汽車車身總布置設(shè)計(jì)

1、第五章汽車車身總布置設(shè)計(jì)第一節(jié)車身總布置設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的性能要求第二節(jié)轎車車身總布置設(shè)計(jì)第三節(jié)客車車身總布置設(shè)計(jì)第四節(jié)貨車駕駛室及貨箱設(shè)計(jì)第一節(jié)車身總布置設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的性能要求2.車身的密封、隔熱和隔聲性能(1)居住性居住性是指人居住于乘室中是否感到滿意。(2)振動(dòng)的舒適性評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)人的影響，可用ISO26311978人體承受全身振動(dòng)能力的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)。(3)空氣調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)的方式有自然通風(fēng)、強(qiáng)制通風(fēng)、暖氣、冷氣和濕度調(diào)節(jié)等各種方式，?；旌鲜褂没蛞晻r(shí)而用，其目的是保持室內(nèi)空氣新鮮，溫度、濕度適宜。表5-1客車平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)的限值2.車身的密封、隔熱和隔聲性能車身的密封性是車身的重要性能之一。車

2、身密封性的改善，可以減少漏氣，利于隔聲、隔熱，防止外部灰塵和濕氣的侵入。1)駕駛室的結(jié)構(gòu)以及與車輛的連接，應(yīng)盡可能避免在發(fā)生意外事故時(shí)傷及室內(nèi)乘員的危險(xiǎn)。2)經(jīng)一次或若干次試驗(yàn)后必須保留殘余空間。3)對(duì)于殘余空間的規(guī)定，座椅應(yīng)位于中間位置，人體模型坐于其上，不得有無彈性的部件觸及人體模型。4)試驗(yàn)時(shí)，只要駕駛室仍然連接在車架上，允許某些用以將駕駛室連接在車架上的緊固件損壞。表5-2汽車發(fā)生事故時(shí)導(dǎo)致傷亡的統(tǒng)計(jì)視野性見人機(jī)工程學(xué)在車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。圖5-1最小通道尺寸圖5-2車門立柱對(duì)入座方便性的影響圖5-3車身側(cè)壁的傾斜度對(duì)上下車方便性的影響圖5-4k值對(duì)車門形狀的影響圖5-5影響上下車方便性

3、的因素表5-3影響上下車方便性的因素1)應(yīng)具備合理的操縱位置、足夠的操縱空間；轉(zhuǎn)向盤角度、直徑，轉(zhuǎn)向盤與座墊、儀表板的相對(duì)位置，轉(zhuǎn)向柱、變速桿、加速踏板、離合器踏板相對(duì)位置都要有合理的搭配和尺寸；在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤和移動(dòng)變速桿時(shí)，不應(yīng)使胳膊、手臂碰前風(fēng)窗、車門、儀表板等。2)各種儀表應(yīng)容易辨別，各種按、拉鈕應(yīng)更容易觸到，靈活方便，“擋感”明顯；操縱時(shí)不應(yīng)分散駕駛員觀察道路情況的注意力。第二節(jié)轎車車身總布置設(shè)計(jì)一、轎車車身的類型二、轎車車身布置與汽車總布置的關(guān)系三、確定轎車車身的外形尺寸四、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的布置五、地板平面位置與輪罩外形尺寸六、車身內(nèi)部布置七、安全帶位置八、轎車客廂內(nèi)的通風(fēng)九、車門立柱的

4、布置一、轎車車身的類型2. 直背式車身3. 艙背式車身4. 短背式車身5. 變形轎車車身一、轎車車身的類型圖5-6不同外形的車身a) 折背式轎車b) 兩廂旅行車c) 直背式轎車d) 艙背式轎車e) 短背式轎車f) 敞篷車g) 一廂旅行車h) 兩門轎車i)跑車j) 三排座轎車k) 賽車這種類型的轎車車身(圖5-6a)，按車門數(shù)分為二門式和四門式兩種。它們的主要特點(diǎn)是：明顯地分成頭部發(fā)動(dòng)機(jī)艙、中部乘客艙、尾部行李箱三部分，大多有前后兩排座位，整車總長大多超過4m，車身的背部有角折線條。二門式轎車通常總長在4m以下，有時(shí)將尾部與中部結(jié)合起來，帶有上掀式的背門，所以又稱掀背式轎車。2. 直背式車身這種

