柴油动力suv车设计总体设计说明书.docx
《柴油动力suv车设计总体设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《柴油动力suv车设计总体设计说明书.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
柴油动力suv车设计总体设计说明书
柴油动力SUV的整体设计
摘要
SUV是一种近年来迅速发展起来的车型，它是集越野、旅行、储物、牵引为一体的多功能用车。
它既具备中高档轿车的舒适性，较高的越野性和安全性，又有运动感，便于日常生活、外出旅行和野外休闲。
在本文中，通过收集国内外的各种资料确定了整车的各项参数，确定了本次设计的方案、汽车的形式和汽车的主要参数，并且选择了与所设计汽车匹配的发动机和车身形式，同时本文对汽车轮胎的选择也有一定的介绍。
本文中确定了整车布置时各个方向上的基准线，并且对底盘各个部件的选择和布置、车身的内部布置和汽车的外形设计等方面也进行了说明。
在本文的性能参数计算部分，主要进行了汽车动力性和经济性方面的计算，文中提出了汽车发动机的选择及经济性的计算方法。
通过与各个部件总成的协调，得出了汽车的最小转弯半径。
通过查阅相关的资料文献确定了汽车的接近角和离去角，但是由于缺少必要的资料和实验，本文中对汽车的通过性参数、操纵稳定性参数、制动性参数的计算不够全面。
SUV是近年兴起的车型，其先天的节油优势和高的性价比必然会受到越来越多人的青睐，有广阔的发展前景。
关键词：
设计，底盘，外型,发展
DIESEL-POWEREDSUVDESIGN
ABSTRACT
SUVhavedevelopedrapidlyinrecentyears,itcombinescross-countrytravel,storage,tractionfortheintegrationofamulti-functionalcar.Itisbasedonmiddle-gradesedanscomfortable,highercross-countryandsafety,andwithasenseofmovement,easedailylife,ontravelandleisurefield.
Inthispaper,Ideterminethedesignofthisprogramthroughcollecttheinformationathomeandabroad,Ideterminetheparametersofthevehiclet,intheformofvehiclesandvehicleparameters,andthechoiceofvehicledesignandmatchingengineandbodyforms,Meanwhile,inthispaper,thechoiceofautomobiletiresaresomewhatintroduced.Inthispaperidentifiedavehiclelayoutthebaselineatalldirections,andthevariouscomponentsofthechassisoptionsandsettings,body'sinternallayoutandappearanceoftheautomobiledesignisalsointroduced.Inthispapertheperformanceparameters,themajordrivingforcefortheautomobileandtheeconomy,Thispaperpresentsanautomobileengineandthechoiceofeconomiccalculation.Withtheassemblyofthevariouscomponentscoordination,thevehiclereachedtheminimumturningradius.ThroughaccesstotherelevantinformationtodeterminetheliteratureoftheautomobileandtheChajinguleftcorner,butduetolackofnecessaryinformationandexperimentation,Inthispaper,thevehiclethroughsexualparameters,handlingandstabilityparameters,brakingparametersofcalculationisnotcomprehensiveenough.
InrecentyearstheriseofSUVmodels,inherentadvantagesofsavingandhighcostperformancewillbemoreandmorepeopleofallages,withbroadprospectsforfuturedevelopment.
