【正文】 開(kāi)的兩種。可展開(kāi)的直線(xiàn)曲面有柱面和錐面兩種。不可展開(kāi)的直線(xiàn)曲面有柱狀面和錐狀面兩種。 在采用單曲面風(fēng)窗玻璃時(shí)，一般中間大部分區(qū)域采用柱面，兩側(cè)比較彎曲的區(qū)域采用柱狀面。這樣可增加駕駛員的視野。 實(shí)驗(yàn)表明，前風(fēng)窗傾斜（以前風(fēng)窗下沿為基點(diǎn)）與水平線(xiàn)得夾角為 25 至 30 度，風(fēng)阻系數(shù)最低。 然而，前窗傾角對(duì)整車(chē)的阻力與升力均有影響，但在一定前窗傾角和與其匹配的車(chē)頭傾角情況下，阻力情況最佳時(shí)并不一定是升力情況也好。甚至在前窗傾角超過(guò) 30 度之后，隨著角度的增大仍使升力降低，而同時(shí)阻力增高。這種趨勢(shì)在角度減小時(shí)，也是這樣。所以前風(fēng)窗傾角之最佳值是與一定車(chē)頭傾角相匹配的結(jié)果，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋求最佳匹配方案。影響前風(fēng)窗氣流狀況的，還有前窗俯視曲線(xiàn)、頂蓋形狀、側(cè)窗形狀、刮水器位置及兩側(cè)前柱流水槽形式等。對(duì)所有這些因素，必須綜合起來(lái)予以協(xié)調(diào)，否則可能會(huì)互相制約與抵消。 4. 車(chē)身 側(cè)面形狀的最佳化 第 3 章 電動(dòng)車(chē) 車(chē)身 設(shè)計(jì) 21 整個(gè)車(chē)身側(cè)面雖然不是迎面產(chǎn)生阻力的區(qū)域，但其形狀和流過(guò)它的氣流流型卻會(huì)嚴(yán)重影響整車(chē)的空氣動(dòng)力性能。 （ 1） 對(duì)側(cè)面氣流影響最大的部分，是車(chē)前端與側(cè)面的轉(zhuǎn)角形狀，他們可能會(huì)引起渦流，致使側(cè)面氣流流型受到破壞?？偟闹v，這部分形狀要求圓滑過(guò)渡，避免形成棱角或急驟的轉(zhuǎn)彎。 （ 2） 對(duì)側(cè)面氣流有影響的，還有發(fā)動(dòng)機(jī)罩前緣形狀。此處的氣流將有一部分會(huì)流到側(cè)面，直接加入側(cè)面氣流。發(fā)動(dòng)機(jī)罩面兩側(cè)以及前翼子板側(cè)邊形狀，將對(duì)車(chē)身前部氣流流向車(chē)身側(cè)部的趨勢(shì)起到控制與疏導(dǎo)的作用。要盡量避免在這部分產(chǎn)生渦流，否則將使側(cè)面氣流受到干擾 破壞。 （ 3） 前支柱形狀及這部分的流水槽，也是影響側(cè)面氣流的因素。側(cè)前窗玻璃如果是從車(chē)身表面陷下的形式，則會(huì)產(chǎn)生渦流，并將破壞整車(chē)側(cè)面氣流狀況。所以前柱流水槽最好不采用突起的溝槽。近代車(chē)型趨向采用齊平的玻璃結(jié)構(gòu)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是能改善這里的氣流流型。前柱部分若產(chǎn)生渦流，會(huì)使泥污或雨水漸到側(cè)窗上，這對(duì)轎車(chē)駕駛極為不利。此外，該部分還可能產(chǎn)生風(fēng)噪聲。所有這些在研究車(chē)身側(cè)面氣流時(shí)都應(yīng)予以注意。有些車(chē)型（如德國(guó)的奔馳 190），為使其前窗氣流不向兩側(cè)流過(guò)去，往往采取引導(dǎo)氣流從前窗流上頂蓋，而后再向后方平順地流過(guò)去的措施。這也 是一種保護(hù)側(cè)面氣流不受干擾的辦法。 （ 4） 輪口處往往產(chǎn)生渦流，嚴(yán)重影響側(cè)面的氣流。并且輪口周?chē)螤钤O(shè)計(jì)不當(dāng)還將使車(chē)輪濺起塵土。泥污，污染車(chē)身。所以必要時(shí)，將輪口周?chē)螤钤O(shè)計(jì)成可以產(chǎn)生正壓的曲面，使部分側(cè)面氣流流入輪口，而不是使輪口內(nèi)氣流或渦流流出側(cè)面。