18第五章-汽車設(shè)計(jì)與制造課件(PPT 28頁(yè))

1、第 五 章 汽車設(shè)計(jì)與制造目錄汽車概論講座1第一頁(yè)，共二十八頁(yè)。第1頁(yè)，共28頁(yè)。主要內(nèi)容5-1 汽車設(shè)計(jì)目錄5-2 汽車制造工藝5-3 汽車工程材料5-4 汽車的試驗(yàn)?zāi)夸?第二頁(yè)，共二十八頁(yè)。第2頁(yè)，共28頁(yè)。一、汽車設(shè)計(jì)的內(nèi)容及特點(diǎn)1汽車設(shè)計(jì)的內(nèi)容整車總體設(shè)計(jì)又稱為汽車的總布置設(shè)計(jì)，其任務(wù)是使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書所規(guī)定的整車參數(shù)和性能指標(biāo)的要求，并將這些整車參數(shù)和性能指標(biāo)分解為有關(guān)總成的參數(shù)和功能。汽車設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括整車總體設(shè)計(jì)、總成設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)。汽車總成設(shè)計(jì)的任務(wù)，主要是滿足整車設(shè)計(jì)對(duì)總成功能和布置的要求，也存在是否易于維修、保養(yǎng)的“人機(jī)”關(guān)系問(wèn)題。零件設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是滿足總成的

2、設(shè)計(jì)要求并解決強(qiáng)度、壽命和生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題。為了滿足總成的設(shè)計(jì)要求，還應(yīng)取得整車的有關(guān)性能之間、相關(guān)總成的參數(shù)之間的理想匹配。5-1 汽車設(shè)計(jì)15-1目錄3第三頁(yè)，共二十八頁(yè)。第3頁(yè)，共28頁(yè)。2汽車設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和要求目錄（1）產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件標(biāo)準(zhǔn)化（2）良好的適應(yīng)性（3）汽車使用中的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保要求（4）在保證可靠性的前提下盡量減小汽車的自身質(zhì)量（5）外觀造型的藝術(shù)性（6）滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的要求（7）汽車設(shè)計(jì)是考慮人機(jī)工程、交通工程、制造工程、運(yùn)營(yíng)工 程、管理工程的系統(tǒng)工程5-1 汽車設(shè)計(jì)4第四頁(yè)，共二十八頁(yè)。第4頁(yè)，共28頁(yè)。目錄5-1 汽車設(shè)計(jì)二、汽車設(shè)計(jì)過(guò)程1

3、調(diào)查研究與初始決策2總體方案設(shè)計(jì)3繪制總布置草圖4車身造型設(shè)計(jì)及繪制車身布置圖5編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書6、汽車的總布置設(shè)計(jì) 其主要任務(wù)是根據(jù)汽車的總體方案及整車性能提出對(duì)各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計(jì)要求；協(xié)調(diào)整車與總成之間、相關(guān)總成之間、總成與有關(guān)部件之間的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之組成一個(gè)在給定使用條件下的使用性能達(dá)到最優(yōu)并滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的整車參數(shù)和性能指標(biāo)的汽車。其具體工作有：5第五頁(yè)，共二十八頁(yè)。第5頁(yè)，共28頁(yè)。目錄5-1 汽車設(shè)計(jì)（1）繪制汽車總布置圖。 （2）根據(jù)整車參數(shù)和性能指標(biāo)提出對(duì)各總成和部件的設(shè)計(jì)要求。 （3）對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核以避免發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。（4

4、）確定有關(guān)總成和部件支承的型式、結(jié)構(gòu)參數(shù)與特性等，特別是對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)前后支承、駕駛室支承以及排氣管支承等的位置和剛度要精心選擇。（5）確定各總成的質(zhì)心位置、核算汽車空載和滿載時(shí)的軸荷分配以及整車質(zhì)心位置。（6）制作模型進(jìn)行布置空間的校核。通常制作1：1的車身內(nèi)、外模型來(lái)檢查駕駛操作及上下車的方便性、視野范圍、乘坐空間及舒適性等。（7）汽車總成、部件及零件的選型與設(shè)計(jì)。 （8）設(shè)計(jì)圖紙的工藝審查及必要的修改。（9）繪制汽車總裝配圖。 7試制、試驗(yàn)、修改與定型三、汽車設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展6第六頁(yè)，共二十八頁(yè)。第6頁(yè)，共28頁(yè)。 汽車制造業(yè)是在許多相關(guān)聯(lián)的工業(yè)和技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的綜合性工業(yè)。汽

