汽車總體設(shè)計(jì)

汽車總體設(shè)計(jì)1第1頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一汽車總體設(shè)計(jì)汽車作為綜合性很高的產(chǎn)品，對(duì)汽車設(shè)計(jì)提出了眾多的、彼此有時(shí)又相互制約的要求。在設(shè)計(jì)中要對(duì)這眾多要求進(jìn)行協(xié)調(diào)和按不同層次進(jìn)行處理，所以需要在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)開(kāi)始階段進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，即根據(jù)整車設(shè)計(jì)的總目標(biāo)，明確各種要求的主次地位、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使它們和諧組合在一起，形成既先進(jìn)又合理的方案，達(dá)到預(yù)期的效果。2第2頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一汽車總體設(shè)計(jì)汽車總體設(shè)計(jì)整車總體設(shè)計(jì)車身總體設(shè)計(jì)3第3頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、整車總體設(shè)計(jì)以下以整車全新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)為例4第4頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整車總體設(shè)計(jì)主要輸入1、企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃包括——產(chǎn)品分工范圍、市場(chǎng)需求、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方針、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：產(chǎn)品用途、型式、整車性能指標(biāo)、產(chǎn)品成本、生產(chǎn)綱領(lǐng)等2、整車設(shè)計(jì)總目標(biāo)5第5頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整車總體設(shè)計(jì)主要輸出1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則2、整車設(shè)想及方案論證報(bào)告3、總體方案草圖4、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)5、整車總布置草圖6第6頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整車總體設(shè)計(jì)主要輸出6、整車外形草圖7、總布置尺寸控制圖8、運(yùn)動(dòng)校核圖9、部件設(shè)計(jì)要求、方案分析報(bào)告10、電子樣車或汽車總裝配圖7第7頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整車總體設(shè)計(jì)主要輸出11、試制產(chǎn)品分析報(bào)告12、性能試驗(yàn)分析與產(chǎn)品改進(jìn)報(bào)告13、產(chǎn)品定型報(bào)告8第8頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整車總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)選擇汽車主要參數(shù)和尺寸提出整車設(shè)想(總體方案)為各部件設(shè)計(jì)提供參數(shù)和要求對(duì)各部件進(jìn)行布置和運(yùn)動(dòng)校核對(duì)汽車性能進(jìn)行精確計(jì)算和控制處理整車與部件、部件與部件之間的矛盾處理設(shè)計(jì)、制造、使用者之間的矛盾考慮變型車（性能、尺寸）9第9頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一整車總體設(shè)計(jì)的工作順序制定設(shè)計(jì)原則進(jìn)行方案論證選型編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)技術(shù)設(shè)計(jì)總布置設(shè)計(jì)制作電子樣車或繪制汽車總裝配圖試制、試驗(yàn)修改和定型12345造型階段規(guī)劃選型階段工程化后階段試制階段10第10頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一制定設(shè)計(jì)原則調(diào)查研究企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃制定設(shè)計(jì)原則產(chǎn)品設(shè)計(jì)方針技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)整車設(shè)計(jì)目標(biāo)調(diào)查分析報(bào)告設(shè)計(jì)原則文件1、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求（對(duì)技術(shù)先進(jìn)性、工藝性、繼承性、生產(chǎn)成本和零部件通用化的要求）2、需要考慮哪些變型3、追求價(jià)值的順序（各種使用性能中優(yōu)先保證等級(jí)次序）4、當(dāng)使用、經(jīng)濟(jì)和制造等要求發(fā)生矛盾時(shí)，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（價(jià)值分析、功能成本分析等）1、資料收集、整理分析2、產(chǎn)品的使用調(diào)查3、生產(chǎn)調(diào)查（生產(chǎn)設(shè)備、能力）4、參考車性能調(diào)查11第11頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一進(jìn)行方案論證整車設(shè)想方案論證對(duì)比尋優(yōu)1、根據(jù)設(shè)計(jì)原則確定的整車設(shè)計(jì)方向提出整車設(shè)想。