一些轎車(chē)將 4 各輪口外部拱起，使輪口區(qū)域處于氣流正壓力狀態(tài)。這樣便可控制輪口內(nèi)氣流對(duì)側(cè)面平順氣流的干擾與泥污噴濺的影響。 （ 5） 車(chē)身側(cè)面的前后部分俯 視的向內(nèi)收斂情況也影響整車(chē)的阻力，但不是收斂越多，效果越好。 超過(guò) B 點(diǎn)，收斂量 Y 的增加并不會(huì)再使阻力降低。 B 點(diǎn)對(duì)每個(gè)車(chē)型的具體數(shù) 值雖非全同，但這種規(guī)律對(duì)設(shè)計(jì)或進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，都有指導(dǎo)作用。 5. 車(chē)身后部形狀的最佳化 后窗后部長(zhǎng)度、后傾角、后頂蓋這 3 個(gè)因素對(duì)形成后部氣流是相互聯(lián)系著的。如果單純研究某一項(xiàng)，意義不大。 （ 1） 所謂后傾角，是指從頂蓋后緣所引出的與行李箱蓋上最后邊緣相切的直線(xiàn)與水平的夾角。但實(shí)際車(chē)型中，這條水平線(xiàn)應(yīng)取從頂蓋 后邊的縱輪廓曲線(xiàn)向后延伸至頂蓋后部的直線(xiàn)（代替理論水平線(xiàn)）。后窗傾角增加時(shí)對(duì)轎車(chē)尾流的影響。 后傾角的變化對(duì)阻力和升力的影響并非是一種連續(xù)的趨勢(shì)，但這種變化關(guān)系在幾種車(chē)型的試驗(yàn)中大致是相同的，總的規(guī)律是后傾角在 30 度時(shí)阻力和升級(jí)都為最高，在此之前逐增，而后是緩慢下降。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 （ 2） 后擾流板。后擾流板主要作用，是控制車(chē)后部渦流的形成與發(fā)展，“整理”不穩(wěn)定的渦流，推遲渦流產(chǎn)生或形成一定方向的小渦流，以填充后窗后部的低壓區(qū)（最好能使這里的負(fù)壓變?yōu)檎龎海?，削減前風(fēng)窗和后風(fēng)窗部分的壓力差，實(shí)際上就是減小阻力和升力。采用小型后擾流板，安裝在車(chē)身頂蓋后緣以及氣流速度高、產(chǎn)生渦流少的地方，使其本身產(chǎn)生的正壓力小，而對(duì)車(chē)身表面的氣流產(chǎn)生阻滯，結(jié)果使得車(chē)身后部的壓力增大，減小了阻力。 在 20 世紀(jì) 60 年代早期，法拉利的工程師們發(fā)現(xiàn)通過(guò)在轎車(chē)的尾部增 加一個(gè)尾翼即后擾流板，可以大幅度減小升力甚至產(chǎn)生一個(gè)完全向下的壓力。同時(shí)，阻力只是略微有所增加。 尾翼的作用是引導(dǎo)大部分的氣流直接離開(kāi)車(chē)頂而不發(fā)生回流，這就會(huì)使升力減小。如果加大尾翼的角度，甚至可能產(chǎn)生 1000KGF 向下的壓力。當(dāng)然，依然會(huì)有一小部分氣流會(huì)回流到背部并從尾翼下的車(chē)尾處離開(kāi)。這就避免了在非斜背式轎車(chē)上出現(xiàn)的渦流，并因此保持了阻力效率。由于只有很少的空氣沿這個(gè)路線(xiàn)流動(dòng)，所以他們對(duì)于升力的影響可以輕松的被尾翼消除。 近年來(lái)各國(guó)設(shè)計(jì)轎車(chē)后行李箱后緣時(shí)，將蓋板形狀有意的仿效后擾流板形狀，可以取得相同的 效果。而也有的車(chē)型把后擾流板的造型與本體造型聯(lián)系起來(lái)處理，那就更使人感覺(jué)后擾流板并非附件。如寶馬 3 系轎車(chē)的行李箱蓋，就是將后擾流板與車(chē)身本體的造型融合在一起。在 SUV 的頂蓋后緣安裝了導(dǎo)流板，使車(chē)頂上一部分氣流被引導(dǎo)流過(guò)后窗表面，這樣既可以使后窗后部的負(fù)壓力降低，又可引導(dǎo)氣流將后窗表面清洗，避免塵土附著而影響后視野。 