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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
（學(xué)生填表）
院系： 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院
課題名稱(chēng)
柴油動(dòng)力SUV車(chē)設(shè)計(jì)——總體設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
課題類(lèi)型
指導(dǎo)教師
職稱(chēng)
課題來(lái)源
1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義
SUV興起于上世紀(jì)90年代，近年來(lái)一直穩(wěn)占暢銷(xiāo)車(chē)型的頭位。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，SUV以較高的性?xún)r(jià)比贏得眾多消費(fèi)者的青睞。2003年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)SUV的熱潮，眾多的國(guó)內(nèi)企業(yè)加入SUV制造行列，使當(dāng)年的總銷(xiāo)售量達(dá)15萬(wàn)輛。
SUV底盤(pán)高，有大梁，可以牽引，后行李箱的空間寬大，SUV是集越野、儲(chǔ)物、旅行、牽引多種功能為一體的，所以稱(chēng)之為運(yùn)動(dòng)型多功能轎車(chē)。隨著柴油車(chē)技術(shù)的不斷成熟和人們的購(gòu)車(chē)能力不斷的提高，在未來(lái)家庭轎車(chē)中必將占有重要地位。同時(shí)由于油價(jià)上漲有著先天節(jié)油優(yōu)勢(shì)的柴油車(chē)越來(lái)越受到了重視，但是總體上來(lái)說(shuō)目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)上柴油版的SUV卻很少，因此開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)柴油動(dòng)力的SUV具有廣闊的前景。
開(kāi)發(fā)生產(chǎn)柴油動(dòng)力SUV由于其先天的節(jié)油優(yōu)勢(shì)，不僅可以節(jié)省石油，同時(shí)由于排放的要求，對(duì)柴油機(jī)的要求也越來(lái)越高，許多新的技術(shù)出現(xiàn)在柴油機(jī)上如高壓共軌技術(shù)、電子控制燃燒技術(shù)的發(fā)展。因此對(duì)國(guó)內(nèi)柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展也具有巨大的推動(dòng)作用。
2. 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)計(jì)（或同類(lèi)研究）的概況綜述
SUV興起與國(guó)外，因此國(guó)外SUV的整體設(shè)計(jì)技術(shù)比較成熟。國(guó)外的SUV在整體設(shè)計(jì)時(shí)，注重了發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置的匹配，使汽車(chē)在經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性方面有了了很大的提高，并且注意了汽車(chē)安全方面的問(wèn)題，汽車(chē)的安全行駛性能也進(jìn)一步加強(qiáng)。加上SUV外形的不斷成熟，使其銷(xiāo)量不斷的上升，一直占據(jù)暢銷(xiāo)車(chē)型的頭位。
國(guó)內(nèi)SUV也在轎車(chē)市場(chǎng)上占有重要地位。2003年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了SUV熱潮，眾多汽車(chē)生產(chǎn)廠家加入SUV制造行列，使當(dāng)年得銷(xiāo)量達(dá)到了15萬(wàn)輛。但是由于國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)薄弱，汽車(chē)的整體設(shè)計(jì)技術(shù)比較落后，基本上是參考國(guó)外同類(lèi)車(chē)型，設(shè)計(jì)車(chē)型比較單一。如陸風(fēng)X6和長(zhǎng)城哈弗的外形尺寸、發(fā)動(dòng)機(jī)排量都是一樣的。因此總體上SUV國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額偏低，只占總量3%左右。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)SUV的設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷的成熟，在設(shè)計(jì)時(shí)更加注重了汽車(chē)在動(dòng)力性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的表現(xiàn)。因
在購(gòu)買(mǎi)力不斷增加的汽車(chē)市場(chǎng)上SUV將會(huì)有更佳的表現(xiàn)。
本次設(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV參照國(guó)內(nèi)同類(lèi)車(chē)型的配置參數(shù)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)，初選長(zhǎng)城2.8TC發(fā)動(dòng)機(jī)，該款發(fā)動(dòng)機(jī)采用目前世界上先進(jìn)的高壓共軌技術(shù)，在動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)性方面都有良好的表現(xiàn)。汽車(chē)的最高行駛車(chē)速135Km/h，前懸采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，后懸采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。通過(guò)合理的總體布置使其成為一輛性?xún)r(jià)比高的成功的SUV。
3. 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容
主要研究設(shè)計(jì)目標(biāo)：驅(qū)動(dòng)型式：4×2；乘坐人數(shù)：5人，裝載貨物：0.5噸，整車(chē)裝備質(zhì)量：2325kg，軸距：2760mm；采用長(zhǎng)城2.8TC發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車(chē)的最高行駛車(chē)速：135Km/h，前懸采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，后懸采用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。
主要計(jì)算整車(chē)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
4. 設(shè)計(jì)（或研究）方法
通過(guò)收集國(guó)內(nèi)外同類(lèi)車(chē)型的資料，分析目前汽車(chē)市場(chǎng)上該車(chē)型的最新發(fā)展?fàn)顩r。通過(guò)集體討論定出本次設(shè)計(jì)方案。通過(guò)大家的通力合作設(shè)計(jì)出在市場(chǎng)上暢銷(xiāo)的車(chē)型。
5. 實(shí)施計(jì)劃
第5周 調(diào)研，搜索，分析資料；
第6周 全組集體討論，制定，確定總體方案；
第7-10周 完成主要總圖設(shè)計(jì)；
第11-14周 完成零部件圖設(shè)計(jì)，并完成機(jī)繪圖
第15周 按要求整理，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第16周 整理圖紙及全部設(shè)計(jì)文件，最后交卷
第17周 審核，互審評(píng)閱設(shè)計(jì)，答辯，平定成績(jī)
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
研究所（教研室）意見(jiàn)
研究所所長(zhǎng)（教研室主任）簽字： 年 月 日
車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) I 柴油動(dòng)力 SUV 的整體設(shè)計(jì) 摘 要 SUV 是一種近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的車(chē)型，它是集越野、旅行、儲(chǔ)物、牽引為 一體的多功能用車(chē)。它既具備中高檔轎車(chē)的舒適性，較高的越野性和安全性，又 有運(yùn)動(dòng)感，便于日常生活、外出旅行和野外休閑。 在本文中，通過(guò)收集國(guó)內(nèi)外的各種資料確定了整車(chē)的各項(xiàng)參數(shù)，確定了本次 設(shè)計(jì)的方案、汽車(chē)的形式和汽車(chē)的主要參數(shù)，并且選擇了與所設(shè)計(jì)汽車(chē)匹配的發(fā) 動(dòng)機(jī)和車(chē)身形式，同時(shí)本文對(duì)汽車(chē)輪胎的選擇也有一定的介紹。本文中確定了整 車(chē)布置時(shí)各個(gè)方向上的基準(zhǔn)線(xiàn)，并且對(duì)底盤(pán)各個(gè)部件的選擇和布置、車(chē)身的內(nèi)部 布置和汽車(chē)的外形設(shè)計(jì)等方面也進(jìn)行了說(shuō)明。在本文的性能參數(shù)計(jì)算部分，主要 進(jìn)行了汽車(chē)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性方面的計(jì)算，文中提出了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇及經(jīng)濟(jì)性 的計(jì)算方法。通過(guò)與各個(gè)部件總成的協(xié)調(diào)，得出了汽車(chē)的最小轉(zhuǎn)彎半徑。通過(guò)查 閱相關(guān)的資料文獻(xiàn)確定了汽車(chē)的接近角和離去角，但是由于缺少必要的資料和實(shí) 驗(yàn)，本文中對(duì)汽車(chē)的通過(guò)性參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù)、制動(dòng)性參數(shù)的計(jì)算不夠全面。 