5、車制造廠既自己制造零部件，還要外協(xié)加工及外購(gòu)零部件。汽車制造所采用的工藝，從毛坯制造到整車裝配，可分為鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、機(jī)械加工、焊接、涂裝和裝配等工藝。一、沖壓工藝 汽車（特別是轎車）車身絕大部分是沖壓件，如頂蓋、擋泥板、車身側(cè)板、地板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、車門內(nèi)外板、行李箱蓋板、中門柱、前門柱、保險(xiǎn)杠等。汽車沖壓件品種繁多、生產(chǎn)批量大，因此必須采用機(jī)械化、半自動(dòng)化或全自動(dòng)化流水生產(chǎn)。 沖壓生產(chǎn)線通常有兩種型式，一種是單機(jī)聯(lián)線、另一種是采用多工位壓床的生產(chǎn)線。 二、焊接工藝 車身制造與一般機(jī)械制造不同，車身幾乎全部由沖壓件焊接而成。車身焊接常稱為焊裝，是將沖壓零件組裝、焊接成符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的

6、白車身(即未經(jīng)涂裝的車身)。 目錄5-2 汽車制造工藝7第七頁(yè)，共二十八頁(yè)。第7頁(yè)，共28頁(yè)。 圖5-1 轎車車身焊裝工藝流程圖目錄5-2 汽車制造工藝8第八頁(yè)，共二十八頁(yè)。第8頁(yè)，共28頁(yè)。目錄5-2 汽車制造工藝圖5-2 轎車車身焊接機(jī)器人 9第九頁(yè)，共二十八頁(yè)。第9頁(yè)，共28頁(yè)。15-2目錄5-2 汽車制造工藝三、涂裝工藝 汽車涂裝的目的是起保護(hù)、裝飾和標(biāo)志等作用，以及對(duì)車內(nèi)隔熱、消聲、抗震密封等特殊作用。因此，轎車、客車車身和貨車駕駛室的涂裝不僅裝飾性要求高，而且還要求良好的力學(xué)性能、高的耐候性和耐腐蝕性。裝飾性要求包括涂層光亮、平滑、豐滿、美感好等；為了適應(yīng)汽車行駛中的振動(dòng)和應(yīng)變，要

7、求涂層具有一定的硬度、良好的韌性和耐磨性；耐腐蝕性要求包括外觀銹蝕、穿孔腐蝕、結(jié)構(gòu)損壞腐蝕等出現(xiàn)的使用時(shí)間，例如加拿大規(guī)定這三種腐蝕出現(xiàn)的使用時(shí)間應(yīng)分別為5年、10年和20年，此外還要求能耐汽油、機(jī)油和瀝青等的腐蝕，在這些介質(zhì)中浸泡一定時(shí)間不產(chǎn)生軟化、變色、失光、溶解或印斑等現(xiàn)象，并要求與清洗劑、肥皂等接觸后不留痕跡等。10第十頁(yè)，共二十八頁(yè)。第10頁(yè)，共28頁(yè)。目錄5-2 汽車制造工藝圖5-3 轎車車身涂裝工藝 11第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)。第11頁(yè)，共28頁(yè)。目錄5-2 汽車制造工藝四、裝配工藝 汽車的裝配可分為組裝、部裝和總裝，現(xiàn)代汽車廠一般只進(jìn)行總裝?？傃b是整個(gè)汽車制造過(guò)程的最后環(huán)節(jié)，提高

