵杆2、加速踏板造型设计如图4-10。图4-10加速踏板3、制动踏板造型设计如图4-11。图4-11制动踏板4、离合器踏板造型设计如图4-12。图4-12离合器踏板5、方向盘造型设计如图4-13。图4-13方向盘6、投币器造型设计如图4-14。图4-14投币器4.4驾驶区各主要部件装配本设计选则座椅基准面作为总基准面，然后依次组装加速踏板、制动踏板、离合器踏板、变速器操纵杆、转向盘、仪表台。装配尺按《寸按客车驾驶区尺寸GB/T13053-1991》确定。组装后驾驶区轴侧图如图4-15。图4-15驾驶区轴侧图驾驶员踩加速踏板、制动踏板、离合器踏板时的姿势如图4-16、图4-17、图4-18。图4-16驾驶员踩加速踏板时姿势图4-17驾驶员踩制动踏板时姿势图4-18驾驶员踩离合器踏板时姿势4.5本章小结本章主要介绍了在CATIA环境下仪表台、驾驶员座椅等的造型方法及造型简要过程，同时根据第三章的相互间尺寸关系确定装配尺寸，装配各部件。在该部分的设计中，需要不断修改部件尺寸来满足相关标准要求。第五章KLQ6100G乘客区三维造型设计5.1地板设计乘客总希望乘坐在噪声小、振动轻微、温度适宜、美观大方、行动方便、宽敞的汽车。一个合理的地板设计能有效降低车内噪音，合理的踏步设计也能为乘客的上下车提供很大便利。一、地板平面高度在城市公交客车上，车厢的地板平面高度决定了乘客上下车的方便。室内高度应保证乘客在顶棚下来回自由走动，而侧窗上梁的高度还应保证站立乘客有足够的视野角。为了使乘客长下车方便，必须尽量降低地板平面高度，这样才能降低踏步的离地高度，或是减少踏步的级数。本设计是配合KLQ6100G的低地板公交车专用地盘而做，该地盘是后置发动机后驱形式，所以驾驶区布置较为宽松，地板主要平面高度一致，由于发动机后置后驱，地板后部有台阶，其高度主要由发动机悬置高度、变速器及后桥高度决定。车轮罩高度主要由车轮直径决定。如图5-1。图5-1地板高度和长度方向设计二、通道宽度由于国家标准严格限定，在设计时尽量扩大通道宽度，满足乘客上下车方便，同时可以在高峰期提高载客量，如图5-2。图5-2地板宽度方向设计三、踏步的设计踏步高与踏步深的设计直接影响乘客上下车的方便性，所以其设计应尽量降低起高度，并保证一定的深度。而且，国家标准对踏步的尺寸有严格的规定（GB13094-1997）。本设计尺寸见图5-1、图5-2。四、作图方法在确定了地板平面高度和宽度后，在XZ面内草绘地板平面线，然后沿Y轴方向拉伸，如图5-3。图5-3地板平面形成图接下来主要是做车轮罩平面，踏步平面，作图原理同上。座椅然后用侧围，前后围剪切成如图5-4形状。图5-4地板台阶、轮罩形成图5.2乘客座椅及座椅支架造型设计乘客座椅形面是由座椅侧视封闭曲线沿Y轴方向拉伸而成，接着对靠背上部挖孔，作为扶手，然后对孔导圆角，作镜像。如图5-5、图5-6。图5-5乘客座椅形面形成图图5-6乘客座椅外形乘客座椅支架设计，如图5-7。图5-7支架设计5.3乘客区座椅装配首先组装各座椅和座椅支架，然后按照2.4.6节所述原理装配。装配后如图5-8。图5-8乘客座椅装配图图5-9乘客在车内的站姿与坐姿5.4本章小结本章主要论述了地板、及乘客座椅系统的造型设计，及该两部分的装配，装配尺寸由3.5节给出。在设计过程中主要考虑座椅的支撑和安装形式，再设计支架。为了节约材料、降低成本，有部分座椅直接安装在地板上。需要