總體設計手冊-動力部分

第一章動力系統(tǒng)布置簡介

1.1發(fā)動機及變速器型式

1.1.1動力總成的布置

發(fā)動機進行布置時，要首先充分考慮發(fā)動機及變速器允許的最大布置傾斜角

度（變速器的布置角度通常可以依據懸置安置面及坐標系XY面成0度時測得，或

者依據輸入軸及輸出軸線生成平面及整車坐標系的XY面的角度），在角度允許的

范圍內（詢問主管工程師），合理調整，以達到盡量大的油底殼最小離地間隙，傳

動軸角度在空、半、滿載均W4.5deg要求之內，以及周邊零部件的通用化。對于

日底號傳動軸角度

空載：1.876°

運行半載：2.086°

況，車滿載：2.332°

廳度

170mmL位號

選換檔搖臂位置、原懸置安裝飾位置等，并詢問動力總成的質量變更，這樣可以

初步推斷以便校核中重點的考慮檢查。

油底殼離地間隙檢查傳動軸角度檢查

由于動力總成是通過懸置連接在車身或副車架上，而懸置系統(tǒng)一般為彈性體

（橡膠或液壓形式），在發(fā)動機各種工況運行時均會有確定的運動量。所以在布置

動力總成時要充分考慮及周邊不動件的間隙（如及車身縱梁一般間隙要求15mm以

上），當然間隙值的定義及懸置的型式存在確定關系，通常來說，依據橡膠懸置

特性，在動力總成的高度方向要求留20mm以上間隙，側邊以及前后方向的間隙

通常依據動力部門供應的特性值增加一些余量進行要求。

1.1.2動力總成的布置要點

在將發(fā)動機三維數(shù)據調入后主要依據前、后、左、右、上、下六方向上及機

艙內零部件間隙值是否能滿意布置的要求，前面主要分析和散熱器風扇的間隙，

后面則分析差速器殼體及副車架、轉向器的間隙，左右兩側主要分析縱梁的間隙,

上部考慮及發(fā)動機罩內板間隙，下部考慮油底殼最小的離地間隙。在進行懸置點

考慮時候，盡量借用原動力總成在縱梁上的懸置點，因為懸置點的變更會影響車

身潰縮區(qū)，碰撞時影響到吸能。

發(fā)動機布置時要考慮維護性，如更換三濾、液壓助力轉向泵、正時皮帶時的

工具操作的空間，可以用工具數(shù)據庫的數(shù)據進行校核。同時發(fā)動機布置時，依據

通常前5deg后3deg校核方法，用來確定發(fā)動機附件及周邊的間隙值。及前圍板

之間留出50nlm以上間隙（主要是考慮碰撞時的緩沖空間，當定義值或者要求值削

減時，須要平安系統(tǒng)的人員進行確認），發(fā)動機上部及發(fā)動機罩外板之間考慮行

人愛護GTR標準應大于65mm以上間隙（對空濾器在發(fā)動機之上的間隙值可以相對

削減）。發(fā)動機布置時，要求左右懸置的連線志向狀態(tài)下通過重心，若有相對位

置偏移，則應小于15mH1。動力總成布置過程中，要充分的考慮布置空間、管路走

向隱藏合理，安裝修理便利性，在進行發(fā)動機布置角度調整（工作角度范圍內），

要考慮是否會影響油底殼潤滑等，最終可能通過幾輪布置評審，達到布置最優(yōu)化。

發(fā)動機的布置還干脆影響發(fā)動機罩的高度和傾角，考慮造型要求可以確定發(fā)

動機罩的輪廓形態(tài)。所以在保證油底殼離地間隙以及發(fā)動機部件及發(fā)動機艙內表

面間隙的條件下，降低發(fā)動機罩的高度有利于車身前部的造型和駕駛員的下視

野?？紤]到總裝時發(fā)動機從下部安裝的可能性，發(fā)動機最寬處（兩側已經安裝各

種電器附件）應能通過發(fā)動機艙的最窄部位?，F(xiàn)代轎車多采納短前懸，假如將發(fā)