SUV 是近年興起的車(chē)型，其先天的節(jié)油優(yōu)勢(shì)和高的性?xún)r(jià)比必然會(huì)受到越來(lái)越 多人的青睞，有廣闊的發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)，底盤(pán)，外型, 發(fā)展 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) II DIESEL-POWERED SUV DESIGN ABSTRACT SUV have developed rapidly in recent years, it combines cross-country travel, storage, traction for the integration of a multi-functional car. It is based on middle-grade sedans comfortable, higher cross-country and safety, and with a sense of movement, ease daily life, on travel and leisure field. In this paper, I determine the design of this program through collect the information at home and abroad, I determine the parameters of the vehicle t, in the form of vehicles and vehicle parameters, and the choice of vehicle design and matching engine and body forms, Meanwhile, in this paper, the choice of automobile tires are somewhat introduced. In this paper identified a vehicle layout the baseline at all directions, and the various components of the chassis options and settings, bodys internal layout and appearance of the automobile design is also introduced. In this paper the performance parameters, the major driving force for the automobile and the economy, This paper presents an automobile engine and the choice of economic calculation. With the assembly of the various components coordination, the vehicle reached the minimum turning radius. Through access to the relevant information to determine the literature of the automobile and the Chajingu left corner, but due to lack of necessary information and experimentation, In this paper, the vehicle through sexual parameters, handling and stability parameters, braking parameters of calculation is not comprehensive enough. In recent years the rise of SUV models, inherent advantages of saving and high cost performance will be more and more people of all ages, with broad prospects for future development. KEY WORDS: design, chassis, appearance, development 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) III 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
目 錄
第一章 前言........................... ..........1
第二章 參數(shù)的選擇和確定 .........................3
§2.1方案的分析和確定.........................3
§2.2 汽車(chē)形式的選擇.............................4
§2.3 汽車(chē)主要參數(shù)的確定 ........................4
§2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇...............................6
§2.5 車(chē)身形式的選擇 ............................7
§2.6 輪胎的選擇.................................7
第三章 汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)............................9
§3.1 整車(chē)布置的基準(zhǔn)線(xiàn)（面）.....................9
§3.2 部件的選擇和布置...........................9
§3.3 車(chē)身內(nèi)部布置..............................11
§3.4 車(chē)身外型的設(shè)計(jì)............................12
第四章 汽車(chē)性能參數(shù)的計(jì)算和確定 ................ 14
§4.1 動(dòng)力性參數(shù)的確定和計(jì)算 ................14
§4.2 經(jīng)濟(jì)性計(jì)算..............................20
§4.3 最小轉(zhuǎn)彎半徑............................22
§4.4 通過(guò)性幾何參數(shù)的計(jì)算....................22
§4.5 操縱穩(wěn)定性參數(shù)..........................22
§4.6 制動(dòng)性參數(shù)..............................23
§4.7 舒適性....................................23
第五章 結(jié)論.....................................24
參考文獻(xiàn).........................................25
致謝.............................................26
III
外文資料譯文
英文翻譯
粘離合器依靠滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力矩分配，兩個(gè)不同的箱體安裝在一個(gè)鼓形的空間里：放射性的有裂縫的金屬圓盤(pán)， 它可以通過(guò)帶鋸齒形的空心軸移動(dòng)，并且多孔盤(pán)緊卡在箱體空中。軸與差速器相連箱體伸出的軸與后軸相連。
圓盤(pán)安裝在箱體里為的是多孔盤(pán)與有裂縫的盤(pán)交差使用。每個(gè)獨(dú)立的部分沒(méi)有確定的空間但是它可以與另一個(gè)能做相反的軸向移動(dòng)。整個(gè)部件充滿(mǎn)了液體的粘性的硅樹(shù)脂。扭矩的大小狀態(tài)可以通過(guò)填充物的多少來(lái)調(diào)整。
如果前軸和后軸發(fā)生滑動(dòng)，離合器內(nèi)圓盤(pán)的連接處相對(duì)于另一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，剪切力通過(guò)硅樹(shù)脂的流動(dòng)而產(chǎn)生。這些隨著滑動(dòng)的增長(zhǎng)和后軸扭矩的增加而增加。這些能量在液力耦合器中消耗玩導(dǎo)致溫升如此增加內(nèi)部壓力。這樣在需要傳遞大扭矩的情況下能傳遞較大的扭矩。最后導(dǎo)致可以傳遞幾乎連續(xù)的扭矩。帶ABS制動(dòng)的，一個(gè)不受約束的裝置分離離合器，后者必須結(jié)合當(dāng)向相反方向移動(dòng)時(shí)。
圖1.75 保時(shí)捷911Carrera4（1996，1998）的前驅(qū)動(dòng)橋。粘液離合器直接凸裝在前軸上，能有一個(gè)好的軸荷分配。和后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，高達(dá)40%的驅(qū)動(dòng)力矩可以傳到前軸。特別要注意的是在調(diào)整四輪驅(qū)動(dòng)各輪驅(qū)動(dòng)力的比例取決于驅(qū)動(dòng)力的分配和控制有一定的穩(wěn)定性的限制。能取代差速器鎖的特殊的輪式制動(dòng)機(jī)構(gòu)被制造出來(lái)能夠阻礙輪的旋轉(zhuǎn)。四輪驅(qū)動(dòng)被綜合與PSM，一個(gè)帶有制動(dòng)沖擊的能控制汽車(chē)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的系統(tǒng)。
圖1.76 奧迪A4Ouattro上的雙叉形橫臂后軸。懸架副車(chē)架通過(guò)四個(gè)橡膠支乘與車(chē)身、差速器殼體8和橫向控制臂相連。彈簧和減震器彈簧安裝在上控制臂附件6的旁邊。輪轂的位置向外上升或下降。下橫向控制臂4通過(guò)橡膠支承與1相連。這些措施能保證有一個(gè)寬大的行李艙和低的受力以便很容易的達(dá)到預(yù)定的運(yùn)動(dòng)特性。
大眾公司在Transporter上的動(dòng)力傳遞中首次采用了粘液離合器。隨后在高爾夫上也使用。這種離合器的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的分配取決于輪胎的滑動(dòng)。如果前輪滑動(dòng)且在較長(zhǎng)的時(shí)間在濕的路面、結(jié)冰的路面或無(wú)路面上轉(zhuǎn)速增加，后輪所需的驅(qū)動(dòng)力增加。橫置發(fā)動(dòng)機(jī)需要在斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)軸的前面加一對(duì)錐齒輪。粘液離合器裝在差速器殼體內(nèi)，這里還有一個(gè)過(guò)度運(yùn)轉(zhuǎn)離合器，它可以保證后輪在過(guò)度旋轉(zhuǎn)時(shí)能自動(dòng)斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)力以保證可能出現(xiàn)的制動(dòng)。這種形式可以和全程ABS兼容。當(dāng)?shù)箵踅Y(jié)合時(shí)，一個(gè)與過(guò)度運(yùn)轉(zhuǎn)離合器連接的滑動(dòng)套筒移動(dòng)使動(dòng)力向后傳遞。
制造商在選用后橋設(shè)計(jì)時(shí)，采用了不同的方法，奧迪在A4和A6 上選用了雙叉形橫臂懸架，本田在Civic shuttle 4WD上采用了由中間差速器的雙叉形橫臂標(biāo)準(zhǔn)懸架，
圖1.77本田Civic shuttle 4WD雙叉形橫臂后軸。粘液離合器（由兩個(gè)橫向軸承固定）在斷開(kāi)式傳動(dòng)軸的中間。后軸差速器向后移動(dòng)通過(guò)橫構(gòu)件固定在車(chē)身后端。除了軸承的類(lèi)型和下橫向控制臂的位置有點(diǎn)靠后（為了使傳動(dòng)軸能在彈簧氣門(mén)的前端通過(guò)）以外，軸與圖1.62相一致懸架與圖1.1相似。
