车身总布置设计毕业设计论文.docx
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车身总布置设计毕业设计论文
摘要……………………………………1
第一节前言………………………………2
第二节市场现状…………………………5
第三节设计原则…………………………7
第四节整车方案的确定与特点…………8
第五节整车主要参数……………………10
第六节主要总成结构型式………………12
第七节车身总布置的特点介绍…………14
第八节主要计算及校核…………………24
第九节设计中存在的问题及改进意见…33
第十节结束语……………………………34
附录:
一、参考资料
二、设计说明书
CA6600轻型客车车身总体布置设计
【摘要】近几年,随着我国公路交通事业的发展,农村城镇化建设的初见成效,农民收入和消费已经达到一定的水平,为此,专为城郊及农村群众而开发的CA6600客车应运而生,本文详细叙述了CA6600的车身总布置设计和计算过程。
【关键词】客车、总体设计、设计特点、车身特点、工艺特点、性能计算。
【Abstract】Withthedevelopmentofthehighwaytransportationandtheprogressoftowns,theearningandconsumptionofthepeasantshavereachacertainlevel,justforthattheCA6600isdesignedanddeveloped.Thisthesisdiscussesthedesignidea,designcharacteristic,bodycharacterandcalculatingprocessionaboutCA6600bus.
【Keywords】Coach,Overalldesign,Designcharacteristic,Bodycharacter,Technologicalfeature,Performancecalculation.
第一节前言
随着我国国民济济的飞速发展,人民生活水平的日益提高,据统计,截止2002年年底,我国公路里程175.8万公里,高速公路2.5万公里,世界第二。
到2010年,国家重点建设的12条总长为35600公里的“五纵七横”的国家主干线全面建成以后,标志着我国一个四通八达的高速网全部建成,这将为各型客车的发展提供良好的机遇。
但是,我国仍是一个农业大国,农村人口占全国人口总数的80%左右,因此,我国消费主体仍在农村.由于我国农民收入低观念保守,故其消费水平较低.进入二十一世纪以来,农村城镇化建设初见成效,农民收入和消费已经达到一定的水平,因此如何开发及占领广阔的农村市场将成为一些企业研究的主要课题。
不少企业的成功就是因其与农村市场的紧密结合。
例如:
北汽福田、安徽飞彩集团、六安民江集团等。
此外,从2000以来,随着国家对环保的重视,各大、中小城市开始限制农有车进城。
公安交管等部门也加大了农用运输车的交管力度,故有必要开发出适合市场且性价比合适的产品。
由于公安部门春运期间对超载严格禁止,农用运输车由于空间小,效益下降且运输效益大部分来自春运,故其市场前景不容乐观。
同时,在世界燃油税的情况下,轻型客车的燃油比较划算,因此,从经济效益上讲,开发六米车有大的市场空间。
以下的轻微型客车销量增长表更说明了此问题。
轻微型客车销量增长表(%)
车型
微型货车
微型客车
轻型客车
1997年
1999年
1
2000年
根据以上分析,由以上数据可知:
农用车更新,有40%可选轻型客车。
我们开发CA6600系列轻型客车切实可行。
