(畢業(yè)設(shè)計(jì))福田風(fēng)景輕型客車車身設(shè)計(jì)

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要伴隨著社會(huì)科技的不斷前進(jìn)，現(xiàn)代汽車車身造型設(shè)計(jì)也在迅速變革與發(fā)展。人機(jī)工程學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)和現(xiàn)代化制造方法的發(fā)展促使汽車車身造型的不斷更新和完善，傳統(tǒng)與創(chuàng)新藝術(shù)風(fēng)格的有機(jī)結(jié)合也影響著車身總布置的美學(xué)實(shí)踐。然而，每一款新車型的問(wèn)世都離不開(kāi)車身造型和它的設(shè)計(jì)工具，汽車車身布置設(shè)計(jì)是汽車概念設(shè)計(jì)階段的一項(xiàng)相當(dāng)重要的方案設(shè)計(jì)工作。本次設(shè)計(jì)首先從車身造型設(shè)計(jì)的研究的意義、研究的任務(wù)，研究的方法及未來(lái)車身開(kāi)發(fā)的前景進(jìn)行闡述。并對(duì)傳統(tǒng)的車身造型設(shè)計(jì)和現(xiàn)代車身進(jìn)行了比較說(shuō)明。對(duì)現(xiàn)代汽車總布置設(shè)計(jì)中已普遍使用的CAXA技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的理論和在汽車上實(shí)際應(yīng)用的分析，進(jìn)行車身總布置設(shè)計(jì)。本文介紹汽車總布置設(shè)計(jì)工具的人體模型，眼橢圓。提出了綜合考慮駕駛員舒適性、視野性、腿部操縱空間、方向盤、頂蓋等因素的H 點(diǎn)區(qū)域法。CAXA對(duì)于提高車身總布置的質(zhì)量效率縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期具有非常大的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：車身布置設(shè)計(jì)；人機(jī)工程學(xué)；車身AbstractFollows the social science and technology unceasing advance, the modern automobile body is always arranging also in the rapid transformation and the development.The man-machine engineering, the aerodynamics and the modernized manufacture method development urges the unceasing renewal and the consummation which the automobile body always arranges, traditional and the innovation artistic style organic synthesis is also affecting esthetics practice which the automobile body always arranges.However, each section new vehicle being published cannot leave the automobile body always to arrange and its design tool, the automobile body total arrangement is an automobile conceptual design stage quite important project design work.This design first from the automobile body modelling design research significance, the research duty, the prospect which the research method and the future automobile body develop carries on the elaboration.And always arranged the design and the modern automobile body to the traditional automobile body has carried on the comparison explanation.This design primary coverage is according to the man-machine engineering theory and on the automobile the practical application analysis, carries on always arranges the design.This article introduced the automobile always arranges the design tool manikin, the eye ellipse.Proposed the overall evaluation pilot comfortableness, the field of vision, leg department factor and so on operation space, steering wheel, roof panel H region law. CAXA regarding enhances the quality efficiency reduction product development cycle which the automobile body always arranges to have the extremely big practical significanceKey words：general arrangement；Ergonomics； Auto-body目 錄第1章 緒 論11.1 車身總布置研究的意義11.2 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)1第2章 汽車造型設(shè)計(jì)32.1 汽車造型的發(fā)展史32.1.1 外型設(shè)計(jì)72.1.2 內(nèi)飾設(shè)計(jì)9第3章 車身總布置尺寸參數(shù)的確定103.1 整車布置的基準(zhǔn)線零線的確定103.2 福田風(fēng)景車身外廓尺寸參數(shù)確定113.3 車身內(nèi)部尺寸參數(shù)確定133.3.1 汽車內(nèi)部布置設(shè)計(jì)方法133.3.2 人體模型143.3.3 確定乘員設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)R及座椅調(diào)整范圍153.3.4 腳踏板的布置設(shè)計(jì)163.3.5 眼橢圓16第4章 車身設(shè)計(jì)方法194.1 傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法194.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法194.3 車身總布置內(nèi)容204.4 人機(jī)工程學(xué)在汽車車身總布置上的應(yīng)用204.5 車身承載方式的確定214.5.1 車身的承載方式214.5.2 福田風(fēng)景承載方式的確定234.6 動(dòng)力總成的布置244.6.1 動(dòng)力總成布置的原則244.6.2 福田風(fēng)景動(dòng)力總成的布置254.6.3 內(nèi)部座椅的布置及座椅的設(shè)計(jì)25第5章 結(jié)束語(yǔ)28參考文獻(xiàn)29致 謝30附 錄31Automobile body designs evolution and develops31IV第1章 緒 論1.1 車身總布置研究的意義車身總布置屬于汽車設(shè)計(jì)工作的一部分，它是在整車總布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。