整車總布置圖的繪制及各總成

1、整車總布置圖的繪制及各總成的布置整車總布置圖的繪制及各總成的布置目 錄1.整車布置的基準(zhǔn)線零線的確定2確定車輪中心（前、后）至車架上表面零線的最小布置距離3前軸落差的確定4發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的布置5車頭、駕駛室的布置6懸架的布置7車架總成外形及其橫梁的布置8轉(zhuǎn)向系的布置9制動(dòng)系統(tǒng)的布置10進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置11操縱系統(tǒng)的布置12車箱的布置 在總成進(jìn)行方案布置和設(shè)計(jì)計(jì)算的同時(shí)，要進(jìn)行整車總體布置的有關(guān)計(jì)算（參數(shù)確定和性能計(jì)算）工作，并要在整車方案布置草圖及各總成匹配布置的基礎(chǔ)上正式繪制和布置整車總布置圖。 整車總布置圖包括側(cè)視圖、俯視圖、前視圖和必要的斷面布置圖、局部布置圖。 在繪制整車總布置圖的

2、過程中，要隨時(shí)配合、調(diào)整和確認(rèn)其各總成的外廓尺寸、機(jī)構(gòu)、布置型式、連接方式、各總成之間的相互關(guān)系、操縱機(jī)構(gòu)的布置要求，懸置的結(jié)構(gòu)與布置要求、管線路的布置與固定、裝調(diào)的方便性等。 整車布置應(yīng)從車型系列化角度出發(fā)，減少基礎(chǔ)布置的變動(dòng)，并可變形出多種車型，以適應(yīng)大量生產(chǎn)和用戶不同的使用要求，從而可以降低成本，提高可靠性。1.1.整車布置的基準(zhǔn)線整車布置的基準(zhǔn)線零線的確定零線的確定 汽車在滿載狀態(tài)下，確定整車的零線（三維坐標(biāo)面的交線）、正負(fù)方向及標(biāo)注方式。 （1）整車在滿載狀態(tài)、車頭向左來確定整車的坐標(biāo)線。 X坐標(biāo)線：通過左右前輪中心的鉛垂面，在側(cè)視和俯視圖上的投影線即為X坐標(biāo)線，前為“-”、后為“+

3、”，該線標(biāo)記為 。 Z坐標(biāo)線：取車架縱梁上翼面上較長(zhǎng)的一段平面，或承載式車身中部底板的下表面，并與水平面平行時(shí)，該面在前視和側(cè)視圖上的投影線即為Z坐標(biāo)線，上為“+”、下為“-”，標(biāo)記為 。 Y 坐標(biāo)線：通過汽車縱向中心線的鉛垂面，在前視圖和俯視圖上的投影線為Y坐標(biāo)線，前視圖中右側(cè)為“+”、左側(cè)為“-”，標(biāo)記為 。 （2）在新車設(shè)計(jì)時(shí)，整車的坐標(biāo)線確定后，車身（車頭、駕駛室）、車架的坐標(biāo)線也確定了，三者是統(tǒng)一的。 （3）如果用現(xiàn)有的車身、車架拼裝新車型，則三者的坐標(biāo)線不一定一致。因?yàn)樗x用的車身、車架已有自己的坐標(biāo)線，而布置在新車上時(shí)，其坐標(biāo)線不一定與新車的坐標(biāo)線重合，因布置上的需要會(huì)造成差值，

4、在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)記住這一差值，做為設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)。原車身、車架的坐標(biāo)不隨新車的坐標(biāo)而變動(dòng)。 整車零線的畫法 上述的 、 、 三條線，統(tǒng)稱為三個(gè)方向的零線。 在繪制總布置圖時(shí)，先確定零線的位置。一般是從側(cè)視圖上開始，根據(jù)整車的前懸及車架上表面至地面的高度，確定X和Z坐標(biāo)線的交點(diǎn)，然后通過該點(diǎn)畫一水平線和一垂直線，分別代表 和 。需要時(shí)可畫出網(wǎng)格線，間距為200mm或400mm，便于繪圖時(shí)坐標(biāo)點(diǎn)的換算或量取。 俯視圖和前視圖坐標(biāo)線的畫法可照此法處理，但必須保證X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)線相互垂直。 地面線可暫時(shí)不畫，待前、后輪中心至車架上表面距離確定后，再以前、后輪中為圓心，以車輪靜力半徑為半徑，分別畫兩個(gè)圓弧

