毕业设计汽车整车论文.docx

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毕业设计汽车整车论文

摘要

汽车车身总布置设计是车身设计的重要内容。

车身总布置设计是在整车总布置的基础上进行的，主要包括汽车车身底版的布置、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。

可以说车身总布置设计的好坏是决定车身设计和轿车设计好坏的一项重要内容。

本次7161轿车车身总布置设计主要是利用已给的数据和人体工程学的基本知识对该车型的车身外形布置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。

通过本次毕业设计，充分了解和掌握了对某一轿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。

关键词：

车身总布置设计人体工程学车身外形布置设计车身室内布置设计

Abstract

Carbodygeneralarrangementdesignisanimportantconstituentofcarbodydesign.Itisonthebasementofcargeneralarrangementdesign,includescarfloorarrangement、frontfenderarrangement、interiorbodyergonomicarrangement、doorarrangement、enginemoduleandluggage

compartmentarrangementandotherestablishmentsarrangement.Amongthem,theinteriorbodyergonomicarrangementisthemostimportantpartasitrelatestoergonomics.Wecansaythatthequalityofcarbodygeneralarrangementisanimportantconstituentwhichdeterminesthequalityofbodydesignandcardesign.Duringthistime’sAoTuominicarbodygeneralarrangementdesign,themainlypartofmyworkistousedatawhichisgivenbymyguidingteacherandtheinfrastructuralknowledgeofergonomicstodesignAoTuocarbodyexternalandinteriorarrangement,andtoconductsomecalculationaboutthiscar’spowerandeconomyperformance.Thiscalculationcancheckthatwhetherthecarbodygeneralarrangementdesignisreasonableornot.Throughthisgraduatedesign,Ifullyknowandmasterthestepsandmethodsofbodygeneralarrangementdesigntoaspecificcarbody,whichwilllaythefoundationforourcarbodydesignworkaftergraduation.

Keywords：

bodygeneralarrangementdesign  ergonomicsbody

externalarrangementdesign  interiorbodyarrangementdesign

1.绪论

1.1汽车设计的规律，决策与设计过程

汽车设计尤其是新新车型的设计，是根据社会对该车型的使用要求而提出的整车参数与性能指标进行计算的，显然，那只能从宏观入手，即从整车的总体设计开始，然后通过总体设计的分析与计算，将整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能后，再进行总成和部件设计，进而进行零件甚至某一更细微的局部设计与研究。

汽车设计过程：

1）  调查与初始决策：

其任务是选定设计目标，并制定设计工作方针及设计原则。

调查研究的内容应包括：

老产品在服役中的表现及用户意见；当前本行业与相关行业的技术发展，特别是竞争对手的新产品与新技术；材料，零部件，设备和工具等行业可能提供的条件；本企业在科研，开发及生产方面所取得的新成果等等，他们岁新产品设计是很有价值的。

2）  总体方案设计：

其任务是根据领导决策所选定的目标及开发目标制定的工作方针，设计原则等主导思想提出整车设想，因此又称为概念设计（conceptdesion）或构思设计。

为此要绘制不同的总体图（1比5）供选择。

在总体方案图上进行初步布置和分析，对主要总成只要画出大轮廓而突出各方案间的主要差别，使方案对比简明清晰，经方案论证选出其中最佳者。

3）  绘制总布置草图，确定整车主要尺寸，质量参数与性能指标以及各总成的基本形式。

在总布置草图上较准确地画出各总成及部件的外形和尺寸并进行仔细的布置；对轴荷分配和质心高度作计算与调整，以便准确地确定汽车的轴距，总长，总宽，总高，离地间隙，货箱或车身高度等，并使之符合有关标准和法规；进行性能计算及参数匹配。

4）  车身造型设计及绘制车身布置图；绘制不同外形，不同方向，不同色彩的车身外形图；制作相应造型的1比5整车模型；从中优选后再制作1比5或1比1的精确模型。

经征求意见，工艺分析评审及风洞实验后作进一步修改，审定后用三坐标测量仪测量车身模型坐标并用与之联机的CAD系统绘制车身图及相应的车身布置图。

随着计算机技术的飞速发展，直接在计算机上造型车身的三维形态已成为可能，并且可以根据设计者的要求方便迅速地对计算机屏幕所显示的车身造型进行各种修改，能在计算机屏幕上产生不同投影方向的生动逼真的产品三维外形图。

