汽車的總體設(shè)計課件

第一章

汽車總體設(shè)計第一章

汽車總體設(shè)計1第一章汽車的總體設(shè)計

§1汽車總體設(shè)計的任務(wù)及開發(fā)程序

§2汽車形式的選擇§3汽車主要尺寸和參數(shù)的選擇§4汽車發(fā)動機選擇§5汽車總布置草圖及各部件布置§6運動校核第一章汽車的總體設(shè)計§1汽車總體設(shè)計的任務(wù)及開發(fā)程2§1-1汽車總體設(shè)計的任務(wù)及開發(fā)程序

一、汽車總體設(shè)計的任務(wù)

1．正確選擇性能指標(biāo)、重量和尺寸參數(shù)，提出整車總體設(shè)計方案。2．對各部件進(jìn)行合理布置，并進(jìn)行運動校核。3.對汽車性能進(jìn)行精確控制和計算，保證主要性能指標(biāo)的實現(xiàn)。４.協(xié)調(diào)各種矛盾。§1-1汽車總體設(shè)計的任務(wù)及開發(fā)程序一、汽車總體設(shè)計的3二、汽車開發(fā)程序

1．設(shè)計任務(wù)書編制階段

a、調(diào)查分析：社會調(diào)查使用調(diào)查生產(chǎn)調(diào)查

b、市場預(yù)測及形體設(shè)計

市場預(yù)測分析市場容量的大小，最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)方式，用戶對產(chǎn)品的要求以及有關(guān)法規(guī)的規(guī)定。形體設(shè)計美術(shù)效果圖和制作油泥模型

二、汽車開發(fā)程序4汽車外形美術(shù)效果圖汽5

C、總體設(shè)計方案分析提供多幅總體方案圖方案論證總布置草圖對比

d、編寫設(shè)計任務(wù)書內(nèi)容：

1）可行性分析。

2）產(chǎn)品型號及其主要使用功能，技術(shù)規(guī)格和性能參數(shù);3）整車布置方案的描述及各主要總成的結(jié)構(gòu)、特性參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化水平;4）國內(nèi)、外同類汽車技術(shù)性能分析和對比;5）本車擬用的新技術(shù)、新材料和新工藝。

C、總體設(shè)計方案62．技術(shù)設(shè)計階段汽車各部件的設(shè)計全面展開，總體設(shè)計師的工作：

a、協(xié)調(diào)總成與整車和總成與總成之間出現(xiàn)的各種矛盾；b、將各總成設(shè)計結(jié)果反映到整車校對圖上進(jìn)行校對，進(jìn)行“圖面裝配”；

c、運動校核；

d、性能的精確計算；

f、編制包括整車明細(xì)表和技術(shù)條件在內(nèi)的整車技術(shù)文件。

2．技術(shù)設(shè)計階段7

3．試制、試驗、改進(jìn)、定型階段

試制目的：a、暴露設(shè)計中的問題，以便在投產(chǎn)前解決；

b、秤重。（零部件質(zhì)量、軸荷、總質(zhì)量）

試驗?zāi)康模簷z測樣車的性能是否滿足設(shè)計要求。

試驗分：整車基本性能試驗

5萬公里的可靠性試驗典型地區(qū)的使用試驗和根據(jù)使用條件在特殊地區(qū)的適應(yīng)性試驗注：試驗應(yīng)根據(jù)國家制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐項進(jìn)行。不同車型有不同的試驗標(biāo)準(zhǔn)。試制、試驗完成后應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行分析，并針對暴露出來的技術(shù)問題進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，再進(jìn)行第二輪試制和試驗，直至產(chǎn)品定型。試驗應(yīng)根據(jù)國家制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐項進(jìn)行。84．生產(chǎn)準(zhǔn)備階段

主要工作：進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和小批量試生產(chǎn)，并讓試生產(chǎn)車進(jìn)一步經(jīng)受用戶的考驗。5．生產(chǎn)銷售階段

主要工作：

a、對產(chǎn)品正式批量生產(chǎn)；

b、對產(chǎn)品進(jìn)行銷售和售后服務(wù)工作；

c、售后服務(wù)工作中征求用戶意見，反映給有關(guān)部門，以利改進(jìn)和不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴大市場。4．生產(chǎn)準(zhǔn)備階段5．生產(chǎn)銷售階段9§1-2

汽車形式的選擇

一、軸數(shù)

1、影響選取軸數(shù)的因素：汽車的總質(zhì)量道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制輪胎的負(fù)荷能力

2、我國公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：單軸最大允許軸載質(zhì)量為10t；

（四級公路及橋梁）雙連軸最大允許軸載質(zhì)量為18t（每軸9t）。

總質(zhì)量小于19t的公路運輸車輛：雙軸汽車總質(zhì)量在19～26t的公路運輸車：三軸形式

§1-2汽車形式的選擇一、軸數(shù)10二、驅(qū)動形式

4×2轎車和總質(zhì)量小的公路用車輛4×4越野汽車6×2總質(zhì)量在19～26t的公路用汽車

汽車驅(qū)動形式：6×46×6越野汽車8×426～32t的公路用汽車8×8越野汽車3、不在公路上行駛的汽車，軸荷不受道路橋梁標(biāo)準(zhǔn)的限制,如礦用自卸車等多數(shù)采用兩軸形式。二、驅(qū)動形式3、不在公路上行駛的汽車，軸荷不受道路橋梁標(biāo)11三、布置形式

定義:指發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身（或駕駛室）的相互關(guān)系和布置特點。1．轎車的布置形式發(fā)動機前置前驅(qū)動