整車總布置提供了汽車的長(zhǎng)、寬、高、軸距等控制尺寸，軸荷分布范圍以及散熱器、動(dòng)力總成、前后橋、傳動(dòng)軸與車輪等輪廓尺寸和位置。據(jù)此在參考同類車型有關(guān)數(shù)據(jù)作為借鑒，即可初步確定前懸和后懸的長(zhǎng)度、前后風(fēng)窗位置和角度、發(fā)動(dòng)機(jī)罩高度、地板平面高度、前圍板位置、座椅布置、內(nèi)部空間控制尺寸、方向盤位置角度與操縱機(jī)構(gòu)和踏板的相互位置等等。然后在此基礎(chǔ)上，按滿載情況繪制1：10的車身布置圖。本次設(shè)計(jì)的參考車型是福田風(fēng)景，目前，一些制造輕型客車企業(yè)，如華晨金杯等都是引進(jìn)國(guó)外技術(shù)這一局面，這樣限制了我國(guó)輕型客車車身設(shè)計(jì)走自己的特色和發(fā)展，若要改變我國(guó)汽車的現(xiàn)狀，首先要提高汽車車身設(shè)計(jì)水平。汽車的更新?lián)Q代關(guān)鍵在于車身。汽車車身的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于底盤和發(fā)動(dòng)機(jī)兩大總成。國(guó)內(nèi)外汽車生產(chǎn)實(shí)踐證明：整車生產(chǎn)能力的發(fā)展取決于車身的生產(chǎn)能力；汽車的更新?lián)Q代在很大程度上也取決于車身；在基本車型達(dá)到飽和的情況下，只有依賴車身改型才能打開(kāi)銷路。所以車身設(shè)計(jì)在整車設(shè)計(jì)中占有重要地位。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇福田風(fēng)景車身總布置設(shè)計(jì)這個(gè)課題。1.2 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)汽車的總布置設(shè)計(jì)其任務(wù)是使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書所規(guī)定的整車參數(shù)和性能指標(biāo)的要求，并將這些整車參數(shù)和性能指標(biāo)分解為有關(guān)總成的參數(shù)和功能。其中包括駕駛操作空間尺寸的布置，車內(nèi)乘客空間尺寸的布置，座椅尺寸參數(shù)與特性參數(shù)的選擇，車身的外觀造型，車身內(nèi)飾材料的選擇，汽車的駕駛視野，汽車的駕駛性能與乘坐性能等，這些與人的感覺(jué)與視覺(jué)有直接聯(lián)系的方方面面，都會(huì)對(duì)汽車產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、品位和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生巨大的影響。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的題目是福田風(fēng)景輕型客車車身總布置：（1）結(jié)合汽車設(shè)計(jì)，汽車車身設(shè)計(jì)所學(xué)的內(nèi)容，對(duì)風(fēng)景輕型客車進(jìn)行車身總布置設(shè)計(jì)。（2）各部分布置要協(xié)調(diào)一致，內(nèi)部布置要符合人機(jī)工程學(xué)的要求，外形要符合有關(guān)法規(guī)的要求，同時(shí)要兼顧空氣動(dòng)力學(xué)及美學(xué)的要求。（3）完成設(shè)計(jì)圖紙一套。第2章 汽車造型設(shè)計(jì)2.1 汽車造型的發(fā)展史汽車自誕生至今已有112年的歷史,經(jīng)歷了馬車型汽車，箱型汽車，甲殼蟲(chóng)型汽車，船型汽車，魚型汽車以及楔型汽車等六個(gè)階段的演變?？偨Y(jié)歷史,是為了展望未來(lái)。下面就以汽車圖片介紹一下各歷史時(shí)期的風(fēng)格特點(diǎn)。馬車型汽車1885年制造第一輛摩托車, 1886年，卡爾奔馳制造出世界上首輛三輪汽車。從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,世界上相繼出現(xiàn)了一批汽車制造公司,除戴姆勒和奔馳公司外,還有美國(guó)的福特,英國(guó)的勞斯萊斯、法國(guó)的雷諾、標(biāo)致、雪鐵龍、意大利的菲亞特等。這個(gè)時(shí)期,人們的主要精力在不斷改進(jìn)汽車的機(jī)械結(jié)構(gòu)方法。即想辦法讓汽車行駛起來(lái),速度要快，操縱要穩(wěn)定。在車身造型方面還沒(méi)有專門的設(shè)計(jì)人才，大家都不約而同地沿用馬車的型式，因此，當(dāng)時(shí)人們把汽車稱為無(wú)馬的“馬車”。 圖2-1馬車型汽車箱型汽車馬車型汽車很難抵擋風(fēng)雨的侵襲，美國(guó)福特汽車公司在1915中生產(chǎn)出一種新型的福特T型車，這種車的車室部分很象一只大箱子并裝有門和窗，人們把這類車稱為“箱型汽車”。早期的箱型汽車以美國(guó)的福特T型車最為著名，年產(chǎn)量達(dá)到30多萬(wàn)輛，占美國(guó)汽車總產(chǎn)量的70%-80%。圖2-2美國(guó)的福特T型車隨看生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)車速的要求也越來(lái)越高。要想使汽車跑得快，有兩條主要途徑，一是增大功率二是減小空氣阻力。因此人們開(kāi)始降低車的高度減小空氣阻力。隨著車頂高度的降低，前窗玻璃不斷變窄，影晌前方的視野，乘員感到十分憋悶。后來(lái)放棄了降低高度提高速度的辦法，轉(zhuǎn)而通過(guò)提高功率的辦法來(lái)克服空氣的阻力。這樣一來(lái)，發(fā)動(dòng)機(jī)由單缸變成四缸、六缸、八缸，而且氣缸是一列排開(kāi)的，因而發(fā)動(dòng)機(jī)罩也隨之變長(zhǎng)。典型的例子就是意大利1931年生產(chǎn)的阿爾法羅密歐牌汽車的外型。作為高速車來(lái)講。箱型汽車是不夠理想，因?yàn)樗淖枇Υ螅蟠蠓恋K了汽車前進(jìn)的速度。所以人們又開(kāi)始研究一種新的車型-流線型汽車。甲殼蟲(chóng)型汽車l934年美國(guó)的克萊斯勒公司生產(chǎn)的氣流牌小客車，首先采用了流線型的車身外形。1936年福特公司在“氣流”的基礎(chǔ)上，加以精練并吸收商品學(xué)要素研制成功林肯和風(fēng)牌流線型小客車。此車散熱器罩很精練并具有動(dòng)感俯視整個(gè)車身呈紡錘形很有特色。受其影晌以后出現(xiàn)的流線型汽車有1937年的福特V8型、1937年的菲亞特和1955年的雪鐵龍等。流線型車身的大量生產(chǎn)是從德國(guó)的“大眾”開(kāi)始的。1933年德國(guó)的獨(dú)裁者希特勒要求波爾舍(1875l951年)設(shè)計(jì)一種大眾化的汽車，波爾舍博士設(shè)計(jì)了一種類似甲殼蟲(chóng)外形的汽車。圖2-3德國(guó)大眾甲殼蟲(chóng)波爾舍最大限度地發(fā)揮了甲殼蟲(chóng)外形的長(zhǎng)處成為同類車中之王。甲殼蟲(chóng)也成為該車的代名詞。由于第二次世界大戰(zhàn)的原因，甲殼蟲(chóng)型汽車直到l949才真正大批量生產(chǎn)，并開(kāi)始暢銷世界各地，同時(shí)以一種車型累計(jì)生產(chǎn)超過(guò)二千萬(wàn)輛的記錄而著稱于世。船型汽車美國(guó)福特公司經(jīng)過(guò)幾年的努力于1949中推出具有歷史意義的新型的福特V8型汽車。這種車型改變了以往汽車造型的模式，使前翼子板和發(fā) 動(dòng)機(jī)罩，后翼子板和行李艙罩溶于一體，大燈和散熱器罩也形成整體，車身兩側(cè)形成一個(gè)平滑的面，車室位于車的中部，整個(gè)造型很象一只小船，所以人們把這類車稱為“船型汽車”福特V8型汽車的成功，不僅僅在外形上有所突破，而且還首先把人體工程學(xué)應(yīng)用在汽車的設(shè)計(jì)上。