18第五章 汽车设计与制造

第五五章章汽车设设计与与制造造目录《汽车概概论》讲座1主要内内容§5-1汽车设设计目录§5-2汽车制制造工工艺§5-3汽车工工程材材料§5-4汽车的的试验验目录2一、汽汽车设设计的的内容容及特特点1．汽车车设计计的内内容整车总总体设设计又称称为为汽汽车车的的总总布布置置设设计计，，其其任任务务是是使使所所设设计计的的产产品品达达到到设设计计任任务务书书所所规规定定的的整整车车参参数数和和性性能能指指标标的的要要求求，，并并将将这这些些整整车车参参数数和和性性能能指指标标分分解解为为有有关关总总成成的的参参数数和和功功能能。。汽车车设设计计的的内内容容包包括括整整车车总总体体设设计计、、总总成成设设计计和和零零件件设设计计。。汽车车总总成成设设计计的任任务务，，主主要要是是满满足足整整车车设设计计对对总总成成功功能能和和布布置置的的要要求求，，也也存存在在是是否否易易于于维维修修、、保保养养的的““人人—机””关关系系问问题题。。零件件设设计计的任任务务主主要要是是满满足足总总成成的的设设计计要要求求并并解解决决强强度度、、寿寿命命和和生生产产技技术术问问题题。。为为了了满满足足总总成成的的设设计计要要求求，，还还应应取取得得整整车车的的有有关关性性能能之之间间、、相相关关总总成成的的参参数数之之间间的的理理想想匹匹配配。。§5-1汽车车设设计计15-1目录录32．汽汽车车设设计计的的特特点点和和要要求求目录录（1）产产品品系系列列化化、、零零部部件件通通用用化化、、零零件件标标准准化化（2）良良好好的的适适应应性性（3）汽汽车车使使用用中中的的安安全全性性、、可可靠靠性性、、经经济济性性与与环环保保要要求求（4）在在保保证证可可靠靠性性的的前前提提下下尽尽量量减减小小汽汽车车的的自自身身质质量量（5）外外观观造造型型的的艺艺术术性性（6）满满足足有有关关标标准准和和法法规规的的要要求求（7）汽汽车车设设计计是是考考虑虑人人机机工工程程、、交交通通工工程程、、制制造造工工程程、、运运营营工工程程、、管管理理工工程程的的系系统统工工程程§5-1汽车车设设计计4目录录§5-1汽车车设设计计二、、汽汽车车设设计计过过程程1．调调查查研研究究与与初初始始决决策策2．总总体体方方案案设设计计3．绘绘制制总总布布置置草草图图4．车车身身造造型型设设计计及及绘绘制制车车身身布布置置图图5．编编写写设设计计任任务务书书6、汽汽车车的的总总布布置置设设计计其主主要要任任务务是是根根据据汽汽车车的的总总体体方方案案及及整整车车性性能能提提出出对对各各总总成成及及部部件件的的布布置置要要求求和和特特性性参参数数等等设设计计要要求求；；协协调调整整车车与与总总成成之之间间、、相相关关总总成成之之间间、、总总成成与与有有关关部部件件之之间间的的布布置置关关系系和和参参数数匹匹配配关关系系，，使使之之组组成成一一个个在在给给定定使使用用条条件件下下的的使使用用性性能能达达到到最最优优并并满满足足设设计计任任务务书书所所要要求求的的整整车车参参数数和和性性能能指指标标的的汽汽车车。。其其具具体体工工作作有有：：5目录录§5-1汽车车设设计计（1）绘绘制制汽汽车车总总布布置置图图。。（2）根根据据整整车车参参数数和和性性能能指指标标提提出出对对各各总总成成和和部部件件的的设设计计要要求求。。