圖1.78奔馳E系列4MATIC四輪驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。為了能夠使傳動(dòng)軸到達(dá)前輪，才有了一種安裝在下橫向環(huán)的具有叉形外形的彈簧減震器總成。不同于無(wú)路面類(lèi)型的懸架設(shè)計(jì)，彈簧和減震器是獨(dú)立的。
1.7.5 全時(shí)四驅(qū)乘用車(chē)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制定一套四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需要大量的修改。設(shè)計(jì)越復(fù)雜，可以使駕駛越有效。用短軸把力傳到前差速器時(shí)，需要一個(gè)功率輸出裝置，橫向偏置軸用齒形鏈連接。如果使半軸的傳動(dòng)相適應(yīng)又不影響離地間隙，那么發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼必須要改變。
率輸出裝置包含一個(gè)行星式中央差速器，它可以使各種力的分布變得很容易（取決于內(nèi)部比率）通常36%的驅(qū)動(dòng)力到達(dá)前軸64%的力到達(dá)后軸。多盤(pán)離合器根據(jù)（前軸到后軸）扭矩的要求電磁控制鎖止差速器可以使力的分布達(dá)到100%。還有一種電磁液壓控制鎖止離合器也可以達(dá)到100%。
圖1.79 來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩被行星式差速器1分配，有64%到達(dá)后軸2，36%到達(dá)前軸3。偏置的軸有兩兩相互鑲嵌的齒形鏈4連接。驅(qū)動(dòng)力的變化有多片離合器5控制，而多片離合器靠電磁控制。
圖1.80發(fā)動(dòng)機(jī)前視圖和標(biāo)準(zhǔn)四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)軸（寶馬裝配圖）一般汽車(chē)后輪驅(qū)動(dòng)，為了能夠使前輪也驅(qū)動(dòng)，前軸的功率輸出4移到了發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼的空腔里。中間軸1連接兩個(gè)向右內(nèi)旋的結(jié)合套并且保證驅(qū)動(dòng)軸到兩輪的長(zhǎng)度相等。中間軸的一端固定在非強(qiáng)制鎖止的差速器4上，另一端固定在外伸托架5上，殼體6用螺釘與油底殼相連。
有不同程度鎖止的差速器由兩個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)：
● 能達(dá)到優(yōu)越的行駛穩(wěn)定性。它在運(yùn)轉(zhuǎn)中能分配發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，并且根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸上驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)來(lái)分配牽引力。
● 它們可以在不喪失行駛穩(wěn)定性的情況下提供最大的牽引力。
在正常行駛中差速鎖是打開(kāi)的。包括前軸差速器它們可以使全部車(chē)輪的轉(zhuǎn)速相同，在緊急轉(zhuǎn)向時(shí)，傳動(dòng)系中不受力，制動(dòng)也不受影響。如果帶有鎖止差速器的汽車(chē)運(yùn)行當(dāng)駕駛員制動(dòng)時(shí)，差速鎖會(huì)瞬間松開(kāi)。這種系統(tǒng)于全程ABS兼容。在奔馳E系的四輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上采用。
圖1.81奔馳M系列越野車(chē)的前懸架和驅(qū)動(dòng)軸。大多數(shù)越野車(chē)采用剛性軸。而奔馳的前后均采用雙叉形橫臂懸架，這種方案可以使簧下質(zhì)量降低大約66%。增加了行駛安全性和乘坐舒適性。由于空間的原因，在前懸架上采用了扭桿彈簧。1下橫向桿是一種鍛鋼件。因?yàn)樵揭扒闆r下扭桿要產(chǎn)生扭矩和細(xì)微的變化，2扭桿， 3豎直調(diào)整扭矩支承可以安裝在橫向方位的任何位置，4發(fā)動(dòng)機(jī)架用四個(gè)螺栓連接在箱狀車(chē)架上，5上橫向桿 是鍛鋁件，6齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，7雙管減震器用整體橡膠泵制動(dòng)，8橫向桿連接孔，9穩(wěn)定桿 向下橫向桿施力。
中央差速器分動(dòng)齒輪安裝在齒輪箱的輸出口。前軸齒輪全部在發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼內(nèi)，扭矩的分配為35%：65%。與傳統(tǒng)的差速器鎖止機(jī)構(gòu)不同，M系越野車(chē)的車(chē)輪制動(dòng)出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)輪上。這種系統(tǒng)允許最大的撓度，它不僅能使前后差速器鎖止機(jī)構(gòu)與中央差速器一致，而且還有其他的功能如可以毫無(wú)問(wèn)題的使ABS和ESP成為一個(gè)整體。設(shè)計(jì)復(fù)雜了但是很有價(jià)值。
不同形式四輪驅(qū)動(dòng)的概述
圖1.83種的表顯示取代中間軸式離合器采用滑動(dòng)控制式離合器為變速器提供扭矩的在不斷增加。
圖1.82是奔馳M系列越野車(chē)的后軸
懸架和減震器由彈簧柱1固定，彈簧桿的彈性受空間結(jié)構(gòu)的影響（彈性系數(shù)為70-100N/mm）2制動(dòng)盤(pán)與制動(dòng)鼓為整體，3上橫向桿（鍛鋁件）4下橫向桿（鍛鋁件）,5橫拉桿（鍛鋼件），6 發(fā)動(dòng)機(jī)架，7 穩(wěn)定桿，8 橫向桿固定孔
普通前后軸的特點(diǎn)：在裝配過(guò)程中通過(guò)調(diào)整橫向桿連接孔在長(zhǎng)孔中的位置來(lái)調(diào)整車(chē)輪外傾和主銷(xiāo)內(nèi)傾。理論數(shù)據(jù)：彈簧行程±100mm，主銷(xiāo)偏心-5mm，干擾力矩臂56.7mm，主銷(xiāo)傾度10.5°，車(chē)輪外傾角-0.5°，主銷(xiāo)后傾角對(duì)前后軸為7/-8.5°，主銷(xiāo)后傾拖距對(duì)前后軸為37/-55mm，車(chē)輪主銷(xiāo)拖距對(duì)前后軸為5/-4.5mm，瞬時(shí)中心高對(duì)前后軸為80/119mm，制動(dòng)力矩補(bǔ)償對(duì)前后軸為38/21％，啟動(dòng)力矩補(bǔ)償對(duì)前后軸為-7/-3％。梅塞德斯-奔馳設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了這種軸。大量的生產(chǎn)和裝配有Zahnradfabrik Friedrichshafen 公司來(lái)進(jìn)行，它是根據(jù)要求向裝配線(xiàn)供應(yīng)部件總成。
差速器和重要的電子制動(dòng)系統(tǒng)取代了鎖止差速器而得到了應(yīng)用。現(xiàn)代的四輪驅(qū)動(dòng)形式采用了防鎖止，滑動(dòng)和行駛穩(wěn)定系統(tǒng)而使功能不再到限制。
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車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
第一章 前 言
自1986年誕生以來(lái)的一百多年里，汽車(chē)工業(yè)從無(wú)到有迅速的發(fā)展，寫(xiě)下了人類(lèi)近代文明史的重要篇章。汽車(chē)是數(shù)量多，普及范圍最廣，運(yùn)輸量最大的現(xiàn)代化交通工具。它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，社會(huì)和人們生活有密切關(guān)系，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)脹產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。
從20世紀(jì)70年代至今，世界汽車(chē)形成美、日、歐并存的格局。世界汽車(chē)業(yè)已形成通用、豐田、福特-沃爾沃、雷諾、日產(chǎn)、大眾、戴姆勒-克萊斯勒等6大集團(tuán)公司和標(biāo)志-雪鐵龍、本田、現(xiàn)代、菲亞特等四個(gè)獨(dú)立廠商。汽車(chē)產(chǎn)量穩(wěn)定在4000-5000萬(wàn)輛左右。目前，世界汽車(chē)保有量6.6億輛，其中轎車(chē)占70%，世界平均每千人汽車(chē)擁有量100輛。美國(guó)每千人汽車(chē)擁有量780輛，居首位，我國(guó)為每千人16輛。轎車(chē)的普及極大的方便了人們的日常生活，擴(kuò)大了人們的活動(dòng)范圍，使社會(huì)生活變得豐富多彩。
汽車(chē)誕生在歐洲，但在20世紀(jì)初隨著福特公司T型車(chē)的推出以及流水生產(chǎn)線(xiàn)使用的開(kāi)始，美國(guó)汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始在世界市場(chǎng)上居于主導(dǎo)地位。日本汽車(chē)工業(yè)在20世紀(jì)60、70年代迅速發(fā)展，后者居上，先后超過(guò)德、英、法等老牌汽車(chē)工業(yè)國(guó)，并且在1980-1993年期間超過(guò)美國(guó)而躍居世界第一位。同時(shí)韓國(guó)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中崛起，成為世界汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要的生產(chǎn)基地 。在一些新興國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家，由于人們生活水平的提高，致使汽車(chē)尋求量迅速增加。由于技術(shù)落后和資金短缺，往往用優(yōu)惠政策吸引外資，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和裝備，進(jìn)口全拆散和半拆散零件裝車(chē)，逐步提高零件的國(guó)產(chǎn)化率，繼而是零部件自給，滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，并以此模式發(fā)展自己的汽車(chē)工業(yè)。由于激烈的競(jìng)爭(zhēng)這一時(shí)期汽車(chē)的技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，主要是提高汽車(chē)的安全性、降低排放污染。主要技術(shù)有汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、電子控制噴油、電子點(diǎn)火、三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)等。
汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展主要有兩個(gè)方面的原因，一方面是汽車(chē)受到了社會(huì)的青睞，另一方面就是汽車(chē)工業(yè)綜合性強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)效益帶動(dòng)了各部門(mén)的發(fā)展。因此，世界各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀鯚o(wú)一例外的把汽車(chē)工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)起點(diǎn)低，發(fā)展較晚。1953年7月第一汽車(chē)制造廠動(dòng)土興建，1956年10月開(kāi)廠投產(chǎn)，從此結(jié)束了我國(guó)不能制造汽車(chē)的歷史。改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)迅速發(fā)展，確定了以一汽、二汽、上海為三大汽車(chē)基地以及天津、北京、廣州三個(gè)較小的基地。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的目標(biāo)是，到2010年汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到600萬(wàn)輛，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。同時(shí)支持大型汽車(chē)公司的發(fā)展，加強(qiáng)汽車(chē)產(chǎn)品的自主開(kāi)發(fā)能力，提高汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)裝備水平，迅速趕上國(guó)際先進(jìn)水平。
汽車(chē)的大力發(fā)展也給社會(huì)帶來(lái)了一些不易解決的問(wèn)題：安全問(wèn)題、能源消耗和環(huán)境污染。因此，行車(chē)安全、節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)已成為當(dāng)前汽車(chē)技術(shù)要解決的三大重要課題。
1991年SUV才開(kāi)始在美國(guó)興起。它是運(yùn)動(dòng)和多用途結(jié)合的車(chē)輛。SUV集旅行車(chē)的舒適性和越野車(chē)的越野性于一體，是集越野、儲(chǔ)物、旅行、牽引多種功能為一體的多用途汽車(chē)。近年來(lái)SUV的銷(xiāo)量不斷的增加，受到汽車(chē)市場(chǎng)的青睞，一直穩(wěn)占暢銷(xiāo)車(chē)了首位。本次設(shè)計(jì)的是柴油動(dòng)力SUV，在能源短缺的大環(huán)境下有先天節(jié)有優(yōu)勢(shì)的柴油車(chē)越來(lái)越受到汽車(chē)市場(chǎng)的重視，因此設(shè)計(jì)柴油動(dòng)力SUV具有廣闊的前景。
我們作的畢業(yè)設(shè)計(jì)為柴油動(dòng)力SUV的設(shè)計(jì)，機(jī)動(dòng)靈活，乘坐空間大，可以載貨。采用柴油機(jī)，油耗低，具有優(yōu)越的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。具有較高的性?xún)r(jià)比，適合中國(guó)工薪階層?？傮w布置包括汽車(chē)主要尺寸的確定，方向盤(pán)和人體座椅的布置，汽車(chē)外型的設(shè)計(jì)，底盤(pán)設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)同組同學(xué)完成其他部件總成的設(shè)計(jì)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)最后環(huán)節(jié)，同時(shí)也是對(duì)大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識(shí)的回顧總結(jié)，它讓我把學(xué)過(guò)的知識(shí)特別是專(zhuān)業(yè)知識(shí)做了一次系統(tǒng)的梳理。進(jìn)一步熟悉了汽車(chē)的總體布置和各個(gè)部件總成的設(shè)計(jì)，同時(shí)掌握了整體設(shè)計(jì)的基本方法，相信對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助。
第二章 參數(shù)的選擇和確定
§2.1 方案的分析和確定
§2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)分析
一.設(shè)計(jì)任務(wù)
柴油動(dòng)力SUV總體設(shè)計(jì)
二.設(shè)計(jì)要求
總的要求是：參考江鈴陸風(fēng)X6和長(zhǎng)城哈弗的主要參數(shù)，完成柴油動(dòng)力SUV的外型設(shè)計(jì)和底盤(pán)的總體布置。
通過(guò)查閱各種資料整理得到兩款參考車(chē)型的主要性能參數(shù)，如下表2-1。
表2-1 參考車(chē)型性能參數(shù)
項(xiàng) 目
參 數(shù)
車(chē) 型
陸 風(fēng) X6
長(zhǎng) 城 哈 弗
外 型 尺 寸（mm）
4800/1800/1750
4620/1800/1710
軸 距（mm）
2760
2760
前/后 輪 距(mm)
1465/1470
1515/1520
接近角
37°
29°
離去角
27°
27.5°
車(chē)門(mén)數(shù)
5
5
座位數(shù)
5
5
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)
4JB1
GW2.8TC
最大功率
68/3600
70/3600
最大扭矩
200/2000
225/1600-2800
油耗
90Km/h等速-〉7.0
40Km/h等速-〉7.2
前懸掛形式
雙叉臂獨(dú)立懸架
雙叉臂獨(dú)立懸架
后懸掛形式
整體橋非獨(dú)立懸架
整體橋非獨(dú)立懸架
驅(qū)動(dòng)形式
前置后驅(qū)
前置后驅(qū)
§2.1.2 方案分析
根據(jù)當(dāng)前汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，收集國(guó)內(nèi)外同級(jí)汽車(chē)的資料，以及國(guó)內(nèi)的使用調(diào)查和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，經(jīng)過(guò)與同組同學(xué)的協(xié)商，最終確定江鈴陸風(fēng)X6的外部尺寸和性能參數(shù)作為本次設(shè)計(jì)的參考。我們?cè)O(shè)計(jì)SUV首先要考慮的是其多功能的特性，既要保證有一定的越野性又要有必要的舒適性，同時(shí)要保證足夠的空間可以裝載一定量的貨物。保證設(shè)計(jì)的汽車(chē)有較高的性?xún)r(jià)比，因此汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性是本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
§2.2 汽車(chē)形式的選擇
§2.2.1 軸數(shù)
影響汽車(chē)軸數(shù)的主要因素有汽車(chē)的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車(chē)的結(jié)構(gòu)等。根據(jù)要求本次設(shè)計(jì)汽車(chē)的軸數(shù)采用兩軸式，以減輕汽車(chē)總質(zhì)量。
§2.2.2 驅(qū)動(dòng)形式
驅(qū)動(dòng)輪數(shù)增加，汽車(chē)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量增加成本也隨之增加。設(shè)計(jì)中采用4×2驅(qū)動(dòng)形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。
§2.2.3 布置形式
汽車(chē)的布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車(chē)身的相互關(guān)系和布置特點(diǎn)而言。乘用車(chē)的布置形式主要有發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析我采用了發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的布置形式。它有以下優(yōu)點(diǎn)：軸荷分配合理，有利于提高輪胎的使用壽命；前輪不驅(qū)動(dòng)，因而不需要采用等速萬(wàn)向節(jié)，有利于減少制造成本；操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；上坡行使時(shí)，應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪的附著力增大，故爬坡能力強(qiáng)；變速器與主減速器分開(kāi)，故拆裝、維修容易。缺點(diǎn)是：因車(chē)身地板下有傳動(dòng)軸，地板上有凸起的通道，并使后排座椅中部坐墊的厚度減薄，影響乘坐舒適性；汽車(chē)總長(zhǎng)較長(zhǎng)，整車(chē)整備質(zhì)量增大，影響到汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。
§2.3 汽車(chē)主要參數(shù)的確定
§2.3.1 汽車(chē)主要尺寸的確定
汽車(chē)的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車(chē)車(chē)頭長(zhǎng)度和車(chē)廂尺寸等。
一.外廓尺寸
參考同級(jí)別的汽車(chē)確定La=4675mm,Ba=1800mm,Ha=1750mm。
二.軸距
軸距對(duì)汽車(chē)整備質(zhì)量、汽車(chē)總長(zhǎng)、汽車(chē)最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響。參考陸風(fēng)X6選軸距L=2760mm。
三.前輪距和后輪距
汽車(chē)的輪距會(huì)影響到車(chē)廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車(chē)總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等。汽車(chē)總寬受道路法規(guī)的限制不得超過(guò)2.5米。由參考車(chē)型選定汽車(chē)的前輪距為：1465mm，后輪距為：1470mm。
四.前懸和后懸
前后懸的長(zhǎng)度影響汽車(chē)的接近角和離去角，影響汽車(chē)的通過(guò)性。確定汽車(chē)的前懸為：810mm，后懸為：1105mm。
§2.3.2 汽車(chē)質(zhì)量參數(shù)的確定
汽車(chē)的質(zhì)量參數(shù)包括整車(chē)整備質(zhì)量、載質(zhì)量、載客量、汽車(chē)總質(zhì)量、軸荷分配等。
一.整車(chē)整備質(zhì)量
由參考車(chē)型和查到的資料取=1700kg.