強(qiáng)調(diào)以人為主體的設(shè)計(jì)思想也就是讓設(shè)計(jì)師置身于駕駛員及至乘員的位置，來(lái)設(shè)計(jì)便于操縱、乘坐舒適的汽車。船型汽車不論從外形上還是從性能上來(lái)看都優(yōu)干甲殼蟲(chóng)型汽車，并且還解決了甲殼蟲(chóng)型汽車對(duì)橫風(fēng)不穩(wěn)定的問(wèn)題。這是因?yàn)榇蛙嚢l(fā)動(dòng)機(jī)前置。汽車重心相對(duì)前移，而且加大了行李艙，使風(fēng)壓中心位于汽車重心之后的緣故，所以遇到橫風(fēng)就不會(huì)搖頭擺尾。從五十年代開(kāi)始一直到現(xiàn)在，不論是美國(guó)還是歐亞大陸不管是大型車或看是中、小型車都采用了船型車身。從而使船型造型成為世界上數(shù)量最多的一種車型。圖2-4美國(guó)福特V8型小客車魚型汽車船型汽車尾部過(guò)分向后伸出形成階梯狀在高速時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的空氣渦流。為了克服這一缺陷人們把船型車的后窗玻璃逐漸傾斜傾斜的極限即成為斜背式。由于斜背式汽車的背部象魚的脊背，所以這類車稱為“魚型汽車”。魚型汽車和甲殼蟲(chóng)型汽車光從背部來(lái)看很相近但仔細(xì)觀察可以看出魚型汽車的背部和地面的角度比較小尾部較長(zhǎng)圍繞車身的氣流也比較平順渦流阻力也較小。另外魚型汽車基本上保留了船型汽車的長(zhǎng)處，車室寬大，視野開(kāi)闊，舒適性也好另外魚型汽車還增大了行李艙的容積。最初的魚型車是美國(guó)1952年生產(chǎn)的別克牌小客車。1964年美國(guó)的克萊斯勒順風(fēng)牌和1965年的福特野馬牌都采用了魚型造型。自順風(fēng)牌以后世界各國(guó)逐漸主產(chǎn)魚型汽車；魚型汽車存在的缺點(diǎn)：由干魚型車后窗玻璃傾斜太甚，面積增加兩倍強(qiáng)度下降，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的缺陷。魚型車還有一個(gè)潛在的重大缺點(diǎn)就是對(duì)橫風(fēng)的不穩(wěn)定性。魚型車發(fā)動(dòng)機(jī)前置車身重心相對(duì)前移，一般來(lái)講橫風(fēng)的風(fēng)壓中心和車身重心接近。但由干魚型車的造型關(guān)系在高速時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種升力使車輪附著力減小，從而抵擋不佳橫風(fēng)的吹襲，發(fā)生偏離的危險(xiǎn)。魚型車的這一缺點(diǎn)人們想了很多辦法加以克服，例如人們?cè)隰~型車的尾部安上一只翹翹的“鴨尾”以克服一部分揚(yáng)力，這便是“魚型鴨尾”式車型。圖2-5美國(guó)1952年生產(chǎn)的別克牌小客車楔型汽車楔型汽車為了從根本上解決魚型車的升力問(wèn)題,科學(xué)家們?cè)O(shè)想了種種方案,最后終于找到了一種楔型造型。就是將車身整體向前下方傾斜,車身后部像刀切一樣平直，這種造型有效地克服了升力。目前,各種身價(jià)過(guò)百萬(wàn)元的超級(jí)跑車設(shè)計(jì)都基本上采用楔型。各大車廠也都開(kāi)發(fā)帶有楔型效果的小客車，如兩廂式旅行車,子彈頭面包車等形式的轎車。這些汽車的外形清爽利落,簡(jiǎn)潔大方,具有現(xiàn)代氣息,給人以美的享受。汽車造型發(fā)展到魚型、關(guān)于空氣阻力的問(wèn)題就基本上解決了，楔型繼承了這一成果,并有效地克服了魚型車的升力問(wèn)題,使汽車的行駛穩(wěn)定性有了顯著的提高,因此,楔型車成為當(dāng)今較為理想的車身造型。圖2-6美國(guó) 通用 奧茲莫比爾托羅納多所牌2.1.1 外型設(shè)計(jì)1、汽車造型設(shè)計(jì)主要滿足一下要求：（1）保證汽車有流暢的外形，與底盤不發(fā)生位置和運(yùn)動(dòng)干涉；（2）使汽車具有良好的空氣動(dòng)力性能；（3）保證汽車良好的適應(yīng)性；（4）使汽車車身設(shè)計(jì)具有良好的工藝性；（5）確保汽車對(duì)乘員有足夠的安全性和舒適性。2、本車的造型設(shè)計(jì)充分考慮了美學(xué)性和實(shí)用性；結(jié)合本車的實(shí)際情況，最終確定車身造型：圖2-7 車身側(cè)面 圖2-8車身尾部 圖2-9 車身前部 圖 2-10 俯視圖2.1.2 內(nèi)飾設(shè)計(jì)一般我們所說(shuō)的汽車內(nèi)飾主要包括儀表板，副儀表板(也稱中央通道)，門內(nèi)飾板，座椅，方向盤，遮陽(yáng)板，A、B、C/D柱，門把手，頂棚，地毯以及與其相關(guān)的功能件和裝飾件等，還包括空調(diào)系統(tǒng)中的出風(fēng)口和控制面板、電子系統(tǒng)的顯示面板和控制按鈕等。在內(nèi)飾設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)集成將有助于使汽車內(nèi)飾產(chǎn)品更具有整體感和協(xié)調(diào)性，同時(shí)它也是一種面向生產(chǎn)裝配過(guò)程的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)系統(tǒng)按功能被分成幾大獨(dú)立的模塊，每個(gè)模塊上集成多個(gè)零件或總成，各個(gè)模塊之間的連接設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易可靠，裝配方便，這樣就使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)制造成本都大大下降，并有利于提高汽車零部件的質(zhì)量和自動(dòng)化水平，提高汽車的裝配質(zhì)量，縮短汽車的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)周期。好的汽車內(nèi)飾必須滿足功能性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性以及人們廣泛認(rèn)同的精湛工藝和審美觀。因此，汽車內(nèi)飾的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)師從功能、造型、色彩、材質(zhì)以及必要的裝飾件等方面進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，既要符合使用功能的需要，又要使內(nèi)飾風(fēng)格整體協(xié)調(diào)，達(dá)到賞心悅目的效果。本車的內(nèi)飾設(shè)計(jì)充分考慮了舒適性和方便性。結(jié)合本車的實(shí)際情況，最終確定內(nèi)飾的布置 第3章 車身總布置尺寸參數(shù)的確定3.1 整車布置的基準(zhǔn)線零線的確定確定整車的零線(三維坐標(biāo)面的交線)、正負(fù)方向及標(biāo)注方式，均應(yīng)在汽車滿載狀態(tài)下進(jìn)行，并且繪圖時(shí)應(yīng)將汽車前部繪在左側(cè)。1車架上平面線縱梁上翼面較長(zhǎng)的一段平面或承載式車身中部地板或邊梁的上緣面在側(cè)(前)視圖上的投影線稱為車架上平面，它作為垂直方向尺寸的基準(zhǔn)線(面)，即z坐標(biāo)線，向上為“十”、向下為“”，該線標(biāo)記為 2前輪中心線通過(guò)左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪中心線，它作為縱向方向尺寸的基難線(面)，即f坐標(biāo)線，向前為“”，向后為“十”，該線標(biāo)記為3汽車中心線汽車縱向垂直對(duì)稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線稱為汽車中心線，用它作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線(面)，即y坐標(biāo)線，向左為“十”、向有為“”，該線標(biāo)記為4地面線地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線稱為地面線，此線是標(biāo)注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺(tái)高度等尺寸的基準(zhǔn)線。