2、繪制多幅總體方案草圖整車設(shè)想方案總體方案草圖（多種）1、對(duì)方案進(jìn)行功能成本分析等價(jià)值分析2、多方案對(duì)比分析兩種較佳的總體設(shè)計(jì)方案12第12頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、選擇汽車的布置型式2、確定整車尺寸、主要性能和質(zhì)量參數(shù)以及各總成基本型式3、總布置硬點(diǎn)設(shè)計(jì)4、畫(huà)總布置草圖選型編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)選型編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)整車參數(shù)表總成配置選型總布置草圖設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為以后設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和工藝準(zhǔn)備提供指導(dǎo)和依據(jù)。包括：1、任務(wù)來(lái)源；2、產(chǎn)品用途、使用條件；3、設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)原則和技術(shù)論證意見(jiàn)；4、產(chǎn)品型號(hào)、整車布置型式及主要技術(shù)規(guī)格和參數(shù)（尺寸、質(zhì)量、性能）、使用可靠性、壽命和環(huán)境適應(yīng)性等；5、各主要總成部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；6、同類產(chǎn)品技術(shù)性能的統(tǒng)計(jì)分析和對(duì)比；7、擬用的新技術(shù)、新材料、新工藝及設(shè)計(jì)方法；8、系列化及變型、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化水平；9、生產(chǎn)量綱、生產(chǎn)方式、設(shè)備條件、預(yù)期的制造成本和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；10、維修和保養(yǎng)的方便性、續(xù)駛里程。11、總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。附有總布置草圖和外形圖。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)總布置草圖與總體方案草圖不同：它要對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行較仔細(xì)的布置、并對(duì)軸荷分配和質(zhì)心高度進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整；比較準(zhǔn)確地確定汽車的軸距、總長(zhǎng)、總高、離地間隙、貨臺(tái)（或地板）高度等主要尺寸；比較準(zhǔn)確地化出各部件的形狀和尺寸；確定總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)。13第13頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一技術(shù)設(shè)計(jì)及總布置設(shè)計(jì)繪制尺寸控制圖和總布置計(jì)算1、精確確定各部件的位置2、確定各部件的支承連接方式3、給出各部件的控制尺寸和控制質(zhì)（重）量4、對(duì)各相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，繪制多種運(yùn)動(dòng)校核圖5、繪制總布置控制尺寸圖6、對(duì)各部件提出具體的設(shè)計(jì)要求7、提供準(zhǔn)確的整車有關(guān)尺寸和數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)載荷。車身總布置設(shè)計(jì)造型階段進(jìn)行造型設(shè)計(jì)及模型制作整車總布置圖確定汽車的軸距、總長(zhǎng)、總高、離地間隙、貨臺(tái)（或地板）高度等控制尺寸；以及動(dòng)力系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的輪廓和位置。