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毕业设计说明书
AC6600轻型客车设计说明书
●学校长安大学
●院系汽车学院
●姓名王剑波
●指导老师郭应时
CA6600轻型客车底盘总布置设计
【摘要】近几年，随着我国国民经济和公路交通事业的发展，农村城镇化建设步入正轨，农民收入和消费已经达到一定的水平，为此，专为城郊及农村开发的AC6600轻型城乡客车应运而生，本文详细叙述了AC6600的底盘总布置设计和计算过程。
【关键词】城乡客车、总布置设计、底盘改造、性能计算。
【Abstract】Withthedevelopmentofourcountry’seconomyandthehighwaytransportationtheseyears,theconstructionsofthetownshavereachedanewlevel,theearningandconsumptionofthehavereachedanewstander,justforthattheAC6600isdeveloped.Thispaperdiscussesthedesignidea,designcharacteristic,chassischaracterandcalculatingprocessionaboutAC6600bus.
【Keywords】Coach,chassisOveralldesign,Designcharacteristic,chassischaracter,Performancecalculation.
第一章调研报告及软件介绍
1－1市场调研和可行性分析报告……………………….
1－2软件介绍……………………………………………..
第二章设计方案和结构选型
2－1设计内容……………………………………………..
2－2底盘设计………………………………………………
2－3底盘主要总成选型……………………………………
第三章主要性能计算……………………………………………
第四章设计中存在的主要问题及解决方案
4－1备胎的安放问题……………………………………
4－2轴荷分配问题……………………………………….
4－3副车架的对接问题………………………………….
第五章参考文献………………………………………………
第一章市场调研报告及软件介绍
1.市场调研及可行性分析报告
*************************************
***AC6600系列轻型客车市场调研及可行性分析报告***
1.目前市场状况分析
1.1我国的基本国情:
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。
因此，一些小的客车厂有必要开发出适合农民要求的产品。
1.2.12000以来，随着国家对环保的重视，各大、中小城市开始限制农用车进城。
1.2.2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。
1.2.3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,因此，从经济效益上讲，开发六米车有大的市场空间。
1.2.4在世界燃油税提高的情况下，轻型客车比较划算。
基于以上原因,现有一大部分农用车进入更新期,考虑到农村现状,要更新这一部分农用车有三种方案:
（1）选轻型车
（2）选轻型客货两用车
（3）选微型客车
对于以上选择，我们可以根据以下数据推测其发展趋势：
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
16.16
26.23
-5.45
1999年
-11.90
25.31
-1.16
2000年
-3.54
39.80
36.75
由以上数据可知：
农用车更新，有40％可选轻型客车。
1.3由于国家今后把扩大内需作为经济增长的主要动力，将实施积极的财政政策，这在一定程度上继续促进汽车消费，促进私人购车的积极性。
1.4西部大开发为轻型客车的发展提供了良好的机遇。
1.5全国公路网将逐步建成，“九五”期间，全国公路通车里程已达到135万公里，高速公路已进入世界前十名。
，2010年，我国公路布局“五纵七横”将形成。
这些将为轻型客车的发展提供良好的发展空间。
1.6国际市场方面，中国进入WTO对我国客车发展是一个很好的机遇。
1.7从市场销售状况来看，YZK6600系列，XMQ6600、XMQ6601系列、ZK6600系列、LCK6600系列等，售价均在6－15万元之间，六安客车厂准备AC6600系列售价在5万元左右，在价格方面有望占领市场。
2.根据以上分析，六安客车厂开发AC6600系列轻型客车可实行。
************************************
2.软件介绍（UG）