本车在设计中,在外型、动力性、经济性、安全性、舒适性等方面达到较高要求,在设计中尽可能地采用新技术、新材料,以适应高等级公路行驶的要求。
同时,本着实用的原则,尽可能采用标准件、通用件,以降低成本,使其在千变万化市场价格战中得以立足。
本次设计过程中,得到了郭应时老师及其他老师的热情指导,在此表示感谢。
同时,由于本人是初次设计,经验不足,兼之水平有限,必然有许多考虑不周及不尽合理之处,恳请老师和同学们不吝指正。
第二节市场现状
近几年,国家投资约2000亿元,完成公路3.5万公里(5纵7横),高速公路通车1.3万公里,高等级道路目前已有20万公里,我国公路运输网已形成。
公路建设的高速度发展,为客车发展带来了有利条件,尤其是西部大开发为公路交通工具提供了新的市场空间。
而且,近来根据权威部门预测,5年内我国公路通车里程有望由目前的3400多万公里升至近400万公里。
随着中国农村交通网络的日益发达,这个有着8亿多农民的客运大市场,将给国内客车企业带来大显身手的好机遇。
我国有世界上最大的农村(包括乡村,中心城镇和城市郊区),人口占全国总人口的80%以上。
我国是一个农业大国,农业是国民经济的基础,农业放在国民经济的首位,这是一项基本国策。
而且,没有农业的现代化,便没有全国的现代化。
在不久前召开的党的“十六大“会议上,明确了我国今后的中心任务就要带领全国人民实现小康社会。
这对我国尤其是广大农村是一次大的发展机遇。
实现小康离不开交通工具,大力发展农村交通工具对于加快农村小城镇建设,完善我国的现代交通运输网络系统,保证农村经济的持续、高速、稳定的发展以实现小康其意义重大。
农村需要适合其特点的交通用车,大力发展农村交通车辆,更有利于我国汽车工业的发展,可以说我国新世纪的农村将是汽车的一个大市场。
我国农村的客运量正以每年10%-15%的惊人速度增长。
随着我国改革开放的不断深入,农村经济活动空前活跃,农、林、牧、副、渔业及多种经营迅速发展,农村人员流动梁和货运量急剧增加,交通运输的机械化以成为农村经济发展的迫切需要。
考虑到对道路状况的适应性和农民的购买力水平,经济实用的农用客车是较为适宜的首选。
我国农村自改革开放以来,农村实现了村村通路,给农户出行带来了很多快捷和便利。
近年来,由于农村市场经济的发展,农村劳动力过剩,农民外出打工,经商的人数越来越多,农村人口向城市流动,农村乡镇集市活动也越来越频繁,农村的客运量更是与日俱增。
特别是西部大开发,使我国西部农村地区由封闭、半封闭状态转向开放,人员流动迅速增加起来,这给城乡客车带来了新的机遇,这也是当前客车行业发展的新机遇。
在我国东南沿海地区刚刚富裕起来的农民,随着人民生活水平的提高,已不满足过去那种坐手扶拖拉机,搭乘货车进城的现状,对所使用车辆的安全性和乘坐舒适性也提出了较高的要求,他们的主要交通工具开始向客车,面的,甚至轿车方向转变。
所以说城乡客车将具有更广阔的市场。
目前我国更多农村的客运状况并不乐观,常见很多农民仍坐三轮农用运输车,拖拉机等进城赶集,尤其是在贫困地区,农民外出主要是骑自行车,甚至靠步行进城。
农村的交通不便状况虽有很大的改观,但交通安全事故仍困扰着人们,如农用运输车或拖拉机挂车违章超载屡禁不止,事故频繁,农用机动车人货混装,酿成群死群伤的事故令人触目惊心,这已成为社会治安、交通秩序的一大隐患。
为此,急需开发适合我国农村市场的城乡客车来逐步改变这种现状。
我国农村客运业的特点是:
①道路条件差,坡陡路窄,弯多且急;②客源分散,运量小,运距短;③对运价要求低廉;④农民带的物品、行李较多。
我国农村现阶段的交通工具的特点主要是廉价实用、安全可靠。