分：發(fā)動機前置后驅(qū)動發(fā)動機后置后驅(qū)動

三、布置形式發(fā)動機前置前驅(qū)動12

（1）發(fā)動機前置前驅(qū)動

a、有明顯的不足轉(zhuǎn)向性能；

b、越過障礙的能力高；

c、動力總成結(jié)構(gòu)緊湊；特點：

d、有利于提高乘坐舒適性；（車內(nèi)地板凸包高度可以降低）

e、有利于提高汽車的機動性；（軸距可以縮短）

f、有利于發(fā)動機散熱，操縱機構(gòu)簡單；

g、行李箱空間大；

h、變形容易。

（1）發(fā)動機前置前驅(qū)動13

結(jié)構(gòu)與制造工藝均復(fù)雜；（采用等速萬向節(jié)）前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短；（前橋負(fù)荷較后軸重）

主要缺點：汽車爬坡能力降低；發(fā)生正面碰撞事故，發(fā)動機及其附件損失較大，維修費用高。

應(yīng)用：Audi100、Santana2000、CA7220、Bulck、Passat、富康、英格爾（南汽）、夏利等轎車，均采用發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的布置形式。

汽車的總體設(shè)計課件14（2）發(fā)動機前置后驅(qū)動

a、軸荷分配合理；

b、有利于減少制造成本；（不需要采用等速萬向節(jié)）

c、操縱機構(gòu)簡單；特點：d、采暖機構(gòu)簡單，且管路短供暖效率高；

e、發(fā)動機冷卻條件好；

f、爬坡能力強；g、行李箱空間大；

h、變形容易。

（2）發(fā)動機前置后驅(qū)動15

a、地板上有凸起的通道，影響了乘坐舒適性；

b、汽車正面與其它物體發(fā)動碰撞易導(dǎo)致發(fā)動機進(jìn)入客

主要缺點：廂，會使前排乘員受到嚴(yán)重傷害；

c、汽車的總長較長，整車整備質(zhì)量增大，影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性。應(yīng)用：

中高級和高級轎車（客廂較長，乘坐空間寬敞，行駛平穩(wěn)）汽車的總體設(shè)計課件16（3）發(fā)動機后置后驅(qū)動

a、結(jié)構(gòu)緊湊；（發(fā)動機、離合器、變速器和主減速器布置成一體）

b、改善了駕駛員視野；（汽車前部高度有條件降低）

c、整車整備質(zhì)量?。惶攸c：

d、客廂內(nèi)地板比較平整；

e、乘客座椅能夠布置在舒適區(qū)內(nèi)；f、爬坡能力強；

g、汽車軸距短，機動性能好。

（3）發(fā)動機后置后驅(qū)動17

a、后橋負(fù)荷重，使汽車具有過多轉(zhuǎn)向的傾向；

b、前輪附著力小，高速行駛時轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定，影響操縱主要缺點：

穩(wěn)定性；c、行李箱在前部，行李箱空間不夠大；

d、操縱機構(gòu)復(fù)雜；

f、變形困難。應(yīng)用：較少

2．貨車布置形式

長頭式按駕駛室與發(fā)動機相對位置的不同可分短頭式平頭式偏置式

2．貨車布置形式18

（1）長頭式

a、發(fā)動機位于駕駛室前部；特點

b、發(fā)動機及其附件的接近性好；

c、有利于發(fā)動機散熱，操縱機構(gòu)布置簡單。a、汽車面積利用率低；

缺點

b、視野差；

c、機動性差。

應(yīng)用：使用條件差的貨車、越野車（1）長頭式19（2）短頭式

a、發(fā)動機有少部分位于駕駛室內(nèi)；特點

b、汽車面積利用率及視野有所改善；

c、有利于發(fā)動機散熱，操縱機構(gòu)布置簡單；a、汽車面積利用率低；缺點

b、視野差；

c、機動性差；

d、駕駛室內(nèi)部相對擁擠。

應(yīng)用：中重型貨車、越野車（2）短頭式20

（3）平頭式

a、駕駛室位于發(fā)動機之上；

特點

b、汽車面積利用率高、視野好；

c、最小轉(zhuǎn)彎半徑??；a、前軸負(fù)荷大，因而汽車通過性能變壞；

缺點b、駕駛室有翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和鎖住機構(gòu)，機構(gòu)復(fù)雜；

c、進(jìn)、出駕駛室不如長頭式貨車方便；

d、駕駛室內(nèi)受熱及振動均比較大；

f、正面碰撞時，特別是微型、輕型平頭貨車，使駕駛員和前排乘員受到嚴(yán)重傷害的可能性增加。

應(yīng)用：各種級別的貨車（3）平頭式21（4）偏置式

a、駕駛室位于發(fā)動機之旁

；

特點

b、具有具有平頭式貨車的一些優(yōu)點；（軸距短、視野好）

c、還具有長頭式貨車的一些優(yōu)點；（駕駛室通風(fēng)條件好、維修發(fā)動機方便）應(yīng)用：主要用于重型礦用自卸車（4）偏置式223．大客車的布置形式

