大型高级旅游客车车身总体布置设计

目 录摘 要IABSTRACTII第1章 汽车型式的选择11.1 汽车布置形式的选择11.1.1发动机后置后轮驱动21.1.2 发动机中置后轮驱动21.1.3发动机前置后桥驱动21.2轴数31.3驱动形式4第2章 汽车主要参数的选择52.1质量参数的确定52.1.1汽车装载量52.1.2汽车整备质量52.1.3汽车总质量52.1.4轴荷分配62.2尺寸参数的确定62.2.1外廓尺寸62.2.2 轴距L62.2.3前轮距和后轮距72.2.4前悬和后悬82.3汽车性能参数的确定82.3.1动力性能参数的选择82.3.2 汽车最高车速的计算92.3.3 汽车动力特性的计算112.3.4 汽车通过性几何参数132.3.5汽车制动性参数132.3.6汽车操纵稳定性参数142.3.7汽车的行驶平顺性参数142.3.8最小转弯半径142.3.9燃油经济性参数15第3章 车身总布置设计概述16第4章 车身总布置的设计、计算及绘图174.1设计简介174.2 车身坐标系的确定174.3 车身横截面的布置184.4 确定地板高度184.5 确定驾驶员座位194.6 眼椭圆（Eyellipse）224.7 布置各种操纵杆件、踏板的位置244.8 仪表板的布置264.9 乘客区座椅的布置274.10 过道宽度、高度和扶手274.11 前轮罩的设计274.12 乘客门的布置设计284.13 踏步的设计284.14 客车侧窗284.14.1 内外框分离式侧窗284.14.2 胶条式侧窗284.14.3 粘接侧窗294.15 通风294.16 客车空调系统294.16.1空调系统的基本工作原理294.16.2空调系统的安装304.17 客车采暖系统314.17.1 发动机余热式采暖314.17.2 独立燃油式采暖324.18 油箱、蓄电池、备胎的布置334.18.1油箱334.18.2蓄电池334.18.3备胎334.19 行李架及各种附件344.20 客车的被动安全技术344.20.1吸能车体结构344.20.2乘员保护系统354.20.3人体生物力学的研究35第5章 结论与展望36致 谢38参考文献3939摘 要汽车车身总布置是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。在车身总布置过程中，需要确定的特征参数繁多，空间关系和约束条件复杂，设计方案具有多解性、经验性和综合性。如何高效的进行汽车车身总布置，应当是整个汽车设计周期中急需解决的一个环节。本文通过分析旅游客车的结构形式及主要参数对车辆性能的影响，综合考虑动力性、经济性、操纵稳定性、舒适性、人体工程学等要求，合理确定该车主要系统和总成的型式及参数，特别是利用人体工程学进行了驾驶员位置的确定，并详细叙述了总布置方案设计的全过程，完成了大型旅游客车总布置设计。 关键词：大型旅游客车，车身总布置，人体工程学 ABSTRACTAuto-body packaging is a very important scheme design task during the automobile conceptual design phase. There are so many feature parameters to be determined in the process of auto-body packaging; while spatial relations and constraint conditions are complex, implementation methods and evaluation indices are fuzzy. It results in the design scheme being multiresolution, experiential and compromising. So how to process the auto-body packaging highly efficiently is a big problem to be solved immediately in the automobile overall design cycle. In this paper, according to the analysis of the tourist bus and main parameters of the impact on vehicle performance, considering the power, economy, handing stability, comfort, ergonomics and other requirements, reasonably determine the type and parameters of the main system and the assembly of