吉林大学珠海学院汽车设计第一章课件

汽车设计回主目录面向21世纪课程教材讲几点问题1、课程性质：必修课（考试）2、学时：50（其中理论教学48，实验2）理论教学（48）：一（4）二（6）三（8）四（4）五（8）六（6）七（6）八（6）实验（2）：第8周~第13周（分16组，每组6-7人）3、最总成绩：考试占70%，平时占30%平时主要看上课点名第一章汽车总体设计第一节概述第二节汽车形式的选择第三节汽车主要参数的确定第四节发动机的选择第五节车身型式第六节轮胎的选择第七节汽车的总体布置第八节运动校核第一节概述一、总体设计应满足的基本要求•1.1汽车的分类——两种分类方法1.1.1根据用途或结构特点的不同分类可分为7类：轿车、货车、客车、越野车、自卸车、牵引车、专用汽车。表1-1轿车的分类轿车级别微型普通级中级中、高级高级发动机排量V/LV≤1.01.0V≤1.61.6V≤2.52.5V≤4.0V4.0表1-2货车的分类表1-3客车的分类货车级别微型轻型中型重型公路运行最大总质量ma/tma≤1.81.8ma≤6.06.0ma≤14.0ma14.0客车级别微型轻型中型大型车辆总长L/mL≤3.53.5L≤7.07.0L≤10.0L10.0表1-5自卸车的分类表1-4越野车的分类越野车轻型中型重型超重型越野运行时最大质量ma/tma≤5.05.0ma≤13.013.0ma≤24.0ma24.0自卸车轻型中型重型公路运行最大总质量ma/tma≤6.06.0ma≤14.0ma14.0罐式汽车厢式汽车起重举升汽车其它•牵引车按结构特点可分为•专用汽车可分为半挂牵引汽车全挂牵引汽车M类N类M1座位数≤8厂定最大ma≤3.5tN1厂定最大总质量ma≤3.5tM2座位数8厂定最大ma≤5.0tN2厂定最大总质量3.5tma≤12.0tM3座位数8厂定最大ma5.0tN3厂定最大总质量ma12.0t1.1.2参照欧洲EEC标准分类汽车按EEC标准分类1.1.3其它分类方法举例I轿车按车身结构特点不同分为：•A普通轿车分为四门和二门两种。•B硬顶轿车分为四门式和二门式两种。•C双座轿车•D华贵双座轿车（即相当高级轿车）。•E敞篷车---短途旅游、观光、检阅用。•F跑车------特点是双座、后备功率大、最高车速大、发动机舱大于客厢、行李箱极小，甚至没有。•G运动车---双座，主要用来从事体育运动如爬山、海滨旅行、打猎等。要求最高车速高些。II轿车根据顶盖与后部形状关系不同分为A折背式---又称阶梯背式。B直背式---又称斜背式；快背式；溜背式。C舱背式。D厢式。Ⅲ客车根据用途不同分为:A城市客车---车厢容积大；座位数少；前后轴（桥）承载能力大（适应高峰时需要）；车厢地板及车门第一级踏板高度要适当降低；车门数多，车门宽度大些；起动性、制动性、加速性好。B长途客车---车门一般为两门；座位多；座椅用可调式；有靠枕和肘托；有车载电视；有的还带洗手间；比功率大。C旅游客车---车窗视野开阔，适合观光；舒适性好，前后悬架用空气弹簧，有空调，车载电视，饮水机；对座椅要求也高。D机场摆渡车（专用客车）---低地板；座椅少；车门多；车速低；车体宽；外形尺寸可不受法规限制；站立空间尺寸足够高。1.2总体设计应满足的基本要求人们拥有汽车特别是轿车标志人们生活水平的提高。目前轿车的产量和保有量，多年来一直占汽车总产量和保有量的绝对多数。新生产的轿车用来满足新客户的购车要求和老客户的更新要求。多年来汽车工业在世界上一直保持着很高的发展势头，是由汽车工业的技术经济特征决定的：1.2.1是需求收入弹性系数高的产业轿车的需要量特别大（4000~5000万辆/年），市场广阔。专家认为轿车的饱和普及率可达到500~700辆/千人。1.2.2是规模经济效益大的产业汽车工业随着生产规模扩大、成本显著下降，它的规模经济效益比化工、钢铁、电力、石油精炼等装备产业的规模经济效益还高。1.2.3是体现技术进步方向的产业汽车工业是技术密集型产业，技术进步对其发展的贡献较大。