發(fā)動機前置后橋驅(qū)動根據(jù)發(fā)動機的位置不同可分發(fā)動機后置后橋驅(qū)動發(fā)動機中置后橋驅(qū)動（1）發(fā)動機前置后橋驅(qū)動

a、動力總成操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單；特點

b、散熱器位于汽車前部，冷卻效果好；

c、冬季在散熱器罩前部蒙以保護(hù)棉被，能改善發(fā)動機的保溫條件；d、發(fā)動機出現(xiàn)故障時駕駛員容易發(fā)現(xiàn)。

3．大客車的布置形式（1）發(fā)動機前置后橋驅(qū)動23

a、布置座椅時會受到發(fā)動機的限制；

b、地板平面離地面較高；

缺點

c、傳動軸長度長；

d、發(fā)動機的聲、氣味和熱量易于傳入車廂內(nèi)；隔絕發(fā)動機振動困難，影響乘坐舒適性；f、采用前開門布置會使前懸加長，同時可能使前軸超載。

發(fā)動機前置后驅(qū)動的大客車，常在貨車底盤基礎(chǔ)上改裝而成。a、布置座24

（2）發(fā)動機后置后橋驅(qū)動

a、能較好地隔絕發(fā)動機的噪聲、氣味、熱量；

特點

b、檢修發(fā)動機方便；軸荷分配合理；

c、能改善車廂后部的乘坐舒適性；

d、當(dāng)發(fā)動機橫置時，車廂面積利用較好，并有布置座椅受發(fā)動機影響較少；

f、行李箱大（旅游客車）、地板高度低（城市客車）

g、傳動軸長度短。（2）發(fā)動機后置后橋驅(qū)動25

a、發(fā)動機的冷卻條件不好，必須采用冷卻效果強的散熱器；缺點

b、動力總成操縱機構(gòu)復(fù)雜；

c、駕駛員不容易發(fā)現(xiàn)發(fā)動機故障。

發(fā)動機后置后橋驅(qū)動

發(fā)動機后置后橋驅(qū)動大客車優(yōu)點明顯。目前，這種布置形式的大客車得到廣泛應(yīng)用。發(fā)動機后置后橋驅(qū)動發(fā)動機后置后橋驅(qū)動大26（3）發(fā)動機中置后橋驅(qū)動

a、軸荷分配合理；

特點

b、傳動軸的長度短；

c、車廂內(nèi)面積利用最好，并且座椅布置不會受發(fā)動機的限制；

d、乘客車門能布置在前軸之前等。

應(yīng)用于旅游大客車（3）發(fā)動機中置后橋驅(qū)動應(yīng)用于旅游大客車27

a、發(fā)動機必須用水平對置式的，且布置在地板下部，給檢修發(fā)動機帶來困難；

b、駕駛員不容易發(fā)現(xiàn)發(fā)動機故障；缺點

c、發(fā)動機在熱帶的冷卻條件和寒帶的保溫條件均不好；

d、發(fā)動機的噪聲、氣味、熱量和振動均能傳入車廂；

f、動力總成操縱機構(gòu)復(fù)雜；

e、受發(fā)動機影響，地板平面距地面較高；

28§1-3汽車主要參數(shù)的選擇

一、

汽車主要尺寸的確定

外廓尺寸軸距

汽車的主要尺寸

：輪距前懸、后懸貨車車頭長度和車箱尺寸等

§1-3汽車主要參數(shù)的選擇一、汽車主要尺寸的確定291．外廓尺寸

貨車、越野車、整體式客車≤13.7m

外廓尺寸長單鉸接式客車≤18m

汽車外廓尺寸限界規(guī)定

半掛汽車列車≤16.5m

（GB1589-2004）全掛汽車列車≤20m

汽車寬

≤2.5m（不包括后視鏡）

汽車高

≤4m（空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下）注：不在公路上行駛的汽車，其外廓尺寸不受上述規(guī)定限制。1．外廓尺寸30

2．軸距L

整備質(zhì)量

影響

汽車總長車廂長度不足或后懸過長L汽車總長

L汽車制動性和操縱穩(wěn)定性變壞傳動軸長度對平順性不利縱向通過半徑萬向節(jié)傳動軸的夾角增大軸荷分配

確定原則：轎車的級別越高，裝載量或載客量多的貨車或客車軸距取得長。對機動性要求高的汽車軸距宜取短些。

推薦范圍：0.4～0.6m為宜

31車型類別軸距L/mm輪距B/mm轎車微型車2000～22001100～1380普通級2100～25401150～1500中級2500～28601300～1500中、高級2850～34001400～1580高級2900～39001560～16204×2貨車微型1700～29001150～1350輕型2300～36001300～1650中型3600～55001700～2000重型4500～56001840～2000礦用自卸車總質(zhì)量ma/t<603200～42002000～4000>603900～4800大客車城市大客車（單車）長途大客車（單車）4500～50001740～20505000～6500各類汽車的軸距和輪距車型類別軸距L/mm輪距B/mm轎車微型車2000～2200323．前輪距B1和后輪距B2

汽車總寬

影響總質(zhì)量最小轉(zhuǎn)彎直徑側(cè)傾剛度

確定總原則：受汽車總寬不得超過2.5m限制，輪距不宜過大。

前輪距B1

：應(yīng)能布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運動間隙。

后輪距B2

：應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。3．前輪距B1和后輪距B233

4．前懸LF和后懸LR

1）整車協(xié)調(diào)性

2）軸荷分配的要求

3）安裝要求

4）通過性要求

5）撞車安全性

前懸LF

：長頭貨車一般在1100～1300mm范圍內(nèi)。

后懸LR

：輕型、中型貨車一般在1200～2200mm之間；特長貨箱汽車的后懸可達(dá)2600mm，但不得超過軸距的55%；

客車后懸長度不得超過軸距的65%，絕對值不大于3500mm。確定原則：4．前懸LF和后懸LR確定原則：345．貨車車頭長度定義：指從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離。

汽車外觀效果

影響

駕駛室居住性發(fā)動機的接近性等

范圍：長頭型貨車車頭長度尺寸一般在2500～3000mm之間；平頭型貨車一般在1400～1500mm之間。5．貨車車頭長度35二、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定

