毕业设计（论文）文献综述-轻型货车总体布置设计.docx

文献综述一、 概述汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。汽车是一个系统，这是基于汽车只有如下属性而具备组成系统的条件： 汽车是由多个要素（子系统及连接零件）组成的整体，每个要素对整体的行为有影响； 组成汽车的各要素对整体行为的影响不是独立的； 汽车的行为不是组成它的任何要素所能具有的。由此，汽车具备系统的属性，对环境表现出整体性、一辆子系统属性匹配协调的汽车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和、反之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个体性能优良的子系统，其功能也会因相互扼制而抵消，功率循环、轴转向等就是这样的典型例子。系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到设计任务中来、用整体性来解释汽车设计的终极目标是整车性能的综合优化，道理是十分显然的、汽车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段、上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计，总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行、子系统设计固然重要，但统揽全局、设计子系统组合和相互作用体系规则的总体设计对汽车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻二、 轻型货车应用及特点1发动机的布置(1)发动机的上下位置 发动机的上下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。轿车前部因没有前轴，发动机油底壳至路面的距离，应保证满载状态下最小离地间隙的要求。货车通常将发动机布置在前轴上方，考虑到悬架缓冲块脱落以后，前轴的最大向上跳动量达70100mm，这就要求发动机有足够高的位置，以防止前轴碰坏发动机油底壳。油底壳通常设计成深浅不一的形状，使位于前轴上方的地方最浅，同时再将前梁中部锻成下凹形状(注意前梁下部尺寸必须保证所要求的最小离地间隙)。所有这些措施将有利于降低发动机位置的高度，并使发动机罩随之降低，这能改善长头车的驾驶员视野，同时有利于降低汽车质心高度。除此之外，还要检查油底壳与横拉杆之间的间隙。发动机高度位置初定之后，用气缸体前端面与曲轴中心线交点X到地面高度尺寸6来标明其高度位置，如图1-10所示。在发动机高度位置初步确定之后，风扇和散热器的高度随之而定，要求风扇中心与散热器几何中心相重合，以使散热器在整个面积上接受风扇的吹风。护风罩用来增大送风量和减小散热器尺寸。为了保证空气的畅通，散热器中心与风扇之间应有不小于50mm的间隙，无护风罩时可减小到30mm。由于空气滤清器位于发动机进气歧管上，其高度影响发动机罩高度，为此将空气滤清器做成扁平状。发动机罩与发动机零件之间的间隙不得小于25mm，以防止关闭发动机罩时受到损伤。(2)发动机的前后位置 发动机的前后位置会影响汽车的轴荷分配，轿车前排座位的乘坐舒适性，发动机前置后轮驱动汽车的传动轴长度和夹角，以及货车的面积利用率。为减小传动轴夹角，发动机前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成l4夹角，轿车多在34之间，见图1-10。发动机前置后轮驱动的轿车，前纵梁之间的距离，必须考虑吊装在发动机上的所有总成(如发电机、空调装置的压缩机等)以及从下面将发动机安装到汽车上的可能性。还应保证在修理和技术维护情况下，从上面安装发动机的可能性。发动机的前后位置应与上下位置一起进行布置。前后位置确定以后，在侧视图上画下它的外形轮廓，然后用气缸体前端面与曲铀中心线交点久到前轮中心线之间的距离来标明其前后位置，如图l-10中的尺寸c所示。