汽车的基本结构及其开发.ppt

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1、汽车的基本结构及其开发,车身及内外饰,电器,发动机,底盘,汽车基本结构的四大组成部分,第一部分 底盘,底盘主要由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统四大部分组成。它们通过下车体集成为底盘平台，各大系统功能有机结合，保证汽车正常、安全、平稳地行驶。,组成 离合器、变速器、万向传动装置、减速器、差速器、半轴。 功能 将发动机的动力传递给驱动轮： (1)必要时传递或切断发动机传至驱动轮的动力离合器 (2)减速增扭，并实现汽车倒驶变速器 (3)改变发动机传至驱动轮的扭矩和转速，使汽车获得适宜的速度和驱动力，保证汽车在各种条件下行驶减速器 (4)在汽车转弯时，能自动使内外侧车轮转速不一致，实现差速 差

2、速器,一、传动系统,42普通汽车，后轮驱动长安之星系列,一、传动系统,42普通汽车，前轮驱动CV8,一、传动系统,44越野汽车,一、传动系统,悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。 基本组成及功能： 悬架尽管由各种不同的结构型式，但主要由三部分组成。 (1)弹性元件：承受和传递垂直载荷，缓和及抑制不平路面所引起的冲击。 (2)减振器：使来自道路的冲击或振动迅速衰减。 (3)导向机构：传递纵向力、侧向力及其力矩，保证车轮相对于车架有一定的运动轨迹。 基本类型： 非独立悬架：结构特点是两侧的车轮由一根整体式车桥相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架的下面。 独立悬架：每一侧的车轮单独

3、地通过弹性悬架悬挂在车架的下面。采用独立悬架时，车桥都做成断开的。 半独立悬架：介于两者之间。,二、行驶系悬架系统,CV8前悬架系统，独立悬架，有驱动,CV8后悬架系统，半独立悬架,二、行驶系悬架系统,CM9后悬架系统，非独立悬架,CM9前悬架系统，独立悬架，无驱动,二、行驶系悬架系统,主销后倾：在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角(CM8:330)。 主销内倾：在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角(CM8:9) 。,作用是保持汽车直线行驶，使前轮自动回正。,二、行驶系前轮定位,前轮外倾：前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角。作用是提高前轮工作的安全性和转向操纵轻便性(CM8:13

4、0) 。 前轮前束：左右两轮间其后方距离A与前方距离B之差称为前束值(CM8:0_5mm) 。作用是减小或消除汽车前进中，因前轮外倾和纵向阻力致使前轮前端向外滚开所造成的不良后果。,二、行驶系前轮定位,三、转向系统,组成 (1)转向器：转向盘、转向轴、啮合传动副； (2)转向传动机构：转向臂、转向直拉杆、左 右转向节臂及转向横拉杆； (3)转向助力装置。,CM5转向器(无助力),CV8转向器(有助力),转向系示意图,工作可靠，其机件应具有足够的强度和刚度，保证汽车行驶的安全； 操纵轻便灵活，以减轻驾驶员的劳动强度和保证安全行驶； 汽车转向时，车轮应有正确的运动规律，保证车轮在转向时，是纯滚动而

5、没有滑动。为此应有合理的梯形机构； 既要尽量减少汽车转向轮受到的道路冲击反传到转向盘上，又要保证驾驶员有一定的路感； 转向系的调整应尽量少而简单。,三、转向系统,要求,四、制动系统,制动包括行车制动和驻车制动两大部分： 行车制动装置：在行车中使用，制动器安装在汽车的全部车轮上。 驻车制动装置：主要是停车后使用，制动器可以安装在变速器或分动器之后。在行车制动装置失效时或在坡道上起步时，也可使用驻车制动装置。,组成及功能： 制动器：产生制动作用，多为摩擦式。 传动机构： (1)人力式制动传动机构。包括液压式和机械式，后者仅用于驻车制动； (2)动力式制动传动机构。利用发动机的动力作制动力源，并由司

6、机通过踏板或手柄加以控制的传动机构。包括气压式、真空液压式、空气液压式。 制动电子控制系统：ABS、EBD、ESP等。,盘式制动器,鼓式制动器,四、制动系统,CV8制动系统:,四、制动系统,方案阶段,竞争车参照车行驶性能主客观评价,操稳性、舒适性、制动性主客观评价，K&C特性测试，摸清竞争车技术水平，确定开发车行驶性能定位。,参照车竞争车底盘结构解析，底盘关键零部件性能测试 参照车竞争车解析，分析其结构特点，剖析其设计理念，并对关重件进行性能测试，测试结果用于对标分析。,五、底盘的开发,确定汽车的行驶性能目标 确定性能目标和质量目标通常是与竞争车对比，由此确定性能、质量目标和配置，然后由研发部