1．整車整備質(zhì)量m0

定義：指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量。

影響：汽車的成本使用經(jīng)濟(jì)性

減少m0

的措施主要有：采用強度足夠的輕質(zhì)材料，新設(shè)計的車型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)更合理。二、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定36估算：a、貨車采用質(zhì)量系數(shù)法；

b、轎車和客車的整備質(zhì)量也可按每人所占整車整備質(zhì)量的統(tǒng)計平均值估計。

a、質(zhì)量系數(shù)ηm的定義：指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值。

質(zhì)量系數(shù)反映了汽車的設(shè)計水平和工藝水平。汽車類型貨車輕型0.80～1.10中型1.20～1.35重型1.30～1.70礦用自卸車最大裝載質(zhì)量me/t<451.10～1.50>451.30～1.70不同類型汽車的質(zhì)量系數(shù)

估算：a、貨車采用質(zhì)量系數(shù)法；汽車類型貨車輕型37車型人均整備質(zhì)量值/（t·人-1）車型人均整備質(zhì)量值/（t·人-1）微型轎車0.15～0.16中高級以上轎車0.29～0.34普通級轎車0.17～0.24中型以下客車0.096～0.16中級轎車0.21～0.29大型客車0.065～0.13b、轎車和客車人均整備質(zhì)量

車型人均整備質(zhì)量值車型人均整備質(zhì)量值微型轎車0.15～0.1382．汽車的載客量和裝載質(zhì)量（1）汽車的載客量

定義：a、

轎車的載客量用座位數(shù)表示。微型和普通級轎車為2～4座；中級以上轎車為4～7座。

b、城市大客車的載客量，由等于座位數(shù)的乘客和站立乘客兩部分構(gòu)成。站立乘客按每平方米8～10人計算。

c、長途大客車和專供游覽觀光用的大客車，其載客量等于座位數(shù)。

（2）汽車的裝載質(zhì)量me

定義：指在硬質(zhì)良好路面上行駛時所允許的額定裝載量。注：越野汽車的裝載量是指越野行駛時或在土路上行駛時的額定裝載量。

2．汽車的載客量和裝載質(zhì)量39貨車裝載質(zhì)量確定：首先應(yīng)與行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列符合，其次要考慮到汽車的用途和使用條件。a、貨流大、運距長或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車；

b、貨源變化頻繁、運距短的市內(nèi)運輸車采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟(jì)。3．軸荷分配定義：指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。確定原則貨車裝載質(zhì)量確定：首先應(yīng)與行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列符合，其次3．軸40a、輪胎磨損均勻和壽命相近；

b、保證足夠的附著能力；（驅(qū)動橋應(yīng)有足夠大的載荷）

c、轉(zhuǎn)向輕便；

d、軸荷轉(zhuǎn)移盡量小；

f、良好的操縱穩(wěn)定性；（不足轉(zhuǎn)向特性）

g、通過性要求。確定原則確定原則41車型滿載空載前軸后軸前軸后軸轎車發(fā)動機前置前輪驅(qū)動47%～60%40%～53%56%～66%34%～44%發(fā)動機前置后輪驅(qū)動45%～50%50%～55%51%～56%44%～49%發(fā)動機后置后輪驅(qū)動40%～46%54%～60%38%～50%50%～62%貨車4×2后輪單胎32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%4×2后輪雙胎，長、短頭式25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%4×2后輪雙胎，平頭式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%6×4后輪雙胎19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%各類汽車的軸荷分配

車型滿載空載前軸后軸前軸后軸轎發(fā)動機前置前輪驅(qū)動47%～6042隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級轎車的最高車速有逐漸提高的趨勢。轎車的最高車速大于貨車、客車的最高車速。級別高的轎車的最高車速要大于級別低些轎車的最高車速。微型、輕型貨車最高車速大于中型、重型貨車的最高車速，重型貨車最高車速較低。（1）最高車速vamax

1．動力性參數(shù)考慮汽車的用途公路條件及安全設(shè)施發(fā)動機功率三、汽車性能參數(shù)的確定

隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級轎車的最高車速（143（2）加速時間t

對于vamax

>100km/h的汽車，常用加速到100km/h所需的時間來評價定義：汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大的加速強度加速到一定車速所用去的時間稱為加速時間。評價對于vamax低于100km/h的汽車，可用0～60km/h的加速時間來評價。（2）加速時間t對于vamax>100km/h的汽車，常44（3）上坡能力

貨車能克服30%坡度；定義：用汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)imax來表示。越野汽車能克服60%坡度。要求：轎車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對它們的上坡能力要求也不一樣。（3）上坡能力貨車能克服30%坡度；定義：用汽車滿載時在45（4）汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩

定義比功率：汽車所裝發(fā)動機的標(biāo)定最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比。比轉(zhuǎn)矩：汽車所裝發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比?？梢跃C合反映汽車的動力性能反映汽車的牽引能力轎車的比功率大于貨車和客車；貨車的比功率隨總質(zhì)量的增加而減小。我國GB7258-2004《機動車運行安全技術(shù)條件》規(guī)定：農(nóng)用運輸車與運輸用拖拉機的比功率不小于4.0Kw/t，其它機動車不小于4.8Kw/t。客車的比功率見交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325-1997。要求（4）汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩定義比功率：汽車所裝發(fā)動機的標(biāo)定最46表1-9汽車動力性參數(shù)范圍汽車類別最高車速vamax/（km·h-1）比功率P·ma-1/（kW·t-1）比轉(zhuǎn)矩T·ma-1/（N·m·t-1）轎車微型級110～15030～6050～110普通級120～17035～6580～110中級130～19040～7090～130中、高級140～23050～80120～140高級160～28060～110100～180貨車微型80～13516～2830～44輕型15～2538～44中型75～12010～2033～47重型6～2029～50