the car, particular the use of ergonomics to the driver determine the location, and make detailed description of the general arrangement of the design process, complete the general layout of a large tourist bus.Keywords: Large-scale travel bus, Auto-body Packaging, Ergonomics第1章 汽车型式的选择1.1 汽车布置形式的选择汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数以外，汽车的布置形式对使用性能也有重要影响。汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身(或驾驶室)的相互关系和布置特点而言。根据客车发动机的位置不同，其布置形式有三种：发动机后置后桥驱动，发动机中置后桥驱动，发动机前置后桥驱动。如图1.1。图1.1 客车底盘布置形式1.1.1发动机后置后轮驱动 发动机后置时，可以纵置或横置在汽车后部。这种布置方案的主要优点是：能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；检修发动机方便；轴荷分配合理；同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大，能改善车厢后部的乘坐舒适性；当发动机横置时，车厢面积利用较好，并且布置座椅受发动机影响较少；作为城市间客车使用时，能够在地板下部和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱。作为市内用客车不需要行李箱，则可以降低地板高度；传动轴长度短。此方案的主要缺点是：发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成操纵机构复杂；驾驶员不容易发现发动机故障。1.1.2 发动机中置后轮驱动 此方案的发动机布置在地板下方，在前轴与后桥之间。此方案的主要优点是：轴荷分配合理；传动轴的长度短；车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受发动机的限制；乘客车门能布置在前轴之前等。此方案存在的缺点是：发动机需专门设计，其冷却和防尘较困难，操纵机构复杂，维修不便，地板高度不以降低。发动机前置后桥驱动的大客车，常在货车底盘基础上改装而成；发动机后置后桥驱动大客车优点明显。目前，这两种布置形式的大客车得到广泛应用。综合比较且参考同类车型，选用发动机后置后桥驱动，且发动机纵置。1.1.3发动机前置后桥驱动发动机前置时，可布置在轴距外或布置在前轴上方。大客车采用发动机前置后桥驱动布置方案的优点是：动力总成操纵机构结构简单；散热器位于汽车前部，冷却效果好；冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发动机的保温条件；发动机出现故障时驾驶员容易发现；这种布置形式的客车底盘可与货车底盘通用，通用件多，有利于配件供应和维修工作。此方案的主要缺点有：发动机凸起在地板表面上部，因而车厢面积利用不好，并且布置座椅时会受到发动机的限制；由于传动轴从地板下面通过，致使地板平面离地面较高，乘客上、下车不方便；传动轴长度长，容易产生共振；发动机的噪声、气味和热量易于传人车厢内；隔绝发动机振动困难，影响乘坐舒适性；检查发动机故障必须在驾驶室内进行，降低了检修工作的舒适性；如果乘客门布置在轴距内，使车身刚度削弱；若采用前开门布置，虽然可以改善车身刚度，但会使前悬加长，同时可能使前轴超载。现代大客车几乎全部采用平头式，后轮驱动。本次设计选用发动机后置后轮驱动的布置形式。此形式更适用于城间长途客运，旅游观光和城市公交。其优点是：可使客车的发动机、离合器、变速器和主减速器容易布置成一体而结构紧凑；能较好的隔绝发动机的气味和热量，客车中、前部基本不受发动机工作噪声和振动的影响；整车质量小；检修发动机方便；轴荷分配合理，驱动轮上附着力增加，爬坡能力提高；当发动机布置在轴距外时轴距短，汽车机动性能好；同时由于后桥翼上质量与翼下质量之比增大，可改善车厢后部的乘坐舒适性；当发动机横置时，车厢面积利用较好，且布置座椅受发动机影响较少。作为长途客车使用时，能够在地板下方和客车全范围内设立体积较大的行李箱。缺点是：发动机冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成的操纵机构复杂；驾驶员不容易发现发动机故障等。1.2轴数汽车的轴数是根据车辆的总质量、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来确定的。汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。随着设计汽车的乘员数增多或装载质量的增加，汽车的整备质量和总质量也增大。在汽车轴数不变的情况下，汽车总质量增加以后，使公路承受的负荷增加。当这种负荷超过了公路设计的承载能力以后，公路会被破坏，使用寿命也将缩短。为了保护公路，有关部门制定了道路法规，对汽车的轴载质量加以限制。根据相关规定，公路允许车辆的单后轴负荷为130KN，双后轴负荷为240KN，双轴汽车前后轴总负荷一般不大于190KN。当汽车的总质量不大于19t时，一般采用两轴式；当汽车的总质量在19t到26t之间时，一般采用三轴式；当汽车的总质量超过26t时，一般采用四轴式。当所设计的汽车总质量增加到轴荷不符合道路法规的限定值时，设计师可选择增加汽车轴数来解决。汽车轴数增加以后，不仅轴，而且车轮，制动器，悬架等均响应增多，使汽车结果变得复杂，整备质量以及制造成本增加。若转向轴数不变，汽车最小转弯半径又增大，后轴轮胎的磨损速度也加快，所以增加汽车轴数是不得已的选择。根据上述要求，参考同类车型及道路法规，本设计车型选用两轴形式。1.3驱动形式影响驱动形式的主要因素有汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等。汽车驱动形式有42、44、62、64、66、84、88等，其中前一位数字表示汽车车轮总数，后一位数字表示驱动轮数。增加驱动轮数能提高汽车的通过能力，但驱动轮数越多汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也越高，同时汽车总体布置工作也越困难。采用42驱动形式的汽车结构简单、制造成本低，多用于轿车和总质量小些的公路用车辆上。总质量在1926t的公路用汽车，采用62或64的驱动形式。参考同类车型及相关资料，本车型选用64的驱动形式。第2章 汽车主要参数的选择2.1质量参数的确定2.1.1汽车装载量旅游客车的装载量即载客量，是指其最多乘坐人数，以座位数表示。各种车型的装载量应符合行业产品规划对各类车装载量系列的规定。参考同类车型，本车最大座位数为47。2.1.2汽车整备质量整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等)，加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。整备质量是一个重要的设计指标。由于在设计方法、产品材料、制造工艺以及道路状况等方面的不断完善，汽车的整备质量这一设计指标有不断减小的趋势。因为这样不仅可降低造价，而且是降低汽车使用油耗的重要途径。整车整备质量在设计阶段需估算确定。在日常工作中，收集大量同类型汽车各总成、部件和整车的有关质量数据，结合新车设计的结构特点、工艺水平等初步估算出各总成、部件的质量，再累计构成整车整备质量。参考同类车型，选择整车整备质量为：=12000 Kg。2.1.3汽车总质量汽车的总质量是指已整备完好、装备齐全并按规定载满客、货时的总质量。乘用车和商用客车的总质量由整车整备质量，乘员和驾驶员质量以及乘员的行李质量三部分构成。其中乘员和驾驶员每人质量按65 Kg计，于是： 式（2.1）其中n为包括驾驶员、导游在内的乘客人数，取n=47；为行李系数，取=15。由此可以估算出客车的总质量=15760Kg。2.1.4轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配对车辆的牵引性、通过性、制动性、操纵性、稳定性、轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。因此，在布置设计时应根据汽车的布置形式、使用条件及性能要求合理地选定其轴荷分配。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的载荷应相差不大；为了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，而从动轴载荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。对于后轮装单胎的双轴汽车，要求其满载时的前后轴荷分配均为50%，而对后轮为双胎的双轴汽车，其前后轴荷大致按前轴1/3，后轴2/3的比例分配。当然，实际设计中由于许多因素的影响，上述要求只能近似满足。根据规定：客车每侧单轮胎最大允许轴荷最大限值为7000kg，每侧双轮胎的驱动轴最大允许轴荷最大限值为11500kg。故本设计中的轴荷分配为前轴5060kg，后轴11000kg。2.2尺寸参数的确定2.2.1外廓尺寸汽车的外廓尺寸包括总长、总宽、总高。它们根据汽车的类型、用途、承载量、道路条件、结构选型与布置及有关标准、法规限制等因素来确定。