吉林大学汽车设计课件第一章

汽车设计主编：王望予车辆工程2016年02月29日课程名称：汽车设计课程编码：50005602总学时数/学分数：32/2 实验学时：0上机学时：0课程所属部门：汽车与交通学院课程负责人：制定日期：2016年2月王望予教授,生于1935年11月，辽宁沈阳人，1960年毕业于吉林工业大学汽车专业；主讲“汽车设计”、“汽车系统动力学”、“汽车安全性”等课程；曾担任吉林工业大学汽车教研室副主任、系统动力学研究室主任；参编《汽车设计》第1、2版（第1版曾获国家教育委员会优秀教材奖和机械工业委员会优秀教材一等奖），主编《汽车设计》第3、4版（第3版曾获教育部普通高等学校优秀教材二等奖），还参编了《机械工程手册》第2版、《汽车工程手册》（设计篇、基础篇）；在国内外杂志上发表科学论文20余篇。

1课程内容课程内容学时数总学时实验汽车的总体设计 6离合器设计 4 机械变速器的设计 6 万向传动轴的设计 4 驱动桥的设计 2 悬架系统设计 4 转向系统设计 4 制动系统设计 2 合计322 课程重点与难点⏹汽车的整体布置设计、主要总成系统的参数设计及其设计效果对整车性能影响的分析验算、部分关键零部件的结构设计。

重点⏹重点讲授：汽车总体设计、机械变速器设计、汽车驱动桥设计、汽车悬 和难点架系统设计、汽车转向系统设计。

⏹先修课程：理论力学、材料力学、机械设计、汽车构造、发动机先修原理、汽车理论等课程3 课程规范要求及考核方式⏹采用课堂讲授的授课方案，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂讨论、工程案例分析等教学环节。

规范⏹安排适当的习题，结合专业其它实践性教学环节，促使学生了解、掌握要求基础理论知识、基本分析方法和一般设计思路。

考核方式 ⏹课前做预习，课后完成作业⏹检查考勤（1/3）、迟到或早退记录⏹考勤，平时作业，测验。

评分标准第一章汽车总体设计§1 汽车总体设计的任务及开发程序§2 汽车形式的选择§3 汽车主要参数的选择§4 发动机的选择§5 车身形式§6 轮胎的选择§7 汽车的总体布置§8 运动校核第1章汽车总体设计第一节汽车总体设计的任务及开发程序⏹定义：汽车设计、汽车总体设计、开发流程主要⏹汽车总体设计的任务内容⏹汽车开发的流程及阶段内容重点⏹汽车开发的流程及具体含义和难点第1章汽车总体设计1.1汽车总体设计的任务第1章 汽车总体设计定义⏹汽车设计：是指汽车产品进行设计的方法和手段，是汽车进行开发、设计实践的软件与硬件；以机械设计理论为基础，并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。

汽车设计第四版吉林大学6汽车设计第四版本章主要内容:* 概述* 悬架结构形式分析* 悬架主要参数的确定* 弹性元件的计算* 独立悬架导向机构的设计* 减振器;* 悬架的结构元件第一节概述一、基本功用:传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高运行驶能力。

二、组成：弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等。

第一节概述* 导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架（或车身）的运动特性，并传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。

* 当用纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置的作用。

* 缓冲块用来减轻车轴对车架（或车身）的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。

* 装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。

第一节概述四、措施1）要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。

2）前、后悬架固有频率的匹配应合理。

3）应采用非线性弹性特性悬架。

4）悬架应装有减振器，并使之具有合理的阻尼。

5）要正确地选择悬架方案和参数，在车轮上、下跳动时，使主销定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动要协调，避免前轮摆振；汽车转向时，应使之稍有不足转向特性。

6）独立悬架导向杆系铰接处多采用橡胶衬套，能隔绝车轮所受来自路面的冲击向车身的传递。

第一节结束！第二节悬架结构形式分析4、非独立悬架（纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置）优点：结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。

缺点：刚度较大，平顺性较差；簧下质量大；左、右车轮会相互影响，并使车轴（桥）和车身倾斜；车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振；前轮跳动时，悬架易与转向传动机构产生运动干涉；当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的轴转向特性；汽车转弯5、独立悬架优点：簧下质量小；悬架占用的空间小；弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶平顺性；由于采用断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，改善了汽车的行驶稳定性；左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力；独立悬架可提供多种方案供设计人员选用，以满足不同设计要求。

