畢業(yè)設(shè)計（論文）-c級轎車車身總體參數(shù)、總布置設(shè)計

1、<p>　　HUNAN UNIVERSITY</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　2011 年 06 月 01 日</p><p>　設(shè)計論文題目:C級轎車車身總體參數(shù)、總布置設(shè)計</p><p>　　C級轎車車身總體參數(shù)、總布置設(shè)計</p><p&

2、gt;<b>　　摘要</b></p><p>　　車身總布置設(shè)計在車身設(shè)計中占有很重要的地位,需要在車身概念設(shè)計階段完成。車身總布置設(shè)計是依據(jù)整車總布置參數(shù)，圍繞人機(jī)工程學(xué)原理對車身的地板、前圍、室內(nèi)空間、車門、發(fā)動機(jī)艙、行李艙及車身主要參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。其目的是在有限的車身外形尺寸內(nèi)布置各總成和機(jī)構(gòu)，并獲得最大的乘坐空間和最舒適的駕駛姿勢。車身總布置設(shè)計的合理性，直接影響著整車的使用性能。本

3、次C級轎車車身總布置設(shè)計主要是利用人機(jī)工程學(xué)的基本知識，參照目標(biāo)車型奧迪A6的各項性能參數(shù)，布置車身的外形和內(nèi)部，并繪制車身總布置圖。通過本次畢業(yè)設(shè)計，自己可以參與車身的開發(fā)過程，理解和掌握轎車的車身總布置設(shè)計過程和方法，擴(kuò)展自己的專業(yè)知識，并為以后的車身設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：車身總布置設(shè)計;車身總參數(shù)布置;人體工程學(xué);車身室內(nèi)布置</p><p>　　C-cla

4、ss Car Body General Parameters and General Layout Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Car body general layout design is a very important constituent during car body design, it s

5、hould be finished during the body conceptual phase .The general layout of car body design, on the basement of vehicle general layout parameters, includes car floor arrangement、front fender arrangement、the interior space

6、layout、door arrangement、engine module and luggage compartment arrangement and the body general parameters design, relating to ergonomics. The car body general layout aims at arranging all a</p><p>　　Key word

7、s:car body layout design;car body layout parameters;ergonomics body;</p><p>　　interior layout</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>

8、　　1.1 課題背景和目的1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 課題研究方法2</p><p>　　1.3.1總體參數(shù)設(shè)計方法2</p><p>　　1.3.2總布置設(shè)計方法2</p><p>　　1.3.3總布置設(shè)計流程4</p><p>　

9、　1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容4</p><p>　　2 汽車總體參數(shù)設(shè)計5</p><p>　　2.1 汽車形式的選擇5</p><p>　　2.2 汽車主要尺寸的確定5</p><p>　　2.2.1汽車軸距6</p><p>　　2.2.2前后輪距B1和B26</p><p>

10、　　2.2.3汽車外廓尺寸6</p><p>　　2.2.4前懸Lf和后懸Lr7</p><p>　　2.3 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定8</p><p>　　2.3.1整車整備質(zhì)量m08</p><p>　　2.3.2載客量和裝載質(zhì)量（簡稱載質(zhì)量）9</p><p>　　2.3.3汽車總質(zhì)量ma9</p&g

11、t;<p>　　2.3.4汽車的軸荷分配9</p><p>　　2.4 汽車性能參數(shù)的確定10</p><p>　　2.4.1動力性參數(shù)10</p><p>　　2.4.2燃油經(jīng)濟(jì)性11</p><p>　　2.4.3通過性幾何參數(shù)11</p><p>　　2.4.4機(jī)動性參數(shù)12</p

12、><p>　　2.4.5輪胎的選擇12</p><p>　　3 車身總布置設(shè)計14</p><p>　　3.1 車身底板的布置14</p><p>　　3.1.1輪罩的大小和形狀14</p><p>　　3.1.2車身底板的布置15</p><p>　　3.2 踏板的布置16</

13、p><p>　　3.3 車身室內(nèi)人體模型布置17</p><p>　　3.3.1車身內(nèi)部布置已知條件17</p><p>　　3.3.2確定拇趾參考點（BOF）18</p><p>　　3.3.3確定H點位置線19</p><p>　　3.3.4人體模型的定位20</p><p>　　3.

14、4 車身頂蓋及前后風(fēng)窗的布置21</p><p>　　3.5 車門布置及上下車方便性23</p><p>　　3.6 方向盤和儀表盤的布置24</p><p>　　3.7 儀表板、后視鏡、油箱和備胎的布置25</p><p>　　4 結(jié)論錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　致謝28&

15、lt;/b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景和目的</p><p>　　中國已成為汽車大國，但是和汽車強(qiáng)國的差距依然很大，有些方面的差距還有擴(kuò)大的趨勢，提高汽車自主研發(fā)的能力已成為我國汽車行業(yè)發(fā)展最為迫切的任務(wù)。據(jù)公安交通局統(tǒng)計，截止到2010年九月底，我國機(jī)動車的保有量達(dá)1.99億輛

16、，其中汽車8500多萬輛，工信部副部長蘇波預(yù)計，2015年我國的汽車保有量將達(dá)到1.5億輛，汽車生產(chǎn)量與需求量之間還存在著巨大缺口。</p><p>　　汽車行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈很長，可以帶來很多的工作崗位和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。早在改革開放初期，我國政府就非?？春闷囆袠I(yè)的發(fā)展契機(jī)，大力吸引國外技術(shù)投資，建造汽車生產(chǎn)車間。三十多年過去了，我國的汽車保有量有了很大的提高，但是我國的汽車自主研發(fā)能力卻依然落后。經(jīng)過一代代汽車人的

17、艱苦奮斗，我國終于擁有了自主品牌的汽車公司，但是大多只能生產(chǎn)低檔汽車，高檔轎車的設(shè)計研發(fā)依然是我國汽車產(chǎn)業(yè)的盲點。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計選擇C-級高檔轎車的車身研發(fā)項目，旨在增強(qiáng)我們對于車身開發(fā)的感性認(rèn)識，擴(kuò)展自己的車輛專業(yè)知識，為自己以后從事車身總布置設(shè)計工作打下基礎(chǔ)，也為我國的汽車行業(yè)培養(yǎng)具有自主設(shè)計研發(fā)能力的人才。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p&

18、gt;<p>　　汽車車身總布置設(shè)計特別需要設(shè)計經(jīng)驗，國外的汽車行業(yè)發(fā)展較早，車身總布置領(lǐng)域已非常成熟。隨著空氣動力學(xué)在車身外形設(shè)計的應(yīng)用，汽車的行駛阻力越來越小，車身外形越來越流暢。逐步發(fā)展起來的人機(jī)工程學(xué)，是進(jìn)行車身內(nèi)部布置時的輔助工具，參數(shù)化人體模型的建立和應(yīng)用，使得車身布置更人性化，操作界面的布置也更友好。計算機(jī)輔助設(shè)計的發(fā)展，優(yōu)化了車身的開發(fā)過程，大大地縮短了車身的開發(fā)周期。</p><p&g