Keywords:
design,chassis,appearance,development
第一章前言.....................................1
第二章参数的选择和确定.........................3
§2.1方案的分析和确定.........................3
§2.2汽车形式的选择.............................4
§2.3汽车主要参数的确定........................4
§2.4发动机的选择...............................6
§2.5车身形式的选择............................7
§2.6轮胎的选择.................................7
第三章汽车的总体设计............................9
§3.1整车布置的基准线（面）.....................9
§3.2部件的选择和布置...........................9
§3.3车身内部布置..............................11
§3.4车身外型的设计............................12
第四章汽车性能参数的计算和确定................14
§4.1动力性参数的确定和计算................14
§4.2经济性计算..............................20
§4.3最小转弯半径............................22
§4.4通过性几何参数的计算....................22
§4.5操纵稳定性参数..........................22
§4.6制动性参数..............................23
§4.7舒适性....................................23
第五章结论.....................................24
参考文献.........................................25
致谢.............................................26
第一章前言
自1986年诞生以来的一百多年里，汽车工业从无到有迅速的发展，写下了人类近代文明史的重要篇章。
汽车是数量多，普及范围最广，运输量最大的现代化交通工具。
它与国民经济各部门，社会和人们生活有密切关系，对现代社会的发胀产生了广泛而深远的影响。
从20世纪70年代至今，世界汽车形成美、日、欧并存的格局。
世界汽车业已形成通用、丰田、福特-沃尔沃、雷诺、日产、大众、戴姆勒-克莱斯勒等6大集团公司和标志-雪铁龙、本田、现代、菲亚特等四个独立厂商。
汽车产量稳定在4000-5000万辆左右。
目前，世界汽车保有量6.6亿辆，其中轿车占70%，世界平均每千人汽车拥有量100辆。
美国每千人汽车拥有量780辆，居首位，我国为每千人16辆。
轿车的普及极大的方便了人们的日常生活，扩大了人们的活动范围，使社会生活变得丰富多彩。
汽车诞生在欧洲，但在20世纪初随着福特公司T型车的推出以及流水生产线使用的开始，美国汽车工业开始在世界市场上居于主导地位。
日本汽车工业在20世纪60、70年代迅速发展，后者居上，先后超过德、英、法等老牌汽车工业国，并且在1980-1993年期间超过美国而跃居世界第一位。
同时韩国在激烈的竞争中崛起，成为世界汽车产业的一个重要的生产基地。
在一些新兴国家和发展中国家，由于人们生活水平的提高，致使汽车寻求量迅速增加。
由于技术落后和资金短缺，往往用优惠政策吸引外资，引进先进技术和装备，进口全拆散和半拆散零件装车，逐步提高零件的国产化率，继而是零部件自给，满足国内市场的需求，并以此模式发展自己的汽车工业。
由于激烈的竞争这一时期汽车的技术也有了长足的发展，主要是提高汽车的安全性、降低排放污染。
主要技术有汽车防抱死制动系统、电子控制喷油、电子点火、三元催化转化系统、电动汽车等。
汽车工业的迅速发展主要有两个方面的原因，一方面是汽车受到了社会的青睐，另一方面就是汽车工业综合性强和经济效益带动了各部门的发展。
因此，世界各个发达国家几乎无一例外的把汽车工业作为国民经济的支柱产业。
我国的汽车工业起点低，发展较晚。
1953年7月第一汽车制造厂动土兴建，1956年10月开厂投产，从此结束了我国不能制造汽车的历史。
改革开放以来我国汽车工业迅速发展，确定了以一汽、二汽、上海为三大汽车基地以及天津、北京、广州三个较小的基地。
我国汽车工业的目标是，到2010年汽车产量达到600万辆，成为国民经济的支柱产业。
同时支持大型汽车公司的发展，加强汽车产品的自主开发能力，提高汽车产品质量和技术装备水平，迅速赶上国际先进水平。
汽车的大力发展也给社会带来了一些不易解决的问题：
安全问题、能源消耗和环境污染。
