整車總布置設(shè)計

概述1.1整車總布置設(shè)計的任務(wù)從技術(shù)先進性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標(biāo)、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù)，提出總體設(shè)計方案，為各部件設(shè)計提供整車參數(shù)和設(shè)計要求；對各部件進行合理布置和運動校核；對整車性能進行計算和控制，保證汽車主要性能指標(biāo)實現(xiàn)；協(xié)調(diào)好整車與總成之間的匹配關(guān)系，配合總成完成布置設(shè)計，使整車的性能、可靠性達到設(shè)計要求。2設(shè)計原則、目標(biāo)汽車的選型應(yīng)根據(jù)汽車型譜、市場需求、產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢和企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃進行。選型應(yīng)在對同類型產(chǎn)品進行深入的市場調(diào)查、使用調(diào)查、生產(chǎn)工藝調(diào)查、樣車結(jié)構(gòu)分析與性能分析及全面的技術(shù)、進行分析的基礎(chǔ)上進行應(yīng)從已有的基礎(chǔ)出發(fā)，對原有車型和引進的樣車進行分析比較，繼承優(yōu)點，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先進技術(shù)與結(jié)構(gòu)，開發(fā)新車型。涉及應(yīng)遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法規(guī)、法律，不得侵犯他人專利。力求零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化。1.3汽車設(shè)計過程調(diào)查研究與初始決策：選定設(shè)計目標(biāo)，并制定產(chǎn)品設(shè)計工作及方針原則。總體方案設(shè)計：根據(jù)所選定的目標(biāo)及對開發(fā)目標(biāo)制定的工作方針、設(shè)計原則等主導(dǎo)思想提出整車設(shè)想，即概念設(shè)計(conceptdesign)或構(gòu)思設(shè)計。繪制總布置草圖，確定整車主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)與性能以及各總成的基本形式。(4)車身造型設(shè)計及繪制車身布置圖：繪制不同外形、不同色彩的車身外形圖；制作相應(yīng)的造型的1：5整車模型；從中選優(yōu)后，再制作1：5或1:1的精確模型。編寫設(shè)計任務(wù)書；汽車總布置設(shè)計；總成設(shè)計；試制、試驗、定型。整車型式的選擇根據(jù)設(shè)計原則，目標(biāo)和用戶的需求特點，整車設(shè)計人員要提出被開發(fā)車型的整車型式方案，主要包括以下幾部分：發(fā)動機的種類和型式；軸數(shù)和驅(qū)動型式；車頭和駕駛室的型式及與發(fā)動機、前軸(輪)的位置關(guān)系；輪胎的選擇。2.1發(fā)動機的種類和型式對于發(fā)動機的種類和型式，在現(xiàn)代汽車上主要選用汽油機和柴油機，燃用其它燃料或其它種類的發(fā)動機，可根據(jù)車型的需要進行選取。發(fā)動機的型式有直列式、V型和對置式等。）令卻方式有水冷和風(fēng)冷。因此要根據(jù)具體車型的使用條件和布置上的結(jié)構(gòu)需要，而選擇不同種類和型式的發(fā)動機。2.2汽車的軸數(shù)和驅(qū)動型式不同類型的汽車有不同的軸數(shù)和驅(qū)動型式，這主要根據(jù)使用條件、用途、工廠的生產(chǎn)條件、制造成本及公路的軸荷限值等因素進行選擇。最常用的是兩軸、后驅(qū)動4x2式汽車，其中轎車還可以采用4x2前驅(qū)動式結(jié)構(gòu)。對于一般總重小于19t的汽車，都采用4x2后驅(qū)動的布置型式（前驅(qū)動的轎車除外），因為這種汽車結(jié)構(gòu)簡單、布置合理、機動性好、成本低、適合于公路使用，是一種典型的、成熟的結(jié)構(gòu)型式。隨著汽車載重量的增加，各相關(guān)總成也要相應(yīng)的加大，汽車的自重也要增加，這樣會造成4x2式的汽車單軸的負荷增加，以致于超過公路、橋梁所規(guī)定的承載限值（公路允許單軸負荷為13t,雙后軸負荷為24t）。為解決此矛盾，一般采用增加汽車軸數(shù)的辦法來減少單軸的負荷，如從4x2變成6x2、6x4.8x4,如果想增加驅(qū)動能力，提高越野通過性能，可以采用4x4、6x6、8x8等增加前驅(qū)動型式的結(jié)構(gòu)，同時也可提高載重量。采用增加軸數(shù)的辦法，可以提高載重量而不增加單軸負荷，同時還不會增加車箱底板的離地高度，提高通用化、系列化水平，便于生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本等。所以汽車廠家多年來一直都采用這種辦法變型出更多品種的汽車。6x2式結(jié)構(gòu)可以由單前軸、單后驅(qū)動橋和后支承軸組成，也可由雙前軸和單后驅(qū)動橋組成，這主要取決于布置需求和軸荷分配。但應(yīng)盡量不采用雙前軸式結(jié)構(gòu)，因為這樣會使前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)復(fù)雜，轉(zhuǎn)向沉重或增加轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)，增加成本和影響操作。3車頭、駕駛室的型式車頭、駕駛室的型式是汽車的最主要的型式之一。其選擇主要決定于用戶的要求、安全性、維修保養(yǎng)的方便性和生產(chǎn)條件等因素。車頭的型式如長頭、平頭、凸頭等都各有其優(yōu)缺點。車頭、駕駛室與發(fā)動機，前軸（前輪胎）的布置位置，也可組成不同的布置結(jié)構(gòu)，形成不同風(fēng)格的整車外形，當(dāng)然對使用、性能也有一定的影響，所以對此要認真地進行選擇。2.4輪胎的選擇輪胎的尺寸和型號是進行汽車性能計算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，因此，在總體設(shè)計開始階段就應(yīng)選定，而選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的靜負荷、輪胎的額定負荷以及汽車的行駛速度。當(dāng)然還應(yīng)考慮與動力一傳動系參數(shù)的匹配以及對整車尺寸：參數(shù)（例如汽車的最小離地間隙、總高等）的影響。輪胎所承受的最大靜負荷與輪胎額定負荷之比，稱為輪胎負荷系數(shù)。大多數(shù)汽車的輪胎負荷系數(shù)取為0.9—1.0,以免超載。轎車、輕型客車及輕型貨車的車速高、輪胎受動負荷大，故它們的輪胎負荷系數(shù)應(yīng)接近下限；對在各種路面上行駛的貨車，其輪胎不應(yīng)超載小對在良好路面上行駛且車速不高的貨車，其輪胎負荷系數(shù)可取上限甚至達1.1；對車速不1高的重型貨車、重型自卸汽車，此系數(shù)亦可偏大些。但過多超載會使輪胎早期磨損，甚至發(fā)生胎面剝落及爆胎等事故。試驗表明：輪胎超載20%時，其壽命將下降30%左右。為了提高汽車的動力因數(shù)、降低汽車及其質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量，對公路用車在其輪胎負荷系數(shù)以及汽車離地間隙允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎。采用高強度尼龍簾布輪胎可使輪胎的額定負荷大大提高，從而使輪胎直徑尺寸也大為縮小。例如裝載量4t的載貨汽車在20世紀(jì)50年代多用的9.00—20輪胎早已被8.25—20；7.50—20甚至8.25—16等更小尺寸的輪胎所取代。越野汽車為了提高在松軟地面上的通過能力常采用胎面較寬、直徑較大、具有越野花紋的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車制動頻繁，制動鼓與輪輞之間的間隙應(yīng)大一些，以便散熱，故應(yīng)采用輪輞尺寸較大的輪胎。轎車都采用直徑較小、斷面形狀扁平的寬輪輞低壓輪胎，以便降低質(zhì)心高度，改善行駛平順性、橫向穩(wěn)定性、輪胎的附著性能并保證有足夠的承載能力。我國各種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負荷可查相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。轎車輪胎標(biāo)準(zhǔn)見GB2978—82；貨車和客車的輪胎規(guī)格詳見國標(biāo)GB516—82。貨車的后輪裝雙胎時，比單胎使用時的負荷可增加10%一15%。主要“目標(biāo)參數(shù)”的確定總布置設(shè)計人員應(yīng)初步確定以下各種參數(shù)，作為整車和總成的原始數(shù)據(jù)和工作目標(biāo)。在整車的方案(車頭、駕駛室的型式、發(fā)動機的種類，整車初步的外廓尺寸、主要布置參數(shù)和布置草圖)初步確定之后，整車設(shè)計人員通過圖面工作和計算、初步確定如下目標(biāo)參數(shù)：汽車主要尺寸參數(shù)汽車質(zhì)量參數(shù)主要性能參數(shù)汽車的機動性參數(shù)(5)估算發(fā)動機的最大功率、最大扭矩及其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。(6)變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，分動器速比和驅(qū)動橋的主減速比。3.1汽車主要尺寸參數(shù)確定通過整車總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進而確定整車各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計提供原始數(shù)據(jù)。在繪制整車總布置草圖時，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進行質(zhì)量參數(shù)的計算。確定車頭，駕駛室的型式，以及同發(fā)動機、前軸(輪)的相互布置關(guān)系后，繪制布置總布置草圖，并在此基礎(chǔ)上布置各大總成。車架和車箱；后簧、后橋和車輪；前簧、前軸和車輪；傳動系；轉(zhuǎn)向機構(gòu)及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉(zhuǎn)角和進行轉(zhuǎn)彎直徑的計算；⑹布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡.及備胎等其它總成。完成整車總布置草圖后，整車的外廓尺寸及相關(guān)的布置尺寸參數(shù)已基本確定，然后進行質(zhì)量參數(shù)的計算。計算質(zhì)量參數(shù)前，要列出各大總成的質(zhì)量，再定出空載和滿載時各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離，最后計算出空載和滿載時的軸荷分配和質(zhì)心全前軸、地面的距離。整車總布置應(yīng)提供以下參數(shù)，為總成開發(fā)提供原始數(shù)據(jù)。整車的外廓尺寸；軸距和前、后輪距；前懸和后懸長度；車頭、駕駛室和發(fā)動機、前輪的布置關(guān)系；輪胎型號、靜力半徑和滾動半徑、負載能力；車箱內(nèi)長及外廓尺寸；發(fā)動機的功率、扭矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速；變速器頭檔速比(2種)和檔位數(shù)；后橋總速比(可有幾種)；最高車速；最大爬坡度；整備質(zhì)量及載質(zhì)量；轉(zhuǎn)向盤直徑，車輪轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎直徑前輪接地點至前簧座的距離；前簧中心距；后簧中心距；車架前部和后部外寬；車架縱梁外形尺寸及橫梁位置;前簧作用長度；后簧作用長度；前簧非懸架質(zhì)量；后簧非懸架質(zhì)量；后輪轂及制動器總成質(zhì)量。各型汽車的軸距和輪距車型類別軸距L/m輪距B/m4x2載貨汽車汽車總質(zhì)量m/t<2.21.702.901.151.352.23.42.303.201.301.503.55.92.603.601.401.65