19、t;　　我國汽車行業(yè)起步較晚，嚴(yán)格說來目前國內(nèi)還沒有真正意義上的車身自主開發(fā)能力，大多數(shù)汽車設(shè)計公司都是基于“BenchMark”的理念在開發(fā)新車型：首先選定一款成功的車型作為設(shè)計目標(biāo)，修改目標(biāo)車型的參數(shù)和造型，然后投入建模和零件試制，整車的開發(fā)周期（從目標(biāo)車型選定到試制樣車）一般是一年左右。</p><p>　　在進(jìn)行總布置設(shè)計時，將前人總結(jié)的改善車身空氣動力學(xué)性能的措施：彎曲頂蓋，翹起尾部，增大前后風(fēng)窗的傾角

20、，降低車身地板高度等應(yīng)用到車身外形的總布置中。對車身進(jìn)行內(nèi)部布置時，需要充分考慮到人機(jī)工程，所以需要使用參數(shù)化的人體模型，本次畢業(yè)設(shè)計主要利用標(biāo)準(zhǔn)GB11559-89《汽車室內(nèi)尺寸測量用三維H點模型》規(guī)定的95%百分位的SAE-3DM模型，并參考同檔次的車身總布置數(shù)據(jù)，對設(shè)計車身進(jìn)行內(nèi)部總布置設(shè)計。</p><p>　　1.3 課題研究方法</p><p>　　本設(shè)計為C級轎車總體參數(shù)、總

21、布置設(shè)計。一直以來我國高檔轎車領(lǐng)域都被國外的幾大品牌牢牢的占據(jù)，高檔轎車都以奧迪、寶馬等國外品牌定義，高檔轎車既要有華麗的外表來體現(xiàn)駕駛者的尊貴身份，又要有足夠的內(nèi)涵為駕駛者提供操縱和乘坐的舒適性，所以其總布置設(shè)計要綜合考慮其外形特點和內(nèi)部空間。</p><p>　　1.3.1總體參數(shù)設(shè)計方法</p><p>　　一般情況下汽車的總體參數(shù)需要底盤總布置給出，但是本課題組缺少底盤總布置環(huán)節(jié)，

22、所以總體參數(shù)只能根據(jù)同等級車型來標(biāo)定。經(jīng)過小組探討最后選擇C級轎車的經(jīng)典車型-奧迪A6作為目標(biāo)車型，提用其各項參數(shù)作參考，在滿足相關(guān)法規(guī)的條件下確定設(shè)計車身的總體參數(shù)。</p><p>　　1.3.2總布置設(shè)計方法</p><p>　　車身總布置設(shè)計是根據(jù)車身總體參數(shù)、整車形式、造型特點等約束條件，對各個部件進(jìn)行布置優(yōu)化的過程。一般采用“以人為本”的設(shè)計思想，確保乘員的舒適性和安全性，駕駛

23、員的視野性和操縱穩(wěn)定性，并盡量減小整車質(zhì)量和外形尺寸，獲得最大的室內(nèi)空間。</p><p>　　車身總布置設(shè)計時用到的布置工具：</p><p><b>　　人體尺寸和人體模型</b></p><p>　　人體尺寸是布置車身內(nèi)飾和車身室內(nèi)有效空間的重要依據(jù)，車身內(nèi)部布置設(shè)計應(yīng)“以人為本”，采用“百分位分布值”作為設(shè)計的尺寸依據(jù)?！鞍俜治弧笔侵溉?/p>

24、體身高分布值的百分位，例如95%百分位的SAE-3DM模型人體標(biāo)準(zhǔn)身高為186.8mm，95%百分位表示身高低于186.8mm的人數(shù)所占的百分率。5%、50%、和95%三種百分位的人體尺寸，分別代表身材矮小、中等和高大的人體尺寸。</p><p>　　人體模型是嚴(yán)格按照人體尺寸制作的，包括二維人體設(shè)計樣板（HPD）和三維H點人體模型（HPM）。二維人體設(shè)計樣板是車身布置時使用的最基本的工具，用于輔助繪制車身室內(nèi)布

25、置設(shè)計圖和乘員乘坐空間布置。二維人體設(shè)計樣板（HPD）是三維Ｈ點人體模型（HPM）的CAD模型簡化形式，它使用人體的各關(guān)節(jié)點把人體軀干、背靠角基準(zhǔn)桿、大腿、小腿等部件連接起來，可以用來布置乘員和駕駛員的關(guān)鍵點和尺寸。與車身設(shè)計相關(guān)的人體特征點：胯點（人體軀干與大腿之間的關(guān)節(jié)點，俗稱H點）、腳心點（PRP）、踵點（人體的腳跟著地點AHP，車身布置的初始基準(zhǔn)），這些點是進(jìn)行車身室內(nèi)布置的重要基準(zhǔn)。</p><p>&

26、lt;b>　　眼橢圓</b></p><p>　　眼橢圓是指不同身材的乘員以正常姿勢坐在車內(nèi)時，其眼睛位置的分布統(tǒng)計圖形。左右各一分別代表左右眼的分布圖形，形狀如橢圓，所以稱作眼橢圓。眼橢圓在車身總布置設(shè)計中，主要用于儀表盤的布置和駕駛員視野的校核。眼橢圓是通過對駕駛員眼睛所在位置的測量、統(tǒng)計分析得到的數(shù)據(jù)繪制的。</p><p>　　眼橢圓的定位主要包括確定橢圓中心位置

27、和傾角，其影響因素主要包括：轉(zhuǎn)向盤中心與腳心點的前后方向距離（L6）、座椅高度（H30）、座椅行程(TL23)等。 </p><p><b>　　頭廓包絡(luò)</b></p><p>　　頭廓包絡(luò)是指不同百分位身材的駕駛員和乘員以正常姿勢坐在適宜的位置時，其頭部位置輪廓線的包絡(luò)。在車身設(shè)計中主要用頭廓包絡(luò)線來布置最小頭部間隙，頭部間隙是指車身室內(nèi)頂部內(nèi)飾表面的突起點到頭部

28、位置包絡(luò)線的最小距離。頭廓包絡(luò)與眼橢圓都是通過統(tǒng)計分析得到，二者有直接關(guān)系，可以同時定位。</p><p>　　SAE定義了兩個關(guān)鍵尺寸：前排座椅有效頭部空間H61、后排座椅有效頭部空間H63。根據(jù)其經(jīng)驗值范圍：有效頭部空間H61=940-980mm、H63比H61略小20mm、頂蓋內(nèi)飾板厚度（15-25mm），然后進(jìn)行由內(nèi)到外的頂蓋設(shè)計。</p><p>　　此次車身內(nèi)部總布置設(shè)計使用的

29、主要工具是集二維人體模型樣板、眼橢圓、頭廓包絡(luò)為一體的H點設(shè)計工具，它的創(chuàng)建滿足SAE J4002(2004年2月)的標(biāo)準(zhǔn)，其主視圖如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1：人體模型主視圖</p><p>　　1-PRP 2-AHP 3-小腿線 4-大腿線 5-H 6-軀干線 7-眼橢圓 8-頭廓包絡(luò)</p><p>　　1.3.3總布置設(shè)計流程

30、</p><p>　　根據(jù)車身總體參數(shù)確定的最小離地間隙和輪胎規(guī)格，確定地板離地高度、繪制車輪轉(zhuǎn)向跳動圖得到輪罩輪廓，布置車身底板；然后根據(jù)德國DIN73001標(biāo)準(zhǔn)推薦的踏板布置間隙尺寸布置踏板；根據(jù)加速踏板踵點坐標(biāo)定位人體模型，確定座椅參考點；在滿足駕駛員視野性、操縱穩(wěn)定性和乘員乘坐舒適性、安全性的前提下，布置車身的前后風(fēng)窗、車身頂蓋、車門開口形狀、儀表盤和后視鏡；油箱和備胎的布置需要滿足安全性、方便性和空間性