5前輪垂直線通過(guò)左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪垂直線。此線用來(lái)作為標(biāo)注汽車軸距和前懸的基準(zhǔn)線。當(dāng)車架與地面平行時(shí)，前輪垂直線與前輪中心線重合(如轎車)。 8)整車零線的畫法上述的前三條線，統(tǒng)稱為三個(gè)方向的零線。在繪制總布置圖時(shí)，先確定零線的位置。一般是從側(cè)視圖上開(kāi)始，根據(jù)整車的前懸及車架上表面至地面的高度，確定X和Z坐標(biāo)線的交點(diǎn)，然后通過(guò)該點(diǎn)畫一水平線和一垂直線，分別代表和。需要時(shí)可畫出網(wǎng)格線，間距為200mm或400mm，便于繪圖時(shí)坐標(biāo)點(diǎn)的換算或量取。俯視圖和前視圖坐標(biāo)線的畫法可照此法處理，但須保證X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)線互相垂直。地面線可暫時(shí)不畫，待前、后輪中心至車架上表面距離確定后，再以前、后輪中心為圓心，以車輪靜力半徑為半徑，分別畫兩個(gè)圓弧，則兩圓弧的切線即為地干線。圖3-1 整車總布置圖坐標(biāo)系3.2 福田風(fēng)景車身外廓尺寸參數(shù)確定1）參考車型參數(shù)福田風(fēng)景11座配置參數(shù):長(zhǎng)寬高（mm）：508516902050 輪距（mm）：B=1450； 軸距（mm）：2590；接近角:21； 離去角:15； 最小離地間隙:165mm； 驅(qū)動(dòng)形式:前置后驅(qū)；座椅型式第一排乘客座:2人座椅，可滑動(dòng)、180旋轉(zhuǎn)、可平放、靠背角度可調(diào)第二排乘客座:2座椅，可滑動(dòng)、可平放、可調(diào)第三排乘客座:3椅，可滑動(dòng)、可折疊、可平放、可調(diào)第四排乘客座:4座椅，固定式座位數(shù):112）根據(jù)GB 1589-2004汽車外廓尺寸限界確定汽車外廓尺寸。（1）總體尺寸乘用車及客車的外廓尺寸范圍1370025004000，要求盡可能大的內(nèi)部空間，本車總體尺寸為508516902050。（2）汽車軸距在確定汽車軸距時(shí)，應(yīng)綜合考慮汽車的主要性能裝載面積和軸荷分配等個(gè)方面的要求。在各方面均得到滿足的前提下，以軸距短些為宜。一般來(lái)說(shuō)，輕型載貨汽車對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高，故軸距應(yīng)取短些；載運(yùn)質(zhì)量小，體積大貨物的載貨汽車的軸距可取長(zhǎng)些。取為2590mm。3）汽車的前懸和后懸汽車的前懸是通過(guò)兩前輪中心的垂面與抵靠在車輛最前段并垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的垂直之間的距離，汽車的后懸是通過(guò)汽車最后車輪軸線的垂面與抵靠在汽車最后端并垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的垂面之間的距離。后懸長(zhǎng)度應(yīng)能布置發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱等。前懸應(yīng)能布置轉(zhuǎn)向器等部件。但不能過(guò)長(zhǎng)，不然使接近角太小，影響汽車的通過(guò)能力。根據(jù)本車實(shí)際情況，前懸取1200mm，后懸取1295mm。車身與地面的最小間隙為165mm。由此可得出接近角為21，離去角為15。5）輪胎的選擇汽車輪胎主要根據(jù)軸荷分配、輪胎的額定負(fù)荷、使用條件以及車速來(lái)選擇。輪胎常見(jiàn)的分類方式是按照結(jié)構(gòu)劃分為斜交線輪胎、子午線輪胎。子午線胎與斜交線胎的根本區(qū)別在于胎體。斜交線胎的胎體是斜線交叉的簾布層；而子午線胎的胎體是聚合物多層交叉材質(zhì)，其頂層是數(shù)層由鋼絲編成的鋼帶簾布，可減少輪胎被異物刺破的幾率。 從設(shè)計(jì)上講，斜交線輪胎有很多局限性，如由于交叉的簾線強(qiáng)烈摩擦，使胎體易生熱，因此加速了胎紋的磨損，且其簾線布局也不能很好地提供優(yōu)良的操控性和舒適性；而子午線輪胎中的鋼絲帶則具有較好的柔韌性以適應(yīng)路面的不規(guī)則沖擊，又經(jīng)久耐用，它的簾布結(jié)構(gòu)還意味著在汽車行駛中有比斜交線小得多的摩擦，從而獲得了較長(zhǎng)的胎紋使用壽命和較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)子午線輪胎本身具有的特點(diǎn)使輪胎無(wú)內(nèi)胎成為可能。無(wú)內(nèi)胎輪胎有一個(gè)公認(rèn)優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)輪胎被扎破后，不像有內(nèi)胎的斜交線輪胎那樣爆裂（這是非常危險(xiǎn)的），而是使輪胎能在一段時(shí)間內(nèi)保持氣壓，提高了汽車的行駛安全性。另外，和斜交線輪胎比，子午線輪胎還有更好的抓地性。如果你對(duì)車輛原來(lái)的操控性不滿意，可以考慮更換扁平比更低的輪胎，對(duì)很多車型來(lái)說(shuō)，改善車輛外觀及操縱性能的最有效方法之一便是更換低扁平比的輪胎。每一種款式的輪胎都有它們特定的功能，因此在選擇輪胎時(shí)，應(yīng)該問(wèn)清楚什么款式的輪胎適合怎么樣的駕駛習(xí)慣，這樣車子行駛時(shí)才更安全，以下是一個(gè)常見(jiàn)的輪胎規(guī)格表示方法：例：18570R1486H185：胎面寬（毫米）70：扁平比（胎高胎寬）R：子午線結(jié)構(gòu)14：鋼圈直徑（寸）86：載重指數(shù)（表示對(duì)應(yīng)的最大載荷為530公斤）H：速度代號(hào)（表示最高安全極速是210公里小時(shí) 通過(guò)參考相關(guān)車型，本車輪胎選為：胎寬-195mm 輪轂直徑-15英寸 載重系數(shù)-88 速度系數(shù)-H（最高時(shí)速210km/h，運(yùn)動(dòng)性轎車 Sport Sedans）其外形半徑315mm、靜力半徑285mm，滾動(dòng)半徑306mm。3.3 車身內(nèi)部尺寸參數(shù)確定 3.3.1 汽車內(nèi)部布置設(shè)計(jì)方法汽車內(nèi)部布置設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單地說(shuō)，即是從人的位置定義到車身定義。SAE 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)推薦的眼橢圓、頭廓包絡(luò)線、手伸及界面等都說(shuō)明了從內(nèi)到外的布置方法。這些標(biāo)準(zhǔn)都是基于一個(gè)思想：從一些布置工具(如眼橢圓等)的創(chuàng)建和定位來(lái)一步一步地定義駕駛員和乘員的乘坐空間和車內(nèi)部件的布置，這也是從內(nèi)到外布置方法的基本思想。具體實(shí)現(xiàn)如下：(1)確定不同百分位人體模型的H點(diǎn)位置；(2)確定座椅參考點(diǎn)的位置、座椅靠背角和座椅調(diào)節(jié)行程；(3)調(diào)用頭廓包絡(luò)線，結(jié)合內(nèi)部空間控制尺寸，確定頂蓋的位置以及完成對(duì)車身內(nèi)部寬度的確定；(4)調(diào)用眼橢圓、手伸及界面等設(shè)計(jì)布置工具設(shè)計(jì)儀表盤的斷面形狀及其操縱件的布置；(5)而后進(jìn)行方向盤、操縱機(jī)構(gòu)、踏板等的布置；(6)進(jìn)行駕駛員的視野設(shè)計(jì)；(7)前后風(fēng)窗及后圍的布置等。3.3.2 人體模型二維人體模板是目前人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)最常用的一種物理仿真模型。