6.09.93.604.201.701.8510.013.93.605.001.842.0014.025.04.105.601.842.00礦用自卸車<603.204.201.843.20>603.904.802.504.00大客車城市大客車（單車）4.505.001.742.05長途客車（單車）5.506.501.742.05轎車微型1.652.401.101.27

普通級2.122.541.151.502.501.30中級2.861.50普通級2.122.541.151.502.501.30中級2.861.502.851.40中高級3.401.583.401.56高級3.901.62在整車設(shè)計方案確立后，總布置設(shè)計草圖初步完成的情況下，應(yīng)首先對整車質(zhì)量參數(shù)（包括：空載狀態(tài)下的整車整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿載狀態(tài)下的整車最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等）進行估算，為整車性能計算和總成設(shè)計提供依據(jù)。各總成質(zhì)量Mi，可通過樣件實測得到，亦可參照同類車型樣件實測值修正得到。各總成質(zhì)心位置可通過實測得到或按其幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點估計得到，然后在整車總布置圖上確定其質(zhì)心相對于前輪中心的縱向位移Xi（一般規(guī)定在前輪中心后為正值，在前輪中心前為負值）以及空載狀態(tài)下的離地高度Zj和滿載狀態(tài)下的離地高度Zli。一般整車總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對滿載狀態(tài)的變化忽略不記。3.2.1空車狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計算整車整備質(zhì)量（自重）Mc按下式計算：=NoMcMii1式中No用估算整車整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量（總成的劃分可根據(jù)實際情況由設(shè)計人員自定）；Mc整車裝備質(zhì)量，kg?？哲嚭筝S荷Mcr按下式計算：

McrNoMiXii1McrNoMiXi式中L軸距，mm;Mcr空車后軸荷，kg?？哲嚽拜S荷Mci按下式計算：McfMcMcr式中Mcf——空車前軸荷，kg。空車質(zhì)心高度一一mgo按下式計算:式中NoMiZ0Hg0i1Mc式中H空車質(zhì)心高度，Hg0mm。3.2.2滿載狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計算mm。整車最大總質(zhì)量（總重）Mt按下式計算：N1MtMii1N1——用于估算整車最大總質(zhì)量的全部總成和負載的數(shù)量（一般在整車整備質(zhì)量基礎(chǔ)上加上乘員和最大裝載質(zhì)量）。滿載后軸荷Mtr按下式計算：N1N1MiXiMtr-+4L

式中Mtr滿載后軸荷，kg。滿載前軸荷Mtf按下式計算MtfMtMtr式中M滿載前軸荷，kg滿載質(zhì)心高度H按下式計算:N1MiN1MiZlig1卜Hg1Mt式中H滿載質(zhì)心高度，mm。g13.2.3非懸架質(zhì)量的估算對于非獨立懸架，整個車橋總成（包括制動器、輪轂、車輪等）都屬于非懸架質(zhì)量；一端與車橋鉸接，另一端與車架固定點鉸接件（如轉(zhuǎn)向拉桿、傳動軸、導(dǎo)向臂、穩(wěn)定桿等）可將靜止時作用于車橋鉸接點的質(zhì)量作為非懸架質(zhì)量（轉(zhuǎn)向拉桿、傳動軸等件可取其質(zhì)量的1作為非懸架質(zhì)量）；螺旋彈簧取其2質(zhì)量的1作為非懸架質(zhì)量；吊掛式鋼板彈簧2取其質(zhì)量的3作為非懸架質(zhì)量；平衡懸架鋼4