随着电子技术在汽车上应用范围的扩大，其技术含量的不断增加。他对高新技术有着较强的吸引力，已成为高薪技术发展的支撑产业之一。1.2.4是劳动生产率高的产业1.2.5是产业链最长的产业之一汽车工业的波及效果和带动作用非常突出，对：a原材料产业---钢铁、塑料、橡胶……b设备产业------机床工业……c石油化工业。d汽车维修保养业。e销售业。f加油业。g驾驶员培训部门。h交通管理部门。I道路养护、维修。j路边餐饮、娱乐及住宿。k保险业等均有较大的推动作用，并对劳动力就业做出相当大的贡献。1.2.6是重要的出口创汇业汽车工业因为具有上述经济特征，许多国家将汽车工业作为国民经济支柱产业来发展。由于有了汽车人们生活质量得到显著的提高。另一方面汽车造成公害又使人们生活质量降低。使生活质量提高的具体表现有：A用于工作的必须辅助时间缩短，工作效率提高，生活节奏加快；B实现“门对门”运输，再与其它装卸机械配合，减轻劳动强度，提高生产率；C可以更好的利用休息时间，外出旅游、度假、享受大自然和生活，呼吸新鲜空气，到海滨游泳，到森林中去享受森林浴，宿营车可以使人们外出，住、行、食都非常方便快捷。D使人们在日常生活中交往和活动半径增大。使生活质量降低的表现：A空气污染，使地球上所有生物都深受其害；B噪声污染，使人们工作、休息不得安宁；C光污染；D车祸使人们的健康、生命受到损失，造成个人与家庭的不幸，财产蒙受损失。社会健康也受影响（全劳力减少，社会负担加重）；E不可再生资源逐年减少，对人类后代的生活有不可预见的影响。因此，人们对汽车提出越来越高的要求，包括：A节能---汽车要节油和开发新能源两方面；B通过法规对汽车排放和噪声提出更严格的要求；C对汽车安全性提出更高的要求，要求很好地保护乘员；D舒适性更高---能居住，能通讯，有空调，驾驶方便……。进行总体设计应满足的基本要求：A外廓尺寸符合GB1589-89的外廓尺寸界限规定。B轴荷分布要合理，应符合公路法规限定要求，我国公路标准规定，对于四级公路桥梁，单轴最大允许轴荷为10t，双连轴最大允许轴荷为18t（每轴9t）。发展趋势进一步放宽。矿用车等不在公路上行驶的汽车不受此限制。C汽车的各项性能，要求达到设计任务书所规定的指标。D进行运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。E拆装与维修方便。二.汽车的开发程序阶段新车设计工作内容设计任务书编制阶段国家汽车发展型谱和市场需求↓工厂产品发展规划↓↓概念设计↓↓↓↓设计任务书的制定↓↓市场预测，使用调查，产品水平分析，形体设计，工艺分析，产品的目标成本。产品的通用化，标准化，系列化，绘制方案图，初步性能计算。绘制总布置草图，初选主要技术参数。技术设计阶段技术设计↓确定主要参数和结构，总成设计，绘制整车校对图，运动干涉校核，整车性能计算，出试制图和技术文件。试制、试验、改进、定型阶段改进设计↓鉴定定型↓试制总成和样车，总成试验，整车试验，使用试验，评价试验，改进设计。工艺审查，成本核算，价值分析，出生产准备图，编制鉴定文件。生产准备阶段↓小批量生产，用户试验↓工艺调试，继续试验，改进设计，完成生产用图，小批试生产。生产销售阶段批量生产与销售正式销售，售后服务。2.1设计任务书编制阶段2.1.1型谱和市场2.1.2概念设计：产品（汽车）设计的前期，从构思产品开始到确定设计技术指标和下达产品设计任务书为止的这一阶段工作称为概念设计。概念设计师对新开发汽车的总体概念进行概括的描述，包括:汽车的外形，汽车的性能，内饰设计等。概念设计的主要工作内容有：I明确产品的开发目的明确产品的开发目的，提高产品开发必要性的认识与产品开发可行性的研究是非常重要的工作，许多产品开发失败就是因为对产品开发的必要性估计错误。新产品的开发离不开市场、技术和资金。根据从市场获得的信息，来预测市场对某种产品需求→市场的容量大小→最经济的生产纲领。其它公司对该产品的意向（有无开发计划和生产准备）。投放市场的最佳时间。使用地区（国内、国际市场）的法规。