汽车设计汽车总体设计技术要素-课件

2024/7/6汽车总体设计技术要素汽车总体设计技术要素2024/7/62汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八一汽车设计概述2024/7/63设计：把满足某种功能的设想变成现实的一系列详细的技术规划。（满足某种功能的目的构思技术方案结构细节规划用于指导使之成为现实的技术文件）构思技术方案和结构细节是最具创造性的思维活动。汽车设计：把满足汽车所需功能的设想变成现实的一系列详细的技术规划。1.什么是汽车设计一汽车设计概述国国 年年1983199219992000200320052008200920122014日本日本111112499901014102810801156793994972美国美国920977130212811207119487057110321165德国德国438519528520556576604521564586法国法国333 376318 335362355256205196184俄罗斯俄罗斯212145117120127135179172223249英国英国129 154197182184180164109157158西班牙西班牙127220285303303275254217197219加拿大加拿大150198274235255269208149246239意大利意大利157168170173132104102846759巴西巴西100109135167183253322318334296中国中国106180201444570.8934.5137919272372韩国韩国17228431131837038035145545242024/7/62.中国汽车历年产量一汽车设计概述52024/7/63.汽车的开发流程一汽车设计概述62024/7/63.汽车的开发流程决策阶段最终要形成一个详细明确的设计任务书来指导后续的具体设计，要包括：发动机选择：发动机型式、功率、转矩、比功率、比转矩、适应性系数主要性能参数：动力性参数、燃油经济性参数、机动性参数、几何参数、质量参数、通过性参数、制动性能参数、操纵稳定性参数，舒适性参数汽车形式的选择：轴数、驱动形式（mn）、布置形式（FF、长短平等）车身形式：折背、直背、舱背等轮胎的选择一汽车设计概述2024/7/674.汽车总体设计应该满足的要求基本要求各项性能、成本等，要求达到设计任务书所规定的指标严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定；注意不要侵犯专利；贯彻“三化”：系列化、通用化、标准化进行有关运动学方面的校核“四好”：好用、好造、好修、好看道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB 15892004机动车安全技术条例GB7258-20122024/7/68Henan University of Science and Technology汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八二主要参数确定2024/7/691.动力性（发动机）参数最高车速加速时间上坡能力汽车比功率和比转矩(1).发动机最大功率Pemax和相应转速nP 比功率Pemax/ma 根据动力性能指标计算(2).发动机最大转矩Temax和相应转速nTnP/nT=1.42.0(3).发动机适应性系数二主要参数确定2024/7/610几种常见轿车最大功率与最大转矩车型最大功率最大转矩厂商油耗 2008款 飞度1.5 88kw/6600rpm 145Nm/4800rpm-2011款 卡罗拉 1.690kw/6000rpm154Nm/5200rpm180.0 km/h 2011款 朗逸 1.6 77kw/5250rpm 155Nm/3750rpm 174.0 km/h 2011款 天籁2.5136kw/6000rpm 232Nm/4400rpm-2011款 雅阁2.4 132kw/6500rpm 225Nm/4500rpm 200 km/h2009款 皇冠 2.5 145/6200kw/rpm 242/4400Nm/rpm 219.0 km/h 2010款 奥迪A6L 2.4 130kw/6000rpm 230Nm/3000-5000rpm 222.0 km/h 2010款 宝马 760Li 400/5650kw/rpm 750/1500Nm/rpm 250.0 km/h 2010款 奔驰 S600L 380/5000kw/rpm 830Nm/1900-3500rpm 250.0 km/h 2010款 法拉利599456/7600kw/rpm 608/5600Nm/rpm 330.0 km/h 2010款 布加迪 威航736/6000kw/rpm 1250/2200-5500Nm/rpm 407.0 km/h 二主要参数确定112024/7/62.