汽車動力性參數(shù)范圍

表1-9汽車動力性參數(shù)范圍汽車類別最高車速vamax比功47

2．燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)評價指標(biāo)：汽車在水平的水泥或瀝青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量（L/100km）

注:

貨車有時用單位質(zhì)量的百公里油耗量來評價

車型微型轎車普通級轎車中級轎車高級轎車百公里燃油消耗量/[L（100km）-1]4.4～7.57～1210～1618～23.5總質(zhì)量ma/t汽油機柴油機總質(zhì)量ma/t汽油機柴油機<43.0～4.02.0～2.86～122.68～2.821.55～1.864～61.9～2.11.9～2.1>12①2.50～2.601.43～1.53轎車貨車2．燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)評價指標(biāo)：汽車在水平的水泥或瀝青48

3．機動性參數(shù)評價指標(biāo)：最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin

定義:

轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑影響因素轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角汽車軸距輪距等

機動車的最小轉(zhuǎn)彎直徑不得大于24m。當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑為24m時，前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪差（以兩內(nèi)輪軌跡中心計）不得大于3.5m。要求GB7258-2004《機動車運行安全技術(shù)條件》

3．機動性參數(shù)評價指標(biāo)：最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin定義49車型級別Dmin/m車型級別Dmin/m轎車微型7～9.5貨車微型8～12普通級8.5～11輕型10～19中級9～12中型12～20高級11～14重型13～21客車微型10～13礦用自卸車中型14～20裝載質(zhì)量me/t<4515～19大型17～22>4518～24各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin

車型級別Dmin/m車型級別Dmin/m轎車微型7～9.5貨50

4．通過性的幾何參數(shù)評價指標(biāo)最小離地間隙hmin接近角γ離去角β縱向通過半徑ρ等汽車通過性的幾何參數(shù)車型hmin/mmγ/（°）β/（°）ρ/m4×2轎車150～22020～3015～223.0～8.34×4轎車21045～5035～401.7～3.64×2貨車250～30040～6025～452.3～6.04×4貨車、6×6貨車260～35045～6035～451.9～3.64×2客車、6×4客車220～37010～406～204.0～9.04．通過性的幾何參數(shù)評價指標(biāo)最小離地間隙hmin汽車515．操縱穩(wěn)定性參數(shù)設(shè)計指標(biāo)（與總體設(shè)計有關(guān)）

轉(zhuǎn)向特性參數(shù)要求：ay=0.4g

時，（α1-α2）=1°～3°為宜車身側(cè)傾角Φ要求：ay=0.4g

時，

Φ≤3°較好，Φmax≤

7°。制動前俯角

要求：ay=0.4g

時，

車身的前俯角不大于1.5°5．操縱穩(wěn)定性參數(shù)設(shè)計指標(biāo)轉(zhuǎn)向特性參數(shù)526．制動性參數(shù)汽車制動性定義：汽車在制動時，能在盡可能短的距離內(nèi)停車且保持方向穩(wěn)定，下長坡時能維持較低的安全車速并有在一定坡道上長期駐車的能力。

制動效能評價：

制動距離St平均制動減速度j

有關(guān)（GB7258-2004）《機動車運行安全條件》中規(guī)定的路試檢驗行車制動和應(yīng)急制動性能要求見下表。

6．制動性參數(shù)汽車制動性定義：汽車在制動時，能在盡可能短的距53車輛類型行車制動應(yīng)急制動制動初車速/(km·h-1)制動距離/mFMDD/(m·s-2)試車道寬度/m踏板力/N制動初車速/(km·h-1)制動距離/mFMDD/(m·s-2)操縱力/N(≤)座位數(shù)≤9的客車滿載50≤20≥5.92.5≤50050≤38≥2.9手400腳500空載≤19≥6.2≤400其它總質(zhì)量≤4.5t的汽車滿載50≤22≥5.42.5①≤70030≤18≥2.6手600腳700空載≤21≥5.8≤450其它汽車、汽車列車滿載30≤10≥5.03.0≤70030≤20≥2.2手600腳700空載≤9≥5.4≤450路試驗檢驗行車制動和應(yīng)急制動性能要求車輛類型行車制動應(yīng)急制動制動初制動FMDD試車道踏板制動初制54§1-4發(fā)動機的選擇一、發(fā)動機形式的選擇

當(dāng)前汽車上使用的發(fā)動機仍然是以往復(fù)式內(nèi)燃機為主

a、往復(fù)式內(nèi)燃機：(按油類分)汽油機柴油機

特點：平穩(wěn)、噪聲小、轉(zhuǎn)速高、體積小、易啟動、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性好等。缺點：排污大、功率小、ge大

特點：功率大、排污小、ge小、壽命長、成本低等。缺點：

工作粗暴、噪聲大、ne小、體積大、啟動困難§1-4發(fā)動機的選擇一、發(fā)動機形式的選擇當(dāng)前汽車上使用的55應(yīng)用：汽油機主要用于輕型車和轎車柴油機主要用于貨車、大型客車上。隨著發(fā)動機技術(shù)的進(jìn)步，輕型車和轎車用柴油機有日益增多的趨勢。

b、按汽缸排列型式

直列式：結(jié)構(gòu)簡單、寬度窄、布置方便。但當(dāng)發(fā)動機缸數(shù)多時，在汽車上布置困難，且高度尺寸大。適用于6缸以下的發(fā)動機水平式：平衡好，高度低。在少量大客車上得到應(yīng)用。

v型式：曲軸剛度高度，尺寸小，發(fā)動機系列多。但用于平頭車時，發(fā)動機寬布置較為困難，造價高。主要用于中、高轎車以及重型貨車上。應(yīng)用：汽油機主要用于輕型車和轎車b、按汽缸排列型式直列式56c:按冷卻形式風(fēng)冷：結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、適應(yīng)性好。冷卻不均勻、噪聲大、耗功大。主要用于摩托車