（3）对对相相对对运运动动的的零零部部件件进进行行运运动动校校核核以以避避免免发发生生运运动动干干涉涉。。（4）确定定有关关总成成和部部件支支承的的型式式、结结构参参数与与特性性等，，特别别是对对发动动机机前前后支支承、、驾驶驶室支支承以以及排排气管管支承承等的的位置置和刚刚度要要精心心选择择。（5）确定定各总总成的的质心心位置置、核核算汽汽车空空载和和满载载时的的轴荷荷分配配以及及整车车质心心位置置。（6）制作作模型型进行行布置置空间间的校校核。。通常常制作作1：1的车身身内、、外模模型来来检查查驾驶驶操作作及上上下车车的方方便性性、视视野范范围、、乘坐坐空间间及舒舒适性性等。。（7）汽车车总成成、部部件及及零件件的选选型与与设计计。（8）设计计图纸纸的工工艺审审查及及必要要的修修改。。（9）绘制制汽车车总装装配图图。7．试制制、试试验、、修改改与定定型三、汽汽车设设计理理论与与设计计技术术的发发展6汽车制制造业业是在在许多多相关关联的的工业业和技技术的的基础础上发发展起起来的的综合性性工业业。汽车车制造造厂既既自己制制造零零部件件，还要要外协加加工及外购零零部件件。汽车车制造造所采采用的的工艺艺，从从毛坯坯制造造到整整车装装配，，可分分为铸造、、锻造造、冲冲压、、热处处理、、机械械加工工、焊焊接、、涂装装和装装配等工艺艺。一、冲冲压工工艺汽车（（特别别是轿轿车））车身身绝大大部分分是冲冲压件件，如如顶盖盖、挡挡泥板板、车车身侧侧板、、地板板、发发动机机罩、、车门门内外外板、、行李李箱盖盖板、、中门门柱、、前门门柱、、保险险杠等等。汽汽车冲冲压件件品种种繁多多、生生产批批量大大，因因此必必须采采用机机械化化、半半自动动化或或全自自动化化流水水生产产。冲压生生产线线通常常有两两种型型式，，一种种是单单机联联线、、另一一种是是采用用多工工位压压床的的生产产线。。二、焊焊接工工艺车身制制造与与一般般机械械制造造不同同，车车身几几乎全全部由由冲压压件焊焊接而而成。。车身身焊接接常称称为焊焊装，，是将将冲压压零件件组装装、焊焊接成成符合合产品品设计计要求求的白白车身身(即未经经涂装装的车车身)。目录§5-2汽车制制造工工艺7图5-1轿车车车身焊焊装工工艺流流程图图目录§5-2汽车制造工工艺8目录§5-2汽车制造工工艺图5-2轿车车身焊焊接机器人人915-2目录§5-2汽车制造工工艺三、涂装工工艺汽车涂装的的目的是起起保护、装装饰和标志志等作用，，以及对车车内隔热、、消声、抗抗震密封等等特殊作用用。因此，轿车车、客车车车身和货车车驾驶室的的涂装不仅仅装饰性要要求高，而而且还要求求良好的力力学性能、、高的耐候候性和耐腐腐蚀性。装装饰性要求求包括涂层层光亮、平平滑、丰满满、美感好好等；为了了适应汽车车行驶中的的振动和应应变，要求求涂层具有有一定的硬硬度、良好好的韧性和和耐磨性；；耐腐蚀性性要求包括括外观锈蚀蚀、穿孔腐腐蚀、结构构损坏腐蚀蚀等出现的的使用时间间，例如加加拿大规定定这三种腐腐蚀出现的的使用时间间应分别为为5年、10年和20年，此外还还要求能耐耐汽油、机机油和沥青青等的腐蚀蚀，在这些些介质中浸浸泡一定时时间不产生生软化、变变色、失光光、溶解或或印斑等现现象，并要要求与清洗洗剂、肥皂皂等接触后后不留痕迹迹等。10目录§5-2汽车制造工工艺图5-3轿车车身涂涂装工艺11目录§5-2汽车制造工工艺四、装配工工艺汽车的装配配可分为组组装、部装装和总装，，现代汽车车厂一般只只进行总装装。