電動(dòng)車(chē)車(chē)身初步造型 基于以上車(chē)身設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)內(nèi)容以及與老師 商議而定的汽車(chē)的初步 外形我 進(jìn)行了對(duì)該電動(dòng)車(chē)的車(chē)身三維建模階段。經(jīng)過(guò)一周多的 CATIA 模型建立設(shè)計(jì)出了一種 方案。 如下： 圖 33 經(jīng)過(guò) 與老師商議確定本方案，我接下來(lái)的任務(wù)是對(duì)該車(chē)身進(jìn)行骨架的設(shè)計(jì)以及車(chē)身造型的第 3 章 電動(dòng)車(chē) 車(chē)身 設(shè)計(jì) 23 具體設(shè)計(jì)。 本章小結(jié) 本章主要闡述了汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)原則、改進(jìn)方法和對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，隨后基于這些知識(shí)對(duì)電動(dòng)車(chē)車(chē)身提出了初步的造型方案。它包括手繪電動(dòng)車(chē)車(chē)身圖紙和依據(jù)圖紙進(jìn)行 CATIA 三維建模。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 第 4 章 電動(dòng)車(chē)骨架設(shè)計(jì) 車(chē)身骨架的設(shè)計(jì) 本課題的主要目標(biāo)是在電動(dòng)車(chē)既有底盤(pán)（如下圖 41）以及車(chē)身具體布置（如下圖 42所示）基礎(chǔ)之上，結(jié)合車(chē)身 形狀（見(jiàn)第三章圖 33）為其設(shè)計(jì)一個(gè)合理的骨架。 圖 41 電動(dòng)車(chē)車(chē)身底盤(pán) 圖 42 進(jìn)行設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē) 骨架的設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題有很多。因?yàn)槭窃趯?shí)車(chē)上設(shè)計(jì)車(chē)身和骨架因此首先要做到的就是既與實(shí)車(chē)的既有部分不發(fā)生干涉，又可以和設(shè)計(jì)的車(chē)皮可以很好的連接。其次就是在滿(mǎn)足其需要的強(qiáng)度及剛度基礎(chǔ)至上盡量省材，從而使其質(zhì)量盡量輕。要想達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)首先就采用鋼管空心骨架，還要 在適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)。 在車(chē)身前部的制作中，將車(chē)身骨架安裝在車(chē)架上，可以用螺栓連接也可以采用焊接。第 4 章 電動(dòng)車(chē) 骨架 設(shè)計(jì) 25 焊 接方法簡(jiǎn)單實(shí)用，不用在骨架上加焊板，也不用在底盤(pán)上打螺紋孔，因此在這里將采用焊接的方法。 骨架的制作采用直徑為 20mm 厚度為 1mm 的鋼管空心骨架。之所以選用鋼管空心骨架，是考慮了蒙皮操作的方便性及圓形鋼管的彎曲較容易的特點(diǎn)。對(duì)于車(chē)身的骨架結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖43 ，骨架基本都是采用焊接制成。 圖4 3車(chē)身骨架圖 管與管之間的焊接是在管和 管之間都切一個(gè)相應(yīng)的坡口，然后使用普通的焊接使之相連。 玻璃的安裝 曲面玻璃均為封閉的，在車(chē)身的風(fēng)窗口與擋風(fēng)玻璃之間用橡膠密封條連接并封閉。 