汽车总体设计668673447665604.pptx
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1、汽车设计汽车设计 汽车设计讲义1车辆工程教研室 时培成 编著汽车设计的特点和要求汽车设计的特点和要求1 1 使用条件复杂,多变,要能适应各种环境。使用条件复杂,多变,要能适应各种环境。2 2以大批量生产为主,必须实行以大批量生产为主,必须实行“三化三化”。3 3要考虑汽车的经济性要考虑汽车的经济性等等。汽车设计讲义2车辆工程教研室 时培成 编著汽车设计技术的发展汽车设计技术的发展分为汽车设计技术的发展分为三个阶段三个阶段:1 1 经验设计阶段经验设计阶段 2 2 以科学实验,技术分析为基础的设以科学实验,技术分析为基础的设 计阶段计阶段 3 3 计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段 汽车设计讲
2、义3车辆工程教研室 时培成 编著计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段出现在计算机辅助设计阶段出现在70年代以后。年代以后。初级阶段:初级阶段:电子计算机主要是协助技术人员进行工程计电子计算机主要是协助技术人员进行工程计算和技术分析。算和技术分析。半自动和全自动设计半自动和全自动设计(CD)(CD)半自动化设计半自动化设计(CAD)(CAD):将资料和数据输入计算机,计将资料和数据输入计算机,计算机给出数据或外形,通过人算机给出数据或外形,通过人机对话,达到设计要求。机对话,达到设计要求。全自动设计全自动设计(CD):(CD):计算机自动给出最优结果。计算机自动给出最优结果。汽
3、车设计讲义4车辆工程教研室 时培成 编著本课程的任务本课程的任务1 1 学会分析,评价汽车及其各总成的结构和性能,学会分析,评价汽车及其各总成的结构和性能,合理选择结构方案及有关参数。合理选择结构方案及有关参数。2 2 学会一些主要零部件的设计。学会一些主要零部件的设计。3 3 学会汽车总体设计的一般方法,为毕业设计及学会汽车总体设计的一般方法,为毕业设计及从事汽车技术工作打下基础。从事汽车技术工作打下基础。汽车设计讲义5车辆工程教研室 时培成 编著第一章第一章 汽车总体设计汽车总体设计汽车设计讲义6车辆工程教研室 时培成 编著第一章第一章 汽车的总体设计汽车的总体设计v1 汽车总体设计的任务
4、及开发程序汽车总体设计的任务及开发程序 v2 汽车形式的选择汽车形式的选择v3 汽车主要尺寸和参数的选择汽车主要尺寸和参数的选择v4 汽车发动机选择汽车发动机选择v5 汽车总布置草图及各部件布置汽车总布置草图及各部件布置v6 运动校核运动校核汽车设计讲义7车辆工程教研室 时培成 编著1-1汽车总体设计的任务及开发程序汽车总体设计的任务及开发程序一、汽车总体设计的任务一、汽车总体设计的任务1正确选择性能指标、正确选择性能指标、质量质量和尺寸参数,提出整车总体和尺寸参数,提出整车总体设计方案。设计方案。(P16-24)2对各部件进行合理布置,并进行对各部件进行合理布置,并进行运动校核运动校核。3.