Unigraphic简称UG，是UnigraphicsSolutiongs公司推出的集CAD/CAE/CAM为一体的三维机械设计平台，也是当今世界广泛应用的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，广泛应用于航空、航天，汽车和造船等领域。
UG是一个交互的计算机辅助设计（CAD）、计4算机辅助制造（CAM）系统，具备了当今机械加工领域所需的大多数工程设计和制图功能。
UG是一个全三维、双精度的造型系统，使用户能够精确地描述任何几何形体，通过对这些形体的组合，就可以对产品进行设计、分析和制图。
UG自从1990年，进入我国以来，以其强大的功能和工程背景，已经在我国的航空、航天、汽车、模具和家电等领域得到广泛的应用。
尤其UG软件PC版本的推出，为UG在我国的普及起到了良好的推动作用。
UG具有以下优势：
可以为机械设计、模具设计以及电器设计单位提供一套完整的设计、分析和制造方案。
*UG是一个完全的参数化软件，为零部件的系列化建模、装配和分析提供强大的基础支持。
*UG可以管理CAD数据以及整个产品开发周期中所有相关数据，实现逆向工程（ReverseDesign）和并行工程（ConcurrentEngineer）等先进设计方法。
*UG可以完成包括自由曲面在内的复杂模型的创建，同时在图形显示方面运用了区域化管理方式，节约系统资源。
●UG具有强大的装配功能，并在装配模块中运用了引用集的设计思想，为节约计算机资源提出了行之有效的解决方案，可以极大地提高设计效率。
本次设计我们采用UG—CAD来完成整个设计过程，在设计过程中，利用这个软件的运动分析和材料分析功能对整车的运动学特性、梁的强度和刚度进行了分析，以确保设计过程中的准确性。
第二章设计方案和结构选型
1.设计内容
本次毕业设计我们设计小组的主要任务是根据六安客车厂的要求将HFC6600型客车底盘作适当的改造，设计出一款适合当地经济条件和市场需要的中型城郊客车.由于六安市系经济欠发达地区，人民生活水平一般，所以我们所设计的这款车价位不能太高，在5-6万元左右。
这款车主要作为城郊、城乡间的公交车辆，由于乘客大多为农民，他们出行一般要带较多行李，主要是当地土特产如：
茶叶、油菜等，故这款车需要较大的行李箱，因此具有很大的行李箱空间是我们这款车的一大特点。
我本次设计的任务是将厂家给的HFC6600城市客车底盘后悬架作必要的改造，使后行李仓的容积大大增加，以满足客车的整体设计要求。
2底盘的设计
众所周知，发动机、底盘和车身是客车的三大组成部分。
客车作为一个整体，其三大总成既相互制约，也相得益彰。
发动机和机底盘的技术性能是客车动力性、经济性、安全性、环保等性能的基础，从车身设计制造的角度来看，必须选用与之紧密匹配的地盘和发动机才能发挥其整体优势。
所以客车底盘技术的不断提高是客车技术赖以发展的基础，从某种意义上来说，我国目前客车底盘技术，尤其是中高档底盘技术水平是制约客车产品上质量、上水平、上档次的一个“瓶颈”。
国外客车的统计资料表明，客车底盘（含发动机）的重量约占整车总质量的40％~60%，其制造成本约占整车的40％~60%，由此可见底盘和发动机在客车中具有举足轻重的位置。
国内大量的定型试验数表明，底盘故障明显高于车身，客车底盘的质量对整车的质量水平具有十分重要的影响。
因此，客车底盘在客车中具有举足轻重的地位，无论从哪个角度讲，设计和生产客车产品绝不能对客车底盘掉以轻心。
2.1底盘的设计原则
为使改进后的底盘既要有较高的档次，又要有良好的可靠性和适中的价格，在底盘开发设计时，应满足以下原则：
（1）采用成熟的技术，对国内已引进或研制成功的、批量生产的、满足该底盘要求的总成、部件、零件优先选用；
（2）力求安全、可靠、节能、防腐、防锈，尽量采用新技术、新标准、新工艺，主要几乎指标符合国家标准；
（3）设计符合标准化、系列化、通用化三化要求，噪声、排放等性能指标符合有关标准要求。
2.2底盘主要参数的确定
2.2.1轴荷分配
由于适当提高前轴负荷有助于提高前轮附着力，对提高操稳性和制动安全性等都有好处，所以原底盘满载条件下的前轴负荷为1500kg占整车负荷的33.4%左右，后轴负荷为2955kg占整车负荷的67.6%左右，改造后的底盘由于后行李箱容量增大，后桥的轴荷分配在满载情况下会增加很多，在高速行驶时会使车产生“发飘”，因此，改造后的底盘后桥载荷不应增加过多，经计算，整车在满载条件下后桥载荷会增加8％，基本上满足整车性能要求。
2.2.2轴距、前悬、后悬长度的确定
由于发动机前置，前桥超载的可能性较大，加上乘客门前置，因而前轴载荷不应再增加，改造后的底盘其备胎不宜放在前悬下方，以保证前悬轴荷分配合理和足够的接近角。
所以，改造后的底盘的尺寸参数仍和原来底盘保持一致。
其尺寸参数为：
轴距：
3308mm，前悬：
990mm,后悬：
1529mm.