動機橫向布置在前軸后方，則發(fā)動機及附件到發(fā)動機罩間隙加大，可以減輕前撞

對行人愛護的損害；同時發(fā)動機上部有足夠的空間來布置其他需布置室內的總

稱。

發(fā)動機的傾角分為前傾和后傾（某些發(fā)動機布置角度為Odeg）,簡潔的說就是

發(fā)動機氣缸體中心線及YZ面之間的夾角（或垂直方向），一般在進行動力總成輸

要求相關科室供應詳細數(shù)值影響犬■動機在整車中

的布時候還

應檢饋相關

動力總成與前圍板發(fā)動機傾角

對于變速器在發(fā)動機艙中布置狀況。主要考慮變速器在最適合的位置和角度

下，及周邊零部件的間隙狀況。比如，及副車架、車身縱梁、風扇等零部件的問

隙和干涉狀況。間隙值合適及否需依據實際車型和懸置安裝方式確定。變速器在

整車中的布置角度和設計角度不同時，是否會影響到變速器內齒輪油的冷卻潤滑

性能，須要及設計部門進行剛好溝通并校核。由于通常變速器及發(fā)動機不是一起

開發(fā)，因此二者間的接口尺寸匹配在所難免。進行匹配時，還須要相關主管部門

將所要進行的更改工作的難易程度和開發(fā)成本進行綜合分析最終確定是發(fā)動機

接口更改還是變速箱接口更改，有時是二者均進行更改。

為了削減產品開發(fā)成本，應依據現(xiàn)有的變速箱資源來選擇一款變速箱及所確

定的發(fā)動機進行匹配工作，假如依據動力性計算后，變速箱各檔速比及主傳動比

不能滿意整車性能要求，則須要設計部門重新選擇速比。

變速器懸置點的布置,盡量

到安

裝工設計起動

側兩矛的定

出水

起動機在變速器側的布置位置變速器側間隙檢查

1.1.3傳動軸的角度

目前通常轎車布置采納前置前驅，發(fā)動機橫置，由于目前采納十字軸萬向節(jié)

或等速驅動軸考慮三銷軸承的壽命，在空、半、滿在狀態(tài)下傳動軸角度小于

4.5deg,最好在半載狀態(tài)（設計載荷）為0度。依據分析，目前絕大多數(shù)前置前驅

采納橫置，差速器的中心點均是在整車左側，即左半軸較右半軸短，所以左半軸

的夾角確定大于右半軸的夾角。因此，一般檢查左半軸的夾角W4.5度即可。在

調整時應使傳動軸盡可能小，因為這個夾角太大，對于傳動效率來說就要降低，

同時供應商也很難保證疲憊強度及壽命。傳動軸角度將也干脆影響油底殼的離地

間隙。對于發(fā)動機輸出扭矩不是很大（左右半軸長度小于700）的狀況下，可采納

只有左右半軸.半軸選取時通常設計部門會進行最大承受扭矩校核，由于大多變

速器均晚于發(fā)動機的開發(fā)，所以進行匹配時，須要初步分析傳動軸的運動空間是

否及發(fā)動機端面或變速器殼體干涉現(xiàn)象，一般傳動軸本體部分應留出3mm以上間

隙，半軸在懸架各個運動狀態(tài)下及走邊間隙也要重點檢查。

對于前置后驅要保證動力總成傳動軸角度限制在3deg以內，當傳動軸的長度

超過1.5m時，應在中間增加固定支撐，并將傳動軸分為兩段。

前置前驅橫置發(fā)動機兩軸及三軸式傳動軸圖片

中間支撐車輪

兩軸傳動軸三軸傳動軸

1.1.4燃油系統(tǒng)

