前 言
百年汽车发展史表明：汽车诞生德国成长法国成熟美国兴旺欧洲挑战日20世纪初着福特公司T型车推出流水生产线开始美国汽车工业开始世界市场处导位日汽车工业20世纪6070年代迅速发展者居先超德英法等老牌汽车工业国19801993年期间超美国跃居世界第位创造世界汽车工业发展奇迹时韩国激烈竞争中崛起成世界汽车工业重生产基新兴国家发展中国家生活水提高致汽车需求量迅速增加汽车产业发达带动整国家工业快速发展国家社会带穷收益成二十世纪改造世界机器现代文明标志
汽车工业迅速发展两方面原：汽车受社会青睐二汽车工业综合性强济效益带动部门发展世界发达国家例外汽车工业作国民济支柱产业国汽车工业起点低发展较晚解放前国没汽车制造工业1953年长春第汽车制造厂动工兴建1956年制造出国第辆解放牌汽车结束国制造汽车历史改革开放国汽车制造业迅速发展逐渐改变缺轻少重微极合理汽车产品结构破汽车产量徘徊前局面1993年汽车年产量首次突破百万辆关达11265万辆举跃入世界汽车年产超百万辆国家行列
进入21世纪占领未汽车市场许公司种先进新技术新设备新材料广泛应汽车工业中汽车业日趋动化电子化低碳绿色环保开发新源日益重视相信汽车生活会产生越越重影响
着生活水进步提高思想观念进步具轿车舒适性兼顾载货功皮卡车越越接受2012年中国皮卡市场商车板块中保持独树帜较高正增长速率均累增长率112仅次SUV第二品系开发高品质高性适中价位中高端皮卡已成未发展趋势
次设计柴油皮卡机动灵活坐空间实现微客微货两种功
采柴油机油耗低具优越动力性济性兼顾轿车速度舒适安全操控等性具备良通性承载性性价较高适合中国市场方便快捷兼顾生活服务竞争力较强微卡微客
毕业设计学四年学环节学知识综合检验次毕业设计前学知识做进步系统梳理时掌握汽车总体布置部件总成设计基方法工作帮助次毕业设计中课题参日产锐骐柴油皮卡设计汽车性参数进行计算提高性基础考虑济性安全性等
第章 汽车总体设计
汽车总体设计汽车设计工作中十分重环汽车性外廓尺寸重量外形生产成总体设计密切关系汽车性坏仅取决部件性程度取决部件协调配合取决总布置汽车设计开始阶段应该总体设计整车设计统目标统设想统指挥
§11 汽车类型选择
途分轿车客车载货汽车越野汽车牵引汽车专汽车卸汽车农汽车等外着时代进步技术发展出现新源动力电动汽车燃料电池汽车等次设计款柴油皮卡车技舒适具良动力性制动性安全性次设计贯穿线
§12 汽车形式选择
§121轴数
汽车轴数（二轴三轴四轴）根汽车途总重条件公
路车辆法规限制轮胎负荷力确定
国公路干线桥梁允许双轴汽车轴单轴负荷130kN前轴单轴负荷允许60kN三轴汽车双轴负荷240kN双轴汽车总重般超180~190 kN三轴汽车总重超320 kN总重更公路车采四轴次设计车型质量较轻采两轴
§122驱动形式
驱动形式常4×24×46×6等代号表示中第数字表示汽车车轮总数第二表示驱动轮数4×2式汽车结构简单汽车重较轻制造成低油耗量较轿车总重190 kN公路车广泛采次设计车型总重高采4×2形式
§123布置形式
汽车布置形式指发动机驱动轴车身相互位置关系布置特点言汽车性取决整车总成关参数外起布置形式性重影响
皮卡属客货两车般采发动机前置轮驱动(FR)该布置优点：轴荷分配合理利提高轮胎寿命前轮驱动需采等速万节利减少制造成操机构简单采暖机构简单路短供暖效率高发动机冷条件坡行驶时驱动轮附着力增爬坡力强变速器减速器分开拆装维修容易发动机接性良缺点：车身板方传动轴板凸起通道排座椅中部坐垫厚度减薄影响坐舒适性汽车正面物体发生碰撞时易导致发动机进入车厢会前排员受严重伤害汽车总长轴距均较长整车整备质量增时影响汽车燃油济性动力性总体应广泛
§13 汽车技术参数确定
§231汽车尺寸确定
汽车尺寸指汽车外廓尺寸轴距轮距车厢尺寸等
1外廓尺寸
汽车长宽高称汽车外廓尺寸应根汽车途道路条件吨位（载客数）外型设计公路限制结构布置等素确定总体设计时力求减少汽车外廓尺寸减轻汽车重提高汽车动力性济性机动性次设计参考日产锐骐皮卡初步确定：
La4980mmBa1690mmHa1650mm
2轴距L
轴距L整备质量汽车总长汽车转弯半径传动轴长度通半径等影响轴距短汽车长度短重轻转弯半径通半径轴距短会带系列缺点：车厢长度足悬长汽车行驶时摆横摆较汽车制动坡时重量转移操性稳定性变坏外会导致万节传动夹角等问题确定轴距时考虑方面求保证设计车型性装载面积轴荷分配等方面均满足前提轴距设计短较
次柴油皮卡设计参考锐骐选取L2950mm
3前轮距B1B2
汽车轮距B会影响车厢驾驶室宽汽车总宽总质量转弯直径等轮距愈车厢宽增加利增加倾斜刚度横稳定性愈轮距宽汽车总宽总重般加导致汽车功率转矩指标降机动性变坏容易产生车身侧面甩泥缺点轮距宜轮距数值必须求汽车总宽相适应
受汽车总宽超25m限制参考类车型选取前轮距B11415mm轮距B21410mm
4前悬悬
前悬悬长度总布置程中确定前悬长度应足固定安装驾驶室前支点发动机水箱转机弹簧前托架保险杠等零件部件驾驶室型式驾驶员座位前位置前悬影响汽车前悬宜长否汽车接角
悬长度取决货箱长度轴距轴荷分配情况时保证适离角般说悬宜长否坡时容易刮转弯时灵活货车悬般1200～2200mm间
§132汽车质量参数确定
汽车质量参数包括整车整备质量载客量装载质量质量系数汽车总质量轴荷分配等
1整车整备质量
整车整备质量指车带全部装备（包括车工具备胎等）加满燃料水没装货载时汽车质量参考类车型设计求选取汽车重162t
2汽车装载质量载客量（简称载质量）
参考类汽车选定汽车载重050t
3质量系数
质量系数指汽车载质量整车整备质量值质量系数该系数反映汽车设计水工艺水值越说明该汽车结构制造工艺越先进参考类型汽车选定根定计算整车整备质量
4汽车总质量
汽车总质量指装备齐全规定装满客货时整车质量皮卡总质量整备质量载质量驾驶员行员质量三部分组成
式中包括驾驶员行员数应等座位数
次设计汽车总质量2445t
5汽车轴荷分配
汽车轴荷分配汽车重质量参数汽车性（牵引性制动性通性操稳定性等）轮胎寿命影响轮胎磨损均匀般希满载时轮胎负荷致相等例轴单胎双轴4×2式汽车希满载时前轴负荷50左右轴双胎4
×2式汽车希前轴负荷致1323例分配
表11 汽车前轴荷分配
车型
满载
空载
前轴
轴
前轴
轴
货车4×2轮单胎
32~40
60~68
50~59
41~50
货车4×2轮双胎
25~27
73~75
44~49
50~56
车前置驱
45~50
50~55
51~56
44~49
结合表参考类车型确定皮卡轴荷分配：
表2—2轴荷分配
满载
空载
前轴
轴
前轴
轴
46
54
55
45
11247kg
13203kg
891kg
729kg
§14发动机选择
§141发动机功率
柴油皮卡选柴油机作动力装置柴油机体积质量油耗柴油机扭矩动力性选发动机根汽车高车速确定次柴油皮卡高车速150kmh发动机功率式估算
(11)
式中——发动机功率
——传动系效率85
——汽车总质量（kg）
g——重力加速度（m）
——滚动阻力系数高车速代入
——空气阻力系数综合货车轿车取040
A——汽车迎风面积（）根外形取A20
——高车速
：
（2445x98x0033x1503600+052x256x76140）x085
7816KW
根结果选取ZD25TCR柴油机（郑州日产锐骐）
§142发动机转矩相应转速
发动机功率相应转速确定发动机转矩相应转速确定值面公式计算：
（12）
式中：α——转矩适应系数般11～13取12
——功率(kw)
——功率时转速(rmin)
——转矩()
中14～20间取里取18
根公式（22）
发动机ZD25TCR扭矩：260 扭矩点转速：2400rmin 满足求
表13 ZD25TCR柴油机性参数
高功率转速km(rmin)
803800
转矩转速N（rmin）
26016002400
排量（mL）
2498
高转速（rmin）
4180
轮廓尺寸（mm）
730648791
图11 ZD25TCR发动机外特性图
§15 车身形式选择
根柴油皮卡设计求外形设计参考日产锐骐皮卡
§16 轮胎选择
轮胎型号根汽车类型条件轮胎净负荷轮胎承载力（额定负荷）汽车行驶速度选择外考虑汽车离间隙汽车高度等素
选择轮胎尺寸型号需考虑汽车条件路面承载力性求公路车轮胎负荷允许采尺寸较轮胎提高汽车动力素降低汽车重心高度减轻非簧载重量
查GB297889根参考车型次采型号：LT21575R15子午线轮胎该轮胎优点：滚动阻力温升低胎体缓性胎面附着性斜交轮胎装车油耗低寿命长高速性适应现代汽车安全高速低耗发展求
§17减速档传动确定
（13）
式中：—汽车车速（kmh）
r—轮胎滚动半径取r35175mm
n—发动机功率转速取n3800rmin
—超速档传动取07
—减速
：30
计算出变速器档传动：
表14 汽车传动
变速箱档位
变速箱速
桥速
总速
Ⅰ
35
30
105
Ⅱ
245
735
Ⅲ
17
51
Ⅳ
10
30
Ⅴ
07
21
倒
35
105
第章 汽车整体布置
§21 总布置图绘制
总成进行方案布置设计计算时进行整车总体布置关计算(参数确定性计算)工作整车方案布置草图总成匹配布置基础正式绘制布置整车总布置图整车总布置图包括侧视图俯视图前视图必断面布置图局部布置图绘制整车总布置图程中时配合调整确认总成外廓尺寸结构布置型式连接方式总成间相互关系操机构布置求悬置结构布置求线路布置固定装调方便性等整车布置应车型系列化角度出发减少基础布置变动变型出种车型适应量生产户求降低成提高性
§211整车布置基准线—零线确定
汽车满载状态确定整车零线(三维坐标面交线)正负方标注方式整车满载状态车头左确定整车坐标线
1X 坐标线（前轮中心线）
通左右前轮中心铅垂面侧视俯视图投影线X坐标线前+该线标记
2Z 坐标线（车架面线）
取车架梁翼面较长段面承载式车身中部底板表面水面行时该面前视侧视图投影线Z 坐标线+标记
3．y 坐标线（汽车中心线）
通汽车中心线铅垂面前视俯视图投影线坐标线前视图中右侧+右侧标记
4面线
面侧视图前视图投影线称面线线标注汽车高度接角离角离间隙货台高度等尺寸基准线