2.2.3前后轮距的确定
轮距的大小直接影响到整车的横向稳定性和造型。
轮距应尽量大，但不能超出车身的裙边宽度，以免影响车的安全性。
因此，改造后的底盘前后轮距仍保持原来的尺寸。
其尺寸参数为：
前轮：
1830mm后轮：
1600mm。
2.2.4车加上平面的离地高度
车架上平面的离地高度随着簧上重量和悬架刚度的变化而变化。
设计是一般是确定其额定满载时的高度。
该高度置的确定受整车中心高度、地板结构、乘客门踏步高度、级数、接近角、离去角和所选轮胎规格等因素的影响。
而且从整车造型及稳定性考虑，车架上平面应前低后高，对地面有一个适当的倾角（一般为0.5
~1.5
）。
根据中布置要求，经过计算，当采用满足符合要求的7.00—1612PR轮胎时，本底盘满载时，车架上平面离地高度为：
前轴处：
693mm,后桥处：
711mm,车架上平面与地面的倾斜角度为1
。
AC6600轻型客车底盘经过改造后其三维视图如下图所示：
2.2.5后悬的改造设计
由于取消了顶行李架，给这次客车的造型设计带来了方便，安全性也得到了提高。
但是由于此车的定位和价格的原因，对后行李仓的容积提出了比较高的要求。
综合考虑，设计方案如下：
取下挂在后悬车架部分下的备胎，从车架最后端算起将原车架去掉长为700㎜。
再设计长为700㎜副车架，在截去的车架下方300㎜处，通过加强钣和原车架焊接在一起。
这样后行李箱的容积得到了扩大，扩大的容积大约有
，这样整个后行李舱的容积可以达到1.4
。
按客车设计的标准，人均行李舱容积必须达到0.1
，由于这次设计的AC6600属于轻型客车，对行李舱容积的要求没有这么大，但是作为本车特色的行李仓，加上内行李架，人均容积还是可以达到0.1
的（整车共18个座位）。
其结构如下图：
三维视图如下图所示：
3底盘主要总成选型
3.1发动机
发动机的性能直接影响到整车的动力性、可靠性、排放、噪声和经济性。
为了满足客车动动力性、经济性、可靠性的要求，本地盘选用了4100QB四缸直列、水冷、中冷直喷时柴油机。
该机额定功率为75kw/3200r/min,最大扭矩为：
260N.m/2200r/min,最低比油耗为238g/kw.h，完全满足该客车对动力性的要求。
（1）、发动机的上下位置
发动机的上下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。
HFC6600轻型客车底盘采用发动机前置后驱动，将发动机布置在前轴上方，考虑到悬架缓冲块脱落后前轴向上跳动量很大，这就要求发动机有足够高的位置，以防之前轴碰坏发动机油底壳。
此外，还要检查油底壳与横拉杆之间的间隙。
发动机高度位置初定以后，用气缸体前端面与曲轴中心线交点到地面高度尺寸来表明其高度位置。
发动机高度位置初步确定之后，风扇和散热器的高度随之而定，要求风扇中心与散热器几何中心相重合，以使散热器在整个面积上接受风扇的吹风。
护风罩用来增大送风量和减小散热器尺寸。
为保证空气畅通，散热器中心与风扇之间应有不小于50mm的间隙，无风罩时可减小到30mm。
由于空气滤清器位于发动机进气岐管上，其高度影响发动机罩的高度，为此将发动机罩做成扁平状，。
发动机罩与发动机零部件之间的间隙不得小于25mm，以防止发动机罩受到损伤。
发动机的前后位置会影响到汽车的轴荷分配以及发动机前置后驱动汽车的传动轴长度和夹角。
为减小传动轴夹角，发动机前置后驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使传动轴中心线于水平线之间形成1—4
的夹角，这里取1
。
发动机曲轴中心线于汽车中线一致。
（2）、发动机的布置形式选为FR形式。
优点：
动力总成操纵机构简单，散热器位于前部，冷却效果好，发动机故障时易发现。
缺点：
发动机突出在地板上，面积利用率低，布置座椅时易受发动机限制。
传动轴从地板下通过使地板较高，上下车不方便；传动轴长，噪声、气味儿、热量易传入车厢内，发动机振动隔绝困难，影响整车舒适性；故障检测要在驾驶室内，十分不便；如果车门布置在轴距内，车身刚度被削弱，若前开门会使前悬加长，同时可能使前轴过载。
因此，在总体布置时又取其优点，避其缺点。
（3）、发动机的主要技术规格表
发动机主要术参数
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
75／3200
全负荷最低燃油消耗率g/kw/h
231.2
最大扭矩N.m/r/min
