1、黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1章 绪 论 1.1 旅居车的发展现状 旅居车是集住宿、餐饮、运输、娱乐为一体的旅行车，最初起源于吉普赛人的大篷车（ Caravan）。之后，随着世界范围内旅游业的发展和航空动力学在房车制造技术上的运用，便捷且时尚的现代旅游房车得到了迅速的发展。 美国房车工业协会近期 发布 了 2010 年 7 月房车新车销售数据统计，根据统计报告，相对于 2009 年 7 月， 2010 年 7 月美国房车新车销售总量增加 53%，其中自行式房车销售增加 125%，拖挂式房车销售增加 48%。随着销售高峰季节的过去，相对于 2010年上半年，房车销售增 长速度趋于缓和。
2、与 2010 年 6 月 26,600 辆相比， 2010 年 7 月自行式房车销量为 25,600 辆；拖挂式房车由 241,600 辆下降到 201,800 辆。 在欧洲，卡尔文俱乐部（ The Caravan Club）是颇具规模的房车俱乐部。它拥有近80000 个房车会员、 200 个营地，提供旅游服务、旅游咨询、保险等服务项目。英国的大篷车俱乐部（ Motor CaravannersClub）是有 42 年悠久历史的唯一一个房车爱好者自我服务的俱乐部，它拥有近 3000 个营地，大部分在乡村，靠近小酒馆、公园、体育俱乐部、游船地 等。 最早登陆中国大陆地区的房车是原装进口豪华配置的高
3、档次旅行休闲车，每台最低售价在 70 多万元左右，最高可达 100 多万元。金黄河旅行车有限责任公司成立于1999 年，是中国国内首家从事房车租赁、制造研发、房车经营代理和旅游项目的股份制公司。至 2000 年时，又有多家公司正式投产旅居车。中国的房车产业在这一年真正迈出了自己的步伐。 房车在美国、欧洲已经是人们休闲旅游甚至生活的一部分。由于欧美的福利制度比较完善，房车消费的主要市场是退休人群，因为他们有时间、积蓄和想脱离城市喧嚣，走进大自然放松的诉求。美国的家庭房车 拥有率在 2005 年时已经达到 9%-10%，这个数字还在增长，个人购买在数量上要多于租赁，在最近的 5 年中，新车销售量达
4、140 多万辆，每年生产的房车 30 多万辆（拖挂式居多），每年新房车零售额可到 90 亿美元左右。在外国，房车的品牌非常多，有 330 余种，主要是生产四大类型房车：自行式、托挂式、半托挂式和特种用途房车。就美国来讲，房车经销商就有 3000 多家。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 与外国相比，房车对大多数中国人来说仍然是一个全新的概念，直到近几年，才进去人们的实现。目前国内的房车生产只是处于摸索阶段，少数型号才能实现批量生产，对房车的经营 也处于概念阶段，市场还没有完全启动，利润回报还比较不稳定。但是房车旅游这种形式已经出现，便吸引了各个阶层人士的目光，它能够在进行休闲旅游活动的时候前所
5、未有的满足人们在交通、住宿、饮食、娱乐等方面的便利性和经济性的要求，引领了时尚运动生活的旗帜，也必定会成为一个新的财富行业，目前，大陆地区比较成熟的制造商大致有二十余家。 在中国大陆，旅居车仍然是新生事物，但是房车打破常规旅游模式、其自由奔放的形式吸引了很多“小资”和中产阶级人士，有一些公司也租房车出外开会或者旅游。租房车的日租金最多为 2000 元，由于可以合租 ，这个价格对大型城市的白领阶层还是可以接受的。买房车的用户大多来自政府部门、企业集团和个人三个方面。政府部门买这种车主要是为接待贵宾以及官员外出远行为工作之用。值得我们注意的是，在政府层面上。这种车型为政府机关用公款购车接待来宾或者
6、官员外出提供了方便，而政府采购在中国历来都是巨额市场。企业集团购买此车，在接待多位客户时，省去了多部轿车的烦恼。对于中国的私人买主来说，房车既是一种新鲜的旅居工具，还是一种“炫耀性消费”，因此再这块市场上，房车的需求曲线是向右上方上扬的。他们购买的房车甚至装载了航天电动按摩可加热 真皮座椅，高价格在中国资产新贵那里是很好的促销工具。据调查，私人房车购买者的平均年龄在 41 岁，依据外国的经验，房车发展的中期，持续的宣传将把年轻一代（尤其是受高等教育群体的消费者）将会被带进房车市场，这是房车的持续性市场，对房车销售发展成熟市场起着举足轻重的作用。 尽管房车和房车旅游在中国被看好，也存在有潜力的市
