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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。◎车身内部设计要符合人体工程学的要求，保证驾驶员操纵方便，乘员乘坐舒适。◎美术效果图：实车制造出来之前，在图样上表现新开发汽车造型效果的图称之为美术效果图，该图应具有真实感。◎在图面上表达车身外形不能代替空间形体，因此还要制作油泥模型。概念设计阶段可以制作比例为1／10或1／5的便于制作和修改的油泥模型。※外部造型※内饰造型※色彩设计•要求：将车身整体及细部的形状、色彩、反光效果以及材料的质感都预想到并反映出来。◎车身造型效果图以表达车身造型的总的效果为主，但又不可忽视车身的结构细节，如车门手柄、外后视镜、牌照架及刮水器的安置形式等。不宜对背景过分渲染。◎内饰效果图单独创作，一般画成不包括顶盖的敞开环境。◎仪表板座椅另画出独立的效果图。注意内饰与外形的协调。形体设计/绘制造型设计效果图形体设计/效果图实例1形体设计/效果图实例2（美洲虎）•目的：将设计构思实物化，将纸面的东西用形体表现出来，让设计人员进行更细致和具体的探讨。•步骤：选择几幅效果图依图做缩小比例的汽车油泥模型或石膏模型，比例为3:8（美、英等英制国）或者1:10、1:5等。•小比例模型的好处：可以反复修改，成本低廉。•制造模型的原料：模型可用工业用油泥(clay)或石膏进行雕塑。车底用木板，车轮用铝。车灯用无色透明有机玻璃衬以铝铂。轮胎的剖面应做出，并涂黑色无光漆。形体设计/制作缩小比例模型(Scalemodel)•胶带图：使用不同宽度和不同色彩的胶带代替笔在标有坐标网格的白色图板上粘贴出的车身轮廓及布置图。比例为1：1。•贴绘的内容：除车身三个视图（主要是侧视图）的轮廓曲线、开缝线外，还将内部布置尺寸、座椅投影、发动机轮廓、操纵机构布置轮廓和人体样本都反映出来。•目的或好处：经过胶带图验证过的曲线可移植到全尺寸模型上，作为大尺寸模型制作的依据。形体设计/胶带图(Tapedrawing)形体设计/胶带图实例•全尺寸油泥模型是车身造型设计定型的昀终步骤。车身外表面的所有曲面、覆盖件之间间隙都必须准确而光顺地表现清楚。•由造型设计师、车身结构设计师、工艺师以及整车总布置的有关人员应自始至终密切配合、协商而后确定昀终的车身表面形状。•将加热后成为稀浆状的油泥，敷在骨架上，冷却至室温至其表面硬化，用特制的刮刀、铲刀、锉刀等工具加工成形，可以得到十分光滑的表层。表面涂漆或用塑料薄膜包敷，其效果近似真车的车身涂漆表面。内骨架用木板或聚安脂泡沫。形体设计/全尺寸外部油泥模型北京“挑战者”多用途概念车全尺寸模型制造现场形体设计/全尺寸外部油泥模型实例1形体设计/全尺寸外部油泥模型实例2美洲虎概念车全尺寸模型制造现场9全尺寸内部模型亦称“内饰模型”，简称“内模型”，是设计车厢内部造型和室内装备环境的定型模型。9内部模型必须和全尺寸油泥模型同时进行。其艺术格调、手法、尺寸必须完整统一、互相呼应协调。9内部模型包括：仪表板、副仪表板、座椅、顶篷、窗口、门护板、地板（地毯）、扶手、转向盘、靠枕、脚蹬、室内照明及安全措施等。形体设计/全尺寸内部模型形体设计/内部模型实例•近代汽车，特别是乘用车，为改善空气动力性能，造型设计必须对模型进行风洞试验，选定昀佳方案。•缩小比例模型的风洞试验。•全尺寸油泥模型的风洞试验。•车身模型在风洞中试验的主要内容是：阻力、升力、侧向力、俯仰力矩、侧翻力矩与偏航力矩，即所谓的“六分力”数据。气流速度按比例模拟车速100-200km/h的状态。形体设计/车身外形模型的空气动力试验(AerodynamicTeststomodels)形体设计/风洞试验实例意大利平宁·法里娜公司的高空气动力性概念车在做风洞试验•全尺寸油泥模型完成之后，车身模型表面轮廓经过测量之后转化为数据，然后将数据绘制成平面图形。•主图板或车身表面线图是全尺寸油泥模型的昀直接的三视图曲线的图面转化结果。•主图板表示出整车的轮廓线及关键部位与部件之间的配合作用，使设计人员可以对主图板上的车身表面线条做光滑平顺的修改。•至此，汽车的造型设计工作基本结束了。此后就会进入概念样车的制造与检验。形体设计/主图板(车身表面线图－平面图)形体设计/主图板实例形体设计/实际完成的概念车(美洲虎)外形尺寸、室内空间、货箱尺寸各大总成、车身的基本结构和尺寸、内饰、轮胎概念设计/基本尺寸和主要总成结构选择◎总体设计师根据整车设想，画出多幅总体方案图进行分析比较。◎方案图对主要总成只画出粗线条的轮廓，重点放在突出各方案之间的差别上，做到对比时一目了然。概念设计/总体方案草图总体方案确定后要画总布置草图，此图要对各部件进行较为仔细的布置。内容：◎应较为准确地画出各部件的形状和尺寸，确定各总成质心位置，然后计算轴荷分配和质心高度，必要时还要进行调整。◎同时对整车主要性能进行计算，并据此确定各总成的技术参数，确保各总成之间的参数匹配合理，保证整车各性能指标达到预定要求。概念设计/总布置草图概念设计/市场预测调查/产品水平分析概念设计/编写设计任务书内容：1）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;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分析和对比;5）本车拟用的新技术、新材料和新工艺。