4座微型客货两用车设计说明书.docx

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4座微型客货两用车设计说明书

第一章前言

汽车被称为“改变世界的机器”，它从1886年诞生至今已有100多年的历史，百余年来，特别是汽车产品的大批量生产及汽车工业的大发展以来，汽车已为世界经济的大发展，为人类进入现代生活，产生了无法估量的巨大影响，因此，无论是美国，日本，西欧等发达国家或地区无一例外的把发展汽车工业作为国家发展的支柱产业，我国也在“七五”期间提出“要把汽车制造业作为重要的支柱产业，争取有一个较大的发展”，由此可见汽车在世界经济发展的作用。

当前，汽车已进入人类社会各个领域。

工业，农业，商业与国际贸易，教育，科技，文化，艺术，卫生保健，国防以及其他建设事业，以至于人类的现代生活领域及家庭，都与汽车紧密相连。

汽车已成为人们日常工作，生产，学习，生活，旅行中最方便，最经常使用的交通工具，成为现代社会的象征。

在许多发达国家，汽车已普及到千家万户，普及率最高的是美国，平均1.3人拥有一辆；西欧，日本等发达国家平均2~3人拥有一辆。

汽车的普及极大的方便了人们，扩大了人们的活动范围，使社会生活变的丰富多彩；同时促进了公路的建设和运输的繁荣，改变了城市的布局有助于各地区经济文化的交流和偏远落后地区的开发。

我国汽车行业起点低，发展较晚。

1953年中国汽车工业从零起步，开始建造第一汽车制造厂，三年后便生产出国产“解放牌”中型载货汽车。

60年代建设了第二汽车制造厂，生产中国独立设计的“东风”牌中型载货汽车。

但汽车的品种在过去很长时间里出现了“缺重少轻”﹑“轿车基本空白”的缺陷。

改革开放之后，我国的汽车行业才进入大发展阶段。

近年来，轿车生产大幅度增长，确定了一汽，二汽，上海为三大基地以及天津，北京，广州三个较小的基地。

我国汽车的发展目标是，到2010年汽车生产量达600万辆，成为我国国民经济的支柱产业。

同时，改变生产厂过多投资分散生产规模过小的不合理情况，重点支持2～3家汽车企业集团迅速成长为有相当规模的大型企业，以及支持6-7家汽车企业成为国内的骨干企业。

其次，要花大力气增强汽车的自主开发能力，从与国外联合开发逐渐走向成熟的自主开发，提高产品的质量和技术装备水平，迅速赶上国际先进水平。

同时鼓励个人购买汽车，并为轿车的普及作好准备。

当然，汽车的迅速发展也带了一些不易解决的问题，例如：

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。

回顾历史，1959年面世的“MINI”轿车引发了汽车技术的一场革命。

这种车型在取得观念上的突破的同时，还屡次在汽车大赛中取得冠军。

40年后的今天，此类车型依然流行，使之成为最家庭化的轿车。

从此揭开了微行轿车的发展的历史。

在这种情况下，微型汽车也适时而生，而此车型也正是我们这一组所要设计的。

我国的微型车也可称为“中国特色”，因为我国轿车不太普及的情况下，售价仅在三万元人民币左右的微型客车，成为大众买的起的车型。

现在，微型汽车在一般的城市里随处可见。

因为它即可为家庭的用车，同时改装方便，可以改装成微型厢式货车，在有的城镇中，它还用来作为出租车，更因为它油耗低，占地面积小，使用经济，所以它受到许多人的欢迎。

因此，设计这种汽车还是顺应时代潮流的。

我在毕业设计中负责的是整体设计，包括微型汽车外型设计，整体布置，底盘设计，并积极协调同组的同学完成微客其他部件的设计。

微型汽车的整体布置包括人体工程在汽车上各部件安排的应用，发动机的选择，轮胎的选择，传动系，行使系，转向系，制动系和悬架的选择设计，驾驶员和乘客的作为布置，发动机的布置，汽车主要尺寸和参数的选择并校核汽车主要性能参数等。

毕业设计作为大学四年学习教学的一个最后环节，同时也是大学四年的知识回顾，它让我把学过知识系统的梳理一遍，熟悉汽车的各个不见和理论知识点，对于掌握不到的地方，可以借此机会补缺补漏，对知识进行强化，同时也为我们今后踏上工作岗位做好了准备，是工作前的基础练习。