7、场，但是，整个房车市场在中国还仅仅处在“概念”阶段。在中国大陆地区，目前所有的房车生产厂家均处于前期摸索阶段，仍然还没有形成成熟的营销模式，生产也都是试点生产或者定制生产，没有进去正规生产阶段，更不 用说批量生产了。在销售方面，专门做国外原进口房车代销业务的销售公司在近一两年内比以往有较大的突破，但是比起之前的房车销售七点还是相当的低，甚至为零。除此之外，国产房车的销售量没有实质性进展，各生产厂商都是在看到了这块市场的潜力，但要么需求不足不敢贸然进入，要么资金、技术等不足无法进入，因此根本就没有真正规模的房车销售。有实力的公司也仅仅是出于战略考虑再做市场培育和观望以及观念疏导的工作，对于当期盈
8、利仍然不抱有幻想。 具体的问题大致表现在：第一，房车以及房车旅游的概念还有相当大的消费者不了解，房车旅游的理念甚 至在大城市中的普及程度也很低；第二，现行房车的价格相对于广大的中国消费者的可自由支配收入而言还是显得过高，这使得房车无论是直接黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 销售还是用来做房车旅游，预期回报率都会比较低，无法行车有效的盈利模式；第三，落牌照问题：房车在中国牌照不是很容易上，因为在中国房车属于特种车辆，收到的管制比较多，比如房车多被上成大客车车牌，比小客车车牌要多交很多的费用；第四，中国适合房车旅游的景区的道路状况普遍不太适合现在国产房车的行驶。另外，国产的大部分房车都是经过改装的
9、改装车，重心在车前部，防震效果不是很理想，噪音偏大，房车内部 设计还有待做更适合于中国人的改进，如：冰箱体积过大，使用效率不高的家具很多，而乘客的生活空间太小等。很多常用设备由于技术和费用问题无法正常使用，这些都是影响了房车的舒适性和操控稳定性。 中国正成长为世界第二大经济实体和新的“世界工厂”，经济仍在保持增长中，从产业经济的角度看来，一个地区的生活成本是其产业结构函数的内生变量，制造业属于低附加值、低风险收入的行业，对生活成本变量富有弹性，因而制造业中心在自由市场中回向低劳动力成本地区流动。世界的制造中心从荷兰的奥姆斯特丹，到英国的凯撒郡和曼彻斯特，再到欧洲的的泪 罗斯顿然后转向美国的底特
10、律，游到东亚的日本、韩国，都印证着这个规律，中国大陆成为新的“世界工厂”是自然的。与此相反，服务行业就将向高劳动力成本地区蔓延。 由此看来，一方面中国的房车生产将有望伴随汽车工业高速发展，大陆地区不但将会成为自产房车的生产基地，而且在销售欧美方面亦有极大的潜力和各种基础。另一方面 ，从大陆内部的地理格局来看，房车的生产基地有北签的势头，因为从成本流转来看，北部及西部工业重镇将成为中国大陆的制造腹地，而房车的服务商则有聚集于沿海和都市经济发展带的趋势。在此，地区旅游资源是个外生变量，所 以符合上述综合条件的地区，将成为房车服务经营上聚集的首选之地。 1.2 选题的目的、依据和意义 汽车工业发展的
11、经济效益不只是汽车本身，而是集中表现在汽车使用和流通的全过程中，随着汽车工业的发展必然是汽车运输业的发展。由于社会对汽车的运物效率和经济性，以及各种功能和性能的要求也越来越高，从而使汽车运输工具向专用化发展成为必然趋势。 旅居车 motor caravan 车厢装有隔热层，车内设有桌椅、睡具（可由座具转变而来）、炊具、储藏（包括食品和物品）、卫生设施及必要的照明和空气调节等设施，用于旅游和野外 工作人员宿营的专用汽车 。 旅居车是为了满足人们旅游和野外生活、工作的需要而设计的集房与车功能于一身的结合体，但其属性还是车，是一种可移动、具有居家必备的基本设施的车种。其车上的居家设施有：卧具、炉具、
12、冰箱、橱柜、沙发、餐桌椅、盥洗设施、空调、电视、音响等家具和电器。旅居车是集 “衣、食、住、黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 行 ”于一身，近几年，越来越多的人喜欢旅居车，喜欢品尝这种无拘无束的生活。作为一款休闲车，它最大的优势是舒适性和方便性。 努力贴合当代房车的七大设计理念： 1、绿色环保； 2、设备便捷； 3、尽量使用先进的技术； 4、房车产品要操作简单 ； 5、尽量减轻房车的自重； 6、房车产品尽量与家用设备同步； 7、设计房车产品要使用便于清洁的装备。尽量使设计能够提高所设计产品的舒适性及其操控稳定性。设计更加适合中国人生活习惯的房车，尽量减少使用效率较低的家具，尽量增加乘客的活动空