板彈簧取其質(zhì)量的1作為非懸架質(zhì)量。4對于獨立懸架和其它特殊形式的懸架可視其結(jié)構(gòu)特點進行非懸架質(zhì)量估算。各類汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)各類汽車的軸荷分配范圍

前置發(fā)動機前輪563440驅(qū)動(FF)66446053前置發(fā)動機后輪50454550驅(qū)動(FR)55505055后置發(fā)動機后輪42504055驅(qū)動(RR)505845604X2后輪單胎594132605040前置發(fā)動機前輪563440驅(qū)動(FF)66446053前置發(fā)動機后輪50454550驅(qū)動(FR)55505055后置發(fā)動機后輪42504055驅(qū)動(RR)505845604X2后輪單胎59413260504068、_、一長頭,短頭車55—27—7055—27—705630734x2后輪雙胎，平頭車~^9-54-^6-5135-65-68r7廠316819766x4后輪雙胎376924813.3發(fā)動機最大功率及其轉(zhuǎn)速設(shè)定最高車速，發(fā)動機的功率應(yīng)大于等于該車速行駛時所需要的行駛阻力的功率之和，可用下式計算：Pemax—(mgVmaxVmax3)T360076140式中Pemax發(fā)動機最大功率，kW；傳動系效率；T——汽車總質(zhì)量(總重)，kg；mg重力加速度，g=9.81m/s2；f滾動阻力系數(shù)，/由試驗確定。它與路面的種類、行車速度、輪胎的種類、氣壓有關(guān)；

C——空氣阻力系數(shù)，貨車為0.5一CD0.65，轎車為0.3—0.45;A——迎風(fēng)面積，m2,貨車可取前輪距x總高，轎車可取0.78（前輪距乂總高）;Vmax——最高車速，km/h。在實際工作中，還可以利用比功率的統(tǒng)計值來確定發(fā)動機的功率值。汽車的比功率是指每噸質(zhì)量所具有的功率值，表示為kW/to計算分式為比功率=1000Pmax=_1^V比功率=1000Pmax=_1^Vmax—CDA—Vmax33.600T76.14mTT一D值大體相等，且最高車速也差別不大，唯一影響比功率值的是A/m。，其中還有面積A，各種車型相差都不是很大，但汽車的總質(zhì)量（總重）m。是變化較大的一個參數(shù)，總重越大，其比功率值越小，與統(tǒng)計值相符。許多國家都有最低比功率的限值，以保證在公路上各種車輛都有近似的動力性能。我國標(biāo)準(zhǔn)GB7258—97中規(guī)定，對公路用的機動車輛其比功率的最小值不能低于4.8kW/t。農(nóng)用運

輸車不低于4kW/t。除考慮最高車速外，還要滿足最大爬坡度的要求，即要有足夠的頭檔最大動力因數(shù)。通過上述方法計算的發(fā)動機功率可以互相補充，以便最后確定發(fā)動機最大功率值。發(fā)動機最大功率點的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速范圍，應(yīng)根據(jù)發(fā)動機的類型、最高車速、最大功率值活塞平均速度、生產(chǎn)條件，及參考同類樣機的數(shù)值來決定。3.4發(fā)動機最大扭矩及其轉(zhuǎn)速當(dāng)發(fā)動機最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，可用下式確定發(fā)動機的最大扭矩。Temax7019Pemaxnp式中：Temax發(fā)動機最大扭矩，N?m;——扭矩適應(yīng)性系數(shù)；—TemaxTp一般汽油機1.2~1.35柴油機1.1~1.25T一般汽油機1.2~1.35柴油機1.1~1.25值的大小，標(biāo)志著行駛阻力增加時，發(fā)動機沿外特性曲線自動增加扭矩的能力。的大小可參考同類樣機的數(shù)值進行選取。n最大功率點轉(zhuǎn)速，r/min。&動機最大扭矩點的轉(zhuǎn)速n,應(yīng)該認真選取，一般希望該轉(zhuǎn)速與最大功率點的轉(zhuǎn)速有一定的比例關(guān)系，即保證n/n在1.4-2.0之間，如果n取得過高，會使n/n的比值變小，若小于1.4，會使直接檔的穩(wěn)定車速偏高，造成在市區(qū)內(nèi)行駛、轉(zhuǎn)彎等情況下增加換擋次數(shù)。所以希望。不要太高。M3.5傳動系速比的選擇3.5.1最小傳動比的選擇整車傳動系最小傳動比的選擇，可根據(jù)最高車速及其功率平衡圖來確定。在普通的載貨汽車上，變速器的最高檔大都取1.0,則傳動系的最小總傳動比即為驅(qū)動橋的主減速比io,若有超速檔或副變速器、分動器時，最小傳動比則為它們的速比和i的乘積。從圖1-4—1中可以看出，有三條不同io值的功率曲線與平直路上的行駛阻力功率曲線，從兩方面對該圖進行分析。首先分析最高車速。圖1—4—1中可以看出功率曲線2與阻力曲線相交在最大功率點上，即最高車速等于最大功率點的車速。而功率曲線1和3與阻力曲線的交點所確定的最高車速均在曲線2的交點之前，這說明只有交點在最大功率點上時，最高車速才是最大的。但從后備功率角度考慮，曲線1的后備功率小，而燃料經(jīng)濟性比較好，發(fā)動機功率利用率高。曲線3則相反，造成汽車有勁而跑不快，經(jīng)濟性較差。過去由于道路條件較差，最高車速不易太高，所以都選擇曲線2或曲線3,而近代汽車越來越選擇曲線2至曲線1這一范圍，即注重高速和節(jié)能。當(dāng)然在高速行駛時，也要有一定的動力性，既保證最高檔的動力因數(shù)。，同時也要考慮最高檔時的最低穩(wěn)定車速木要太高，否則在市區(qū)行駛時會造成經(jīng)常換檔。最低穩(wěn)定車速，對于汽油車10km/h—15km/s，柴油車20km/h一

25km/h，汽油機350r/min500r/min,柴油機650r/min—850r/mino3.5.2最大傳動比的選擇器最大速比最大傳動比為變速器的頭檔速比與主減速比的乘積。該速比主要是用于汽車爬坡或道路條件很差（阻力大）的情況下（此時空氣阻力可以不計）汽車仍能行駛。此時變速.mg（fcossin）rI"TemaxTi0k式中最大爬坡角度，；車輪滾動半徑，m;rk心取1.0則如?io’i‘器最大速比求出4以后，再驗算一下附著條件，牽引力不應(yīng)大于附著力式中F——最大牽引力，N；F——附著力，N；「川廬