因此，行车安全、节约能源和环境保护已成为当前汽车技术要解决的三大重要课题。
1991年SUV才开始在美国兴起。
它是运动和多用途结合的车辆。
SUV集旅行车的舒适性和越野车的越野性于一体，是集越野、储物、旅行、牵引多种功能为一体的多用途汽车。
近年来SUV的销量不断的增加，受到汽车市场的青睐，一直稳占畅销车了首位。
本次设计的是柴油动力SUV，在能源短缺的大环境下有先天节有优势的柴油车越来越受到汽车市场的重视，因此设计柴油动力SUV具有广阔的前景。
我们作的毕业设计为柴油动力SUV的设计，机动灵活，乘坐空间大，可以载货。
采用柴油机，油耗低，具有优越的动力性和经济性。
具有较高的性价比，适合中国工薪阶层。
总体布置包括汽车主要尺寸的确定，方向盘和人体座椅的布置，汽车外型的设计，底盘设计，协调同组同学完成其他部件总成的设计。
毕业设计是我们大学四年学习的一个最后环节，同时也是对大学四年学习知识的回顾总结，它让我把学过的知识特别是专业知识做了一次系统的梳理。
进一步熟悉了汽车的总体布置和各个部件总成的设计，同时掌握了整体设计的基本方法，相信对以后的工作和学习都有很大的帮助。
第二章参数的选择和确定
§2.1方案的分析和确定
§2.1.1设计任务分析
一.设计任务
柴油动力SUV总体设计
二.设计要求
总的要求是：
参考江铃陆风X6和长城哈弗的主要参数，完成柴油动力SUV的外型设计和底盘的总体布置。
通过查阅各种资料整理得到两款参考车型的主要性能参数，如下表2-1。
表2-1参考车型性能参数
项目
参数
车型
陆风X6
长城哈弗
外型尺寸（mm）
4800/1800/1750
4620/1800/1710
轴距（mm）
2760
2760
前/后轮距（mm）
1465/1470
1515/1520
接近角
37°
29°
离去角
27°
27.5°
车门数
5
5
座位数
5
5
发动机型号
4JB1
GW2.8TC
最大功率
68/3600
70/3600
最大扭矩
200/2000
225/1600-2800
油耗
90Km/h等速-〉7.0
40Km/h等速-〉7.2
前悬挂形式
双叉臂独立悬架
双叉臂独立悬架
后悬挂形式
整体桥非独立悬架
整体桥非独立悬架
驱动形式
前置后驱
前置后驱
§2.1.2方案分析
根据当前汽车市场的发展状况，收集国内外同级汽车的资料，以及国内的使用调查和实验报告等，经过与同组同学的协商，最终确定江铃陆风X6的外部尺寸和性能参数作为本次设计的参考。
我们设计SUV首先要考虑的是其多功能的特性，既要保证有一定的越野性又要有必要的舒适性，同时要保证足够的空间可以装载一定量的货物。
保证设计的汽车有较高的性价比，因此汽车的动力性和经济性是本次设计的基础。
§2.2汽车形式的选择
§2.2.1轴数
影响汽车轴数的主要因素有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。
根据要求本次设计汽车的轴数采用两轴式，以减轻汽车总质量。
§2.2.2驱动形式
驱动轮数增加，汽车结构越复杂，整备质量增加成本也随之增加。
设计中采用4×2驱动形式，其结构简单，制造成本低。
§2.2.3布置形式
汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置特点而言。
乘用车的布置形式主要有发动机前置前轮驱动、发动机前置后轮驱动、发动机后置后轮驱动。
经过对比分析我采用了发动机前置后轮驱动的布置形式。
它有以下优点：
轴荷分配合理，有利于提高轮胎的使用寿命；前轮不驱动，因而不需要采用等速万向节，有利于减少制造成本；操纵机构简单；上坡行使时，应驱动轮的附着力增大，故爬坡能力强；变速器与主减速器分开，故拆装、维修容易。
缺点是：
因车身地板下有传动轴，地板上有凸起的通道，并使后排座椅中部坐垫的厚度减薄，影响乘坐舒适性；汽车总长较长，整车整备质量增大，影响到汽车的燃油经济性和动力性。
§2.3汽车主要参数的确定
§2.3.1汽车主要尺寸的确定
汽车的主要尺寸参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸等。
一.外廓尺寸
参考同级别的汽车确定La=4675mm,Ba=1800mm,Ha=1750mm。
二.轴距
轴距对汽车整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。
参考陆风X6选轴距L=2760mm。
三.前轮距和后轮距
汽车的轮距会影响到车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度、最小转弯直径等。
汽车总宽受道路法规的限制不得超过2.5米。
由参考车型选定汽车的前轮距为：
1465mm，后轮距为：
1470mm。
四.前悬和后悬
前后悬的长度影响汽车的接近角和离去角，影响汽车的通过性。
确定汽车的前悬为：
810mm，后悬为：
1105mm。
§2.3.2汽车质量参数的确定
汽车的质量参数包括整车整备质量、载质量、载客量、汽车总质量、轴荷分配等。
一.整车整备质量
由参考车型和查到的资料取
=1700kg.