13、间，是自己的设计更合理。 1.3 设计的基本内容 正确进行三类底盘的选择、主要参数数据齐备、进行三类底盘选型分析、产生具有实践意义的选型总结； 要求进行车辆的总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件的改动和重要工作装置的布置； 要求进行车厢的详细设计，在正确计算的基础上，完成部部件设计选型，要求工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高； 要求进行旅居装备设计计算选型； 完成总装配图，清楚表达设计。 要求完成整车性能分析计算，以评价和分析整车设计情况。针对性能分析结构如有必要进行设计改进。 1.4 拟解决的主要问题 本课题研究的主要内容有： （ 1） RL5040XLJ型 旅居车所用三类底盘的选
14、择、分析及其改装设计； （ 2） RL5040XLJ 型 旅居车所用车厢的总体设计及分析； （ 3） RL5040XLJ 型 旅居车各种特有装备（如 卧具、炉具、沙发、盥洗设施、空调、电视、音响 等）的设计； （ 4） RL5040XLJ 型 旅居车整车的校核，保证其良好的操控性、经济型、动力性、舒适性。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 1.5 主要技术路线 调研、收集资料及总体方案论证 整体方案的选择 底盘的选择 底盘分析 底盘的总体布置 合 理 不合理 车厢的设计 对主要设计参数进行校核 使用要求分析 无需调整 需要进行调整 撰写设计说明书 车厢内部装置的设计 利用 AUTOCAD 完成
15、总装配图 黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 第 2章 总体方案的选择 2.1 总布置的设计原则 专用汽车总体布置的任务是正确选取整车主要参数，合理布置工作装置和附件，达到设计任务书所提出的整车基本性能和专用性能的要求。总体结构的设计主要是对组成旅居车几个主要部件，比如二类底 盘、旅居车侧身骨架、驾驶室、乘客区内部等方面的设计，这些部件的设计在以后的章节中将会做详尽的介绍。这里主要说一下总布置的几条原则： 1、质心高度应满足 GB 725887 的规定，车辆在静态空载条件下，侧倾稳定角不小于 35。 2、改装后最大总质量不应超过原车型的允许最大总质量，轴载质量不应超过原车型最大轴载质量的 3%。
16、 3、厢体应有足够的内部高度和宽。为了不改变原底盘性能，厢体长度应以接近原车厢长度为宜；决定厢体宽度的主要因素是底盘轮距、使用要求及法规限宽；在满足设计要求的情况下，应尽量减小厢体高度，以降低 质心，提高汽车行驶的稳定性。还应在尽可能的情况下，不断降低车厢外廓的空气阻力系数。 4、尽量避免变动汽车底盘各总成位置 总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也会影响到整车性能。但有时为了满足专用工作装置的特殊性能要求，也需要做一些改动，如截短原汽车底盘的后悬，燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。但改变的原则必须是不能影响整车性能。 5、尽量满足专用工作装置性能的要求，充分发挥专用功能，在总布置时，要从
17、多方面综合考虑。 6、必须对装载质量、轴荷分配等参数进行估算和校核 为满足汽车底盘或总成的承载能力和整车性 能要求，在总布置初步完成后应对某些参数进行必要的估算和修改，其中主要涉及的是装载质量的确定和轴荷分配。因为这些参数对整车性能有很大影响，入股偶不满足要求，就应修改整体布置方案。 7、应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷。 8、应尽量减少专用汽车的整车整备质量 由于专用汽车增加了工作装置，使得其整备质量比同类底盘普通货车要增加，影响装载质量。据统计，一般自卸车要增加耗黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 材 5% 10%，一般罐式车要增加耗材 15%-25%，因此，减少整备质量，可以充分利用