―驅(qū)動橋質(zhì)量，kg;m2附著系數(shù)，取=0.7。最后驗算最低檔時的最低穩(wěn)定車速，該車速沒有規(guī)定的限值。一般情況下，載貨汽車，只要能滿足最大爬坡度的要求（即最大動力因數(shù)），那最低穩(wěn)定車速也能滿足。但越野車為了避免在松軟地面上行駛時，土壤受沖擊剪切破壞而損害地面附著力，要求車速很低，此時的最大速比為nrL0.377an^式申"」。n發(fā)動機最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，r/min；min對于汽油機n.=350r/min-500r/min；對于柴油機n=650r/min—850r/min；v汽車最低穩(wěn)定車速，km/hovmin3.5.3變速器檔位數(shù)的選擇變速器檔位數(shù)的多少，要根據(jù)汽車的類型，使用條件和性能要求及最高檔和最低檔的速比范圍大小而定。載貨汽車的噸位越小，檔位數(shù)可取少些，隨著噸位的增大，檔位數(shù)也增多。這主要從動力性、經(jīng)濟性、操縱性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及需要進行選擇。檔位數(shù)越多，發(fā)動機的功率利用率越高(高功率區(qū)工作時間長)，既增加了動力性，同時也增加了發(fā)動機在低油耗區(qū)工作的可能性，提高了燃油經(jīng)濟性。由于相鄰檔之間的比值不能太大(一般不超過1.7一1.8,太大時換檔困難，所以在最大傳動比與最小傳動比值越大，則檔位數(shù)也應(yīng)增多。而檔位多的變速器即7個前進檔時，其變速器的結(jié)構(gòu)，特別是操縱機構(gòu)幬會很復(fù)雜，所以有的車輛就采用增加前置或后置式副變速器的辦法來解決此矛盾。如需要全輪驅(qū)動，可以增設(shè)兩檔的分動器。各相關(guān)總成的匹配布置4.1車身總布置設(shè)計車頭、駕駛室的外形布置和曲線的確定;彩色效果圖；⑶1：1的外模型造型，確定最后的外型方案；⑷1：1的內(nèi)模型造型、并確定內(nèi)部布置和結(jié)構(gòu)方案；(5)按人體工程學(xué)進行駕駛室內(nèi)部的布置和設(shè)計；（6）懸置方案的布置與設(shè)計。在車頭或駕駛室里面布置發(fā)動機、散熱裝置，再布置前輪，正確處理相互間的位置關(guān)系，特別要注意下面幾個問題：車頭高度應(yīng)盡量低，特別是前端低，可以增加視野；車頭或駕駛室翻轉(zhuǎn)及其發(fā)動機的拆裝和接近性問題；通風(fēng)與散熱要好；在布置平頭駕駛室時，也要考慮其高度盡量降低，但要保證駕駛室底板與發(fā)動機、冷卻裝置之間有足夠的散熱通風(fēng)間隙、隔熱層的厚度、中間位置乘坐的舒適性和地板的形狀。前輪跳動與翼子板間隙。4.2發(fā)動機總布置設(shè)計對于發(fā)動機總成的外形及附件的布置，首先應(yīng)保證工作可靠，布置基本合理，并能滿足整車布置的需要和整機性能的發(fā)揮，因此要求發(fā)動機總布置完成以下工作：各附件的選擇應(yīng)保證可靠，整機布置基本合理并能適合整車布置的需要；⑵初步確定發(fā)動機的外特性曲線圖，并保證前面初點的發(fā)動機最大功率，扭矩及共轉(zhuǎn)速的要求，以便給傳動系設(shè)計提供數(shù)據(jù)；發(fā)動機懸置方案的選擇和布置應(yīng)保證發(fā)動機振動最?。话l(fā)動機進、排氣歧管的布置，盡量保證進、排氣口的連管的方便性和通暢性。在車身、發(fā)動機總布置設(shè)計的過程中，整車總布置要隨時了解情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行協(xié)調(diào)，以確保兩個總成的布置和設(shè)計合理，發(fā)動機倉的通風(fēng)散熱、隔音隔熱良好，發(fā)動機與車身的振動小，各處間隙合理，地板總成、零部件的工藝性合理并有足夠的剛度，發(fā)動機接近性好、維修保養(yǎng)方便，同時還要保證駕駛室內(nèi)有舒適的居住環(huán)境，足夠的工作空間。4.3轉(zhuǎn)向節(jié)、車輪總成與前輪制動器總成的布置設(shè)計保證主銷中心(等角速萬向節(jié)中心)至車輪中心的距離最小；選取合適的主銷內(nèi)傾角；轉(zhuǎn)向橫拉桿與下節(jié)臂連接環(huán)頭拆裝的方便性；前輪最大轉(zhuǎn)角及限位。4.4后橋、車架、后簧與后輪的匹配布置對于后輪雙胎的載貨汽車，其后橋、車架、后簧與雙胎之布置關(guān)系、尺寸間隙可參改圖1—61和表1—6—1及查閱相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。整車總布置圖的繪制及各總成的布置在總成進行方案布置和設(shè)計計算的同時，要進行整車總體布置的有關(guān)計算（參數(shù)確定和性能計算）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過程中，要隨時配合、調(diào)整和確認其各總成的外廓尺寸、結(jié)