几何参数外廓尺寸（长、宽、高）轴距L前/后轮距前悬LF、后悬LR 货车车头长度货车车箱尺寸(1).轴距L小，则 整备质量减少；汽车总长减少；Dmin减少；传动轴长度减少；纵向通过半径减少。L过小，则 车箱长度不足，或后悬过长。上坡或制动时轴荷转移过大，制动、操纵稳定性下降。车身纵向角振动增加，平顺性降低。传动轴夹角变大。二主要参数确定122024/7/62.几何参数外廓尺寸（长、宽、高）轴距L前/后轮距前悬LF、后悬LR 货车车头长度货车车箱尺寸(1).轴距L的选取原则轿车级别越高，L越长；装载量多的货车，L应取长些；载客量多的客车，L应取长些；机动性要求高的汽车，L应取短些。在标准轴距车型基础上，派生出短轴距和长轴距车型，其轴距变化范围在0.40.6m。二主要参数确定132024/7/62.几何参数(2).轮距前轮距B1、后轮距B2随着B的增加：车箱（驾驶室）内宽增加 侧倾刚度增大 总宽增大 总质量增大 Dmin增加确定原则：因为总宽不超过2.5m，所以B不宜取大；B1要保证布置下发动机、车架、前悬架和前轮，保证转向轮转动空间及杆系与车架、车轮之间的间隙。B2受后部车架宽度、悬架、轮胎宽度的影响，保证它们之间有足够的间隙。二主要参数确定142024/7/62.几何参数(3).前后悬前悬LF 增加：安全性提高；前钢板弹簧长度增加；驾驶员视野变坏；接近角减小，通过性下降。前悬LF的确定原则：对长头车、轿车，保证布置下发动机、保险杠、散热器、风扇等部件。货车的前悬LF范围：11001300mm。后悬LR长，则 乘用车行李箱尺寸增大；追尾安全性好；汽车离去角减小，通过性降低；汽车造型发生变化。后悬选取原则：（取决于轴距、轴荷分配）客车LR，不得超过轴距的65%，绝对值不大于3500mm；货车（ma=1.814.0t)，LR一般在12002200mm之间；特长货箱的货车，LR可达到2600mm，但不得超过轴距的55%。二主要参数确定152024/7/62.几何参数(4).货车车头长度定义：从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。车头长度将影响：外观效果；驾驶室居住性能；发动机的接近性。车头长度尺寸的确定：长头式：25003000mm 平头式：14001500mm对车箱尺寸（容积）的基本要求：运送煤和袋装粮食时，能装足额定吨位数。车箱尺寸的选取：边板高度高，则 质心高度高，装卸货物不方便 选取范围：450650mm。车厢宽度宽，则 空气阻力增加 在不超标的条件下，尽量取宽些，以减少货箱的高度和长度。车箱长度：应尽可能取短，以减少整备质量。(5).货车车箱尺寸二主要参数确定162024/7/6整车整备质量m0 汽车的载客量和装载质量me 质量系数m0=me/m0 汽车总质量ma轴荷分配3.汽车主要质量参数(1).整车整备质量m0 定义：车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。减少m0，则 制造成本降低；节约燃料，使用成本降低；装载量、载客量增加，使用经济性提高。减少m0的主要措施:采用高强度轻质材料（塑料、铝合金）；使结构更合理。m0的确定方法（设计初期）对于货车，要根据经验估算；（各总成质量累加）对于轿车、客车，按人均整备质量估算。乘用车：V1.0L，0.150.16（吨/人）V1.6L，0.170.24 商用客车：La10m，0.0960.160（吨/人）La10m，0.0650.130二主要参数确定172024/7/63.汽车主要质量参数(2).汽车的载客量和装载质量汽车的载客量（参见GB/T 15089-2001）轿车载客量=座位数）长途、观光大客=座位数。公交车载客量=车厢固定乘客座位数+车厢有效站立面积（平方米）每平方米允许站人数。每平方米允许站立人数按8人计算。装载质量me 定义：在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。对越野车是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。me的确定：应符合行业产品规划系列；货流大、运距长、自卸车应用大吨位；货源变化频繁、运距短使用中、小吨位汽车。二主要参数确定182024/7/63.汽车主要质量参数(3).质量系数m0定义：汽车装载质量与整车整备质量的比值，m0=me/m0。装载质量me越大，整备质量m0越小，则m0提高。m0大，表明设计水平、工艺水平比较高，结构更为合理。m0的用途：m0可参考同类型车选择；得到m0，就可根据me估算出m0。原则上装载质量me越大的汽车，m0越高。m0变化范围：0.801.70 二主要参数确定192024/7/63.汽车主要质量参数(4).汽车总质量ma定义：装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。