5、類型的轎車車身(圖5-6b)，其后風(fēng)窗與行李箱的連接近似平直，與折背式比較更接近流線形，后行李箱空間大，有時(shí)這種類型的車身也稱快背式、溜背式車身。3. 艙背式車身艙背式車身(圖5-6d)的頂蓋比折背式長，后背的角度比直背式小，后行李箱與后窗演變?yōu)橐粋€(gè)整體的背部車門，有時(shí)將這種類型的車身也稱為半快背式。4. 短背式車身這種類型的轎車車身(圖5-6e)，其背部與整車長度縮短、車身質(zhì)量較輕，可減小偏擺力矩，提高行駛穩(wěn)定性，有時(shí)這種類型的車身也稱為鴨尾式車身。5. 變形轎車車身轎車的變形車身主要是改變車身的形式或結(jié)構(gòu)，如去掉頂蓋的敞篷車、使頂蓋后延到車尾的兩廂旅行車等。二、轎車車身布置與汽車總布置的關(guān)

6、系圖5-7轎車的布置形式a) 發(fā)動(dòng)機(jī)前置，后輪驅(qū)動(dòng)(傳統(tǒng)布置)b) 發(fā)動(dòng)機(jī)前置，前輪驅(qū)動(dòng)(前驅(qū)動(dòng)布置)c) 發(fā)動(dòng)機(jī)后置，后輪驅(qū)動(dòng)三、確定轎車車身的外形尺寸圖5-8轎車外輪廓尺寸的標(biāo)注1離地間隙2車門玻璃傾角3接近角4前懸5軸距6后懸7全長8行李箱開啟時(shí)的車輛長度 9前風(fēng)窗傾角10離去角11總高12空車行李箱蓋開啟時(shí)車輛高度13前部兩側(cè)車門開啟時(shí)車輛高度14前輪距15在前R點(diǎn)處的車身寬度16后輪距17總寬18后部兩側(cè)門開啟時(shí)車輛總寬三、確定轎車車身的外形尺寸圖5-9長、寬、高與軸距、輪距之間的關(guān)系a) 總長總寬b) 總長軸距c) 軸距室內(nèi)尺寸d) 總寬軸距四、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的布置圖5-10確定動(dòng)力

7、總成位置的主要尺寸四、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的布置圖5-11U形布置的傳動(dòng)軸a) 單根萬向傳動(dòng)軸b) 裝有中間支承的雙根萬向傳動(dòng)軸四、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的布置圖5-12動(dòng)力總成布置簡圖1發(fā)動(dòng)機(jī)罩與發(fā)動(dòng)機(jī)零件之間的間隙2散熱器3前橫梁4發(fā)動(dòng)機(jī)艙的冷卻和通風(fēng)的進(jìn)出孔5風(fēng)扇護(hù)罩6油底殼7前懸置橫梁8發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼與橫梁之間的間隙9發(fā)動(dòng)機(jī)與前圍板之間的間隙10箱形截面橫梁11發(fā)動(dòng)機(jī)前懸置點(diǎn)12曲軸中心的位置及其在空間的布置13排氣系統(tǒng)14縱梁之間的距離五、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-13車身地板總成的橫截面五、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-14各種不同車架形式下地板總成的截面a) 周邊車架b) X形車架c) 梯形

8、車架d) 承載地板五、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-15降低車身地板平面的措施a) X形車架b) 固定式車架c) 用準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)并將傳動(dòng)分成兩段d) 前置前驅(qū)動(dòng)e) 后置后驅(qū)動(dòng)五、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-16非轉(zhuǎn)向輪輪罩橫截面尺寸五、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-17轎車轉(zhuǎn)向輪輪罩外形與翼子板開口的確定五、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-18踏板的布置空間與尺寸六、車身內(nèi)部布置表格圖5-19人體樣板a) 人體樣板b) 用人體樣板進(jìn)行車內(nèi)布置圖5-20人體樣板1車身前圍板2地毯3傳動(dòng)軸軸殼4地板5受壓縮座墊的水平線圖5-21選擇乘客的位置1地毯2駕駛員座位后面3輪罩4車架5受壓縮