這種人體模板是根據(jù)人體測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和選擇而得到的標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸，利用塑料板材或密實(shí)纖維板等材料，按照1：1，1：5，1:10等工程設(shè)計(jì)中常用的制圖比例制成人體各個(gè)關(guān)節(jié)均可活動(dòng)的人體模型，其側(cè)視圖如圖所示，主視圖和俯視圖可以看GB/T14779-93坐姿人體模板功能設(shè)計(jì)要求中的圖2和圖3.將人體模板放在實(shí)際作業(yè)空間或置于設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)位置上可用以校核設(shè)計(jì)的可行性和合理性。圖3-2二維人體模板的側(cè)視圖 圖3-3人體模板用以轎車駕駛室設(shè)計(jì)圖3-4人體模板用于工程機(jī)械駕駛室設(shè)計(jì) 圖3-5美國(guó)SAE標(biāo)準(zhǔn)中采用的H點(diǎn)二維人體模板H點(diǎn)二維人體模板汽車車身設(shè)計(jì)中也采用H點(diǎn)二維人體模板來(lái)確定或校核車內(nèi)尺寸，H點(diǎn)二維人體模板是根據(jù)H點(diǎn)三維人體模型制作而成的，不同百分位的人體模型對(duì)應(yīng)著不同百分位的人體模板。圖4-5所示為美國(guó)SAE標(biāo)準(zhǔn)中采用的H點(diǎn)二維人體模板，表4-1列出不同百分位的人體模板的尺寸值。 第10位百分位第50位百分位第95位百分位小腿（A）391417460大腿（B）407432455中國(guó)人體模型中國(guó)人體模型分為四個(gè)身高等級(jí)，分別為女子第5 百分位，男子第5百分位（相當(dāng)于女子第50百分位），男子第50百分位（相當(dāng)于女子第95百分位），男子第95百分位。本次設(shè)計(jì)采用95百分位3.3.3 確定乘員設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)R及座椅調(diào)整范圍設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)R的確定是利用第95百分位二維H點(diǎn)人體模板來(lái)描述的。具體做法是:首先確定地板平面線,一般設(shè)計(jì)成水平線。把放在加速踏板上H點(diǎn)人體模板的腳跟點(diǎn)(踵點(diǎn))作為基準(zhǔn)點(diǎn),地毯壓縮后的厚度按15mm計(jì)算,考慮座墊和靠背的壓縮量,踏板與小腿夾角取87,座椅靠背角按25畫出。然后根據(jù)參考數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)值,初步給出R點(diǎn)的位置。也可以先給定一組舒適坐姿角度確定R點(diǎn)的位置(圖3-6)。圖3-6 圖3-73.3.4 腳踏板的布置設(shè)計(jì)按從左到右的順序布置離合器踏板、制動(dòng)踏板與加速踏板,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是以座椅R點(diǎn)Y平面為中心,高度從左到右依次降低。圖3-83.3.5 眼橢圓1)眼橢圓的定義眼橢圓是由美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)制定成標(biāo)準(zhǔn)SAE J941,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織引用該標(biāo)準(zhǔn)制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4513. 汽車駕駛員眼橢圓是指不同身材的駕駛員按自己的意愿將座椅調(diào)整到適意位置，并以正常的駕駛姿勢(shì)入座后，他們的眼睛位置在車身坐標(biāo)系中的統(tǒng)計(jì)分布圖形，即等概率密度線。眼橢圓的確立為研究汽車視野性能提供了科學(xué)的視野原點(diǎn)基準(zhǔn)。 圖3-10三維眼橢圓示意圖 圖3-11眼橢圓視切比的意義2)眼橢圓的意義眼橢圓的建立為汽車視野設(shè)計(jì)和校核提供了科學(xué)依據(jù)，在汽車概念設(shè)計(jì)中起著重要的作用。其主要應(yīng)用有：(1） 汽車前風(fēng)擋玻璃及除霜部位的確定；(2） 汽車風(fēng)窗遮陽(yáng)帶位置的確定；(3） 汽車后視鏡位置設(shè)計(jì)及視野校核；(4） 眼睛與頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)車身A、B、C 立柱盲區(qū)的求作；(5） 汽車儀表板盲區(qū)的求作。3)眼橢圓的含義在實(shí)際應(yīng)用中只有和視線(眼橢圓的切線)一起使用才有意義，下面簡(jiǎn)單介紹視切比的含義。設(shè)O為目標(biāo)點(diǎn)，過(guò)O作眼橢圓的切線，它將圖形分為兩部分，不含眼橢圓的一方稱為區(qū)，含眼橢圓的一方稱為區(qū)視切比p的定義為：=理論證明，視切比p 實(shí)際上就是落在視切線的包含眼橢圓一側(cè)的眼睛的概率。故從圖可知，落在區(qū)的眼睛的概率為p ，即可以看到目標(biāo)O 的駕駛員眼睛數(shù)為眼睛總數(shù)的p 100%；落在區(qū)的眼睛的概率為1p ，看不到目標(biāo)O 的駕駛員眼睛數(shù)為眼睛總數(shù)的(1p)100%。以第95 百分位的眼橢圓為例，此時(shí)p =0.95 ，即有95%的駕駛員可以看到目標(biāo)點(diǎn)，另有5%的駕駛員看不到目標(biāo)點(diǎn)。 4）眼橢圓的樣板眼橢圓樣板的尺寸與人體百分位及座椅水平調(diào)節(jié)行程（L23）有關(guān)，根據(jù)座椅水平調(diào)節(jié)行程的不同，將其分為兩套。一套為L(zhǎng)23在100mm 和133mm 之間時(shí)的眼橢圓，另一套為L(zhǎng)23大于133mm 時(shí)的眼橢圓。眼橢圓的尺寸數(shù)據(jù)如表: 表3-2圖3-12駕駛員的眼橢圓圖 第4章 車身設(shè)計(jì)方法4.1 傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)的汽車車身設(shè)計(jì)方法的整個(gè)過(guò)程是基于手工設(shè)計(jì)完成的。分為初步設(shè)計(jì)與技術(shù)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。其特點(diǎn)是整個(gè)過(guò)程是通過(guò)實(shí)物、模型、圖紙、樣板等來(lái)傳遞信息，至少進(jìn)行1:5油泥模型、全尺寸油泥模型和樣車制作等階段; 還要進(jìn)行1:5油泥模型、1:1全尺寸油泥模型、實(shí)車三次風(fēng)洞試驗(yàn); 還要進(jìn)行車身原始數(shù)據(jù)保留的車身主圖板、車身主模型制作。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，高速圖形終端和工作站的出現(xiàn)，引進(jìn)了繪圖軟件等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在車身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。這種方法的一個(gè)主要工作是利用計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行車身幾何造型設(shè)計(jì)，即要在計(jì)算機(jī)上建立一個(gè)車身表面模型以取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的三維實(shí)體模型。但是傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法，免不了進(jìn)行車身效果圖繪制、車身油泥實(shí)物型模型制作等步聚，這就大大增加了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的周期和成本。