总装是是整个汽车车制造过程程的最后环环节，提高高装配精度度是保证汽汽车质量的的关键。零件的加工工精度是达达到装配精精度的基础础，但装配配精度也取取决于装配配的工艺和和技术，特特别是装配配生产线的的先进程度度等。此外外，装配车车间的环境境条件，如如温度、湿湿度、清洁洁度、照明明、噪声、、振动以及及其他条件件对装配质质量也有影影响；由于于目前装配配过程还需需要大量的的手工劳动动，因此装装配质量的的保证，还还要依靠装装配工人的的技术水平平和高度责责任感，这这在任何国国家都不例例外。汽车总装工工作的内容容，因车型型及生产纲纲领的不同同而有区别别。其主要包括括：整车装装配、饰件件装配、检检验调整、、性能试验验及试车等等。总装的的基本任务务，可概括括为将汽车车的动力—传动系统、、车身图图5-4神龙—富康轿车装装配线内饰饰、车身外外饰、以及及电子装置置等部分装装配成整车车。12目录图5-4神龙—富康轿车装装配线§5-2汽车制造工工艺13目录§5-2汽车制造工工艺总装线一般般是由以下下几个部分分组成：（1）内饰装配配线内饰装配线线的主要任任务是将仪仪表盘、座座椅、加热热与冷冷气设备、、车顶棚及及侧壁内饰饰件、车门门饰件等部部件安装到到车身或驾驾驶室内。。（2）底盘装配配线底盘装配线线的主要任任务是将发发动机、离离合器、变变速器、传传动轴、前前轴、后桥桥(包括悬架系系统)、转向系统统、制动系系统、散热热器、车轮轮等部件安安装到车架架上。（3）外饰装配配线主要是将散散热器护栅栅、前大灯灯、风窗玻玻璃、门窗窗玻璃、保保险杠、后后灯组合、、反射镜、、标识器和和电子装置置等部件安安装到汽车车上。（4）车辆行驶驶性能检查查调整线(简称检测线线)主要是对装装配完的整整车、车轮轮定位、动动力性能、、经济性能能、侧滑性性能、制动动性能等整整车性能进进行检查、、测试和调调整，以保保证出厂的的汽车达到到质量要求求。图5-5为东风汽车车集团总装装配厂检测测线工艺布布置简图。。14目录§5-2汽车制造工工艺图5-5东风汽车集集团总装配配厂检测线线工艺布置置简图工位一—外观检查及及登录工位位工位位二—速度表检测测工位工工位三—重及制动力力检测工位位工位位四—灯光检测及及调整、声声级检测工工位工工位五—侧滑检测、、废气检测测及调整工工位工工位六—底盘检查及及报告单打打印工位1—登录室2—电缆沟3—速度表试验验台4—称重台5—制动试验台台6—踏板力计7—前照灯检测测仪8—声级计9—烟度计10—CO／HC分析仪11—侧滑试验台台12—底盘检查连连通地沟13—主控室15目录§5-3汽车工程材材料汽车工程材材料指生产产汽车过程程中所用的的材料。汽汽车工程材材料可分为为金属材料料和非金属属材料两大大类。一、金属材材料金属材料分分为黑色金金属和有色色金属。黑黑色金属是是指钢铁材材料；有色色金属是指指除钢铁材材料以外的的所有金属属材料，如如铝、铜、、镁及其合合金。1．钢铁材料料2．有色金属属二、非金属属材料非金属材料料包括塑料料、橡胶、、玻璃、陶陶瓷、合成成纤维、胶胶粘剂、摩摩擦材料、、涂装材料料等。1.塑料2．橡胶16目录§5-3汽车工程程材料3．玻璃4．陶瓷5．摩擦材材料6．复合材材料（1）玻璃纤纤维增强强复合材材料（2）碳纤维维增强复复合材料料三、汽车车材料的的发展和和新型汽汽车材料料（1）稀土金金属（2）记忆金金属（3）泡沫铝铝材（4）稀土永永磁材料料（5）特种密密封材料料17目录§5-4汽车的试试验理论研究究和试验验研究密密切结合合是现代代科学技技术的一一个显著著特点，，两者互互相依赖赖、相辅辅相成，，加速了了科学技技术的发发展。