5、对汽车性能进行精确控制和计算,保证主要性能指对汽车性能进行精确控制和计算,保证主要性能指标的实现。标的实现。(理论分析、实验理论分析、实验).协调各种矛盾。协调各种矛盾。汽车设计讲义8车辆工程教研室 时培成 编著二、汽车开发程序二、汽车开发程序1设计任务书编制阶段设计任务书编制阶段a、调查分析调查分析:社会调查:社会调查使用调查使用调查生产调查生产调查b、市场预测及形体设计市场预测及形体设计市场预测市场预测分析市场容量的大小,最经济的生产纲分析市场容量的大小,最经济的生产纲领、生领、生产方式,用户对产品的要求以及产方式,用户对产品的要求以及有关法规的规定。有关法规的规定。形体设计形体设计美术效
6、果图和制作油泥模型美术效果图和制作油泥模型汽车设计讲义9车辆工程教研室 时培成 编著汽汽车车外外形形美美术术效效果果图图汽车设计讲义10车辆工程教研室 时培成 编著C、总体设计方案、总体设计方案分析分析提供多幅总体方案图提供多幅总体方案图方案论证方案论证总布置草图总布置草图对比对比d、编写、编写设计任务书设计任务书内容:内容:1)可行性分析。)可行性分析。2)产品型号及其主要使用功能,技术规格和性能参数)产品型号及其主要使用功能,技术规格和性能参数;3)整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参)整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参数。标准数。标准化、通用化、系列化水平化、通用化、系
7、列化水平;4)国内、外同类汽车技术性能分析和对比)国内、外同类汽车技术性能分析和对比;5)本车拟用的新技术、新材料和新工艺。)本车拟用的新技术、新材料和新工艺。汽车设计讲义11车辆工程教研室 时培成 编著2技术设计阶段技术设计阶段汽车各部件的设计全面展开,总体设计师汽车各部件的设计全面展开,总体设计师的的工作工作:a、协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾;、协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾;b、将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对,、将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对,进行进行“图面装配图面装配”;c、运动校核、运动校核;d、性能的精确计算;、性能的精确计算;
8、f、编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件、编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件。汽车设计讲义12车辆工程教研室 时培成 编著3试制、试验、改进、定型阶段试制、试验、改进、定型阶段试制目的试制目的:a、暴露设计中的问题,以便在投产前解决;、暴露设计中的问题,以便在投产前解决;b、秤重。(零部件质量、轴荷、总质量)、秤重。(零部件质量、轴荷、总质量)试验目的试验目的:检测样车的性能是否满足设计要求。检测样车的性能是否满足设计要求。试验分:试验分:整车基本性能试验整车基本性能试验5万公里的可靠性试验万公里的可靠性试验典型地区的使用试验和根据使用条件在特殊地区的典型地区的使用试验和
9、根据使用条件在特殊地区的适应性试验适应性试验注:注:试验应根据国家制定的有关标准逐项进行。试验应根据国家制定的有关标准逐项进行。不同车型有不同的试验标准。不同车型有不同的试验标准。试制、试验完成后应对结果进行分析,并针对暴露出来的技术问试制、试验完成后应对结果进行分析,并针对暴露出来的技术问题进行改进设计,再进行第二轮试制和试验,直至产品定型。题进行改进设计,再进行第二轮试制和试验,直至产品定型。汽车设计讲义13车辆工程教研室 时培成 编著4生产准备阶段生产准备阶段主要工作主要工作:进行生产准备和小批量试生产,并让试生产车进:进行生产准备和小批量试生产,并让试生产车进一一步经受步经受用户的考验