密封條起著密封與緩沖作用， 可以防止車(chē)身扭轉(zhuǎn)窗口變形時(shí)損壞擋風(fēng)玻璃。這時(shí)密封條用擠壓成型法制造，為提高密封程度，可在密封條、玻璃、車(chē)身風(fēng)窗口法蘭邊之間充填不干的密封膠（濕性填料）。 風(fēng)窗密封結(jié)構(gòu)按風(fēng)窗框止口、橡膠密封條和擋風(fēng)玻璃三者的裝配關(guān)系的不同，歸納為4 種形式： 1. 風(fēng)窗止口與風(fēng)窗玻璃處于同一直線(xiàn)上。此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于風(fēng)窗玻璃可能出現(xiàn)自裂。產(chǎn)生自裂的原因是客車(chē)行駛中車(chē)身骨架產(chǎn)生扭曲和振動(dòng)，加上風(fēng)窗玻璃自身向下的重力，迫使玻璃周邊與風(fēng)窗下止口發(fā)生硬頂而造成的。 2. 風(fēng)窗止口與玻璃錯(cuò)開(kāi)。此結(jié)構(gòu)改善了玻璃的受力狀況，避免了第一種結(jié)構(gòu)的硬頂現(xiàn)象，因 而玻璃不易自裂，因此應(yīng)用范圍比較廣 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 3. 無(wú)止口窗框結(jié)構(gòu)。舍去了窗框上的止口，通過(guò)橡膠密封條卡緊在骨架上。這就要求橡膠密封條具有一定的強(qiáng)度和良好的防老化性能。 4. 風(fēng)窗玻璃粘結(jié)法。此結(jié)構(gòu)不用橡膠密封條，采用密封劑噴涂在玻璃邊緣和車(chē)身風(fēng)窗口法蘭邊上，直接粘結(jié)而成，日前很多轎車(chē)采用這種方法。擋風(fēng)玻璃粘結(jié)劑通常有兩種：一種是多硫化合物黏膠 氨基甲酸乙酯黏膠（ urethaneadhesive）；另一種是丁基粘帶。 其中本電動(dòng)車(chē)的骨架和玻璃的密封及連接采用第四種方法風(fēng)窗玻璃粘結(jié)法。首先在安裝前風(fēng)窗玻璃的骨 架上焊接一個(gè)墊塊，目的 就是為了使骨架與玻璃的接觸區(qū)域平整， 然后則采用粘結(jié)劑 把玻璃和骨架通過(guò)墊塊和粘結(jié)劑連接起來(lái)（具體連接方式如下圖 44 所示）。 圖 44 玻璃的連接方式 最后需要說(shuō)明的是前后風(fēng)窗都玻璃采用有機(jī)玻璃，厚度為 3mm。 后視鏡的安裝 后視鏡的安裝要保證駕駛員在不改變駕駛 坐姿的情況下，看到后方的路況。 后視鏡與車(chē)身骨架采用焊板來(lái)進(jìn)行焊接（如圖 45） 。 第 4 章 電動(dòng)車(chē) 骨架 設(shè)計(jì) 27 圖 45 后視鏡 后視鏡有一個(gè)視界的問(wèn)題，也就是指鏡面所能夠反 映到的范圍。業(yè)界有視界三要素的說(shuō)法。即 ① 駕駛者眼睛與后視鏡的距離； ② 后視鏡的尺寸大?。?③ 后視鏡的曲率半徑 。這三要素之間具有一定的關(guān)系，當(dāng)后視的距離和尺寸相同時(shí)，鏡面的曲率半徑越小，鏡面反映的視野就越大。但事物總有兩重性，雖然鏡面的曲率半徑越小視野范圍越大，但同時(shí)鏡面反映的物體變形程度也越大，與真實(shí)距離也越遠(yuǎn)，往往造成駕駛者的錯(cuò)覺(jué)。因此，鏡面的曲率半徑就有一個(gè)限制范圍，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外 后視鏡的曲率半徑為 R1200，內(nèi)后視鏡的曲率半徑為無(wú)限大（平面鏡）。由于行業(yè)規(guī)定：轎車(chē)外后視鏡的安裝位置不得超出汽車(chē)最外則 250 毫米，所以原車(chē)配的后視鏡會(huì)有盲區(qū)。同時(shí)后視鏡也有一個(gè)反射指標(biāo)，而行業(yè)規(guī)定鋁鏡反射率不能低于 80%，鉻鏡反射率不能低于 45%，國(guó)際規(guī)定藍(lán)鏡反射率不能低于 60%。