第二章总体布置方案

§2.1概述

微型车的总体设计是根据使用条件，生产规模制造水平和生产成本来选择车辆的形式，构造尺寸等。

既解决整体布局与局部，局部与局部的矛盾。

从而设计出性能良好价格合理的交通运输车。

总体设计是微型车设计中的重要环节。

一，微型客货两用车的使用条件

我国地处北北半球，疆土辽阔，南北之间跨纬度很大南部进入热带北部接近寒带，因而形成了南北悬殊的温差气温的变化超过±40°我国的地形也十分复杂东部是广阔的平原和起伏的丘陵。

西部有雄伟的高原，西南多山区，各种地形相互交错。

每一辆车都有可能面临不同的气候，地理等复杂的使用条件。

总得来说大部分地区常见的公路是山区公路奇特点就是‘‘弯多，路急，陡坡长’’据交通部门统计我国三级以下公路占总里程的95.4﹪四级以下公路占总里程的78.9﹪这些道路路面较差，一遇雨雪天气路面泥泞不堪，此时的微型车的使用条件是比较恶劣。

另外，我国广大地区尤其是农村地区对车辆的维修保养条件差配件供应比较困难，驾驶员的文化素质和驾驶技术不是很高，这样就使得微型车对于可靠性和维修的方便性的要求更高。

二，微型车的生产条件

目前，国内微型车的生产主要是国内的几大汽车产商和农用机械生产商。

他们的原料来源广，生产效率高且生产过程中的管理检测把握严格水平高操。

多数微型车的生产均采用大批量生产的方式，提高产品的性价比。

§2.2方案的分析和确定

§2.2.1设计任务

4座客货两用微型车的总体设计

§2.2.2设计要求

发动机拟选为JL462Q或相近系列，最高车速为95Km/h，最小转弯半径≤4.5米，乘员人数4人，载重量0.5吨，挡位数4+1。

§2.2.3基本要求

汽车是由动力装置、底盘、车身、电器及仪表装置等四部分组成，主要任务是用来载送人员和货物的。

一个成功的汽车产品，它的设计应该满足技术、经济及艺术造型等多方面的要求；它的技术和理性主要体现在：

最大程度的采用标准化部件；满足社会和政府的各种法规，尤其要满足政府对汽车外形尺寸的要求；还要满足当地各汽车厂的生产能力及水平。

经济性主要体现在：

在保证汽车所要求的技术要求的同时要最大程度上降低汽车的制造成本；要保证用户的使用的经济性，为用户节省开支。

艺术性主要体现在：

在保证汽车的各项技术指标达到要求时车身造型要尽量满足人们的审美观，驾驶室部分要是工程设计和人体工程学相结合，使驾驶员和乘客在车中有中享受的感觉。

我所负责的总体设计主要是：

设计车型、及时协调各部件和整车的关系以完成底盘的布置。

而车型的设计是最有创造性的，最主要任务是布置好底盘，以保证各部件不产生运动干涉。

经过与同组各同学的讨论协商，在参考上述两种成型基本参数的基础上，最终确定了我们所要设计的微型客车的基本参数（详细参数见后）。

本次设计的出发点是要保证汽车的经济性、动力性和乘坐舒适性。

§2.3汽车传动形式的选择

本次客货两用车的目标主要是用来载客，本产品同时具有相当的载货能力依据GB/T15089-2001参考同类车型长安货车系列SC1022BB23D，昌河双排CH1011DXEI参数见表2-1

表2-1参考车型的相关参数：

长安SC1022BB23D昌河双排CH1011DXEI

长×宽×高mm

3860×1485×1870

3875×1395×1815

货箱尺寸mm

1400×1375×430

1470×1310×430

最大装载质量kg

500

330

总质量kg

1785

1480

整备质量kg

960

890

乘员数

5

4

轴距mm

2500

2010

轮距mm

前1280/后1290

前925/后940

最大爬坡度

≥30％

≥30％

最小转弯半径m

≤4.5

≤4.5

最小离地间隙mm

165

前/后悬mm

480/880

925/940

邮箱容量L

40

36

发动机

JL465Q5

DA465QE

P/Tkw/N·m

39/78

35/

驱动方式

4×2FR

4×2FR

Vmax

≥105

≥105

变速器

5速全同步

4速全同步

油耗L/km

≤6.4

≤6.4

制动

双回路液压

双回路液压

转向

齿轮齿条

齿轮齿条

离合器

单片膜片弹簧

单片膜片弹簧

汽车分类结合M类N类汽车的特点参数选择如下：

形式的选择：

主要任务：

确定产品的轴数，驱动形式，布置形式等。

1.轴数

轴数的选择受汽车总质量的影响，道路法规的约束，轮胎负荷及汽车机构等影响因为微型客货两用车的质量低于20吨，故采用简单的两轴式，该方案结构简单，制造成本低,性能好！