10、。用户的考验。5生产销售阶段生产销售阶段主要工作主要工作:a、对产品正式批量生产;对产品正式批量生产;b、对产品进行销售和售后服务工作;、对产品进行销售和售后服务工作;c、售后服务工作中征求用户意见,反映给有关部、售后服务工作中征求用户意见,反映给有关部门,以利改进门,以利改进和不断提高产品质量、扩大市和不断提高产品质量、扩大市场。场。汽车设计讲义14车辆工程教研室 时培成 编著1-2汽车形式的选择汽车形式的选择汽车的分类:汽车的分类:机动车辆及挂车分类机动车辆及挂车分类GB/T15089-2001,主要用于型式认,主要用于型式认证,证,是型式认证各技术法规适用范围的依据。是型式认证各技术法规
11、适用范围的依据。汽车和挂车类型的术语和定义汽车和挂车类型的术语和定义GB/T3730.1-2001,是通用,是通用性的分类,性的分类,适用于一般概念、统计、牌照、保险、政府政适用于一般概念、统计、牌照、保险、政府政策和管理的依据。策和管理的依据。汽车设计讲义15车辆工程教研室 时培成 编著1-2汽车形式的选择汽车形式的选择一、轴数一、轴数1、影响选取轴数的因素:影响选取轴数的因素:汽车的总质量汽车的总质量道路法规对轴载质量的限制道路法规对轴载质量的限制轮胎的负荷能力轮胎的负荷能力2、我国公路标准规定我国公路标准规定:单轴最大允许轴载质量为单轴最大允许轴载质量为10t;(四级公路及桥梁)(四级公
12、路及桥梁)双连轴最大允许轴载质量为双连轴最大允许轴载质量为18t(每轴(每轴9t)。)。总质量小于总质量小于19t的公路运输车辆的公路运输车辆:双轴汽车:双轴汽车总质量在总质量在1926t的公路运输车的公路运输车:三轴形式:三轴形式汽车设计讲义16车辆工程教研室 时培成 编著二、驱动形式二、驱动形式 42轿车和总质量小的公路用车辆轿车和总质量小的公路用车辆44越野汽车越野汽车 62总质量在总质量在1926t的公路用汽车的公路用汽车 汽车驱动形式:汽车驱动形式:6466越野汽车越野汽车 842632t的公路用汽车的公路用汽车 88越野汽车越野汽车 3、不在公路上行驶的汽车、不在公路上行驶的汽车,
13、轴荷不受道路桥梁标准的,轴荷不受道路桥梁标准的限制限制,如矿用自卸车等多数如矿用自卸车等多数采用两轴形式。采用两轴形式。汽车设计讲义17车辆工程教研室 时培成 编著三、布置形式三、布置形式定义定义:指发动机、驱动桥和车身(或驾驶室)的相互指发动机、驱动桥和车身(或驾驶室)的相互关系和布置特点关系和布置特点。1轿车的布置形式轿车的布置形式发动机前置前驱动发动机前置前驱动 分:分:发动机前置后驱动发动机前置后驱动 发动机后置后驱动发动机后置后驱动 汽车设计讲义18车辆工程教研室 时培成 编著(1)发动机前置前驱动)发动机前置前驱动a、有明显的不足转向性能;、有明显的不足转向性能;b、越过障碍的能力
14、高;、越过障碍的能力高;c、动力总成结构紧凑;、动力总成结构紧凑;特点:特点:d、有利于提高乘坐舒适性;(车内地板凸包高度可以降低)、有利于提高乘坐舒适性;(车内地板凸包高度可以降低)e、有利于提高汽车的机动性;(轴距可以缩短、有利于提高汽车的机动性;(轴距可以缩短)f、有利于发动机散热、有利于发动机散热,操纵机构简单;,操纵机构简单;g、行李箱空间大;、行李箱空间大;h、变型容易。、变型容易。汽车设计讲义19车辆工程教研室 时培成 编著结构与制造工艺均复杂;(采用等速万向节结构与制造工艺均复杂;(采用等速万向节)前轮工作条件恶劣,轮胎寿命短;(前桥负荷较后轴重)前轮工作条件恶劣,轮胎寿命短;