二.汽车的装载质量和载客量
确定汽车的装载质量
=625kg,载客数为5人。
三.汽车的总质量
=
+
=2325kg。
四.轴荷分配
轴荷分配对轮胎的寿命和汽车的使用性能有影响。
从轮胎磨损和寿命详尽考虑，各个车轮的载荷应相差不大；同时为保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴荷可以适当减少；为保证汽车有良好的操纵稳定性，转向载荷不应过小。
根据发动机和各个部件的质量分配，乘坐人数及位置，参考车型最终确定为（表2-2）
表2-2载荷分布
空载
重载
前轴
后轴
前轴
后轴
55%
45%
45%
55%
§2.4发动机的选择
柴油动力SUV选用柴油机作为动力装置，柴油机体积大，质量大，油耗大，但是柴油机扭矩大，有良好的动力性。
选用发动机要根据汽车的最高车速来确定。
本次设计的柴油动力SUV最高车速约为140km/h。
因此发动机最大功率用下面公式可以大约的算出来。
（2-1）
式中：
为发动机最大功率；
为传动系效率；
=90%；
为汽车总质量（kg）;g为重力加速度（
）;
为滚动阻力系数，
，
用最高速度代入；
为空气阻力稀疏，轿车取0.30～0.55，载货车为0.40～0.60;A为汽车正面投影面积（
），根据外形取2.56
;
为最高车速。
则：
=（2325
9.8
0.0315
140/3600+0.52
2.56
/76140）/0.9
=68.9（km）
根据公式所得的结果并且根据所查到的资料选用长城GW2.8TC高压共轨发动机。
发动机的性能参数如下:
表2-3长城GW2.8TC高压共轨柴油机的性能参数
最高功率/转速km/（r/min）
70/3600
最大转矩/转速N/（r/min）
225/1600-2800
排量（ml）
2800
最高转速（r/min）
4300
轮廓尺寸（mm）
715/590/770
§2.5车身形式的选择
根据柴油动力SUV的设计要求，在车身选择时采用有足够的空间的折背式车身形式。
外型设计上主要参考江铃陆风X6和长城哈弗。
§2.6轮胎的选择
轮胎及车身对汽车的许多重要性能，包括动力性、经济性、通过性、操纵稳定性、制动性及行使安全性和汽车的承载能力都有影响。
因此，轮胎的选择是重要的工作。
我们设计的柴油动力SUV的最大质量为2325kg，根据汽车的行使要求大于可得出每个轮胎的承载质量。
有轮胎在使用中的承受的静负荷值应等于或接近轮胎的额定负荷值，查GB2978-89以及根据参考车型，最终确定选用245/75R16的子午线轮胎。
该轮胎优点是滚动阻力小、温升低、胎体缓冲性能和胎面附着性能等都比斜交轮胎好，装车后油耗低寿命长、高速性能好、适应现代汽车对安全、高速、低能耗的发展要求。
其缺点是造价高、不易翻修。
则由上分析可初步确定本次设计的柴油动力SUV的性能参数。
如表2-4
表2-4柴油动力SUV主要性能参数
长/宽/高（mm）
4650/1800/1750
轴距（mm）
2760
前/后轮距（mm）
1465/1470
前/后悬（mm）
800/1150
最小离地间隙（mm）
240
整车整备质量（kg）
1700
最大功率（km）
70/3600
最大扭矩（N.m）
225/1600-2800
驱动型式
后驱
最高车速（km/h）
135
变速器型式
五挡手动
悬架（前/后）
麦弗逊式独立悬架/钢板弹簧
制动装置型式（前/后）
盘式/鼓式
发动机位置
前置
车门数
5
座位数
5
轮胎规格
245/75R16
第三章汽车的总体设计
在初步确定汽车的载客量（载质量）、驱动形式、车身形式、发动机形式等以后，要深入做更具体的工作，包括绘制布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求，并寻求合理的总布置方案。
§3.1整车布置的基准线（面）——零线的确定
1.车架上平面线
在本次设计中采用的是边梁式车架，所以以边梁上缘面较长的一段平面在侧视图上的投影线称为车架上平面线，它作为垂直方向的尺寸基准线，即z坐标线，向上“+”,向下“-”,该线标记为“z/0”。