14第14頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一制作電子樣車或繪制汽車總裝配圖工程化設(shè)計(jì)制作電子樣車?yán)L制汽車總裝配圖進(jìn)行電子樣車裝配或圖面裝配核算和標(biāo)注汽車外形尺寸和總布置的各項(xiàng)尺寸鏈；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉分析為整車性能CAE分析、裝配工藝CAE分析等提供基礎(chǔ)15第15頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一試制、試驗(yàn)、修改和定型處理試制中暴露的設(shè)計(jì)問(wèn)題處理試驗(yàn)過(guò)程中暴露出的問(wèn)題16第16頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、車身總體設(shè)計(jì)以下以轎車全新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)為例17第17頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一車身開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程新車方案及車身邊界草案初步車身布置及工程分析車身總布置設(shè)計(jì)及工程分析外形概念草圖外形概念草圖外形效果圖外部效果圖1/5外模型風(fēng)洞試驗(yàn)1/1內(nèi)模型(概念)內(nèi)部設(shè)計(jì)內(nèi)部確認(rèn)模型1/1外模型直至確認(rèn)表面風(fēng)洞試驗(yàn)特征截面圖內(nèi)部布置設(shè)計(jì)總布置設(shè)計(jì)詳圖或主模型技術(shù)及工程分析優(yōu)化及細(xì)化樣車設(shè)計(jì)樣車試制道路試驗(yàn)工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)QQQQQQQQMMMMM內(nèi)部設(shè)計(jì)詳圖及工程分析AMMMB18第18頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一車身開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程(續(xù))批量生產(chǎn)的車身線圖、零件圖設(shè)計(jì)主模型工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)工裝及設(shè)備制造小批量試制批量生產(chǎn)MMMMQ-以用戶眼光檢查質(zhì)量及功能M-可采用主模型技術(shù)在A或B階段前，允許反復(fù)循環(huán)推敲，以便逼近最佳狀態(tài)。19第19頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)轎車車身是整車的重要組成部分，與底盤(pán)密切相關(guān)，因此轎車車身設(shè)計(jì)不能只考慮本身的條件、還必須在充分考慮整車總布置的情況下進(jìn)行。同樣必須遵循3S和4M的基本原則：3S-Standardizayion標(biāo)準(zhǔn)化、Simplification簡(jiǎn)單化、Specialization專業(yè)化；4M-Man人和勞力、Machine機(jī)器、Material材料、Method工藝方法。20第20頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)轎車車身無(wú)論是在用材、加工、裝配、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)乃至使用功能等方面與汽車上的其他總成都有很大的差異：

——在外形和結(jié)構(gòu)上，轎車車身殼體是由許多具有空間曲面外形的大型覆蓋件所組成。對(duì)于轎車整車外形來(lái)說(shuō)，整體協(xié)調(diào)美觀、又保證其必要的流線型。在設(shè)計(jì)大型覆蓋件時(shí)，對(duì)互換性和裝配準(zhǔn)確度也較嚴(yán)格的要求，必須保證其工藝性要求。因此，要求轎車車身表面的各點(diǎn)（空間坐標(biāo)）連成的曲線必須在縱向和橫向兩個(gè)截面上反復(fù)協(xié)調(diào)并光順。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法規(guī)定車身樣圖必須采用坐標(biāo)網(wǎng)格來(lái)表示，但也無(wú)法單純依靠圖紙準(zhǔn)確地將復(fù)雜空間曲面完全準(zhǔn)確的表達(dá)出來(lái)，還必須輔實(shí)體模型，即采取一整套特殊的實(shí)物（外形樣板和主模型等）模擬和“移形”（模擬量傳遞）的辦法。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和投產(chǎn)等階段中，實(shí)物可以補(bǔ)充樣圖的不足，保證成套工藝裝備（模具和裝焊夾具等）之間乃至零部件之間的協(xié)調(diào)驗(yàn)證?；谶@些特點(diǎn)，也決定了轎車車身設(shè)計(jì)有別于汽車其他總成而自成一套體系的工作方法。21第21頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求轎車車身設(shè)計(jì)不僅要求造型美觀，更重要的是要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。轎車車身設(shè)計(jì)的要求主要考慮使用性、人機(jī)工程學(xué)、節(jié)能以及對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)等方面的要求。22第22頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求造型美觀轎車在造型方面的要求比其他車輛要高得多；轎車不僅是運(yùn)輸工具，也是工業(yè)藝術(shù)品轎車的外形既要具有民族特色，又要能在滿足使用要求的同時(shí)符合時(shí)代潮流。目前，由于高速公路的迅速發(fā)展，車速越來(lái)越高，要求轎車具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)特性的同時(shí)，還要具有很強(qiáng)的動(dòng)感，以滿足轎車的美學(xué)要求。23第23頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求性能良好舒適性——評(píng)價(jià)在規(guī)定條件下，合理乘用時(shí)乘員感覺(jué)良好與否的標(biāo)準(zhǔn)。