9、座墊的水平線6傳動(dòng)軸軸殼7地板圖5-22轎車車身的內(nèi)部布置尺寸表5-4轎車車身內(nèi)部布置尺寸的范圍表5-4轎車車身內(nèi)部布置尺寸的范圍(1)頂蓋輪廓線的確定(2)車身橫截面小客車車身的橫向輪廓是由側(cè)門及頂蓋的輪廓形成的，側(cè)門輪廓取決于汽車的寬度外廓尺寸、車身內(nèi)部的橫向輪廓尺寸和門洞的形狀。(3)蓄電池、油箱和備胎的布置在轎車上，蓄電池、油箱和備胎的布置對(duì)車身的有效容積和汽車的軸荷分配都會(huì)產(chǎn)生很大影響。(1)頂蓋輪廓線的確定圖5-23車頂蓋輪廓線的確定(2)車身橫截面1)圓柱形的(圖5-25a)，其法向斷面在中間是大半徑的圓弧，而兩端是小半徑的圓弧。2)圓錐形的(圖5-25b)，由圓錐形表面形成，有

10、時(shí)在中部用圓柱形表面。3)圓球形的(圖5-25c)，在頂端和在側(cè)壁呈圓球形。圖5-24轎車車身的截面a) 常見外形b) 凹頂蓋c) 鼓起式頂蓋門鎖玻璃升降器弧面玻璃的運(yùn)動(dòng)軌跡裝用平面玻璃的運(yùn)動(dòng)軌跡E頂蓋梁N門檻梁c頂蓋梁E與門檻梁N的偏移量圖5-25曲面風(fēng)窗玻璃a) 圓柱形b) 圓錐形c) 圓球形(3)蓄電池、油箱和備胎的布置1)在檢查和保養(yǎng)蓄電池時(shí)容易接近。2)為減小起動(dòng)時(shí)長導(dǎo)線的電壓降，蓄電池應(yīng)盡可能接近起動(dòng)機(jī)。3)在安裝蓄電池的地方，其溫度應(yīng)盡可能不超過60，即應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，且蓄電池在寒冷季節(jié)應(yīng)能防寒。1)備胎應(yīng)該布置在行李箱容易接近的地方。2)更換備胎不應(yīng)還需要取出行李箱中的行李

11、。3)裝上備胎的行李箱有效容積應(yīng)緊湊，要能安放較多的物品和手提箱。圖5-26備胎和油箱在轎車車身中的位置a) 備胎裝在油箱沖壓的凹坑里b) 油箱置于側(cè)壁中c) 油箱置于后座靠背后d) 備胎垂直地靠在行李箱的側(cè)壁上 e) 備胎靠在后壁上f) 油箱置于前圍板上之前g) 備胎置于發(fā)動(dòng)機(jī)罩下面，油箱置于后面 h) 備胎置于發(fā)動(dòng)機(jī)上方，油箱置于后面圖5-27轎車行李箱的布置七、安全帶位置1)腰帶在車體上的固定點(diǎn)位置，如圖5-28所示。2)肩帶固定點(diǎn)位置應(yīng)在圖5-28所示的陰影線范圍內(nèi)。七、安全帶位置圖5-28安全帶的固定位置八、轎車客廂內(nèi)的通風(fēng)1)打開前三角窗，使空氣流入。2)從前圍上蓋板直接導(dǎo)入。3)