此后可以确定汽车前围的位置：发动机与前围之间必须留有足够的间隙，以防止热量传人客厢和保证零部件的安装；离合器壳与变速器应能同拆下，而无需拆卸发动机的固定点，此时应特别注意离合器壳上面螺钉的接近性。(3)发动机的左右位置 发动机曲轴中心线在一般情况下与汽车中心线一致。这对底盘承载系统的受力和对发动机悬置支架的统一有利。少数汽车如44汽车，考虑到前桥是驱动桥，为了使前驱动桥的主减速器总成上跳时不与发动机发生运动干涉，将发动机和前桥主减速器向相反方向偏移。2传动系的布置由于发动机、离合器、变速器装成一体，所以在发动机位置确定以后，包括发动机、离合器、变速器在内的动力总成位置也随之而定。驱动桥的位置取决于驱动轮的位置，同时为了使左右半轴通用，差速器壳体中心线应与汽车中心线重合。为满足万向节传动轴两端夹角相等，而且在满载静止时不大于4、最大不得大于7的要求，常将后桥主减速器的轴线向上翘起。而在轿车布置中，在侧视图上常将传动轴布置成U形方案，见图l-ll。这样做可降低传动轴轴线的离地高度，有利于减小客厢地板凸包高度和保证后排中间座椅座垫处有足够的厚度。在绘出传动轴最高轮廓线之后，根据凸包与中间传动轴之间的最小间隙一般应在l015mm来确定地板凸包线位置。3转向装置的布置(1)转向盘的位置 转向盘位于驾驶员座椅前方，为保证驾驶员能舒适地进行转向操作，应注意转向盘平面与水平面之间的夹角，并以取得转向盘前部盲区距离最小为佳，同时转向盘又不应当影响驾驶员观察仪表，还要照顾到转向盘周围(如风挡玻璃等)有足够的空间。(2)转向器的位置 前悬架采用钢板弹簧时，为了避免悬架运动与转向机构运动出现不协调现象，应该将转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近(详见本章第八节)，即前钢板弹簧前支架偏后不多的位置处。因转向器固定在车架上，其轴线常与转向盘中心线不在一条直线上，为此用万向节和转向传动轴将它们连接起来。此时因万向节连接的轴不在一个平面内，在正面撞车时这又对防止转向盘后移伤及驾驶员有利(详见第七章)。长头车一般用两个万向节，平头车不用或用一个万向节的居多。如果转向盘与转向器之间通过一根刚性轴直接连接时，转向盘相对驾驶员在纵向平面内偏斜一个角度，这既导致操作不便，又会因转向传动轴在俯视图上向前斜插而影响踏板的布置和驾驶员腿部的操纵动作。为此，要求转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于5。转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角，以保证有较高的传动效率。4悬架的布置货车的前、后悬架和一些轿车的后悬架，多采用纵置半椭圆形钢板弹簧。为了满足转向轮偏转所需要的空间，常将前钢板弹簧布置在纵梁下面。钢板弹簧前端通过弹簧销和支架与车架连接，而后端用吊耳和支架与车架相连。这样布置有利于缓和来自路面的冲击。同时，为了满足主销后倾角的要求，货车的前钢板弹簧应布置成前高后低状。后钢板弹簧布置在车架与车轮之间，应注意钢板弹簧上的U形螺栓和固定弹簧的螺栓与车架之间应当有足够的间隙。减振器应尽可能布置成直立状，以充分利用其有效行程。空间不允许时才布置成斜置状。5制动系布置踩下制动踏板所需要的力，比踩下油门踏板要大得多，因此制动踏板应布置在更靠近驾驶员处，并且还要做到脚制动踏板和手制动操纵轻便。应检查杆件运动时有无干涉和死角，更不应当在车轮跳动时自行制动。布置制动管路要注意安全可靠、整齐美观。在一条管路上，当两个固定点之间有相对运动时，要采用软管过渡。平行管之间的距离不小于5mm，或者完全束在一起，交叉管之间的距离应不小于20mm，同时注意不要将管子布置在车架纵梁内侧下翼上，以免由于积水使管腐蚀。6踏板的布置离合器踏板、制动踏板和油门踏板，布置在地板凸包与车身内侧壁之间。在离合器踏板左侧，应当留出离合器不工作时可以放下左脚的空间，因此，轮罩最好不要凸出到客厢内。油门踏板一般比制动踏板稍低，要求油门踏板与制动踏板之间留有大于一只完整鞋底宽度(60mm)的距离。因为汽车行驶时驾驶员要不停顿地踩油门踏板，所以要求踩下时轻便。驾驶员应当用脚后跟支靠在地板上，变化操纵时仅仅是通过改变踩关节角度来达到。为了操纵方便，从驾驶员方向看，油门踏板布置成朝外转的样子。