31、的要求。</p><p>　　1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計論文主要包括四部分:緒論、車身總參數(shù)設(shè)計、車身總布置設(shè)計和結(jié)論。緒論篇概括敘述了畢業(yè)設(shè)計的開題背景和目的、國內(nèi)外的車身總布置現(xiàn)狀、車身總布置設(shè)計需要用到的輔助工具等。車身總體參數(shù)設(shè)計主要介紹了C級轎車的質(zhì)量參數(shù)、性能參數(shù)以及車身外形尺寸的設(shè)計過程。車內(nèi)總布置設(shè)計主要介紹了根據(jù)相關(guān)法規(guī)，應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)的原理，

32、對車身內(nèi)部構(gòu)件和空間進(jìn)行布置的過程。結(jié)論部分主要對整個論文做最后綜述，并列出了整個畢業(yè)設(shè)計的缺點。</p><p>　　設(shè)計轎車的總體參數(shù)主要參照目標(biāo)車型-奧迪A6的參數(shù)來確定，然后“以人為本”對車身進(jìn)行總布置設(shè)計，最后再根據(jù)QC/T490-1999《汽車車身制圖》標(biāo)準(zhǔn)繪制車身總布置圖。</p><p>　　2 汽車總體參數(shù)設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計車型為一

33、輛外表尊貴大氣，內(nèi)部寬闊舒適的C級高檔轎車，所以在車身總體參數(shù)設(shè)計時，選擇目標(biāo)車型為高檔轎車領(lǐng)域的不朽神話-奧迪A6。參照奧迪A6的各項性能參數(shù)，車身總參數(shù)的設(shè)計過程如下所示。</p><p>　　2.1 汽車形式的選擇</p><p>　　汽車形式的差別主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動形式和布置形式上。</p><p>　　汽車的軸數(shù)是根據(jù)汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)規(guī)定的軸載質(zhì)量

34、、汽車結(jié)構(gòu)和輪胎的負(fù)荷能力來確定的，二軸、三軸和四軸是比較常見的軸數(shù)。本次C-級轎車的軸數(shù)與大多數(shù)轎車一樣，選擇為二軸。</p><p>　　汽車的驅(qū)動形式主要有4×2、4×4、6×2、6×4，在轎車中主要選用的是4×2和4×4，即四輪兩驅(qū)和四輪四驅(qū)。影響汽車驅(qū)動形式的主要因素有：汽車用途、總質(zhì)量和汽車通過性。四輪四驅(qū)的轎車通過能力較好，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、整

35、備質(zhì)量和制造成本較高，所以本次C-級轎車選用結(jié)構(gòu)簡單成本低廉的四輪兩驅(qū)的驅(qū)動形式。</p><p>　　汽車的布置形式是指發(fā)動機(jī)、驅(qū)動橋和車身的空間位置關(guān)系，主要形式有前置前驅(qū)（FF）、后置后驅(qū)(RR)、前置后驅(qū)（FR）。前置前驅(qū)的轎車：車內(nèi)地板的凸包比較低，室內(nèi)布置設(shè)計比較簡單；散熱器在車身前部，發(fā)動機(jī)冷卻效果較好；但是其前軸負(fù)荷較大，軸荷分配不合理，前輪壽命短；在路況差的道路行駛時，前驅(qū)動輪易打滑，操縱穩(wěn)定性

36、差。前置后驅(qū)的轎車：地板下有傳動軸通過，所以地板高度很難降低；但是軸荷分配合理，車輪使用壽命長；上坡時后驅(qū)動輪的附著力加大，爬坡能力強(qiáng)；車身的總長和軸距較大，乘坐空間寬敞，行駛平穩(wěn)。經(jīng)過比較本C-級高檔轎車選用前置后驅(qū)的布置形式。</p><p>　　轎車形式的選擇為兩軸、四輪兩驅(qū)、前置后驅(qū)。</p><p>　　2.2 汽車主要尺寸的確定</p><p>　　汽車

37、的主要尺寸包括:外廓尺寸、輪距、軸距、前懸、后懸等。</p><p><b>　　2.2.1汽車軸距</b></p><p>　　汽車軸距L影響整車質(zhì)量、車身總長、傳動軸長度、轉(zhuǎn)彎半徑、軸荷分配和傳動軸夾角等。軸距短時上述指標(biāo)都較小，如果軸距過短車身乘坐空間會不足；汽車制動、上坡或加速時軸荷偏移過大，制動性和操縱穩(wěn)定性變差；車身的縱向角振動增大，影響平順性；萬向節(jié)傳動

38、軸的夾角增大。一般情況下，發(fā)動機(jī)排量大的貨車和客車，軸距宜長，機(jī)動性較強(qiáng)的轎車，軸距宜短。</p><p>　　2.2.2前后輪距B1和B2</p><p>　　汽車前后輪距B1、B2影響著車身總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎半徑，輪距增加上述參數(shù)隨之增加。車寬和側(cè)傾剛度增加，汽車橫向穩(wěn)定型變好；總質(zhì)量和轉(zhuǎn)彎半徑的增加使得汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩下降，機(jī)動性變壞。輪距的布置會受到車身總寬、發(fā)動

39、機(jī)、前懸架和前輪轉(zhuǎn)向間隙的影響。</p><p>　　表2-1：乘用車的輪距與軸距</p><p>　　本次設(shè)計C級轎車發(fā)動機(jī)排量（2.4T）及其布置形式與上述車型相似，結(jié)合乘用車的輪距和軸距范圍，軸距L定為：3000mm，前后輪距B1/B2：1560mm/1566mm。</p><p>　　2.2.3汽車外廓尺寸</p><p>　　汽車的

40、長、寬、高又稱為汽車的外廓尺寸，在市內(nèi)行駛的轎車其外廓尺寸要根據(jù)相關(guān)的法規(guī)來確定。GB1589-1989汽車外廓尺寸規(guī)定如下：除去后視鏡車寬小于等于2.5m；空載、車頂窗關(guān)閉，車高不超過4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出車寬250mm；頂窗、換氣裝置開啟時不得超出車高300mm。</p><p>　　表2-2：市場上C級轎車主打車型的外廓尺寸</p><p>　　轎車總長La包括軸距L、前懸

41、Lf和后懸Lr，即La=L+Lf+Lr。轎車總長與軸距的關(guān)系：La=L/C，C是比例系數(shù)，其值為0.52~0.66,前置前驅(qū)的汽車C值為0.62~0.66，后置后驅(qū)的汽車C值為0.52~0.56，前置后驅(qū)的汽車C值為0.56~0.62，設(shè)計C級轎車的軸距L=3000mm，則轎車總長La=3000/(0.56~0.62)mm, La=4838~5357mm。結(jié)合上述車型的長度尺寸，設(shè)計車身的車長為La=5046mm。</p>

