轿车车身设计说明书

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1.1 课题研究的目的及意义

本人毕业设计的题目是奥拓微型车车身设计。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

在轿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.发动机罩倾斜 d.顶盖弯曲 e.后窗倾斜 f.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。本次奥拓微型轿车车身总布置设计的预期目标是希望在根据奥拓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奥拓微型轿车车身。

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

3.1 轿车底盘布置形式的种类及优缺点

轿车底盘有三种常见的布置形式:发动机前置、后轮驱动(FR),发动机前置、前轮驱动(FF)和发动机后置、后轮驱动(RR)。

目前多采用传统布置(FR)和前驱动布置(FF)两种形式。由于发动机后置、后轮驱动的布置形式缺点较严重,实际上已逐渐被淘汰。传统布置形式有利于车室内部(包括行李舱)布置,而且可以提高操纵稳定性以及行驶平顺性和乘坐舒适性,所以长期以来被广泛采用于中、高级轿车上。但其缺点在于地板中部出现凸包,影响踏板布置以及整车高度的降低和质量的减轻。对于前驱动布置形式,由于取消了传动轴,可以降低地板和整车高度,如采用横置式发动机,则更方便于车室内部布置。此种布置形式对于车身总布置、降低风阻和整车轻量化等都是很有利的。纵观现在各大轿车生产商对于各类

不同底盘布置形式的轿车的生产情况,前轮驱动轿车应当是当前轿车布置形式的主流。

3.2 奥拓微型车底盘布置形式的选择

分析了各种轿车底盘布置形式的优缺点以及考虑到奥拓微型车对于室内空间的严格要求,故选择前置前驱的底盘布置形式,这样可以降低整车地板高度,使车内获得更大的空间,而且对于降低风阻和整车轻量化,提高动力性和经济性是很有好处的。为了达到上述效果,发动机采用横置式。

4 车身底板的布置

4.1 确定前后轮罩的大小及形状

作前轮转向跳动图(一般取转向角为±25°)和后轮跳动图,可以确定出前、后轮罩的空间大小形状,同时亦确定了在翼子板上的必须开口尺寸,但设计中的翼子板上的轮罩开口形状,再符合此尺寸条件下应与车身的造型风格一致。由于前轮既要跳动,又要转向,因此它的轮罩空间要大于普通的后轮,且形状复杂,对底板的布置影响大。作车轮的跳动图,必须依据车轮跳动的极限位置及最大转向角。车轮跳动的极限位置与悬架的结构形式、参数、以及橡胶缓冲限位块的允许压缩量有关。同时还要考虑车身侧倾时,车轮相对于车身的横向摆动或偏转量对轮罩宽度的影响。。对于非后转向轮,则只需根据车轮的跳动情况来确定轮罩形状,而后翼子板的轮罩开口为保持造型前后统一、协调、一般和前轮的形状一致。

4.2 充分利用室内底板空间的布置形式

由于轮罩会在底板的前后端产生凸包,对于前轮罩将会影响前排乘客的搁脚空间、姿势及驾驶员的脚踏板布置,对于后轮罩将会影响后排座椅的布置、坐垫高度和宽度。因此,从改善室内居住性出发,轮罩空间在满足转向何体跳动运动要求的前提下,应尽量减少。此外,增大轴距是有利于车内环境的。充分利用室内底板空间进行布置设计,这次设计正是采用座椅在前轴后方的布置形式。

5 车身前围的布置

车身前围将发动机舱与座舱完全隔开。在前围上固定前风窗玻璃,其车室内侧安装仪表板,车室外侧支撑发动机罩,前围下部与底板连接。将前轮前移、发动机布置位置前移或采用不同的布置形式,可使前围前移以加大前排乘员的搁脚空间和便于操纵踏板的布置,且前围设计形状简单,其中间部分由于发动机、变速箱布置而产生的凸包形状可以减少或者没有。在前围的布置设计中应保证前围板与发动机后端之间有足够的间隙,以布置转向系统得机构,制动系统和离合器系统等的管路和附件,暖风系统得风道,并且考虑其维修的方便性。而在前围的室内一侧,则装有隔热隔声和减振材料层,固定安装制动器、离合器和方向盘等操作系统得支架,以及暖气设备等。前围下部采用倾斜板与底板连接,其倾斜面位置一般与前轮轮罩相切,在侧视图上为切于轮罩线的切线(约45°角)。这样有利于前排乘员的搁角姿势和加速踏板的布置,另外可使底板前部的凸包减小,形状规整。在前围的组合结构中应合理设置进风风道,外部安装雨刮器等机构。根据发动机罩后端的高度(满足发动机舱的空间要求和发动机罩的外形),以及仪表板上表面的位置确定前围上部的高度和形状,初步确定前风窗玻璃的下沿位置,并设置玻