RL5040XLJ旅居车改装设计
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旅居车装配图.dwg
旅居车驾驶区.dwg
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车身骨架总成.dwg
车门总成.dwg
目 录
摘要………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论 …………………………………………………………………………1
1.1 旅居车的发展现状 ……………………………………………………………1
1.2 选题的目的、依据和意义 ……………………………………………………3
1.3 设计的基本内容 ………………………………………………………………4
1.4 拟解决的主要问题 ……………………………………………………………4
1.5 主要技术路线 …………………………………………………………………5
第2章 总体方案的选择……………………………………………………………6
2.1 总布置的设计原则 ……………………………………………………………6
2.2 底盘类型的选择 ………………………………………………………………7
2.2.1 二类汽车底盘、三类汽车底盘介绍…………………………………7
2.2.2 本次设计中选用底盘类型介绍及其方案分析………………………9
2.3 车身设计方案的选择 …………………………………………………………9
2.3.1 非承载式（有车架式）车身简介与分析 ……………………………10
2.3.2 半承载式车身简介与分析……………………………………………11
2.3.3 承载式（无车架式）车身简介与分析 ………………………………12
2.3.4 本次设计中采用车身类型介绍及其方案分析 ……………………15
2.4 本章小结 ……………………………………………………………………15
第3章 三类底盘的选择…………………………………………………………16
3.1 三类底盘的选型 ……………………………………………………………16
3.2 总体布置的原则 ……………………………………………………………16
3.3 整车参数的确定 ……………………………………………………………17
3.3.1 装载质量和总质量的确定……………………………………………17
3.3.2 轴载质量的确定 ……………………………………………………17
3.3.3 尺寸参数的确定 ……………………………………………………18
3.4 本章小结 ……………………………………………………………………18
第4章 旅居车车身的设计 ………………………………………………………19
4.1 车身骨架的设计………………………………………………………………19
4.1.1 杆件的设置……………………………………………………………19
4.1.2 杆件截面形状与刚度的关系…………………………………………20
4.1.3 横、纵梁连接点解决方案……………………………………………21
4.2 车体板壳的设计………………………………………………………………21
4.2.1 板壳的构造、过度和连接……………………………………………23
4.2.2 板壳的合理分块………………………………………………………23
4.2.3 提高零件的刚度………………………………………………………24
4.3 旅居车车身设计………………………………………………………………25
4.4 本章小结………………………………………………………………………30
第5章 车门及驾驶室的设计 ……………………………………………………31
5.1 车门的设计……………………………………………………………………31
5.1.1 车门的类型……………………………………………………………31
5.1.2 车门铰链………………………………………………………………32
5.1.3 车门的结构……………………………………………………………33
5.1.4 车门总成设计方案的选择……………………………………………34
5.1.5 本次设计中采用车门设计方案介绍及分析…………………………34
5.1.6 本次旅居车车门设计…………………………………………………35
5.2 驾驶区的布置设计……………………………………………………………36
5.3 本章小结………………………………………………………………………40
第6章 乘客区的布置 ……………………………………………………………41
6.1 乘客区内部设备摆放位置布置 ……………………………………………41
6.2 本次旅居车乘客区的布置 …………………………………………………41
6.3 辅助系统设备的选择 ………………………………………………………44
6.3.1 旅居车电视的选择……………………………………………………44
6.3.2 旅居车热水器及淋浴喷头的选择……………………………………45
6.3.3 水泵的选择……………………………………………………………46
6.3.4 旅居车电磁炉的选择…………………………………………………46
6.3.5 旅居车逆变电源的选择………………………………………………46
6.4 本章小结 ……………………………………………………………………47
结论……………………………………………………………………………………48
参考文献………………………………………………………………………………49
致谢……………………………………………………………………………………50
摘 要
本文简述了旅居车的发展及现状，分析了在我过发展房车的可能性及重要性。基于对国内外房车发展趋势的理解和认识，介绍了再中型客车的底盘基础上改装一款更加人性化、合理化的旅游居住型房车的设计方案。
在查阅大量相关资料的基础上，通过归纳总结，通过对所选三类底盘进行个案的研究，对所需的各项数据定量分析。对市面上现有旅居车进行观察，总结其车身造型及乘客区、驾驶区设计的经验。
设计基于轻型客车三类底盘，完成了车身骨架的设计、车身外部造型的设计、驾驶区及乘客区的布置方案的设计、以及对辅助系统设备的选择。
整车设计完成之后，对关键部件进行校核合，所选用零件符合要求。并对旅居车的使用要求进行分析，经过对局部的修改，得到一个可以利用的设计方案。
关键词：改装设计；客车；旅居车；汽车车身；三类底盘
ABSTRACT
This paper describes the development and Motorhome, analyzed the development of the car I had the possibility and importance. Based on trends in domestic and international car understanding and awareness of medium-sized passenger cars are introduced and then modified based on the chassis a more humane, reasonable living type of tourist car design.