水冷：冷卻均勻可靠、散熱好、噪聲??；能提供車內(nèi)供暖、較好適應(yīng)發(fā)動機增壓后散熱的需要。缺點是冷卻系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用與維修不方便；冷卻性能受環(huán)境溫度影響較大，夏季冷卻水容易過熱，冬季又容易過冷，并且在室外存放，水結(jié)冰后能凍壞氣缸缸體和散熱器。

大部分汽車用水冷發(fā)動機

c:按冷卻形式風(fēng)冷：結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、適應(yīng)性好。57二、發(fā)動機主要性能指標(biāo)的選擇Pemax的確定：

1發(fā)動機最大功率Pemax及相應(yīng)轉(zhuǎn)速np

a:最大功率Pe

Pemax

影響動力性初步設(shè)計：

同類車的比功率統(tǒng)計值由設(shè)計的vamax

二、發(fā)動機主要性能指標(biāo)的選擇Pemax的確定：1發(fā)動機58b:轉(zhuǎn)速npnp

發(fā)動機的類型

vamax

確定Pemax

一般：

汽油機np=3000～7000r/min

柴油機np=1800～4000r/min2．最大轉(zhuǎn)矩Temax及相應(yīng)的轉(zhuǎn)速nT

Temax

影響加速性能、爬坡性和動力因素b:轉(zhuǎn)速npnp發(fā)動機的類型一般：汽油機np=3059式中:Temax為最大轉(zhuǎn)矩（N·m）；

a為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，一般在1.1～1.3之間選?。籔emax為發(fā)動機最大功率（kW）；np為最大功率轉(zhuǎn)速（r/min）。

Temax計算:

nT:

一般np/nT>1.4(1.4～2.0發(fā)動機設(shè)計保證)式中:Temax為最大轉(zhuǎn)矩（N·m）；Temax計60三發(fā)動機的懸置發(fā)動機是汽車的主要振源之一

1懸置設(shè)計的要求

a、懸置元件應(yīng)具有一定的剛度。（發(fā)動機正常工作時，靜位移小）b、良好的隔振性能。c、具有一定的減振降噪功能。低頻段：提供大阻尼降低振幅高頻段：提高低的動剛度衰減高頻噪聲

（發(fā)動機工作頻率10～500HZ）

d.耐機械疲勞、橡膠材料的熱穩(wěn)定性好、抗腐蝕性強三發(fā)動機的懸置發(fā)動機是汽車的主要振源之一1懸置設(shè)計的要61

2．發(fā)動機懸置的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)橡膠懸置：動剛度一定、阻尼損失角一定。用于貨車液壓懸置：動剛度和阻尼損失角θ隨頻率變化，

θ在5～25HZ內(nèi)較大，有利于衰減發(fā)動機怠速頻段內(nèi)（20～25HZ）的大幅振動。用于轎車2．發(fā)動機懸置的結(jié)構(gòu)結(jié)橡膠懸置：動剛度一定、阻尼62液壓懸置結(jié)構(gòu)簡圖1—螺紋聯(lián)接桿2—限位擋板3—上慣性通道體4—橡膠膜5—盤狀加強圈6—下慣性通道體7—橡膠底膜8—底座9—橡膠主簧座10—慣性通道體11—橡膠主簧12—金屬骨架液壓懸置結(jié)構(gòu)簡圖63橡膠懸置和液壓懸置動特性a)動剛度曲線b)阻尼損失角曲線橡膠懸置和液壓懸置動特性64§1-5汽車的總體布置

一、三維坐標(biāo)的基準(zhǔn)線（面）

繪制總布置草圖

是汽車的總體布置的主要工作。

繪制總布置草圖的目的：在圖紙上實現(xiàn)總體方案校核各部件尺寸是否滿足設(shè)計要求確定整車的基準(zhǔn)線應(yīng)在汽車滿載狀態(tài)下進(jìn)行繪圖時應(yīng)將汽車前部繪的左側(cè)。繪制要求1．車架上平面線定義：車架縱梁上翼較長的一段平面或承載式車身中部地板或邊梁的上緣面在側(cè)（前）視圖上的投影線?！?-5汽車的總體布置一、三維坐標(biāo)的基準(zhǔn)線（面）65作用：作為垂直方向尺寸的基準(zhǔn)線（面），即z坐標(biāo)線。

向上為“+”、向下為“-”，該線標(biāo)記為：2．前輪中心線定義：通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線。作用：縱向方向尺寸的基準(zhǔn)線（面），即x坐標(biāo)線。向前為“-”，向后為“+”，該線標(biāo)記為：3．汽車中心線定義：汽車縱向垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線

。作用：作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線（面），即y坐標(biāo)線。向左為“+”、向右為“-”，該線標(biāo)記為：

作用：作為垂直方向尺寸的基準(zhǔn)線（面），即z坐標(biāo)線。向上66畫法畫法674．輔助基準(zhǔn)線定義：地平面在側(cè)視和前視圖上的投影線。

作用：標(biāo)注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度

等尺寸的基準(zhǔn)線。定義：通過左、右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線

作用：標(biāo)注汽車軸距和前懸的基準(zhǔn)線。

當(dāng)車架與地面平行時，前輪垂直線與前輪中心線重合（如轎車）。

（1）．地面線

（2）．前輪垂直線4．輔助基準(zhǔn)線定義：地平面在側(cè)視和前視圖上的投影線。作用68二、各部件的布置影響布置1．發(fā)動機的布置（1）發(fā)動機的上下位置離地間隙駕駛員視野