構(gòu)、布置型式、連接方式、各總成之間的相互關(guān)系、操縱機構(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，并可變型出多種車型，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。在布置某一新車型時，在圖面上同時考慮短軸距的4x2、6x4的自卸和牽引車的底盤布置要求，同時還考慮軸距加長后的幾種變型車的布置關(guān)系，如油箱、備胎、貯氣筒、電瓶、取力位置及方式、排氣系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、傳動軸夾角的變化、懸架和車箱的系列化設(shè)計等。這雖然增加了不少工作量，但對車型的系列化發(fā)展及生產(chǎn)組織、管理會帶來巨大的好處。1=15.11=15.1整車布置的基準(zhǔn)線一一零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“+”，該線標(biāo)記為21。0Z坐標(biāo)線：取車架縱梁上翼面上較長的一段平面，或承載式車身中部底板的下表面，并與水平面平行時，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Z。0y坐標(biāo)線：通過汽車縱向中心線的鉛垂面，在前視和俯視圖上的投影線為了坐標(biāo)線，前視圖中右側(cè)為“+”、右側(cè)為“-”，標(biāo)記為Y。0在新車設(shè)計時，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，二者是統(tǒng)一的。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。因為所選用的車身、車架已有自己的坐標(biāo)線，而布置在新車上時，其坐標(biāo)線不一定與新車的坐標(biāo)線重合，因布置上的需要會造成差值，在設(shè)計時應(yīng)記住這一差值，作為設(shè)計的原始數(shù)據(jù)。原車身、車架的坐標(biāo)不隨新車的坐標(biāo)而變動。整車零線的畫法上述的4、Y、Z三條線，統(tǒng)稱為三個方向的零線。在繪制總布置圖時，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，然后通過該點畫一水平線和一垂直線，分別代表2L和Z。需要時可畫出網(wǎng)00格線，間距為200mm或400mm，便于繪圖時坐標(biāo)點的換算或量取。俯視圖和前視圖坐標(biāo)線的畫法可照此法處理，但須保證X、Y、Z三個坐標(biāo)線互相垂直。地面線可暫時不畫，待前、后輪中心至車架上表面距離確定后，再以前、后輪中心為圓心，以車輪靜力半徑為半徑，分別畫兩個圓弧，則兩圓弧的切線即為地干線。5.2確定車輪中心至車架上表面一一等線的最小布置距離5.2.1后輪中心至車架上表面一一零線的距離在前輪不驅(qū)動，僅后輪驅(qū)動的汽車上，前、后車輪中心至車架上表面一一零線的最小布置距離取決于后驅(qū)動橋處在滿載狀態(tài)下的布置尺寸。參見圖1—7-1，圖中車架縱粱上表面與整車零線重合時，后輪中心至車架上表面一零線的距離為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為滿載時后橋殼至車架最大跳動距離。對于中、重型貨車一般取95mm—110mm。c為后橋殼中心至與車架下表面相碰時的橋殼上表面的距離。下表面相碰時的橋殼上表面的距離。5.2.2前輪中心至車架上表面一一零線的距離前輪中心至車架上表面一一零線的距離，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，使汽車在行駛時貨物不會向后移。前輪中心至車架上表面一一零線的距離所以能小于后輪處，就因為前軸允許有一落差值，車架前端可以向下傾斜，以便滿足布置上的要求。見圖1-7—2,其中為前輪中心至車架上表面一一零線的距離，c為滿載時前輪最大跳動量，對于中、重型貨車，其值為95mm—105mm左右，d為板簧總成的最大厚度，e為前軸落差值，即轉(zhuǎn)向節(jié)中心至簧座上表面距離，CAl0B為80mm。前輪中心至零線的距離a=b+c+d-e。一般載貨汽車的角取0.3一0.7。轎車多取0。5.2.3前驅(qū)動輪中心至車架上表面一一零線的距離如果汽車前后輪均能驅(qū)動時，則前后輪中心至零線的最小布置距離取決于前驅(qū)動輪處在滿載狀態(tài)下的布置尺寸。一旦該距離確定后，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），則圓即為車輪外廓在側(cè)視圖上的投影線，而兩圓弧的公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小（保證輪胎的跳動間隙），并能保證車箱的縱、橫梁有足夠的斷面高度，以滿足其強度和剛度的要求，同時也可降低改裝車改裝部分的質(zhì)心高度。5.3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，如果一級落差不夠，還可在兩簧座中間部分再出第二級落差，但要考慮最小離地間隙不能太小。兩級落差的前軸工藝性稍差些。5.4發(fā)動機及傳動系的布置根據(jù)總布置草圖中所確定的發(fā)動機、前軸及前輪的相互位置關(guān)系、發(fā)動機總成、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行細化、準(zhǔn)確定位，最后確定其坐標(biāo)位置。布置時要注意以下幾點：油底殼與前軸的最小跳動距離；油底殼與橫拉桿的間隙，除前軸垂直跳動量外，還要考慮制動時由于前簧的S變形而造成前軸向前有一轉(zhuǎn)角（約3一4）所要求的額外間隙。特別是前驅(qū)動橋的傳動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一一零線，有一前高后低的夾角（約2°-5°）,一般取3°左右。目的是能使汽車在滿載狀態(tài)時，傳動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)的傳動效率和減少磨損；滿載時傳動軸的正常夾角在4°以下最好，希望不超過8°。越野車的傳動夾角可達11。多。有條件時，驅(qū)動橋自身可以傾斜一個角度，以便滿足傳動軸的等角速運轉(zhuǎn)，或減小傳動軸的夾角；單根傳動軸不易過長，必要時可加中間支承，變成兩根或多根傳動軸傳動。轎車傳動軸的布置，在不影響離地間隙的情況下，主要考慮車身地板的傳動軸鼓包越小越好，因此傳動線可布置成中間低兩頭高的形式。5.5車頭、駕駛室的布置在發(fā)動機與車架、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)計階段，對其關(guān)系進行協(xié)調(diào)。因此在這僅對其相互位置關(guān)系進行最后布置上的確認和坐標(biāo)、尺寸的確定。5.6懸架的布置以載貨車的板簧為主，介紹布置上的要求。前板簧的布置要保證主銷后傾角的要求，同時這種前高后低的布置也有利于產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向。板簧的支架應(yīng)盡量減少懸臂的長度，以求在較小尺寸和質(zhì)量的前提下，獲得較大的強度和剛度。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。減振器應(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。布置時應(yīng)注意下支點的離地高度，后減振器的上支點不應(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。注意減振器上下行程的分配，不能發(fā)生上下頂死現(xiàn)象。前懸架采用獨立懸架時，要注意導(dǎo)向機構(gòu)的運動對前輪定位角、輪距變化的影響及布置上的抗點頭角的作用，拆裝油底殼的方便性等。5.7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，可通過有限元計算，并參考同類樣車的車架最大斷面高度，）夬定車架的最大斷面高度。車架縱粱的外形，對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粱斷面高度變化的過渡區(qū)內(nèi)。如圖1-7-3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1-7—3中的虛線部分所示。對產(chǎn)量不大的重型車，車架從前到后采用等直的斷面高度，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、前輪的跳動量、發(fā)動機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，最后進行綜合平衡后再確定車架前部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，雖然國家制訂了車架外寬的標(biāo)準(zhǔn)，但目前國內(nèi)沒有達到統(tǒng)一。第一汽車集團公司在中、輕、重型車上，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求，在允許范圍內(nèi)，確定了各車型車架的外寬尺寸，形成了公司的車架外寬“標(biāo)準(zhǔn)”。對車架總成的外寬，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)動機的外寬及懸置結(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、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)心低而且運行平穩(wěn)。車架總成的橫梁布置應(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），應(yīng)布置橫梁，以便減少縱梁腹板的側(cè)彎。懸架支架、發(fā)動機懸置、油箱、電瓶、駕駛室懸置等處都應(yīng)考慮布置橫梁。5.8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動性和靈敏度，轉(zhuǎn)彎時減少車輪的側(cè)滑，減輕轉(zhuǎn)向盤上的反沖力和有自動回正作用。轉(zhuǎn)向系布置的關(guān)鍵要保證轉(zhuǎn)向傳動裝置及拉桿系統(tǒng)有足夠的剛度和較小的傳動比變化量。轉(zhuǎn)向機及轉(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。在前輪左右最大轉(zhuǎn)角區(qū)間內(nèi)，各節(jié)點不能出現(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)中傳動比的變化應(yīng)盡量小。在系列車型設(shè)計當(dāng)中，由于軸距的變化會影響梯形底角的變化，在實際生產(chǎn)中，這種細小的變動很難處理，管理上容易出現(xiàn)誤裝或錯裝，生產(chǎn)也不好安排，為此就應(yīng)在設(shè)計時回避這一誤區(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時的干涉量，緊急制動時的干涉跑偏問題。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，并與腳踏板和坐椅一同考慮。5.9制動系統(tǒng)的布置國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：汽車上應(yīng)配有行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應(yīng)急制動功能，三者可以獨立、亦可互相聯(lián)系，當(dāng)某二者失靈（踏板或制動閥除外），另一系統(tǒng)仍具有應(yīng)急的制動功能。應(yīng)急制動的操作必須方便可靠，它可與行車制動或駐車制動的操縱機構(gòu)結(jié)合，但三者不能合在一起。對于駐車制動，要求它必須通過機械裝置把工作部件（制動器）鎖止，解除也應(yīng)方便可靠。行車制動必須采用雙回路或多回路系統(tǒng)，當(dāng)部分管路失效后，其余部分仍有至少30%的制動效能?？傎|(zhì)量大于12t的長途客車、旅游客車和總質(zhì)量大于16t并帶10t掛車的列車必須裝ABS，所以配合好制動系統(tǒng)的布置和設(shè)計是非常重要。整車設(shè)計人員要與總成設(shè)計人員共同商定，選擇行車和駐車制動器的方案、制動操縱方式及驅(qū)動機構(gòu)的型式、結(jié)構(gòu)和布置。一般輕、轎車上均采用液壓制動系統(tǒng)。中、重型車上采用氣壓制動系統(tǒng)。兩種不同的驅(qū)動機構(gòu)要求制動器的布置、整車制動系統(tǒng)的配置、操縱機構(gòu)的型式和結(jié)構(gòu)等也各不相同，所以對制動系統(tǒng)的方案選擇和進行合理的布置是非常關(guān)鍵的。5.10進、排氣系統(tǒng)的布置進氣與排氣系統(tǒng)方案的選擇及布置的合理性，對整車的性能、可靠性、排放和振動噪聲等有影響?？諝鉃V清器及進氣管路是保證發(fā)動機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)動機的磨損和保證其正常地工作。一般長頭車的空氣濾清器放在發(fā)動機罩內(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。有的平頭車的進氣管道放在了乘客側(cè)的車門和風(fēng)窗玻璃的交接縫處，雖然不美觀，但對性能有益。對于長頭重型車，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)動機排氣暢通，阻力?。ㄅ艢庵苿酉到y(tǒng)除外），同時要盡量減少噪聲和振動，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，中間可加隔熱板。排氣管道的任何部位（除排氣尾管的排氣口外）都不允許發(fā)生漏氣現(xiàn)象，以防止產(chǎn)生振動的噪聲。消聲器進氣管應(yīng)盡量與動力總成固定在一起，以減少振動干涉。排氣系統(tǒng)在整車（車架）上要用軟墊進行支承和固定，以減少管道各接口處的振動和干涉。在布置消聲器時，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)影響通過性。5.11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，這里僅對踏板（離合器、制動、油門）裝置、變速操縱，駐車制動裝置等進彳亍論述。所有踏板和操縱手柄位置都應(yīng)按人體工程學(xué)的要求進行布置，可以在1:1的內(nèi)模型中進彳亍布置。要求所有的操縱機構(gòu)都要有足夠的剛度，運動件的連接處配合間隙要合理，盡量減小自由間隙，運動件不能出現(xiàn)發(fā)卡和干涉現(xiàn)象，確保操縱動作的靈活與準(zhǔn)確。特別是變速操縱機構(gòu)，使用頻繁、要求輕便、自由間隙小、不僅要求操縱機構(gòu)本身剛度好，而且要求用來固定操縱機構(gòu)的基體件的剛度也要好，這樣才能保證在換檔操作過程中靈活、準(zhǔn)確、手感強。5.12車箱的布置根據(jù)車型所確定的載重量、用戶對車箱長度的要求、整車的外廓尺寸、車箱底板是否允許有車輪鼓包、貨物的情況等，合理地選擇車箱的內(nèi)部尺寸，但必須要保證符合公司內(nèi)部所確定的車箱內(nèi)部尺寸系列，不應(yīng)隨意變動，這樣可以便于組織生產(chǎn)和變型，有利于系列化和通用化。車箱前板及保險架離駕駛室后圍或相關(guān)部件的間隙應(yīng)不小于40mm。保險架的高度應(yīng)超出駕駛室頂部70mm一lOOmm。車箱縱、橫梁布置要合理，保證自身有足夠的強度和剛度，使車箱底板在長期承載使用狀態(tài)下，不會產(chǎn)生永久變形。車箱縱梁的后端允許超出車架尾端不大于200mm，以便減輕車架的質(zhì)量。整車總布置設(shè)計的運動校核在進行汽車總布置設(shè)計時，要對各相對運動部件或零件的運動軌跡進行校核，以防止運動干涉，保證必要的運動間隙。例如：要校核前輪跳動（轉(zhuǎn)向時）的軌跡和所需空間、前輪與翼子板、前輪與縱拉桿（轉(zhuǎn)向拉桿與懸架共同工作校核圖）、前橋（軸）跳動校核、油底殼和橫拉桿的關(guān)系、前傳動軸和相關(guān)部件的關(guān)系、后橋和傳動軸的跳動圖及后車輪和車箱地板、車架、板簧、輪胎側(cè)隙等。6.1前軸（橋）的運動校核目前，國內(nèi)的載貨汽車大多數(shù)采用非獨立懸架的結(jié)構(gòu)，應(yīng)對其進行運動校核。采用非獨立懸架的前橋（軸）相對于車架、車身上下跳動，其跳動受懸架和縱拉桿的限制。而且在車橋（軸）和車架之間均裝有緩沖塊，對車橋（軸）的跳動進行限制。在進行運動校核時，首先要確定前橋的跳動極限位置，一側(cè)車輪在平地上或過坑而暫時懸空，而另一側(cè)車輪遇到路面凸起，使前軸傾斜。但是在具體作法上，目前不統(tǒng)一。有的以一側(cè)車輪上跳到鋼板彈簧蓋板與車架下翼面接觸（即鐵碰鐵）時的位置作為最高位置。此時假設(shè)緩沖塊已丟失；有的假定橡膠緩沖塊被壓縮13或1為車輪上跳的最高位置。上述第一種情2況最保險，但要求較大的運動空間，這種畫法比較適合于使用條件很差的軍用越野車。第二種情況要求的運動空間比較合理。這種畫法在國內(nèi)比較常用，按此種方法校核的運動空間仍然過大。這是由于所假定的緩沖塊壓緊量與實際行駛中可能達到的最大壓縮量有誤差。另外，當(dāng)汽車一側(cè)車輪低速越過較大的凸起時，車架前部有可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。此時輪罩也會隨之上移而產(chǎn)生退讓作用。所以，最好是根據(jù)同類型汽車在坑洼不平的壞路上實測的車輪相對車架向上和向下跳動的最大跳動量來確定前軸相對于車架的最大傾斜角。在缺乏試驗數(shù)據(jù)的情況可以采用上述的第二種方法。當(dāng)前軸的最大傾斜角（最大斜跳位置）確定后，就可以作一下前輪跳動圖。通過跳動圖可以校核輪胎與翼子板的關(guān)系、對新開發(fā)的車型設(shè)計翼子板，可以對轉(zhuǎn)向輪與縱拉桿進行校核；另外還可以校核前輪的減振器是否滿足車輪上下跳動的要求，并對前軸（橋）、橫拉桿和油底殼的關(guān)系進行校核。平頭駕駛室結(jié)構(gòu)的車型，發(fā)動機的油底殼一般布置在前軸上方，前軸、橫拉桿和油底殼也有相對運動。一般情況下，非獨立懸架的輕型車前橋的動行程，即前橋滿載位置到緩沖塊壓縮1時為80左右，那么靜止?jié)M載時前2軸、橫拉桿和油底殼的間隙應(yīng)不小于90。按下列方法步驟繪制前輪跳動圖：畫出汽車滿載靜止時車架、前軸鋼板彈簧、輪胎等有關(guān)部件的三個視圖；根據(jù)車輪內(nèi)外最大轉(zhuǎn)角，作出滿載狀態(tài)的外輪廓線，然后投影到側(cè)視圖上；確定前軸斜跳的回轉(zhuǎn)中心為。1點，該點是處在左、右鋼板彈簧主體厚度中點的聯(lián)線上，且與汽車對稱中點線偏離一個距離（偏向壓得較緊的彈簧一側(cè)）。根據(jù)第一汽車集團公司CAl0B汽車試驗結(jié)果，偏距為前鋼板彈簧中心距的15%。然而其比例關(guān)系不一定適合每個車型，在缺乏試驗數(shù)據(jù)的情況下，可近似地把汽車對稱中心和板簧主片厚度中心聯(lián)線的交點作為跳動中心。以01為圓心，以01點到前軸中心線的垂直距離為半徑畫個圓弧，按確定的前軸對車架的側(cè)角做一直1線（D線）與該圓弧相切。則此切線為斜跳后的前軸中心線。在這條線上的上面畫出上跳后輪胎形狀，并將外輪廓線投影到其余視圖上。選取不同斷面，用上述方法作圖，就可以得到較完整的車輪跳動圖。有了跳動圖，就可以判斷轉(zhuǎn)向輪與相鄰的零部件是否會發(fā)生干涉，從而更好地確定它們的位置和形狀。另外還要考慮必要的間隙（如胎面需裝防滑鏈等）。⑵獨立懸架轉(zhuǎn)向輪的上跳的最高位置可按一側(cè)車輪上跳壓縮緩沖塊到2的位置。目前，3國外一些汽車廠家在大量試驗的基礎(chǔ)上，提出了一種較為合理的更接近實際使用工況的校核方法。如德國大眾汽車公司的校核方法規(guī)定車輪的轉(zhuǎn)角不同，其跳動高度也不同。汽車直線行駛時由于車速較高，路面對車輪的沖擊力也較大，規(guī)定此時跳動高度也最大。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，由于車速較低，路面對車輪的沖擊力也較小，規(guī)定此時的跳動高度小一些。到極限轉(zhuǎn)角時，跳動高度為最小。