Access to relevant information in a large number of basis, through the summary, three types of chassis through the selected case studies, on quantitative analysis of the data required. Existing caravans on the market to observe, review their body shape and passenger area, driving area design experience.
Light Bus chassis design is based on completed design of the body frame, the design of the exterior styling, driving area and passenger area of the layout of the design, as well as the choice of auxiliary system equipment.
Vehicle design is complete, the key components of the check and, the selection of components to meet the requirements. Motorhome requirements and analysis, through to the local changes to get a design that can be used.
Keywords: Design modifications；Bus；Motorhome；Auto body；Three types of chassis
一、设计（论文）目的、意义
旅居车 motor caravan ——车厢装有隔热层，车内设有桌椅、睡具（可由座具转变而来）、炊具、储藏（包括食品和物品）、卫生设施及必要的照明和空气调节等设施，用于旅游和野外工作人员宿营的专用汽车。旅居车是为了满足人们旅游和野外生活、工作的需要而设计的集房与车功能于一身的结合体，但其属性还是车，是一种可移动、具有居家必备的基本设施的车种。其车上的居家设施有：卧具、炉具、冰箱、橱柜、沙发、餐桌椅、盥洗设施、空调、电视、音响等家具和电器。旅居车是集“衣、食、住、行”于一身，近几年，越来越多的人喜欢旅居车，喜欢品尝这种无拘无束的生活。作为一款休闲车，它最大的优势是舒适性和方便性。本课题的选择充分考虑了研究课题对汽车车辆工程专业学生学习和工作的指导作用，对本课题的研究能够使学生了解专用汽车改装设计方法，通过本课题的研究学生可以完成理论课程的实践总结，获得一定的工程设计工作方法。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
改装设计一种旅居车。总质量4 000Kg，满足专用汽车相关设计要求。
要求正确进行三类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行三类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；
要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；
要求进行车厢的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；
要求进行旅居装备设计计算选型；
完成总装配图，清楚表达设计。
要求对车辆按照使用要求进行分析，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。
1.2 选题的目的、依据和意义
汽车工业发展的经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运物效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为必然趋势。
旅居车 motor caravan ——车厢装有隔热层，车内设有桌椅、睡具（可由座具转变而来）、炊具、储藏（包括食品和物品）、卫生设施及必要的照明和空气调节等设施，用于旅游和野外工作人员宿营的专用汽车。旅居车是为了满足人们旅游和野外生活、工作的需要而设计的集房与车功能于一身的结合体，但其属性还是车，是一种可移动、具有居家必备的基本设施的车种。其车上的居家设施有：卧具、炉具、冰箱、橱柜、沙发、餐桌椅、盥洗设施、空调、电视、音响等家具和电器。旅居车是集“衣、食、住、行”于一身，近几年，越来越多的人喜欢旅居车，喜欢品尝这种无拘无束的生活。作为一款休闲车，它最大的优势是舒适性和方便性。努力贴合当代房车的七大设计理念：1、绿色环保；2、设备便捷；3、尽量使用先进的技术；4、房车产品要操作简单；5、尽量减轻房车的自重；6、房车产品尽量与家用设备同步；7、设计房车产品要使用便于清洁的装备。尽量使设计能够提高所设计产品的舒适性及其操控稳定性。设计更加适合中国人生活习惯的房车，尽量减少使用效率较低的家具，尽量增加乘客的活动空间，是自己的设计更合理。