42、<p>　　轎車車寬Ba與車長La的近似關(guān)系為：Ba=(La/3) +195±60mm。車身總長La=5056mm,則Ba=1820~1940mm，結(jié)合上述車型的寬度尺寸，設(shè)計車身的車寬Ba=1880mm。</p><p>　　轎車車高Ha的主要影響因素：軸間底部離地高h(yuǎn)m、地板及下部零件高h(yuǎn)p、室內(nèi)高h(yuǎn)b和車頂造型高h(yuǎn)t,車頂造型高h(yuǎn)t值為20~40mm,室內(nèi)高h(yuǎn)b由座位高、乘員上身長及

43、頭部空間構(gòu)成，hb值為1120~1380mm。結(jié)合上述車型的高度尺寸，設(shè)計車身的車高為Ha=1480mm。</p><p>　　為了提高乘員的乘坐舒適性，體現(xiàn)C-級轎車的大氣尊貴和高檔，車身的外廓尺寸應(yīng)盡可能增大。但是過大的車身尺寸會影響車身的輕量化及制造成本，也會降低轎車的機(jī)動性、動力性和經(jīng)濟(jì)性。綜合各方面影響因素、結(jié)合上述車型的外廓尺寸，設(shè)計車身的外廓尺寸選定為：5046mm×1880mm×

44、;1480mm。</p><p>　　2.2.4前懸Lf和后懸Lr</p><p>　　前懸尺寸影響汽車的通過性、碰撞安全性、駕駛視野、上下車的方便性及汽車造型等。增加前懸，汽車的接近角減小，通過性變差，駕駛員的視野變壞。前懸的尺寸范圍內(nèi)要布置保險杠、發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)向器等部件，故不能過短。</p><p>　　后懸尺寸影響汽車的通過性、追尾時的安全性、行李箱長度、汽車造

45、型等。后懸增加，汽車的離去角減小，通過性變差；后懸減小，行李箱的尺寸降低，追尾時吸能減小。參照上述車型的前后懸尺寸，綜合考慮各個影響因素，設(shè)計車型的前后懸尺寸選定為：1000mm/1046mm。</p><p>　　2.3 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定</p><p>　　汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量m0、載客量和裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)η、汽車總質(zhì)量ma、軸荷分配等。</p><p

46、>　　2.3.1整車整備質(zhì)量m0</p><p>　　汽車帶上所有裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料和水，但是沒有裝載乘員和貨物是的整車質(zhì)量稱為整車整備質(zhì)量。整車整備質(zhì)量會影響汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　減少整車整備質(zhì)量的目的：增加載客量或裝載質(zhì)量，抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)帶來的整備質(zhì)量的質(zhì)量，節(jié)省燃料。減少整車整備質(zhì)量的主要措施：設(shè)計車型

47、的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量合理，采用高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料，如鋁合金和塑料等。輕質(zhì)塑料代替金屬材料應(yīng)用在儀表板和油箱等大型結(jié)構(gòu)件上，減重效果非常明顯，目前已經(jīng)得到非常廣泛的應(yīng)用。減少整車整備質(zhì)量是汽車設(shè)計工作中必須遵守的一項基本原則。</p><p>　　在設(shè)計階段需要估算整車整備質(zhì)量，乘用車的整備質(zhì)量可以按照每位乘員所占汽車整備質(zhì)量的統(tǒng)計平均值進(jìn)行估計。</p><p>　　表2-3：乘用車人均整備質(zhì)量值&

48、lt;/p><p>　　轎車的設(shè)計乘員數(shù)為5位，發(fā)動機(jī)排量為2.4T，根據(jù)人均整備質(zhì)量值（0.29~0.34）、參照上述車型的整備質(zhì)量、綜合考慮轎車的燃油經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)將轎車的整備質(zhì)量設(shè)計為1560kg。</p><p>　　2.3.2載客量和裝載質(zhì)量（簡稱載質(zhì)量）</p><p>　　M1類汽車即乘用車的載客量包括駕駛員在內(nèi)不超過9座。本設(shè)計車型的裝載質(zhì)量即載客量，最多乘

49、坐人數(shù)以座位數(shù)表示，轎車的座位數(shù)通常為4+1。</p><p>　　2.3.3汽車總質(zhì)量ma</p><p>　　汽車總質(zhì)量指裝備齊全，并按照規(guī)定裝滿乘客和貨物時的整車質(zhì)量。乘用車總質(zhì)量包括整備質(zhì)量、乘員和駕駛員質(zhì)量以及行李質(zhì)量，其中乘員和駕駛員的質(zhì)量按照每人65kg計算,則ma=m0+65n+αn(kg)，式中n為包括駕駛員在內(nèi)的載客數(shù)；α為行李系數(shù)，其數(shù)值由發(fā)動機(jī)排量V來決定：V＞2.

50、5L，α=5；V≤2.5L，α=10。設(shè)計車型α=10，設(shè)計載客量n=5,整備質(zhì)量m0=1560kg,代入上式可得設(shè)計車型的總質(zhì)量為1935kg。</p><p>　　2.3.4汽車的軸荷分配</p><p>　　汽車的軸荷分配指汽車在空載和滿載靜止的情況下，各車軸對支撐平面的垂直負(fù)荷，也可以用各車軸上占整車總質(zhì)量的百分比來表示。軸荷分配影響輪胎的壽命和汽車的很多使用性能。為保證輪胎的磨損

51、均勻和相近的使用壽命，車輪的負(fù)荷應(yīng)該相近；為保證汽車的通過性和動力性，驅(qū)動軸上的負(fù)荷應(yīng)該足夠大，從動軸上的負(fù)荷可以適當(dāng)減小，從而減小從動輪的滾動阻力；為保證汽車的操縱穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷又不能過小。各使用性能對軸荷分配的要求是相互矛盾的，在設(shè)計的時候要綜合考慮整車的使用性能和使用條件，合理選擇軸荷分配。汽車的傳動形式不同其軸荷分配也有很大的差別，其范圍表2-4</p><p>　　表2-4：乘用車的軸荷分配<

52、;/p><p>　　汽車在現(xiàn)實行駛過程中，經(jīng)常遇到拐彎、加速等工況。一般前后軸荷比在48:52~40:60之間，汽車拐彎、加速比較靈活，但是爬坡性能較差；如果前軸負(fù)荷大于后軸負(fù)荷，汽車拐彎、加速會比較遲鈍，爬坡能力有所提高。設(shè)計C級高檔轎車主要在路況較好的公路上行駛，對其爬坡能力要求不高，再結(jié)合表2-4的軸荷分配數(shù)據(jù)，汽車的軸荷分配初定為，滿載：前軸48%，后軸52%；空載：前軸52%，后軸48%。</p>

53、;<p>　　2.4 汽車性能參數(shù)的確定</p><p>　　汽車的主要性能包括汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、汽車的通過性、機(jī)動性以及操縱穩(wěn)定性。</p><p>　　2.4.1動力性參數(shù)</p><p>　　汽車的動力性指汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。汽車動力性的評價指標(biāo)：汽車的最高車速，汽車的加速時間，汽

54、車的最大爬坡度，比功率，比轉(zhuǎn)矩等。比功率越大，汽車的加速性能和速度性能越好，比轉(zhuǎn)矩反應(yīng)的是汽車的牽引能力。汽車的動力性參數(shù)范圍見表2-5</p><p>　　表2-5：乘用車的動力性參數(shù)范圍</p><p>　　隨著道路條件的改善，大排量汽車的最高車速也得到了逐步提高。為了體現(xiàn)C-級轎車的卓越動力性，最高車速定為250km/h，比功率為70kW/t,比轉(zhuǎn)矩為140N·m/t。轎車