8、裝配精度是保證汽車質(zhì)量的關(guān)鍵。零件的加工精度是達(dá)到裝配精度的基礎(chǔ)，但裝配精度也取決于裝配的工藝和技術(shù)，特別是裝配生產(chǎn)線的先進(jìn)程度等。此外，裝配車間的環(huán)境條件，如溫度、濕度、清潔度、照明、噪聲、振動(dòng)以及其他條件對(duì)裝配質(zhì)量也有影響；由于目前裝配過(guò)程還需要大量的手工勞動(dòng)，因此裝配質(zhì)量的保證，還要依靠裝配工人的技術(shù)水平和高度責(zé)任感，這在任何國(guó)家都不例外。 汽車總裝工作的內(nèi)容，因車型及生產(chǎn)綱領(lǐng)的不同而有區(qū)別。其主要包括：整車裝配、飾件裝配、檢驗(yàn)調(diào)整、性能試驗(yàn)及試車等?？傃b的基本任務(wù)，可概括為將汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、車身 圖5-4 神龍富康轎車裝配線內(nèi)飾、車身外飾、以及電子裝置等部分裝配成整車。12第十二頁(yè)

9、，共二十八頁(yè)。第12頁(yè)，共28頁(yè)。目錄圖5-4 神龍富康轎車裝配線 5-2 汽車制造工藝13第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)。第13頁(yè)，共28頁(yè)。目錄5-2 汽車制造工藝總裝線一般是由以下幾個(gè)部分組成：（1）內(nèi)飾裝配線 內(nèi)飾裝配線的主要任務(wù)是將儀表盤、座椅、加熱與 冷氣設(shè)備、車頂棚及側(cè)壁內(nèi)飾件、車門飾件等部件安裝到車身或駕駛室內(nèi)。（2）底盤裝配線 底盤裝配線的主要任務(wù)是將發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器、傳動(dòng)軸、前軸、后橋(包括懸架系統(tǒng))、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、散熱器、車輪等部件安裝到車架上。（3）外飾裝配線 主要是將散熱器護(hù)柵、前大燈、風(fēng)窗玻璃、門窗玻璃、保險(xiǎn)杠、后燈組合、反射鏡、標(biāo)識(shí)器和電子裝置等部件安裝到汽車上

10、。（4）車輛行駛性能檢查調(diào)整線(簡(jiǎn)稱檢測(cè)線) 主要是對(duì)裝配完的整車、車輪定位、動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能、側(cè)滑性能、制動(dòng)性能等整車性能進(jìn)行檢查、測(cè)試和調(diào)整，以保證出廠的汽車達(dá)到質(zhì)量要求。圖5-5為東風(fēng)汽車集團(tuán)總裝配廠檢測(cè)線工藝布置簡(jiǎn)圖。14第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)。第14頁(yè)，共28頁(yè)。目錄5-2 汽車制造工藝 圖5-5 東風(fēng)汽車集團(tuán)總裝配廠檢測(cè)線工藝布置簡(jiǎn)圖工位一外觀檢查及登錄工位 工位二速度表檢測(cè)工位 工位三重及制動(dòng)力檢測(cè)工位 工位四燈光檢測(cè)及調(diào)整、聲級(jí)檢測(cè)工位 工位五側(cè)滑檢測(cè)、廢氣檢測(cè)及調(diào)整工位 工位六底盤檢查及報(bào)告單打印工位 1登錄室 2電纜溝 3速度表試驗(yàn)臺(tái) 4稱重臺(tái) 5制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 6踏板力計(jì) 7

11、前照燈檢測(cè)儀 8聲級(jí)計(jì) 9煙度計(jì) 10COHC分析儀 11側(cè)滑試驗(yàn)臺(tái) 12底盤檢查連通地溝 13主控室 15第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)。第15頁(yè)，共28頁(yè)。目錄 5-3 汽車工程材料 汽車工程材料指生產(chǎn)汽車過(guò)程中所用的材料。汽車工程材料可分為金屬材料和非金屬材料兩大類。一、金屬材料 金屬材料分為黑色金屬和有色金屬。黑色金屬是指鋼鐵材料；有色金屬是指除鋼鐵材料以外的所有金屬材料，如鋁、銅、鎂及其合金。1鋼鐵材料2有色金屬二、非金屬材料 非金屬材料包括塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、合成纖維、膠粘劑、摩擦材料、涂裝材料等。 1. 塑料 2橡膠16第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)。第16頁(yè)，共28頁(yè)。目錄 5-3 汽車工程材