5．前轮垂直线
通左右前轮中心垂直面面侧视图俯视图投影线称前轮垂直线线汽车轴距前悬基准线
新车设计时整车坐标线确定车身(车头驾驶室)车架坐标线确定三者统整车零线画法述oxoyoz三条线统称三方零线绘制总布置图时先确定零线位置般侧视图开始根整车前悬车架表面面高度确定X Z 坐标线交点然通该点画水线垂直线分代表oxoz俯视图前视图坐标线画法法处理须保证XYZ 三坐标线互相垂直面线暂时画前轮中心车架表面距离确定前轮中心圆心车轮静力半径半径分画两圆弧两圆弧切线面线见图21 整车布置图坐标系
图21 整车总布置
§22 汽车总成布置求
§221发动机传动系布置
根总布置图中确定发动机前轴前轮相互位置关系发动机总成车头驾驶室总成外形图起总布置图中进行细化准确定位确定坐标位置布置时注意点：
1．油底壳前轴距离
2油底壳横拉杆间隙前轴垂直跳动量外考虑制动时前簧S变形造成前轴前定转角β（约3°4°）求额外间隙
3散热器风扇关系般风扇距散热器芯部表面少留40mm间隙风扇中心散热器芯部中心齐者高芯部中心风扇超水室边样布置冷效果差
4曲轴中心线车架表面—零线前高低夹角（约2°5°）般取3°左右目汽车满载状态时传动系轴线相互间夹角甚前成条直线提高万节传动效率减少磨损
5满载时传动轴正常夹角4°条件时驱动桥倾斜角度满足传动轴等角速传动减传动轴夹角
§222车头驾驶室布置
发动机车架前轴前轮布置关系确定布置车头驾驶室总成设计阶段关系进行协调里仅相互位置关系进行布置确认坐标尺寸确定
§223传动轴布置
发动机离合器变速器动力传动总成驱动桥位置确定布置万节传动轴
满足万节传动轴两端夹角相等满载静止时4º7º求图出根传动轴两端装万节种简单万节传动布置
图22 万节传动Z型布置方案
§224悬架布置
前板簧布置保证销倾角求时种前高低布置利产生足转板簧支架应量减少悬臂长度求较尺寸质量前提获较强度刚度板簧布置应做前低高获足转特高速轿车轻型客车吉普车等定考虑载货车结构原造成布置难度较较少考虑减振器应量布置成垂直状态限度利效行程减少偏差空间允许斜置布置时应注意支点离高度减振器支点应高出车架表面太高(应超80mm)免影响改装车装配布置注意减振器行程分配发生顶死现象
§225车架总成外形横梁布置
先确定车架梁断面高度参考类车型车架断面高度决定车架断面高度
轻型货车车架前采等直断面高度落料成矩形断面压弯成槽型结构样梁制造工艺简单成低质量偏前部布置太理想车架前部变断面保证足够强度刚度外形状变化选择考虑布置需压工艺性前簧布置销倾角度前轮跳动量发动机散热器等悬置结构处理否理想车头驾驶室悬置布置等进行综合衡确定车架前部外形尺寸断面高度车架总成外宽确定车型厂家选车架总成外宽样然国家制订车架外宽标准目前国没达统车架总成横梁布置应均匀结构合理胶板总成固定支架方
(力作点)应布置横梁便减少梁腹板侧弯悬架支架发动机悬置油箱电瓶驾驶室悬置等处应考虑布置横梁
§226转系布置
转系布置保证驾驶员操轻便舒适汽车具较高机动性灵敏度转弯时减少车轮侧滑减轻转盘反击力动回正作
转系布置关键保证转传动装置拉杆系统足够刚度较传动变化量
转器转柱固定牢角度转盘高度位置应保证驾驶员操作轻便手臂没架高感觉抬腿踩踏板时碰转盘
拉杆必须足够刚度特弯拉杆保证没弹性变形前轮左右转角区间节点出现发卡摩擦现象拉杆间出现死角转程中传动变化应量
置板簧布置中转垂臂球头中心应板簧跳动中心重合接节臂球头中心应片高度相差定距离样减少车轮跳动时干涉量紧急制动时干涉跑偏问题
转盘高度转柱角度固定方式等驾驶室脚踏板座椅布置考虑
§227制动系统布置
国家标准中规定：汽车应配行车制动系统驻车制动系统应急制动功三者独立互相联系某二者失灵系统具应急制动功应急制动操作必须方便行车制动驻车制动操机构结合三者合起驻车制动求必须通机械装置工作部件锁止解应该方便
行车制动必须采双回路系统部分回路失效余部分少30制动效
般轻型货车均采液压制动系统两种驱动机构求制动器布置整车制动系统配置操机构形式结构等制动系统方案选择进行合理布置非常关键
§228进排气系统布置
期排气系统方案选择布置合理性整车性性排放振动噪声等影响
空气滤清器进气路保证发动机充足清洁空气通道吸气口放空气畅通清洁部位道长度应短便减少阻力空气滤清器容量足够增加滤清效果减少发动假磨损保证正常工作
排气系统布置保证发动机排期通畅阻力时量减少噪音振动排气口左右行道
排气道布置油箱距离应300mm布置盘侧布置开时中间加隔热板
消声器进气应量动力总成固定起减少振动干涉排气系统整车软垫进行支撑固定减少道接口处振动干涉布置消声器时注意离间隙应影响通性
§229操系统布置
转盘转柱布置前面已述里仅踏板（离合器制动油门）装置变速操驻车制动装置等进行述
离合器踏板制动踏板油门踏板布置板凸包车身侧壁间离合器踏板左侧应留出离合器工作时放左脚空间轮罩突出客箱油门踏板般制动踏板稍低求油门踏板制动踏板间留完整鞋底宽度（60mm）距离
踏板操手柄位置应体工程学求进行布置条件情况11模型中进行布置
求操机构足够刚度运动件连接处配合间隙合理量减少间隙运动件出现发卡干涉现象确保操动作灵活准确特变速操机构频繁求轻便间隙仅求操机构身刚度求固定操机构基体件刚度样保证换挡操作程中灵活准确手感强
§2210车箱布置
根车型确定载重量户车箱长度求整车外廓尺寸车箱板否允许车轮鼓包货物情况等合理选择车箱尺寸必须保证符合公司部确定车箱部尺寸系列应意变动样便组织生产变型利系列化通化
车箱前板保险架离驾驶室围相关部件间隙应40mm保险架高度应超出驾驶室顶部70mm—100mm
车箱横梁布置合理保证身足够强度刚度车箱板长期承载状态会产生永久变形车箱梁端允许超出车架尾端200mm便减轻车架质量
§23车身部布置
车身部布置设计中体尺寸百分位分布值作尺寸利体模型布置出座椅方盘操机构满足90象进行车身部布置设计时基步骤：
1根体尺寸做出相应二维体模型
2体坐姿布置
室布置减驾驶坐疲劳程度设计中必须满足体舒适求体驾驶舒适疲劳程度设计中选择体关节角度确定驾驶姿势关柴油皮卡设计采汽车设计中推荐数值进行设计
3汽车室操机构布置
手操机构应布置手操范围外根操象进行必设计样实现驾驶操舒适性
变速器手制动杆操机构布置时根参考书籍汽车设计验推荐数值变速器形状位置确定
方盘布置时座椅起布置满足操作舒适性
布置种踏板时保证踏板间留足够间隙时保证工作时踏板间应留足够位置放脚
§24车身外型布置
车身外型设计整车设计程中关重车身外型汽车销售影响设计车身时满足种布置需车身佳空气动力性外保证外观时尚漂亮
次车身外型设计参考日产锐骐柴油皮卡车身外型图图：
第二章 运动校核
般校核转轮跳动传动轴跳动悬架转杆系运动等确定运动轨迹运动空间防止产生运动干涉协调等情况发生校核采作图方法绘制跳动运动图检查否符合设计求
§31 转轮跳动图
作图目确定转轮跳高位置时左右转极限位置时占空间确定轮罩形状翼子板缘开口形状位置检查转轮拉杆车架间运动干涉
目前国皮卡车采独立悬架结构转轮跳极限位置该侧悬架橡胶限位块压缩23时位置确定简化作图时假定车轮销面垂直考虑安装角图31轿车转轮跳动图确定翼子板缘开口形状作图时首先绘出转轮调高处绕销中心O左右转极限位置时俯视图图31示轮胎外侧斜面部分行称面A作切面BCDEF切面ABCDEF翼子板开口铅垂面相交交线……然交线投影侧视图处开口铅垂面处轮胎截面形状图31中阴影线示车轮调高处左右转极限位置时翼子板开口处轮胎位置处易发生运动干涉通绘出种跳动图正确确定开口边缘线形状高度保障足够运动间隙图31左角侧视图出轮胎翼子板间间隙
图31采独立悬架时转轮天动图
§32 传动轴跳动图
作图目确定：（1）传动轴跳动时极限位置摆角θ（2）空载时万节传动夹角（3）传动轴花键连接处伸缩量检查否脱开顶死
作图方法：图32示先定例绘出汽车满载时车架钢板弹簧桥传动轴位置中弹簧片中点（片中性面中央螺栓中心线交点）传动轴万节中心传动轴前万节中心端固定称称程度10钢板弹簧说足够精确认片中部桥壳夹紧段车轮跳动时桥壳起作移运动弹簧片中心轨迹圆弧圆心位置图示桥着弹簧中部作移运动弹簧片中心传动轴万节中心连线作移运动连线线成行四边形两边画出相应外两边交点点回转中心圆心半径画圆弧万节中心点运动轨迹点作车架
面线垂直线垂直线取等弹簧动挠度取等反跳挠度01者发生车轮遇坑落时F面线线段运动轨迹交点E点三点分相悬架处压紧反跳工况万节中心位置前万节中心传动轴跳动时保持变连接E相应工况传动轴位置中E跳位置较路面时传动轴线位置悬架反跳时传动轴限位置∠E∠E相应情况传动轴摆角角度应超40°边超20°宜前万节中心间距离轨迹点数中找传动轴长度短长度者
E中较短汽车空载时传动轴长度夹角述作图法
图32 传动轴跳动图
§33 转拉杆悬架导机构运动协调校核图
图33示前面方法找出板簧片中心点摆动中心臂拉杆铰接球头中心摆动中心然半径画出圆弧转摇臂端球销中心B圆心B半径画圆弧点作垂线NN点截取距离动挠度点截取距离静挠度点两点分作垂直NN直线点两条轨迹线分交GH四点距离GH转拉杆置钢板弹簧运动协调引起轨迹偏差量应偏差量尤轮胎常见跳动范围应保持轮胎弹性范围否调整B点位置
图33 转拉杆悬架导机构运动协调校核图
述运动校核外根实际需做运动校核例减震器极限位置校核转摇臂转杆系运动校核等
§34 汽车性优化匹配预测
汽车总体布置整车总成设计参数间匹配汽车性决定性影响提高设计质量缩短研制周期总体布置开始前应该整车总成参数进行优化选择合理匹配整车总成性进行初步预测整车方案总成设计参数确定根总成部件设计提供具体数整车性快作出全面准确预测便早发现问题进行调整修改
第四章 汽车性参数
汽车性参数包括动力性燃油济性通性操稳定性制动性舒适性等
§41动力性参数计算确定
汽车动力性指汽车良路面直线行驶时汽车受力决定达均行驶速度汽车运输效率高低程度取决汽车动力性动力性汽车种性中基重性
汽车均行驶车速评价汽车动力性总指标汽车动力性汽车高车速汽车加速时间t汽车爬坡度评定
§411档车速确定
＝0377 （41）
式中： ——汽车行驶速度（kmh）
n——发动机转速（rmin）