1.3 设计的基本内容
正确进行三类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行三类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结；
要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置；
要求进行车厢的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高；
要求进行旅居装备设计计算选型；
完成总装配图，清楚表达设计。
要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。
1.4 拟解决的主要问题
本课题研究的主要内容有：
（1）RL5040XLJ型旅居车所用三类底盘的选择、分析及其改装设计；
（2）RL5040XLJ型旅居车所用车厢的总体设计及分析；
（3）RL5040XLJ型旅居车各种特有装备（如卧具、炉具、沙发、盥洗设施、空调、电视、音响等）的设计；
（4）RL5040XLJ型旅居车整车的校核，保证其良好的操控性、经济型、动力性、舒适性。
总体方案的选择
目前改装专用汽车选用的底盘主要是二类底盘和三类底盘两类，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用底盘主要根据专用汽车的类型、用途、装载质量、只用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等因素来决定。
由于本次设计对象为RL5040XLJ型旅居车，为了适应旅居车平时使用时候的使用要求，尽量在这几种增大驾驶区和乘客区的可用空间，尽量提高旅居车的舒适性，尽量使旅居车在外观上有较好的流线，尽量降低风噪等各项噪音。为了适应这样的使用要求，在本次设计中将选择利用三类底盘进行改装设计。经过对汽车三类底盘资料的大量查阅，本次设计中将采用神野牌 ZJZ6650DBY2轻型客车底盘。
神野牌ZJZ6650DBY2轻型客车底盘具体参数数据如表3.1所示：
表3.1 神野牌ZJZ6650DBY2轻型客车底盘具体参数
额定载质量(Kg)前轮轮距(mm)1592
总质量（Kg）4500后轮轮距(mm)1485
外廓尺寸(mm)5772×1885前悬(mm)935
轴距(mm)3308后悬(mm)1529
最小离地间隙(mm)195最小转弯直径(m)7.5
最高车速(Km/h)90转向机构
准拖挂车总质量（kg）鞍座型号
驱动形式4×2额定功率(2300r/min)132kw
最大扭矩(2000r/min)215.8离合器型式
接近角/离去角轮胎规格6.5-10
变速器型号鞍座最大允许承载质量
发动机型号YZ4102Q1、4缸、直列、直喷、涡轮增压
3.2 总体布置的原则
总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件，使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的要求，（图3.1为旅居车整车结构图）布置时应按照以下原则：
1、尽量避免变动汽车底盘各总成位置；
2、尽量满足专用工作装置性能的要求，充分发挥专用功能；
3、必须对装载质量，轴荷分配等参数进行估算和校核；
4、应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷；
5、应尽量减少专用汽车的整车整备质量；
6、应符合有关法规的要求。
2.1 总布置的设计原则
专用汽车总体布置的任务是正确选取整车主要参数，合理布置工作装置和附件，达到设计任务书所提出的整车基本性能和专用性能的要求。总体结构的设计主要是对组成旅居车几个主要部件，比如二类底盘、旅居车侧身骨架、驾驶室、乘客区内部等方面的设计，这些部件的设计在以后的章节中将会做详尽的介绍。这里主要说一下总布置的几条原则：
1、质心高度应满足GB 7258—87的规定，车辆在静态空载条件下，侧倾稳定角不小于35°。
2、改装后最大总质量不应超过原车型的允许最大总质量，轴载质量不应超过原车型最大轴载质量的3%。
3、厢体应有足够的内部高度和宽。为了不改变原底盘性能，厢体长度应以接近原车厢长度为宜；决定厢体宽度的主要因素是底盘轮距、使用要求及法规限宽；在满足设计要求的情况下，应尽量减小厢体高度，以降低质心，提高汽车行驶的稳定性。还应在尽可能的情况下，不断降低车厢外廓的空气阻力系数。
4、尽量避免变动汽车底盘各总成位置 总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也会影响到整车性能。但有时为了满足专用工作装置的特殊性能要求，也需要做一些改动，如截短原汽车底盘的后悬，燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。但改变的原则必须是不能影响整车性能。