5、，則兩圓弧的切線即為地平線。圖1 整車總布置圖坐標(biāo)系2.2.確定車輪中心確定車輪中心( (前、后前、后) )至車架上表面至車架上表面零線的最零線的最小布置距離小布置距離 2.1 后輪中心至車架上表面零線的距離 在前輪不驅(qū)動(dòng)，僅后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，前、后車輪中心至車架上表面零線的距離取決于后驅(qū)動(dòng)橋處在滿載狀態(tài)下的布置尺寸。參見圖1，圖中車架縱梁上表面與整車零線重合時(shí)，后輪中心至車架上表面零線的距離為a+b+c。其中a為車架 縱梁在后橋中心斷面處的斷面 高度。b為滿載時(shí)后橋殼至車架 最大跳動(dòng)距離。c為后橋殼中心 至與車架下表面相碰時(shí)的橋殼上 表面的距離。2.22.2 前輪中心至車架上表面前輪中心至車

6、架上表面零線的距離零線的距離 前輪中心至車架上表面零線的距離，一般均小于后輪中心至零線的距離，這樣可以保證車架上表面在滿載狀態(tài)下與地面有一前低后高的夾角，使汽車在行駛時(shí)貨物不會(huì)向后移。前輪中心至車架上表面零線的距離所以能小于后輪處，就是前軸允許有一落差值，車架前端可以向下傾斜，以滿足布置上的要求。見圖2，其中a為前輪中心至車架上表面零線的距離，c為滿載時(shí)前輪最大跳動(dòng)量，d為板簧總成最大厚度，e為前軸落差，即轉(zhuǎn)向節(jié)中心至簧座上表面的距離。前輪中心至零線的距離a=b+c+d-e。 一般載貨汽車的角取0.30.7。轎車多取0。2.3 2.3 前驅(qū)動(dòng)輪中心至車架上表面前驅(qū)動(dòng)輪中心至車架上表面零線的距離

7、零線的距離 如果汽車前后輪均能驅(qū)動(dòng)時(shí)，則前后輪中心至零線的最小布置距離取決于前驅(qū)動(dòng)輪處在滿載狀態(tài)下的布置尺寸。一旦距離確定后，根據(jù)角就可確定后輪中心至零線的距離。 在前后車輪中心確定后，可以以車輪的自由半徑和靜力半徑的長(zhǎng)度為半徑，以車輪中心為圓心分別畫圓和圓?。▓A弧應(yīng)畫在地平面這邊），則圓即為車輪外輪廓在側(cè)視圖上的投影線，而兩圓弧的共切線即為地平面在側(cè)視圖上的投影線。 無論是那種車型，都應(yīng)考慮車架上表面至地面的距離（或至車輪中心的距離），該距離越小越好，這樣可以保證汽車的貨箱底板能降至離地面距離最?。ūＷC輪胎的跳動(dòng)間隙），并能保證車箱縱、橫梁有足夠的斷面高度，以滿足其強(qiáng)度和剛度的要求，同時(shí)也可

8、以降低改裝車改裝部分的質(zhì)心高度。3.3.前軸落差的確定前軸落差的確定 當(dāng)前輪中心確定后，根據(jù)選定的車輪外傾角定出主銷中心的高度位置，然后選一合理的前軸落差值（前簧座上表面至主銷中心的距離），在工藝允許的情況下盡量取大些，如果一級(jí)落差不夠，還可以在兩簧座中間部分再出第二級(jí)落差，但要考慮最小離地間隙不能太小。兩級(jí)落差的前軸工藝性稍差些。4.4.發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的布置發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的布置 根據(jù)總布置草圖中所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸及前輪的相互位置關(guān)系、發(fā)動(dòng)機(jī)總成、散熱器總成、車頭駕駛室總成的外形圖，一起在總布置圖中進(jìn)行細(xì)化、準(zhǔn)確定位，然后確定其坐標(biāo)位置。 布置時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： 油底殼與前軸的最小跳動(dòng)距