影響舒適性的因素轎車內(nèi)部空間布置座椅尺寸、形狀及其空間與人體接觸處的材質(zhì)軟硬度和質(zhì)感振動(dòng)頻率視野內(nèi)飾對(duì)乘員心理的影響效果乘坐的安全感24第24頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求保證舒適性需要做到的幾個(gè)方面進(jìn)行合理的座椅設(shè)計(jì)和內(nèi)部空間布置，按人機(jī)工程學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)考慮座椅的尺寸和形狀，即根據(jù)國(guó)際人體尺寸要求來(lái)確定，并且有一定的調(diào)節(jié)量，形狀曲線應(yīng)最大限度地滿足人體支承面積和柔韌性要求，并保證人體起、坐、操作姿勢(shì)的有效支承。同時(shí)還要具有與整車相匹配的振動(dòng)特性，良好的體壓分布?？蛶贾煤侠恚瑢挸髁?，位置恰當(dāng)，給乘員以合適的乘坐空間。乘坐空間是指在最經(jīng)濟(jì)的外部尺寸條件下，允許乘員有最低限度的活動(dòng)空間，而不是指日常人們?cè)谑覂?nèi)活動(dòng)所要求的空間。車身內(nèi)飾的造型與材料應(yīng)使乘員感到方便、可靠和明亮。內(nèi)飾色彩既要考慮與車身外部色彩的協(xié)調(diào)，更要考慮使人感到寧?kù)o、悅目。所以內(nèi)飾色彩以復(fù)合色為宜。25第25頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求保證舒適性需要做到的幾個(gè)方面（續(xù)）車身結(jié)構(gòu)要保證有足夠的強(qiáng)度和合適的剛度，車身振動(dòng)及噪聲要達(dá)到有關(guān)法規(guī)的規(guī)定，給人以安靜舒適感。空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能滿足人們對(duì)乘坐環(huán)境的要求，包括濕度、溫度空氣的清潔度、刺激性氣味的多少以及它們的分布狀況等。具有良好的密封性，雨雪和灰塵不能進(jìn)入客廂，并且隔音、隔熱性能良好。轎車必須具有必要的儀表、電子通訊設(shè)備等，給人以駕駛、工作上的方便。26第26頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求安全性——車身設(shè)計(jì)對(duì)安全性的考慮有兩個(gè)方面，既正常行駛的防護(hù)措施與發(fā)生意外事故時(shí)的補(bǔ)救措施。轎車車身設(shè)計(jì)除了要保證車身有足夠的強(qiáng)度和合適的剛度外，還要注意以下幾點(diǎn)：設(shè)置座椅安全帶及安全氣囊等乘員保護(hù)裝置。內(nèi)飾部件應(yīng)軟化。車門(mén)鎖、發(fā)動(dòng)機(jī)罩鎖不能自動(dòng)開(kāi)啟，鎖要設(shè)有二檔機(jī)構(gòu)或安全鉤裝置。按國(guó)家有關(guān)汽車安全性法規(guī)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)轎車車身，如安全帶的配置與使用、安全氣囊的控制、方向盤(pán)的防撞軟化結(jié)構(gòu)、車身客廂部位的骨架加強(qiáng)、吸能保險(xiǎn)杠等。27第27頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求可靠性——車身設(shè)計(jì)既要保證在常規(guī)負(fù)荷下的車身結(jié)構(gòu)及其附件的耐用性和有效性，又要考慮到在允許超負(fù)荷下的安全性。可靠性并不是允許無(wú)限制地超過(guò)合理負(fù)荷去提高安全性，而是指在可能發(fā)生的非正常情況下，結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)仍可保證使用性能而言。在車身可靠性保證中，有些是通過(guò)附加裝置使原來(lái)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，仍可在一定時(shí)間內(nèi)、一定程度上保持功能的措施。28第28頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求視野性——指駕駛員操作時(shí),在不改變操作姿態(tài)的狀態(tài)下對(duì)道路及周圍環(huán)境觀察的可見(jiàn)范圍,或乘員在正常乘坐狀態(tài)下對(duì)車外環(huán)境的可見(jiàn)范圍。車身設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有良好的視野性,視野的最低限度必須保證駕駛時(shí)對(duì)一切國(guó)家交通法規(guī)所規(guī)定的路標(biāo)、信號(hào)以及道路情況方便而有效地觀察。乘員的視野應(yīng)以從車廂內(nèi)向外觀望的最佳視野范圍和盡可能少地暴露乘客自身為限。29第29頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求乘坐方便性——是乘員、駕駛員進(jìn)出車廂和行李裝卸方便與否的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。上下車方便性與車門(mén)洞的高度、寬度、車門(mén)的開(kāi)度、座椅與立柱的相對(duì)位置、駕駛員座椅與各種踏板的相對(duì)位置等都有密切的關(guān)系。轎車車身設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮乘坐方便性。30第30頁(yè)，共34頁(yè)，2023年，2月20日，星期一轎車車身設(shè)計(jì)的要求操縱方便性——是指駕駛員能夠清晰地看到儀表