C=P－T1－T2－QC：目标成本P：上市售价T1：增值税T2：附加税Q：目标利润3、成本控制4、试制设计（技术设计）汽车各部件的设计全面展开，总体设计师的工作：a、协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾；b、将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对，进行“图面装配”；c、运动校核；d、性能的精确计算；f、编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件。5、试制、试验、改进、定型试制目的：a、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）试验目的：检测样车的性能是否满足设计要求。试验分：整车基本性能试验5万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适应性试验注：¾试验应根据国家制定的有关标准逐项进行。¾不同车型有不同的试验标准。¾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。6、生产准备（小批量）7、生产（大批量）、销售主要工作：进行生产准备和小批量试生产，并让试生产车进一步经受用户的考验。主要工作：a、对产品正式批量生产；b、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，反映给有关部门，以利改进和不断提高产品质量、扩大市场。第二节汽车形式的选择一、汽车的分类1、GB/T15089-2001的分类2、GB/T4730.1-2001的分类3、按发动机排量分类4、按汽车总质量分类5、按汽车总长分类二、汽车形式的选择轴数、驱动形式及布置形式（一）、轴数2轴、3轴、4轴、多轴影响因素：ma，道路法规，轮胎负荷能力，汽车结构。2轴：ma19t的公路运输车，不在公路上行驶的汽车；3轴：19tma26t的公路运输车；4轴及以上：ma26t的公路运输车；（二）、驱动形式:4×2轿车和总质量小的公路用车辆4×4越野汽车6×2总质量在19～26t的公路用汽车汽车驱动形式：6×46×6越野汽车8×426～32t的公路用汽车8×8越野汽车（三）、布置形式－发动机、驱动桥、车身（驾驶室）的相互关系1、乘用车的布置形式FFFRMRRR前置引擎前轮驱动（FF）a、有明显的不足转向性能；b、越过障碍的能力高；c、动力总成结构紧凑；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）e、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，操纵机构简单；g、行李箱空间大；h、变形改装容易。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）主要缺点：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，维修费用高。应用：Audi100、Santana2000、CA7220、Buick、Passat、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。前置引擎后轮驱动（FR）a、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）c、操纵机构简单；特点：d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高；e、发动机冷却条件好；f、爬坡能力强；g、行李箱空间大；h、变形容易。a、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主要缺点：厢，会使前排乘员受到严重伤害；c、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的燃油经济性和动力性。应用：中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳）◎引擎放置在前、后轴之间的布局方式。MR布置大都是追求操控表现的跑车。◎优点：轴荷均匀，具有很中性的操控特性。◎缺点：引擎占去了坐舱的空间，降低了空间利用率和实用性。◎一般的MR布局，引擎是置于座椅之后、后轴之前。◎“前中置引擎”的布局：即引擎置于前轴之后、乘员之前，驱动后轮。从形式上这种布局应属于FR类型，但能达到与MR一样的理想轴荷分配，从而提高操控性。宝马3系列、本田S2000等。中置引擎后轮驱动（MR）后置引擎后轮驱动（RR）a、结构紧凑；（发动机、离合器、变速器和主减速器布置成一体）b、改善了驾驶员视野；（汽车前部高度有条件降低）c、整车整备质量小；特点：d、客厢内地板比较平整；e、乘客座椅能够布置在舒适区内；f、爬坡能力强；g、汽车轴距短，机动性能好。a、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，影响操纵主要缺点：稳定性；c、行李箱在前部，行李箱空间不够大；d、操纵机构复杂；f、变形困难。应用：宝时捷911，MG•无论是前置、中置还是后置引擎，都可以采用四轮驱动。•优点：由于四个车轮均有动力，附着利用率昀高•缺点：重量大、占空间。动力流失率比单轴驱动大。四轮驱动过去只用于越野车，近年来随着限滑差速器