二.汽車(chē)的裝載質(zhì)量和載客量
確定汽車(chē)的裝載質(zhì)量=625kg,載客數(shù)為5人。
三.汽車(chē)的總質(zhì)量
=+=2325kg。
四.軸荷分配
軸荷分配對(duì)輪胎的壽命和汽車(chē)的使用性能有影響。從輪胎磨損和壽命詳盡考慮，各個(gè)車(chē)輪的載荷應(yīng)相差不大；同時(shí)為保證汽車(chē)有良好的動(dòng)力性和通過(guò)性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的載荷，而從動(dòng)軸荷可以適當(dāng)減少；為保證汽車(chē)有良好的操縱穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向載荷不應(yīng)過(guò)小。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)和各個(gè)部件的質(zhì)量分配，乘坐人數(shù)及位置，參考車(chē)型最終確定為（表2-2）
表2-2 載荷分布
空載
重載
前軸
后軸
前軸
后軸
55%
45%
45%
55%
§2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇
柴油動(dòng)力SUV選用柴油機(jī)作為動(dòng)力裝置，柴油機(jī)體積大，質(zhì)量大，油耗大，但是柴油機(jī)扭矩大，有良好的動(dòng)力性。選用發(fā)動(dòng)機(jī)要根據(jù)汽車(chē)的最高車(chē)速來(lái)確定。本次設(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV最高車(chē)速約為140km/h。因此發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率用下面公式可以大約的算出來(lái)。
（2-1）
式中：為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率；為傳動(dòng)系效率；=90%；為汽車(chē)總質(zhì)量（kg）;g為重力加速度（）;為滾動(dòng)阻力系數(shù)，，用最高速度代入；為空氣阻力稀疏，轎車(chē)取0.30～0.55，載貨車(chē)為0.40～0.60;A為汽車(chē)正面投影面積（），根據(jù)外形取2.56;為最高車(chē)速。
則：
=（23259.80.0315140/3600+0.522.56/76140）/0.9
=68.9(km)
根據(jù)公式所得的結(jié)果并且根據(jù)所查到的資料選用長(zhǎng)城GW2.8TC高壓共軌發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)如下:
表2-3 長(zhǎng)城GW2.8TC高壓共軌柴油機(jī)的性能參數(shù)
最高功率/轉(zhuǎn)速km/(r/min)
70/3600
最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速N/(r/min)
225/1600-2800
排量(ml)
2800
最高轉(zhuǎn)速(r/min)
4300
輪廓尺寸(mm)
715/590/770
§2.5 車(chē)身形式的選擇
根據(jù)柴油動(dòng)力SUV的設(shè)計(jì)要求，在車(chē)身選擇時(shí)采用有足夠的空間的折背式車(chē)身形式。外型設(shè)計(jì)上主要參考江鈴陸風(fēng)X6和長(zhǎng)城哈弗。
§2.6 輪胎的選擇
輪胎及車(chē)身對(duì)汽車(chē)的許多重要性能，包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、通過(guò)性、操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性及行使安全性和汽車(chē)的承載能力都有影響。因此，輪胎的選擇是重要的工作。
我們?cè)O(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV的最大質(zhì)量為2325kg，根據(jù)汽車(chē)的行使要求大于可得出每個(gè)輪胎的承載質(zhì)量。有輪胎在使用中的承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的額定負(fù)荷值，查GB2978-89以及根據(jù)參考車(chē)型，最終確定選用245/75R16的子午線(xiàn)輪胎。該輪胎優(yōu)點(diǎn)是滾動(dòng)阻力小、溫升低、胎體緩沖性能和胎面附著性能等都比斜交輪胎好，裝車(chē)后油耗低壽命長(zhǎng)、高速性能好、適應(yīng)現(xiàn)代汽車(chē)對(duì)安全、高速、低能耗的發(fā)展要求。其缺點(diǎn)是造價(jià)高、不易翻修。
則由上分析可初步確定本次設(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV的性能參數(shù)。如表2-4
表2-4 柴油動(dòng)力SUV主要性能參數(shù)
長(zhǎng)/寬/高（mm）
4650/1800/1750
軸距（mm）
2760
前/后輪距（mm）
1465/1470
前/后懸（mm）
800/1150
最小離地間隙（mm）
240
整車(chē)整備質(zhì)量（kg）
1700
最大功率（km）
70/3600
最大扭矩（N.m）
225/1600-2800
驅(qū)動(dòng)型式
后驅(qū)
最高車(chē)速（km/h）
135
變速器型式
五擋手動(dòng)
懸架（前/后）
麥弗遜式獨(dú)立懸架/鋼板彈簧
制動(dòng)裝置型式（前/后）
盤(pán)式/鼓式
發(fā)動(dòng)機(jī)位置
前置
車(chē)門(mén)數(shù)
5
座位數(shù)
5
輪胎規(guī)格
245/75R16
第三章 汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)
在初步確定汽車(chē)的載客量（載質(zhì)量）、驅(qū)動(dòng)形式、車(chē)身形式、發(fā)動(dòng)機(jī)形式等以后，要深入做更具體的工作，包括繪制布置草圖，并校核初步選定的各部件結(jié)構(gòu)和尺寸是否符合整車(chē)尺寸和參數(shù)的要求，并尋求合理的總布置方案。
§3.1 整車(chē)布置的基準(zhǔn)線(xiàn)（面）——零線(xiàn)的確定
1.車(chē)架上平面線(xiàn)
在本次設(shè)計(jì)中采用的是邊梁式車(chē)架，所以以邊梁上緣面較長(zhǎng)的一段平面在側(cè)視圖上的投影線(xiàn)稱(chēng)為車(chē)架上平面線(xiàn)，它作為垂直方向的尺寸基準(zhǔn)線(xiàn)，即z坐標(biāo)線(xiàn)，向上“+”,向下“-”,該線(xiàn)標(biāo)記為“z/0” 。
2. 前輪中心線(xiàn)
通過(guò)前輪中心，并垂直于車(chē)架上平面線(xiàn)，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影為前輪
中心線(xiàn)。即為“x/0”,它作為縱向方向的尺寸線(xiàn)。向前為“+”,向后為“-” 。
3. 車(chē)輪中心線(xiàn)
汽車(chē)垂直對(duì)稱(chēng)平面在俯視圖和前視圖上的投影線(xiàn)稱(chēng)為汽車(chē)中心線(xiàn)，用它作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線(xiàn)，記為“y/0”,向左為“+”,向后為“-” 。
4. 地面線(xiàn)
低平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線(xiàn)稱(chēng)為地面線(xiàn)。
5. 前輪垂直直線(xiàn)
通過(guò)左右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影稱(chēng)為前輪中心線(xiàn)。
§3.2 部件的選擇和布置
1. 發(fā)動(dòng)機(jī)的布置
發(fā)動(dòng)機(jī)的上下位置對(duì)離地間隙和駕駛員視野有影響。發(fā)動(dòng)機(jī)的位置不能太高以降低汽車(chē)的質(zhì)心高度，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的高度也不能太低以防止汽車(chē)在上下顛簸時(shí)不會(huì)碰壞油底殼。 發(fā)動(dòng)機(jī)的橫向尺寸布置時(shí)，為了散熱的需要及空氣流通，散熱器中心與風(fēng)扇之間又不小于50mm的間距。在布置發(fā)動(dòng)機(jī)的前后位置是為減小傳動(dòng)軸的夾角，發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)常布置成傾斜狀，使曲軸中心線(xiàn)與水平線(xiàn)之間形成1°～4°夾角。本次設(shè)計(jì)取2°。
2. 傳動(dòng)系的布置
由于發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱裝成一體，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定以后，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器在內(nèi)的動(dòng)力總成位置也隨之而定。驅(qū)動(dòng)橋的位置取決于驅(qū)動(dòng)輪的位置。通常為滿(mǎn)足萬(wàn)向節(jié)兩端夾角相等、滿(mǎn)載靜止時(shí)不大于4°且最大不大于7°的要求，常將后橋主減速器的軸線(xiàn)向上翹起。但是一般在布置時(shí)后橋減速器的軸線(xiàn)是平行的。
3. 轉(zhuǎn)向裝置的布置