因此，要提高车身的设计质量，缩短设计周期，可以将车身造型的手工设计和绘制不同方向外形图的工作移到计算机上进行，在计算机上进行交互设计，得到满意结果后再制作模型以及进行上述的其他后续工作。

5）  编写设计任务书：

作为对以后的设计，实验及工艺准备的指导和依据。

其内容常包括：

任务来源，设计原则和设计依据：

产品的用途及使用条件；汽车型号，承载容量，布置形式及主要技术指标和参数，包括空车及满载下的整车尺寸，轴荷及性能参数，有关的可靠性指标及环保指标等；各总成及部件的结构形式的特性参数；标准化，通用化，系列化水平及变形方案；模拟采用的新技术，新结构，新装备，新材料和新工艺；维修，保养及其方便性的要求；续驶里程；生产计划，设备条件及预期制造成本和技术经济预测等。

有时也加进与国内外同类型汽车技术性能的分析和对比等。

有的还附有汽车总布置方案草图及车身外型方案图。

6）  汽车的总布置设计：

其主要任务是根据汽车的总体布置及整车性能提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求；协调整车与总成间，总成与有关部件的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能能达到最优并满足设计任务书所要求的整车参数和性能指标的汽车。

具体工作有：

a）  绘制汽车总布置图：

它是在总布置草图和个总成，部件设计的基础上用1比1或1比2的比例精确的绘出，用于精确控制各部件尺寸和位置，为各总成和部件分配精确的布置空间，因此又称为尺寸控制图。

特别注意汽车整车布置的合理性，驾驶室和车厢内部布置应具有视野性好，驾驶操作方便，座位舒适，安全，维修方便等特点。

b）  根据总布置设计确定的整车参数和性能指标提出对各总成和部件的设计要求：

包括结构形式，特性参数，尺寸与质量限制等。

提供整车有关数据与计算载荷等。

c）  绘制转向轮跳动等有关的运动图：

用于校核布置空间以避免发生运动干涉。

d）  确定有关总成和部件支承的形式，结构参数与特性等，特别是对发动机前后支承，驾驶室支承和排气管支承的位置和刚度要精心选择。

e）  确定各总成的质心位置，核算汽车空载和满载时的轴荷分配及整车质心高度。

f）  制作模型进行布置空间的校核：

通常制作1比1的车身内，外模型来检查驾驶操作及上下车的方便性，视野范围，乘座空间及舒适性等。

g）  汽车总成，部件及零件本身的选型与设计：

其任务除了要保证总成和整车的性能指标外，还要考虑零件本身的强度，寿命与可靠性等问题。

h）  设计图纸的工艺审查及必要的修改。

i）  绘制汽车总装配图：

其目的是进行土面装配校核，仔细检查相连接总成及部件的连接关系，连接部件的尺寸与配合以及拆装的方便性；核算与标注汽车整车和有关总成与部件的安装尺寸链，为汽车总装作技术准备和提供依据。

j）  试制，实验，修改与定型：

设计完成后投入样品试制时，应考虑有一定数量的零部件和总成投入台架试验，至少有3~4辆样车投入整车室内试验与道路试验，因为试验尤其是道路试验始终是考验汽车的设计与制造工艺最重要和不可替代的手段。