在满足使用要求的前提下应该力求减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车质量，降低制造成本，提高汽车的动力性、经济性和机动性。GBl58989道路车辆外廓尺寸、轴距及质量限制对汽车外廓尺寸界限作了规定，尺寸限制为：货车、越野车、整体式客车总长不应超过12m，铰接式大客车总长不超过18m，牵引车带半挂车的总长不超过16m，汽车拖带挂车的总长不超过20m；不包括后视镜，汽车总宽不超过2.5m；空载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。据此，参考同类车型，本次设计车型选为长12000/宽2500/高/3680 (mm)。2.2.2 轴距L汽车前轴中心至后轴中心的距离称为轴距。轴距L对整备质量、客车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径等都有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；上坡或制动时轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。原则上轿车的级别越高，装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。为满足市场需要，工厂在标准轴距货车基础上，生产出短轴距和长铀距的变型车。汽车的轴距可参考表2.1提供的数据选定。表2.1 汽车轴距轮距参考表车型类别轴距Lmm轮距Bmm矿用自卸车总质量mat603200-42003900-48002000-4000大客车城市大客车(单车)长途大客车(单车)4500-50005000-65001740-2050轿车微型级普通级中级中、高级高级2000-22002100-25402500-28602850-34002900-39001100-13801150-15001300-15001400-15801560-16204X2货车微型轻型中型重型1700-29002300-36003600-55004500-56001150-13501300-16501700-20001840-2000参考表2.1及同类型车辆，选取该车轴距：L=6100mm.2.2.3前轮距和后轮距轮距为同一车桥左右轮胎胎面中心线间的距离。轮距B对汽车的总宽、总质量、横向稳定性和机动性能都有较大的影响。轮距越大则悬架的角刚度越大，汽车的横向稳定性越好，车厢内的横向空间也越大。但轮距不宜过大，否则会使汽车的总宽和总质量过大。轮距必须与总宽相适应。参考表1.1及同类型车辆，选取：=2046mm，=1760mm2.2.4前悬和后悬前悬和后悬的尺寸是由总布置最后确定的。前悬处要布置弹簧前支架、车身前部、驾驶室的前支点、保险杠、转向器等，要有足够的纵向布置空间。因本设计采用的是发动机后置后桥驱动，所以前悬不宜过长，初步确定前悬=2500mm。后悬处要布置发动机、离合器、变速箱等，其尺寸主要与轴距及轴荷分配有关，但也不宜过长，以免使离去角过小而引起上下坡时刮地，同时转弯也不灵活。客车的后悬一般不大于3500mm，所以选择后悬=3400mm。故前后悬尺寸为：=2500mm，=3400mm。2.3汽车性能参数的确定2.3.1动力性能参数的选择汽车的动力性能参数主要有直接挡最大动力因数和挡最大动力因数、最高车速、加速时间t、汽车的比功率和比转矩等。（1）直接档最大动力因数直接挡最大动力系数D0max标志着汽车用直接挡行驶时克服道路阻力的能力和加速能力。因此，D0max是评价汽车动力性能的重要指标。D0max的选择主要是根据对汽车加速性与燃油经济性的要求，以及汽车的类型、用途和道路条件而异。加速性要求高，则D0max值较大，而为了节省燃料，则值D0max较小。大客车的D0max值随总质量的增加而下降，取值一般在0.05-0.08之间，高级型客车应比普通型客车的D0max值要大一些。参考同类同级客车，初步选定D0max=0.08.（2） 最高车速汽车最高车速是指水平良好路面上满载行驶时所能达到的最高车速。随着汽车性能特别是安全性能的提高以及我国公路路面的改善、高速公路的发展，汽车的最高车速普遍有所提高。考虑到高级旅游客车的特殊用途：要求能满足游客观光游玩的需求，不要求有较高的车速，而又能保证在高速公路上行驶时，速度不致太慢。参考同类车型，可选取最高车速为=110 Km/h（3） 第一挡最大动力因数I档最大动力因数直接影响着汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。它和汽车总质量的关系不明显，而主要根据所要求的最大爬坡度和附着条件来选择。对于大客车，多在0.300.38。参考同类同级客车，初选定=0.35。