摘 要

多元化及实用化已经成为现在车辆工程领域研究必不可少的方向，本文基于一款城市微型纯电动皮卡对其后备箱进行设计。首先，基于机构设计法则对后备箱变容机构进行设计。其次，基于所设计变容机构对后备箱布置及外观进行设计。最后，基于所设计后备箱外观模型对其进行气动性仿真计算，得出结论：基于所设计变容机构后备箱基本满足其气动性能要求，变容后车辆气动性较变容前车辆较差。在仿真结论基础上对后备箱进行优化，使其气动性能优势增加。本文所设计城市微型纯电动皮卡可变容式后备箱可以很好解决市面上微型车在载货空间与出行使用方面的矛盾，完成了驾驶体验与实用性能上的结合，在一定程度上为市面上微型车辆的设计提供良好的参考。

关键词：变形机构设计；外观设计；计算流体力学；数值模拟

Abstract

Diversification and practicality have become an indispensable direction in the field of vehicle engineering research. This article is based on a city miniature pure electric pickup designed for its trunk. First of all, based on the design rules of the design of the trunk variable-capacity mechanism. Secondly, the layout and appearance of the trunk are designed based on the designed varactors. Finally, based on the design of the exterior design of the designed aerodynamic simulation model, it is concluded that: based on the design of the variable-capacity mechanism, the trunk basically meets its aerodynamic performance requirements. After changing the capacity, the aerodynamic performance of the vehicle is worse than that before the vehicle is changed. On the basis of simulation results, the trunk is optimized to increase its aerodynamic performance. In this paper, the design of the city's miniature electric pickup truck variable-capacity trunk can solve the contradiction between the mini-vehicle in the cargo space and the use of travel, and complete the combination of driving experience and practical performance, to a certain extent for the market, the design of the miniature vehicle provides a good reference.

Key words: deformation mechanism design; exterior design; computational fluid dynamics; numerical simulation

目录

第一章 绪论 7

1.1 研究背景 7

1.2 设计目的及意义 7

1.3 国内外的研究现状分析 7

1.4 论文思路与框架 8

第二章 变容方案设计 9

2.1 后备箱变容目的 9

2.2 变容方案设计及选取 9

2.2.1 变容机构简化与分析 9

2.2.2 变容机构优化设计 10

2.3 变容机构驱动方式设计 12

2.4 本章小结 13

第三章 后备箱部件的布置 14

3.1 后备箱基本尺寸的确定 14

3.2后备箱盖及相关机构布置 14

3.2.1后备箱盖及相关机构尺寸布置 14

3.2.2 后备箱侧板及相关机构布置 15

3.2.3 后备箱玻璃布置 17

3.3 气动支撑杆布置 17

3.3.1 气弹簧布置形式设计 17

3.3.2 气弹簧开启角及安装位置布置 18

3.4 本章小结 20

第四章 后备箱外观模型建立 21

4.1模型建立方法及原则 21

4.2 汽车造型美学基础 21

4.2.1造型的整体感与统一感 21

4.2.2 造型的平衡性 22

4.2.3 造型的比例与尺度 22

4.3 后备箱模型的建立与渲染 22

4.4 本章小结 25

第五章 仿真与分析 26

5.1 仿真软件及流程介绍 26

5.2 仿真模拟分析 26

5.3 仿真分析结果优化 30

5.4 本章小结 30

第六章 结论与展望 31

6.1 论文总结 31

6.2 论文展望 31

参考文献 32

致谢 33

第一章 绪论

1.1 研究背景

皮卡即为pickup的音译，其含义是将轿车的车身、底盘与货车的后备箱及栏板连接在一起，皮卡车作为家用车与商用车结合的两用车，既拥有轿车优秀的驾驶性能又兼备了货车的运输功能。在1925年，美国的汽车设计师福特就基于当时一款市场上十分流行的T型车设计制造出带有货槽的车型。在T型车停产后，由于其的实用性，这种家商两用车型被保留下来。越来越多的汽车厂家投入到皮卡的制造之中。在美国大部分地区，皮卡的销售量在市场总销售量上占有很高的比例，可以看出皮卡车巨大的市场活力。

1989年，中国第一辆自主产权的皮卡在河北保定诞生，但中国的皮卡车市场一直因为国家法规限制和人们对有些低端卡车品牌的不信任而显得萧条。但我国在2017发布的文件中表明自2018年1月1日起，多用途货车（即皮卡）跟普通货车分开管理，同时由国家工信部、发改委、公安部联合发布的《关于开展放宽皮卡车进城限制试点促进皮卡车消费的通知》，对四省份有条件的试点皮卡进城解禁，在未来可能实行全国解禁^[1]。皮卡车则可以同卡车等区分当做普通乘用车使用，微型皮卡不仅兼备商用乘用同时价格低廉必然会占拥大量消费群体。同时国家对污染排放要求日益增加，而中国皮卡车大多是柴油发动机驱动和大排量气缸，对皮卡的排放污染的处理技术可能很难跟上国家的要求，必需通过改变动力源来满足排放要求。所以城市微型纯电动皮卡车能够很好地满足现在市场中的各方面需要，对其的研究设计很符合当下时代的潮流与趋势。

1.2 设计目的及意义

随着如今汽车市场走向，微型电动汽车越来越受到欢迎，城市微型电动皮卡也是皮卡车发展的重要方向，中国皮卡车市场也在从中小型皮卡向着微型皮卡进行转变，所以对城市微型纯电动皮卡的研究是非常具有现实意义的。而城市微型纯电动皮卡车其对载货的要求必然会因为其整体体积受限，则需要在合适的时候对其货箱的体积进行高效转变，皮卡作为具有载货作用的多用途汽车对其的可调式后备箱进行设计与应用就也具有较大的理论和实际意义。

本课题的目的旨在以城市微型纯电动皮卡车为基础，设计一种可根据载货量大小高效简单的改变货箱容积的后备箱，同时在设计过程中熟悉了解电动汽车部件的设计方法与设计流程，了解使用工程软件处理工程问题，为以后工作学习积累经验。

1.3 国内外的研究现状分析

目前国内外对皮卡后备箱的设计基本集中在扩容方式、后备箱开启机构设计方面。

扩容方式目前采用的方案基本上分为两种，一种是通过汽车后排空间的调整，在不改变汽车整体外形的情况下，对后备箱容积进行扩大。另一种则是通过变形机构的设计使得汽车在实现运载货物功能时可通过各种机械结构的变形功能达到扩容的效果。