节能车车身组设计说明书

车身设计课程设计

课题：本田节能车车身设计

学校：福建工程学院

学院：机械与汽车工程学院

班级：车辆1202班

姓名:钟兴昌、蒋诚诚、李郑江、李聪昌指导老师：钟勇

目录

前言 (3)

1.赛车外形的重要性 (4)

1.2车身建模............................................................................ (5)

2.车身空气动力学分析部分 (10)

2.1.摘要 (10)

2.1.1.汽车坐标系空气动力受力分析 (10)

2.1.2.汽车的空气阻力受力分析 (12)

2.1.3.空气阻力对最大车速的影响 (12)

2.1.4.空气阻力对最大加速性能的影响 (12)

2.1.5.空气阻力对最大车速的影响 (13)

2.2汽车的气动升力 (13)

2.3.几何模型 (15)

2.3.1几何模型 (15)

2.3.2风洞（计算域） (15)

2.4 ICEM CFD 网格划分 (16)

2.4.1 网格划分 (16)

2.4.2 边界条件的确定 (19)

2.5、FLUENT分析 (21)

2.5.1、将划分好的网格导入FLUENT，并按顺序设置相关参数 (21)

2.5.2.Fluent计算后的结果 (22)

3碳纤维车身材料 (28)

3.1碳纤维车身概念 (28)

3.2碳纤维材料特性 (28)

3.3碳纤维车身制作过程 (28)

4.本田节能车座椅设计 (30)

4.1．人机工程学的运用 (30)

4.1.1.人体尺寸 (30)

4.2．驾驶员眼椭圆及视野设计 (34)

4.2.1 视野 (34)

4.3.座椅设计方案 (39)

5.车身与车架连接方案 (41)

5.1具体方法 (42)

5.2焊接注意事项 (43)

6.参考文献 (47)

前言

Honda（本田）节能竞技大赛于1981年在日本创办，到今天已有27年的历史。比赛要求参赛车辆使用统一的本田低油耗汽油发动机（125cc），而车架和车身等部件完全由各车队独自创作，赛车在指定的赛道内跑完赛程，比赛消耗的燃油最少。在日本，每年都有来自初中、高中和大学等的学校代表队、企业代表队，以及来自社会上的共约500支车队，创作出具有新颖构思和创意的赛车参加比赛。在迄今为止的27届比赛中创下的最高记录为3435.325km/L，相当于北京到重庆的直线往返距离。同时，这项比赛也逐渐向海外扩展，泰国、巴基斯坦、俄罗斯、韩国等的参赛者相继参加了日本的比赛。

Honda节能竞技大赛的目的是通过比赛提高社会的节能和环保意识，它结合了关于发动机总成改造、车架和机械机构设计、车身空气动力学、材料应用等的相关知识，让参赛车队通过各项技术挖掘一升汽油的无限潜能。同时，比赛也为参赛者提供体验亲手设计和制作赛车的乐趣的机会，提高实践能力。Honda创始人本田宗一郎曾说，节能竞技大赛的宗旨在于“让肩负着人类未来的年轻人通过思考和实践来体会如何更有效地利用资源，如何把我们生存的这个星球更完好地传递给下一代。”

1.赛车外形的重要性

根据经济节能大赛的规则，比赛时的平均速度必须在25km/h 以上。考虑到实际参加比赛行驶时，发车时要加速、速度过快时要停止发动机进行滑行、而速度下降时又要启动发动机进行加速，这种操作需要循环重复进行。因此，若再受到车辆的构造、形状的影响，有些车在行驶时的最高速度可能会超过50km/h，这时候，风压会造成巨大空气阻力。减少行驶阻力对经济节能大赛车辆是绝对条件，而减少占据其较大比例的空气阻力非常重要。

下面作为具体事例，表1分别显示了轿车、摩托车、经济节能大赛车辆有无整流罩时的数值。其中Cd为空气阻力系数，A为正面投影面积，Ra为空气阻力。其中行驶车速为40km/h。

从这一结果可以看出，经济节能大赛车辆由于车重轻，滚动阻力小，但很明显时速为40km/h时的空气阻力却不小。如果经济节能大赛车辆没有整流罩，车手的身体和零部件暴露在外面，那么即使正面投影面积A再小，Cd也不会变小。

与此相对，有整流罩、调校完备的经济节能大赛车辆，不管正

面投影面积有多大，阻力系数CD也会非常小，此时空气阻力降低为无整流罩时的45％，是滚动阻力值的一半。上面的计算是就一个例子进行的，很明显不管有无整流罩，空气阻力都是很大的阻力。

时速加速到40km/h，然后挂空档行驶时，也就是滑行前进时的时间、车速、行驶距离之间的关系如表2所示。开始滑行50秒后，有整流罩的车辆速度变为17.7km/h，其间行驶的距离为393m。而没有整流罩的车辆，速度降为13.7km/h，而且其间行驶距离要少40m为354m。因此，想要良好的节能效果，必须加上导流车身。

节能大赛以节能为目的，车身的造型是比赛的关键因素，有着良好空气动力技术的造型设计，不仅美观，还能有效减少风阻、排挤侧风、提高行驶稳定性等。在2007年的Honda中国节能竞技大赛中，从比赛的成绩亦可以看到，具有合理设计的车身的赛车比简单制作外壳等覆盖件的赛车更具比赛上的优势。符合空气动力学的车身造型设计，成为了一项重要的课题。比如，作用在赛车上的气

动力和气动力距和赛车性能密切相关，气动阻力更直接影响燃油消耗率，气动侧向力、横摆力矩又带来了直线行驶能力、操纵性等相关问题。研究节能赛车的车身，主要是研究作用在赛车上的气动力、气动力力矩，为了深入了解赛车表面的流动机制，亦要对赛车的流谱左分析。

此次节能车的车身尺寸主要根据车架来定，所以根据车架组设计的车架尺寸，我们确定了车身的尺寸，具体参数如下表：