5、尽量满足专用工作装置性能的要求，充分发挥专用功能，在总布置时，要从多方面综合考虑。
6、必须对装载质量、轴荷分配等参数进行估算和校核 为满足汽车底盘或总成的承载能力和整车性能要求，在总布置初步完成后应对某些参数进行必要的估算和修改，其中主要涉及的是装载质量的确定和轴荷分配。因为这些参数对整车性能有很大影响，入股偶不满足要求，就应修改整体布置方案。
7、应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷。
8、应尽量减少专用汽车的整车整备质量 由于专用汽车增加了工作装置，使得其整备质量比同类底盘普通货车要增加，影响装载质量。据统计，一般自卸车要增加耗材5%—10%，一般罐式车要增加耗材15%-25%，因此，减少整备质量，可以充分利用底盘的装载质量，增大质量利用系数，这是专用汽车改装设计过程中要追求的主要指标之一。
9、应符合有关法律规定的要求 例如GB 1589-2004《道路车辆外轮廓尺寸、轴荷及质量限值》规定了整车的外轮廓尺寸、前后悬等尺寸，以及轴荷限值，设计时一定要符合标准的要求，不能超出。以下几章的设计都是在总布置原则的前提下进行的。
2.2 底盘类型的选择
2.2.1 二类汽车底盘、三类汽车底盘介绍
目前改装专用汽车选用的底盘主要是二类底盘和三类底盘两类，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用底盘主要根据专用汽车的类型、用途、装载质量、只用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等因素来决定。
目前我国对于常规厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽车底盘(如图2.1所示)进行改装设计，这是目前专用汽车设计中选用底盘型式最多的一种。所谓二类汽车底盘，是指在基本型整车的基础上去掉货箱。在改装设计的总布置时，在没有货箱的汽车底盘上，加装所需要的工作装置或特种车身。采用二类汽车底盘进行改装设计工作的重点是整车总体布置和工作装置设计。设计时，如果严格控制了整车总质量、轴荷分配、质心高度位置等，则基本上能保持原车型的主要性能。但是，还要对改装后的整车重新作出性能分析和计算。
对客车、客货两用车、厢式货车等则通常采用三类汽车底盘（如图2.3）改装设计。所谓三类汽车底盘是指在基本型整车的基础上去掉货厢和驾驶室。在近年来，我过乘用车发展很快，对乘用车使用性能的要求也在不断提高，再用原来的三类汽车底盘改装的客车越来越不受欢迎。因此各类专用底盘应运而生。这些专用客车底盘的基本特点是利用基本型总成，按照客车性能要求更新进行整车布置，更新设计悬架系统等。这种汽车底盘不仅在质心位置、整车性能特别是在平顺性方面有很大的变化，而且在传动系统和动力匹配、制动系统等总成方面也有较大的改装设计。
图2.2 三类底盘外观
目前在用普通汽车底盘进行改装设计时，把跟换了发动机的底盘（如将汽油发动机改换成柴油发动机），也当作三类汽车底盘处理。
无论选用二类汽车底盘或者是三类汽车底盘，很难完全满足某些专用汽车的性能要求。例如用普通汽车底盘改装厢式货车，存在质心过高、轴荷分配不合理的问题；改装消防车，首先是底盘车速达不到规定要求；改装客厢式专用车，存在平顺性差的话题。因此，若要使外国的专用汽车上质量、上档次，一定要开发出一些具有特点的专用汽车底盘。
在专用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足一下要求：
1、适用性 对货运车用的总成要适应货运要求，保证货运安全无损；对乘用车用的总成要适于乘客的需求，达到乘坐安全舒适；对各种专用改装车的总成应适于专用汽车特殊功能要求，并以此为主要目标进行改装选型设计，例如各种取力器的输出接口等。
2、可靠性 所选用的各种总成工作应可靠，出现故障的概率小，零部件要有足够的强度和寿命，同一车型各总成零部件的寿命应趋于均衡。
3、先进性 所选用的底盘或总成，应使整车在动力性、经济型、制动性、操纵平顺性以及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车的先进水平，并且在专用性能上要满足国家和行业标准的要求。
4、方便性 所选用的各个总成要便于安装、检查、保养和维修。处理好结构接凑与装配调试空间合理之间的矛盾。
在选用专用汽车底盘时，除了上述因素外，还有以下两个重要的方面：一是汽车底盘价格，它在专用汽车购置成本中占很大的部分，一定要考虑到用户可以接受，这也涉及到专用汽车产品能否很快地占有市场、企业能否增加效益等问题。二是汽车底盘供货要有可靠的来源，要腰痛生产汽车底盘的主机厂有明确的协议或合同，无论汽车底盘滞销或紧俏，一定要按时供货。
2.2.2 本次设计中选用底盘类型介绍及其方案分析