12、料3玻璃4陶瓷5摩擦材料6復(fù)合材料（1）玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 （2）碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 三、汽車材料的發(fā)展和新型汽車材料（1）稀土金屬 （2）記憶金屬 （3）泡沫鋁材 （4）稀土永磁材料 （5）特種密封材料 17第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)。第17頁(yè)，共28頁(yè)。目錄 5-4 汽車的試驗(yàn) 理論研究和試驗(yàn)研究密切結(jié)合是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)，兩者互相依賴、相輔相成，加速了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。由于汽車的使用條件復(fù)雜、汽車工業(yè)所涉及的技術(shù)領(lǐng)域極為廣泛，致使許多理論問(wèn)題研究得還不夠充分，因此汽車工業(yè)特別重視試驗(yàn)研究。如前所述，在汽車的設(shè)計(jì)、制造過(guò)程始終都離不開試驗(yàn)，無(wú)論是設(shè)計(jì)思想和理論計(jì)算、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、

13、汽車定型還是在生產(chǎn)過(guò)程，都要進(jìn)行大量的試驗(yàn)。最后，在客戶購(gòu)買了汽車并使用的過(guò)程中，車輛交通管理部門還要定期對(duì)車況進(jìn)行測(cè)試，以確保行車安全性。 一、汽車性能試驗(yàn)汽車性能試驗(yàn)是為測(cè)定汽車的基本性能進(jìn)行的試驗(yàn)。1動(dòng)力性能試驗(yàn) 對(duì)常用的三個(gè)動(dòng)力性指標(biāo)即對(duì)汽車的最高車速、加速和爬坡性能進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)測(cè)定。18第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)。第18頁(yè)，共28頁(yè)。15-3目錄 5-4 汽車的試驗(yàn) 圖5-6 汽車轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái) 19第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)。第19頁(yè)，共28頁(yè)。目錄 5-4 汽車的試驗(yàn)2燃油經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)3制動(dòng)性能4操縱穩(wěn)定性5平順性6通過(guò)性試驗(yàn) 一般在汽車試驗(yàn)場(chǎng)和專用路段上進(jìn)行。 7安全性試驗(yàn) 安全性試驗(yàn)項(xiàng)目很多，

14、而且通常耗資巨大。特別是碰撞安全試驗(yàn)，除正面撞車試驗(yàn)外，近來(lái)還增加側(cè)面撞車試驗(yàn)?？梢赃M(jìn)行實(shí)車撞車試驗(yàn)，也可以進(jìn)行模擬試驗(yàn)或撞車模擬計(jì)算。但不少國(guó)家或廠家規(guī)定新車型必須經(jīng)過(guò)實(shí)車撞車試驗(yàn)，以驗(yàn)證其撞車安全性。在撞車試驗(yàn)中需用假人(又稱人體模型)進(jìn)行試驗(yàn)，美國(guó)等國(guó)家為人體模型制定了標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)目前尚無(wú)人體模型標(biāo)準(zhǔn)。 20第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)。第20頁(yè)，共28頁(yè)。目錄 5-4 汽車的試驗(yàn) 圖5-7 正面撞車試驗(yàn)21第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)。第21頁(yè)，共28頁(yè)。目錄 5-4 汽車的試驗(yàn)二、大型試驗(yàn)設(shè)施 汽車試驗(yàn)場(chǎng)和汽車風(fēng)洞是汽車試驗(yàn)的兩種大型試驗(yàn)設(shè)施。1試驗(yàn)場(chǎng)表 5-3 有代表性的汽車試驗(yàn)場(chǎng) 試車場(chǎng)名稱總面

