汽车车身结构与设计(免费下载).doc
- 格式:docx
- 大小:250.20 KB
- 文档页数:8
2004.11.17 from:《汽车超级读本》0.汽车的基本构造汽车一般由发动机、底盘、车身和电气设备等四个基本部分组成。
汽车发动机:发动机是汽车的动力装置。
由机体,曲柄连杆机构,配气机构,冷却系,润滑系,燃料系和点火系(柴油机没有点火系)等组成。
按燃料分发动机有汽油和柴油发动机两种;按工作方式分有二冲程和四冲程两种,一般发动机为四冲程发动机。
四冲程发动机的工作过程:四冲程发动机是活塞往复四个行程完成一个工作循环,包括进气、压缩、作功、排气四个过程。
四行程柴油机和汽油机一样经历进气、压缩、作功、排气的过程。
但与汽油机的不同之处在于:汽油机是点燃,柴油机是压燃。
冷却系:一般由水箱、水泵、散热器、风扇、节温器、水温表和放水开关组成。
汽车发动机采用两种冷却方式,即空气冷却和水冷却。
一般汽车发动机多采用水冷却。
润滑系:发动机润滑系由机油泵、集滤器、机油滤清器、油道、限压阀、机油表、感压塞及油尺等组成。
燃料系:汽油机燃料系由汽油箱、汽油表、汽油管、汽油滤清器、汽油泵、化油器、空气滤清器、进排气歧管等组成。
化油器:是将汽油与空气以一定的比例混合为一种雾化气体的装置,这种雾化气体叫可燃混合气,及时适量供入气缸。
汽车的底盘:传动系:主要是由离合器、变速器、万向节、传动轴和驱动桥等组成。
离合器:其作用是使发动机的动力与传动装置平稳地接合或暂时地分离,以便于驾驶员进行汽车的起步、停车、换档等操作。
变速器:由变速器壳、变速器盖、第一轴、第二轴、中间轴、倒档轴、齿轮、轴承、操纵机构等机件构成,用于汽车变速、变输出扭矩。
行驶系:由车架、车桥、悬架和车轮等部分组成。
它的基本功用是支持全车质量并保证汽车的行驶。
钢板弹簧与减震器:钢板弹簧的作用是使车架和车身与车轮或车桥之间保持弹性联系。
减震器的作用是当汽车受到震动冲击时使震动得到缓和。
减震器与钢板弹簧并联使用。
转向系:由方向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆、直拉杆等组成,作用是转向。
第一章:车身概论 1车身包括:白车身和附件 白车身通常系指已经焊装好但尚未喷漆的白皮车身, 此处主要用来表 示车身结构和覆盖件的焊接总成,此外尚包括前、后板制件与车门,
但不包括车身附属设备及装饰等。
2. 按承载形式之不同,可将车身分为非承载、半承载式和承载式三 大类 非承载车身的优点:①除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用
外,挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、 适当吸收车架的扭转变形和降 低噪声的作用,既延长了车身的使用寿命,又提高了舒适性。
②底盘 和车身可以分开装配,然后总装在一起,这样既可简化装配工艺,又 便于组织专业化协作。
③由于车架作为整车的基础,这样便于汽车上 各总成和部件安装,同时也易于更改车型和改装成其他用途车辆, 货 车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以保留有车架, 其主要原 因也基于此。
④发生碰撞事故时,车架对车身起到一定的保护作用。
非承载车身的缺点: ①由于计算设计时不考虑车身承载, 故必须保证 车架有足够的强度和刚度, 从而导致自重增加。
②由于车身和底盘之 间装有车架, 使整车高度增加。
③车架是汽车上最大而且质量最大的