（4） 加速时间t汽车由起步并换档加速到一定车速的时间，称为“0”的原地起步加速时间。而在直接档下由车速为20km/h加速到某一车速的时间，称为“20”的直接档加速时间，它们均为衡量汽车加速性能和动力性能的重要指标。国外也有用起步并换档加速行驶到某一距离所花费的时间来衡量汽车的加速性能的。国标GB/T12543一90给出了汽车加速性能试验方法。（5） 汽车比功率和比转矩的选择比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。它可以综合反映汽车的动力性。轿车的比功率大于货车和客车，货车的比功率随总质量的增加而减小。为保证路上行驶车辆的动力性不低于一定的水平，防止某些性能差的车辆阻碍交通，应对车辆的最小比功率做出规定。我国GB7258一1997机动车运行安全技术条件规定：农用运输车与运输用拖拉机的比功率不小于4.0kW/t，其它机动车不小于4.8kW/t。比转矩是汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。它能反映汽车的牵引能力。2.3.2 汽车最高车速的计算车速： 式（2.2）式中：为汽车的行驶速度，km/h 为发动机转速，r/min 为车轮滚动半径=0.51m 为变速器传动比；=5.90， =3.49， =2.20， =1.45， =1.00，=0.71 为主减速器传动比=4.857 驱动力： 式（2.3）式中：为发动机转矩,( Nm)； 为传动系机械效率，取=0.9 。滚动阻力： （N） 式（2.4）式中: 为汽车满载总重量,为154448 N； f为滚动阻力系数, f0.016510.01(50)空气阻力: (N) 式（2.5） 式中：为空气阻力系数；A为汽车迎风面积()；为汽车车速(Km/h)。驱动力计算数据如表2.2所示。表2.2 驱动力计算表(r/min)100012001400160020002200()9201060112511111029958一档6.718.059.3910.7413.4214.7646524.3553604.1456891.1956183.2152036.4848446.01二档11.3413.6115.8818.1522.6924.9527520.3331708.2133652.5833233.7930780.8928657.04三档17.9921.5925.1928.7935.9939.5917348.0619987.9821213.6620949.6719403.4318064.61四档27.3032.7638.2243.6854.6060.0611433.9513173.9013981.7313807.7412788.6211906.22五档39.5947.5055.4263.3479.1787.097885.489085.449642.579522.578819.748211.18六档55.7666.9178.0689.21111.51122.665598.696450.666846.226761.036262.015829.94行驶阻力计算表如表2.3所示。表2.3 行驶阻力计算表30 40 50 60 70 80 90 100110滚动阻力F0.01650.01650.01650.01820.01980.02150.02310.02480.0264（N）2548.392548.392548.392810.953058.073439.983695.983967.974223.97空气阻力9001600250036004900640081001000012100(N)183.06325.47508.51732.26996.681301.791647.572034.042461.19（N）273228743057354340554742534460026685驱动力行驶阻力平衡图如图2.1所示。图2.1 驱动力行驶阻力平衡图由驱动力行驶阻力平衡图可得：=115Km/h.2.3.3 汽车动力特性的计算各挡动力因数的确定： 式（2.6）式中：D为汽车的动力因素为汽车驱动力（N）为空气阻力（N） 为汽车总重=154448N 各档动力因数计算表如表2.4所示。表2.4 各档动力因数计算表一 档(Km/h)6.718.059.3910.7413.4214.76(N)46524.453604.156891.256183.252036.548446.0(N)9.1613.1817.9323.4636.6344.31(N)46515.253591.056873.356159.851999.948401.70.30120.34700.36820.36360.33670.3134二 档(Km/h)11.3413.6115.8818.1522.6924.95(N)27520.331708.233652.633233.830780.928657.0(N)26.1637.6851.2967.01104.72126.62-(N)27494.231670.533601.233166.830676.228530.40.17800.20500.21760.21470.19860.1847三 