18、底盘的装载质量，增大质量利用系数，这是专用汽车改装设计过程 中要追求的主要指标之一。 9、应符合有关法律规定的要求 例如 GB 1589-2004道路车辆外轮廓尺寸、轴荷及质量限值规定了整车的外轮廓尺寸、前后悬等尺寸，以及轴荷限值，设计时一定要符合标准的要求，不能超出。以下几章的设计都是在总布置原则的前提下进行的。 2.2 底盘类型的选择 2.2.1 二类汽车底盘、三类汽车底盘介绍 目前改装专用汽车选用的底盘主要是二类底盘和三类底盘两类，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用底盘主要 根据专用汽车的类型、用途、装载质量、只用条件
19、、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等因素来决定。 目前我国对于常规厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽车底盘 (如图 2.1所示 )进行改装设计，这是目前专用汽车设计中选用底盘型式最多的一种。所谓二类汽车底盘，是指在基本型整车的基础上去掉货箱。在改装设计的总布置时，在没有货箱的汽车底盘上，加装所需要的工作装置或特种车身。采用二类汽车底盘进行改装设计工作的重点是整车总体布置和工作装置设计。设计时，如果严格控制了整车总质量、轴荷分配、质心高度位置 等，则基本上能保持原车型的主要性能。但是，还要对改装后的整车重新作出性能分析和计算。 图 2.1 二类底盘外观 黑龙江工程学院
20、本科生毕业设计 8 对客车、客货两用车、厢式货车等则通常采用三类汽车底盘（如图 2.3）改装设计。所谓三类汽车底盘是指在基本型整车的基础上去掉货厢和驾驶室。在近年来，我过乘用车发展很快，对乘用车使用性能的要求也在不断提高，再用原来的三类汽车底盘改装的客车越来越不受欢迎。因此各类专用底盘应运而生。这些专用客车底盘的基本特点是利用基本型总成，按照客车性能要求更新进行整车布置，更新设计悬架系统等。这种汽车底盘不仅在 质心位置、整车性能特别是在平顺性方面有很大的变化，而且在传动系统和动力匹配、制动系统等总成方面也有较大的改装设计。 图 2.2 三类底盘外观 目前在用普通汽车底盘进行改装设计时，把跟换了
21、发动机的底盘（如将汽油发动机改换成柴油发动机），也当作三类汽车底盘处理。 无论选用二类汽车底盘或者是三类汽车底盘，很难完全满足某些专用汽车的性能要求。例如用普通汽车底盘改装厢式货车，存在质心过高、轴荷分配不合理的问题；改装消防车，首先是底盘车速达不到规定要求；改装客厢式专用车，存在平顺性差的话题。因此，若要使外国的专用汽车 上质量、上档次，一定要开发出一些具有特点的专用汽车底盘。 在专用汽车底盘或总成选型方面，一般应满足一下要求： 1、适用性 对货运车用的总成要适应货运要求，保证货运安全无损；对乘用车用的总成要适于乘客的需求，达到乘坐安全舒适；对各种专用改装车的总成应适于专用汽车特殊功能要求，
22、并以此为主要目标进行改装选型设计，例如各种取力器的输出接口等。 2、可靠性 所选用的各种总成工作应可靠，出现故障的概率小，零部件要有足够的强度和寿命，同一车型各总成零部件的寿命应趋于均衡。 3、先进性 所选用的底盘 或总成，应使整车在动力性、经济型、制动性、操纵平黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 顺性以及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车的先进水平，并且在专用性能上要满足国家和行业标准的要求。 4、方便性 所选用的各个总成要便于安装、检查、保养和维修。处理好结构接凑与装配调试空间合理之间的矛盾。 在选用专用汽车底盘时，除了上述因素外，还有以下两个重要的方面：一是汽车底盘价格，它在专用汽车
23、购置成本中占很大的部分，一定要考虑到用户可以接受，这也涉及到专用汽车产品能否很快地占有市场、企业能否增加效益等问题。二是汽车底盘供货要有可靠的来源，要腰痛 生产汽车底盘的主机厂有明确的协议或合同，无论汽车底盘滞销或紧俏，一定要按时供货。 2.2.2 本次设计中选用底盘类型介绍及其方案分析 鉴于本次设计的对象为 RL5040XLJ 旅居车，所以所选用的底盘应该尽量满足旅居车的使用需求。旅居车在设计时，应当尽量增大内部空间。所以在本次设计中，将采用三类汽车底盘进行设计。因为三类汽车底盘没有原来的驾驶室，在设计的时候可以自行设计驾驶室与乘客区的车身。并且可以采用驾驶区与乘客区相互连通的设计方案，进一