这就要求所开发的城乡客车既要适合我国广大农村的购买力,又要适合农村道路的使用条件。
综观目前国内客车行业,真正适合我国城乡短途客运市场特点的客车品牌屈指可数。
因为普通档次的客车走的是低端产品线,始终处于市场金字塔的塔基,所以相对长途豪华大客车的单车附加值要低的多。
一般情况下,厂家卖几辆低档客车还不如卖一辆高级客车的利润多,因此,一些生产客车的大企业往往对此不感兴趣。
但值得注意的是,城乡客车虽然利润低,但有其强大的市场支持,可以说未来几年城乡客运市场将有一个飞跃的发展。
第三节设计原则
1、按GB/T12427-90《客车产品系列型谱》设计,属车长7M以下车,可根据需要变形。
2、其应符合GB7258-97《机动车运行安全技术条件》和GB13094-97《客车结构安全要求》,同时符合人机工程学的要求,使其舒适性的到保证。
3、汽车的外廓尺寸应符合GB1589-89的外廓尺寸限界规定。
4、驾驶室,乘客室,骨架,座椅仪表等按GB/T12484-1990设计。
5、客车安全顶窗按GB/T16888-1997设计。
6、符合“三化”要求,尽量采用新技术、新材料、新工艺。
7、整车采用方基调,小圆角过渡。
整车外形平整、圆滑、饱满。
拆装、维修方便。
8、在整车(底盘)总布置的有关参数和发动机布置的基础上布置。
第四节整车设计方案的确定和结构特点
4.1汽车形式的选择
不同形式的汽车,主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上有区别。
因本车的质量在10吨以下,故选用双轴式。
双轴式汽车结构简单,制造成本低。
汽车的驱动形式有4×2、4×4、6×2等。
对质量在10吨以下的汽车,一般选用4×2形式。
这种优点是结构形式结构简单、制造成本低。
常用于轿车和总质量小些的公路用车上。
布置形式主要是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置特点而言,其对汽车的使用性能有很大的影响。
本车采用发动机前置。
其优点是通用性好——与货车通用部件多;发动机冷却条件好,维修、拆装方便;传动系及操纵机构简单,易于布置;行李箱布置在汽车后部,可以有足够大的行李箱容积等。
缺点是发动机凸出于地板平面之上,车厢面积利用率低,
↓;轴荷分配不利,前悬短、后悬长、转向沉重,影响安全;传动轴从地板下通过,使地板高度↑,上下车方便性↓;车内噪声大、振动大,隔热隔烟性差。
4.2汽车主要参数及底盘的选择
主要参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、车身的高度尺寸外。
根据选用的江淮HFC6601KY-W客车底盘参数表,可以确定本车的各项参数。
如整车主要参数列表。
4.3发动机的选择
当前汽车上选用的发动机仍以往复式内燃机为主,其可分为汽油机和柴油机两大类。
与汽油发动机相比,柴油机具有较好的燃油经济性,使用成本低,在相同的续驶里程内,可以设置容积小些的油箱。
柴油机的压缩比可达到15-23,而汽油机一般控制在8-10;柴油机的热效率高达38%,而汽油机为30%;柴油机工作可靠,寿命长,更重要的是排污少。
故本车选用CA4102BQ柴油发动机,主要技术参数如下:
发动机主要技术参数
型号
4102QB
型式
立式直列水冷四冲程
缸径*行程
102*115
气缸数
4
气缸体形式
湿式
燃烧室型式
直接喷射w型燃烧室
活塞中排量
3.76
压缩比
17.4:
1
吸气方式
自然吸气
标定功率kw(ps)/r/min
70/3100
全负荷最低燃油消耗率g/kw/h
〈=
最大扭矩
245/2000~2200