档(Km/h)17.9921.5925.1928.7935.9939.59(N)17348.119988.021213.720949.719403.418064.6(N)62.8690.53129.07168.59263.46318.81(N)17285.219897.521084.620781.119140.017745.80.11190.1288 0.13650.13460.12390.1149四档(Km/h)27.3032.7638.2243.6854.6060.06 (N)11434.013173.9 13981.713807.712788.611906.2(N)151.60218.30297.13388.08606.38733.72-(N)11282.412955.613684.613419.712182.211172.50.07300.08390.08860.08690.07890.0723五 档(Km/h)35.5947.5055.4263.3479.1787.09(N)7885.489085.449642.579522.578819.748211.18(N)257.64458.93624.73816.051274.921542.75(N)7627.848626.519017.848706.527544.826668.430.04940.05590.05840.05640.04890.0432六 档(Km/h)55.7666.9178.0689.21111.51122.66(N)5598.696450.666846.226761.036262.015829.94(N)632.42910.631239.421618.782529.233060.31-(N)4966.275540.035606.805142.253732.782769.630.03220.03590.03630.03330.02420.017动力因数图见图2.2。图2.2 动力因数图2.3.4 汽车通过性几何参数汽车的通过性是指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带和克服各种障碍的能力。在中设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙，接近角，离去角，纵向通过半径等，各类汽车的通过性参数视车型和用途而异，其范围见表2.5。表2.5 汽车通过性的几何参数汽车类型最小离地间隙(m)接近角离去角纵向通过半径(m)轿车微型、普通级0.120.182030152335中级、中高级、高级0.130.2058客车轻型0.180.221240820中型、大型0.240.2992059货车轻型0.180.222560254524中型、重型0.220.3047矿用自卸汽车0.32越野汽车0.260.37366035481.93.6根据表2.3.8中的数据，参照国内同类型车辆，选定：汽车前部=280mm、后部=260mm，接近角、离去角，纵向通过半径=7m。2.3.5汽车制动性参数汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。目前常用制动距离、平均制动减速度j和行车制动的踏板力及应急制动时的操纵力来评价制动效能。我国通常以车速为30km/h和50km/h时的最小制动距离来评比不同车型的制动效能。常以制动距离、制动减速度和制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。本设计以30车速下的最小制动距离作为设计制动性能的指标。由于对制动性能的分析要通过汽车的路面试验才能进行，因此对制动性的计算分析在这里不做具体说明。与同车型类似，暂时取。2.3.6汽车操纵稳定性参数汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计有关并能作为设计指标的有：（1）转向特性参数当汽车转变或受侧向风力作用时，由于轮胎的侧偏使前后轴产生相应的侧偏角、。其角度差为正、负、零时使汽车分别获得不足转向、过多转向和中性转向等特性。为了保证良好的纵向操纵性，希望得到不足转向特性，通常用汽车以0.4g的向心加速度作等速圆周行驶时，前后轴的侧偏角之差-作为评价转向特性的参数。此参数在为宜。（2）车身侧倾角在汽车以0.4g的向心加速度作等速圆周行驶时，其车身侧倾角在30以内较好，最大不允许超过70。（3）制动前俯角为了不影响乘坐舒适性，汽车以0.4g的减速度制动时的车身前俯角不应大于1.50。国标GB632386给出了汽车操纵稳定性的试验方法。