试制与试验中暴露出的设计问题应该及时解决并记录在案，作为修改设计的依据。

注意了解制造和装配中的工艺问题及质量控制情况及时把关，杜绝不合格的样品装车。

要查明整车，总成及零部件的尺寸参数，质量参数，性能参数是否符合设计要求及问题所在，以便修改图纸或采取其他措施予以纠正。

应按有关标准，法规进行全面的试验，以检查新产品的各项性能指标。

实践是检验真理的最终标准，汽车试验也是一样，在汽车设计定型中起着关键的作用。

本设计是东风小康微型面包车EQ638X总体总布置设计。

近年来微型面包车的产销量日趋扩大，这得益于该车型不错的内部空间和实用性以及吸引人的价位，更重要的一点是该车型已逐步摆脱了外形过气以及内部布置不合理的弊端。

通过对一款微型面包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。

在新型车研发、研制的初级阶段，经过调查研究与决策，提出整车设想并对汽车的主要参数以及发动机和车轮进行选择后，应对汽车进行总布置设计，其中车身的总布置设计是总布置设计的重要组成部分。

在产品开发过程中必须根据新产品的实际情况考虑多方面的因素，进行合理的布置设计，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。

1.2前人相关成果和预期目标

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。

对于车身外形的布置设计，涉及到车身空气动力学的知识，在这一领域前人为我们总结了许多宝贵的经验，主要是提出了一些改善汽车车身空气动力性能的措施：

a.车身头部棱角圆角减少空气阻力b.改善车身后部形状减小气动升力和空气阻力c.顶盖弯曲d.后窗倾斜e.尾部翘起等。

而在车身内布置方面，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应用已有多项成果。

研究内容日趋广泛和深入。

这些研究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均有重要意义。

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以及宝贵的经验数据，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和实际使用意义。

在国外，该学科早已起步故有丰富的人体数据和车身设计的经验，而在国内由于该学科起步较晚以及没有合适的人体数据而且缺乏经验，故尙未形成清晰的人体工程学设计方法。

本次微型面包车车身总布置设计的预期目标是希望在根据该型轿车基本车型数据参数以及参考前人轿车车身总布置设计经验和积累的有用数据的基础上，设计出令人满意的合格的微型面包车车身。

2车身设计制图方法及设计原则

2.1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。

轿车车身设计时，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：

沿车架纵梁上表面较长的一段所作的水平直线或沿无车架车辆的车身地板下表面较长的一段所作的水平直线作为高度方向坐标（Z坐标）的零线。

通过车辆前轮理论中心并垂直于高度方向坐标零线所作的直线作为长度方向坐标（X坐标）的零线。

车辆的对称中心线作为宽度方向坐标（Y坐标）的零线。

其坐标方向规定：

沿车辆的前进方向看去，X坐标零线以前为负、零线坐标以后为正；Y坐标零线以左为正、零线以右为负；Z坐标零线以上为正、零线以下为负。

2.2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。

2.3设计原则

空间问题是车身总布置设计的一个重要方面。

车身内部空间被分割，通常零

部件总是在与乘坐者争夺空间。

在总布置设计中必须找到一个妥协的解决方案。

从满足驾驶员操作和乘员乘坐的要求出发，现代轿车车身设计中必须以人为中

心。

显然，轿车车身总布置设计的重点应放在确定室内空间大小和人体的活动空

间上，又称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；

3轿车车身布置与底盘布置形式的关系

3汽车的总体设计

3.1汽车类型的确定

本设计是要设计一辆经济实用，外观新颖的微型面包车。

在大的类里应属于客车的范畴。

故可以是借鉴客车的设计。

3.2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，目前国内外的微型车几乎无一例外的采用汽油发动机。