采用作圖的方法進行校核。為了簡化作圖時不考慮主銷內(nèi)傾和后傾，即假定主銷垂直于地面。作圖時首先畫出俯視圖，即畫出轉(zhuǎn)向輪繞主銷中心。點向左和向右轉(zhuǎn)的極限位置。分別在不同的截面畫出車輪的外包絡(luò)線，然后使車輪上跳，即可得到車輪既轉(zhuǎn)又跳的外包絡(luò)線。因此可近似認為車輪上跳為一種平動。這種方法較簡單，但不準(zhǔn)確。我們可以借助于計算機等先進的手段，建立輪胎的函數(shù)關(guān)系，輪胎跳動高度與轉(zhuǎn)角的關(guān)系及輪胎的參數(shù)方程。編寫程序即可以得到輪胎又跳動、又轉(zhuǎn)動的外包絡(luò)線。。。截面過X線的垂直面上的輪胎截面x線Rx線正下方的點采用獨立懸架時的轉(zhuǎn)向輪跳動圖6.2轉(zhuǎn)向傳動裝置與懸架共同工作校核目的：檢查轉(zhuǎn)向拉桿與懸架導(dǎo)向機構(gòu)的運動是否協(xié)調(diào)，以及校核轉(zhuǎn)向傳動的零件在轉(zhuǎn)向和懸架變形時是否會與其它零件相碰。前懸架采用鋼板彈簧的情況下，當(dāng)前輪相對車身上、下振動時，轉(zhuǎn)向節(jié)臂與縱拉桿相連的鉸接點（球銷中心A）一方面要隨著前輪沿著彈簧主片所決定的軌跡運動，同時又要繞著縱拉桿另一端擺動。如果這兩運動軌跡偏差較大，則會引起前輪擺振和反向沖擊。因此，要求轉(zhuǎn)向搖臂下端的B，點盡量與轉(zhuǎn)向節(jié)臂的球銷中心史勺擺動中心點。接近，O點位置取決于彈簧主片中點C的擺動中心O2。根據(jù)試驗研究，C點的軌跡近似于一段或，其圓心的位置與彈簧固定端的卷耳中心相距1只）在高度上相距e/2,取圖上。點（L121和L2為鋼板彈簧前半段后半段的有效長度，e為卷耳內(nèi)孔半徑），由于C點與A點在空間作同一運動，其聯(lián)線商作平移運物，故找到了C點的擺動中心。后，即可按平行四邊形機構(gòu)原理，作平行四邊形OcaO找出。找出。點，由于。點是在彈簧固定端一側(cè)，故現(xiàn)在國內(nèi)所有廠家生產(chǎn)的輕型車（干頭）的轉(zhuǎn)向機構(gòu)都布置在彈簧固定端附近。懸架與轉(zhuǎn)向的運動校核以轉(zhuǎn)向節(jié)臂球銷中心A的擺動中心匕為中心，以。A為半徑畫出圓弧叮，再以轉(zhuǎn)向器搖臂下端［為圓心，BA為半徑作圓^KK,。過A點作主片卷耳聯(lián)線苗垂直線時，并以A點向上截取距離為動撓度f的點，向下截以距離為靜撓度f的點，通過這兩點作垂直于時的直線與兩個運動軌跡分別交于GH和日,四點，GH和G‘H,為鋼板彈簧與轉(zhuǎn)向縱拉桿運動不協(xié)調(diào)所造成的軌跡偏差，如和G‘H，應(yīng)盡量小一些，尤其在常遇到的跳動范圍內(nèi)應(yīng)保證輪胎的彈性范圍以內(nèi)，如果偏差較大則應(yīng)對轉(zhuǎn)向器的位置，轉(zhuǎn)向搖臂長度作適當(dāng)修改，轉(zhuǎn)向垂臂下端的B應(yīng)盡量布置在A的運動中心O的附近。112當(dāng)前輪采用獨立懸架時，校核方法判斷不同，此時應(yīng)根據(jù)前懸架導(dǎo)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點，找出轉(zhuǎn)向節(jié)臂鉸接點的運動軌跡的瞬心，看它是否與分段式轉(zhuǎn)向橫拉桿的鉸接點（斷開點）相重合，則懸架的變形不會引起前輪轉(zhuǎn)向。6.3傳動軸跳動校核目的：（1）確定傳動軸上下跳動的極限位置及最大擺角；（2）確定空載時萬向節(jié)傳動的夾角；（3）確定傳動軸長度的變化量（伸縮量），設(shè)計時應(yīng)保證傳動軸長度最大時花鍵與軸不致脫開，而在長度小時不致頂死；（4）校核后輪和車箱橫梁和車箱地板的間隙。畫法：隨懸架型式而異?，F(xiàn)以貨車上最常用的鋼板彈簧懸架為例說明其畫法.首先，畫出汽車滿載時車架、后鋼板彈簧、后橋殼和傳動軸的位置，對于一端固定的對稱的或不對稱程度不小10%的）鋼板彈簧，可以足夠準(zhǔn)確認為：（1:彈簧主片中部與橋殼夾緊的一段及后橋殼在車輪上下跳動時作平移運動。（2）彈簧主片中點主片厚度平均線的中點）A的軌跡為一圓弧，其圓心七點的位置在縱向與卷耳中心C相距％。為卷耳云ee中心至前U型螺栓中心的距離）。在高度上與卷耳中心相距、，由于后輪隨著彈簧中部2e作平移運動，故后萬向節(jié)中MB與主片中心A的聯(lián)線也是作平移運動，因此，直線云可看成平行四邊形機構(gòu)上的一條邊，作出這個平行四邊形，即可求出了B點的回轉(zhuǎn)中心。。為此，在圖上畫出A點的跳動中心°，連接OA和AB兩條直線，從B點作。A的平行線，從。點作AB的平行線，交于。點，此點即為所求的后萬向節(jié)中心任的旋轉(zhuǎn)中心。以。為圓心，°B為半徑畫圓弧EE.，此圓弧為B2點的運動軌跡。過B點作車架的垂直線，在線上分別取BF等于撓度f，BF,等于靜撓度f，c