24、步正大了车厢内部的使用面积。更加迎合了旅居车的设计要求，同时也可以使旅居 车更加舒适。但是采用三类底盘进行旅居车设计，需要注意控制整车的质心，防止质心过高的现象出现。在设计的时候还应该注意到传动系和动力的匹配、制动系统等方面。应该严格控制整车质量、轴荷分配、质心高度位置等关系，这样才能设计出既符合旅居车使用条件又安全舒适切各个总成匹配良好的车辆。 2.3 车身设计方案的选择 车身属于汽车上的三大总成之一，但是，除了在整车总布置受到制约于汽车上的其它总车外，很多方面（如：外形、制图与结构设计计算方法、制造与装配工艺以及所采用的材料等）均与其它总成大相径庭。汽车车身是载运乘客或者货物 的活动性建筑
25、物，相当于一个临时住所或一个流动仓库，但却又受到质量或空间的限制，可以说“麻雀虽小，肝胆俱全”，从而带来了许多新的问题。其涉及面之广早已经远远超出一般机械产品的范畴，诸如车身造型艺术、内部装饰、取暖通风、防震隔音、密封、照明、座椅设计、人体工程等方面；车身材料有逐渐扩大非金属化的趋势；车身零部件的加工方法也是各种各样的（如冷冲压，各种形式的焊接、喷漆、电镀、材料成型等）。由此可见汽车车身的设计制造需要综合运用各种不通领域的知识以及各种行业之大成。因此，可以毫不夸张的说，汽车车身技术的发展状况足以 直接反映出一个国家的工业水平和完备程度。 综合起来看，由于汽车车身的独特性，它使得生产工艺、结构力
26、学、人机工程学、黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 技术没学、用户心理学、交通运输工程、企业管理乃至功效等各种彼此分野很大的学科甚至很多非技术性领域的知识紧密地结合在了一起。 出于各种不同的目的和要求，汽车的品种有很多，车型的形式各异，特别是随着时间的推移和科学技术的迅速发展，设计经验和使用实践的日益丰富，结构上不断推陈出新，虽然它离不开结构的继承性，但是新老结构形式交织在一起，难以确切下定义和予以统一命名，往往容易造成混淆，这样就给人们分门别类 去认识它和研究它带来了一定的困难。尽管一般也可以按照用途（例如：轿车、大客车、货车和专用汽车车身等等）和所用材料（如金属、非金属和钢木混合等等）来进
27、行分类，然而，从结构和设计观点按车身承载型式来分类，可以认为是比较明确而又合理的。 按车身承载形式，客车车身结构可分为非承载式、半承载式和承载式三大类。非承载式和半承载式车身结构都是属于有车架式的，而承载式车身则属于无车架式的。从设的角度看，这类分法是比较合理的。按承载形式对车身结构进行分类，表明了不同形式的车身结构的组成以及车身制造工艺过程中的差异。 2.3.1 非承载式（有车架式）车身简介与分析 货车（除微型货车外）与在货车的三类或者二类汽车底盘基础上改装成的大客车和专用汽车以及大部分高级轿车（出于舒适性的要求），都装有单独的车架，此时车身是通过过个橡胶垫安装在车架上的，当汽车在崎岖不行的
28、道路上行驶的时候，车架产生的变形由橡胶垫的挠性所吸收，载荷主要由车架来承担，因此，顾名思义，这种车身结构应是不承载的。但实际上，由于车架并非绝对刚性，所以车身仍在一定程度上承受着由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。 非承载式也称为有车架式。车架是跨装在汽车前、后 轴上的桥梁式结构，其主要结构形式归纳起来不外乎框式、脊梁式和综合式等三大类。框式又可以划分为边梁式和周边式两种。 经过分析，可得出非承载式车身的有点在于： 除了轮胎与悬架系统对整车的缓冲吸振作用而外，挠性橡胶垫还可以起到辅助缓冲、适当吸收车架的扭转变形和降低噪声的作用，既延长了车身的使用寿命，又提高了乘坐舒适性，所以目前此种车身结构型式仍然较广泛地被采用于高级轿车和部分中级轿车上。 1、底盘和车身可以分开装配，然后总装在一起，这样既可以简化装配工艺，又便于组织人员进行专业化协作。 2、由于有 车架作为整车的基础，这样就便于汽车上各总成和部件的安装，同时也易于更改车型和改装成其它用途的车辆，货车和专用车以及非专业厂生产的大客车之