2.3.7汽车的行驶平顺性参数 汽车的行驶平顺性通常以车身的垂向振动参数来评价，如车身的垂向振动加速度、自由振动固有频率、振幅以及人车振动系统的响应特性等。在设计时，通常应给出前后悬架的偏频角或静挠度、动挠度以及车身振动加速度等参数值作为设计要求。前、后悬架的偏频角与应接近且应使略高于，以免发生较大的车身纵向角振动。表为各类汽车的偏频值和静、动挠度值的一般范围。对于舒适性要求高的汽车的偏频值取低限。对于前、后悬架的静挠度值和的匹配，推荐取 式（2.7）2.3.8最小转弯半径汽车的最小转弯半径是评价汽车机动性的主要参数。是指当转向盘转至极限位置时由转向中心至前外轮接地中心的距离，它反映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上或场地上调头的能力。其值与汽车的轴距、轮距及转向车轮的最大转角等有关，且应根据汽车的类型、用途、道路条件、结构条件特点及轴距等尺寸来选取，本设计中最小转弯半径为9m。2.3.9燃油经济性参数我国汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量(L100km)来评价。该值越小燃油经济性越好。第3章 车身总布置设计概述在扩大汽车的服务领域和满足各方面多样化要求的前提下，作为汽车三大总成之一的车身，已经后来居上越来越处于主导地位。据统计，客车、轿车和多数专用汽车车身的质量约占整车质量的4060，货车车身质量约占整车质量的1630，其各车型的车身占整车制造成本的百分比甚至还略超过以上给出的上限值。因此，仅从这个意义上来衡量汽车车身，其经济效益也远远高于其它两个总成。综观世界汽车工业改革，可以看出，现代汽车是沿着“底盘”“发动机”“车身”逐步发展完善过来的。这个发展过程不以人的主观意识为转移，而在很大程度上取决于当时的科学技术水平和物质生活条件。车身设计造型涉及诸如空气动力学，人体工程学、制造工艺学、美学、计算机图形学、结构学、材料学等学科，它是一种技术和劳动密集型相结合的产品，它的制造成本约占汽车总成本的一半，其设计成本比重在整车总设计中已属最大部分，所以车身设计成为制约着汽车制造和新车型开发的关键。由于汽车使用功能的多样性，车身设计、结构和体制等均有其特点，其有关设备投资费用较高，技术难度也较大，所以发达国家历来都极为重视车身技术的开发，虽然车身属于汽车上的三大总成之一，但除了只在整车总布置受制于汽车上的其它总成部件以外，很多方面(如：外形，制图与结构设计计算方法，制造与装配工艺以及所采用的材料等)均与其它总成大相径庭。汽车车身是载运乘客或货物的活动建筑物，相当于一个临时住所或流动仓库，但又受到质量和空间的限制。其涉及面很广，如：车身造型艺术，内部装饰，取暖通风，防震隔音，密封，照明，座椅设计，人体工程等方面；车身材料有逐渐扩大非金属的趋势。车身零部件的加工方法也是各式各样(如：冷冲压，各种型式的焊接、喷漆、电镀、塑料成形等)。综合起来看，由于汽车车身的独特性，使得生产工艺、结构力学、人体工程、技术美学、用户心理、交通运输工程、企业管理乃至供销等各种彼此分别很大的学科甚至很多非技术领域的知识紧密结合在一起。车身总布置属于汽车设计工作的一部分，它是在整车总布置的基础上进行的。整车的总布置提供了汽车长、宽、高、轴距、轮距等控制尺寸。轴荷分配以及水箱、动力总成、前桥、后桥、传动轴与车轮等的轮廓尺寸和位置。据此再参考同类车型的有关数据作为参考，即可以初步确定前悬和后悬的长度，前后风窗位置和角度，发动机罩的高度，前围板位置，座椅位置，内部空间控制尺寸，方向盘位置角度与操纵机构和踏板的相互位置等。 第4章 车身总布置的设计、计算及绘图4.1设计简介本次设计的要求是以6110型11米低地板城市客车底盘（结构见附图）为基础，改装为用于旅游客运的大型客车。设计11米低地板城市客车，初步定位市区主干道的客运市场上。因为市区主干道宽敞，路况较好，同时也是城市的窗口，人流量大，市场前景可观。作为大型旅游客车，它要求：座位数在45座左右；车身空间充裕，给人以视觉舒适感；乘客区有较多的扶手及站立空间；地板高度应尽可能的降低，方便乘客上下车；驾驶区安排合理，驾驶员操纵灵活、安全。基于以上几点，本着“自下而上、从前到后、由内向外、以人体为中心”的原则，进行设计。在设计过程中，充分应用了人体模型去模拟坐姿以定出符合人体生理要求的座椅位置。主要控制尺寸： 总长：12000mm总宽：2500mm总高：3680mm轴距：6100mm轮距：前：2046mm后：1760mm 接近角：10离去角：84.2 车身坐标系的确定关于坐标系，汽车车身制图（QC/T490-2000）有如下的规定：1) 坐标系的确定：用右手定则确定坐标系，X为汽车的长度方向，Y为汽车的宽度方向，Z为汽车的高度方向。2) 零平面的确定：（按汽车满载时确定）零平面平行于图样的边框线。 高度方向的零平面：一般取沿车架纵梁上缘上表面平直且较长的一段所在的平面，无车架的车辆可沿车身地板下表面平直且较长的一段所在的平面作为高度方向的零平面。