2.驱动形式的选择

由轴数的选择可知本产品的驱动轮最多为4个，因微型车客货两用车对驱动性能的要求不太高，且考虑到制造成本的控制，选用4x2的驱动形式。

减少驱动轮，使其机构简单，整备质量也降低，这也是乘用车和商用车使用较多的驱动形式，适用于越野性和通过性不高的车。

3.布置形式的选择

汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系以及布置特点而言。

汽车的布置形式和汽车的实用性能有很大关系。

通过构思我提出以下两种方案.

方案一前置前驱FF见图2-1

图2-1前置前驱布置图

该方案的主要特点：

a、有明显的不足转向性能；

b、越过障碍的能力高；

c、动力总成结构紧凑；

d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低）

e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短）

f、有利于发动机散热，操纵机构简单；

g、行李箱空间大；

h、变形容易。

主要缺点：

1、结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节）

2、前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重）

3、汽车爬坡能力降低；

4、发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。

方案二前置后驱FR

图2-2前置后驱的布置图

该方案的主要特点a、轴荷分配合理；

b、有利于减少制造成本；（不需要采用等速万向节）

c、操纵机构简单；

d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高；

e、发动机冷却条件好；

f、爬坡能力强；

g、行李箱空间大；

h、变形容易。

主要缺点：

a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适性；

b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客

厢，会使前排乘员受到严重伤害；

c、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的

燃油经济性和动力性。

综前所述,在考虑汽车的整车性能的均匀性和经济性出发参考同类车型选择本车的驱动型式为前置后驱FR.（另:

选用该方案也是本次我毕业设计小组的要求）.

4.车头形式的选择

考虑到汽车的主要用途是载人同时具有装载0.5t货物的能力.常用的短头形式的货车头来作变形的原本如下图2-3所示

图2-3汽车的布置形式

该形式的主要特点:

1,具有短头式车型的紧凑.汽车的总长和轴距得以缩短.最小转弯半径小,机动性好.

2,挡风玻璃倾斜于前脸相接减小了汽车在行驶过程中的风阻.

3,扩大了驾驶室内的空间提高了驾驶员的驾驶舒适性.

4,动力操作机构简单

主要缺点:

1,发动机的接近性差,

2,汽车的地盘布置高,成员上下车的方便性不高.

3,发生碰撞时,驾驶员和前排成员的伤害程度比较大.

5、传动系部件及形式的选择

按设计任务要求变速器使用4+1手动变速器，离合器用摩片弹簧离合器，液压双回路制动。

悬架前后分别为独立螺旋弹簧非独立钢板弹簧。

第三章主要参数的选择

汽车的主要参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、车头长度和车厢尺寸等。

§3.1汽车主要尺寸的确定

1、外廓尺寸

外廓尺寸即汽车的长宽高。

在公路和市内行驶的汽车最大外廓尺寸受有关法规限制，不能随意定。

限制因素除法规和汽车的用途外主要有载客量和装载质量及涵洞和桥梁等道路的尺寸条件。

非公路用车不受法规限制。

汽车长度尺寸小些不仅可以减少行驶期间需要占用的道路长度，同时还可以增加车流密度，此外，停车时占用的停车场的面积也减小。

汽车的整备质量也随着汽车的外廓尺寸减小，减小外廓尺寸对提高汽车的比转矩、比功率和燃油经济性有利。

GB1598-1989外廓尺寸限定如下：

货车、整体式客车总长不应超过12m，单铰接式客车不超过18m，半挂式汽车列车不超过16.5，全挂汽车列车不超过20m；不包括后视镜汽车宽不超过2.5m，空载顶窗关闭的状态下，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不超过250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。