2.前轮中心线
通过前轮中心，并垂直于车架上平面线，在侧视图和俯视图上的投影为前轮
中心线。
即为“x/0”,它作为纵向方向的尺寸线。
向前为“+”,向后为“-”。
3.车轮中心线
汽车垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线称为汽车中心线，用它作为横向尺寸的基准线，记为“y/0”,向左为“+”,向后为“-”。
4.地面线
低平面在侧视图和前视图上的投影线称为地面线。
5.前轮垂直直线
通过左右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影称为前轮中心线。
§3.2部件的选择和布置
1.发动机的布置
发动机的上下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。
发动机的位置不能太高以降低汽车的质心高度，但是发动机的高度也不能太低以防止汽车在上下颠簸时不会碰坏油底壳。
发动机的横向尺寸布置时，为了散热的需要及空气流通，散热器中心与风扇之间又不小于50mm的间距。
在布置发动机的前后位置是为减小传动轴的夹角，发动机前置后驱汽车的发动机常布置成倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成1°～4°夹角。
本次设计取2°。
2.传动系的布置
由于发动机、离合器、变速箱装成一体，所以在发动机位置确定以后，包括发动机、离合器、变速器在内的动力总成位置也随之而定。
驱动桥的位置取决于驱动轮的位置。
通常为满足万向节两端夹角相等、满载静止时不大于4°且最大不大于7°的要求，常将后桥主减速器的轴线向上翘起。
但是一般在布置时后桥减速器的轴线是平行的。
3.转向装置的布置
转向盘布置在驾驶员座椅前方保证驾驶员能舒服的进行转向操作。
本次设计的转向系采用液压助力的齿轮齿条式转向机构。
工作缸和转向横拉杆做在一起。
这种形式结构简单、紧凑。
4.悬架的布置
本次设计前悬架采用普遍的麦弗逊式悬架，能够改变汽车的平顺性，减小车身的倾斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。
后悬架采用独立式钢板弹簧悬架，以降低成本。
5.制动系统布置
根据所查到的资料及所参考的车型，本次设计中制动系统才有前盘后鼓式的制动系统。
制动系统采用真空助力，真空助力鼓中的真空有发电机提供。
盘式制动器具有良好的热稳定性，水稳定性好，尺寸小，质量小，散热性好。
鼓式制动器结构简单、成本低。
6.踏板的布置
离合器踏板、制动器踏板和油门踏板，布置在地板凸包于车身内壁之间。
离合器踏板和制动器踏板采用吊挂式，吊挂在方向盘凸包内的方向盘支架上。
油门踏板固定在车身中间的凸包上。
油门踏板和制动踏板之间有能放下一只脚宽度的间隙。
7.油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置
油箱根据汽车的最大续驶里程来确定，本次设计油箱的容量采用可续驶1000km的标准来设计。
布置在汽车的后部、行李箱的下面。
并且在排气管的另一侧，以减小危险。
备胎乘用车的备胎常布置在行李箱内。
SUV车有装载货物的要求，因此备胎不放在行李箱内，汽车还要保证有一定的越野性，又要求有较大的离去角，不能放在车厢的下面。
因此备胎布置在汽车的后面。
行李箱行李箱主要是装载货物，因此本次设计中，行李箱的空间比较大。
满足SUV载物的要求。
蓄电池蓄电池应放置在起动机的同侧，并却越紧越好，本次设计中蓄电池的位置放置在车架的前端，水箱的一侧。
§3.3车身内部布置
SUV是集越野和旅行于一体的多功能汽车。
因此，在保证有良好的乘坐舒适性和足够的安全性的同时还要兼顾有一定的行李箱空间。
在进行车身内部布置时，还应该符合人体特性的要求。
车身内部布置设计中以人体尺寸的“百分位分布值”作为尺寸依据的，利用人体模型布置出来的座椅、方向盘及操纵机构能满足90
升级会员 