由于反射率越高鏡面反映的圖像越清晰，反射率的高低與鏡內(nèi)表面反射膜材有關(guān)。 現(xiàn)國(guó)內(nèi)的車(chē)用后視鏡反射膜一般用銀和鋁為材料，也有部分用鉻為材料 。 正確的后視鏡位置 ： 那么究竟位于左、右，及檔風(fēng)玻璃中央的三個(gè)后視鏡應(yīng)該怎么調(diào)整？第一還 是老話(huà)一句，先把標(biāo)準(zhǔn)坐姿調(diào)整好，再來(lái)調(diào)整鏡面。 一 、左側(cè)后視鏡：上、下位置是把遠(yuǎn)處的地平線(xiàn)置于中央，左、右位置則調(diào)整至車(chē)身占據(jù)鏡面范圍的 1/4。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 二 、右側(cè)后視鏡：因?yàn)轳{駛座位于左側(cè)，因此駕駛?cè)藢?duì)車(chē)耳右側(cè)的掌握不是那么容易，再加上有時(shí)路邊停車(chē)的需要，在右側(cè)后視鏡在調(diào)整上、下位置時(shí)地面面積要較大，約占鏡面的 2/3。而左、右位置則同樣調(diào)整到車(chē)身占 1/4 面積即可。 很多人以為，要消除視線(xiàn)死角，都盡量把左、右后視鏡往外調(diào)或往下調(diào)。另外或許是為了能隨時(shí)維持整齊的儀容，研究顯示，也有很多駕駛?cè)税阎醒牒笠曠R調(diào)整在 開(kāi)車(chē)中把自己都照進(jìn)去。而根據(jù)三陽(yáng)工業(yè)安全駕駛訓(xùn)練中心表示，要獲取最大的有效后視角度，依上述的方式調(diào)整才是最正確的。 電動(dòng)車(chē)車(chē)身前蓋板的開(kāi)啟方式的設(shè)計(jì) 車(chē)身前蓋板的設(shè)計(jì)是可開(kāi)閉的，后端用鉸鏈開(kāi)啟前端有簡(jiǎn)單鎖扣固定。鉸鏈的設(shè)計(jì)要注意在開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)不能于車(chē)身或者車(chē)架造成干涉。鉸鏈如下圖 46 所示 圖 46 鉸鏈圖 前蓋板閉合時(shí)采用的結(jié)構(gòu)如圖 47。 圖 47 閉合時(shí)的鉸鏈 第 4 章 電動(dòng)車(chē) 骨架 設(shè)計(jì) 29 蒙皮 骨架制作完成后，就要進(jìn) 行蒙皮操作。這里的蒙皮就是將 厚的鍍鋅板鋪到已經(jīng)做好的車(chē)身骨架上。在此過(guò)程中要考慮車(chē)身的可拆裝性和可維修性。車(chē)身前、后蓋板設(shè)計(jì)成可開(kāi)可閉式，采用鉸鏈打開(kāi)，簡(jiǎn)單的鎖扣來(lái)固定。這樣可以解決前部轉(zhuǎn)向部件和制動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)方便性問(wèn)題。而側(cè)圍則通過(guò)鉚釘和焊在車(chē)架上的板塊和車(chē)架鉚接，采用直徑為8mm 的鉚釘，（如下圖 48 所示） 圖 48 車(chē)身 側(cè)圍 與車(chē) 身骨 架的連接 頂棚是采用的帆布作為材料這樣既可以減輕車(chē)身重量又可以滿(mǎn)足封頂?shù)囊?。由于帆布質(zhì)軟易操作，因此采用縫合的方法與骨架連接在一起。在本次設(shè)計(jì)中將不考慮車(chē) 門(mén)的設(shè)計(jì)制作，即本設(shè)計(jì)中只有車(chē)身沒(méi)有車(chē)門(mén)。 這一過(guò)程中，要用剪刀按照?qǐng)D紙的形狀和尺寸裁制鍍鋅板。這一步完成后可以得到汽車(chē)車(chē)身的大體形狀。 但是這樣做出的車(chē)身在兩個(gè)曲面的銜接處會(huì)有縫隙。為了消除縫隙美化車(chē)身，可以采用波音軟片粘接兩個(gè)面（如圖 49），這樣可以掩蓋表面縫隙。波