4.2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法由于傳統(tǒng)車身設(shè)計(jì)方法的缺陷，我們利用繪圖軟件提供的強(qiáng)大的復(fù)合建模功能，探索了一種車身設(shè)計(jì)新方法，為縮短開(kāi)發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本作了一些努力，也為我們進(jìn)行車身新方法、新手段的探索，提供基礎(chǔ)性的借鑒。首先在汽車產(chǎn)品規(guī)劃提出的產(chǎn)品參數(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行簡(jiǎn)單的車身總布置設(shè)計(jì)，確定汽車總長(zhǎng)、總寬、總高、離地間隙、接近角、離去角、輪距、車門形狀、位置等基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，建立車身三視圖。在此基礎(chǔ)上，利用軟件的建模功能展開(kāi)設(shè)計(jì)、建模。具體的方法是：汽車新產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃車身總布局設(shè)計(jì)（三視圖）曲線建模設(shè)計(jì)（三視圖）車身各視圖按輪廓線拉伸實(shí)體作取交集的布爾運(yùn)算提取擬合車身曲面所需線條線條轉(zhuǎn)換和修改樣條線車身結(jié)構(gòu)骨架設(shè)計(jì)。軟件技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，不僅僅在于它能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和縮短產(chǎn)品的研制周期，更重要的是軟件技術(shù)是當(dāng)代最杰出的工程技術(shù)成就之一，它從根本上改變了過(guò)去用手工繪圖、依靠圖紙組織生產(chǎn)過(guò)程的模式。因此它對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展，對(duì)增強(qiáng)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力等方面，都有著巨大的作用。正在受到極大的關(guān)注和飛速的發(fā)展。4.3 車身總布置內(nèi)容汽車車身總布置設(shè)計(jì)總布置設(shè)計(jì)(又稱初步造型)，是將汽車各個(gè)總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢茫员ＷC各總成運(yùn)轉(zhuǎn)相互協(xié)調(diào)、乘坐舒適和裝卸方便。為了保證汽車各部分合理的相互關(guān)系，需要定出許多重要的控制尺寸。在這個(gè)階段，需要繪制車身的總布置圖，繪出駕駛操作場(chǎng)所、乘員以及邊界形狀。經(jīng)過(guò)汽車車身總布置設(shè)計(jì)，就可確定汽車的主要尺寸和基本形狀。汽車總布置應(yīng)完成車身內(nèi)外尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、車身的懸置形式、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、車架和汽車車身的總布置以及一些附件如電瓶、油箱、備胎的置。汽車車身總布置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮整車型式、車身與整車總布置的關(guān)系，然后根據(jù)各總成型式和整車性能的要求基礎(chǔ)上，確定車身內(nèi)、外尺寸，駕駛員與乘客的操縱與乘坐空間，以及對(duì)車室各種部件和附件的位置參數(shù)的確定，以滿足相關(guān)的各項(xiàng)性能及法規(guī)要求，并協(xié)調(diào)各種性能指標(biāo)之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化的布置過(guò)程；，空間關(guān)系和制約因素復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)具有模糊性、多解性、經(jīng)驗(yàn)性等特點(diǎn)。汽車車身總布置是其它設(shè)計(jì)階段的前提和基礎(chǔ)，是汽車設(shè)計(jì)的最初始的步驟，車身總布置的好壞，在很大程度上決定著車身設(shè)計(jì)的成敗。4.4 人機(jī)工程學(xué)在汽車車身總布置上的應(yīng)用機(jī)動(dòng)車的種類很多，其用途和使用條件各不相同，對(duì)其性能指標(biāo)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、人機(jī)關(guān)系匹配等方面的要求差別很大。然而各種機(jī)動(dòng)車輛說(shuō)面臨的人機(jī)工程問(wèn)題，在很大程度上卻是相同的。目前，車輛工程領(lǐng)域的人機(jī)工程問(wèn)題可大致歸納為一下6個(gè)方面。(1)機(jī)動(dòng)車輛駕駛操縱系統(tǒng)人機(jī)界面的優(yōu)化匹配機(jī)動(dòng)車輛駕駛操縱系統(tǒng)是一種有駕駛員參與的反饋控制系統(tǒng)，其人機(jī)界面是典型的第一類人機(jī)界面。這類人機(jī)界面的優(yōu)化匹配問(wèn)題，在人機(jī)工程科學(xué)領(lǐng)域最有代表性，是人機(jī)工程學(xué)應(yīng)當(dāng)研究和解決的基本技術(shù)問(wèn)題之一。因?yàn)轳{駛操縱是機(jī)動(dòng)車輛駕駛員最基本、最頻繁、最重要的操作，所以駕駛操縱系統(tǒng)人機(jī)界面匹配的合理程度，對(duì)車輛行駛的安全性、對(duì)駕駛員的身心健康、駕駛操作的舒適性以及在正常工作時(shí)間內(nèi)繼續(xù)駕駛車輛所能保證的工作效率等，都有重大的影響。（2）機(jī)動(dòng)車輛乘員的乘坐舒適性機(jī)動(dòng)車輛駕駛員和乘員的乘坐舒適性，主要取決于座椅與人體的人機(jī)界面能否為人提供舒適而穩(wěn)定的坐姿、駕駛員(乘員)-座椅-車輛系統(tǒng)能否有效地隔離或衰減來(lái)自路面不平度的激勵(lì)而產(chǎn)生的震動(dòng)，以使駕駛員（乘員）所承受的全身振動(dòng)負(fù)荷低于規(guī)定的限值：駕駛員-座椅-駕駛室系統(tǒng)的幾何位置關(guān)系能否為駕駛員提供良好的視野和相對(duì)于各種操縱機(jī)構(gòu)與顯示裝置的舒適位置。（3）機(jī)動(dòng)車輛的噪聲控制機(jī)動(dòng)車輛噪聲控制的目的是保證車內(nèi)駕駛員和乘員的耳旁噪聲滿足人的聽(tīng)力保護(hù)允許標(biāo)準(zhǔn)，車外噪聲滿足動(dòng)態(tài)環(huán)境噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)。具體的標(biāo)準(zhǔn)限值因車輛類型、使用條件、運(yùn)行環(huán)境的不同而異。（4）機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)小環(huán)境氣候的宜人化控制對(duì)車內(nèi)小環(huán)境氣候宜人化控制的具體要求也因機(jī)動(dòng)車輛的類型、使用條件和運(yùn)行環(huán)境的不同而異。小環(huán)境氣候宜人化的科學(xué)依據(jù)是人的舒適性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。（5）機(jī)動(dòng)車輛駕駛員的駕駛適宜性駕駛員是引起事故的主要因素。所謂駕駛適應(yīng)性，是指人具備圓滿，不出差錯(cuò)的完成駕駛工作的素質(zhì)。