r——车轮半径（m）
——变速器传动见表24
——减速器传动见表24
档速度值速度曲线图表41图41
表41档速度值
档位
发动机车速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
倒档
1600
1474
2106
3071
4423
6319
1474
1800
1659
2369
3456
4976
7109
1659
2000
1843
2633
3839
5529
7899
1843
2200
2027
2896
4224
6082
8688
2027
2400
2211
3159
4608
6635
9479
2211
2600
2396
3423
4992
7188
10268
2396
2800
2580
3686
5376
7741
11059
2580
3000
2765
3949
5759
8294
11848
2765
3200
2949
4213
6143
8847
12638
2949
3400
3133
4476
6528
9399
13428
3133
3600
3317
4739
6912
9953
14218
3318
3800
3501911
500273
7295648
1050573
1500819
3501911
图41汽车行驶档速度曲线图
§412驱动力计算
（42）
式中： ——汽车驱动力（N）
——发动机转矩（Nm）
——传动系效率085
附着条件 计算典型路面附着力
计算公式：
式中：——驱动轮承载质量
中空载时：G2729kg满载时：G213203kg
干燥沥青混凝土路取ψ07
：空载时：500094N
满载时 905726N
计算结果表明满载行驶时＞汽车会出现滑现象
表42驱动力计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
778909
545236
373876
259636
181745
1800
834545
584182
400582
278182
194727
2000
890182
623127
427287
296727
207709
2200
904091
632864
433964
301364
210955
2400
886705
620693
425618
295568
206898
2600
841500
589050
403920
280500
196350
2800
827591
579314
397244
275864
193105
3000
792818
554973
380553
264273
184991
3200
771955
540368
370538
257318
180123
3400
744136
520895
357185
248045
173632
3600
730227
511159
350509
243409
170386
3800
695455
486818
333818
231818
162273
§413空气阻力计算
（43）
式中： ——空气阻力（Ｎ）
——空气阻力系数
——迎风面积（）
表43空气阻力计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
822
1678
3569
7401
15105
1800
1041
2124
4517
9367
19117
2000
1285
2622
5577
11564
23601
2200
1555
3173
6748
13993
28557
2400
1850
3776
8031
16653
33985
2600
2172
4432
9425
19544
39886
2800
2518
5140
10931
22666
46258
3000
2891
5900
12548
26020
53102
3200
3289
6713
14277
29605
60418
3400
3713
7579
16118
33421
68207
3600
4163
8496
18069
37469
76467
3800
4639
9467
20133
41748
85199
§414滚动阻力计算
1滚动阻力系数：
（44）
表44汽车滚动阻力系数
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0008426
000878
000932
0010077
0011139
1800
0008426
0008927
0009535
0010387
0011581
2000
0008529
0009074
000975
0010696
0012023
2200
0008632
0009222
0009965
0011006
0012466
2400
0008735
0009369
001018
0011316
0012908
2600
0008839
0009517
0010395
0011625
0013351
2800
0008942
0009664
001061
0011935
0013793
3000
0009045
0009812
0010825
0012245
0014235
3200
0009148
0009959
001104
0012554
0014678
3400
0009251
0010107
0011256
0012864
001512
3600
0009355
0010254
0011471
0013174
0015562
3800
0009458
0010402
0011686
0013483
0016005
2滚动阻力：
（45）
式中：——滚动阻力（N）
——汽车总质量（kg）2445kg
表45汽车滚动阻力
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
2018885
2103678
2233222
2414584
2668961
1800
2018885
2139008
2284745
2488777
2774952
2000
2043616
2174338
2336268
2562971
2880943
2200
2068348
2209669
2387792
2637164
2986934
2400
2093079
2244999
2439315
2711358
3092924
2600
211781
2280329
2490838
2785551
3198915
2800
2142541
2315659
2542361
2859745
3304906
3000
2167272
2350989
2593885
2933938
3410896
3200
2192003
238632
2645408
3008132
3516887
3400
2216735
242165
2696931
3082325
3622878
3600
2241466
245698
2748454
3156519
3728868
3800
2266197
249231
2799978
3230712
3834859
图42驱动力——阻力衡图
§415档动力数计算
（46）
式中：——动力数
档动力数见表46汽车动力特性图见图43
表46汽车动力数
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
032473
0226851
0154546
0105269
0069547
1800
0347859
0242919
0165295
0112188
007329
2000
0370977
0258965
0175999
0119011
0076837
2200
0376669
0262798
0178296
0119933
0076123
2400
0369289
0257467
0174278
0116404
0072164
2600
0350289
0243987
016464
0108909
00653
2800
034434
0239629
0161226
0105671
0061286
3000
0329672
0229153
0153585
0099434
0055043
3200
0320798
0222718
0148684
0095035
0049958
3400
0309012
021423
0142343
0089572
0043999
3600
0303019
0209784
0138742
0085948
0039197
3800
0288308
019922
0130915
0079325
0032166
图43汽车动力特性曲线
§416汽车爬坡度
（47）
式中：α—坡度（）
表47汽车爬坡度计算结果
干燥沥青
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
0377
0263
0178
012
0077
f
00086
00092
001
0011
0012
α
2070
1414
959
624
372
378
256
169
109
651
干燥土路
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
f
003
003
003
003
003
α
1962
1328
847
516
269
356
2360
1489
902
470
§417汽车加速性
§4171加速度计算
（48）
式中：——汽车加速度
δ——汽车旋转质量换算系数δ＞1
汽车档加速度值加速度曲线见表48图44
表48汽车加速度值
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
δ
140
121
112
108
106
1600
190
157
121
089
061