12、從車頭部引出較長的管子把空氣導(dǎo)入。4)在進(jìn)風(fēng)道中加放風(fēng)扇，強(qiáng)制性地把新鮮空氣吸入車內(nèi)。5)從發(fā)動(dòng)機(jī)罩后部開口，再通過前圍流入車內(nèi)。1)在負(fù)壓較大的前支柱上開口。2)在后行李箱罩與蓋板之間的間隙里設(shè)置空氣排出口。3)在后三角窗后面的車體上。4)在車門和后支柱之間的間隙中設(shè)置空氣排出口。5)將空氣排出口設(shè)置在頂蓋的后端。6)在后圍上蓋板上開口。7)在后翼子板后部開口。圖5-29進(jìn)風(fēng)口的形式圖5-30出風(fēng)口的位置圖5-31車門立柱與座椅相對(duì)位置的推薦值第三節(jié)客車車身總布置設(shè)計(jì)一、客車車身類型與布置要求二、客車車身的內(nèi)部布置一、客車車身類型與布置要求1)驅(qū)動(dòng)軸裝有雙胎的雙軸客車的軸載質(zhì)量分配，前軸軸載

13、質(zhì)量不小于車輛總質(zhì)量的25%，驅(qū)動(dòng)橋的軸載質(zhì)量不小于車輛總質(zhì)量的50%。2)鉸接式客車的前軸軸載質(zhì)量不小于車輛總質(zhì)量的20%，中橋及后橋均不小于車輛總質(zhì)量的35%，后橋?yàn)閱翁r(shí)不小于車輛總質(zhì)量的25%。3)汽車的后懸應(yīng)不大于軸距的65%，并最大不超過3.5m(后懸不包括尾梯)。一、客車車身類型與布置要求一、客車車身類型與布置要求圖5-32客車發(fā)動(dòng)機(jī)的布置方案表5-5多種型號(hào)雙層客車規(guī)格的比較二、客車車身的內(nèi)部布置7.備胎、油箱和蓄電池在客車中的位置二、客車車身的內(nèi)部布置圖5-33客車車身內(nèi)部布置尺寸示意圖二、客車車身的內(nèi)部布置表5-6客車車身內(nèi)部布置尺寸范圍二、客車車身的內(nèi)部布置圖5-34站立

14、的人所占有的空間二、客車車身的內(nèi)部布置圖5-35坐著的人所占有的空間圖5-36城市客車的座椅布置圖5-37長途客車的平面布置圖5-38雙層旅游客車的平面布置圖5-39較舒適的普通座椅圖5-40航空座椅圖5-41后置發(fā)動(dòng)機(jī)客車的后排座椅圖5-42座椅的布置圖5-43座椅與窗距的布置圖5-44踏板的布置圖5-45客車的橫向剖面圖5-46決定客車地板高度的參數(shù)1)將車架縱梁做成階梯形、后部成拱形的結(jié)構(gòu)，如圖5-48所示。2)采用主動(dòng)齒輪下置的專用輪邊驅(qū)動(dòng)后橋，如圖5-49b所示，以便于縮小后橋殼體；另一方面，后橋中心線降低，后橋上部的車架縱梁平面也隨之降低。3)采用小直徑車輪輪胎，如英國的國民牌NA

15、TIONAL大客車就采用一種直徑比一般大客車小100mm的輪胎。4)采用后置發(fā)動(dòng)機(jī)的布置方案。5)采用“跪膝”式可調(diào)前懸架，如裝有高度調(diào)節(jié)閥的空氣懸架。表5-7我國大客車車架上平面高度圖5-47客車踏步板設(shè)計(jì)圖5-48帶拱形的車架縱梁圖5-49驅(qū)動(dòng)橋形式對(duì)城市客車高度的影響a) 普通貨車的后橋b) 專用輪邊驅(qū)動(dòng)后橋圖5-50車門a) 單人車門 b) 雙人車門c) 三人車門d) 殘疾人輪椅長降臺(tái)圖5-51車門門框高度和車門扶手高度客車車廂內(nèi)部布置尺寸包括兩部分：一是駕駛區(qū)尺寸；二是乘客區(qū)尺寸。具體要求見有關(guān)“客車國家標(biāo)準(zhǔn)”。7.備胎、油箱和蓄電池在客車中的位置備胎的質(zhì)量一般可達(dá)80140kg，所