轉(zhuǎn)向盤(pán)布置在駕駛員座椅前方保證駕駛員能舒服的進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。本次設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向系采用液壓助力的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。工作缸和轉(zhuǎn)向橫拉桿做在一起。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。
4. 懸架的布置
本次設(shè)計(jì)前懸架采用普遍的麥弗遜式懸架，能夠改變汽車(chē)的平順性，減小車(chē)身的傾斜和振動(dòng)，同時(shí)在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力。后懸架采用獨(dú)立式鋼板彈簧懸架，以降低成本。
5. 制動(dòng)系統(tǒng)布置
根據(jù)所查到的資料及所參考的車(chē)型，本次設(shè)計(jì)中制動(dòng)系統(tǒng)才有前盤(pán)后鼓式的制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)采用真空助力，真空助力鼓中的真空有發(fā)電機(jī)提供。盤(pán)式制動(dòng)器具有良好的熱穩(wěn)定性，水穩(wěn)定性好，尺寸小，質(zhì)量小，散熱性好。鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。
6. 踏板的布置
離合器踏板、制動(dòng)器踏板和油門(mén)踏板，布置在地板凸包于車(chē)身內(nèi)壁之間。離合器踏板和制動(dòng)器踏板采用吊掛式，吊掛在方向盤(pán)凸包內(nèi)的方向盤(pán)支架上。油門(mén)踏板固定在車(chē)身中間的凸包上。油門(mén)踏板和制動(dòng)踏板之間有能放下一只腳寬度的間隙。
7. 油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置
油箱 根據(jù)汽車(chē)的最大續(xù)駛里程來(lái)確定，本次設(shè)計(jì)油箱的容量采用可續(xù)駛1000km的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。布置在汽車(chē)的后部、行李箱的下面。并且在排氣管的另一側(cè)，以減小危險(xiǎn)。
備胎 乘用車(chē)的備胎常布置在行李箱內(nèi)。SUV車(chē)有裝載貨物的要求，因此備胎不放在行李箱內(nèi)，汽車(chē)還要保證有一定的越野性，又要求有較大的離去角，不能放在車(chē)廂的下面。因此備胎布置在汽車(chē)的后面。
行李箱 行李箱主要是裝載貨物，因此本次設(shè)計(jì)中，行李箱的空間比較大。滿(mǎn)足SUV載物的要求。
蓄電池 蓄電池應(yīng)放置在起動(dòng)機(jī)的同側(cè)，并卻越緊越好，本次設(shè)計(jì)中蓄電池的位置放置在車(chē)架的前端，水箱的一側(cè)。
§3.3 車(chē)身內(nèi)部布置
SUV是集越野和旅行于一體的多功能汽車(chē)。因此，在保證有良好的乘坐舒適性和足夠的安全性的同時(shí)還要兼顧有一定的行李箱空間。在進(jìn)行車(chē)身內(nèi)部布置時(shí)，還應(yīng)該符合人體特性的要求。
車(chē)身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)中以人體尺寸的“百分位分布值”作為尺寸依據(jù)的，利用人體模型布置出來(lái)的座椅、方向盤(pán)及操縱機(jī)構(gòu)能滿(mǎn)足90%以上的使用對(duì)象。進(jìn)行車(chē)身內(nèi)部布置設(shè)計(jì)時(shí)，基本的步驟如下。
1. 根據(jù)人體尺寸做出相應(yīng)的二維人體模型。
2. 人體的坐姿與布置
為使室內(nèi)布置減小駕駛和乘坐的疲勞程度，設(shè)計(jì)中必須滿(mǎn)足人體的舒適要
求。人體駕駛的舒適和疲勞程度與設(shè)計(jì)中選擇的人體各關(guān)節(jié)角度所確定的駕駛姿勢(shì)有關(guān)。在設(shè)計(jì)中，我采用了《汽車(chē)設(shè)計(jì)》中所推薦的數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)安排。
3. 汽車(chē)室內(nèi)操縱裝置的布置
手操縱機(jī)構(gòu)除應(yīng)布置在手的操縱范圍以?xún)?nèi)外，還要根據(jù)操縱對(duì)象，進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)，這樣才能實(shí)現(xiàn)駕駛和操縱的舒適性。
變速器和手制動(dòng)桿的操縱機(jī)構(gòu)布置時(shí)，根據(jù)參考書(shū)籍《汽車(chē)設(shè)計(jì)》的經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)值及變速器的形狀、位置來(lái)確定的。
方向盤(pán)布置時(shí)，與座椅一起布置以滿(mǎn)足操作的舒適性。
在布置各種踏板時(shí)，保證各踏板之間要留有足夠的間隙，同時(shí)保證在不工作時(shí)各踏板之間應(yīng)留有足夠的位置放腳。
§3.4 車(chē)身外型的設(shè)計(jì)
車(chē)身外型的設(shè)計(jì)在整車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中至關(guān)重要，車(chē)身的外型在汽車(chē)的對(duì)車(chē)輛的銷(xiāo)售有很大的影響。因此在設(shè)計(jì)車(chē)身時(shí)既要滿(mǎn)足各種布置得需要，車(chē)身的最佳空氣動(dòng)力性外，還要保證有時(shí)尚漂亮的外觀。
在車(chē)身的外型設(shè)計(jì)中，主要參考了陸風(fēng)X6的車(chē)身外型圖。如下圖3-1和圖3-2。
圖 3-1陸風(fēng)外形圖
圖 3-2陸風(fēng)外形圖
第四章 汽車(chē)性能參數(shù)的計(jì)算和確定
§4.1 動(dòng)力性參數(shù)的確定和計(jì)算
汽車(chē)的動(dòng)力性是指汽車(chē)在良好路面上直線(xiàn)行使時(shí)有汽車(chē)受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行使速度。主要有三個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)：1.最高車(chē)速；2.汽車(chē)的加速時(shí)間t；3.汽車(chē)的最高爬坡度。
§4.1.1 各種參數(shù)的計(jì)算和曲線(xiàn)
1.汽車(chē)各擋驅(qū)動(dòng)力和阻力計(jì)算及平衡圖
（4-1）
式中 r：汽車(chē)行駛時(shí)的滾動(dòng)半徑（mm）;
n: 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速（r/min）;
:汽車(chē)變速器各擋傳動(dòng)比；
：汽車(chē)主減速器傳動(dòng)比：
利用excel計(jì)算結(jié)果如下表：
表4-1 各擋驅(qū)動(dòng)力
轉(zhuǎn)速 (r/min)
一擋驅(qū)動(dòng)力F/N
二擋驅(qū)動(dòng)力F/N
三擋驅(qū)動(dòng)力F/N
四擋驅(qū)動(dòng)力F/N
五擋驅(qū)動(dòng)力F/N
800
65335
3624.44
2273.22
1589.66
1255.83
1000
7473.65
4145.97
2600.39
1818.38
1436.54
1200
8460.66
4693.55
2943.76
2058.54
1626.25
1600
10575.7
5866.96
3679.62
2573.24
2032.81
2800
10575.7
5866.96
3679.68
2573.24
2032.81
3600
8695.75
4823.91
3025.51
2115.76
1671.49
2.各擋空氣阻力的計(jì)算
（4-2）
式中 ：汽車(chē)行駛速度（km/h）；
：空氣阻力系數(shù),取0.52；
A：車(chē)輛迎風(fēng)面積，即汽車(chē)行駛方向的投影面積,A取2.56；
：空氣阻力（N）。
表4-2 各擋空氣阻力
轉(zhuǎn)速n(r/min)
一擋空氣阻力（N）
二擋空氣阻力（N）
三擋空氣阻力（N）
四擋空氣阻力（N）
五擋空氣阻力（N）
800
2.260467
7.345343
18.67281
38.18403
61.18255
1000
3.531979
11.4771
29.17627
59.66255
95.59774
1200
5.08605
16.52702
42.01382
85.91407
137.6607
1600
9.041867
29.38137
74.69124
152.7361
244.7302
2800
27.69072
89.98045
228.7419
467.7544
749.4863
3600
45.77445
148.7432
378.1244
773.2266
1238.947
圖4-1 驅(qū)動(dòng)力-阻力平衡圖
3.各擋速度的計(jì)算
（4-3）
式中 r：汽車(chē)行駛時(shí)的滾動(dòng)半徑（m）；
n：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速（r/min）；
：汽車(chē)變速器各擋的傳動(dòng)比；
：主減速器傳動(dòng)比；
結(jié)果如表4-3。
表4-3 各擋速度值
轉(zhuǎn) 速
n（r/min）
一擋速度值（km/h）
二擋速度值（km/h）
三擋速度值（km/h）
四擋速度值（km/h）
五擋速度值（km/h）
800