机油消耗率
〈=
各缸工作顺序
1-3-4-2
曲轴旋转方向
顺时针方向
润滑方式
压力、飞溅混合式
冷却方式
强制循环水冷式
启动方式
电启动
机油容量
9
外形尺寸(风扇端到飞轮端)
880*652*736
净质量(kg)
320
第五节整车主要参数
底盘驱动形式
4×2后轮驱动(发动机前置)
选用HFC6600KYK1底盘
HFC6601KY-W客车底盘参数表(底盘要改装)
名称
HFC
6601KYK1
参数
底盘自重(kg)
1660
底盘允许重量(kg)
4495
空载
前轴(kg)
960
重量
轴荷分配
后桥(kg)
700
前轴(kg)
1500
满载
后桥(kg)
2955
轴距
3308
轮距
前轮
1830
后轮
1600
尺寸
外形尺寸长*宽
5827*2015
前悬/后悬
990/1529
离地高度(Z=0,满载)
前轴处
693
后桥处
711
最小离地间隙
前轴下
216
后桥下
203
汽车通过角度(满载)
接近角
25
离去角
16
最大爬坡度
30%
性能
最大制动距离(30km/h)
<=8m
最小转弯直径(m)
15
最高车速(km/h)
95
百公里油耗(L/100km)
12
型号
形式
四冲程四缸直列水冷直接喷射
发动机
最大功率kw/(r/min)
最大扭矩N.m(r/min)
离合器
单片干式膜片弹簧带扭转减震器
摩擦片外径275mm/300mm
变速器
全同步器五个前进挡一个倒挡机械式操纵
前轴
非断开式转向桥两端拳式
后桥
减速器
单级减速双曲线齿轮
减速器
转向机构
机械式转向转向直径450
制动系统
液压双回路真空助力/气压和双回路制动系统
鼓式制动器中央鼓式驻车制动器
悬挂
多片钢板弹簧悬架双向液压减震器
车架
边梁式冲压铆接结构外宽740mm
最大截面尺寸170*70*5mm
车轮及轮胎
电器系统
24V
尺寸参数㎜
尺寸外形
长:
6000
宽:
2100
高:
2700
前悬/后悬:
1100/1592
轴距:
3308
前轮距/后轮距:
1830/1600
一级踏步:
300
最小离地间隙:
203
前/后风窗玻璃高度:
1350/610
侧窗高:
960
乘客门高/宽:
1850/800
座间距:
750
车内高:
1850
接近角/离去角18°/15°
参数质量
整车整备质量:
3116㎏
厂定最大总轴载质量:
4495㎏
座位数:
19人
第六节主要总成结构型式
1、发动机
型号:
4102QB
型式:
立式直列水冷四冲程
缸数—缸径×行程:
4—102×115
排量:
L
压缩比:
17.4:
1
标定功率(kw(ps)/r/min):
70/3100
最大扭矩(N.m/r/min):
245/2000~2200
外形尺寸(风扇端到飞轮端):
880*652*736
净质量(kg):
320
2、车身结构
半承载式结构,车身下部与低架组合为一体,车身也分担一部分弯曲和扭转载荷。
骨架以薄壁矩形管为主,部分零件采用压制件,外蒙皮采用焊接工艺,内蒙皮采用非金属吸声材料并软化处理。
3、车轮及轮胎
普通斜交轮胎轮胎,型号为。
此种轮胎结构简单,价格低廉,在目前应用十分广泛。
且本车使用时行驶车速不太高。
完全可以满足使用要求。
4、座椅
①乘客座椅:
高靠背座椅,可选用华士汽车座椅公司的HS-B型,见插图
②驾驶员座椅:
前、后、上、下及靠背角度均可调。
5、风窗玻璃:
成型钢化玻璃
侧窗玻璃:
双层,上层为封闭式,下层为推拉式。
6、乘客门
采用电控气动原理设计而成的气动式折叠门(也可使用电动式或手动式)。
7、空调、暖风和通风装置
冷风机:
岳阳制冷设备厂QZDN9
制冷量:
8000千卡/小时9302瓦特32000热单位
风量:
180立方米/小时1058立方尺/分
暖风机:
河北泊头仪表厂FJ-4/1
(2)-2
发热量:
4000千卡/小时
送风量:
500ms/h
通风装置:
丹阳市车船装饰件厂DS400
8、安全出口
使用安全锤击碎侧窗,也可使用安全顶窗。
第七节车身总布置特点简介
车身总布置在很大程度上受制于整车(底盘)总布置的发动机位置。
其包括确定车身各部分尺寸、驾驶区布置、乘客区布置、空调系统的位置、行李舱大小及位置、视野设计校核、乘客上下车方便性确定、安全性设计等。
㈠布置型式
发动机为前置,其优点是通用性好、发动机冷却条件好,维修、拆装方便、传动系及操纵机构简单,易于布置,发动机出现故障时驾驶员容易发现等。
且选用EQ4102QB,功率较大,提高了整车的动力性,并合理匹配了传动系参数,使车有良好的加速性能,基本满足公路运行的需要。
㈡驾驶区、乘客区布置
按照GB/T13053-91《客车驾驶区尺寸》及GB/T13055《客车乘客区尺寸》的要求,对驾驶区和乘客区进行了布置。
驾驶员座椅前后调节量140㎜,座椅靠背角150,方向盘倾角200,因本车前悬较短,且要充分考虑人机工程学的要求,仪表板、方向盘、驾驶员座椅及各操纵踏板的相对尺寸基本满足标准要求。
具体参数见下表,视图如图1。
尺寸符号
尺寸名称
尺寸
H1/mm
座垫上表面距顶棚距离(通过点R测量)
1780
H2/mm
座垫上表面至地板距离
450
α2/(°)
座垫角度
15°
α1/(°)
靠背与座垫夹角
93°
L1/mm
座垫深度
400
W1/mm
座垫宽度
460
A1/mm
靠背高度
655
W2/mm
靠背宽度
360
H3/mm
座椅上下调节
±40
L2/mm
座椅前后调节范围
±70
α3/(°)
靠背角调节范围
±15°
L3/m
靠背下沿至前围距离
1085
L4/mm
靠背至仪表板距离
809
H4/mm
仪表板下沿至地板距离
500
D/毫米
转向盘直径
420
α4/(°)
转向盘倾角
70°
H5/mm
转向盘下沿至座垫上平面距离
224
L5/mm
转向盘外缘至靠背距离
358
W3/mm
座椅中心面至车身内侧壁距离
120
W9/mm
转向盘中心距座椅中心面距离
0
W4/mm
转向盘边缘至侧围板距离
140
A5/mm
转向盘下缘至离合器、制动踏板距离
665
W5/mm
离合器踏板中心至侧壁距离
404
W10/mm
离合器踏板中心至转向盘中心距离
150
W11/mm
制动踏板中心至转向盘距离
150
W6/mm
制动踏板中心至离合器踏板中心距离
300
W7/mm
制动踏板中心至加速踏板中心距离
153
α6/(°)
上视角
53°
α7/(°)
下视角
21°
H6/mm
风窗下沿至地板距离
600
变速杆手柄位置(任何位置都应为与转向盘下方位置、驾驶员座椅右侧、不低于座垫表面,并且距靠背表面的距离不小于125,距R点的距离不大于600mm,距驾驶区内其它零件或操纵杆不小于50mm)
驻车制动手柄位置(任何位置时距驾驶区其它零部件或操纵杆的距离)/毫米
图1驾驶区布置图
乘客区内宽2000㎜,最低内高1800㎜,车架分四段:
前段3980㎜,第二段760㎜,第三段760㎜,第四段500㎜,其中第二段与第三段、第三段与第四段的连接处均有一处高为200㎜的台阶(这是为增加行李箱,后面将详细叙述)。
所有座椅均向前布置,座椅单排宽480㎜,双排宽940㎜,座间距为750㎜(除驾驶员座椅与其后排间距为1100㎜外)。
座椅高为450㎜。
共有座椅7排,座椅前两排采用1+1布置形式,最后一排为四座,其余除乘客门处外为2+1布置。