7、门确定行驶性能和质量目标大纲，并进行目标分解，确定主要行驶性能参数目标，完成实现性能和质量目标的技术方案。,主要性能,五、底盘的开发,目标成本分析 目标成本、成本分解、成本分析、成本控制。 底盘系统空间布置，运动校核，保证零部件之间的合理间隙，完成总布置图 底盘布置包括悬架系统、转向系统、制动系统、传动系统和燃油系统布置；运动校核主要是轮胎运动包络、换档机构的传动轴运动包络、转向机构运动包络。 行驶性能CAE分析，底盘关重件有限元分析 CAE分析贯穿于底盘开发的整个过程，在方案阶段由于没有实物样车，CAE是检验设计的唯一手段。 确定底盘子系统技术方案 悬架、转向、制动、燃油系统DMU搭建，参考

8、车底盘零部件试验和结构分析，底盘关重件招标等。,五、底盘的开发,设计验证阶段,底盘第一轮设计参数发布，用于制作杂合车 根据底盘系统技术方案和CAE分析优化结果发布底盘参数，用于零部件供应商样件制作、试制车间杂合车制作。 零部件供应商制作样件 零部件供应商按技术要求制作零部件。 底盘零部件检查验收 检验供应商提供的零部件是否达到设计要求。 杂合车制作 试制车间制作杂合车，设计人员参与杂合车制作过程，协调解决杂合车制作过程中的问题，以及与供应商之间的协作关系。 杂合车场地匹配试验和客观测试，第一轮底盘性能优化 悬架、转向、制动系统场地匹配试验，包括主观评价和客观测试，及K&C测试。,五、底盘的开发

9、,底盘第二轮设计参数发布，用于设计样车制作 根据第一轮底盘性能优化结果，结合CAE分析，发布第二轮底盘参数，用于制作设计样车。第二轮底盘参数一般是部分零部件性能参数的优化，如弹簧、减振器、稳定杆、转向传动比等。 零部件供应商制作设计样件 零部件供应商按技术要求制作零部件。 底盘设计样件检查验收 检验供应商提供的零部件是否达到设计要求。 设计样车场地匹配试验，底盘性能初验收 悬架、转向、制动系统第二轮场地匹配试验，包括主观评价和客观测试，及K&C测试。行驶性能评审。 整车耐久试验 悬架系统台架耐久试验、四通道耐久试验。 工装车底盘数据发布，工装图纸认可,五、底盘的开发,投产启动阶段,工装车行驶性

10、能场地优化匹配，行驶性能终验收 根据第二轮底盘性能优化结果、工装车存在的问题和其它部门的意见，对底盘系统进行微调。行驶性能终验收。 工装车零部件试验检验 检验工装车零部件是否达到设计要求，及性能一致性。 整车6万公里耐久试验 制动性能评价、法规试验,五、底盘的开发,六、底盘开发的难点,性能开发 行驶性能目标设定，目标分解，行驶性能优化匹配。难点主要是：如何将整车行驶性能目标分解到各系统和主要的总成和零部件，形成行驶性能开发的完整的产品定义，提出系统和零部件的开发要求。这是一项系统工程，涉及到主客观评价体系、数据库、仿真分析、试验验证、标准规范等一系列的问题。 供应商零部件质量和性能控制 提出完

11、成明确的零部件技术要求，控制供应商零部件开发工艺过程，使供应商提供的零部件质量和性能与图纸要求完全一致，达到零部件质量和性能要求。 底盘零部件可靠性设计 在设计阶段提出底盘零部件可靠性要求，使整车耐久试验和用户使用过程中不出问题；另外，通过优化设计，使底盘零部件性能在规定的使用时间内不出现过多下降，保证整车行驶性能的稳定性。,第二部分 车身及内外饰,车身包括四门两盖、上车体、下车体、发动机仓；内外饰主要包括仪表板、门饰板、座椅等内装饰零件和前后保险杆、外后视镜等外装饰零件。,车身构成,车身件号命名规则,车身主要零部件材料选用规则,车身种类,一、车身,车身的开发过程,非承载式车身,半承载式车身,