15、(前桥负荷较后轴重)主要缺点主要缺点:汽车爬坡能力降低;汽车爬坡能力降低;发生正面碰撞事故,发动机及其附件损失较大,维修费用发生正面碰撞事故,发动机及其附件损失较大,维修费用高。高。应用:应用:Audi100、Santana2000、CA7220、Bulck、Passat、富康、英格尔(南汽)、夏利等轿车,均采用发动机前置富康、英格尔(南汽)、夏利等轿车,均采用发动机前置前轮驱动的布置形式前轮驱动的布置形式。汽车设计讲义20车辆工程教研室 时培成 编著(2)发动机前置后驱动)发动机前置后驱动a、轴荷分配合理、轴荷分配合理;b、有利于减少制造成本;(不需要采用等速万向节、有利于减少制造成本;(不
16、需要采用等速万向节)c、操纵机构简单;、操纵机构简单;特点特点:d、采暖机构简单,且管路短供暖效率高、采暖机构简单,且管路短供暖效率高;e、发动机冷却条件好;、发动机冷却条件好;f、爬坡能力强;、爬坡能力强;g、行李箱空间大;、行李箱空间大;h、改型容易。、改型容易。汽车设计讲义21车辆工程教研室 时培成 编著a、地板上有凸起的通道,影响了乘坐舒适性;、地板上有凸起的通道,影响了乘坐舒适性;b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客主要缺点:主要缺点:厢,会厢,会使前排乘员受到严重伤害;使前排乘员受到严重伤害;c、汽车的总长较长,整车整备质量
17、增大,影响汽车的、汽车的总长较长,整车整备质量增大,影响汽车的燃油经燃油经济性和动力性。济性和动力性。应用:应用:中高级和高级轿车(客厢较长,乘坐空间宽敞,中高级和高级轿车(客厢较长,乘坐空间宽敞,行驶平稳行驶平稳)汽车设计讲义22车辆工程教研室 时培成 编著(3)发动机后置后驱动)发动机后置后驱动a、结构紧凑;、结构紧凑;(发动机、离合器、变速器和主减速器布置(发动机、离合器、变速器和主减速器布置成一体)成一体)b、改善了驾驶员视野;、改善了驾驶员视野;(汽车前部高度有条件降低(汽车前部高度有条件降低)c、整车整备质量小;、整车整备质量小;特点:特点:d、客厢内地板比较平整、客厢内地板比较平
18、整;e、乘客座椅能够布置在舒适区内;、乘客座椅能够布置在舒适区内;f、爬坡能力强;、爬坡能力强;g、汽车轴距短,机动性能好。、汽车轴距短,机动性能好。汽车设计讲义23车辆工程教研室 时培成 编著a、后桥负荷重,使汽车具有过多转向的倾向;后桥负荷重,使汽车具有过多转向的倾向;b、前轮附着力小,高速行驶时转向不稳定,影响操纵、前轮附着力小,高速行驶时转向不稳定,影响操纵主要缺点:主要缺点:稳定性;稳定性;c、行李箱在前部,行李箱空间不够大;、行李箱在前部,行李箱空间不够大;d、操纵机构复杂;、操纵机构复杂;f、变型困难。、变型困难。应用于乘用车较少应用于乘用车较少。1.轿车的布置形式的布置形式u结
19、论:1.中高中高级以下的汽以下的汽车,使用前置前,使用前置前驱为主;主;2.高高级以上的汽以上的汽车以前置后以前置后驱为主;主;3.后置后后置后驱用的用的较少少4.横置横置发动机可以机可以缩短汽短汽车的的长度或度或长度不度不变增加乘客增加乘客厢有效有效长度,在很短度,在很短轴距内将后排座椅布置在距内将后排座椅布置在轴距内距内汽车设计讲义24车辆工程教研室 时培成 编著各种布置方案各种布置方案优缺点比缺点比较(续前前)比较项目比较项目前置前驱前置前驱前置后驱前置后驱后置后驱后置后驱操纵机构操纵机构简单简单简单简单复杂复杂除霜和采暖机构除霜和采暖机构简单简单简单简单复杂复杂冷却条件冷却条件好好好好
20、不好不好室内地板室内地板较平坦较平坦不平不平较平较平轴距轴距发发动动机机在在轴轴距距外外,轴距短轴距短轴距长轴距长发发动动机机在在轴轴距距外外,轴距短轴距短机动性机动性好好差差好好行李厢尺寸行李厢尺寸大大大大不够大不够大汽车设计讲义25车辆工程教研室 时培成 编著各种布置方案各种布置方案优缺点比缺点比较比较项目比较项目前置前驱前置前驱前置后驱前置后驱后置后驱后置后驱动力总成动力总成紧凑紧凑不紧凑不紧凑紧凑紧凑拆装传动系拆装传动系困难困难容易容易困难困难等速万向节等速万向节需要需要不需要不需要不需要不需要轮胎寿命轮胎寿命前胎短前胎短较长较长较长较长撞车安全性撞车安全性不好不好不好不好好好整备质量