1800
204
172
132
098
067
2000
221
186
144
107
074
2200
227
192
149
111
075
2400
225
191
149
110
072
2600
216
183
143
105
065
2800
214
183
142
104
062
3000
207
177
138
099
055
3200
204
174
135
096
049
3400
198
170
131
091
041
3600
196
168
130
089
035
3800
188
161
124
082
024
图44汽车加速度曲线
§4172加速度倒数计算
汽车加速度倒数见表49汽车加速度倒数曲线见图45
表49加速度倒数值
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0525
0635
0830
1126
1629
1800
0490
0582
0756
1021
1483
2000
0453
0536
0693
0932
1360
2200
0441
0520
0669
0901
1335
2400
0445
0523
0672
0908
1385
2600
0464
0545
0700
0955
1528
2800
0467
0547
0703
0965
1618
3000
0483
0565
0727
1012
1824
3200
0491
0574
0739
1043
2046
3400
0505
0590
0761
1094
2427
3600
0510
0595
0769
1127
2881
3800
0531
0619
0806
1217
4097
图45汽车加速度倒数曲线
§418 汽车行驶消耗功率计算
§4181克服滚动阻力消耗功率计算
（49）
式中：——克服滚动阻力消耗功率（kW）
克服滚动阻力消耗功率计算结果见表410
表410克服滚动阻力消耗功率计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0827
1231
1906
2967
4685
1800
0930
1408
2193
3440
5480
2000
1046
1590
2492
3937
6321
2200
1165
1778
2802
4456
7209
2400
1286
1970
3122
4997
8144
2600
1410
2168
3454
5562
9125
2800
1536
2371
3796
6149
10152
3000
1664
2579
4150
6759
11226
3200
1796
2793
4515
7392
12347
3400
1929
3011
4890
8048
13514
3600
2066
3235
5277
8727
14727
3800
2204
3463
5674
9428
15987
§4182克服空气阻力消耗功率计算
（410）
式中：——克服空气阻力消耗功率（kW）
克服空气阻力消耗功率计算结果见表411
表411克服空气阻力消耗功率计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0034
0098
0305
0909
2651
1800
0048
0140
0434
1295
3775
2000
0066
0192
0595
1776
5178
2200
0088
0255
0792
2364
6893
2400
0114
0331
1028
3069
8948
2600
0145
0421
1307
3902
11377
2800
0181
0526
1632
4874
14210
3000
0222
0647
2008
5995
17477
3200
0269
0786
2437
7275
21211
3400
0323
0942
2923
8727
25442
3600
0384
1119
3469
10359
30201
3800
0451
1316
4080
12183
35519
§4183 汽车阻力功率计算
发动机良水路面速度等速行驶时汽车阻力功率
（411）
式中：——汽车阻力功率（kW）
汽车阻力功率计算值见表412
汽车功率衡图见图46
表412汽车阻力功率计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
1012
1564
2600
4560
8631
1800
1151
1821
3090
5571
10888
2000
1308
2097
3631
6721
13529
2200
1473
2392
4227
8023
16590
2400
1647
2708
4882
9490
20108
2600
1828
3047
5601
11134
24120
2800
2019
3409
6387
12969
30974
3000
2219
3796
7244
15005
37491
3200
2429
4210
8178
17256
44927
3400
2650
4651
9191
19735
54390
3600
2882
5121
10289
22454
64550
3800
3124
5622
11476
25425
78966
图46汽车功率衡曲线
§42 济性参数计算确定
汽车燃油济性通常衡量指标百公里油耗汽车满载等速行驶100km消耗油量
等速百公里油耗计算（L100km）公式：
（412）
式中： b——燃油消耗率g()
——车速 kmh
——燃油密度 取g80NL
——阻力功率
没完全找样发动机万特性曲线图计算济性时利查选发动机类似发动机万特性曲线图做似计算图47
图46发动机万特性曲线
五档（超速档）等速百公里油耗表：
1600
63192
8631
260
4352
1800
71091
10888
253
4749
2000
78990
13529
243
5100
2200
86890
16590
250
5850
2400
94789
20108
250
6499
2600
102688
24120
247
7110
2800
110587
28661
243
7718
3000
118486
33769
243
8487
3200
126385
39480
247
9456
3400
134284
45830
253
10582
3600
142183
52587
260
11845
表413五档车速等速百公里油耗
图47五档车速等速百公里油耗
图表知：汽车低油耗63kmh等速百公里44L百公里油耗基符合求
§43 转弯半径计算
非驱动前轴转轮转角较时侧偏角转运动情况影响较忽略计时转弯半径式计算：
RminLSinθ （413）
式中：L——轴距295m
θ——外轮转角2816
： Rmin625m
§44 通性参数
总设计确定通性参数：离间隙接角离角通半径等
次设计中根皮卡设计求类型车较确定汽车离间隙210mm接角29离角26离间隙计算驱动桥完成接角离角汽车整体设计保证
§45 操稳定性参数
汽车操稳定性评价参数总体设计关作设计指标：
1转特性参数
保证良操稳定性汽车应具定程度足转通常汽车04g心加速度定圆转时前轮侧偏角差作评价参数
2车身侧倾角
汽车04g心加速度定圆等速行驶时车身侧倾角控制3较允许超7
3制动前俯角
影响坐舒适性求汽车04g减速度制动时车身前俯角15
汽车操稳定性需整车质量确定试验条件出较准确数次设计中缺少量数汽车操稳定性没详细计算
§46制动性参数
汽车制动性指汽车制动时短时间停车保持方稳定坡时维持较低安全车速定坡道长期驻车力目前常制动距离均制动减速度j行车制动踏板力应急制动操力评价制动效次设计中缺少量数汽车制动性没详细计算
§47舒适性
汽车应成员提供舒适坐环境方便操作条件称舒适性舒适性应包括性空气调节性（温度适度等）车噪声坐环境（活动空间车门通道宽度部设施等）驾驶员操作性
中汽车行驶性常垂直振动参数评价包括频率振动加速度等外悬架动挠度作评价参数
第五章 总 结
XX老师认真指导督促组学密切配合完成次设计次毕业设时认识汽车设计整程充分体会整设计工作烦杂整车设计中重性
组中负责做柴油皮卡总体设计包括外型设计底盘设计动力性计算燃油济性计算通性操稳定性分析等工作总体设计项繁重务涉方面需布置时协调部件相互关系保证部件间发生干涉保证汽车种性求说种锻炼考验身设计验足某部分结构解透彻次设计成果难免存少完美方设计时没找发动机万特性曲线选择款相似发动机致燃油济性计算中产生误差外缺少量数汽车操稳定性没计算变速器远程操机构时间仓促总成图表达清楚
毕业设计仅锻炼独立工作力更锻炼团队合作力切工作良基础验足知识水限难免出现种错误希位尊师加指正
学海涯知识研究没头祖国汽车工业价值体现工作岗位会加倍努力
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[11] 机械设计手册（第3卷）北京：机械工业出版社1991
[12] 郭竹亭汽车车身设计吉林：吉林科学技术出版社1994
[13] 程正马芳汽车造型吉林：吉林科学技术出版社1992
[14] 温吾汽车体工程学吉林：吉林科学技术出版社1991
[15] （德）阿达姆汽车行驶性北京：科学技术出版社1992
[16] 刘惟信驱动桥北京：民交通出版社1987
[17] 黄天泽黄金陵汽车车身结构设计北京：机械工业出版社2003
[18] 吴宗泽机械设计手册北京：化学工业出版社1999
[19] 汽车百科全书编纂委员会 编汽车百科全书（册）北京：机械工业出版社1992
[20] 魏鑫张迅田景崎编新国外汽车车型手册北京：机械工业出版社1991
致 谢
次毕业设计中指导老师XX老师力帮助X老师提供价值材料设计方案选择数计算分析提供帮助X老师认真负责工作态度受益匪浅里X老师表示衷心感谢