ma的确定：乘用车、商用客车：ma=m0+n*65kg+n 商用货车：ma=m0+me+n*65kg式中：m0整备质量；me装载质量；n载客数（包括驾驶员）；行李系数，中高级轿车：=5微型、普通级轿车：=10城市客车：=0长途客车：=1015二主要参数确定202024/7/63.汽车主要质量参数(5).轴荷分配定义:汽车在空载、满载静止状态下，各轴对支承平面的垂直载荷（常用百分比表示）。确定轴荷分配的原则：为使各轮胎磨损均匀，寿命相近，各车轮负荷应相近；为保证汽车良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷；为了保证汽车的操纵稳定性，要求转向轴的负荷不应过小。影响轴荷分配的主要因素：汽车的驱动形式、发动机的位置、汽车结构特点、车头的形式、使用条件。二主要参数确定212024/7/63.汽车主要质量参数(5).轴荷分配调整轴荷分配时采取的措施：重新布置某些总成、部件（如油箱、备胎等）的位置；改变轴距。二主要参数确定222024/7/64.燃油经济性参数百公里油耗（L/100km）汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量（L/100km）。百公里燃油消耗量越小越好。单位质量百公里油耗对于货车，用单位质量百公里燃油消耗量来评价（L/100t km）。二主要参数确定232024/7/65.制动性参数制动性能包括：制动距离短；制动时方向稳定；下长坡时能保持稳定的低速行驶；坡道上能够可靠驻车。评价指标：制动距离 平均制动减速度乘用车在50km/h初速度下制动时，满载时制动距离要小于20米，制动减速度要大于5.9m/s2。二主要参数确定242024/7/66.机动性参数最小转弯直径Dmin定义：转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆直径。影响因素：转向轮最大转角增大，Dmin减小 ；全轮转向，Dmin减小。汽车轮距增大，Dmin增大；汽车轴距增大，Dmin增大；国家标准（GB7258-1997）的规定：Dmin小于等于24m；Dmin=24m时，转向轴与末轴的内轮差（用两内轮轨迹中心计）小于等于3.5m。3.5m 末轴内轮 前内轮 二主要参数确定252024/7/67.通过性几何参数最小离地间隙hmin接近角1离去角2纵向通过半径1商用车使用条件复杂，hmin比乘用车大些二主要参数确定262024/7/68.操纵稳定性参数转向特性参数 要求保证汽车具有适当的不足转向。汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧偏角之差1-2=13。车身侧倾角 要求汽车以0.4g向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角在3以内，最大不得超过7。制动前俯角 要求汽车以0.4g减速度制动时，车身前俯角不大于1.5。二主要参数确定272024/7/69.舒适性应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操作条件。舒适性包括：平顺性（常用垂直振动频率和加速度评价）；空气调节性能（温度、湿度）；车内噪声；乘坐环境（车门及通道宽度，活动空间）；驾驶员操作性能。2024/7/628Henan University of Science and Technology汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八三发动机选择292024/7/61.发动机分类三发动机选择302024/7/62.汽油机和柴油机的选用三发动机选择312024/7/63.气缸排列形式的选择三发动机选择322024/7/64.冷却形式的选择三发动机选择332024/7/65.发动机悬置的选择发动机与车架之间的连接件称为悬置元件，一般是橡胶元件或液压元件。发动机悬置的作用：减小发动机的振动向车身的传递，降低噪声，提高舒适性；提高零部件、整车的寿命对发动机悬置的要求：为了承载并使静位移小，悬置元件刚度应大些；应具有良好的隔振性能；减振降噪特性要合理：因发动机工作频带较宽（10500Hz），要求悬置元件在低频大振幅工况下提供大的阻尼特性，而在高频低幅振动激励下提供低的动刚度特性，以衰减高频噪声；耐机械疲劳、热稳定性好及抗腐蚀能力强；液压元件的密封应良好。三发动机选择342024/7/65.发动机悬置的选择结构形式橡胶悬置 液压悬置2024/7/635Henan University of Science and Technology汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八四车身形式选择362024/7/61.乘用车车身形式组成：发动机舱、客厢、行李箱基本型式：折背式、直背式、舱背式 应用规律：排量大，用折背式的多；排量小，用舱背式的多。四车身形式选择372024/7/62.