55、的設(shè)計最大質(zhì)量為1.935t，則該車的最大輸出功率為：135kW,最大輸出扭矩為：270 N·m。</p><p>　　2.4.2燃油經(jīng)濟(jì)性</p><p>　　在保證汽車動力性的前提下，汽車以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟(jì)行駛的能力，稱作燃油的經(jīng)濟(jì)性。汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性常用一定工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量（L/100km）來評價。隨著道路條件的改善，汽車制造技術(shù)的提高，汽車的百公里油

56、耗量將持續(xù)減少。乘用車的百公里燃油消耗量見表2-6</p><p>　　表2-6：乘用車的百公里燃油消耗量</p><p>　　為達(dá)了節(jié)能減排，目前正在研制目標(biāo)百公里油耗為3L/100km的超經(jīng)濟(jì)型乘用車。汽車的尾氣排放必須滿足歐Ⅱ的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合上述車型的燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)，設(shè)計車型的百公里油耗量初定為8.0L/(100km)。汽車的續(xù)駛里程為（200~600km），則油箱容積初定為80L。&l

57、t;/p><p>　　2.4.3通過性幾何參數(shù)</p><p>　　最小離地間隙hmin、接近角γ1、離去角γ2、縱向通過半徑ρ1等通過性幾何參數(shù)，需要在總體設(shè)計時確定。汽車的通過性參數(shù)因車型和用途而異：</p><p>　　表2-7：汽車通過性的幾何參數(shù)</p><p>　　汽車的最小離地間隙越大，車身的通過性越好，但是高速時的穩(wěn)定性越差，C-

58、級轎車基本在市內(nèi)公路上行駛，道路條件較好，為了提高汽車高速時的穩(wěn)定性，</p><p>　　設(shè)計汽車的最小離地間隙選擇為130mm，接近角為14°，離去角為16°。</p><p>　　2.4.4機(jī)動性參數(shù)</p><p>　　汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑Dmin是衡量汽車機(jī)動性的主要指標(biāo)。最小轉(zhuǎn)彎半徑是指轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時，汽車外轉(zhuǎn)向輪中心在支撐平面上

59、的軌跡圓的直徑。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角越大，軸距越短，輪距越小和參與轉(zhuǎn)向的車輪數(shù)越多，汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑越小，汽車的掉頭和通過彎道的能力越強(qiáng)。乘用車的Dmin范圍如下：</p><p>　　表2-8：乘用車的最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin</p><p>　　GB7258-1997《機(jī)動車運行安全技術(shù)條件》規(guī)定：機(jī)動車的最小轉(zhuǎn)彎直徑不得小于24m。為了增大設(shè)計轎車的靈活性，提高其通過彎道的能力，設(shè)計汽車的最

60、小轉(zhuǎn)彎直徑取為12m。</p><p>　　2.4.5輪胎的選擇</p><p>　　輪胎對汽車的很多性能，如動力性、經(jīng)濟(jì)性、通過性、行駛安全性以及汽車的承載能力都有影響，其尺寸和型號也是繪制總布置圖的重要依據(jù)，所以輪胎的選擇非常重要，需要在總布置階段完成。輪胎選擇基本要求：足夠的負(fù)荷能力和速度能力；較小的滾動阻力和行駛噪聲；耐磨損、耐老化、良好的氣密性等。相關(guān)車型的輪胎規(guī)格如表2-9所示

61、</p><p>　　表2-9：相關(guān)車型的輪胎規(guī)格</p><p>　　根據(jù)車型、使用條件、輪胎負(fù)荷以及汽車的行駛速度，設(shè)計汽車的輪胎規(guī)格定為255/45 R18。</p><p>　　3 車身總布置設(shè)計</p><p>　　車身總布置設(shè)計是在滿足整車布置的要求下對車身內(nèi)外形、底板、車窗、車門、儀表板、備胎和油箱等進(jìn)行尺寸控制和布置，其目的

62、就是在最小自重的條件下得到最大的室內(nèi)空間，其重點是保證室內(nèi)乘坐空間和駕駛員操縱空間，滿足乘員乘坐舒適性和駕駛者操縱舒適性。</p><p>　　空間問題在車身總布置設(shè)計中非常重要，通常零部件總是跟乘員爭奪空間，為滿足駕駛員操作和乘員乘坐的要求，總布置設(shè)計必須以人為本，確定室內(nèi)空間的人體活動空間，改善乘坐舒適性。具體方法是利用人體工程學(xué)的知識確定乘坐空間及操縱件和控制裝備的位置，保證駕駛員操縱穩(wěn)定、準(zhǔn)確、視野開闊和

63、乘坐舒適、安全等。</p><p>　　車身總布置設(shè)計的原則：市場目標(biāo)性原則；從內(nèi)到外的人體優(yōu)先性原則；協(xié)調(diào)性原則；“見縫插針”原則；座位優(yōu)先性原則；“大多數(shù)人”原則；準(zhǔn)舒適性原則；方便性原則；最重要性原則。</p><p>　　3.1 車身底板的布置</p><p>　　3.1.1輪罩的大小和形狀</p><p>　　輪胎的規(guī)格為255/4

64、5R18，根據(jù)國標(biāo)規(guī)定新胎充氣后的尺寸為：輪胎斷面寬度為255mm,輪胎外徑為688mm，汽車前輪的內(nèi)外轉(zhuǎn)向角為±25°，按照規(guī)定橡膠緩沖塊壓縮量為1/3，車輪向上跳動30mm，根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制前輪的轉(zhuǎn)向跳動圖如下所示：</p><p>　　圖3-1：前輪轉(zhuǎn)向跳動圖</p><p>　　根據(jù)前輪的轉(zhuǎn)向跳動圖可以確定翼子板的開口形狀和輪罩輪廓。非轉(zhuǎn)向后輪，只需根據(jù)車輪的跳

65、動極限位置來設(shè)計輪罩的形狀，為保證車身造型的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，后翼子板的開口形狀與前輪的保持一致。</p><p>　　3.1.2車身底板的布置</p><p>　　設(shè)計車身的傳動形式為前置后驅(qū)，因為傳動軸的存在，車身地板中間會形成凸包，地板凸包與傳動軸之間的最小間隙通常為10-15mm，為降低地板凸包高度、增大后座凸包上坐墊的厚度，傳動軸一般采用U形的布置，既可以降低了傳動軸的軸線，又保證了萬向

66、節(jié)軸線間的夾角在允許范圍內(nèi)。</p><p>　　為降低車身重心，提高轎車高速穩(wěn)定性，車身地板高度應(yīng)盡量降低。地板高度取決于離地間隙和車身下骨架的截面高度，為降低地板高度，簡化地板結(jié)構(gòu)，設(shè)計車身承載選擇周邊式車架。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計課題未涉及車身底盤的布置，所以前后艙布置的相關(guān)硬點坐標(biāo)參考了車型比亞迪F3的鈑金維修車體尺寸，結(jié)合設(shè)計車身的外廓尺寸及車架的布置形式，繪制的車身