时次毕业设计中组学帮助配合次毕业设计时利完成
表示感谢
百忙中评阅文专家教授老师表示诚挚感谢验足知识水限设计中难免出现漏洞敬请位专家教授老师批评指正提出宝贵建议
次感谢XX老师位老师辛苦谢谢
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百年汽车发展史表明：汽车诞生德国成长法国成熟美国兴旺欧洲挑战日20世纪初着福特公司T型车推出流水生产线开始美国汽车工业开始世界市场处导位日汽车工业20世纪6070年代迅速发展者居先超德英法等老牌汽车工业国19801993年期间超美国跃居世界第位创造世界汽车工业发展奇迹时韩国激烈竞争中崛起成世界汽车工业重生产基新兴国家发展中国家生活水提高致汽车需求量迅速增加汽车产业发达带动整国家工业快速发展国家社会带穷收益成二十世纪改造世界机器现代文明标志
汽车工业迅速发展两方面原：汽车受社会青睐二汽车工业综合性强济效益带动部门发展世界发达国家例外汽车工业作国民济支柱产业国汽车工业起点低发展较晚解放前国没汽车制造工业1953年长春第汽车制造厂动工兴建1956年制造出国第辆解放牌汽车结束国制造汽车历史改革开放国汽车制造业迅速发展逐渐改变缺轻少重微极合理汽车产品结构破汽车产量徘徊前局面1993年汽车年产量首次突破百万辆关达11265万辆举跃入世界汽车年产超百万辆国家行列
进入21世纪占领未汽车市场许公司种先进新技术新设备新材料广泛应汽车工业中汽车业日趋动化电子化低碳绿色环保开发新源日益重视相信汽车生活会产生越越重影响
着生活水进步提高思想观念进步具轿车舒适性兼顾载货功皮卡车越越接受2012年中国皮卡市场商车板块中保持独树帜较高正增长速率均累增长率112仅次SUV第二品系开发高品质高性适中价位中高端皮卡已成未发展趋势
次设计柴油皮卡机动灵活坐空间实现微客微货两种功
采柴油机油耗低具优越动力性济性兼顾轿车速度舒适安全操控等性具备良通性承载性性价较高适合中国市场方便快捷兼顾生活服务竞争力较强微卡微客
毕业设计学四年学环节学知识综合检验次毕业设计前学知识做进步系统梳理时掌握汽车总体布置部件总成设计基方法工作帮助次毕业设计中课题参日产锐骐柴油皮卡设计汽车性参数进行计算提高性基础考虑济性安全性等
第章 汽车总体设计
汽车总体设计汽车设计工作中十分重环汽车性外廓尺寸重量外形生产成总体设计密切关系汽车性坏仅取决部件性程度取决部件协调配合取决总布置汽车设计开始阶段应该总体设计整车设计统目标统设想统指挥
§11 汽车类型选择
途分轿车客车载货汽车越野汽车牵引汽车专汽车卸汽车农汽车等外着时代进步技术发展出现新源动力电动汽车燃料电池汽车等次设计款柴油皮卡车技舒适具良动力性制动性安全性次设计贯穿线
§12 汽车形式选择
§121轴数
汽车轴数（二轴三轴四轴）根汽车途总重条件公
路车辆法规限制轮胎负荷力确定
国公路干线桥梁允许双轴汽车轴单轴负荷130kN前轴单轴负荷允许60kN三轴汽车双轴负荷240kN双轴汽车总重般超180~190 kN三轴汽车总重超320 kN总重更公路车采四轴次设计车型质量较轻采两轴
§122驱动形式
驱动形式常4×24×46×6等代号表示中第数字表示汽车车轮总数第二表示驱动轮数4×2式汽车结构简单汽车重较轻制造成低油耗量较轿车总重190 kN公路车广泛采次设计车型总重高采4×2形式
§123布置形式
汽车布置形式指发动机驱动轴车身相互位置关系布置特点言汽车性取决整车总成关参数外起布置形式性重影响
皮卡属客货两车般采发动机前置轮驱动(FR)该布置优点：轴荷分配合理利提高轮胎寿命前轮驱动需采等速万节利减少制造成操机构简单采暖机构简单路短供暖效率高发动机冷条件坡行驶时驱动轮附着力增爬坡力强变速器减速器分开拆装维修容易发动机接性良缺点：车身板方传动轴板凸起通道排座椅中部坐垫厚度减薄影响坐舒适性汽车正面物体发生碰撞时易导致发动机进入车厢会前排员受严重伤害汽车总长轴距均较长整车整备质量增时影响汽车燃油济性动力性总体应广泛
§13 汽车技术参数确定
§231汽车尺寸确定
汽车尺寸指汽车外廓尺寸轴距轮距车厢尺寸等
1外廓尺寸
汽车长宽高称汽车外廓尺寸应根汽车途道路条件吨位（载客数）外型设计公路限制结构布置等素确定总体设计时力求减少汽车外廓尺寸减轻汽车重提高汽车动力性济性机动性次设计参考日产锐骐皮卡初步确定：
La4980mmBa1690mmHa1650mm
2轴距L
轴距L整备质量汽车总长汽车转弯半径传动轴长度通半径等影响轴距短汽车长度短重轻转弯半径通半径轴距短会带系列缺点：车厢长度足悬长汽车行驶时摆横摆较汽车制动坡时重量转移操性稳定性变坏外会导致万节传动夹角等问题确定轴距时考虑方面求保证设计车型性装载面积轴荷分配等方面均满足前提轴距设计短较
次柴油皮卡设计参考锐骐选取L2950mm
3前轮距B1B2
汽车轮距B会影响车厢驾驶室宽汽车总宽总质量转弯直径等轮距愈车厢宽增加利增加倾斜刚度横稳定性愈轮距宽汽车总宽总重般加导致汽车功率转矩指标降机动性变坏容易产生车身侧面甩泥缺点轮距宜轮距数值必须求汽车总宽相适应
受汽车总宽超25m限制参考类车型选取前轮距B11415mm轮距B21410mm
4前悬悬
前悬悬长度总布置程中确定前悬长度应足固定安装驾驶室前支点发动机水箱转机弹簧前托架保险杠等零件部件驾驶室型式驾驶员座位前位置前悬影响汽车前悬宜长否汽车接角
悬长度取决货箱长度轴距轴荷分配情况时保证适离角般说悬宜长否坡时容易刮转弯时灵活货车悬般1200～2200mm间
§132汽车质量参数确定
汽车质量参数包括整车整备质量载客量装载质量质量系数汽车总质量轴荷分配等
1整车整备质量
整车整备质量指车带全部装备（包括车工具备胎等）加满燃料水没装货载时汽车质量参考类车型设计求选取汽车重162t
2汽车装载质量载客量（简称载质量）
参考类汽车选定汽车载重050t
3质量系数
质量系数指汽车载质量整车整备质量值质量系数该系数反映汽车设计水工艺水值越说明该汽车结构制造工艺越先进参考类型汽车选定根定计算整车整备质量
4汽车总质量
汽车总质量指装备齐全规定装满客货时整车质量皮卡总质量整备质量载质量驾驶员行员质量三部分组成
式中包括驾驶员行员数应等座位数
次设计汽车总质量2445t
5汽车轴荷分配
汽车轴荷分配汽车重质量参数汽车性（牵引性制动性通性操稳定性等）轮胎寿命影响轮胎磨损均匀般希满载时轮胎负荷致相等例轴单胎双轴4×2式汽车希满载时前轴负荷50左右轴双胎4
×2式汽车希前轴负荷致1323例分配
表11 汽车前轴荷分配
车型
满载
空载
前轴
轴
前轴
轴
货车4×2轮单胎
32~40
60~68
50~59
41~50
货车4×2轮双胎
25~27
73~75
44~49
50~56
车前置驱
45~50
50~55
51~56
44~49
结合表参考类车型确定皮卡轴荷分配：
表2—2轴荷分配
满载
空载
前轴
轴
前轴
轴
46
54
55
45
11247kg
13203kg
891kg
729kg
§14发动机选择
§141发动机功率
柴油皮卡选柴油机作动力装置柴油机体积质量油耗柴油机扭矩动力性选发动机根汽车高车速确定次柴油皮卡高车速150kmh发动机功率式估算
(11)
式中——发动机功率
——传动系效率85
——汽车总质量（kg）
g——重力加速度（m）
——滚动阻力系数高车速代入
——空气阻力系数综合货车轿车取040
A——汽车迎风面积（）根外形取A20
——高车速
：
（2445x98x0033x1503600+052x256x76140）x085
7816KW
根结果选取ZD25TCR柴油机（郑州日产锐骐）
§142发动机转矩相应转速
发动机功率相应转速确定发动机转矩相应转速确定值面公式计算：
（12）
式中：α——转矩适应系数般11～13取12
——功率(kw)
——功率时转速(rmin)
——转矩()
中14～20间取里取18
根公式（22）
发动机ZD25TCR扭矩：260 扭矩点转速：2400rmin 满足求
表13 ZD25TCR柴油机性参数
高功率转速km(rmin)
803800
转矩转速N（rmin）
26016002400
排量（mL）
2498
高转速（rmin）
4180
轮廓尺寸（mm）
730648791
图11 ZD25TCR发动机外特性图
§15 车身形式选择
根柴油皮卡设计求外形设计参考日产锐骐皮卡
§16 轮胎选择
轮胎型号根汽车类型条件轮胎净负荷轮胎承载力（额定负荷）汽车行驶速度选择外考虑汽车离间隙汽车高度等素
选择轮胎尺寸型号需考虑汽车条件路面承载力性求公路车轮胎负荷允许采尺寸较轮胎提高汽车动力素降低汽车重心高度减轻非簧载重量
查GB297889根参考车型次采型号：LT21575R15子午线轮胎该轮胎优点：滚动阻力温升低胎体缓性胎面附着性斜交轮胎装车油耗低寿命长高速性适应现代汽车安全高速低耗发展求
§17减速档传动确定
（13）
式中：—汽车车速（kmh）
r—轮胎滚动半径取r35175mm
n—发动机功率转速取n3800rmin
—超速档传动取07
—减速
：30
计算出变速器档传动：
表14 汽车传动
变速箱档位
变速箱速
桥速
总速
Ⅰ
35
30
105
Ⅱ
245
735
Ⅲ
17
51
Ⅳ
10
30
Ⅴ
07
21
倒
35
105
第章 汽车整体布置
§21 总布置图绘制
总成进行方案布置设计计算时进行整车总体布置关计算(参数确定性计算)工作整车方案布置草图总成匹配布置基础正式绘制布置整车总布置图整车总布置图包括侧视图俯视图前视图必断面布置图局部布置图绘制整车总布置图程中时配合调整确认总成外廓尺寸结构布置型式连接方式总成间相互关系操机构布置求悬置结构布置求线路布置固定装调方便性等整车布置应车型系列化角度出发减少基础布置变动变型出种车型适应量生产户求降低成提高性
§211整车布置基准线—零线确定
汽车满载状态确定整车零线(三维坐标面交线)正负方标注方式整车满载状态车头左确定整车坐标线
1X 坐标线（前轮中心线）
通左右前轮中心铅垂面侧视俯视图投影线X坐标线前+该线标记