5.774844
10.40992
16.59763
23.73461
30.04381
1000
7.218555
13.0124
20.74704
29.66826
37.55476
1200
8.662266
15.61487
24.89644
35.60191
45.06571
1600
11.54969
20.81983
33.19526
47.46922
60.08762
2800
20.21195
36.43471
58.0917
83.07113
105.1533
3600
25.9868
46.84462
74.68933
106.8057
135.1971
圖4-2 速度曲線(xiàn)
4.功率平衡的計(jì)算
（4-4）
式中 ：牽引功率（kw）；
：驅(qū)動(dòng)力（N）；
：各檔速度（km/h）；
表4-4 各擋車(chē)速下的驅(qū)動(dòng)功率及阻動(dòng)功率
一擋車(chē)(km/h)
二擋車(chē)(km/h)
三擋車(chē)(km/h)
四擋車(chē)(km/h)
五擋車(chē)(km/h)
驅(qū)動(dòng)功P(KW)
車(chē)速(km/h）
阻功率（kw）
5.7744
10.4092
16.5973
23.7341
30.0431
11.6452
5.77484
0.73508
7.2185
13.0124
20.7474
29.6686
37.5546
16.6506
16.5973
2.19669
8.6626
15.6147
24.8964
35.6011
45.0651
22.6207
23.7341
3.28413
11.549
20.8193
33.1956
47.4692
60.0872
37.7008
31.2295
4.59039
20.295
36.4341
58.017
83.0713
105.153
65.9754
46.8446
8.08031
25.988
46.842
74.6893
106.8057
135.1971
69.74552
74.68933
18.17105
106.8057
39.00904
135.1971
68.81187
圖4-3 功率平衡圖
5.動(dòng)力性因數(shù)D
（4-5）
式中 D：動(dòng)力性因數(shù)；
：驅(qū)動(dòng)力（N）；
：風(fēng)阻力（N）；
G：汽車(chē)的最大質(zhì)量；
計(jì)算結(jié)果如下表4-5
表4-5 各擋動(dòng)力因數(shù)
轉(zhuǎn)速n(r/min)
一擋動(dòng)力因數(shù)
二擋動(dòng)力因數(shù)
三擋動(dòng)力因數(shù)
四擋動(dòng)力因數(shù)
五擋動(dòng)力因數(shù)
800
0.286648
0.158749
0.098949
0.068092
0.052432
1000
0.327851
0.181456
0.112843
0.077188
0.058852
1200
0.371104
0.205267
0.127353
0.086577
0.065333
1600
0.463762
0.2562
0.158218
0.106231
0.078477
2800
0.462944
0.253541
0.151457
0.092405
0.056324
3600
0.379633
0.205186
0.11619
0.058921
0.018981
6.加速度的計(jì)算
（4-6）
式中 a：汽車(chē)各擋加速度；
g：重力加速度；
D：動(dòng)力性因數(shù)；
f：滾動(dòng)阻力系數(shù)，取f=0.018；
：汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)；
表4-6 各擋加速度
轉(zhuǎn)速n(r/min)
800
1.53452
1.105298
0.70717
0.454542
0.316847
1000
1.769871
1.283613
0.828549
0.537079
0.375925
1200
2.016934
1.470598
0.955305
0.62227
0.435564
1600
2.546199
1.870579
1.224941
0.800613
0.556522
2800
2.541524
1.849694
1.165876
0.675157
0.352666
3600
2.065651
1.469963
0.857788
0.371322
0.009032
7.各擋加速度倒數(shù)的計(jì)算
表4-7 各擋加速度倒數(shù)
轉(zhuǎn)速n(r/min)
一檔加速度倒數(shù)
二檔加速度倒數(shù)
三檔加速度倒數(shù)
四檔加速度倒數(shù)
五檔加速度倒數(shù)
800
0.65167
0.904733
1.414087
2.200018
3.1561
1000
0.565013
0.779051
1.206929
1.861924
2.660103
1200
0.495802
0.679996
1.046787
1.60702
2.295874
1600
0.392742
0.534594
0.816366
1.249044
1.796874
2800
0.393465
0.54063
0.857724
1.481136
2.835545
3600
0.484109
0.680289
1.165789
2.693081
9.649664
圖4-4 加速度倒數(shù)曲線(xiàn)圖
8.汽車(chē)爬坡度i的計(jì)算
（4-7）
式中 D：動(dòng)力性因數(shù)；
f：滾動(dòng)阻力系數(shù)；
計(jì)算結(jié)果如表4-8
表4-8 汽車(chē)各擋的爬坡度
轉(zhuǎn)速n(r/min)
一檔爬坡度I1
二檔爬坡度I2
三檔爬坡度I3
四檔爬坡度I4
五檔爬坡度I5
800
0.292749
0.144414
0.081766
0.050337
0.034535
1000
0.347226
0.169051
0.096085
0.059556
0.041003
1200
0.40957
0.195539
0.111177
0.069109
0.047546
1600
0.568001
0.254978
0.143844
0.089255
0.060865
2800
0.566411
0.251766
0.136615
0.075061
0.038455
3600
0.4226
0.195448
0.099553
0.041073
0.000985
§4.2 燃油經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性計(jì)算
由于沒(méi)有找到完全一樣的發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線(xiàn)圖，因此在計(jì)算經(jīng)濟(jì)性時(shí)利用查到與所選發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似的發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性曲線(xiàn)做近似的計(jì)算。圖3-5
圖4-5 發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線(xiàn)
由汽車(chē)動(dòng)力性計(jì)算時(shí)可得出表4-9
表4-9 各速度下的功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
車(chē)速u(mài)(km/h)
功率p(kw)
一擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
二擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
三擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
四擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
五擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
50
8.944232
6926.594
3842.49
2409.983
1685.303
1331.389
60
12.11383
8311.913
4610.988
2891.979
2022.363
1597.667
70
16.03657
9697.232
5379.486
3373.976
2359.424
1863.945
80
20.83798
11082.55
6147.984
3855.973
2696.484
2130.223
90
26.64356
12467.87
6916.482
4337.969
3033.545
2396.5
100
33.57886
13853.19
7684.98
4819.966
3370.605
2662.778
110
41.76939
15238.51
8453.478
5301.962
3707.666
2929.056
從中選出在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速及相對(duì)應(yīng)的速度和功率，得出表4-10
表4-10相應(yīng)的車(chē)速及功率
車(chē)速u(mài)(km/h)
功率p(kw)
三擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
四擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
五擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
50
8.944232
2409.983
1685.303
1331.389
60
12.11383
2891.979
2022.363
1597.667
70
16.03657
2359.424
1863.945
80
20.83798
2696.484
2130.223
90
26.64356