客车车身形式客车车身：单层客车和双层客车按照车头形式不同：平头式和短(长)头式。四车身形式选择382024/7/63.载货汽车车身形式长头式短头式平头式偏置式按驾驶室与发动机相对位置的不同可分：四车身形式选择392024/7/63.载货汽车车身形式 （1）长头式 a、发动机位于驾驶室前部；特点：b、发动机及其附件的接近性好；c、有利于发动机散热，操纵机构布置简单。a、汽车面积利用率低；缺点：b、视野差；c、机动性差。应用：使用条件差的货车、越野车四车身形式选择402024/7/63.载货汽车车身形式 （2）短头式 a、发动机有少部分位于驾驶室内；特点：b、汽车面积利用率及视野有所改善；c、有利于发动机散热，操纵机构布置简单；a、汽车面积利用率低；缺点：b、视野差；c、机动性差；d、驾驶室内部相对拥挤。应用：中重型货车、越野车四车身形式选择412024/7/63.载货汽车车身形式 （3）平头式 a、驾驶室位于发动机之上；特点：b、汽车面积利用率高、视野好；c、最小转弯半径小；a、前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；缺点：b、驾驶室有翻转机构和锁住机构，机构复杂；c、进、出驾驶室不如长头式货车方便；d、驾驶室内受热及振动均比较大；f、正面碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员 和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。应用：各种级别的货车四车身形式选择422024/7/63.载货汽车车身形式 （4）偏置式 a、驾驶室位于发动机之旁；特点：b、具有具有平头式货车的一些优点；（轴距短、视野好）c、还具有长头式货车的一些优点；（驾驶室通风条件好、维修发动机方便）应用：主要用于重型矿用自卸车 2024/7/643Henan University of Science and Technology汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八五汽车形式选择442024/7/61.轴数(1).影响选取轴数的因素：汽车的总质量 轮胎的负荷能力 道路法规对轴载质量的限制(2).我国公路标准规定：单轴最大允许轴载质量为10t；双连轴最大允许轴载质量为18t；总质量小于19t的公路运输车辆：双轴汽车 总质量在1926t的公路运输车：三轴形式 五汽车形式选择452024/7/62.驱动形式 42 轿车和总质量小的公路用车辆 44 越野汽车 62 总质量在1926t的公路用汽车 汽车驱动形式：64 66 越野汽车 84 2632t的公路用汽车 88 越野汽车 五汽车形式选择462024/7/63.布置形式定义：指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系。(1).乘用车的布置形式 发动机前置前驱动(FF)发动机前置后驱动(FR)发动机后置后驱动(RR)发动机中置后驱动(MR)五汽车形式选择472024/7/63.布置形式定义：指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系。(1).乘用车的布置形式 发动机前置前驱动(FF)发动机前置后驱动(FR)发动机后置后驱动(RR)发动机中置后驱动(MR)五汽车形式选择482024/7/63.布置形式 普通级轿车中级轿车五汽车形式选择492024/7/63.布置形式中高级轿车高级轿车五汽车形式选择502024/7/63.布置形式豪华轿车五汽车形式选择512024/7/63.布置形式 (2).客车的布置形式 发动机前置后桥驱动 根据发动机的位置不同可分:发动机后置后桥驱动 发动机中置后桥驱动 长头式 按驾驶室与发动机相对位置的不同可分：短头式 平头式 偏置式（如前）(3).载货汽车的布置形式2024/7/652Henan University of Science and Technology汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八六轮胎选择532024/7/61.轮胎的种类轮 胎子午线轮胎钢丝轮胎半钢丝轮胎人造纤维轮胎棉帘线轮胎乘用轮胎商用轮胎非公路用轮胎特种轮胎公路花纹轮胎越野花纹轮胎混合花纹轮胎特种花纹轮胎普通断面轮胎低断面轮胎有内胎轮胎无内胎轮胎斜交轮胎带束斜交轮胎胎体结构 帘线材料 用途 胎面花纹 断面形状 子午线轮胎是汽车设计时的首选轮胎六轮胎选择542024/7/62.轮胎的负荷系数轮胎负荷系数=最大静负荷/额定负荷=0.851.00；轮胎超载时，寿命降低（超载20%时寿命降低30%）；操纵稳定性下降；行驶安全性下降。乘用车选择下限；商用车可接近上限；前轮的轮胎负荷系数一般应低于后轮的。3.