9、離； 油底殼與橫拉桿的間隙，除前軸垂直跳動(dòng)量外，還要考慮制動(dòng)時(shí)由于前簧的S變形而造成前軸向前有一轉(zhuǎn)角（約34）所要求的額外間隙。特別是前驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)軸與油底殼或附近的橫梁等零件的間隙也應(yīng)如此。 散熱器與風(fēng)扇的位置關(guān)系。一般風(fēng)扇至散熱器芯部表面至少留40mm以上的間隙。風(fēng)扇中心與散熱器芯部中心可以對(duì)齊，或者高于芯部中心，但風(fēng)扇不要超過上水室下邊，這樣的布置冷卻效果差； 曲軸中心線與車架上表面零線，有一前高后低的夾角（約25），一般取3左右。目的是能使汽車在滿載狀態(tài)時(shí)，傳動(dòng)系的軸線互相之間夾角最小，甚至從前至后成為一條直線，以提高萬向節(jié)是傳動(dòng)效率和減少磨損； 滿載時(shí)傳動(dòng)軸的正常夾角在4以下最好，希

10、望不超過8。越野車的傳動(dòng)夾角可達(dá)11多。有條件時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋自身可以傾斜一個(gè)角度，以便滿足傳動(dòng)軸的等角速運(yùn)轉(zhuǎn)，或減少傳動(dòng)軸的夾角； 單根傳動(dòng)軸不易過長(zhǎng)，必要時(shí)可加中間支撐，變成兩根或多根傳動(dòng)軸傳動(dòng)。 轎車傳動(dòng)軸的布置，在不影響離地間隙的情況下，主要考慮車身地板的傳動(dòng)軸鼓包越小越好，因此傳動(dòng)線可布置成中間低兩頭高的形式。5.5.車頭、駕駛室的布置車頭、駕駛室的布置 在發(fā)動(dòng)機(jī)與車架、前軸、前輪布置關(guān)系確定后，即可布置車頭、駕駛室，在總成設(shè)計(jì)階段，對(duì)其關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此在這僅對(duì)其相互位置關(guān)系進(jìn)行最后布置上的確認(rèn)和坐標(biāo)、尺寸的確定。6.6.懸架的布置懸架的布置 以載貨車的板簧為主，介紹布置上的要求。 前板

11、簧的布置要保證主銷后傾角的要求，同時(shí)這種前高后低的布置也有利于產(chǎn)生不足的轉(zhuǎn)向。 板簧的支架應(yīng)盡量減少懸臂的長(zhǎng)度，以求在較小尺寸和質(zhì)量的前提下，獲得較大的強(qiáng)度和剛度。 后板簧的布置應(yīng)做到前低后高，亦可獲得不足轉(zhuǎn)向。特別是高速轎車、輕型客車及吉普車等一定要考慮。對(duì)于載貨車，可能因結(jié)構(gòu)原因而造成布置上難度較大，則可較少考慮。 減震器應(yīng)盡量布置成垂直狀態(tài)，以最大限度地利用其有效行程和減少偏差。若空間不允許，也可斜置。布置時(shí)應(yīng)注意下支點(diǎn)的離地高度，后減震器的上支點(diǎn)不應(yīng)高出車架上表面太高（不應(yīng)超過80mm），以免影響改裝車的裝配和布置。 注意減震器上下行程的分配，不能發(fā)生上下頂死現(xiàn)象。 前懸架采用獨(dú)立懸架

12、時(shí)，要注意導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)對(duì)前輪定位角、輪距變化的影響及布置上的抗點(diǎn)頭角的作用，拆裝油底殼的方便性等。7.7.車架總成外形及其橫梁的布置車架總成外形及其橫梁的布置 先確定車架縱梁的斷面（膠板）高度，可通過有限元計(jì)算，并參考同類樣車的車架最大斷面高度，決定車架的最大斷面高度。 車架縱梁的外形，對(duì)于一般載貨汽車來講，前后軸之間的車架縱梁的斷面高度為最大值，而在前、后軸附近及前、后端的斷面高度均可變小，大多數(shù)車的前軸和后橋中心都處在車架縱梁斷面高度變化的過渡區(qū)內(nèi)。如圖3所示。 也有的載貨汽車或越野車，車架縱梁的后部斷面也取為最大值。如圖3中的虛線部分所示。對(duì)產(chǎn)量不大的重型車，車架從前到后采用等直的斷面