2Z 坐标线（车架面线）
取车架梁翼面较长段面承载式车身中部底板表面水面行时该面前视侧视图投影线Z 坐标线+标记
3．y 坐标线（汽车中心线）
通汽车中心线铅垂面前视俯视图投影线坐标线前视图中右侧+右侧标记
4面线
面侧视图前视图投影线称面线线标注汽车高度接角离角离间隙货台高度等尺寸基准线
5．前轮垂直线
通左右前轮中心垂直面面侧视图俯视图投影线称前轮垂直线线汽车轴距前悬基准线
新车设计时整车坐标线确定车身(车头驾驶室)车架坐标线确定三者统整车零线画法述oxoyoz三条线统称三方零线绘制总布置图时先确定零线位置般侧视图开始根整车前悬车架表面面高度确定X Z 坐标线交点然通该点画水线垂直线分代表oxoz俯视图前视图坐标线画法法处理须保证XYZ 三坐标线互相垂直面线暂时画前轮中心车架表面距离确定前轮中心圆心车轮静力半径半径分画两圆弧两圆弧切线面线见图21 整车布置图坐标系
图21 整车总布置
§22 汽车总成布置求
§221发动机传动系布置
根总布置图中确定发动机前轴前轮相互位置关系发动机总成车头驾驶室总成外形图起总布置图中进行细化准确定位确定坐标位置布置时注意点：
1．油底壳前轴距离
2油底壳横拉杆间隙前轴垂直跳动量外考虑制动时前簧S变形造成前轴前定转角β（约3°4°）求额外间隙
3散热器风扇关系般风扇距散热器芯部表面少留40mm间隙风扇中心散热器芯部中心齐者高芯部中心风扇超水室边样布置冷效果差
4曲轴中心线车架表面—零线前高低夹角（约2°5°）般取3°左右目汽车满载状态时传动系轴线相互间夹角甚前成条直线提高万节传动效率减少磨损
5满载时传动轴正常夹角4°条件时驱动桥倾斜角度满足传动轴等角速传动减传动轴夹角
§222车头驾驶室布置
发动机车架前轴前轮布置关系确定布置车头驾驶室总成设计阶段关系进行协调里仅相互位置关系进行布置确认坐标尺寸确定
§223传动轴布置
发动机离合器变速器动力传动总成驱动桥位置确定布置万节传动轴
满足万节传动轴两端夹角相等满载静止时4º7º求图出根传动轴两端装万节种简单万节传动布置
图22 万节传动Z型布置方案
§224悬架布置
前板簧布置保证销倾角求时种前高低布置利产生足转板簧支架应量减少悬臂长度求较尺寸质量前提获较强度刚度板簧布置应做前低高获足转特高速轿车轻型客车吉普车等定考虑载货车结构原造成布置难度较较少考虑减振器应量布置成垂直状态限度利效行程减少偏差空间允许斜置布置时应注意支点离高度减振器支点应高出车架表面太高(应超80mm)免影响改装车装配布置注意减振器行程分配发生顶死现象
§225车架总成外形横梁布置
先确定车架梁断面高度参考类车型车架断面高度决定车架断面高度
轻型货车车架前采等直断面高度落料成矩形断面压弯成槽型结构样梁制造工艺简单成低质量偏前部布置太理想车架前部变断面保证足够强度刚度外形状变化选择考虑布置需压工艺性前簧布置销倾角度前轮跳动量发动机散热器等悬置结构处理否理想车头驾驶室悬置布置等进行综合衡确定车架前部外形尺寸断面高度车架总成外宽确定车型厂家选车架总成外宽样然国家制订车架外宽标准目前国没达统车架总成横梁布置应均匀结构合理胶板总成固定支架方
(力作点)应布置横梁便减少梁腹板侧弯悬架支架发动机悬置油箱电瓶驾驶室悬置等处应考虑布置横梁
§226转系布置
转系布置保证驾驶员操轻便舒适汽车具较高机动性灵敏度转弯时减少车轮侧滑减轻转盘反击力动回正作
转系布置关键保证转传动装置拉杆系统足够刚度较传动变化量
转器转柱固定牢角度转盘高度位置应保证驾驶员操作轻便手臂没架高感觉抬腿踩踏板时碰转盘
拉杆必须足够刚度特弯拉杆保证没弹性变形前轮左右转角区间节点出现发卡摩擦现象拉杆间出现死角转程中传动变化应量
置板簧布置中转垂臂球头中心应板簧跳动中心重合接节臂球头中心应片高度相差定距离样减少车轮跳动时干涉量紧急制动时干涉跑偏问题
转盘高度转柱角度固定方式等驾驶室脚踏板座椅布置考虑
§227制动系统布置
国家标准中规定：汽车应配行车制动系统驻车制动系统应急制动功三者独立互相联系某二者失灵系统具应急制动功应急制动操作必须方便行车制动驻车制动操机构结合三者合起驻车制动求必须通机械装置工作部件锁止解应该方便
行车制动必须采双回路系统部分回路失效余部分少30制动效
般轻型货车均采液压制动系统两种驱动机构求制动器布置整车制动系统配置操机构形式结构等制动系统方案选择进行合理布置非常关键
§228进排气系统布置
期排气系统方案选择布置合理性整车性性排放振动噪声等影响
空气滤清器进气路保证发动机充足清洁空气通道吸气口放空气畅通清洁部位道长度应短便减少阻力空气滤清器容量足够增加滤清效果减少发动假磨损保证正常工作
排气系统布置保证发动机排期通畅阻力时量减少噪音振动排气口左右行道
排气道布置油箱距离应300mm布置盘侧布置开时中间加隔热板
消声器进气应量动力总成固定起减少振动干涉排气系统整车软垫进行支撑固定减少道接口处振动干涉布置消声器时注意离间隙应影响通性
§229操系统布置
转盘转柱布置前面已述里仅踏板（离合器制动油门）装置变速操驻车制动装置等进行述
离合器踏板制动踏板油门踏板布置板凸包车身侧壁间离合器踏板左侧应留出离合器工作时放左脚空间轮罩突出客箱油门踏板般制动踏板稍低求油门踏板制动踏板间留完整鞋底宽度（60mm）距离
踏板操手柄位置应体工程学求进行布置条件情况11模型中进行布置
求操机构足够刚度运动件连接处配合间隙合理量减少间隙运动件出现发卡干涉现象确保操动作灵活准确特变速操机构频繁求轻便间隙仅求操机构身刚度求固定操机构基体件刚度样保证换挡操作程中灵活准确手感强
§2210车箱布置
根车型确定载重量户车箱长度求整车外廓尺寸车箱板否允许车轮鼓包货物情况等合理选择车箱尺寸必须保证符合公司部确定车箱部尺寸系列应意变动样便组织生产变型利系列化通化
车箱前板保险架离驾驶室围相关部件间隙应40mm保险架高度应超出驾驶室顶部70mm—100mm
车箱横梁布置合理保证身足够强度刚度车箱板长期承载状态会产生永久变形车箱梁端允许超出车架尾端200mm便减轻车架质量
§23车身部布置
车身部布置设计中体尺寸百分位分布值作尺寸利体模型布置出座椅方盘操机构满足90象进行车身部布置设计时基步骤：
1根体尺寸做出相应二维体模型
2体坐姿布置
室布置减驾驶坐疲劳程度设计中必须满足体舒适求体驾驶舒适疲劳程度设计中选择体关节角度确定驾驶姿势关柴油皮卡设计采汽车设计中推荐数值进行设计
3汽车室操机构布置
手操机构应布置手操范围外根操象进行必设计样实现驾驶操舒适性
变速器手制动杆操机构布置时根参考书籍汽车设计验推荐数值变速器形状位置确定
方盘布置时座椅起布置满足操作舒适性
布置种踏板时保证踏板间留足够间隙时保证工作时踏板间应留足够位置放脚
§24车身外型布置
车身外型设计整车设计程中关重车身外型汽车销售影响设计车身时满足种布置需车身佳空气动力性外保证外观时尚漂亮
次车身外型设计参考日产锐骐柴油皮卡车身外型图图：
第二章 运动校核
般校核转轮跳动传动轴跳动悬架转杆系运动等确定运动轨迹运动空间防止产生运动干涉协调等情况发生校核采作图方法绘制跳动运动图检查否符合设计求
§31 转轮跳动图
作图目确定转轮跳高位置时左右转极限位置时占空间确定轮罩形状翼子板缘开口形状位置检查转轮拉杆车架间运动干涉
目前国皮卡车采独立悬架结构转轮跳极限位置该侧悬架橡胶限位块压缩23时位置确定简化作图时假定车轮销面垂直考虑安装角图31轿车转轮跳动图确定翼子板缘开口形状作图时首先绘出转轮调高处绕销中心O左右转极限位置时俯视图图31示轮胎外侧斜面部分行称面A作切面BCDEF切面ABCDEF翼子板开口铅垂面相交交线……然交线投影侧视图处开口铅垂面处轮胎截面形状图31中阴影线示车轮调高处左右转极限位置时翼子板开口处轮胎位置处易发生运动干涉通绘出种跳动图正确确定开口边缘线形状高度保障足够运动间隙图31左角侧视图出轮胎翼子板间间隙
图31采独立悬架时转轮天动图
§32 传动轴跳动图
作图目确定：（1）传动轴跳动时极限位置摆角θ（2）空载时万节传动夹角（3）传动轴花键连接处伸缩量检查否脱开顶死
作图方法：图32示先定例绘出汽车满载时车架钢板弹簧桥传动轴位置中弹簧片中点（片中性面中央螺栓中心线交点）传动轴万节中心传动轴前万节中心端固定称称程度10钢板弹簧说足够精确认片中部桥壳夹紧段车轮跳动时桥壳起作移运动弹簧片中心轨迹圆弧圆心位置图示桥着弹簧中部作移运动弹簧片中心传动轴万节中心连线作移运动连线线成行四边形两边画出相应外两边交点点回转中心圆心半径画圆弧万节中心点运动轨迹点作车架
面线垂直线垂直线取等弹簧动挠度取等反跳挠度01者发生车轮遇坑落时F面线线段运动轨迹交点E点三点分相悬架处压紧反跳工况万节中心位置前万节中心传动轴跳动时保持变连接E相应工况传动轴位置中E跳位置较路面时传动轴线位置悬架反跳时传动轴限位置∠E∠E相应情况传动轴摆角角度应超40°边超20°宜前万节中心间距离轨迹点数中找传动轴长度短长度者
E中较短汽车空载时传动轴长度夹角述作图法
图32 传动轴跳动图
§33 转拉杆悬架导机构运动协调校核图
图33示前面方法找出板簧片中心点摆动中心臂拉杆铰接球头中心摆动中心然半径画出圆弧转摇臂端球销中心B圆心B半径画圆弧点作垂线NN点截取距离动挠度点截取距离静挠度点两点分作垂直NN直线点两条轨迹线分交GH四点距离GH转拉杆置钢板弹簧运动协调引起轨迹偏差量应偏差量尤轮胎常见跳动范围应保持轮胎弹性范围否调整B点位置
图33 转拉杆悬架导机构运动协调校核图
述运动校核外根实际需做运动校核例减震器极限位置校核转摇臂转杆系运动校核等
§34 汽车性优化匹配预测
汽车总体布置整车总成设计参数间匹配汽车性决定性影响提高设计质量缩短研制周期总体布置开始前应该整车总成参数进行优化选择合理匹配整车总成性进行初步预测整车方案总成设计参数确定根总成部件设计提供具体数整车性快作出全面准确预测便早发现问题进行调整修改
第四章 汽车性参数
汽车性参数包括动力性燃油济性通性操稳定性制动性舒适性等
§41动力性参数计算确定