燃油系統(tǒng)主要由燃油箱、進油管、回油管、蒸發(fā)管、碳罐、油泵、燃油濾清

器、燃油加注管、加注口蓋等組成，基本原理見下圖。油箱主體原則上均采納

以超高分子量聚乙烯（HMWHDPE）為基材，以EVOH為阻隔層的的單層或多層結構

的復合塑料。燃油系統(tǒng)的布置對于車身有效容積和整車軸荷安排都有很大影響，

在燃油箱的布置中，要確保燃油箱的容積和燃油箱的最小離地間隙，布置在空間

許可的狀況下，盡可能的增加油箱容積和郵箱的離地高度（便于油泵布置及提高

燃油傳感器的精度），同時燃油箱及車身安裝面之間應留有15mm以上間隙以便于

設置橡膠隔墊，安裝位置靠近排氣管處均要進行隔熱罩的設計，通常油箱及熱源

間隙在50mm以上（預留隔熱板設計），若油箱布置在懸架系統(tǒng)的前部，須要校核

各狀態(tài)下油箱及懸架之間的間隙，考慮車身誤差等因素，油箱及懸架（扭力梁、

穩(wěn)定桿）運動件之間預留30nlm以上間隙；在燃油硬管布置時，保證固定點牢靠，

走向合理；加油口位置要便利加油的操作，通常在進行布置加油口位置時，須要

進行加注槍的驗證；油道要合理，裝配。為平安起見，燃油箱不應當布置在發(fā)動

機艙內，并避開受到撞擊而漏油時發(fā)生火災。燃油箱布置時應考慮備胎的布置空

間，對于前置前驅的轎車，后橋取消了主減速器，可有更加多的空間來布置燃油

箱，行李箱容積較大。

圖1-2供油系統(tǒng)結構示意圖

圖12燃油箱及懸架間隙檢查

圖1-2燃油箱及車身安裝間隙檢查

圖示為發(fā)動機前置前驅的燃油箱布置方案

a）燃油箱和備胎布置行李箱下面，b燃油箱在后排座后面，備胎緊貼行李箱側壁c

a)b)c)d)

碳罐的布置:依據布置定義或者發(fā)動機艙布置空間限制，可以布置在左右減振器

安裝支架側邊、后地板下部(后懸架的上部)，一般要求為碳罐應布置高于油箱平

面。碳罐在發(fā)動機艙布置時，考慮燃油管路的走向及固定點，通常布置在左減振

器安裝支架內側，左縱梁的上部。并考慮及變速器本體、線束的走向、懸置的空

間。

1.1.5排氣系統(tǒng)