图1-12所示为德国推荐的确定踏板布置的尺寸关系。7油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置(1)油箱 根据汽车最大续驶里程(一般为200600km)来确定油箱的容积。轿车为了在有限的空间内布置下油箱、备胎等物品，常视具体条件来确定其形状。布置油箱时应遵守的一条重要原则是油箱应远离消声器和排气管(轿车要求油箱距排气管的距离大于300mm，否则应加装有效的隔热装置；油箱距裸露的电器接头及开关的距离不得小于200mm)，更不应当布置在发动机舱内。轿车油箱常布置在行李箱内，而货车油箱布置在纵梁上。考虑到发生车祸时不会因冲撞到油箱而发生火灾，油箱又应当布置在撞车时油箱不会受到损坏的地方，例如将油箱布置在靠近轿车后排座椅后部就比布置在行李箱后下部安全。(2)备胎 轿车备胎常布置在行李箱内，要求在装满行李的情况下，仍能方便地取出备胎，如将备胎立置于行李箱侧壁或后壁。此时，行李箱侧壁或后壁必须有大于车轮直径的高度。货车备胎可以布置在车架尾部下方或是车架中部上方货箱底板下部。布置在车架尾部时常采用悬链式，可保证拆、装方便，并使汽车质心位置降低。但此时汽车离去角减小，通过性变坏。备胎置于车架中部上方时，常用翻转式结构。但在转动备胎时需要足够的空间，导致抬高货箱，使汽车质心位置增高。(3)行李箱 要求中级轿车行李箱有效容积为0.40.7m3，高级轿车为0.70.9m3。为了能整齐地安放手提箱，行李箱底部应平整。受外形尺寸限制，当普通级、中级轿车难以达到上述要求时，可利用座椅下、车门和侧壁之间的空间来安放小件行李。客货两用轿车将后徘座椅设计成可翻式，翻转后后部形成一个有效容积很大的行李箱。(4)蓄电池的布置 蓄电池与起动机应位于同侧，并且它们之间的距离越近越好，以缩短线路，同时还要考虑拆装方便性和良好的接近性。三、 轻型货车发展与新技术随着市场的成熟、用户运营需求的提高以及国家关于排放、油耗等一系列政策法规的出台，低质低价的轻卡产品生存空间将急剧萎缩，基数庞大的轻卡产品需要向质量的强势转变。从产品竞争力来看，经济性、可靠性、高性价比已经成为中国轻卡的核心竞争力。目前各主流轻卡生产厂家已经开始技术竞争的市场开拓手段，技术储备陆续释放，对产品进行升级改造，用技术占领市场。轻卡产品之间的竞争也越来越明显地呈现在技术、性价比上，对用户的需求特征也更加贴近市场。一些中高端轻卡在动力系统均采用了增压中冷柴油机系列，优化改善了燃烧性能，使发动机性能与燃料经济性得到很大的提高，提高了与整车的匹配性，动力输出较为强劲，加速性好。目前，市场上大轻卡动力多采用增压中冷柴油机，使动力输出、整车加速性、经济性都有很大提高，同时，底盘优化设计使耐用程度更高，其“高速重载”性能再次升级。这一发展趋势已使轻卡在功能性上达到了中卡的范畴，而部分大轻卡产品也开始逐渐占据本属于中卡的市场，宽体、大吨位重载高速高端轻卡已成为未来市场主流产品，这些都是市场、道路运输现代化的需求。四、 结语轻型货车增量结构将发生明显变化，轻型货车将向新材料、轻量化、数字化、智能化、舒适化和人性化方向发展，主要表现为低噪声、安全、可靠、易维修。其中，节能、低排放以及新能源的使用，将成为轻型货车研发的趋势。与此同时，轻型货车市场正面临新一轮消费升级，轻型货车同质化竞争转向差异化竞争的趋势更加明显。在这种情况下，轻型货车的使用范围将进一步扩大，并逐步向功能多元化方向发展。参考文献1 王望予主编，汽车设计 第4版M，北京：机械工业出版社，20042 余志生主编，汽车理论 北京;机械工业出版社，20073 王宝玺，贾庆祥,汽车制造工艺学 第3版M，北京：机械工业出版社，20074 王丰元，马明星主编汽车设计课程设计指导书，北京：北京电力出版社5 张凤营.我国汽车市场的形成发展及现状J.唐山：唐山职业技术学院，20096 汽车百科全书编撰委员会,汽车百科全书M，北京：机械工业出版社，19927 汽车工程手册编辑委员会,汽车工程手册：设计篇M，北京：人民交通出版社，20018 史文库,汽车新技术M，北京：人民交通出版社，20109 龚微寒，汽车现代设计制造，北京：人民交通出版社，199510 中国汽车工业经济技术信息所编，中国汽车零配