整车共有坐席19个。
车内通道宽500㎜,人均乘坐空间比较宽裕,在加上设置了扶手等设施,大大提高了乘坐的方便性、舒适性和安全性。
乘客区尺寸
尺寸名称
尺寸
座椅间距
750mm
座垫深度
400mm
乘客门净宽(垂直于Y轴)
800mm
过道纵向倾角
2°
座垫倾角
8°
靠背与座垫夹角
100°
踏步深度
250mm
过道宽度(肘靠间)
500mm
过道宽度(底板上)
500mm
车内高度
19000
侧窗下沿至底板距离
700mm
乘客门高度
1850mm
两踏步间垂直距离
500mm
第一级踏板至地面距离
300mm
第二级踏步高
250
胕靠高度
220mm
座椅座垫高度
150mm
座椅坐垫宽度
450mm
在离前轴中心线960㎜处设置一乘客门,选用气动折叠门。
车门净宽800㎜,净高1850㎜。
采用两级踏步,满载时一级踏步高300㎜,二级踏步高250㎜,乘客上下车较为方便。
乘客门左侧设有扶手,右侧地板上放置气动门泵。
侧窗下沿距地板700㎜,侧窗分为上下两部分,上部为封闭式,下部为推拉式。
㈢备胎、油箱和蓄电池的布置
备胎、油箱和蓄电池的布置虽属于底盘总布置,但和车身及驾驶员的使用有很大关系,在车身总布置中应给予充分考虑。
蓄电池要考虑其离启动机的距离,应尽可能减短其距离以减少导线的长度。
且应考虑其移动的方便性,故将其置于汽车左侧,第三排座椅的下方。
油箱的放置考虑轴荷分配合理;安全防火——远离排气管和乘客门;加油方便性;发生碰撞、挤擦事故不会轻易触及。
油箱容积以一昼夜不加油所行驶的里程来确定,故本油箱容积为75-100L即可。
可将其置于汽车右侧乘客门的后方,悬挂于车架与低架上。
安装备胎主要考虑轴荷分配及驾驶员一人装卸方便。
选用的HFC6600KY底盘原本将备胎置于后悬下,但因后悬被截掉70㎜以增大行李架的容积,将备胎置于车身左侧油箱的对面。
斜挂于车架上,采用铰链结构,以方便备胎的取用。
同时,要将排气管道向后移动,以防止与备胎发生干涉。
㈣仪表板上的布置
图2
坐舱式布置,环式操纵,仪表台全部采用软化结构,以一条平顺,柔和的曲线为主基调,贯穿整体,将仪表台从左端的电盘箱体及仪表座到仪表台本体,最后到仪表台右端的附件箱体结合为一个有机的整体。
选用张家港市汽配厂生产的6米车仪表台。
该仪表台采用整体发泡结构.骨架外表面采用工程塑料ABS,经加热真空成型,中间填冲半硬脂聚氨脂泡沫,具有质轻,缓冲和防震性能,直接在金属表面与ABS腹面之间发泡成型,不需要其他粘接剂,操纵简便,工作条件不高.由于仪表台有机部分组成,通过预埋连接件,安装比较方便,安装几何尺寸也比较容易保证。
如图2。
㈤空调系统的布置
客车空调系统一般包括制冷、采暖、通风、换气和空气净化五大功能。
空调系统的选择及布置是否合理将直接影响整车的舒适性、动力性以及经济性。
它已成为客车设计中的一个重要的程序之一。
空调系统的选型不仅关系到布置设计的难易程度,工作量的大小,而且关系到车身造型的美观,燃料的消耗和空调能力的合理应用,同时还对整车的总体布置设计、室内装饰设计产生较大影响。
所以在设计过程中应充分考虑各方面的因素使空调系统与客车整体性能、造型、布置形式相协调。
采用非独立顶置式“岳州”牌QDNZ9型空调机,其特点是空调机由压缩机。
冷凝器总成、室内机组总成、管路系统、电控系统组成,为非独立驱动内置式,可进行多种布局配置。
进口DKS-32型斜盘式压缩机,体积小、重量轻、排量大、性能好、使用可靠;冷凝器总成结构紧凑,容易安装;风
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