轮胎的选择依据：气压、帘布层级、行车速度气压增加，则承载能力强，但轮胎的附着能力下降，振动频率增加，乘坐舒适性和安全性变坏；乘用车轮胎使用气压不应高于所选轮胎规定负荷下限定气压的80%。商用车的轮胎使用气压可接近选定轮胎层级所限定的气压。考虑到操纵稳定性的需求，前轮轮胎气压应低于后轮的轮胎气压。六轮胎选择552024/7/63.轮胎的选择依据：气压、帘布层级、行车速度帘线层级愈高，轮胎的承载能力也愈强，并有与轮胎气压增加相似的缺点。汽车行驶速度高，轮胎的发热量增加、温度升高，使轮胎寿命降低，还会引发交通事故。选用轮胎的速度级别所限定的最高使用速度要大于所设计汽车的最高车速。轮胎具有高度的标准化、系列化特点。尺寸等指标要符合国家标准的要求。2024/7/656汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八2024/7/657 总布置草图设计 总布置设计结果性能参数、总布置图（总布置草图、校对图）总布置图作用 总布置草图：通常包括:总布置草图（满载）和:总布置尺寸控制图；总布置校对图七总体布置设计2024/7/658总布置总布置考虑的主要项目考虑的主要项目整车各项性能的设计计算 发动机与传动系布置；转向装置、悬架和制动系布置；车身内部（载货、客）空间布置；驾驶区座椅、踏板和变速杆等布置；燃料箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置；底板、仪表板等车身基本骨架形状;发动机舱、室内装置和后行李舱等局部空间布置；悬架、轮胎(车轮)的工作范围2024/7/659 总布置草图绘制总布置草图绘制（满载状态）（满载状态）制动系布置画总布置基准线总布置坐标系车身与驾驶区布置转向悬架布置油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置货车车箱布置动力总成（发动机-离合器-变速器）布置驱动桥传动轴布置一、三维坐标的基准线（面）一、三维坐标的基准线（面）绘制总布置草图 是汽车的总体布置的主要工作。绘制总布置草图的目的：在图纸上实现总体方案在图纸上实现总体方案校核各部件尺寸是否满足设计要求校核各部件尺寸是否满足设计要求 确定整车的基准线应在汽车满载状态下进行 绘图时应将汽车前部绘在左侧。绘制要求绘制要求1车架上平面线车架上平面线 定义：定义：车架纵梁上翼较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁车架纵梁上翼较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁 的上缘面在侧（前）视图上的投影线。的上缘面在侧（前）视图上的投影线。60作用作用：作为垂直方向尺寸的基准线（面），即：作为垂直方向尺寸的基准线（面），即Z坐标线。坐标线。向上为“+”、向下为“-”，该线标记为：2前轮中心线 定义：通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视 图上的投影线。作用：纵向方向尺寸的基准线（面），即x坐标线。向前为“-”，向后为“+”，该线标记为：3汽车中心线定义：汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线。作用：作为横向尺寸的基准线（面），即y坐标线。向左为“+”、向右为“-”，该线标记为：612024/7/662一、整车布置基准线（面）零线的确定一、整车布置基准线（面）零线的确定地面线地面线车架上平面线车架上平面线前轮中心线前轮中心线汽车中心线汽车中心线OO：货车、客车车架上平面（车架纵梁上翼面较长的一段）；客车（承载式车身）车身中部地板或边梁上翼面；轿车车身地板平面或通过前轮中心的水平线X地面线2024/7/663轿车总布置基准线坐标系轿车总布置基准线坐标系前轮中心前轮中心XOZ地面线地面线4辅助基准线 定义：地平面在侧视和前视图上的投影线。作用：标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度 等尺寸的基准线。定义：通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯 视图上的投影线 作用：标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合（如轿车）。（1）地面线（2）前轮垂直线642024/7/665总布置基准线坐标系画法总布置基准线坐标系画法Z前轮垂直线前轮垂直线后轮垂直线后轮垂直线Or0r0F地面线地面线F（0.51.5）rrO1rrO2abLAB前轮中心线前轮中心线车架上平面线车架上平面线X后轮中心线后轮中心线货车与客车的车架上平面线地面线，一般设计成与地面线有一个小夹角F（0.51.5），即前低后高，以保证汽车在驱动行驶时车厢能趋于水平。画总布置草图常将车架上平面线置为水平线，而地面线为斜线；轿车不必如此，地面线皆为水平线！