第一章汽车的总体设计§1 概述§2 汽车形式的选择§3 汽车主要尺寸和参数的选择§4 汽车发动机选择§5 车身形式§6 轮胎的选择§7 汽车的总布置§8 运动校核第一节概述一、汽车设计的内容：总体设计系统设计（总成设计）零部件设计二、汽车设计技术的发展（一）、发展过程1、经验设计以经验数据和经验公式为主要方法2、“科学实验+ 技术分析”的设计3、计算机辅助设计（二）、发展特点1、基础理论成果的应用2、测试与实验新技术不断发展道路实验（实验场），室内实验（测功、风洞、电液振动），虚拟实验3、新工艺、新材料的应用（三）、发展趋势1、更注重安全性主动和被动安全2、更注重节能与环保代用燃料，电动汽车，绿色设计3、向高速化、轻量化、低噪音方向发展NVH（Noise,Vibration,Harshness) 4、向自动控制、智能化方向发展三、总体设计应满足的要求1、公路上行驶，外形尺寸应予以限制；2、排放要满足环保要求——排放法规；3、使用环境复杂，应满足安全性要求－强制性安全法规；4、汽车各性能应满足开发所确定的指标；5、知识产权保护；6、“三化”要求：系列化，通用化，标准化;7、避免部件发生运动干涉；8、质量可靠，拆装维修方便…四、汽车开发程序1、新产品开发流程：商品规划：商品计划和概念设计商品计划的内容：商品开发的必要性、目的、主要性能、造型风格、目标价格；目标用户和市场、适用地区、商品用途及级别；生产纲领、目标利润、投产时间等。

2、概念设计1）.概念设计的概念从产品创意开始，到构思草图、出模型和试制出概念样车等一系列活的全过程。

2）.概念设计的内容车型构成；车辆主要尺寸、驱动方式和采用的主要部件和附属设备；车辆的总体布置；整车目标性能、目标质量、目标成本及开发成本3）.概念设计的具体工作◎形体设计◎总体方案草图◎用户使用调查，市场预测◎产品水平分析◎设计任务的形成和编写概念设计/形体设计※外部造型※内饰造型※色彩设计整车和车身内部尺寸布置绘制外形构思草图美术效果图制作油泥模型◎车身外形应在保证汽车拥有较小空气阻力系数的同时，具有符合审美规律的形体。

第一章：发动机的工作原理利根本构造1上止点：活寒顶面离曲轴中心线最远时的止点。

下止点：活寒顶面离曲轴中心线最近时的止点。

2活寒行程：活寒上下两个止点之间的距离。

3气缸工作容积：一个气缸中活寒运动一个行程所扌m过的容积。

4发动机排量：一台发动机全部气缸的工作容积。

5压缩比：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后最小容积之比。

6爆燃：气体压力和温度过高，在燃烧室离点燃中心较远处的末端混合气自燃而造成的不正常燃烧。

7四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。

期间活寒在上下止点间往复移动了四个行程，曲轴旋转了两圏。

8四冲程发动机在一个工作循环的四个活寒行程中，只有一个行程是作功，另外三个为作功的辅助行程。

〔工作原理〕9汽油机的一般构遥A机体组作用：作为发动机各机构、各系统的装配机体，而其本身的许多局部是其他机构的组成局部oB曲柄连杆机构：将活塞的直线往复运动变为曲轴的获转运动并输出动力的机构比配气机构作用：使可燃混合气与时冲入气缸并与时从气缸中排除废气oD供应系统作用：把汽油和空气混合成为成分适宜的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排出发动机oE点火系统作用：保证按规定时刻点入气缸中被压缩的混合气°F冷却系统作用：把受热部件的热輦散到大气中去，以保证发动机正常工作oG润滑系统作用：將润滑油供应作相对运动的零件，以减小他们之间的摩擦阻力，减轻部件的磨损并局部的冷却摩擦部件，清洗摩擦外表。

H启动系统使静止的发动机启动并转入自行运转。

10有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的平均转矩。

11有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率。

12发动机负荷：发动机驱动从动机械所消耗的功率或有效转矩的大小。

13计算题P43第二章：曲柄连杆机构14曲柄连杆机构的功用：把燃气作用在活赛顶上的力矩转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。