参考同类车型、结合本车的设计要求订车的外廓尺寸为

长×宽×高3860×1400×1815（mm）

乘用车总宽Ba与总长之间有以下关系

Ba=（La/3）+195mm±60mm（3-1）

基本满足

2、轴距L

轴距对汽车整备质量、汽车总长、汽车最小转弯半径传动轴长度、纵向通过半径等有影响，此外轴距还对轴荷分配和传动轴的夹角有影响，轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长，汽车上坡、加速或制动时轴荷转移过多使汽车制动性和操作稳定性变坏，车身纵向角震动增大，对平顺性不利。

过长则传动轴的夹角增大，不利于汽车的动力性能的发挥。

参考同类车型的相关参数取用轴距为L=2500mm

汽车总长La、轴距L、前悬LF和后悬LR有以下关系：

La=L/C（3-2）C为比例系数FR的C其值在0.62～0.66之间代入所选参数L得：

C=L/La=2500/3860=0.647在规定的范围内

3、前后轮距B1B2

改变汽车的轮距B则车宽、驾驶室内宽、汽车总宽、总质量，侧倾刚度、最小转弯半径等会受影响。

增大轮距B则车厢内宽随之增加，有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性好，但是汽车总质量和总宽最小转弯半径在增加，导致汽车的比功率，比转矩指标下降，机动性变坏。

受汽车总宽不超过2.5m的限制，参考汽车设计推荐及同类车型的相关参数确定本车的前后轮距

B1=1280mmB2=1290mm

4、前悬LF和后悬LR

前悬尺寸对汽车同过性，碰撞安全性，驾驶员视野，上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响，增缴前悬会使得汽车的接近角减小通过性变差。

因为要在前悬的尺寸内安装保险杆散，热器风扇，发动机，转向器等，故前悬不能短。

长的前悬尺寸有利于在撞车时对乘客其保护作用，也有利于采用长些的钢板弹簧初选在保证部件的布置得前提下尽量短些平头车考虑到碰撞安全性应有结构来吸收足够的碰撞能量。

微型车的后悬尺寸考虑到车身的整体尺寸要求，以及后悬的长度影响汽车的通过性,追尾时的安全性以及后坐的安全性和汽车造型等参考同类车型确定

前悬LF=480mm后悬LR=880mm

5、车头长度

车头长度即指汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离，考虑乘客上下车的方便性和乘坐舒适性，按设计要求前排坐需双排座椅，故确定车头长2400mm

6、货箱尺寸

考虑到运载能力和车身造型的需要，货箱的尺寸参考同类车型确定为长×宽×高1400×1375×430（mm）

图3-1汽车外形尺寸图

§3.2汽车质量参数的确定

1、汽车的载重量me和载客量

根据汽车设计任务要求装载人数为4人，按标准人质量65kg计算载人质量为260kg,载货质量500kg。

2、汽车整备质量m0的估算

m0是指带有全部装备、加满油水，但没有装载认识的汽车全部重量。

参考其他车型。

确定整备质量m0为880kg

3、汽车的总质量ma

汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。

ma=m0+65n+me=880+65×4+500=1640kg（3-3）

4、重心和轴荷的确定见下表:

表3-1汽车质量和质心的估算

部件名称

G1（kg）

L1（kg）

h1（mm）

空载

满载

发动机及附件

105

642

500

463

642

418

330

268

443

506

268

离合器及操作机构

10

785

680

变速器及壳体

45

1008

460

万向节及传动轴

12

1793

370

后轴及后轴制动

70

1250

276

后悬架及减震器

30

2480

483

前悬架及减震器

25

0

520

前桥及制动

30

0

275

前轮

64

0

272

268

后轮

64

2500

272

268

车架

100

1300

550

523

转向器

10

-210

530

516

手制动机操作机构

7

1108

520

481

制动驱动机构

7

422

480

470

消声器及排气管

5

200

440

400

油箱及备胎

30

2600

500

469

蓄电池

10

1110

517

481

车厢总成

75

2680

845

795

驾驶室

140

874

920

892

座椅

40

1144

850

814

载货

500

2686

990

958

人

260

1104

850

825

载荷情况

总质量（kg）

前轴负荷（kg）

后轴负荷（kg）

质心位置

Li

hi

空载

880

479.6

400.4

1135.2

535.6

满载

1640

615

1025

1562

589.9

轴荷分配按上表的估算可知满载时前桥37.5%后桥62.5%

空载时前桥54.6%后桥45.4%

轴荷分配及重心高度图如下:

图3-2轴荷分配图

各类汽车的轴荷分配推荐如下

表3-2满载轴荷分配表

车型

满载

空载

前轴

后轴

前轴

后轴

轿

车

发动机前置前轮驱动

47%～60%

40%～53%

56%～66%

34%～44%

发动机前置后轮驱动

45%～50%

50%～55%

51%～56%

44%～49%

发动机后置后轮驱动

40%～46%

54%～60%

38%～50%

50%～62%

货

车

4×2后轮单胎

32%～40%

60%～68%

50%～59%

41%～50%

4×2后轮双胎，长短头式

25%～27%

73%～75%

44%～49%

51%～56%

4×2后轮双胎，平头式

30%～35%

65%～70%

48%～54%

46%～52%

6×4后轮双胎

19%～25%

75%～81%

31%～37%

63%～69%

故轴荷的分配基本满足要求。

§3.3汽车性能参数的确定（初取）

1、动力性能

加速动力性能参数包括最高车速Vmax、时间t、上坡能力、比转矩和比功率等

（1）最高车速比油耗比转矩

随着道路条件的改善，特别是高速公路的修建，汽车尤其是发动机排量大些的乘用车最高车速有逐渐提高的趋势，下表是汽车动力性能参数范围

表3-3汽车动力性能参数范围

汽车类别

最高车速

Km/h

比功率

Kw/t

比转矩

N·m/t

乘用车

发动机排量V/L

V

1.0

110～150

30～60

50～110

1.0

1.6

120～170

35～65

80～110

1.6

2.5

130～190

40～70

90～130

2.5

4.0

140～230

50～80

120～140

V>4.0

160～280

60～110

100～180

货车

最大总质量ma/t

ma

1.8

80～135

16～28

30～44

1.8

6.0

15～25

38～44

6.0

14

75～120

10～20

33～47

ma>14

6～20

29～50

客车

车辆总长

La/m

La

3.5

85～120

---

---

3.5

7.0

100～160

---

---

7.0

10

95～140

---

---

La>10

85～120

---

---

根据上表以及设计任务要求初定vmax＝95km/hPb＝30kw/tTb＝50N·m/t

（2）加速时间

加速时间是指汽车在平直路面上，从原地起步开始以最大加速度加速到一定车速所用去的时间。

对于最高车速Vmax

100km/h用加速到60km/h来计算。

（3）上坡能力

汽车上坡能力用汽车爬坡度来表示即汽车满载时在良好路面上的坡度阻力imax货车要求能克服30%的坡度，越野车要求能克服60%的坡度本车坡度参考货车定为imax==30%

2、燃油经济性

汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路上，一经济车速或多工况满载行驶100公里的燃油消耗量来评价，该值越小经济性越好以下是乘用车和货车的燃油经济性的推荐指标

表3-4乘用车百公里燃油消耗量

发动机排量

V

1.0

1

1.6

1.6V

2.5

2.5

4

V>4

百公里油耗

4.4～7.5

7～12

10～16

14～20

18～3.5

表3-5货车百公里燃油消耗量

总质量

汽油机

柴油机

总质量

汽油机

柴油机

<4

4～6

3.0～4.0

2.8～3.20

2.0～2.80

1.9～2.1

6～12

>12

2.68～2.82

2.5～2.6

1.55～1.85

1.43～1.53

3、最小转弯直径Dmin

参考GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》最小转弯直径Dmin=9m

4、几何通过性参数

几何通过性参数有最小离地间隙hmin，接近角γ1离去角γ2纵向通过半径ρ1等

表3-6几何通过性参数

汽车类型

hmin/mm

γ1

γ2

ρ1/m

4x2乘用车

150～220

20～30

15～22

3.0～8.3

4x4乘用车

210～250

45～50

35～40

1.7～3.6

4x2货车

180～300

40～60

25～45

2.3～6.0

4x4、6x6货车

260～350

45～60

35～45

1.9～3.6

4x2、6x4客车

220～370

10～40

6～20

4.0～9.0

参考上诉参数确定通过性能参数如下：

表3-7确定后的参数

hmin/mm

γ1（°）

γ2（°）

ρ1/m

175

26

30

4.5

5、操纵稳定性参数：

汽车操纵稳定性评价参数较多，与总体设计有关能作为设计指标的有，

（1）转向特性参数为了保证良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向。

通常用汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前后轮侧偏角之差δ1－δ2作为