排氣系統(tǒng)由前排氣管、三元催化凈化器、中間消聲器、后消音器等組成。假

如排氣系統(tǒng)出現(xiàn)熱膨脹，下垂，懸掛損壞或排氣系統(tǒng)連接脫離這樣的非正常狀況，

排放構件不應及對車輛平安運行至關重要的任何構件保持接觸例如：燃油系統(tǒng)構

件，制動管路。排氣管布置影響車身地板的布置，在地板下面裝有雙排氣管、主

消聲器和在主消聲器之前后布置兩個協(xié)助消聲器，是最志向的消聲器布置方案，

能高效的汲取噪聲。地板和消聲器之間應留有足夠間隙，考慮隔熱罩一般在40mm

以上，以避開地板過熱，為有效利用車身底部的通風來降低排氣管溫度，排氣系

統(tǒng)和消聲器應沿著空氣的流淌方向布置，而在其四周要用隔熱隔聲材料將其余車

身其他部分隔離開，如圖示

排氣系統(tǒng)四周間隙主要考慮及車身系統(tǒng)構件如全部車身鎖金、保險杠、非金

屬車身栓塞，前懸架系統(tǒng)構件中的固定件、處于運動行程極限狀態(tài)、助力轉向軟

管和非金屬件，后懸架構件包括固定件、運動件全行程及非金屬件，傳動系統(tǒng)整

個行程及非金屬構件，制動系統(tǒng)構件包括駐車制動系統(tǒng)、制動管路及部分非金屬

構件，變速器限制裝置包括殼體及全部非金屬件，離合器限制裝置及發(fā)動機油底

殼等，燃油系統(tǒng)包括及消聲器、非金屬燃油管路、帶隔熱愛護裝置的非金屬燃油

管路、金屬管路、加油管硬管之間的間隙，詳細值見設計指導書。通常消聲器的

體積跟發(fā)動機的排量存在確定的比例關系，一般在10：1左右，詳細可以詢問設

計主管部門，以便考慮走全。

本標準建立起排氣系統(tǒng)的設計要求，包括固定防熱護套；并對其它車輛的構

件和設計理念進行描述。

?要把熱膨脹，垂度考慮在內；制造和裝配公差包括在額定的間距尺寸之內。

?假如排氣系統(tǒng)出現(xiàn)熱膨脹，下垂，懸掛損壞或排氣系統(tǒng)連接件脫離這樣的非正

常狀況，排放組件不應及影響車輛平安操作的任何部件例如：燃油系統(tǒng)構件，制

動管路進行接觸。

一般結構

汽車消聲器基本采納雙級消聲器。前級消聲器一般采納純阻性結構，主要消

中高頻噪聲，形態(tài)一般為圓柱形，筒體內全部裝玻璃纖維等吸聲材料。見圖1T0

圖1-10

后級消聲器為阻抗結合結構，主要消退中低頻噪聲及部分前級未消去的高頻

噪聲。形態(tài)大多為跑道形或橢圓形，一般分為三個腔。見圖l-llo

圖1-11

周邊零部件校核：

散熱器（包括電機）副車架縱梁、副車架、變速器及發(fā)動機、傳動軸、轉向器（硬

管）

3-1車身系統(tǒng)構件間隙（mm）

?全部板金件（地板等）

-至管路，消聲器和諧振器

-至催化轉化器，帶防熱護套

-至催化轉化器，不帶防熱護套

?結構件

?保險杠

?非金屬車身栓塞

壓縮機與底部護板

排氣管與底部護板（周邊）

變速器與底部護板

3-2前懸架和轉向系統(tǒng)構件

?固定件

?運動件

-處于行程極限

?助力轉向軟管和非金屬件

此處可以增加穩(wěn)定桿包絡及排氣管:

3-3傳動系統(tǒng)（分為后驅傳動軸及前驅傳動軸）

?整個行程的傳動系統(tǒng)間隙

?非金屬構件

,轉向器

轉向器本體及排氣管

轉向器管路及排氣管

轉向器管路（膠管）及排氣管

由于前后懸置布置在排氣管三元催化器的附件，溫度高，熱量不易散發(fā)，造成

懸置軟墊的抗拉強度、力學性能下降，并產生裂紋，因此在懸置設計中應使懸

置軟墊遠離熱源或加以隔離。

3-4制動系統(tǒng)構件

?整個行程的駐車制動系統(tǒng)（前排氣及進氣歧管，后排氣及三元催化器隔熱罩）

?制動管路

換檔軟軸拉線及三元催化器隔熱罩換檔軟軸拉線及進氣歧管間隙檢查

3-5變速器限制裝置

,處于全部位置的金屬構件

?處于全部位置的金屬構件

3-6整個行程的離合器限制裝置

?非金屬構件

3-7發(fā)動機，變速器和離合器

3-8燃油系統(tǒng)

?至燃油箱間隙

-沿消聲器/管路旁邊

-在消聲器/管路之上或后面

?至燃油管路間隙

-非金屬燃油管路

一帶防熱愛護裝置的非金屬燃油管路

-金屬燃油管路

?至加油管間隙

排氣管設計：

排氣管管徑R=28,排氣管在副車架之下走向，排氣管在接近角之上。排氣管走

向時避開彎府過大、討誄導致屆朝雜后和里.造成排氣不暢,使排氣管產生嘟嘟

前，后氧傳感器截面圖及線束固定

愕8-B6]