21、整备质量轻轻重重轻轻轴荷分配轴荷分配前前重重后后轻轻适中适中后重后重爬坡能力爬坡能力低低较好较好强强操纵稳定性操纵稳定性不足转向不足转向过多转向过多转向操纵机构操纵机构简单简单简单简单复杂复杂汽车设计讲义26车辆工程教研室 时培成 编著图1-7 按驾驶室结构类型对货车分类(a)平头货车;(b)短头货车;(c)长头货车。2货车布置形式货车布置形式汽车设计讲义27车辆工程教研室 时培成 编著(1)长头式)长头式a、发动机位于驾驶室前部、发动机位于驾驶室前部;特点特点b、发动机及其附件的接近性好、发动机及其附件的接近性好;c、有利于发动机散热、有利于发动机散热,操纵机构布置简单。,操纵机构布置简单。
22、a、汽车面积利用率低;、汽车面积利用率低;缺点缺点b、视野差、视野差;c、机动性差。、机动性差。应用应用:使用条件差的货车、越野车:使用条件差的货车、越野车2货车布置形式货车布置形式长头式长头式按驾驶室与发动机相对位置的不同可分按驾驶室与发动机相对位置的不同可分短头式短头式 平头式平头式 偏置式偏置式汽车设计讲义28车辆工程教研室 时培成 编著(2)短头式)短头式a、发动机有少部分位于驾驶室内、发动机有少部分位于驾驶室内;特点特点b、汽车面积利用率及视野有所改善;、汽车面积利用率及视野有所改善;c、有利于发动机散热、有利于发动机散热,操纵机构布置简单;,操纵机构布置简单;a、汽车面积利用率低;
23、、汽车面积利用率低;缺点缺点b、视野差、视野差;c、机动性差;、机动性差;d、驾驶室内部相对拥挤。、驾驶室内部相对拥挤。应用:应用:中重型货车、越野车中重型货车、越野车汽车设计讲义29车辆工程教研室 时培成 编著(3)平头式)平头式a、驾驶室位于发动机之上、驾驶室位于发动机之上;特点特点b、汽车面积利用率高、视野好;、汽车面积利用率高、视野好;c、最小转弯半径小;、最小转弯半径小;a、前轴负荷大,因而汽车通过性能变坏、前轴负荷大,因而汽车通过性能变坏;缺点缺点b、驾驶室有翻转机构和锁住机构,机构复杂;、驾驶室有翻转机构和锁住机构,机构复杂;c、进、出驾驶室不如长头式货车方便、进、出驾驶室不如长
24、头式货车方便;d、驾驶室内受热及振动均比较大;、驾驶室内受热及振动均比较大;f、正面碰撞时,、正面碰撞时,特别是微型、轻型平头货车,使驾驶特别是微型、轻型平头货车,使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。应用应用:各种级别的货车:各种级别的货车汽车设计讲义30车辆工程教研室 时培成 编著车头型式比较车头型式比较 型式型式 项目项目 长头式长头式短头式短头式平头式平头式发动机的维修发动机的维修方便方便不方便不方便不方便不方便驾驶员受热驾驶员受热受热小受热小受热小受热小受热受热振动振动受振受振受振受振振动较大振动较大室内空间室内空间较大较大较挤较挤挤挤室内
25、高度室内高度较高较高不高不高高高操纵机构操纵机构简单简单简单简单稍复杂稍复杂汽车设计讲义31车辆工程教研室 时培成 编著车头型式比较车头型式比较(续续)型式型式 项目项目 长头式长头式短头式短头式平头式平头式轴荷分配轴荷分配与平头比前轴轻与平头比前轴轻前轴负荷较轻前轴负荷较轻前轴负荷较重前轴负荷较重总长与轴距总长与轴距长长较短较短短短机动性机动性差差较好较好好好面积利用率面积利用率低低较低较低好好转弯半径转弯半径Rmin大大稍小稍小小小视野视野差差较差较差好好汽车设计讲义32车辆工程教研室 时培成 编著(4)偏置式)偏置式a、驾驶室位于发动机之旁、驾驶室位于发动机之旁;特点特点b、具有平头式货
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