汽车动力性指汽车良路面直线行驶时汽车受力决定达均行驶速度汽车运输效率高低程度取决汽车动力性动力性汽车种性中基重性
汽车均行驶车速评价汽车动力性总指标汽车动力性汽车高车速汽车加速时间t汽车爬坡度评定
§411档车速确定
＝0377 （41）
式中： ——汽车行驶速度（kmh）
n——发动机转速（rmin）
r——车轮半径（m）
——变速器传动见表24
——减速器传动见表24
档速度值速度曲线图表41图41
表41档速度值
档位
发动机车速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
倒档
1600
1474
2106
3071
4423
6319
1474
1800
1659
2369
3456
4976
7109
1659
2000
1843
2633
3839
5529
7899
1843
2200
2027
2896
4224
6082
8688
2027
2400
2211
3159
4608
6635
9479
2211
2600
2396
3423
4992
7188
10268
2396
2800
2580
3686
5376
7741
11059
2580
3000
2765
3949
5759
8294
11848
2765
3200
2949
4213
6143
8847
12638
2949
3400
3133
4476
6528
9399
13428
3133
3600
3317
4739
6912
9953
14218
3318
3800
3501911
500273
7295648
1050573
1500819
3501911
图41汽车行驶档速度曲线图
§412驱动力计算
（42）
式中： ——汽车驱动力（N）
——发动机转矩（Nm）
——传动系效率085
附着条件 计算典型路面附着力
计算公式：
式中：——驱动轮承载质量
中空载时：G2729kg满载时：G213203kg
干燥沥青混凝土路取ψ07
：空载时：500094N
满载时 905726N
计算结果表明满载行驶时＞汽车会出现滑现象
表42驱动力计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
778909
545236
373876
259636
181745
1800
834545
584182
400582
278182
194727
2000
890182
623127
427287
296727
207709
2200
904091
632864
433964
301364
210955
2400
886705
620693
425618
295568
206898
2600
841500
589050
403920
280500
196350
2800
827591
579314
397244
275864
193105
3000
792818
554973
380553
264273
184991
3200
771955
540368
370538
257318
180123
3400
744136
520895
357185
248045
173632
3600
730227
511159
350509
243409
170386
3800
695455
486818
333818
231818
162273
§413空气阻力计算
（43）
式中： ——空气阻力（Ｎ）
——空气阻力系数
——迎风面积（）
表43空气阻力计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
822
1678
3569
7401
15105
1800
1041
2124
4517
9367
19117
2000
1285
2622
5577
11564
23601
2200
1555
3173
6748
13993
28557
2400
1850
3776
8031
16653
33985
2600
2172
4432
9425
19544
39886
2800
2518
5140
10931
22666
46258
3000
2891
5900
12548
26020
53102
3200
3289
6713
14277
29605
60418
3400
3713
7579
16118
33421
68207
3600
4163
8496
18069
37469
76467
3800
4639
9467
20133
41748
85199
§414滚动阻力计算
1滚动阻力系数：
（44）
表44汽车滚动阻力系数
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0008426
000878
000932
0010077
0011139
1800
0008426
0008927
0009535
0010387
0011581
2000
0008529
0009074
000975
0010696
0012023
2200
0008632
0009222
0009965
0011006
0012466
2400
0008735
0009369
001018
0011316
0012908
2600
0008839
0009517
0010395
0011625
0013351
2800
0008942
0009664
001061
0011935
0013793
3000
0009045
0009812
0010825
0012245
0014235
3200
0009148
0009959
001104
0012554
0014678
3400
0009251
0010107
0011256
0012864
001512
3600
0009355
0010254
0011471
0013174
0015562
3800
0009458
0010402
0011686
0013483
0016005
2滚动阻力：
（45）
式中：——滚动阻力（N）
——汽车总质量（kg）2445kg
表45汽车滚动阻力
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
2018885
2103678
2233222
2414584
2668961
1800
2018885
2139008
2284745
2488777
2774952
2000
2043616
2174338
2336268
2562971
2880943
2200
2068348
2209669
2387792
2637164
2986934
2400
2093079
2244999
2439315
2711358
3092924
2600
211781
2280329
2490838
2785551
3198915
2800
2142541
2315659
2542361
2859745
3304906
3000
2167272
2350989
2593885
2933938
3410896
3200
2192003
238632
2645408
3008132
3516887
3400
2216735
242165
2696931
3082325
3622878
3600
2241466
245698
2748454
3156519
3728868
3800
2266197
249231
2799978
3230712
3834859
图42驱动力——阻力衡图
§415档动力数计算
（46）
式中：——动力数
档动力数见表46汽车动力特性图见图43
表46汽车动力数
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
032473
0226851
0154546
0105269
0069547
1800
0347859
0242919
0165295
0112188
007329
2000
0370977
0258965
0175999
0119011
0076837
2200
0376669
0262798
0178296
0119933
0076123
2400
0369289
0257467
0174278
0116404
0072164
2600
0350289
0243987
016464
0108909
00653
2800
034434
0239629
0161226
0105671
0061286
3000
0329672
0229153
0153585
0099434
0055043
3200
0320798
0222718
0148684
0095035
0049958
3400
0309012
021423
0142343
0089572
0043999
3600
0303019
0209784
0138742
0085948
0039197
3800
0288308
019922
0130915
0079325
0032166
图43汽车动力特性曲线
§416汽车爬坡度
（47）
式中：α—坡度（）
表47汽车爬坡度计算结果
干燥沥青
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
0377
0263
0178
012
0077
f
00086
00092
001
0011
0012
α
2070
1414
959
624
372
378
256
169
109
651
干燥土路
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
f
003
003
003
003
003
α
1962
1328
847
516
269
356
2360
1489
902
470
§417汽车加速性
§4171加速度计算
（48）
式中：——汽车加速度