；11?(.?■(max)54(max)

的噪音。

后氧傳感器及線束固定點:

排氣系統(tǒng)設計應位

于接近角之上。

1.1.6進氣系統(tǒng)

進氣系踞I器特闔瞬雌聾成、發(fā)動機進氣軟管、空氣濾清器進氣管、部分還

有諧振腔組成。一般依據發(fā)動機節(jié)氣門體的位置，空濾器布置在發(fā)動機艙左側、

右側。在布置時考慮空濾器固定點位置、空濾器防火（離起動機較近）、懸置設計

空間預留及空氣器換濾芯的維護便利性。分析空濾器尺寸、位置、安裝方法、進

氣管的管路布置和緊固方法以及諧振器尺寸及安裝方法。同時空濾器布置時進氣

口盡量要靠前，并且靠近迎風處，因為溫度過高影響發(fā)動機的充氣效率。為防止

進氣口進水（通常在進氣軟管或空濾下殼體有放水閥）導致發(fā)動機失效，進氣口應

盡量上升。并須要依據發(fā)動機的排量，計算空氣濾清器容積，在布置時候預留空

間。

進氣口迎風檢查進氣口防水檢查

空濾器系統(tǒng)

空濾器的布置位置

及真空助力器，減振器支座，機油尺空間

空濾器布置在發(fā)動機右側

空濾器諧振腔及導水板

進氣口位置

空濾器及起動機

空濾器的安裝及拆卸，安裝方式

尺寸

安裝方式

管路布置

發(fā)動機罩間隙（含發(fā)動機罩隔聲，隔熱襯板）

卡片式上殼體螺栓安裝式上殼體

插接式空濾器殼體

空濾器設計時，首先依據動力總成系統(tǒng)部要求空濾器容積，進行初步尺寸設

計，依據發(fā)動機節(jié)氣門體的方向，確定布置位置?？諡V器上下殼體的安裝方式采

納彈簧片、螺栓安裝、插接等多種方式，彈簧片是安裝結構簡潔，便宜，缺點是

彈簧易失效，采納螺栓安裝方式，需保證螺栓及空濾器結合面足夠，防止結合面

過小，導致安裝固定點失效。同時螺栓拆卸需考慮螺栓防掉措施，螺母增加墊片,

詳細依據空間間隙確定安裝方式?？諡V器殼體由于可變形，所以及發(fā)動機罩的外

板間隙可以略微減小（正常要求65mtn）,空濾器下殼體通常設計有漏水口，避開

空濾進口吸水后進入發(fā)動機內，影響發(fā)動機性能。

空濾器更換濾芯便利性分析主要包括拆卸空濾下殼體的螺栓或卡片的便利

性及取下殼體的便利性。在進行拆卸螺栓或卡片時，工具操作空間充裕，取下卡

片時及周邊件不發(fā)生干涉。

諧振腔分布置在發(fā)動機蓋上（利用空間可作為發(fā)動機裝飾罩），或布置及洗

滌液壺對稱位置，并及車身預留確定間隙，由于在大燈后部，所以需確認修理大

燈的便利性。

依據安裝螺栓的長度，合理的確定真空助力器與空濾器的間隙

1.5空氣濾清器系統(tǒng)