零件,所以必须具备有大6—7-nra “一居立柱(弋"tt ) 2—償敢住{ -A " in 21—寄一葩田抵23—Rira t-.Jp®. 24"歯档脱嫌爵一理动乩取26■—门窗眶 1 一就动航爼简主推橇2—水箱阳崔褪架 」一苗'烘桓
呂一匍门9—時门10—年盐捋储祓11—桔1#于柢1工一童卿駆13—疔疔赠盞 “一晞巫止适椅 怖
一后由台柢口一上加峯皿一顶魏活一即玄柱I W 如
型的压床以及焊接、工夹具和检验等一系列较复杂昂贵的制造设备。
3.承载式车身分为基础承载式和整体承载式。
基础承载式特点:①该结构由截面尺寸相近的冷钢杆件所组成,易于建立较符合的有限元计算模型,从而可以提高计算精度。
②容许设法改变杆件的数量和位置,有利于调整杆件中的应力,从而达到等强度的目的。
③作为基础承载的格栅底架具有较大的抗扭刚性,可以保证安装在其上的各总成的相对位置关系及其正常工作。
④提高材料利用率,简化构件的成型过程,节省部分冲压设备,同时也便于大客车的改型和系列化,为多品种创造了条件。
4.“三化”指的是产品系列化、零部件通用化以及零件设计标准化。
第二
章:车身设计方法
初步设计技术设计卩
1概念设计:包括技术任务书的全部内容和一个批准的三维模型。
概念设计是多部门(包括设计、研究、工艺等部门以及销售部门的市
场预测)同时来进行的,此种做法也被称之为“同时工程”
2.工程设计:新车设计,车身设计所需周期最长。
国外车身没计系以三维模型为基础,在整车总布置配合下,首先进行1: 1内部模型和外部模型的设计和实物制作,与传统做法是相类似的,稍有不同之处在于国内系从小比例的三维模型开始。
车身试验(包括强度试验、风洞试验、振动噪声试软和撞车试验等。
第三章:车身总布置设计
1.轿车车身布置:轿车车身的布置在很大程度上受底盘布置形式的限制
2.地板凸包和传动轴布置:为了保证车身地板凸包的高度最小以及后座凸包上的坐垫有足够的厚度,通常采用在垂直平面内将传动轴布置成U型方案,这样可以降低传动轴的轴线,同时又能保证动力总成的外廓不致减小离地间隙,而且万向节叉轴线之间的夹角也不至于超过允许值。
凸包与传动轴之间最小间隙一般可取10~15mm
3.为了减小地板平面应采取的措施:①减小车架纵梁高度②后桥上
面的一段纵梁做成向上弯的形状③后桥采用双曲面齿轮传动以降低传动轴等。
4.车身内部布置:轿车送客,其车身内部布置应该考虑人的因素,既要保证安全性又要保证舒适性;除某些专用车辆以外,一般车辆内部均可按成年人的人体尺寸来考虑。
5.车身横截面布置:轿车车身的横截面是由车门和顶盖的外形来形成的,其轮廓尺寸可按驾驶员和乘客位置上的尺寸数据来着手设计。
(车身内部主要的轮廓点取决于驾驶员头部和顶盖之间、肩部和玻璃之间、肘部与车门内表
面之间的间隙;车身外表面上各点则决定于顶盖的厚度、玻璃下降的轨迹、门锁和玻璃升降的尺寸等)
6. 货车车身系由驾驶室和货箱两部分组成,驾驶室位于发动机之后的长头式,驾驶室部分地位于发动机之上的短头式,驾驶室全部位于发动机之上的平头式,驾驶室偏置一侧的偏置式。
第四章:人体工程学在车身设计中的应用
1.H点:人体身躯与大腿的交接点,既胯点。
2.汽车驾驶员眼椭圆:驾驶人员以正常驾驶姿势坐在座椅中时其眼睛位置在车身中的统计分布图形,由于这种图形呈椭圆状,故称为眼椭圆。
第五章:汽车造型设计
1. 汽车造型设计:汽车车身总布置基本确定后进一步使汽车获得具体形状和艺术面貌的过程,它包括外形设计和室内造型设计。
是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。