67、整體框架圖如圖3-2所示:</p><p>　　圖3-2：車身整體框架尺寸</p><p>　　表3-1：孔位的用途及其坐標(biāo)</p><p><b>　　3.2 踏板的布置</b></p><p>　　踏板的空間位置受到地板凸包和車身內(nèi)側(cè)壁的限制，離合踏板的左側(cè)必須留出可容納駕駛員左腳的空間，以便于在離合器非工作時駕駛員

68、腳部的放置。按照從左到右的順序依次布置離合踏板、制動踏板、油門踏板。油門踏板略低于制動踏板且與地板夾角為40°。德國DIN73001標(biāo)準(zhǔn)推薦的踏板布置間隙尺寸如下：</p><p>　　圖3-3：DIN73001標(biāo)準(zhǔn)推薦的踏板布置尺寸</p><p>　　d-離合器踏板空間 e-制動器踏板空間 f-油門踏板空間 g-轉(zhuǎn)向管柱</p><p>　　推薦

69、尺寸：a=130mm b=60mm c=70mm d=260mm e=200mm f=170mm</p><p>　　根據(jù)踏板推薦布置尺寸，結(jié)合設(shè)計車身的基本尺寸，踏板布置見總布置圖。</p><p>　　3.3 車身室內(nèi)人體模型布置</p><p>　　3.3.1車身內(nèi)部布置已知條件</p><p>　　車身內(nèi)部布置是根據(jù)整車的性

70、能要求，確定車身內(nèi)部尺寸、乘員乘坐空間、駕駛員操作空間、以及車身內(nèi)部各部件和附件的位置參數(shù)。內(nèi)部布置需要滿足相關(guān)法規(guī)和整車性能的要求，最常用的布置方法是SAE推薦的車身內(nèi)部布置方法。</p><p>　　內(nèi)部布置過程大體可分為三個步驟：</p><p>　　第一步：確定人體模型的適宜H點、座椅參考點SgRP和座椅調(diào)節(jié)行程。</p><p>　　第二步：調(diào)用UG中帶頭

71、部包絡(luò)和眼橢圓的人體模型，結(jié)合內(nèi)部空間控制尺寸，確定頂蓋的位置和內(nèi)部寬度；根據(jù)眼橢圓確定視野，定出前后風(fēng)窗的傾角；調(diào)用手伸界面設(shè)計儀表盤的斷面形狀、儀表盤平面角度。</p><p>　　第三步：根據(jù)人機(jī)工程及SAE推薦的硬點控制尺寸布置方向盤和操縱機(jī)構(gòu)。</p><p>　　進(jìn)行內(nèi)部布置的已知條件：車高1480mm，車長5046mm，車寬1880mm，軸距3000mm，前懸1000mm，后

72、懸1056mm，踵點位置根據(jù)踏板的位置布置確定的坐標(biāo)為AHP（640，-282，-120），根據(jù)高檔轎車座椅高度H30的經(jīng)驗值范圍（240mm~300mm），選擇為H30=300mm。</p><p>　　根據(jù)地板高度和加速踏板位置從上到下對人體模型進(jìn)行布置，內(nèi)部布置已知條件如下圖所示</p><p>　　圖3-4:內(nèi)部布置已知條件</p><p>　　3.3.2確

73、定拇趾參考點（BOF）</p><p>　　座椅參考點的位置根據(jù)SAE推薦的H點位置線法來確定。</p><p>　　圖3-5：AHP加速踏板踵點 BOF拇趾基準(zhǔn)點</p><p>　　踵點AHP的坐標(biāo)是拇趾基準(zhǔn)點BOF的定位基準(zhǔn)，踵點坐標(biāo)參考同類車型來確定，BOF的坐標(biāo)可根據(jù)拇指基準(zhǔn)點和踵點的幾何關(guān)系推出。設(shè)AHP的坐標(biāo)為（X1，Y1，Z1），BOF的坐標(biāo)為

74、（X2，Y2，Z2），踏板裝置角為α=55°，踏平面角為θ，H點高度H30=300mm，根據(jù)SAE統(tǒng)計的踏平面角與H點高度H30的經(jīng)驗公式：θ=77－0.08×H30,可得θ=54°＜α=55°，如圖3-5所示實際踵點落在踏板平面與地板平面交點AP的后方，AP到BOF的距離為203mm，則BOF的坐標(biāo)公式如下所示：</p><p>　　X2=X1－203×cosθ

75、×ctgα；Y2=Y1；Z2=Z1+203×sinθ</p><p>　　將θ=54、α=55°、AHP（640，-282，-120）帶入上式可得X2=521，Y2=-282，Z2=68。所以BOF（521，-282，68）。</p><p>　　3.3.3確定H點位置線</p><p>　　SAE J1517標(biāo)準(zhǔn)推薦的H點適宜位置線分

76、為A類車和B類車，本設(shè)計車型為H30=300mm介于127~405mm，方向盤直徑W9=380mm＜450mm的A類車。</p><p>　　其水平位置的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：</p><p>　　X97.5＝936.6＋0.613879×Z－0.00186247×Z²；</p><p>　　X95＝913.7＋0.672316×Z

77、－0.00195530×Z²；</p><p>　　X90＝885.0＋0.735374×Z－0.00201650×Z²；</p><p>　　X50＝793.7＋0.903387×Z－0.00225518×Z²；</p><p>　　X10＝715.9＋0.968793×Z－

78、0.00228674×Z²；</p><p>　　X5＝692.6＋0.981427×Z－0.00226230×Z²；</p><p>　　X2.5＝687.1＋0.895336×Z－0.00210494×Z²；</p><p>　　式中Xi表示第i百分位身材的駕駛員的H點在X方向上距B

79、OF的水平距離，單位mm。Z表示H點距踏板踵點的高度，單位mm。</p><p>　　設(shè)計SgRP點指滿足第95百分位駕駛員乘坐、操縱舒適性要求的最后設(shè)計H點，即SgRPx=X95。在UG的車身總布置系統(tǒng)中輸入BOF的長度坐標(biāo)L1、SgRP的寬度坐標(biāo)W20、AHP的高度坐標(biāo)H8，操作界面如圖3-6所示，系統(tǒng)便根據(jù)上述原理繪制出座椅適宜線如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-6：輸入L

80、1、W20、H8</p><p>　　圖3-7：側(cè)視圖中座椅適宜線及SgRP點坐標(biāo)值</p><p>　　座椅調(diào)節(jié)行程：最后設(shè)計H點即第95百分位駕駛員的H點，與第5百分位駕駛員H點的位置差。座椅的垂直調(diào)節(jié)升程H58，根據(jù)經(jīng)驗值范圍34~64mm，設(shè)計值為H58=40mm。把Z95=H30=300mm帶入公式：X95＝913.7＋0.672316×Z－0.00195530

81、5;Z²，求得X95=1459mm；再根據(jù)升程H58=40mm得Z5=340mm，代入公式：X5＝692.6＋0.981427×Z－0.00226230×Z²得X5=1301mm，所以座椅的水平調(diào)節(jié)行程L23=X95－X5=158mm,如圖3-7所示。</p><p>　　3.3.4人體模型的定位</p><p>　　人體模型是車身內(nèi)部布置的總要輔助

82、工具，其定位原理見參考文獻(xiàn)[3]。本設(shè)計選用的是使用較廣泛的SAE人體模型，選擇合適的靠背角度，并根據(jù)SgRP坐標(biāo)（1459，-282，180）和座椅的調(diào)節(jié)行程H58=40mm、L23=158mm，定位眼橢圓和頭廓包絡(luò)面，定位原理見參考文獻(xiàn)[3]，駕駛員人體模型、眼橢圓和頭廓包絡(luò)的定位如圖3-9所示。</p><p>　　圖3-8：定位人體模型時的參數(shù)輸入</p><p>　　圖3-9：駕