4辅助基准线 定义：地平面在侧视和前视图上的投影线。作用：标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度 等尺寸的基准线。定义：通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯 视图上的投影线 作用：标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合（如轿车）。（1）地面线（2）前轮垂直线662024/7/667总布置基准线总布置基准线辅助基线辅助基线F后轴中心线后轴中心线前轮垂直线前轮垂直线后轮垂直线后轮垂直线地面线地面线车架上平面线车架上平面线X汽车中心线汽车中心线ZY前轴中心线前轴中心线Y汽车中心线汽车中心线OZ前轮前轮中心线中心线F后轮中心线后轮中心线二、各部件的布置二、各部件的布置影响影响布置布置1发动机的布置（1）发动机的上下位置 离地间隙驾驶员视野 轿车：前部因没有前轴，发动机油底壳至路面的距离，应保证满载状态下最小离地间隙的要求。货车：通常将发动机布置在前轴上方，考虑到悬架缓冲 脱落以后，前轴的最大向上跳动量达70 100mm，这就要求发动机有足够高的位置，以防 止前轴碰坏发动机油底壳。68标注方法：用气缸体前端面与曲轴中心线交点K到地面高度尺寸b来标明发动机高度位置 影响影响布布置置考考虑虑（2）发动机的前后位置 汽车的轴荷分配 轿车前排座位的乘坐舒适性 传动轴长度和夹角 货车的面积利用率 a、减小传动轴夹角：前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成14夹角，轿车多在34之间。b、前纵梁之间的距离：发动机前置后轮驱动的轿车，必须考虑吊装在发动机上的所有总成（如发动机、空调装置的压缩机等）以及从下面将发动机安装到汽车上的可能性。还应保证在修理和技术维护情况下，从上面安装发动机的可能性。69标注方法：用气缸体前端面与曲轴中心线交点K到前轮中心线的距离尺寸c来标明发动机前后位置（3）发动机的左右位置）发动机的左右位置 影响影响底盘承载系统的受力 发动机悬置支架的统一性布置：布置：发动机曲轴中心线在一般情况下与汽车中心线一致。少数汽车如44汽车，考虑到前轿是驱动桥，为了使前驱动桥的主减速器总成上跳时不与发动机发生运动干涉，将发动机和前桥主减速器向相反方向偏移。702024/7/671二、各部件的布置二、各部件的布置 1、动力总成（发动机、动力总成（发动机-离合器离合器-变速器）布置变速器）布置Kcb发动机前端面发动机前端面发动机曲轴中心线发动机曲轴中心线E传动轴中心线传动轴中心线1前轮中心 车架上平面线车架上平面线注：发动机曲轴中心线一般设计成与车架上平面线向下有一个小夹角E（货车14；轿车34），即前高后低，以减小传动轴夹角1！发动机前置后驱动2024/7/672总布置动力总成布置总布置动力总成布置发动机前置后驱动发动机前置后驱动KZOr0r0F地面线地面线F（0.51.5）rrO1rrO2abLABX 发动机的上下位置影响质心高度、离地间隙和驾驶员视野；发动机的前后位置影响前后轴荷分配、轿车前排座位的乘坐舒适性、传动轴长度和夹角、货车的面积利用率；发动机的左右位置影响底盘系统的受力和发动机悬置同同时时考考虑虑车架上平面线车架上平面线2024/7/6732 2、传动系、传动系布置布置发动机前置后驱动发动机前置后驱动 主减速器主动轴线位置与车架上平面有一个夹角r()，即向上翘起，以减小传动轴夹角，并使万向节传动轴两端夹角相等。轿车常将传动轴布置成形方案，可降低传动轴轴线的高度，有利于客厢地板和后排中间座椅的布置（减小地板凸包）；驱动桥半轴中心位置与驱动轮中心重合；差速器壳体中心线位置最好与汽车中心线重合，以使左、右半轴通用12rE车架上平面线车架上平面线条件条件两端夹角相等在满载静止时不大于4、最大不得大于7。布置：布置：常将后桥主减速器的轴线向上翘起。在轿车布置中：在侧视图上常将传动轴布置成U形方案。可降低传动轴轴线的离地高度，有利于减小客厢地板凸包高度和保证后排中间座椅座垫处有足够的厚度。凸包与中间传动轴之间的最小间隙一般应在1015mm 万向节传动轴传动的条件：742024/7/6753 3、转向装置、转向装置布置布置 转向盘的位置保证驾驶员能舒适地进行转向操作 转向器的位置转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近 转向器用万向节和转向传动轴将它们连接起来 转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于 转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角。U形布置万向节传动轴 3转向装置的布置（1）转向盘的位置 布置应考布置应考虑的问题虑的问题保证驾驶员能舒适地进行转向操作；（考虑转向盘平面与水平面之间的夹角）以取得转向盘前部盲区距离最小为佳；转向盘不应影响驾驶员观察仪表；照顾到转向盘周围（如风挡玻璃等）有足够的空间。