13、高度，即為落料成矩形斷面，再壓彎成“C”型結(jié)構(gòu)，這樣的縱梁制造工藝簡(jiǎn)單、成本低，但是質(zhì)量偏大，前部布置上不太理想。 車架前部的變斷面，除要保證足夠的強(qiáng)度和剛度外，形狀的變化及選擇，要考慮布置上的需要和沖壓的工藝性，如前簧的布置，主銷后傾角度、前輪的跳動(dòng)量、發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱器等的 懸置結(jié)構(gòu)和處理是否理想、車頭或駕駛室懸置的布置等，最后進(jìn)行綜合平衡后再確定車架前部的外形尺寸和斷面高度。 車架總成外寬的確定 不同的車型、不同的廠家，所選的車架總成外寬不一樣，雖然國(guó)家制訂了車架外寬的標(biāo)準(zhǔn)，但目前國(guó)內(nèi)沒有達(dá)到統(tǒng)一。 對(duì)車架總成的外寬，其前、中、后部不等，主要取決于布置上的需要。前部外寬取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的外寬及懸

14、置結(jié)構(gòu)的布置、散熱器的尺寸及懸置、前輪距、前輪胎的型號(hào)及車輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向縱拉桿和減振器的布置、前懸架的結(jié)構(gòu)型式和布置位置等因素。后部車架的外寬取決于后懸架的結(jié)構(gòu)、尺寸、布置及后輪胎（特別是雙胎）的型號(hào)、布置尺寸、整車外寬（不允許超過2.5m）。車架中部的外寬主要考慮國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，及前、后部寬度的差值的大小和過渡區(qū)的工藝性等，盡量采用前、中、后部等外寬的車架，這樣工藝性比較好，質(zhì)量容易保證。 轎車的車架主要是根據(jù)布置需要，多采用承載式車身，而高級(jí)的轎車還是采用有車架式結(jié)構(gòu)，但車架的外形都根據(jù)布置上的需要，做成前后窄而高、中間寬而低的形式，這樣可以保證整車質(zhì)心低而且運(yùn)行平穩(wěn)。 車架總成的橫梁布

15、置應(yīng)均勻、結(jié)構(gòu)合理，在膠板上有總成固定支架的地方（即力的作用點(diǎn)），應(yīng)布置橫梁，以便減少縱梁腹板的側(cè)彎。懸架支架、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、油箱、電瓶、駕駛室懸置等處都應(yīng)考慮布置橫梁。8.8.轉(zhuǎn)向系的布置轉(zhuǎn)向系的布置 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置，主要是保證駕駛員操縱輕便、舒適，并使汽車具有較高的機(jī)動(dòng)性和靈敏度，轉(zhuǎn)彎時(shí)減少車輪的側(cè)滑，減輕轉(zhuǎn)向盤上的反沖力和有自動(dòng)回正作用。 轉(zhuǎn)向系布置的關(guān)鍵要保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置及拉桿系統(tǒng)有足夠的剛度和較小的傳動(dòng)比變化量。 轉(zhuǎn)向機(jī)及轉(zhuǎn)向柱的固定要牢靠，角度及轉(zhuǎn)向盤的高度位置應(yīng)保證駕駛員操作靈便，手臂沒有被架高的感覺，抬腿蹬踏板時(shí)不碰轉(zhuǎn)向盤。 拉桿必須有足夠的剛度，特別是彎拉桿，要保證沒有彈性變形

16、。 在前輪左右最大轉(zhuǎn)角區(qū)間內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)不能出現(xiàn)發(fā)卡、磨擦現(xiàn)象，拉桿之間不能出現(xiàn)死角，在轉(zhuǎn)向過程當(dāng)中傳動(dòng)比的變化應(yīng)盡量小。 在系列車型設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于軸距的變化會(huì)影響梯形底角的變化，在實(shí)際生產(chǎn)中，這種細(xì)小的變動(dòng)很難處理，管理上容易出現(xiàn)誤裝或錯(cuò)裝，生產(chǎn)也不好安排，為此就應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)回避這一誤區(qū)。轉(zhuǎn)向梯形的確定，以系列車型中，產(chǎn)量最大的、或軸距居中的車型、亦可兩者兼顧后決定以某一車型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)其轉(zhuǎn)向梯形，其它車型直接乘用，這樣便于組織生產(chǎn)和發(fā)展變型車，對(duì)使用影響也不大。 在縱置板簧的布置中，轉(zhuǎn)向垂臂的球頭中心應(yīng)與板簧的跳動(dòng)中心重合或接近，上節(jié)臂的球頭中心應(yīng)與主片的高度相差，這樣可以減少車輪跳動(dòng)的干涉量、緊