以及FF'等于反跳撓度01f（這相當(dāng)于車輪遇坑下落到彈簧超過自由狀態(tài)的情況），過F、F'和F.點作平行于車架的線段與B點的運動軌跡交于E、云此三點，這三點分別相應(yīng)于懸架壓緊緩沖塊被壓緊）、自由和反跳三種狀態(tài)下萬向節(jié)中心的位置。連接DE、DE'和虹即得相應(yīng)工況傳動軸的位置。其中DE為傳動軸上跳的極限位置，DE,和DE..相當(dāng)于下跳的極限位置（視道路條件而定），＜EDE和＜EE..為傳動軸的最大擺角。此角度以不超過40為宜（每邊20）傳動軸的最大長度等于DO和OB,其最短長度為DE..和DE中較短的一個。2汽車空載時的傳動軸位置和夾角可用類似的方法求得。動軸上跳的極限位置，汽車動力傳動系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配方法機械傳動汽車動力傳動系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化通常包括發(fā)動機性能指標(biāo)的優(yōu)選，機械變速器傳動比的優(yōu)化和驅(qū)動橋速比的優(yōu)化，以下分別闡述。7.1汽車發(fā)動機性能指標(biāo)的優(yōu)選方法在汽車設(shè)計中，發(fā)動機的初選通常有兩種方法：一種是從保持預(yù)期的最高車速初步選擇發(fā)動機應(yīng)有功率來選擇的，發(fā)動機功率應(yīng)大體上等于且不小于以最高車速行駛時行駛阻力功率之和；一種是根據(jù)現(xiàn)有的汽車統(tǒng)計數(shù)據(jù)初步估計汽車比功率來確定發(fā)動機應(yīng)有的功率。在初步選定發(fā)動機功率之后，還需要進一步分析計算汽車動力性和燃料經(jīng)濟性，最終確定發(fā)動機性能指標(biāo)（如發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩點轉(zhuǎn)速等）。通常在給定汽車底盤參數(shù)、整車性能要求（如最大爬坡度.，最高車速V，正常行駛車速下百公里油耗Q，原地起步加速時間t等），以及車輛經(jīng)常運行工況條件下，就可以選擇發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩Temax，及其轉(zhuǎn)矩nM，最大功率p及其轉(zhuǎn)速，發(fā)動機最低油MPemaxnP耗率g和發(fā)動機排量V。在優(yōu)選發(fā)動機時常常遇到兩種情況：一種情況是有幾個類型的發(fā)動機可供選擇，在整車底盤參數(shù)和車輛經(jīng)常行駛工況條件確定時，這屬于車輛動力傳動系合理匹配問題，可用汽車動力傳動系統(tǒng)最優(yōu)匹配評價指標(biāo)來處理。第二種情況是根據(jù)整車性能要求和汽車經(jīng)常行駛工況條件來對發(fā)動機性能提出要求，作為發(fā)動機選型或設(shè)計的依據(jù)，而這時發(fā)動機性能是未知的。對于計劃研制或未知性能特性指標(biāo)的發(fā)動機性能可看作為發(fā)動機設(shè)計參數(shù)和運行參數(shù)的函數(shù)，此時，外特性和單位小時燃油消耗率可利用表示發(fā)動機的簡化模型。優(yōu)選汽車發(fā)動機參數(shù)的方法:（1）目標(biāo)函數(shù)F（x）