故本车也采用汽油发动机。

因为按照东风汽车公司的战略部署，东风渝安车辆有限公司的产品定位是1.3L以下排量微车，我决定采用东风渝安在重庆发动机分厂生产的EQ474i-3U型发动机。

该发动机目前主要在“东风小康3U金钻”上使用，技术较为成熟，发动机动力相当饱满，低转扭力足够，中段输出顺畅。

再配合东风小康专用变速箱，一档齿比非常大，为载货储备了相当大的潜力。

五档用尽也可以跑车一百二十多千米每小时的速度。

市场反映较好。

此款发动机的参数：

  发动机型式：

4缸/直列  

排量：

1310mL

最大功率：

60.5Kw

最大扭矩：

102Nm

3.3汽车传动形式的选择

采用中置后驱形式，发动机位置采用微型面包车非常传统的中置引擎的布局，将发动机等平常在车头的部件置于驾驶员的座椅下。

这样布置节约了空间成本，同时由于车身较轻，也有利于车辆的操控。

（当然，这对舒适性有相当的影响。

）

3.4汽车的主要参数的选择

3.4.1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。

原则上对发动机排量大的乘用车，载质量或载客量多的货车或客车，轴距取得长。

对机动性要求高的汽车，轴距宜取短些。

为满足市场需求，工厂在标准轴距货车的基础上，生产出短轴距和长轴距的变型车。

近年来，国内各大微车厂家生产的微型面包车都使用了加长的轴距。

   参考国内各主流微型车厂家的主打车型：

   长安CM8（SC6380）轴距：

2430  mm

   长安之星二代（SC6282）轴距：

2500mm

   五菱之光（WL6376E）轴距：

2500mm

   昌河福瑞达（CH6390）轴距：

2405mm

   一汽佳宝轴距：

2450mm

  考虑到所设计的EQ638X所采用的发动机布置形式与上述车型相同，以及产品设计的“三化”原则，采用与“东风小康3U金钻”相同的轴距：

2512mm

3.4.2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。

  各类汽车的轴距和轮距有下表作参考

车型  类别  轴距L/mm  轮距B/mm

乘用车  

发动机排量

V/L     V<1.0

  1.0

1.6

2.5

V>4.0  2000~2200

2100~2540

2500~2860

2850~3400

2900~3900  1100~1380

1150~1500

1300~1500

1400~1580

1560~1620

商用车  

客车  城市客车（单车）

长途客车（单车）  4500~5000

5000~6500  1740~2050

4×2货车  汽车总质量ma/t  

1700~2900

2300~3600

3600~5500

4500~5600  

1150~1350

1300~1650

1700~2000

1840~2000

    ≤1.8

1.8~6.0

6.0~14.0

>14.0    

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“东风小康3U金钻”定为1310/1310

3.3.4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。

以下是国内各主流微型车厂家的主打车型的尺寸：

长安CM8（SC6380）：

3856×1568×1898

   长安之星二代（SC6282）：

3845×1500×1900

   五菱之光（WL6376E）：

3730×1510×1860

   昌河福瑞达（CH6390）：

3868×1528×1848

   一汽佳宝：

3741×1475×1870

秉承东风微车“大空间，金价值”的产品特点，我将尺寸尽量选大，让用户可以“多拉一点，多赚一点”，但同时也综合考虑尺寸过大后对汽车的质量，制造成本，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：

3795mm×1560mm×1925mm

3.5汽车的质量参数的确定

3.5.1汽车的整备质量m0

  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：

新设计的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，目前得到比较广泛的应用。

整车整备质量在设计阶段需估算确定。

在日常工作中，收集大量同类型汽车各总成，部件和整车的有关质量数据，结合新车设计的结构特点，工艺水平等初步估算各总成，部件的质量，再累计成整车整备质量。

乘用车和商用客车的整备,也可按每人所占汽车整备质量的统计平均植估计（如下表）

  乘用车和商用客车人均整备质量值：

乘用车  人均整备质量值

人/t  商用客车  人均整备质量值 人/t

发动机排量V/L  .V≤1.0

1.0

1.6

2.5

V>4.0  0.15~0.16

0.17~0.24

0.21~0.29

0.29~0.34

0.29~0.34  

车辆总长

La/m  

≤10.0

>10.0  

0.096~0.160

0.065~0.130

现将EQ638X的整备质量定为1030KG

3.5.2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。

微型面包车的座位数通常为7+1，这里按7计算。

3.5.3汽车的总质量MA

 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，

        ma=m0+65n+αn

式中，n为包括驾驶员在内的载客数，α为行李系数，可按下表提供的数据取用。

              行李系数α

           车型        α

   乘用车

  发动机排量>2.5L        5

  发动机排量≤2.5L        10

   商用客车     城市客车        0

     长途客车       10~15

同时参考国内各主流微型车厂家的主打车型整备质量以及参考上述要求，将EQ638X的总质量定为1610KG

3.5.4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负荷，也可以用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许多使用性能有影响。