鉴于本次设计的对象为RL5040XLJ旅居车，所以所选用的底盘应该尽量满足旅居车的使用需求。旅居车在设计时，应当尽量增大内部空间。所以在本次设计中，将采用三类汽车底盘进行设计。因为三类汽车底盘没有原来的驾驶室，在设计的时候可以自行设计驾驶室与乘客区的车身。并且可以采用驾驶区与乘客区相互连通的设计方案，进一步正大了车厢内部的使用面积。更加迎合了旅居车的设计要求，同时也可以使旅居车更加舒适。但是采用三类底盘进行旅居车设计，需要注意控制整车的质心，防止质心过高的现象出现。在设计的时候还应该注意到传动系和动力的匹配、制动系统等方面。应该严格控制整车质量、轴荷分配、质心高度位置等关系，这样才能设计出既符合旅居车使用条件又安全舒适切各个总成匹配良好的车辆。
2.3 车身设计方案的选择
车身属于汽车上的三大总成之一，但是，除了在整车总布置受到制约于汽车上的其它总车外，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者货物的活动性建筑物，相当于一个临时住所或一个流动仓库，但却又受到质量或空间的限制，可以说“麻雀虽小，肝胆俱全”，从而带来了许多新的问题。其涉及面之广早已经远远超出一般机械产品的范畴，诸如车身造型艺术、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化的趋势；车身零部件的加工方法也是各种各样的（如冷冲压，各种形式的焊接、喷漆、电镀、材料成型等）。由此可见汽车车身的设计制造需要综合运用各种不通领域的知识以及各种行业之大成。因此，可以毫不夸张的说，汽车车身技术的发展状况足以直接反映出一个国家的工业水平和完备程度。
综合起来看，由于汽车车身的独特性，它使得生产工艺、结构力学、人机工程学、技术没学、用户心理学、交通运输工程、企业管理乃至功效等各种彼此分野很大的学科甚至很多非技术性领域的知识紧密地结合在了一起。
出于各种不同的目的和要求，汽车的品种有很多，车型的形式各异，特别是随着时间的推移和科学技术的迅速发展，设计经验和使用实践的日益丰富，结构上不断推陈出新，虽然它离不开结构的继承性，但是新老结构形式交织在一起，难以确切下定义和予以统一命名，往往容易造成混淆，这样就给人们分门别类去认识它和研究它带来了一定的困难。尽管一般也可以按照用途（例如：轿车、大客车、货车和专用汽车车身等等）和所用材料（如金属、非金属和钢木混合等等）来进行分类，然而，从结构和设计观点按车身承载型式来分类，可以认为是比较明确而又合理的。
按车身承载形式，客车车身结构可分为非承载式、半承载式和承载式三大类。非承载式和半承载式车身结构都是属于有车架式的，而承载式车身则属于无车架式的。从设的角度看，这类分法是比较合理的。按承载形式对车身结构进行分类，表明了不同形式的车身结构的组成以及车身制造工艺过程中的差异。
2.3.1 非承载式（有车架式）车身简介与分析
货车（除微型货车外）与在货车的三类或者二类汽车底盘基础上改装成的大客车和专用汽车以及大部分高级轿车（出于舒适性的要求），都装有单独的车架，此时车身是通过过个橡胶垫安装在车架上的，当汽车在崎岖不行的道路上行驶的时候，车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收，载荷主要由车架来承担，因此，顾名思义，这种车身结构应是不承载的。但实际上，由于车架并非绝对刚性，所以车身仍在一定程度上承受着由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。
非承载式也称为有车架式。车架是跨装在汽车前、后轴上的桥梁式结构，其主要结构形式归纳起来不外乎框式、脊梁式和综合式等三大类。框式又可以划分为边梁式和周边式两种。
经过分析，可得出非承载式车身的有点在于：
除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用而外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了乘坐舒适性，所以目前此种车身结构型式仍然较广泛地被采用于高级轿车和部分中级轿车上。
1、底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可以简化装配工艺，又便于组织人员进行专业化协作。
2、由于有车架作为整车的基础，这样就便于汽车上各总成和部件的安装，同时也易于更改车型和改装成其它用途的车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之所以长期保留有车架，其主要原因也就在于此。
3、发生撞车事故时，车架还可以对车身起到一定程度上的保护作用。车厢变形量小。
非承载式车身有很多的有点，但是经过分析，也不难得出非承载式车身有如下几样缺点：
1、由于设计计算时不考虑车身承载，所以必须保证车身有足够的强度和刚度，从而导致整车自重力增加。
2、由于底盘和车身之间有车架相连，使得整车高度有所上升。
3、车架是汽车上最大而且质量最大的零件，所以必须具备有大型的压床以及焊接工、检验等一系列较为复杂而且昂贵的制造设备。
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