δ——汽车旋转质量换算系数δ＞1
汽车档加速度值加速度曲线见表48图44
表48汽车加速度值
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
δ
140
121
112
108
106
1600
190
157
121
089
061
1800
204
172
132
098
067
2000
221
186
144
107
074
2200
227
192
149
111
075
2400
225
191
149
110
072
2600
216
183
143
105
065
2800
214
183
142
104
062
3000
207
177
138
099
055
3200
204
174
135
096
049
3400
198
170
131
091
041
3600
196
168
130
089
035
3800
188
161
124
082
024
图44汽车加速度曲线
§4172加速度倒数计算
汽车加速度倒数见表49汽车加速度倒数曲线见图45
表49加速度倒数值
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0525
0635
0830
1126
1629
1800
0490
0582
0756
1021
1483
2000
0453
0536
0693
0932
1360
2200
0441
0520
0669
0901
1335
2400
0445
0523
0672
0908
1385
2600
0464
0545
0700
0955
1528
2800
0467
0547
0703
0965
1618
3000
0483
0565
0727
1012
1824
3200
0491
0574
0739
1043
2046
3400
0505
0590
0761
1094
2427
3600
0510
0595
0769
1127
2881
3800
0531
0619
0806
1217
4097
图45汽车加速度倒数曲线
§418 汽车行驶消耗功率计算
§4181克服滚动阻力消耗功率计算
（49）
式中：——克服滚动阻力消耗功率（kW）
克服滚动阻力消耗功率计算结果见表410
表410克服滚动阻力消耗功率计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0827
1231
1906
2967
4685
1800
0930
1408
2193
3440
5480
2000
1046
1590
2492
3937
6321
2200
1165
1778
2802
4456
7209
2400
1286
1970
3122
4997
8144
2600
1410
2168
3454
5562
9125
2800
1536
2371
3796
6149
10152
3000
1664
2579
4150
6759
11226
3200
1796
2793
4515
7392
12347
3400
1929
3011
4890
8048
13514
3600
2066
3235
5277
8727
14727
3800
2204
3463
5674
9428
15987
§4182克服空气阻力消耗功率计算
（410）
式中：——克服空气阻力消耗功率（kW）
克服空气阻力消耗功率计算结果见表411
表411克服空气阻力消耗功率计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
0034
0098
0305
0909
2651
1800
0048
0140
0434
1295
3775
2000
0066
0192
0595
1776
5178
2200
0088
0255
0792
2364
6893
2400
0114
0331
1028
3069
8948
2600
0145
0421
1307
3902
11377
2800
0181
0526
1632
4874
14210
3000
0222
0647
2008
5995
17477
3200
0269
0786
2437
7275
21211
3400
0323
0942
2923
8727
25442
3600
0384
1119
3469
10359
30201
3800
0451
1316
4080
12183
35519
§4183 汽车阻力功率计算
发动机良水路面速度等速行驶时汽车阻力功率
（411）
式中：——汽车阻力功率（kW）
汽车阻力功率计算值见表412
汽车功率衡图见图46
表412汽车阻力功率计算结果
档位
发动机转速
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1600
1012
1564
2600
4560
8631
1800
1151
1821
3090
5571
10888
2000
1308
2097
3631
6721
13529
2200
1473
2392
4227
8023
16590
2400
1647
2708
4882
9490
20108
2600
1828
3047
5601
11134
24120
2800
2019
3409
6387
12969
30974
3000
2219
3796
7244
15005
37491
3200
2429
4210
8178
17256
44927
3400
2650
4651
9191
19735
54390
3600
2882
5121
10289
22454
64550
3800
3124
5622
11476
25425
78966
图46汽车功率衡曲线
§42 济性参数计算确定
汽车燃油济性通常衡量指标百公里油耗汽车满载等速行驶100km消耗油量
等速百公里油耗计算（L100km）公式：
（412）
式中： b——燃油消耗率g()
——车速 kmh
——燃油密度 取g80NL
——阻力功率
没完全找样发动机万特性曲线图计算济性时利查选发动机类似发动机万特性曲线图做似计算图47
图46发动机万特性曲线
五档（超速档）等速百公里油耗表：
1600
63192
8631
260
4352
1800
71091
10888
253
4749
2000
78990
13529
243
5100
2200
86890
16590
250
5850
2400
94789
20108
250
6499
2600
102688
24120
247
7110
2800
110587
28661
243
7718
3000
118486
33769
243
8487
3200
126385
39480
247
9456
3400
134284
45830
253
10582
3600
142183
52587
260
11845
表413五档车速等速百公里油耗
图47五档车速等速百公里油耗
图表知：汽车低油耗63kmh等速百公里44L百公里油耗基符合求
§43 转弯半径计算
非驱动前轴转轮转角较时侧偏角转运动情况影响较忽略计时转弯半径式计算：
RminLSinθ （413）
式中：L——轴距295m
θ——外轮转角2816
： Rmin625m
§44 通性参数
总设计确定通性参数：离间隙接角离角通半径等
次设计中根皮卡设计求类型车较确定汽车离间隙210mm接角29离角26离间隙计算驱动桥完成接角离角汽车整体设计保证
§45 操稳定性参数
汽车操稳定性评价参数总体设计关作设计指标：
1转特性参数
保证良操稳定性汽车应具定程度足转通常汽车04g心加速度定圆转时前轮侧偏角差作评价参数
2车身侧倾角
汽车04g心加速度定圆等速行驶时车身侧倾角控制3较允许超7
3制动前俯角
影响坐舒适性求汽车04g减速度制动时车身前俯角15
汽车操稳定性需整车质量确定试验条件出较准确数次设计中缺少量数汽车操稳定性没详细计算
§46制动性参数
汽车制动性指汽车制动时短时间停车保持方稳定坡时维持较低安全车速定坡道长期驻车力目前常制动距离均制动减速度j行车制动踏板力应急制动操力评价制动效次设计中缺少量数汽车制动性没详细计算
§47舒适性
汽车应成员提供舒适坐环境方便操作条件称舒适性舒适性应包括性空气调节性（温度适度等）车噪声坐环境（活动空间车门通道宽度部设施等）驾驶员操作性
中汽车行驶性常垂直振动参数评价包括频率振动加速度等外悬架动挠度作评价参数
第五章 总 结
XX老师认真指导督促组学密切配合完成次设计次毕业设时认识汽车设计整程充分体会整设计工作烦杂整车设计中重性
组中负责做柴油皮卡总体设计包括外型设计底盘设计动力性计算燃油济性计算通性操稳定性分析等工作总体设计项繁重务涉方面需布置时协调部件相互关系保证部件间发生干涉保证汽车种性求说种锻炼考验身设计验足某部分结构解透彻次设计成果难免存少完美方设计时没找发动机万特性曲线选择款相似发动机致燃油济性计算中产生误差外缺少量数汽车操稳定性没计算变速器远程操机构时间仓促总成图表达清楚
毕业设计仅锻炼独立工作力更锻炼团队合作力切工作良基础验足知识水限难免出现种错误希位尊师加指正
学海涯知识研究没头祖国汽车工业价值体现工作岗位会加倍努力
参考文献
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致 谢
次毕业设计中指导老师XX老师力帮助X老师提供价值材料设计方案选择数计算分析提供帮助X老师认真负责工作态度受益匪浅里X老师表示衷心感谢
时次毕业设计中组学帮助配合次毕业设计时利完成
表示感谢
百忙中评阅文专家教授老师表示诚挚感谢验足知识水限设计中难免出现漏洞敬请位专家教授老师批评指正提出宝贵建议
次感谢XX老师位老师辛苦谢谢
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