76布置应考布置应考虑的问题虑的问题避免悬架运动与转向机构运动出现不协调现象；（转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近）防止转向盘后移伤及驾驶员；要求转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于5（影响踏板的布置和驾驶员腿部的操纵动作）较高的传动效率（转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵杆之间的夹角布置 ）（2）转向器的位置 772024/7/6784 4、悬架、悬架布置布置CA1091前悬架前悬架 前悬架钢板弹簧布置在纵梁下面，且成前高后低状。减振器应尽可能布置成压平状态时直立状，2024/7/679前悬架装置前悬架装置布置示例布置示例EQ1090E前悬架前悬架2024/7/680后悬架装置后悬架装置布置示例布置示例某轿车非对称钢板弹簧后悬架某轿车非对称钢板弹簧后悬架 后悬架钢板弹簧布置在车架纵梁外侧与车轮之间。减振器应尽可能布置成直立状。2024/7/681后悬架装置后悬架装置布置示例布置示例少片簧钢板弹簧后悬架少片簧钢板弹簧后悬架2024/7/682后悬架装置后悬架装置布置示例布置示例某渐变刚度钢板弹簧后悬架某渐变刚度钢板弹簧后悬架2024/7/6835 5、制动系、制动系布置布置 制动踏板布置考虑人体特性要求，制动管路布置要注意安全可靠、整齐美观。6 6踏板的布置踏板的布置离合器踏板 制动踏板 油门踏板布置在地板凸包与车身内侧壁之间。在离合器踏板左侧，应当留出离合器不工作时可以放下左脚的空间。油门踏板一般比制动踏板稍低，要求油门踏板与制动踏板之间留有大于一只完整鞋底宽度（60mm）的距离。德国推荐的确定踏板布置的尺寸关系 842024/7/6857 7、油箱、备胎、行李箱和蓄电池等、油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件附件布置布置 油箱油箱应远离消声器、排气管和裸露的电器接头及开关，轿车油箱常布置在行李箱内；货车油箱布置在纵梁上。汽车最大续驶里程（一般200600km）来确定 备胎应保证备胎拆装方便，并有利于汽车质心位置的降低。轿车备胎）；货车备胎 行李箱应保证有足够的有效容积 蓄电池蓄电池与起动机应位于同侧，缩短线路。2024/7/686 （1）人体尺寸分布规律百分位数：例如，成年男子身高第50百分位数为1688mm，即第50份点上的数值为1688mm，表明有50%的人身高低于此值。人体的基本尺寸（均值和标准差）车内空间、操纵机构、座椅的布置均以之作为依据；以均值决定基本尺寸，标准差决定调整量；男子身高为例，取1.645，表明90%男子的身高在15531822mm范围内。8、车身内部布置2024/7/688（2 2）人体样板）人体样板将躯干、大腿、小腿、脚等模型板将躯干、大腿、小腿、脚等模型板利用铰链联接，用来进行车身内部利用铰链联接，用来进行车身内部布置的平面人体模型。布置的平面人体模型。人体样板通常有三种尺寸：第人体样板通常有三种尺寸：第1010、5050、9595百分位，分别代表矮小、中百分位，分别代表矮小、中等、高大的人体身材；等、高大的人体身材；88它们的躯干尺寸相同，但小腿和大腿尺寸不一样；人体样板用有机玻璃或胶合板制作，比例为1:5（设计初期）、1:2和1:1。2024/7/689（2）人体样板（续）人体样板（续）布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置；布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置；人体样板上的胯点要与初选的座椅上的人体样板上的胯点要与初选的座椅上的“胯胯”点重合；点重合；人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。然后根据选定的坐姿角然后根据选定的坐姿角、及及在图样上进行布置，检查在图样上进行布置，检查初选的初选的b b值等是否合适。值等是否合适。驾驶时，人体各部分的夹角应符合人体工程学的要求。驾驶时，人体各部分的夹角应符合人体工程学的要求。892024/7/6909、乘用车外廓尺寸的确定、乘用车外廓尺寸的确定（1 1）H H点与点与R R点点胯点能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中的位置。胯点能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中的位置。H H点点人在座椅中坐定，实车测得的胯点位置；人在座椅中坐定，实车测得的胯点位置；R R点点设计之初，根据总布置要求初选的一个座椅设计之初，根据总布置要求初选的一个座椅调至最后、最下位置时的调至最后、最下位置时的“胯点胯点”。