260／2200
机油消耗率g/kw.h
2.72
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
主要配套件规格表
柴油机型号
4102QB
喷油泵型号
A型泵：
4A405,4A90Y35
调速器型号
两极式T30,RFD或全程式RLD
供油提前器型号
机械离心内藏式（ZS23-ATHUOYZS3）
喷油器
型式
长型孔式
喷油型号
PF68S19或DF68S27
喷油压力
19.1
0.49Mpa
柴油滤清器型式/型号
单级纸质滤/CO708或旋装滤/CX0708
机油滤清器型式/型号
纸质滤/CO708或旋装滤/CX0814
空气滤清器
型式/型号
KL1522或KW1532
额定流量
350
节温器
型号
腊质调温器T2-35（154A）
温度
初开：
72；全开：
86；
型号
3Q5QD158
起动机
电压
24V12V
功率
3.8KW
型号
JFW25,JFWB25,JFWB27
充电发电机
工作电压
28V或14V
功率
500W或750W
充电发电机调节型号
FT111（14V）FT211（24）
风扇皮带
A-1150
蓄电池
6-Q-105
柴油机主要技术参数表
（a）各种温度、压力范围
机油温度
95度
冷却水出水温度
75--95
排气温度
620
机油压力
196--490Kpa
怠速时机油压力
49Kpa
已知发动机的外特性参数值如下：
CY4102BQ发动机的外特性曲线取值
N（r/min）
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
Me（N*m）
242
243
235
241
240
245
236
Ne（kw）
36.5
42.5
48
52.5
51.5
61.5
64.5
变速器传动比
主传动比5.286
i1=5.788
i2=2.988
i3=1.73
i4=1
i5=0.776
ir=5.789
将整车的参数代入程序可得发动机的外特性曲线：
如图
经比较，所计算出的外特性曲线符合要求，所以，发动机的选择符合整车性能。
3.2离合器
离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。
汽车离合器多为盘形摩擦离合器，按其从动盘的数目可分为单片、双片、和多片三类；根据压紧弹簧布置形式不同，可分为圆周布置、中央布置和斜向布置等形式；根据使用的压紧弹簧不同，可分为圆柱螺旋弹簧，圆锥螺旋弹簧和膜片螺旋弹簧离合器；根据分离时所受作用力的方向不同，又可分为推式和拉式两种。
其主要功用是：
a.切断和实现对传动系的动力传递，确保平稳起步；
b.换挡时将发动机与传动系分离，减少冲击；
c.在工作中受到大的动载荷时，限制最大转矩，防止过载损坏零件有效降低振动和噪声。
对离合器的基本要求是：
a.既能可靠地传递发动机的最大转矩又能防止传动系过载；
b.结合完全且平顺、柔和，使汽车起步时无抖动、无冲击；分离彻底、迅速；
c.工作性能稳定，即作用在摩擦片上的总压力不应因摩擦表面的磨损而有明显的变化，摩擦系数在离合器工作过程中应要求稳定；
d.从动部分的转动惯量要小，以减小换挡时对齿轮的冲击并且方便换挡。
e.能避免衰减传动系的扭振，具有吸收振动、冲击和降低噪声的能力；
f.通风散热性良好；
g.操纵轻便；
h.具有足够的强度，工作可靠，使用寿命长；
i.力求结构简单，紧凑，质量小，制造工艺好，维修方便；设计应注意对旋转件的动平衡要求合理合离心力的影响。
本底盘选用了单片、干式、膜片弹簧带扭转减震器的的离合器，其摩擦片外径为275mm。
完全符合以上设计要求和整车的性能要求。
3.3变速器
变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，以适应汽车在原地起步、爬坡，加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度；使发动机在最有利的工况范围内工作。
变速器还设有空挡和倒档，需要时还有动力输出的功能。
为保证变速器有良好的工作性能，对变速器应提出如下设计要求：
a.正确选择变速器的挡位数和传动比，使之与发动机参数优化匹配，以保证汽车有良好的动力性和经济性；
b.设置空挡以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；设置倒挡使汽车可以倒退行驶；