15曲柄连杆机构工作条件的特点：高温、高压、高速和化学腐蚀。

汽车设计课件--汽车总体设计1课程容课程容学时数总学时实验汽车的总体设计 6 离合器设计 4 机械变速器的设计 6 万向传动轴的设计 4 驱动桥的设计 2 悬架系统设计 4 转向系统设计 4 制动系统设计 2 合计322课程重点与难点汽车的整体布置设计、主要总成系统的参数设计及其设计效果对整车性能影响的分析验算、部分关键零部件的结构设计。

重点重点讲授：汽车总体设计、机械变速器设计、汽车驱动桥设计、汽车悬和难点架系统设计、汽车转向系统设计。

先修先修课程：理论力学、材料力学、机械设计、汽车构造、发动机原理、汽车理论等课程3课程规要求及考核方式采用课堂讲授的授课方案，课堂教学采用多媒体教学手段，并辅之以课堂讨论、工程案例分析等教学环节。

安排适当的习题，结合专业其它实践性教学环节，促使学生了解、掌握基础理论知识、基本分析方法和一般设计思路。

考核方式课前做预习，课后完成作业检查考勤（1/3）、迟到或早退记录考勤，平时作业，测验。

§1 汽车总体设计的任务及开发程序§2 汽车形式的选择§3 汽车主要参数的选择§4 发动机的选择§5 车身形式§6 轮胎的选择§7 汽车的总体布置§8 运动校核第一节汽车总体设计的任务及开发程序定义：汽车设计、汽车总体设计、开发流程主要汽车总体设计的任务容汽车开发的流程及阶段容重点汽车开发的流程及具体含义和难点汽车总体设计的任务定义汽车设计：是指汽车产品进行设计的方法和手段，是汽车进行开发、设计实践的软件与硬件；以机械设计理论为基础，并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。

汽车总体设计：是指汽车设计过程中提出整车总体设计方案，对各部件进行合理布置，确定并保证主要性能指标合理、可实现的设计过程。

1.1 总体设计应满足的基本要求1.1.1 汽车对人类生活质量的影响使生活质量提高使生活质量降低1.1.2 对汽车提出越来越高的要求节能——节油和开发新能源环保——通过法规对排放和噪声提出更严格要求安全——提出更高的要求，要求很好的保护乘员舒适——能居住，能通讯，有空调，驾驶方便1.1 总体设计应满足的基本要求1.1.3 基本要求各项性能、成本等，满足设计任务书所规定的指标；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；贯彻“标准化、通用化、系列化”；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；拆装与维修方便。

汽车设计第四版本章主要内容:* 概述；* 汽车形式的选择 ;* 汽车主要参数的选择 ;* 发动机的选择 ;* 车身形式 ;* 轮胎的选择 ;* 汽车的总体布置 ;* 运动校核。

第一节概述一、进行汽车总体设计应满足的基本要求1）汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。

2）严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。

3）尽最大可能地去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。

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。

1、汽车新产品开发流程2、概念设计（造型设计→总体布置→编写设计任务书）是指从产品创意开始，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。

* 概念设计阶段，还要完成汽车的造型设计工作。

造型设计包括外部造型、内饰设计和色彩设计。

* 外部造型设计必须建立在汽车总体布置基础上，并考虑汽车应当有良好的空气动力学特性和制造工艺性。

* 汽车的总体布置是建立在保证汽车有良好的使用性能基础上进行的。

* 当外部造型设计与总体布置设计出现矛盾的时候，应该服从总体设计的需要。

* 要求造型设计人员能结合各种限定的条件从事创造性工作。

* 在概念设计期间，通过绘制外形构思草图、美术效果图和制作油泥模型等一系列工作，能体现出造型设计的主要工作。

汽车内部局部造型的美术效果图* 总体方案确定后要画总布置草图。

* 为了解市场需求，要调查分析市场容量的大小，确定最经济的生产纲领、生产方式等。

* 编写设计任务书。

设计任务书主要应包括下列内容：1）可行性分析，其内容包括市场预测，企业技术开发和生产能力分析，产品开发的目的，新产品的设计指导思想，预计的生产纲领和产品的目标成本以及技术经济分析等。

2）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、特性参数；标准化、通用化、系列化水平。

4）国内、外同类汽车技术性能的分析和对比。