開(kāi)展駕駛適應(yīng)性研究并制定科學(xué)的駕駛適宜性檢查方法，對(duì)于駕駛員的選拔和科學(xué)化管理具有重要的指導(dǎo)意義。（6）人-車-路系統(tǒng)的綜合優(yōu)化綜合運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)、車輛工程學(xué)、交通工程學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、圖形圖像技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的基本理論，吸收國(guó)內(nèi)外最新研究成果提出一種科學(xué)的、以“駕駛員-車輛-道路一體化設(shè)計(jì)概念”為指導(dǎo)的、基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的評(píng)價(jià)體系，研究駕駛員-車輛-道路交通環(huán)境系統(tǒng)的綜合優(yōu)化方法，將是擺在人機(jī)工程、車輛工程、交通工程三大科學(xué)領(lǐng)域科技工作者面前的共同課題。4.5 車身承載方式的確定4.5.1 車身的承載方式汽車的車架 就像人的身體由骨架來(lái)支持一樣，汽車也必須有一幅骨架，這就是車架。車架的作用是承受載荷，包括汽車自身零部件的重量和行駛時(shí)所受的沖擊、扭曲、慣性力等?，F(xiàn)有的車架種類有大梁式、承載式、鋼管式及特殊材料一體成型式等。 1）大梁式車架在港臺(tái)汽車刊物中常稱作“陣式車架”，是最早出現(xiàn)的車架類型（從全世界第一部汽車開(kāi)始一直沿用至今）。大梁車架的原理很簡(jiǎn)單：將粗壯的鋼梁焊接或鉚合起來(lái)成為一個(gè)鋼架，然后在這個(gè)鋼架上安裝引擎、懸架、車身等部件，這個(gè)鋼架就是名附其實(shí)的“車架”。大梁式車架的優(yōu)點(diǎn)是鋼梁提供很強(qiáng)的承載能力和抗扭剛度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)容易，生產(chǎn)工藝的求也較低。致命的缺點(diǎn)是鋼制大梁質(zhì)量 沉重，車架重量占去全車總重的相當(dāng)部分；此外，粗壯的大梁縱貫全車，影響整車的布局和空間利用率，大梁的厚度使安裝在其上的坐廂和貨廂的地臺(tái)升高，使整車重心偏高。綜合這些因素可見(jiàn)，大梁式車架適用求有 大載重量的貨車、中大型客車，以及對(duì)車架剛度要求很高的車輛，如越野車。傳統(tǒng)越野車在良好道路上行駛時(shí)表現(xiàn)出重心過(guò)高的不良操控性，就是 由大梁式車架所致。2）承載式車架也稱作整體式或單體式車架。針對(duì)大梁式車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問(wèn)題，承載式車架的意念是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上。這個(gè)車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)確稱呼應(yīng)為“無(wú)車架結(jié)構(gòu)的承載式車身”（采用大梁車架的汽車車身則稱為“非承載式車身”）。承載式車架由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，這也是中國(guó)目前的車身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)難以突破的大難點(diǎn)。成型的車架是個(gè)帶有坐艙、發(fā)動(dòng)機(jī)艙和底板的骨架（圖3-2），我們所能看到的光滑的汽車車身則是嵌在骨架上的覆蓋件（圖3-3）。 圖4-2 圖4-33）鋼管式車架顧名思義，鋼管式車架就是用很多鋼管焊接成一個(gè)框架，再將零部件裝在這個(gè)框架上。它的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，很適合小規(guī)模的工作坊作業(yè)，50-70年代英國(guó)有很多小規(guī)模的車廠生產(chǎn)各式各樣的汽車，都是用自行開(kāi)發(fā)制造的鋼管車架，是鋼管車架的全盛時(shí)期。時(shí)至今日仍采用鋼管車架的都是一些產(chǎn)量較少的跑車廠，如LAMBORGHINI和TVR，原因是可以省去沖壓設(shè)備的巨大投資。由于對(duì)鋼管車車架進(jìn)行局部加強(qiáng)十分容易（只須加焊鋼管），在質(zhì)量相等的情況下，往往可以得到比承載式車架更強(qiáng)的剛度，這也是很多跑車廠仍樂(lè)于用它的原因。 圖4-44）鋁合金車架奧迪A8的車架是用鋁合金做的，但那是沖壓成型的結(jié)構(gòu)，只是材料不同了，仍屬于承載式車架。這里說(shuō)的鋁合金車架是另一種類型，將鋁合金條梁焊接、鉚接或貼合在一起組成一個(gè)框架，可以理解為鋼管車架的變種，只是鋁合金是方梁狀而非管狀。鋁合金車架最大優(yōu)點(diǎn)是輕（相同剛度的情況下）。 圖4-55）碳纖維車架亦即是開(kāi)頭所提到的“特殊材料一體成型式車架”。制造方法是用碳纖維澆鑄成一體化的底板、坐艙和引擎艙結(jié)構(gòu)，再裝上機(jī)械零件和車身復(fù)蓋件。碳纖維車架的剛度極高，重量比其它任何車架都要輕，重心也可以造得很低。但是制造成本是它的致命傷，因此目前都只用于不計(jì)成本的賽車和極少數(shù)量產(chǎn)車上。 圖4-6碳纖維的剛度不僅有利于操控，對(duì)提高安全性也有很大的作用。典型例子是在95年，寶馬的總裁駕駛一部MCLAREN F1（街道版）滿載3人在德國(guó)的公路上以280公里時(shí)速失控，沖出公路后再翻滾無(wú)數(shù)圈后才停車，車上3人居然只受了輕傷。當(dāng)時(shí)全車外殼盡毀，但車架和坐艙仍保持完好的形狀，如非碳纖維車架肯定是招架不住的。這也是一級(jí)方程式賽車至今沿用它的原因之一。 6）“副車架”最后要補(bǔ)充“副車架”的概念，這是常常在車書中出現(xiàn)的新名詞。副車架并非完整的車架，只是支承前后車橋、懸架的支架，使車橋、懸架通過(guò)它再與“正車架”相連，習(xí)慣上稱為“副架”。副架的作用是阻隔振動(dòng)和噪聲，減少其直接進(jìn)入車廂，所以大多出現(xiàn)在豪華的轎車和越野車上，有些汽車還為引擎裝上副架。 4.5.2 福田風(fēng)景承載方式的確定車身是汽車的基本骨架，也是最大的部件，它決定汽車的基本形狀、大小和用途。汽車車身是運(yùn)送乘客、貨物和駕駛員工作的場(chǎng)所。車身應(yīng)具備使乘客和貨物免受塵土、雨雪、振動(dòng)、噪音、廢氣侵襲、使駕駛員工作便利的條件。福田風(fēng)景輕型客車的車身是非承載式車身。4.6 動(dòng)力總成的布置4.6.1 動(dòng)力總成布置的原則初步設(shè)計(jì)時(shí)，必須確定車身與動(dòng)力總成相對(duì)于前輪軸線的位置。在確定各總成相對(duì)于前輪的縱向位置之前，應(yīng)預(yù)先估算軸荷分布。因此，車身總布置與整車總布置工作是很難截然分開(kāi)的，往往需要反復(fù)交叉進(jìn)行。車身的布置在很大程度上受底盤布置形式的制約。目前多采用傳統(tǒng)式布置（發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng)）和前驅(qū)動(dòng)布置（發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng)）。由于發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng)的布置型式缺點(diǎn)較嚴(yán)重，實(shí)際上已被逐漸淘汰。傳統(tǒng)式布置型式有利于車室內(nèi)部（包括行李艙）布置，而且可以提高操縱穩(wěn)定性、行駛平順行和乘坐舒適性，所以長(zhǎng)期以來(lái)被廣泛采用于中、高級(jí)轎車上。但其缺點(diǎn)在于地板中部出現(xiàn)凸包，影響踏板布置、整車高度的降低和質(zhì)量的減輕。對(duì)于前驅(qū)動(dòng)布置型式，由于取消了傳動(dòng)軸，可以降低地板和整車高度，如果采用橫置式發(fā)動(dòng)機(jī)，則更方便于車室內(nèi)部布置。