c.操纵简单、方便、迅速、省力；
d.传动效率高，工作平稳、无噪声；
e.体小、质轻、承载能力强，工作可靠；
f.制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长；
g.贯彻零件标准化、零部件通用化、及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定；
h.需要时应设动力输出装置。
变速器的选择要根据发动机的动力性及整车的动力性要求来确定。
根据本车的最较高车速95km的要求，本车选用了具有全同步器的机械操纵变速器，该变速器具有五个前进档和一个倒挡，符合该车的整车性能要求。
3.4车桥
车桥通过悬架和车架相连，两端安装车轮，其主要功用是传递车架与车轮间各个方向作用力。
3.4.1后桥
由于本车是发动机前置后驱动布置方式，故其后桥为驱动桥。
驱动桥处于传动系的末端，基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左右驱动轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。
驱动桥一般由主减速器、差速器、左右轮传动装置和驱动桥壳组成。
驱动桥由以下两种结构形式：
a.整体式（非独立悬架）：
结构简单，制造工艺性好，成本低，工作可靠，维修调整容易，广泛应用于各种载货汽车、客车及多数越野车和部分轿车。
但整个驱动桥均属于簧下质量，对平顺性和降低动载荷不利。
b.断开式（独立悬架）：
结构较复杂，成本较高，但它大大增加了离地间隙，减小了簧下质量，从而改善了行使平顺性，提高了汽车的平均车速，减小了行驶时的动载荷，提高了使用寿命，增强了抗侧滑能力，增加不足转向效应，提高操纵稳定性。
在轿车和高通过性的越野车上应用广泛。
驱动桥的设计应满足以下要求：
a.所选择的主减速比应保证汽车的动力性及燃油经济性要求。
在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量最小，尤其是簧下质量尽量小，以改善汽车的平顺性。
b.要求工作平稳，噪声降低，工作效率提高。
c.外形尺寸要小，最小离地间隙要合适。
d.转向驱动桥和转向系运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构的运动相协调.
e.结构要求简单，加工工艺性好，制造容易装维修方便。
本车由于成本和和其它性能的要求，选用整体式驱动桥就完全满足以上设计要求和整车设计性能要求。
3.4.2前桥
由于本车前桥是转向桥，故其在汽车行驶时除了使汽车转向外，还承受纵向力和侧向力以及这些力造成的力矩。
本车前桥选用非断开式，两端拳式车桥。
该车桥有两级落差，有利于降低发动机高度提高车的平顺性和舒适性。
设计方案：
前桥为非断开式转向桥，两端拳式；
后桥为驱动桥，单级减速、双曲线齿轮。
减速比：
5.375
3.5制动系统
制动系用以强制行驶中的汽车减速或停车、是下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地驻留不动的机构。
随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显的日益重要，也只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车才能充分发挥其制动性能。
汽车制动系至少应有两套独立的制动装置，及行车制动装置和驻车制动装置；重型汽车或经常在山区行驶的汽车要增设应急制动装置；前一装置由自动制动装置行车制动装置用作强制行驶中的汽车减速或停车，并使汽车保持适度稳定的车速。
其驱动机构常采用双回路或多回路结构，以保证其工作可靠。
驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制的停驻在一定的位置甚至斜坡上。
驻车制动装置应采用机械式驱动机构而不用液压或气压式，以免其产生故障。
任何一套制动装置均由制动器和制动驱动机构两部分组成，制动器有盘式和鼓式之分。
行车制动是用脚踩下制动踏板操纵车轮制动器来制动全部车轮，而驻车制动则多采用手制动杆操纵，且具有专门的中央制动器或利用车轮制动器进行制动。
制动系设计时应满足以下要求：
a.
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