15、積(km2)高 速 環(huán) 道形 狀長(zhǎng)度(km)設(shè)計(jì)車速(km/h)GM，Milford16 2圓形7.2177Fofd，Romeo15.6長(zhǎng)圓形8.0225Chrysler，Chelsea16長(zhǎng)圓形7.6225Volkswagen10.6電話聽筒形20.5190TRC，Ohio30長(zhǎng)圓形12225海南汽車試驗(yàn)場(chǎng)0.68電話聽筒形6.0120襄樊汽車試驗(yàn)場(chǎng)1.93長(zhǎng)圓形5.3160定遠(yuǎn)汽車試驗(yàn)場(chǎng)2.39K圓形4120交通部公路交通試驗(yàn)場(chǎng)2.4長(zhǎng)圓形5.519022第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)。第22頁(yè)，共28頁(yè)。 5-4 汽車的試驗(yàn)汽車試驗(yàn)場(chǎng)的主要功用是：汽車產(chǎn)品的質(zhì)量鑒定試驗(yàn)；汽車新產(chǎn)品的開發(fā)、鑒定和

16、認(rèn)證試驗(yàn)；為試驗(yàn)室的零部件試驗(yàn)或整車模擬試驗(yàn)以及計(jì)算機(jī)模擬確定工況和提供采樣條件；汽車標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的研究和驗(yàn)證試驗(yàn)等。2風(fēng)洞 汽車行駛時(shí)，周圍的空氣與其產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成氣流。汽車行駛的速度越快，該氣流對(duì)汽車影響的作用越大。汽車的空氣動(dòng)力特性影響其經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，操縱穩(wěn)定性、視野、污染、振動(dòng)、汽車噪聲、車身內(nèi)室的通風(fēng)換氣、汽車空調(diào)及汽車重要部位的熱狀態(tài)等。隨著高速公路的發(fā)展，高速行駛是汽車常用的工況。因此，汽車的空氣動(dòng)力特性成為汽車主導(dǎo)地位的特性。 風(fēng)洞是用來(lái)研究汽車空氣動(dòng)力特性的重要設(shè)施，有開式風(fēng)洞（又稱直流式風(fēng)洞）和閉式風(fēng)洞（又稱回流式風(fēng)洞）兩種基本型式。 23第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)。第23

17、頁(yè)，共28頁(yè)。 5-4 汽車的試驗(yàn) 圖5-8 襄樊汽車試驗(yàn)場(chǎng)布置示意圖1高速環(huán)道 2綜合試驗(yàn)路 3比利時(shí)環(huán)道 4普通路環(huán)道 5標(biāo)準(zhǔn)坡道 6綜合性能路 7轉(zhuǎn)向試驗(yàn)圓廣場(chǎng) 8二號(hào)綜合路 9停車場(chǎng) 10停車場(chǎng) 11中控室 12油庫(kù) 13控制崗24第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)。第24頁(yè)，共28頁(yè)。圖5-9 直流式風(fēng)洞 a）閉門試驗(yàn)段 b）開口試驗(yàn)段1穩(wěn)定段 2收縮段 3實(shí)驗(yàn)段 4擴(kuò)壓段 5風(fēng)扇 6試驗(yàn)段 7密閉室 5-4 汽車的試驗(yàn)25第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)。第25頁(yè)，共28頁(yè)。 圖5-10 雙回流式風(fēng)洞1實(shí)驗(yàn)段 2擴(kuò)壓段 3環(huán)形回流道 4靜止空氣空間 5-4 汽車的試驗(yàn)26第二十六頁(yè)，共二十八頁(yè)。第26頁(yè)，共28頁(yè)。三、汽車零部件試驗(yàn) 盡管汽車零部件種類繁多，但其試驗(yàn)無(wú)非涉及性能、強(qiáng)度、耐久性等內(nèi)容。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車中最重要的總成，其性能試驗(yàn)主要有功率、怠速、空轉(zhuǎn)特性、負(fù)荷