3033.545
2396.5
100
33.57886
3370.605
2662.778
110
41.76939
2929.056
根據(jù)圖4-5查出各轉(zhuǎn)速下的油耗。并根據(jù)excel可得出各擋在適合的轉(zhuǎn)速下的等速百公里油耗如下表4-11。
表4-11
車(chē)速u(mài)(km/h)
功率p(kw)
三擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
比油耗
ge（g(kw/h)）
油耗
Ge(mL/100km)
50
8.944232
2409.983
240
5366.539
60
12.11383
2891.979
235
5930.731
70
16.03657
3373.976
230
6586.45
車(chē)速u(mài)(km/h)
功率p(kw)
四擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
比油耗
ge（g(kw/h)）
油耗
Ge(mL/100km)
50
8.944232
1685.303
225
5031.131
60
12.11383
2022.363
223
5627.885
70
16.03657
2359.424
213
6099.625
80
20.83798
2696.484
215
7000.258
90
26.64356
3033.545
227
8400.124
100
33.57886
3370.605
226
9486.028
車(chē)速u(mài)(km/h)
功率p(kw)
五擋轉(zhuǎn)速n(r/min)
比油耗
ge（g(kw/h)）
油耗
Ge(mL/100km)
50
8.944232
1331.389
214
4785.164
60
12.11383
1597.667
208
5249.328
70
16.03657
1863.945
207
5927.805
80
20.83798
2130.223
212
6902.58
90
26.64356
2396.5
217
8030.074
100
33.57886
2662.778
220
9234.186
110
41.76939
2929.056
224
10632.21
由上表可看出所設(shè)計(jì)的汽車(chē)的油耗最低為50km/h等速下百公里為4.8L。百公里油耗基本上符合要求，但是出現(xiàn)在車(chē)速為50km/h車(chē)速偏低。主要是由于沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)曲線(xiàn)，參考其他機(jī)型的萬(wàn)有特性曲線(xiàn)，計(jì)算中誤差較大。
§4.3 最小轉(zhuǎn)彎直徑
轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，汽車(chē)前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支撐平面上的軌跡圓的直徑，稱(chēng)為最小轉(zhuǎn)彎直徑。它用來(lái)描述汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性和轉(zhuǎn)向安全性的異性重要指標(biāo)。在轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求計(jì)算的最小轉(zhuǎn)彎直徑為11m 。具體計(jì)算過(guò)程參見(jiàn)柴油動(dòng)力SUV轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)。
§4.4 通過(guò)性幾何參數(shù)的計(jì)算
總體設(shè)計(jì)中要確定的通過(guò)性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過(guò)半徑等。
在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)SUV的設(shè)計(jì)要求和同類(lèi)車(chē)型比較，確定汽車(chē)的最小離地間隙為240mm，接近角=37°，離去角=27°。最小離地間隙計(jì)算有驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)完成，接近角和離去角有汽車(chē)的整體設(shè)計(jì)來(lái)保證。
§4.5 操縱穩(wěn)定性參數(shù)
汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)參數(shù)較多，與總體設(shè)計(jì)有關(guān)并能作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的有：
1. 轉(zhuǎn)向特性參數(shù) ；2. 車(chē)身側(cè)傾角 3.制動(dòng)前傾角 。
由于汽車(chē)的操作穩(wěn)定性需要在整車(chē)質(zhì)量確定和試驗(yàn)的條件下才能得出比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，且在本次設(shè)計(jì)中，缺少大量的數(shù)據(jù)，因此汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性沒(méi)有計(jì)算。
§4.6 制動(dòng)性參數(shù)
汽車(chē)制動(dòng)性時(shí)指汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)，能在盡可能短的距離內(nèi)停車(chē)且保持方向穩(wěn)定，下長(zhǎng)坡能維持較低的安全車(chē)速并有在一定坡度上長(zhǎng)期駐車(chē)的能力。目前常用制動(dòng)距離、平均制動(dòng)減速度j和行車(chē)制動(dòng)的踏板力及應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的操縱力來(lái)評(píng)價(jià)制動(dòng)效能。本次設(shè)計(jì)的制動(dòng)性能的計(jì)算在制動(dòng)部分已有計(jì)算，這里不再敘述。
§4.7 舒適性
汽車(chē)應(yīng)為乘員提供舒適的乘坐環(huán)境和方便的操作條件，稱(chēng)之為舒適性。舒適性應(yīng)包括平順性、空氣調(diào)節(jié)性能（溫度、濕度等）、車(chē)內(nèi)噪聲、乘坐環(huán)境（活動(dòng)空間、車(chē)門(mén)及通道寬度、內(nèi)部設(shè)施等）及駕駛員的操作性能。
其中，汽車(chē)行駛平順性常用垂直振動(dòng)參數(shù)評(píng)價(jià)，包括頻率和振動(dòng)加速度等，此外懸架動(dòng)撓度也用來(lái)作為評(píng)價(jià)參數(shù)之一。
第五章 結(jié) 論
緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，通過(guò)收集各方面的資料和與同組同學(xué)之間的討論，順利的完成了本次設(shè)計(jì)。
此次設(shè)計(jì)的是柴油動(dòng)力SUV的總體設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中采用長(zhǎng)城2.8TC高壓共軌柴油機(jī)，經(jīng)過(guò)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性方面的計(jì)算，能夠滿(mǎn)足所設(shè)計(jì)汽車(chē)的需要，并且汽車(chē)在等速百公里油耗方面也有突出的表現(xiàn)。采用五擋手動(dòng)變速器能使汽車(chē)滿(mǎn)足多工況的條件下的行使要求。汽車(chē)前懸架采用麥弗遜式獨(dú)立懸架，能夠達(dá)到行使平順性的要求，后懸架采用鋼板彈簧菲獨(dú)立懸架，降低了成本。制動(dòng)系統(tǒng)采用前盤(pán)后鼓的制動(dòng)形式，通過(guò)設(shè)計(jì)制動(dòng)系同學(xué)的計(jì)算，制動(dòng)系統(tǒng)能夠很好的滿(mǎn)足汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的需要。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，能夠滿(mǎn)足汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)所要求得最大轉(zhuǎn)向角。在汽車(chē)的內(nèi)部布置中采用人體模形布置座椅能夠滿(mǎn)足駕駛員及乘客乘坐舒適性的要求。但是由于缺少必要的實(shí)驗(yàn)，汽車(chē)的許多性能參數(shù)不能夠計(jì)算出來(lái)。
總之，在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)各方面的努力和計(jì)算，所設(shè)計(jì)的柴油動(dòng)力SUV在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性上能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，是一款比較成功的車(chē)型。
參 考 文 獻(xiàn)
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謝 詞
在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之時(shí)，我謹(jǐn)向指導(dǎo)老師李水良老師以及其他幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝！同時(shí)也向車(chē)輛研究所的老師們提供參觀車(chē)輛實(shí)物表示誠(chéng)摯的謝意！
附錄
27