由由于汽车车的使用用条件复复杂、汽汽车工业业所涉及及的技术术领域极极为广泛泛，致使使许多理理论问题题研究得得还不够够充分，，因此汽汽车工业业特别重重视试验验研究。。如前所所述，在在汽车的的设计、、制造过过程始终终都离不不开试验验，无论论是设计计思想和和理论计计算、初初步设计计、技术术设计、、汽车定定型还是是在生产产过程，，都要进进行大量量的试验验。最后后，在客客户购买买了汽车车并使用用的过程程中，车车辆交通通管理部部门还要要定期对对车况进进行测试试，以确确保行车车安全性性。一、汽车车性能试试验汽车性能能试验是是为测定定汽车的的基本性性能进行行的试验验。1．动力性性能试验验对常用的的三个动动力性指指标即对对汽车的的最高车速速、加速和爬坡性能能进行实际际试验测测定。1815-3目录§5-4汽车的试试验图5-6汽车转鼓鼓试验台台19目录§5-4汽车的试试验2．燃油经经济性试试验3．制动性性能4．操纵稳稳定性5．平顺性性6．通过性性试验一般在汽汽车试验验场和专专用路段段上进行行。7．安全性性试验安全性试试验项目目很多，，而且通通常耗资资巨大。。特别是是碰撞安安全试验验，除正面撞车车试验外，，近来还还增加侧面撞车车试验。可可以进行行实车撞车车试验，也可以以进行模拟试验验或撞车模拟拟计算。但不少少国家或或厂家规规定新车车型必须须经过实实车撞车车试验，，以验证证其撞车车安全性性。在撞撞车试验验中需用用假人(又称人体体模型)进行试验验，美国等国国家为人体模模型制定定了标准准，我国国目前尚尚无人体体模型标标准。20目录§5-4汽车的试试验图5-7正面撞车车试验21目录§5-4汽车的试试验二、大型型试验设设施汽车试验验场和汽汽车风洞洞是汽车车试验的的两种大大型试验验设施。。1．试验场场表5-3有代表性性的汽车车试验场场

试车场名称总面积(km2)高速环道形状长度(km)设计车速(km/h)GM，Milford162圆形7.2177Fofd，Romeo15.6长圆形8.0225Chrysler，Chelsea16长圆形7.6225Volkswagen10.6电话听筒形20.5190TRC，Ohio30长圆形12225海南汽车试验场0.68电话听筒形6.0120襄樊汽车试验场1.93长圆形5.3160定远汽车试验场2.39K圆形4120交通部公路交通试验场2.4长圆形5.519022§5-4汽车的试试验汽车试验验场的主主要功用用是：①汽车产产品的质质量鉴定定试验；；②汽车车新产品品的开发发、鉴定定和认证证试验；；③为试试验室的的零部件件试验或或整车模模拟试验验以及计计算机模模拟确定定工况和和提供采采样条件件；④汽汽车标准准及法规规的研究究和验证证试验等等。2．风洞汽车行驶驶时，周周围的空空气与其其产生相相对运动动，形成成气流。。汽车行行驶的速速度越快快，该气气流对汽汽车影响响的作用用越大。。汽车的的空气动动力特性性影响其其经济性性、动力力性，操操纵稳定定性、视视野、污污染、振振动、汽汽车噪声声、车身身内室的的通风换换气、汽汽车空调调及汽车车重要部部位的热热状态等等。随着着高速公公路的发发展，高高速行驶驶是汽车车常用的的工况。。因此，，汽车的的空气动动力特性性成为汽汽车主导导地位的的特性。。风洞是用用来研究究汽