目標(biāo)函數(shù)為汽車行駛的能量效率最高。（2）設(shè)計變量XX匕，\,氣，上兒］（3）約束條件1）發(fā)動機性能指標(biāo)的要求發(fā)動機轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性要求：1.1T/T1.3.emP..-..轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)也可參考同級發(fā)動機試驗值選取。發(fā)動機轉(zhuǎn)速適應(yīng)性要求：1.4n/n2.0pM如果”取值過高，使n/n14，則可能使直nMpm接檔穩(wěn)定車速偏高，汽車低速行駛穩(wěn)定性變差，換檔次數(shù)增多。2）汽車動力性要求Gr(fGr(fcossin)kmaxmax—TkmaxeMiig10t最高車速要求：V/V1.0~1.1，即amaxp1.0amax0高檔1.10.377nr直接檔動力I性要求:

LA.鼻DrG21.15Gomaxk汽車加速性能的要求：原地起步連續(xù)換檔加速時間不得大于要求值t「0tt3）汽車燃料經(jīng)濟性要求：直接檔在常用車速下行駛的百公里油耗不得超過其限制值QQ0QQ.s0發(fā)動機排量的要求：PPN.P一.1emaxhh式中,P、P分力別為發(fā)動機升功率的統(tǒng)計上、下限直kW/L。根據(jù)上述建立的優(yōu)化模型，即可優(yōu)選出最優(yōu)發(fā)動機參數(shù)，并選擇發(fā)動機型號。發(fā)動機簡化模型發(fā)動機性能特性可看作是發(fā)動機性能指標(biāo)和運行參數(shù)的函數(shù)，此時，夕卜特性可表示為：T式中,TmTp(nn)T式中,(nn)2me發(fā)動機最大有效轉(zhuǎn)矩，N?m;T——發(fā)動機最大功率對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，pN?m;n——發(fā)動機最大有效轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/minn—發(fā)動機最大功率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min發(fā)動機單位時間的油耗量可以表示為：Gn(GrT)Vteoxoeh式中，G發(fā)動機每分鐘消耗的燃油量，g/min；G發(fā)動機怠速時單位排量每轉(zhuǎn)燃油消耗H,g/(@L);r——發(fā)動機單位排量單位轉(zhuǎn)矩每轉(zhuǎn)燃油消耗量提高系數(shù)g/(Ntm?r?L);V發(fā)動機的排量，Lo.—h一..一.一.……一?.一.據(jù)研究，汽油機和柴油機的的G和『值范圍oxo如表2.2所示。表2.2汽油機和柴油機的的G和『值oxo參數(shù)Goxc\f\r\c\~zr\r\r\c\roxorokr\r\r\r\cx\—?r\r\汽油機0.00650.0080)0.000350.00045柴油機0.0025~0.00400.00030~0.000327.2汽車變速器速比的優(yōu)化方法汽車傳動系參數(shù)優(yōu)化是以汽車動力性與燃料經(jīng)濟性模擬計算為基礎(chǔ)，以汽車動力性要求為約束條件，多工況燃料經(jīng)濟性為目標(biāo)函數(shù)進行優(yōu)化。汽車變速器速比優(yōu)化最終目的是使汽車在滿足動力性要求前提下，在常用行駛工況下燃料經(jīng)濟性最佳。設(shè)計變量取變速器各檔速比，表示為x（i），i=1，kn（kn為前進檔位數(shù)）。目標(biāo)函數(shù)一般為汽車多工況循環(huán)模式的燃油消耗量Qs。約束條件主要包括：汽車的動力性要求和變速器各檔速比間隔的要求。在選擇傳動系參數(shù)時，應(yīng)考慮汽車具有足夠的動力性能，即應(yīng)有足夠的直接檔動力因數(shù)Domax和I檔最大動力因數(shù)。睥'，同時需校核I檔最大驅(qū)動力時附著條件。TICA,0.377nr、―em01——D(em)2.r21.15IDk00maxG式中，Tem發(fā)動機最大有效轉(zhuǎn)矩，N.mnt