83、駛員人體模型的定位側(cè)視圖和前視圖</p><p>　　前后座椅參考點的水平距離L50的范圍750~850mm，為提高C-級高檔轎車后排乘員的乘坐舒適性，L50設(shè)計為850mm。因為傳動軸的U型布置會在前后地板間形成不大的高度差，所以前后SgRP在垂直方向上也會存在高度差H50，其經(jīng)驗值范圍0~20mm，選擇H50=10mm。前排座椅參考點的坐標(biāo)為SgRP（1459，-430，180），計算后可得后排右座椅參考點坐

84、標(biāo)SgRP（2309，430，190），后排左座椅參考點坐標(biāo)SgRP（2309，-430，190）。</p><p>　　按照駕駛員人體模型建立和定位的步驟來布置乘員人體模型，其定位側(cè)視圖和前視圖如圖3-10所示：</p><p>　　圖3-10：人體模型定位側(cè)視圖和前視圖</p><p>　　3.4 車身頂蓋及前后風(fēng)窗的布置</p><p>

85、;　　車頂蓋高度必須滿足上視角L124的視野要求、前后排有效頭部空間H61、H63的高度要求，在車身側(cè)視圖上車身頂蓋和前后風(fēng)窗的形狀由視角點A，前、后排有效頭部空間點B、D，發(fā)動機(jī)罩C點和后背艙面E點控制。</p><p>　　高檔轎車的頭部有效空間經(jīng)驗之范圍：上視角范圍10°~15°，H61=960 ~1000mm、H63=940~980mm，為提高轎車的舒適性，車身的內(nèi)部空間應(yīng)盡量寬闊，視

86、野區(qū)域應(yīng)盡量開闊，所以可取H124=15°，H61=996mm，H63=980mm。前后排座椅參考點的坐標(biāo)分別為SgRP1（1459，-430，180）、SgRP2（2309，-430，190），根據(jù)上述條件在側(cè)視圖上繪制出頭部有效空間控制點B、D，其坐標(biāo)點可以直接在圖上測出B（1590.7，-430，1116.7）、D（2439，-430，1110.2）。</p><p>　　發(fā)動機(jī)罩C點決定車頭長度

87、，后背艙面E點決定車尾的長度，二者間的距離控制乘員室的空間。結(jié)合前艙的空間尺寸、行李箱的尺寸、車身造型的空氣動力性以及乘員室的空間，確定發(fā)動機(jī)罩C點、后背艙面E點坐標(biāo)為C（410，0，623）、E（3546，0，656）。</p><p>　　A122、A121為前后風(fēng)窗的傾角硬點，其經(jīng)驗值范圍為：A122=58°~61°、A121=40°~68°，則可選A122=60&#

88、176;、A121=65°。前風(fēng)窗傾斜線與上視角線的交點為視角點A，測得其坐標(biāo)為A（1044，-430，990）。根據(jù)控制點A、B、C、D、E的坐標(biāo)繪制的頂蓋外型和前后風(fēng)窗外型側(cè)視圖如圖3-11所示：</p><p>　　圖3-11：頂蓋和前后風(fēng)窗的布置側(cè)視圖</p><p>　　在車身前（后）視圖上車身頂蓋、車門和車窗寬度需要滿足乘員的頭部有效間隙的空間要求、肩部寬度要求和臀部

89、寬度要求，所以其形狀大小由乘員垂直頭部間隙H35，對角頭部間隙W27，車身側(cè)壁的傾斜度，前后排肩部空間W3、W4和臀部空間W5、W6來控制，設(shè)其控制點分別為G、H、M、N、O、P。</p><p>　　在前（后）視圖上進(jìn)行頂蓋布置時，首先需要找出頭廓包絡(luò)的中心點K的坐標(biāo)（Xk，Yk，Zk）。K點的定位基準(zhǔn)為PRP、Y零平面和過AHP的水平面。座椅的水平調(diào)節(jié)量L23=158mm＞0時：</p><

90、;p>　　Xk＝664＋0.587L6－0.176H70－12.5t＋Xh；Yk＝W20；Zk＝683＋H70＋Zh；</p><p>　　其中L6=620mm為轉(zhuǎn)向盤中心到加速踏板參考點（PRP）的前后距離；H70＝180mm為座椅參考點的Z坐標(biāo)；t為變速類型，有離合踏板時t=1，否則t=0；W20為SgRP的Y坐標(biāo)其值為-430mm；L23＝158＞133mm，Xh＝90.6mm，Zh＝52.6mm。將

91、數(shù)據(jù)代入上式可得Xk＝1065mm、Yk＝-430mm、Zk＝1036，駕駛員頭廓包絡(luò)中心坐標(biāo)為K2（1600，-430，916）。同理可得后排右側(cè)乘員的頭廓包絡(luò)中心坐標(biāo)為K2（2600，430，920）。</p><p>　　乘員的乘坐空間和上下車的方便性影響著車身側(cè)壁的傾斜度。上下車的方便性用車門上下邊緣的水平距離K值來衡量，當(dāng)K=0時乘員大角度的傾斜上身才能進(jìn)入車內(nèi)，上下車非常不便，K值過大又會影響車身外觀

92、，K值一般取值范圍為100~150mm，因為設(shè)計車身寬度較大所以選擇K=150mm，車窗傾角為19°。</p><p>　　對角頭部間隙的經(jīng)驗值范圍為60~80mm，可取W27＝80mm；前后肩部空間的經(jīng)驗范圍為1400~1500mm，可取W3＝W4＝1450mm；前后臀部空間的經(jīng)驗范圍為1400~1800mm，可取W5＝W6＝1600mm。根據(jù)上述尺寸可得控制點的坐標(biāo)為G（1600，-430，1100

93、）、M（1600，-633，1035）、O（1600，-725，570）、H（2500，430，1104）、N（2500，635，1039）、P（2500，725，570）。根據(jù)上述控制點繪制的頂蓋及車窗布置前視圖如圖3-12所示。</p><p>　　圖3-12：頂蓋與側(cè)窗布置的前視圖</p><p>　　3.5 車門布置及上下車方便性</p><p>　　乘員的

94、上下車的方便性的直接影響因素為車門的開口形狀和位置。為改善車身的空氣動力學(xué)性能，前風(fēng)窗的傾斜角較大，A柱的傾斜度影響著車門的開口形狀，為改善前排乘員的上下車方便性，A柱盡量前移并加大車門橫梁和門檻的后移量；B柱適當(dāng)后傾并布置在后排座椅通道的前面，有利于改善后排乘員的乘坐舒適性。車門的具體布置形式見總布置圖。</p><p>　　3.6 方向盤和儀表盤的布置</p><p>　　方向盤的布置

95、受到很多因素的約束：方向盤與坐墊表面的最小距離，方向盤最下邊緣到座椅靠背角的最小距離、到人體模型大腿中心線的最小距離等。本次方向盤布置輔助工具選用符合SAEJ826推薦的2D人體模型，并使用三角形方法檢查駕駛員的姿勢和運動副角度是否符合SAE標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　建立2D人體模型時需要輸入的參數(shù)有座椅參考點SgRP（1459，-430，180）、踏板踵點AHP（640，-282，-120）、方向盤最大直徑W