2.汽车造型设计要求:①使汽车具有完美的艺术形象(具有时代和社会特色)②使汽车具有良好的空气动力性能③使汽车车身具有良好的工艺性④应保证汽车良好的适用性⑤考虑材料的装饰效果。
3.汽车造型设计的程序:
造型构成三因素:形体构成,线形构成,装饰和色彩构成①形体构成:汽车基本形状和整体分块,取决于汽车和车身总布置②线形构成:汽车外形覆盖件的形状(曲线形状)③装饰和色彩构成:保险杠、灯具、标志等造型设计与布置、车身的色彩设计。
第六章:汽车的空气动力性能
1. 空气阻力:与汽车运动方向相反的气动力。
①形状阻力②摩擦阻力③诱导阻力④干扰阻力⑤内部阻力
2. 分离点:
烈车的外农面很少是平荒的,大多在三个铀线方向均有不同的弯曲而形成二维或三址曲面C当汽车髙迷行驶时.迎面来的气流按伯努利原理.其迎麦在不同裟面处是各不相同的。
在凸起部分,气流速度升高而使该部分气压下降,同时还保持若一定厚度的附面层。
在凹下部分,气流速度变低而使该部分气压升高,同样在该表而也保持着一定厚度的附面层。
当气流从凸起部分向凹下部分流动时,气压由低升高,气流要克服压力的升髙才能继统运动,气流速度也就变役,这不仅对外部气谎有影响,更塑要的是対附面层的气流带来购响。
由乎附而层内的气流速度变伎而使附面层內的气体I堆积”起来并逐渐变厚,于是会崔距物休表面其一点K处的气体粒子失去其渤惟,速度为寒。
气流在这一点与表面开始分离,该点称为分團点,如图6・10所示。
而更靠近物体表面的气流方向变成负值,空气发生倒流。
从K点起形成一个分离面K-K\在分寓面后部,产生了一个个谒漩,满谶被外农气说带走,同时又从分离面上卷进豹的闵漩以补充被带走的部分,这种现象称为分画现躱。
优.良的垃型L5UI .肖先应遮免是流泯尬U古成刈昭厠过大的紊流.以拔
少尘土飞扬:其次应考虑©弓I 导N流对応也玻璃尊那位右一定的冲刷作用・以切
il:尘土的沉枳•
内该设法使些而而积尽叮能小• 以便尾漩侏
压值域小.从而曲小车身ia^Hl 力。
3.改善汽车空气动力性的措施:①汽车外形设计的局部优化(车头
部棱角圆化、前风窗立柱及流水槽形状、车身后部形状、表面光洁程度)②采用各种气动附加装置(前部扰流器、后扰流器、导流罩、隔离装置)③外形设计的整体优化
第八章:车体结构分析1,图8-2 (P161)
2.骨架结构的应力集中:受力杆件的截面发生突变时,就会由于刚度突变
引起截面变化应力集中(在经常承受交变应力的汽车车身上,应力集中可能
诱发进展性裂缝,导致疲劳损坏)
3.提高板壳零件的刚度:①曲面和棱线等的造型,及拉延成型过程
零件材料的冷作硬化,对提高刚度极为有利,平直的零件造型是不可取的。
②内覆盖件和不显露的外覆盖件设计加强肋③大客车车身蒙皮受有张拉应
力,垂直面的刚度得以提高。
4.车身分块原则:①考虑钢板材料的尺寸规格②考虑拉延工艺性③
对制造精度的影响④考虑易损件
5.分块拉延工艺性:①考虑拉延方向,保证凸模进入凹模的可能性
②分块应使零件的形状尽量简单匀称,以便在拉延过程中得到大致相同的变形量,使应力均匀③覆盖件拉延深度要恰当,争取一次拉延成型。
④对于具有反拉延的覆盖件,其拉延深度可通过计算和实验获得⑤汽车车身内部覆盖件成型出各种鼓包,以便用螺钉固定各种部件。
•
6.车体耐腐蚀性方法:改善抗腐蚀性措施①改进车身结构;②采用各种保护膜。
防腐措施①设计成一排水,易干燥结构②检查并确定易腐蚀部位并采取措施
7.车内噪声产生机理:①气体震动产生空气噪声,包括发动机及其附件工作噪声、排气噪声、传动系噪声、轮胎悬架行走噪声、周围环境噪声、噪声;②机械噪声,有固体震动产生;③空腔共鸣。
8车内噪声控制:①隔声;②吸声:用多空吸声材料、开孔壁吸声材料;③衰减处理。