17、急制動(dòng)時(shí)的干涉跑偏問題。 轉(zhuǎn)向盤的高度、轉(zhuǎn)向柱的角度固定方式等可與車身總布置共同商定，亦可在1：1的內(nèi)模型內(nèi)確定，并與腳踏板和座椅一同考慮。9.9.制動(dòng)系統(tǒng)的布置制動(dòng)系統(tǒng)的布置 隨著高速公路的發(fā)展和車輛的日益增多，行車的安全性越來越被重視，因此國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：汽車上應(yīng)配有行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)功能，三者可以獨(dú)立、亦可互相聯(lián)系，但當(dāng)某二者失靈（踏板或制動(dòng)閥除外），另一系統(tǒng)仍具有應(yīng)急的制動(dòng)功能。應(yīng)急制動(dòng)的操作必須方便可靠，它可與行車制動(dòng)或駐車制動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)結(jié)合，但三者不能合在一起。對(duì)于駐車制動(dòng)，要求它必須通過機(jī)械裝置把工作部件（制動(dòng)器）鎖止，解除也應(yīng)方便可靠。 行車制動(dòng)必須采用雙回路

18、或多回路系統(tǒng)，當(dāng)部分管理失靈后，其余部分仍有至少30%的制動(dòng)效能。 整車設(shè)計(jì)人員要與總成設(shè)計(jì)人員共同商定，選擇行車和駐車制動(dòng)器的方案、制動(dòng)操縱方式及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式、結(jié)構(gòu)和布置。10.10.進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置 進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)方案的選擇及布置的合理性，對(duì)整車的性能、可靠性、排放和振動(dòng)噪聲等有影響。 空氣濾清器及進(jìn)氣管路是保證發(fā)動(dòng)機(jī)得到充足和清潔空氣的通道，所以吸氣口要放在空氣暢通、清潔、灰塵少的部位，管道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便減少阻力?？諝鉃V清器的容量要足夠，特別在風(fēng)沙、灰土大的地區(qū)，要加大空氣濾清器的容量，以增加濾清效果，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損和保證其正常地工作。 一般長(zhǎng)頭車的空氣濾清器

19、放在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)，但平頭車或重型車的空氣濾清器（空氣濾清器較大）都放在車身（頭）的外面，有的從駕駛室背后豎起一個(gè)煙囪式的通氣管道，吸氣口在上端朝下或朝外。有的平頭車的進(jìn)氣管道放在了乘客側(cè)的車門和風(fēng)窗玻璃的交接縫外，雖然不美觀，但對(duì)性能有益。 對(duì)于長(zhǎng)頭重型車，由于空濾器較大，也可放在車頭側(cè)面。 排氣系的布置要保證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣暢通，阻力?。ㄅ艢庵苿?dòng)系統(tǒng)除外），同時(shí)要盡量減少噪聲和振動(dòng)，排氣口要朝左或右，不許朝向人行道。 排氣管道的布置與油箱的距離應(yīng)大于300mm。若布置不開時(shí)，中間可加隔熱板。 排氣管道的任何部位（除排氣尾管的排所氣口外）都不允許發(fā)生漏氣現(xiàn)象，以防止產(chǎn)生振動(dòng)的噪聲。 消聲器進(jìn)氣管應(yīng)盡量與動(dòng)力總成固定在一起，以減少振動(dòng)干涉。排氣系統(tǒng)在整車（車架）上要用軟墊進(jìn)行支承和固定，以減少管道各接口處的振動(dòng)和干涉。 在布置消聲器時(shí)，注意離地間隙大小，特別是轎車更應(yīng)選擇合適的方案，不應(yīng)影響通用性。11.11.操縱系統(tǒng)的布置操縱系統(tǒng)的布置 轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱的布置前面已經(jīng)論述，這里僅對(duì)踏板（離合器、制動(dòng)、油