96、9、方向盤傾角A18、方向盤到AHP的水平距離L11和垂直距離H17。W9、A18、L11和H17的經(jīng)驗范圍分別是：350~400、22~24°、530~838mm、150~660mm，設(shè)計為W9=380mm、A18=22°、L11=620mm、H17=500mm，通過計算可得方向盤的中點坐標(biāo)為（1140，-430，500）。根據(jù)上述參數(shù)進(jìn)行的駕駛員姿勢和運動副角度檢查結(jié)果均滿足要求，如圖3-13所示，方向盤的布置圖

97、見圖3-14</p><p>　　圖3-13：駕駛員姿勢和運動副檢查結(jié)果</p><p>　　儀表盤應(yīng)布置在駕駛員最易觀察的地方，其布置需要確定兩個因素：儀表盤平面的目視距離R和平面角度。Henry Dreyfuss協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，儀表盤最大目視距離為711mm，推薦距離為550mm，基于駕駛員座椅參考點和方向盤中心點的位置，目標(biāo)距離確定為R=680mm。</p><p&

98、gt;　　儀表盤的布置應(yīng)避開方向盤形成的盲區(qū)，在側(cè)視圖上作出方向盤輪緣上端與眼橢圓上方的公切線L1和方向盤輪轂上方與眼橢圓下方的公切線L2，儀表盤應(yīng)布置在L1和L2之間。儀表盤中心和眼橢圓中心點的連線L3平分L1和L2的空間，其水平夾角應(yīng)小于30°，確定其值為22°，儀表盤平面與L3的夾角范圍90±10°，取其值為90°，則儀表盤平面的傾角為68°。儀表盤在側(cè)視方向的布置見圖3

99、-14。</p><p>　　圖3-14：方向盤和儀表盤的布置側(cè)視圖</p><p>　　3.7 儀表板、后視鏡、油箱和備胎的布置</p><p>　　儀表板是汽車信息的顯示中心，其布置必須滿足視野性和空間布置的要求，如果布置位置不合理，可能會影響行車安全。儀表板的布置會受到很多因素的制約：前風(fēng)窗的尺寸限制了儀表板的前緣、方向盤和踏板的位置限制著儀表板的下緣、前方下

100、視角線可確定遮光罩的上緣。</p><p>　　儀表板上的重要和常用的按鈕和開關(guān)，應(yīng)布置在最佳操縱區(qū)域或最佳視野區(qū)域，組合儀表需布置在視野最前方，儀表表面與視野線垂直，各儀表的布置也應(yīng)遵從最重要性原則，以便操縱的方便和駕駛的安全。在儀表板的前端一般設(shè)置四個通風(fēng)口：兩側(cè)各一個為前排乘員提供風(fēng)量，中間兩個為后排乘員提供風(fēng)量。為保證在寒冷的天氣里，駕駛的安全性和乘坐的舒適性，儀表板表面布置了除霜吹氣口，下端布置了暖風(fēng)出

101、風(fēng)口。其儀表板布置的后視圖如3-15所示：</p><p>　　3-15：儀表板布置的后視圖</p><p>　　1-出風(fēng)口，2-大燈顯示器，3、7、9-報警燈，4-轉(zhuǎn)速表，5-車速里程表，6-油表，8-溫度表</p><p>　　汽車后視鏡的布置需要滿足視野性和舒適性，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的推薦：后視鏡水平位置位于駕駛員直前視線左右各60°的范圍內(nèi)，垂直位置位

102、于駕駛員直前視線上下各45°的范圍內(nèi)，后視鏡的布置見圖3-15和3-16。</p><p>　　油箱和備胎的布置，需要充分利用空間，并保證足夠大的行李艙容積。</p><p>　　為保證行車的安全性，油箱應(yīng)遠(yuǎn)離消聲器和排氣管，其與排氣管的距離應(yīng)大于300mm；油箱與裸露開關(guān)及電器接頭的距離應(yīng)大于200mm?？倕?shù)設(shè)計的油箱有效容積為80L，如果布置在行李艙內(nèi)將占用過大的空間，影響

103、行李的放置。為充分利用空間，并便于加油，最終將油箱布置在后排座椅下方，其布置圖如圖3-16所示。</p><p>　　在轎車中為便于備胎的拿取，一般將其布置在行李艙內(nèi)，如圖3-16所示</p><p>　　圖3-16：油箱和備胎的布置俯視圖</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計從課題

104、選擇到論文成文都得到了謝暉老師的悉心指導(dǎo)，是在謝老師的多次審查和修改的基礎(chǔ)上完成的。在論文的創(chuàng)作過程謝老師和莫旭輝老師都為我提供了很多寶貴建議，如論文提綱內(nèi)容，總布置圖的繪制等，是我受益匪淺，再次表示衷心的感謝。同時也謝謝中期檢查的評審老師們-成艾國評審組，他們?yōu)槲业脑O(shè)計進(jìn)度和設(shè)計方向提供了很好的建議。機(jī)械院的各位專業(yè)老師的出色教學(xué)質(zhì)量，為我的專業(yè)知識打下了很好的基礎(chǔ)；研究生王晨磊師兄和同課題組的同學(xué)們，熱心地指導(dǎo)我熟悉了相關(guān)軟件的操作

105、，為我設(shè)計工作的順利進(jìn)行提供了幫助，在此一并表示衷心的感謝！由于設(shè)計時間有限，個人能力有限，可利用資源有限，論文中存在著很多的缺點和瑕疵，真誠的歡迎和感謝評審老師給予批評和指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 黃天澤，黃金陵．汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.</p><p&g

106、t;　　[2] 陳家瑞．汽車構(gòu)造[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[3] 黃金陵．汽車車身設(shè)計[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[4] 王望予．汽車設(shè)計[M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[5] 余志生．汽車?yán)碚揫M] ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.</p>

107、;<p>　　[6] 樂玉漢．轎車車身設(shè)計[M] ．北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[7] 吳興敏．轎車鈑金與涂裝修復(fù)技術(shù)[M] ．北京：國防工業(yè)出版社，2010. </p><p>　　[8] 汽車工程手冊編輯委員會．汽車工程手冊-設(shè)計篇[M] ．人民交通出版社，2001．</p><p>　　[9] 郎代兵．UG汽車自

108、動化設(shè)計[M] ．北京：清華大學(xué)出版社,2006．</p><p>　　[10] 毛恩榮，張紅，宋正河．車輛人機(jī)工程學(xué)[M] ．北京：北京理工大學(xué)出版社，2005．</p><p>　　[11] 溫吾凡．汽車人體工程學(xué)[M] ．長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1991．</p><p>　　[12] 朱序璋．人機(jī)工程學(xué)[M] ．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1

109、999．</p><p>　　[13] 吳亞良．現(xiàn)代轎車車身設(shè)計[M] ．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1999．</p><p>　　[14] 建云，鄭晉軍．汽車車身總布置設(shè)計工具初探[D] ．吉林：吉林大學(xué)，2002．</p><p>　　[15] 廖琪梅．人體工程學(xué)在車身設(shè)計中的使用[D] ．上海：上海工程技術(shù)大學(xué) 學(xué)報，2004.</p>

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