记作0Z，0Z上方为正，下方为负。 宽度方向的零平面：取汽车的纵向对称中心平面。记作0Y，0Y的右侧为正，左侧为负。（顺着汽车行驶的方向） 长度方向的零平面：取过前轮理论中线心并垂直于高度零平面的平面。记作0X，0X的后方为正，前方为负。3) 坐标平面：平行于零平面的平面，它是用来确定车身各部分相对位置关系。4) 坐标线：坐标平面在投影平面上积聚而成的直线，用细实线表示，间隔为100mm或其整数倍。5) 坐标线的标记：每一根坐标线的一端（在0#图纸幅面以下的图样中）或两端（在0#图纸幅面及其以上的图样中）都应注有表示该坐标线距离零平面距离百分之一的数值标记和表示该坐标线方向的字母标记。数值和字母标记的字号为7号字且一律水平书写。例如“-4X”表示该坐标线为位于长度零平面之前，距离0X为400mm的长度方向坐标线。6) 图面布置：主视图按汽车自右向左行驶方向布置图面4.3 车身横截面的布置不同类型的客车，其主要功能的差别在横截面上也显著不同。对长途客车布置要求舒适性、观光性好（侧窗大、采光好）车内平坦；人均占有空间大；车厢内高高；行李舱大；安全性好。在长途的客车上，地板平面的高度是由给定的离地间隙决定的，而后者又取决于纵向通过半径和布置在地板下的行李舱高度。长途客车的特点是有较高的地板平面，几乎可以完全消除轮罩凸包，这对座椅布置是有利的。同时行李舱的高度较高使其容量更大，这对客车行驶也是有利的。本次设计参考同类车型，车内高定为2000mm，车厢地板离地面高度为1492mm，驾驶员地板的离地高度为1112mm。4.4 确定地板高度原则：在保证必要的间隙条件下尽量减小地板高度。 设计：要求过道处地板离地高度为650mm。已知轮胎的规格为10.0020 16层级，车轮型式为7.520（10孔）。查GB9744-97载重汽车轮胎，可知，车轮的静力半径为502mm，自由半径为520mm。又已知车轮的轴心位置，即可以确定地面的位置。再根据过道地板离地高度为1372mm，可得到过道地板平面在车身坐标系中的位置，从而进行下一步的设计。4.5 确定驾驶员座位研究表明，驾驶员的坐姿对其操作有很大影响。驾驶员座椅与操纵机构的相对位置关系称为驾驶员位置（driving position）。在进行车身总布置设计时，重要的一环就是驾驶位置，确定坐在驾驶员座椅上的人与汽车操纵机构之间的位置关系，它是汽车人体工程学中的一个重要研究课题。在行使过程中,油门踏板是经常需要踩的,驾驶员总是脚放在它上面,油门踏板与地板的支点在行使过程中几乎总是与驾驶员脚后跟点相一致.在人体工程学上通常就将此点作为人体的踵点(A.H.P),由于对不同车型,驾驶姿势不同,人体身躯与大腿活动的铰接点胯点(H.P)也将发生变化,因此在确定人车的关系时胯点也将发生变化,因而在确定人车的关系时把胯点(H.P)作为人体的基准点.一般说来 ,将A.H.P作为H.P的基准点,也就是说,如果用H.P将人体与人体舒适性联系起来,那么A.H.P就将汽车与人体联系起来。H.P以及方向盘中心W.P相对A.H.P在水平和垂直两个方向上的距离hx, hz, wx, wz,及体腿角、座椅靠背角b、方向盘倾角a等尺寸是相互关联的,它们之间按人体工程学上的某些关系紧密结合在一起。也就是说，驾驶位置是一个整体的有机整体，并不是象一个简单函数那样由几个独立因素简单决定的。所有参数互相关联，确定了驾驶员的位置。设计方法：由人体工程学的理论可知，车身布置不能以适合中等身材的人体尺寸为依据。采用“平均人”的设计方法，既不能准确地确定车身的最大或最小尺寸边界，也不能确切地回答某一车身布置是否适合大多数人的身材的问题。新的设计观点，车身布置应适合不同身材的一群人80%或90%的大多数人。由数理统计可知，可引入“百分位”的概念，它表示对应于每一种身材尺寸都可以求得小于该尺寸的人数所占的百分数，如95%百分位身高是182cm，表示有95%的人的身高低于在182cm。首先确定H.P与A.H.P在进行工作空间、操作位置的综合设计和分析时，常常不仅需要单一的某项人体尺寸，并且需要同时考虑和应用多个相互关联的人体尺寸。于是人们将人体尺寸进行分析整理，合理归并，并将人体关节实际的复杂转动简化为绕固定轴的简单几何学转动。并将人体体表轮廓尺寸按一定的比例换算成人体关节点的尺寸。从而设计制作出各个关节均可活动的二维人体模板。二维人体模板是H点人体模型的平面表达，是一种理想的辅助设计工具。人体模板一般由躯干、上臂、前臂、手、大腿、小腿、脚（带鞋）等几个板块组成，通过模拟人体各关节的平面铰接相连，各板块均可绕铰接点转动，以便摆成各种姿势。在车身布置设计中通常需要用到第95、50、5百分位三种人体模板。分别代表大、中、小身材的人体。并且为适应车身总布置图的比例还要制成各种比例（如11、12、15等）。借助人体模板，使人车界面在初步设计阶段就可以得到模拟，能够比较详细地观察分析人车的相对位置关系。以