第一章  汽车总体设计
1、进行总体设计应满足如下基本要求:(1)汽车的各项性能、成本等,要求达到设计任务书所规定的指标;(2)严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定(如外廓尺寸符合GB1589-1989规定),注意不要侵犯专利;(3)贯彻“标准化、通用化、系列化”;(4)进行有关运动学方面的校核,保证汽车有正确的运动和避免运动干涉;(5)拆装与维修方便。
2、 概念设计:从产品创意开始,到构思草图、出模型和试制出概念样车等一系列活动的全过程。概念设计是要将商品计划中确定开发的产品定义更具体化,使之达到能进行具体设计的程度。 主要工作内容:明确产品的开发目的、产品的使用调查、产品水平分析(产品先进性分析)、形体设计:概念草图、初步布置图、美术效果图,并制作缩尺比例模型、产品的目标成本、通用化、标准化、系列化、绘方案图、初步性能计算
3、 制定设计任务书:①画总布置草图(不同于方案图):各部件的布置位置更准确;各部件的形状、尺寸更准确;确定各总成质心位置与质量大小;确定总体布置尺寸参数。②性能计算:轴荷分配、质心位置如不满足要求,可调整总布置草图中的部件位置;整车主要性能——据此确定各总成的技术参数,并保证总成之间参数匹配合理。目的:保证汽车各性能指
标达到原定指标要求。③编写设计任务书:可行性分析,包括市场预测,企业技术开发能力分析,产品开发目的,新产品的设计指导思想,预计的生产纲领和目标成本及技术经济分析等;产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数;整车布置方案的描述及主要总成结构、特性参数;三化水平(如标准件占百分比数,通用件占百分比数);国内、外同类汽车技术性能分析和对比;拟用的新技术、新材料、新工艺
4、技术设计:①总成设计师: 根据设计任务书给出的条件和总体设计师的要求进行总成设计。 ②总体设计师:协调总成与整车、总成与总成之间的矛盾;进行整车性能计算、运动校核;编制技术文件;出试制图。
5、 改进设计:试制总成并进行总成试验;试制整车并进行整车试验;改进设计,再试制、试验。
6、 鉴定定型:工艺审查,成本核算,出图,编制鉴定文件等。
7、生产准备阶段:小批量生产,交用户使用;同时进行生产准备——出生产图,工艺调试;用户使用试验、改进。
8、 生产销售阶段:大批量生产,并进行销售和售后服务工作,征求用户意见,并向技术部门反馈。
一、汽车的分类:① 乘用车:在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车, 包括驾驶员座位在内最多不超过九个座位。② 商用车:在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车,并且可以牵引挂车。商用车可分为客车、半挂牵引车、货车。客车:在设计和技术特性上用于载运乘客及其随身行李的商用车辆,包括驾驶员座位在内座位数超过九座。 客车:城市客车——车厢容积大;座位数少;前后桥承载能力大;车厢地板及车门踏板高度要适当降低;车门数多,车门宽度大些;起动性、制动性、加速性好。长途客车——一般为两门;座位多;座椅用可调式;有靠枕和肘托;比功率大。旅游客车——车窗视野开阔;舒适性好,采用空气弹簧,有空调,对座椅要求也高。机场摆渡车——地板低;座椅少;车门多;车速低;外形尺寸可不受法规限制;站立空间尺寸足够高。
二、 汽车形式的选择:
1. 轴数:影响汽车轴数的因素:汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制、轮胎的负荷
能力。选取原则:总质量大的汽车,轴数应该取多些,但结构复杂,成本高;ma<19t,常采用两轴汽车;19t~26t,常采用三轴汽车;不在公路上行驶的车辆,不受此限制
2. 驱动形式:表示法: m×nm车轮总数,n驱动轮数)。影响驱动形式选择的因素: 总质量ma大,汽车轴数增加,m、n才会大;汽车通过性要求高时,应该采用全轮驱动形式;驱动轮数少,结构简单,成本低。
3. 布置形式:发动机 、驱动桥和车身(驾驶室)的相互关系和布置特点而言。布置形式对汽车的使用性能有重要影响。乘用车、商用车布置形式差别很大。
布置形式——乘用车:
布置形式——客车:
布置形式——货车驾驶室与发动机相对位置:平头式:发动机位于驾驶室内,没有独立的发动机舱;短头式:发动机大部分在驾驶室前部,少部分位于驾驶室内;长头式:发动机位于驾驶室前部;偏置式:发动机位于驾驶室的侧面。多用于重型矿用自卸车上。发动机位置不同:发动机前置、发动机中置、发动机后置。
布置形式——货车(驾驶室位置)
布置形式——货车(发动机位置)
1.外廓尺寸——乘用车:长:La=L/C,宽:Ba=(La/3)+(195±60),后排三人座时不应小于1410mm ,高:Ha= hm + hp + hB + ht。式中:hm——轴间底部离地高度;hp——地板及下部零件高度;hB——室内高度;ht——车顶造型高度;L——轴距;C——比例系数,FF0.62~0.66RR0.52~0.56
2.轴距LL小,则整备质量减少;汽车总长减少;Dmin减少;传动轴长度减少;纵向通过半径减少。L过小, 则车箱(厢)长度不足,或后悬过长;上坡或制动时轴荷转移过大,制动、操纵稳定性下降;车身纵向角振动增加,平顺性降低;传动轴夹角变大。轴距L——选取原则: 轿车级别越高,L越长;装载量多的货车,L应取长些;载客量多的客车,L应取长些;机动性要求高的汽车,L应取短些。在标准轴距车型基础上,派生出短轴距和长轴
距车型,其轴距变化范围在0.4~0.6m
3.前轮距B1 、后轮距B2随着B的增加,车箱(驾驶室)内宽增加;侧倾刚度增大;总宽增大;总质量增大;Dmin增加。B的确定原则:因为总宽不超过2.5m,所以B不宜取大;B1要保证布置下发动机、车架、前悬架和前轮,保证转向轮转动空间及杆系与车架、车轮之间的间隙。B2受后部车架宽度、悬架、轮胎宽度的影响,保证它们之间有足够的间隙。