此種布置型式對(duì)車身總布置、降低風(fēng)阻、整車輕量化等都是很有利的。發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)前置、前輪驅(qū)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng) 4.6.2 福田風(fēng)景動(dòng)力總成的布置圖圖4-13福田風(fēng)景動(dòng)力總成的布置動(dòng)力總成包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器，初步設(shè)計(jì)時(shí)，需要確定車身與動(dòng)力總成相對(duì)于前輪軸線的位置。為減少萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角，曲軸中心線相對(duì)于車架上平面有一個(gè)夾角，一般為14。本車采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)。前置后輪驅(qū)動(dòng)現(xiàn)在則主要應(yīng)用在中、高級(jí)轎車。它的優(yōu)點(diǎn)是軸荷分配均勻即整車的前后重量比較平衡，因此操控穩(wěn)定性比較好。4.6.3 內(nèi)部座椅的布置及座椅的設(shè)計(jì)內(nèi)部座椅的布置：本車是運(yùn)送乘客的，其車身的內(nèi)部布置應(yīng)考慮人的因素第一，也就是說(shuō)，既要保證安全性又要考慮舒適性。這就需要人體工程學(xué)的知識(shí)。人體工程學(xué)是描述塑造適宜于人的工作場(chǎng)所的科學(xué)，其基本要求是操縱方便。車身前部為駕駛員區(qū)，前方座椅的后面有折疊小桌，座椅本身有頭部、腰部、大腿部的兩側(cè)靠墊、另有腰部支撐。座椅的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)在于座墊底部的托墊，它可以向外擺出來(lái)支撐小腿，提高乘坐舒適性。 圖4-14座椅設(shè)計(jì)：汽車座椅用于:支撐乘員的質(zhì)量;緩和和衰減由車身傳來(lái)的沖擊和振動(dòng);給駕駛員提供良好的工作條件;并為乘客創(chuàng)造舒適和安全的乘坐條件。由此可見(jiàn)，座椅設(shè)計(jì)的好壞，將對(duì)汽車的乘坐舒適性、安全性及操縱方便性等產(chǎn)生很大的影響。掌握汽車座椅的特性和設(shè)計(jì)方法，也是汽車設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)之一。1）汽車座椅的設(shè)計(jì)方法應(yīng)滿足如下要求:(1)應(yīng)有良好的靜態(tài)特性，即:座椅的尺寸和形狀應(yīng)使人體具有合適的坐姿，良好的體壓分布，觸感良好，并能調(diào)整尺寸與位置，以保證乘坐穩(wěn)定、舒適，操作方便，視野良好。(2)具有良好的動(dòng)態(tài)特性，以緩和與衰減由車身傳來(lái)的沖擊和振動(dòng)，保證駕駛員能較時(shí)間工作而不感到疲勞:乘客能感到乘坐舒適愉快。(3)有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和壽命，并能在發(fā)生交通事故時(shí)盡量減少乘員的受傷程度，辦即具有足夠的安全性。(4)結(jié)構(gòu)緊湊，外形與色彩應(yīng)美觀、大方，與車身內(nèi)飾相協(xié)調(diào)，并盡可能減輕質(zhì)量，降低成本，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。坐墊稍寬些，有利于駕駛員調(diào)整姿勢(shì)，但是太寬會(huì)影響操作方便性，一般取450一480mm，坐墊上表面至地板的距離h:300-340mm在設(shè)計(jì)駕駛員座椅時(shí)，不僅要考慮乘坐舒適性，同時(shí)還應(yīng)考慮操作方便性與行駛安全性。然而對(duì)乘客座椅就不同了，只需考慮乘坐舒適性就可以了。2）駕駛員座椅的布置，有稱為駕駛位置設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)駕駛舒適的關(guān)鍵，一方面來(lái)說(shuō)，即使本身具有很好的舒適性，如果它在車內(nèi)的位置布置不當(dāng)，不僅不能產(chǎn)生良好的舒適效果，而且還會(huì)由于駕駛姿勢(shì)不對(duì)或容易產(chǎn)生疲勞而發(fā)生駕駛事故。另一方面在有限的室內(nèi)空間里，合理布置座椅的位置，使人能以正常的姿勢(shì)駕駛操作，且具有充分、方便、靈活的自由度是非常重要的。圖4-16福田風(fēng)景的座椅布置第5章 結(jié)束語(yǔ)整車總布置設(shè)計(jì)是在考慮整車型式，根據(jù)整車性能（如空氣動(dòng)力學(xué)等），確定車身內(nèi)、外型尺寸，駕駛員與乘員的操縱與乘坐空間，進(jìn)而對(duì)車室內(nèi)各種部件和附件的位置參數(shù)的確定，以滿足相關(guān)的各項(xiàng)性能及法規(guī)要求，并協(xié)調(diào)各種性能指標(biāo)之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化的過(guò)程。在設(shè)計(jì)車內(nèi)布置時(shí)，查閱了人機(jī)工程學(xué)、汽車總布置等方面資料，繪制人體模型，確定H點(diǎn)R點(diǎn)，并繪制眼橢圓，確定車內(nèi)各各尺寸，繪制座椅，以實(shí)現(xiàn)人與車的和諧統(tǒng)一。在滿足這些要求的基礎(chǔ)上完成了車身內(nèi)部設(shè)計(jì)，外型尺寸設(shè)計(jì)，車內(nèi)座椅的合理布置，盡量使駕駛員以及乘客有良好而舒適的駕駛和乘坐環(huán)境。通過(guò)查閱相關(guān)的書籍以及在網(wǎng)上的一些論壇上尋找需要的信息，培養(yǎng)了自己查閱資料能力和自學(xué)的能力，以后遇見(jiàn)關(guān)于汽車的知識(shí)都能更加容易的解決。與汽車論壇上一些朋友的交流也增長(zhǎng)了知識(shí)，并且學(xué)到了很多實(shí)際汽車設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，體會(huì)到了自己的知識(shí)匱乏，以后的路還很長(zhǎng)，在以后的工作中更要認(rèn)真學(xué)習(xí)，開(kāi)拓視野，與汽車領(lǐng)域的朋友多多交流，以提升自己的實(shí)際設(shè)計(jì)能力。汽車總布置是相當(dāng)復(fù)雜的，本人才疏學(xué)淺，所做設(shè)計(jì)難免多有疏漏，望請(qǐng)諒解。在以后的學(xué)習(xí)和工作中一定進(jìn)一步完善自己的知識(shí)與能力，以做出更加優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1 汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19902 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Computer Aided Geometric Design. New York: Academic Press, 1974 致 謝首先感謝我本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師張立軍老師，您工作認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)深深的感染了我，使我覺(jué)得做事一定要腳踏實(shí)地，認(rèn)真踏實(shí)。您的知道使我在車身總布置方面的知識(shí)得意拓展，設(shè)計(jì)能力有所提高，并且也培養(yǎng)了我自我學(xué)習(xí)和查閱資料的本領(lǐng)。同時(shí)也要感謝朱志強(qiáng)老師帶我去去實(shí)測(cè)了學(xué)校金杯海獅車的內(nèi)部尺寸做為參考