轎車：前部因沒有前軸，發(fā)動機油底殼至路面的距離，應(yīng)保證滿載狀態(tài)下最小離地間隙的要求。貨車：通常將發(fā)動機布置在前軸上方，考慮到懸架緩沖脫落以后，前軸的最大向上跳動量達(dá)70～100mm，這就要求發(fā)動機有足夠高的位置，以防止前軸碰壞發(fā)動機油底殼。

二、各部件的布置影響布置1．發(fā)動機的布置（1）發(fā)動機的上下69標(biāo)注方法：用氣缸體前端面與曲軸中心線交點K到地面高度尺寸b來標(biāo)明發(fā)動機高度位置

標(biāo)注方法：用氣缸體前端面與曲軸中心線交點K到地面高度尺70影響布置（2）發(fā)動機的前后位置

汽車的軸荷分配

轎車前排座位的乘坐舒適性

傳動軸長度和夾角

貨車的面積利用率

a

、減小傳動軸夾角：前置后輪驅(qū)動汽車的發(fā)動機常布置成向后傾斜狀，使曲軸中心線與水平線之間形成1°～4°夾角，轎車多在3°～4°之間

。b、前縱梁之間的距離：發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的轎車，必須考慮吊裝在發(fā)動機上的所有總成（如發(fā)動機、空調(diào)裝置的壓縮機等）以及從下面將發(fā)動機安裝到汽車上的可能性。還應(yīng)保證在修理和技術(shù)維護(hù)情況下，從上面安裝發(fā)動機的可能性。影響布置（2）發(fā)動機的前后位置汽車的軸荷分配a、減小傳71標(biāo)注方法：用氣缸體前端面到前輪中心線的距離尺寸c來標(biāo)明發(fā)動機前后位置

標(biāo)注方法：用氣缸體前端面到前輪中心線的距離尺72（3）發(fā)動機的左右位置

影響底盤承載系統(tǒng)的受力

發(fā)動機懸置支架的統(tǒng)一性布置：發(fā)動機曲軸中心線在一般情況下與汽車中心線一致。少數(shù)汽車如4×4汽車，考慮到前轎是驅(qū)動橋，為了使前驅(qū)動橋的主減速器總成上跳時不與發(fā)動機發(fā)生運動干涉，將發(fā)動機和前橋主減速器向相反方向偏移。

2．傳動系的布置

發(fā)動機位置確定

動力總成位置也隨之而定

（包括發(fā)動機、離合器、變速器在內(nèi)）（3）發(fā)動機的左右位置影響底盤承載系統(tǒng)的受力布置：發(fā)動機73條件兩端夾角相等在滿載靜止時不大于4°、最大不得大于7°。布置：常將后橋主減速器的軸線向上翹起。

。在轎車布置中：在側(cè)視圖上常將傳動軸布置成U形方案

?？山档蛡鲃虞S軸線的離地高度，有利于減小客廂地板凸包高度和保證后排中間座椅座墊處有足夠的厚度。凸包與中間傳動軸之間的最小間隙一般應(yīng)在10～15mm萬向節(jié)傳動軸傳動的條件：條件兩端夾角相等布置：常將后橋主減速器的軸線向上翹起。。萬74

U形布置萬向節(jié)傳動軸

3．轉(zhuǎn)向裝置的布置（1）轉(zhuǎn)向盤的位置

布置應(yīng)考慮的問題保證駕駛員能舒適地進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作；（考慮轉(zhuǎn)向盤平面與水平面之間的夾角）以取得轉(zhuǎn)向盤前部盲區(qū)距離最小為佳；轉(zhuǎn)向盤不應(yīng)影響駕駛員觀察儀表；照顧到轉(zhuǎn)向盤周圍（如風(fēng)擋玻璃等）有足夠的空間。

U形布置萬向節(jié)傳動軸3．轉(zhuǎn)向裝置的布置（1）轉(zhuǎn)向盤的位置754．制動系布置布置應(yīng)考慮的問題避免懸架運動與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動出現(xiàn)不協(xié)調(diào)現(xiàn)象；（轉(zhuǎn)向器布置在前鋼板彈簧跳動中心附近）防止轉(zhuǎn)向盤后移傷及駕駛員；

要求轉(zhuǎn)向軸在水平面內(nèi)與汽車中心線之間的夾角不得大于5°（影響踏板的布置和駕駛員腿部的操縱動作）

較高的傳動效率（轉(zhuǎn)向搖臂與縱拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂與縱桿之間的夾角布置）（2）轉(zhuǎn)向器的位置制動踏板的位置更靠近駕駛員，且制動踏板操縱輕便。

傳力桿件運動無干涉和死角，不能車輪跳動時自行制動。制動管路布置平行管之間的距離不小于5mm，或者完全束在一起；交叉管之間的距離應(yīng)不小于20mm；不要將管子布置在車架縱梁內(nèi)側(cè)下翼上；（積水）4．制動系布置布置應(yīng)考慮的問題避免懸架運動與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動出現(xiàn)765．踏板的布置離合器踏板制動踏板油門踏板布置在地板凸包與車身內(nèi)側(cè)壁之間。在離合器踏板左側(cè)，應(yīng)當(dāng)留出離合器不工作時可以放下左腳的空間。油門踏板一般比制動踏板稍低，要求油門踏板與制動踏板之間留有大于一只完整鞋底寬度（60mm）的距離。德國推薦的確定踏板布置的尺寸關(guān)系

5．踏板的布置離合器踏板布置在地板凸包與車身內(nèi)側(cè)壁之間。在離776．油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置（1）油箱油箱的容積汽車最大續(xù)駛里程（一般200～600km）來確定