4.前悬LF 、后悬LR前悬LF 增加,安全性提高、前钢板弹簧长度增加、驾驶员视野变坏、接近角减小,通过性下降。前悬LF的确定原则:对长头车、轿车,保证布置下发动机、保险杠、散热器、风扇等部件。货车的前悬LF范围:1100~1300mm。后悬LR长,则乘用车行李箱尺寸增大、追尾安全性好、汽车离去角减小,通过性降低、汽车造型发生变化。后悬选取原则:(取决于轴距、轴荷分配):客车LR,不得超过轴距的65%,绝对值不大于3500mm;货车(ma=1.8~14.0t),LR一般在1200~2200mm之间;特长货箱的货车,LR可达到2600mm,但不得超过轴距的55%。
二、 汽车质量参数的选择:
1.整车整备质量m0定义:车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等),加满燃料、水,但没有装货和载人时的整车质量。减少m0 ,则制造成本降低、节约燃料,使用成本降低、装载量、载客量增加,使用经济性提高。减少m0的主要措施:采用高强度轻质材料(塑料、铝合金……);使结构更合理。m0的确定方法(设计初期):对于货车,要根据经验估算;(各总成质量累加);对于轿车、客车,按人均整备质量估算。
2.汽车的载客量和装载质量:轿车载客量=座位数、客车载客量=座位数+站立乘客数(8~10/m2)、长途、观光大客=座位数。 装载质量me:在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。对越野车是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。me的确定:应符合行业产品规划系列、货流大、运距长、自卸车应用大吨位、货源变化频繁、运距短使用中、小吨位汽车。
3.质量系数undefinedm0汽车装载质量与整车整备质量的比值,undefinedm0=me/m0 。装载质量me越大,整备质量m0越小,则undefinedm0提高。undefinedm0大,表明设计水平、工艺水平比较高,结构更为合理。undefinedm0的用途:undefinedm0可参考同类型车选择、到undefinedm0 ,就可根据me估算出m0、则上装载质量me越大的汽车,undefinedm0越高。0变化范围:0.80~1.70
4.车总质量ma装备齐全,并按规定装满客、货时的整车质量。ma的确定乘用车、商用客车: ma = m0+ n *65kg + αn;用货车: ma = m0+me+n1*65kg,中:m0——整备质量 ;me——装载质量 ; n——载客数(包括驾驶员); α——行李系数,中高级轿车: α=5微型、普通级轿车: α=10城市客车: α=0长途客车: α=10~15
5.进口现代轴荷分配:汽车在空载、满载静止状态下,各轴对支承平面的垂直载荷(常用百分比表示)。确定轴荷分配的原则:为使各轮胎磨损均匀,寿命相近,各车轮负荷应相近;为保证汽车良好的动力性和通过性,驱动桥应有足够大的负荷;为了保证汽车的操纵稳定性,要求转向轴的负荷不应过小。影响轴荷分配的主要因素:汽车的驱动形式、发动机的位置、汽车结构特点、车头的形式、使用条件。调整轴荷分配时采取的措施:重新布置某些总成、部件(如油箱、备胎等)的位置;改变轴距。
三 、汽车性能参数的选择:
1.动力性参数:最高车速、加速时间、上坡能力、汽车比功率和比转矩。
2.别克新赛欧燃油经济性参数:汽车在水平的水泥或沥青路面上,以经济车速或多工况满载行驶百公
里的燃油消耗量(L/100km)。百公里燃油消耗量越小越好。对于货车,用单位质量百公里燃油消耗量来评价(L /100t km)。
3.最小转弯直径Dmin:转向盘转至极限位置时,汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆直径。影响因素:转向轮最大转角增大,Dmin减小;全轮转向, Dmin减小。汽车轮距增大,Dmin增大;汽车轴距增大,Dmin增大;国家标准( GB7258-1997 )的规定:D min小于等于24mDmin=24m时,转向轴与末轴的内轮差(用两内轮轨迹中心计)小于等于3.5m。
4.通过性几何参数:包括最小离地间隙hmin、接近角undefined1、离去角undefined2、纵向通过半径undefined1。商用车使用条件复杂,hmin比乘用车大些。
5.操纵稳定性参数:转向特性参数:要求保证汽车具有适当的不足转向。汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时,前、后轮侧偏角之差undefined1-2高尔夫6视频=1~3undefined。车身侧倾角:要求汽车以0.4g向心加速度沿定圆等速行驶时,车身侧倾角在3undefined以内,最大不得超过7undefined。制动前俯角:要求汽车以0.4g减速度制动时,车身前俯角不大于1.5腾翼c20r报价undefined。京平高速
6.制动性参数:制动距离短;制动时方向稳定;下长坡时能保持稳定的低速行驶;坡道上能够可靠驻车。评价指标:制动距离;平均制动减速度。乘用车在50km/h初速度下制动时,满载时制动距离要小于20米,制动减速度要大于5.9m/s2
7.舒适性:应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操作条件。舒适性包括:平顺性(常用垂直振动频率和加速度评价);空气调节性能(温度、湿度);车内噪声;乘坐环境(车门及通道宽度,活动空间);驾驶员操作性能。
二 、发动机形式的选择
荣威rx81.汽油机和柴油机的选用
2.气缸排列形式的选用
3.冷却方式的选用