16、以在總布置階段考慮安放備胎位置時(shí)，應(yīng)考慮到軸荷分配和便于駕駛員一人裝卸備胎的方便。一般最好的方法是將備胎垂直安置。城市客車可不攜帶備胎。蓄電池組件的總質(zhì)量可達(dá)60120kg，所以在客車總布置時(shí)，蓄電池的位置會(huì)在一定程度上影響軸荷分配；另一方面在布置蓄電池時(shí)，應(yīng)盡量使它靠近起動(dòng)機(jī)。油箱在客車上布置時(shí)也應(yīng)考慮下列原則：應(yīng)有利于改善客車的軸荷分配及遠(yuǎn)離排氣管，而且也不應(yīng)布置在乘客門附近，以利于防火安全。通常將油箱布置在其后端車架下面。儀表板是汽車的操縱中心，是各種儀表、信號(hào)、操作開關(guān)的集合處。汽車儀表板設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足安全性要求，即汽車儀表的視野性、視認(rèn)性，儀表操縱件的達(dá)到性與操作空間都應(yīng)滿足人機(jī)工程

17、學(xué)的要求。第四節(jié)貨車駕駛室及貨箱設(shè)計(jì)一、貨車駕駛室的布置二、貨車車箱的布置一、貨車駕駛室的布置1)長頭式駕駛室，如圖5-52a所示。2)短頭式駕駛室，如圖5-52b所示。3)平頭式駕駛室，如圖5-52c所示。圖5-52貨車駕駛室類型(1)貨車駕駛室的總布置設(shè)計(jì)參數(shù)(2)貨車駕駛室的總布置設(shè)計(jì)步驟(1)貨車駕駛室的總布置設(shè)計(jì)參數(shù)1)車架圖，即車架外形、寬度，駕駛室在車架上的支承位置。2)發(fā)動(dòng)機(jī)的外廓尺寸和外形圖。3)前軸位置，前軸總圖及相關(guān)尺寸。4)轉(zhuǎn)向器位置，轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱管的有關(guān)尺寸。5)散熱器位置、最大外廓尺寸。6)接近角、輪距、前懸以及汽車外形尺寸。7)前、后軸質(zhì)量分配。(2)貨車駕駛室

18、的總布置設(shè)計(jì)步驟1)首先確定坐標(biāo)零線位置：一般以前軸車輪中心的垂線為長度方向的零線，以車架上平面的水平線為高度方向的零線，以車架寬度的對(duì)稱軸線為寬度方向的零線。2)畫出整車設(shè)計(jì)給出的有關(guān)部件的外形、位置(車架、前軸、散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器等)。3)確定地板高度。4)確定座椅位置(按的人體模型布置)。(2)貨車駕駛室的總布置設(shè)計(jì)步驟5)確定轉(zhuǎn)向盤的位置和傾角。6)布置各種操縱桿件、各踏板位置。7)布置儀表板位置。8)根據(jù)15的人體模型和各控制尺寸，調(diào)整各部分的位置，使其滿足舒適性要求。 9)根據(jù)所需內(nèi)部總布置要求確定駕駛室外廓尺寸。圖5-53貨車駕駛室座椅a) 雙人座b) 三人座c) 單人座表5-8車身內(nèi)部布置尺寸范圍表5-8車身內(nèi)部布置尺寸范圍表5-8車身內(nèi)部布置尺寸范圍圖5-54貨車駕駛員操作位置尺寸(駕駛室輪廓指其內(nèi)側(cè)表面)(1)積木法(2)鑲塊法(3)剪切法(4)地板位置提高法(5)新老系列駕駛室逐步替換法(1)積木法圖5-55貨車駕駛室a) 長頭式駕駛室b) 平頭式駕駛室c) 雙排座平頭式駕駛室1所有駕駛室通用的組合件2僅為長頭式駕駛室用的組合件3供平頭式和雙排座平頭式駕駛室通用的組合件4供長頭式和平頭式駕駛室通用的組合件5僅供雙排座平頭式駕駛室用