它是设计参考。它是设计参考点。点。试制出样车后，将座椅调至最后、最下位置，测量试制出样车后，将座椅调至最后、最下位置，测量胯点即为胯点即为H H点；点；如果测定的如果测定的H H点不超出以点不超出以R R点为中心的水平边长点为中心的水平边长30mm30mm、铅直边长铅直边长20mm20mm的矩形方框范围，并且靠背角与设计的矩形方框范围，并且靠背角与设计值的差值不大于值的差值不大于3 3，则认为，则认为H H点与点与R R点的相对位置满点的相对位置满足要求。足要求。902024/7/691（2）顶盖轮廓线的确定）顶盖轮廓线的确定 91纵向轮廓线的确定横向轮廓线的确定首先将座椅放置在高度方向和首先将座椅放置在高度方向和长度方长度方向的平均位置处；向的平均位置处；然后然后确定确定H点，并引出一条与点，并引出一条与铅垂线成铅垂线成8的斜线；的斜线；再再从从H点沿点沿8斜线方向斜线方向截取截取765mm的的F点；点；F点相当于第点相当于第50百分位驾驶员的百分位驾驶员的头部头部最最高点；高点；从从F点垂直向上截取点垂直向上截取100135mm为为车车顶内饰线顶内饰线。车顶：包括包括钢板、隔离板、隔离层、蒙面等，厚度、蒙面等，厚度为1525mm。顶盖的纵向轮廓线汽车顶盖横剖面上的最高点：再增加2040mm；（因顶盖轮廓是上凸的曲面，并对称于汽车的纵轴线）用同样的方法找出后排座椅上方最高点；前、后座椅上方两点连线即为顶盖的纵向轮廓线。（3）车身）车身横截面横截面 形成:轿车车身横截面由顶盖、车门和地板的外形来形成。92确定：确定：将在确定顶盖纵向轮廓时求得的左、右座椅乘员头部上方 顶盖上的点，画到横截面图上；再加上顶盖纵向轮廓线上的点，共三点即可画出顶盖横向 轮廓线。车身侧壁倾斜度的确定：考虑上、下车的方便性。车门上、下槛边缘之间的间距为100150mm时（上窄下宽），乘员上身只倾斜010即可入座。但此间距过大会使汽车上下比例失调，影响外观，且玻璃升降占用车门内空间大，并影响肩部和玻璃之间的间隙（要求大于100mm）、肘部和车门内表面之间的间隙（要求大于70mm）。932024/7/694货车货车驾驶室内部驾驶室内部布置布置（表（表1-17）2024/7/695轿车轿车车身内部车身内部布置布置2024/7/696轿车轿车车身内部车身内部布置示例布置示例2024/7/697客车客车车身内部车身内部布置布置（表（表1-18)2024/7/698货车车箱货车车箱布置布置 货车货箱布置影响汽车总体尺寸、轴荷分配、质心高度与货物装卸方便性、安全性等。Lr LhPL货箱底板平面(50100mm)O后悬后悬LrhP(11.4m)L(1222 L)平头车和自卸车70mm70mm2024/7/699 总体尺寸总体尺寸较核图货车较核图货车LFrhdHLFLrL2024/7/61001010、安全带与安全气囊、安全带与安全气囊1 1、乘员受伤主要源自于二次碰撞；、乘员受伤主要源自于二次碰撞；2 2、安全带有两点式、三点式和四点式之分、安全带有两点式、三点式和四点式之分3 3、腰带、肩带固定点、腰带、肩带固定点(日本标准）日本标准）2024/7/6101汽车设计概述主要参数确定发动机选择车身形式选择汽车形式选择轮胎选择内容提要内容提要一二三四五六总体布置设计运动校核七八2024/7/6102八八 汽车总体运动校核汽车总体运动校核运动校核一般包括以下各项：、转向轮跳动和转向过程中与翼子板、转向杆系之间运动关系;、传动轴随后轮跳动时的运动关系;、转向杆系与悬架导向机构（转向轮）运动协调、后轮跳动时与翼子板间的相对关系;、制动时前轴的扭转所产生的转向干涉，防止产生制动跑偏;、驾驶区各种操纵机构的运动轨迹：、可翻转的驾驶室翻转时：2024/7/6103转向杆系悬架导向机构运动协调转向杆系悬架导向机构运动协调校核校核BBA1转向摇臂转向节臂纵拉杆纵拉杆转向摇臂转向杆系结构2024/7/6104转向杆系悬架导向机构运动协调转向杆系悬架导向机构运动协调校核图校核图O转向节臂A1 随悬架跳动中心纵拉杆 运动的不协调所产生的转向干涉量(上跳下跳)是否在控制范围内?O1钢板弹簧跳动中心钢板弹簧C静挠度静挠度下跳下跳动挠度动挠度上跳上跳GHHG 转向节臂端点1随悬架跳动绕O2 点运动轨迹JJ，上跳G下跳G 转向节臂端点1随转向纵拉杆绕B 点运动轨迹KK，上跳H下跳H转向摇臂转向摇臂B1转向节臂转向轮跳动2024/7/6105传动轴跳动传动轴跳动较核较核后轮跳动传动轴跳动AA1A2O2传动轴随后轮跳动时的运动关系122024/7/6106传动轴传动轴随车轮随车轮跳动跳动校核图校核图AA2O1fd 动挠度fc-静挠度f-反跳O2A1传动轴上下极限位置及其最大摆角max传动轴夹角及其变化max,满载,空载,1=2?传动轴长度及其变化L=Lmax-Lminmaxq 校核：车轮跳动AO1+O1A2minAE,AE”传动轴A-A2EEE”钢板弹簧A1跳动中心传动轴A2跳动中心