市场信息包括：A产品需求→容量大小→经济生产纲领；B其它公司的动向；C投放市场最佳时间；使用国的有关法规；如机场摆渡车有需求，但市场小。又如微型面包车有市场，需求量大，但国家安全法规出台以后已开发出来的车不符合要求，几个亿的投资难回收。这就与领导人的决策失误有关。II产品的使用调查目的：了解同类产品在使用中的优缺点，以便在新产品开发后能保留优点，克服缺点。内容：A用户对汽车形式的要求经济型还是华贵型？平头型还是长头型？单排座还是双排座？车头是翻转式还是发动机罩为开启式？B使用条件道路条件（普通公路、高速公路、山区山路）气候条件（湿热地区金属板件易锈蚀；热带要求通风良好，寒带要求密封、供热和低温冷启动性好）。货物品种（散装，箱装）、装卸方式、是否要求拖带挂车。C同类型汽车使用中的优缺点。使用调查结束后，对各方面意见（共性意见、个性意见）进行分析。对共性意见一并采纳，对个别意见也尽可能处理好，尽可能满足用户的要求，争取在市场上占有高的份额，设计师应该有这种意识。使用调查可以丰富设计师的经验，借鉴从同类型车发现的问题，对于形成新开发的产品的概念设计是不可缺少的环节。Ⅲ产品水平分析（产品先进性分析）为了提高产品水平，应通过收集资料和进行样车试验与测绘，达到了解国内外企业同类型产品的发展水平和动向。并确定赶超目标。初定整车主要性能应达到的指标，同时满足国内外有关标准与法规的规定，保证市场销售对路。Ⅳ形体设计在产品制造出来以前，为了给人们以形体的概念，需要绘制概念草图，初步布置图，美术效果图及制作缩尺比例模型等，为人们提供准备开发的车型形体概念。A如车身的外形要求做到：拥有较小的空气阻力系数，同时具有符合审美规律的形体。B车身的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。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。如图1-2所示，要求表示出车型前面、侧面、后面的关系，汽车的前侧面与后侧面的美术效果。美术效果图：油泥模型：因为效果图不能代替空间形体，所以还要制作油泥模型。概念设计阶段可以制作1/10或1/5的模型。用油泥制作模型的优点是：制作容易，修改方便，制作使用木板，木条先钉出一个大概架子，相当于人体骨架系统。然后将油泥压挤在架子上，用一些小工具修饰、刷直至符合要求为止。这样的模型有立体感。Ⅴ产品的目标成本新产品在市场竞争中能不能有利可图？决定于许多因素：性能、质量、成本等。在概念设计阶段就要求对成本进行控制，把产品的目标成本列入设计指标考核内容。目标成本=售价-利润同类产品的售价对新开发的产品售价有影响，过高没有市场，低了又没有利润。实际成本又受材料、工艺、结构复杂程度等因素的影响。Ⅵ通用化、标准化、系列化简称三化，有重要意义，设计师必须给予足够重视。大量使用标准化的零、部件有利于降低成本。新、老产品有比较多的通用件，能够减少投资，降低成本，生产设备和工艺装备更换的少→投资少，便于维修。零、部件的系列化有利于用尽可能少的零、部件，开发组装出比较多的车型，满足用户的要求。VII绘方案图要求总体设计师画出几种方案图，供分析比较用。方案图的特点：只画出主要总成，而且只有轮廓。目的：比较不同方案的优、缺点。VIII初步性能计算对整车的动力型，经济性，机动性等主要性能进行初步核算，确认该车的性能水平在哪一个档次上。2.1.3制定设计任务书I画总布置草图与方案图有区别：A各部件的布置位置更准确。B各部件的形状、尺寸更准确。C确定各总成质心位置与质量大小。总体布置尺寸参数。II计算A轴荷分配，质心位置（高度到前轴距离）如不满足要求，可调整总布置草图中的部件位置。B整车主要性能---据此确定各总成的技术参数并保证总成之间参数匹配合理。计算的目的：保证汽车各性能指标达到原定指标要求。III编写设计任务书主要内容A可行性分析产品开发的目的;市场预测；企业技术开发能力；企业生产能力；生产纲领；目标成本；技术