油箱的布置應(yīng)遠(yuǎn)離消聲器和排氣管（轎車要求油箱距排氣管的距離大于300mm否則應(yīng)加裝有效的隔熱裝置；油箱距踝露的電器接頭及開關(guān)的距離不得小于200mm）；不應(yīng)當(dāng)布置在發(fā)動機艙內(nèi)；轎車油箱常布置在行李箱內(nèi)；貨車油箱布置在縱梁上

（2）備胎轎車備胎常布置在行李箱內(nèi)；客車、貨車布置在車輛的側(cè)面或后面。

布置6．油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置（1）油箱油箱的容積78（3）行李箱

（4）蓄電池的布置轎車行李箱有效容積

中級轎車為0.4～0.7m3高級轎車為0.7～0.9m3。

轎車行李箱布置行李箱底部應(yīng)盡量平整（能整齊地安放手提箱）客貨兩用轎車將后排座椅設(shè)計成可翻式，翻轉(zhuǎn)后后部形成一個有效容積很大的行李箱。

布置蓄電池與起動機應(yīng)位于同側(cè)；縮短線路；還要考慮拆裝方便性和良好的接近性；（3）行李箱（4）蓄電池的布置轎車行李箱有效容積中級轎797．車身內(nèi)部布置1）、貨車駕駛室的布置要考慮人體工程學(xué)、視野要求標(biāo)準(zhǔn)：GB/T11563《載貨汽車駕駛員操作位置尺寸》貨車駕駛員操作位置尺寸（駕駛室輪廓指其內(nèi)側(cè)表面）

7．車身內(nèi)部布置1）、貨車駕駛室的布置要考慮人體工程學(xué)、視野80駕駛姿勢對人體各部分夾角的合理范圍人體樣板(第95百分位的A=460mmB=456mm)駕駛姿勢對人體各部分夾角的合理范圍人體樣板812）貨廂的布置貸廂與駕駛室之間應(yīng)有一定距離(通常為50～100mm）貨廂和貨物的質(zhì)心離后軸中心線的距離軸荷分配后輪為雙胎的長頭或短頭式車:(2～10)%L平頭車和自卸車：（12～22)%L欄板高度：一般取500～800mm；裝載客積應(yīng)能保證盡量充分利用汽車的裝載質(zhì)量可根據(jù)裝載質(zhì)量和所運貨物的不同來選取貨廂底板的高：一般此高度離地面1.0～1.4m

布置2）貨廂的布置貸廂與駕駛室之間應(yīng)有一定距離(通常為50～10823）轎車的內(nèi)部布置轎車車身的內(nèi)部布置尺寸3）轎車的內(nèi)部布置轎車車身的內(nèi)部布置尺寸834）大型客車車身內(nèi)部布置尺寸大型客車多為平頭式；駕駛員乘坐姿勢與長頭車相比更為直立；座椅較高，轉(zhuǎn)向盤與水平面的夾角較小。

特點：標(biāo)準(zhǔn)：駕駛區(qū)布置GB/T13053-91（客車駕駛區(qū)尺寸）乘客區(qū)布置GB/T13055-91（客車乘客區(qū)尺寸）4）大型客車車身內(nèi)部布置尺寸大型客車多為平頭式；特點：標(biāo)準(zhǔn)84大型客車車身內(nèi)部布置尺寸大型客車車身內(nèi)部布置尺寸858轎車外廓尺寸的確定

a、H點和R點H點定義：實車測得軀干與大腿相連的旋轉(zhuǎn)點“胯點”位置

H點的位置決定了與駕駛員操作方便、乘坐舒適相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)R點定義：座椅調(diào)至最后、最下位置時的“胯點”

以R點作為設(shè)計參考點測定的H點不超出以R點為中心的水平邊長30mm、鉛直邊長20mm的矩形方框內(nèi)范圍；靠背角與設(shè)計值之間差值不大于3°。要求：8轎車外廓尺寸的確定a、H點和R點H點定義：實車測得86b、頂蓋輪廓線的確定

首先將座椅放置在高度方向和長度方向的平均位置處；然后確定H點，并引出一條與鉛垂線成8°的斜線；再從H點沿8°斜線方向截取765mm的F點；F點相當(dāng)于第50百分位駕駛員的頭部最高點；從F點垂直向上截取100～135mm為車頂內(nèi)飾線。

車頂內(nèi)飾線確定b、頂蓋輪廓線的確定首先將座椅放置在高度方向和長87車頂：包括鋼板、隔離層、蒙面等，厚度為15～25mm。頂蓋的縱向輪廓線汽車頂蓋橫剖面上的最高點：再增加20～40mm；（因頂蓋輪廓是上凸的曲面，并對稱于汽車的縱軸線）用同樣的方法找出后排座椅上方最高點；前、后座椅上方兩點連線即為頂蓋的縱向輪廓線。c、車身橫截面形成:轎車車身橫截面由頂蓋、車門和地板的外形來形成。

車頂：包括鋼板、隔離層、蒙面等，厚度為15～25mm。汽88確定：將在確定頂蓋縱向輪廓時求得的左、右座椅乘員頭部上方頂蓋上的點，畫到橫截面圖上；再加上頂蓋縱向輪廓線上的點，共三點即可畫出頂蓋橫向輪廓線。

車身側(cè)壁傾斜度的確定：考慮上、下車的方便性。車門上、下檻邊緣之間的間距為100～150mm時（上窄下寬），乘員上身只傾斜0°～10°即可入座。

但此間距過大會使汽車上下比例失調(diào)，影響外觀，且玻璃升降占用車門內(nèi)空間大，并影響肩部和玻璃之間的間隙（要求大于100mm）、肘部和車門內(nèi)表面之間的間隙（要求大于70mm）。確定：將在確定頂蓋縱向輪廓時求得