12、承载式车身,其结构特点是没有车架，车体和车架溶为一体，底盘和发动机安装在车身上；具有这种车身的车结构紧凑、底盘低，常用于轿车,其结构特点是有独立的车体和车架，车体与车架之间通过螺栓连接，车体可以拆卸；具有这种车身的车底盘高，用于卡车和大客车；,其结构特点介于承载式车身和非承载式车身之间，汽车有部分车架，且车体与车架之间通过焊接的方式连接，车体不可拆卸，具有这种车身的车底盘高度介于轿车和客车之间，用于面包车和某些SUV。,1、车身种类,按照承载方式分,车体,闭合件,由冲压件构成通过焊接方式连接的，不可以拆卸的车身部分，如地板、侧围等，车体具体又可以细分为上车体总成和下车体总成,由冲压件构成通过装

13、配方式连接的，可以拆卸的车身部分，如车门等；闭合件具体可以分为前车门总成、后车门总成、翼子板、前罩总成、行李箱（背门）总成,2、车身构成,按照结构分,大型外覆盖件,模具制作周期长、成本高、质量要求高，制作难度大，一般在国外制作,模具制作周期长、成本高、质量要求高，制作难度较大，一般在国外或者台湾制作,中型结构件,模具制作周期较长、成本较高、质量要求高，制作难度较大，一般在国内著名厂家制作，如东风、大江自信等,小型结构件,模具制作周期短、成本低、质量要求较高，制作难度低，一般供应商自制,大型内覆盖,按照零件大小分,侧围 5401000-x01 5402000-x01,顶盖 5701000-x01

14、,发动机仓总成 5302000-x01,前地板总成 5102000-x01,后地板总成 5104000-x01,行李箱总成 6301000-x01,前罩总成 8408100-x01,后门车总成 6211000-x01 6212000-x01,前车门总成 6111000-x01 6112000-x01,3、车身件号命名规则,普通钢板 主要用于车身普通结构的一些零件中。,镀锌钢板 主要用于车身外覆盖件和少数复杂腔体结构中,高强度钢板 为了满足一定的车身强度要求，主要是车身碰撞安全等，通常在车身的某些零件中选用高强度钢板，主要分布与A、B立柱、门槛、防撞梁等处，总之，安全级别要求越高，所采用的高强度

15、钢板越多。,4、车身主要零部件材料选用规则,参考车解析,总布置、造型效果图（断面分析）,样件结构（材料、工艺）分析,工程化初步设计,内外模型冻结（车身主断面设计）,内外模型制作及可行性分析,DMU/CAE/SE分析,设计数据发布,设计样车试制、试验,试生产,工装样车试制、试验,工装数据冻结,设计更改,5、车身开发过程,主要开发过程,5、车身开发过程,5、白车身开发过程,5、白车身开发过程,二、内外饰,人机功能设计,法规适应性,结构设计的合理性,工艺分析,内外饰设计要素,材料的选择,1、内外饰设计要素,优秀的内外饰汽车产品 是人机功能、法规、结构、材料、制造水平的综合体现,人机分析,结构分析,法

16、规分析,工艺分析,材料分析,完美的设计,精良的制造,造型,2、人机功能设计,门扶手的位置和可操作性约束,仪表板中控台操作方便性模拟,手伸及面,2、人机功能设计,3、法规适应性,仪表板出风口布置分析,“B=15mm”的肋骨伤害小于“B=0mm”,侧碰对门内饰的设计要求,假人臀部和门内饰的接触区域在垂直方向不能少于100mm,3、法规适应性,4、结构设计的合理性,V802后门侧装饰板设计,此卡扣斜顶空间不够，至少需要48mm,建议更改卡扣孔斜顶出模方向如箭头所示，同时移动筋位。,5、工艺分析,传统意义上主要分：注塑、吹塑、挤出、热压、气辅、搪塑、发泡、吸塑 随着汽车产品的要求日益提高，又演变出超声

17、波焊、磨擦振动焊、激光切割、水转印等新工艺,工艺的种类,模具设计优化,产品设计优化,注塑工艺优化,分析产品（壁厚 结构等） 选择材料（流动性 强度等） 模拟成型（熔解线 流动平衡等 保证产品的工艺性 预测产品设计可能的缺陷,浇注系统合理性（浇口位置 浇口数量 热流道 流道平衡） 冷却分析（冷却均匀 水路合理性 加热棒） 预测模具设计可能的缺陷,协助供应商优化注塑工艺参数 确保产品品质 解决产品生产常见的缺陷,利用 Moldflow分析手段，有效减少设变,5、工艺分析,案例:V101内开手柄,问题: 内开拉手易拉断 解决对策: 改变进胶点位置,避免熔接痕出现在转轴受力区域 优化转轴结构 效益:

18、解决了拉手易拉断问题 避免反复修模 缩短了开发周期 节省开发成本,5、工艺分析,案例：CV8前罩装饰件 问 题： 翘曲变形严重，与挡风玻璃贴和不良 成型不稳定，不良率高！ 解决方式： 以Moldfow进行充填、保压、翘曲等分析，优化充填和保压 根据优化结果改变浇口形式和注塑工艺 效 益： 降低产品翘曲变形 成型稳定性提高 对变形机理有了深入 认识! 避免同类问题再次发生!,改善后最大间隙：0.6mm,改善前与玻璃最大间隙：5mm,5、工艺分析,案例:B301前保,问题(提前发现): 前保与翼子板间隙难控制 前保变形造成与大灯断差大 格栅区域变形严重,影响外观 解决对策: 增加导流器,平衡各区域

19、收缩 采用顺序阀,优化浇注系统 效益: 优化了前保结构设计 避免反复修模 缩短了开发周期 节省开发成本,5、工艺分析,6、材料的选择,汽车用材料要求较高，需综合考虑机械性能、耐热性、耐光性、耐化学腐蚀性、耐久性等要求,收集整理材料及零部件实验标准 目前已收集国内外各大主机厂材料性能标准65个，零部件实验标准135个，GB和ISO、ASTM相关材料测试标准94个 对试验标准进行比较,对参考车进行材料性能测试，充分掌握国内外其他车型的材料应用状况，逐步完善各类材料性能指标,开展材料认证工作，建立材料数据库 针对每一个标准寻找三种以上符合要求的材料供应商及牌号，并在技术合同中要求供应商从其中选择；

20、时间计划：2009年6月前完成全部15种材料、每种材料3个不同供应商牌号的认证： 摸索零部件性能试验方法，并逐步建立零部件性能实验标准,6、材料的选择,7、轻量化研究,塑料翼子板、前端模块、备胎盒、背门总成、塑料油箱研究,三、车身及内外饰开发的难点,车身开发缺乏系统的专业理论知识，更多的是靠经验的积累、靠规范。 在结构安全性设计、NVH设计与轻量化之间的矛盾突出，其度难以平衡。 车身变形回弹量难以从设计上进行量化。特别是四门两盖的回弹控制。 车身的NVH设计还处于起步阶段，目前还没有系统的设计规范。 内外饰设计在工艺SE分析方面的工作刚刚起步，全靠自己摸索、经验不足。,平台开发策略,电器的开发

21、,电器开发的难点,汽车电器系统组成,第三部分 汽车电器,1、汽车电器系统组成,充放电及启动系统 点火及喷油系统 照明系统 仪表系统 空调系统 线束系统 影音娱乐系统 开关及其他辅助系统(包括门控,倒车雷达，电动车窗，防盗等),ECU,基本电器系统图,2、平台开发策略,平台开发策略将长安汽车电器分为四个平台,通过平台建设可加强对零部件、供应商、技术等资源的整合;提高通用化率,降低成本;缩短项目开发周期，降低开发风险、降低开发费用 工作重心从质量整改转移到技术标准的建立和平台的研究上。,3、电器的开发,设计任务和分解,整车电器系统功能和性能定义,零部件技术要求,零部件开发管控,开发完成,整车验证测

22、试,整车电器系统测试,子系统/总成集成测试,零部件验证测试,零部件开发试验,逐步验证转段,自下而上逐级测试验证,整车设计要求,基本功能和性能定义,零部件半实物仿真,测试台,联调的半实物仿真,目前项目开发的流程图,3、电器的开发,4、开发中的难点,低成本高性能开发，对电器开发提出了严峻的考验。根据目前汽车发展的趋势，今后汽车的主要比拼点就在于电器部分，目前国际上电器成本已经达到整车成本的30，而长安车只有20不到。 CAPDS开发流程主要建立在整车开发流程的基础上，对电装部分开发规定较为粗略，由于电装的零部件除了需要与车身协调安装关系，结构强度外，还需要考虑电器本身功能实现，电性能的考核。因此电器开发需要补充部分开发流程以控制电器部件，整车电器功能和性能的开发流程，并建立相关验证手段，希望改变检查电器部件只检查外观尺寸的现状。 整车电器开发是一个系统性的工作，需要在前期规划、定义好系统的功能和性能目标，如后期增加功能或提高性能，之前未预留扩展能力，往往导致整个电器系统整体架构重新开发。,谢 谢 大 家!,坚持关注员工成长！ 坚持开展培训工作！,