1.5.1進氣濾清器的設計要點

空氣濾清器進氣系統(tǒng)設計時，對性能、結構剛度、強度一般都能細致對待，

但在總布置上有幾個問題，應特殊留意。

a）進口處的空氣溫度不應超過環(huán)境氣溫15℃,進氣溫度過高會降低發(fā)動機

充氣效率，進口方向適當迎風是必要的。汽車行駛時具有確定的速度，特殊是高

速行駛時，迎風進氣口會提高進氣量。

b）進口位置應避開吸入雨、雪、發(fā)動機排放的廢氣。

c）進口應避開選在機艙內的負壓區(qū)、集灰區(qū)、甩泥區(qū)，在允許的條件下進

氣口應盡量上升。

d）進氣金屬管路內壁不允許噴漆，不許生銹，這類贓物脫落后會干脆吸入

發(fā)動機。

e）管路盡量削減接口數(shù)量，接口卡箍薄鋼片式或鋼絲式，沿圓周360°都要

密封。

f）空氣濾清器總體方案的確定

確定總體方案，主要考慮車輛類型，發(fā)動機常用轉速下的吸氣量，汽車行駛

的道路條件等因素。

轎車、輕型貨車發(fā)動機吸氣量比較小，一般都在300m3/h以下，汽車行駛的

道路條件也較好，運用單級干式或單級濕式空氣濾清器即可滿意要求。

1.5.3計算空氣流量

空氣流量是設計空氣濾清器的主要依據。

空氣流量Q按下面公式計算：

Q=0.03AZVhnnv(m3/h)(1)

式中Z--汽缸數(shù)；

Vh——汽缸工作容積(發(fā)動機排量)，L；

n---發(fā)動機轉速，r/m；

A一--考慮進氣脈沖的系數(shù)，舉薦按表『11選取；

nv——發(fā)動機進氣充氣效率，汽油機舉薦nv取0.70-0.80,柴

油機取0.80-0.85O

確定空氣流量后，計算各部空氣流速。

表1-11濾芯材料性能參數(shù)(進氣脈沖系數(shù)A)

缸數(shù)4缸或4缸

123

行程以上

二行程2111

四行程2.8-3.21.6-1.81.331

空氣濾清器濾芯表面面積設計

微孔濾紙和無紡布的允許空氣流量為0.03m3/cm2h。依據已確定的空氣流量和

濾紙的允許空氣流量，計算濾芯最小面積A2,再按下面公式，確定濾芯結構尺寸。

目前，濾芯已有系列標準，應當盡量采納標準，使產品通用化。

A2=bn2hl/50(2)

式中b------折寬，mm;

n2------折數(shù)；

hl------折高，mm;

式中的折數(shù)n2按下式計算

n2Wl+L/t(3)

式中L------濾芯長度，mm;

t------折距，舉薦t=3mm_8mnio

為了防止濾芯并折，濾芯的高度及折寬之比不應大于7。折寬b必需

選用系列標準尺寸，便于運用現(xiàn)有設備加工。表廠12給出國外輕型汽車空氣

濾清器儲灰量，過濾面積及空氣流量的關系，設計時亦可參考。

表1-12輕型車空氣濾清器有關參數(shù)

車型儲灰量.過濾速過濾面?zhèn)渥?/p>

(g/m2)度積/空氣

流量

(cm.s-l)(m2/m3.min)

輕型車1307-80.21-0.2瀝青路

4

1.1.7冷卻系統(tǒng)

主要有散熱器、油冷器(AT)、風扇、軟管、中冷器(渦輪增壓發(fā)動機及

柴油發(fā)動機匹配)組成。依據發(fā)動機排量等因素影響，選擇不同型號的散熱

器風量及風扇數(shù)量，導致在發(fā)動機艙所需空間不一樣，在布置時還需考慮

散熱器面罩對散熱器進風面積的影響，在造型之初便要考慮，計算實際的

迎風面積是否能滿意散熱器要求。同時考慮散熱器安裝方式，及拆卸便利

性。并依據發(fā)動機進、出水管定義對管路進行走向、并考慮及懸置、三元

催化器以及車身間隙。若散熱器位置高于發(fā)動機或及發(fā)動機等高以及較低

于發(fā)動機時，應和設計部門確認是否須要設計膨脹水壺和引水管。柴油發(fā)

動機的冷卻系統(tǒng)除以上組成外還增加了中冷器，中冷器主要考慮體積及散

熱要求，一般布置在冷凝器前部并考慮管路出口及及前橫梁間隙。

管路走向定義散熱器類型

1.4冷卻系統(tǒng)

1.4.1選型

散熱器依據車輛的布置空間等因素選擇散熱器的結構形式，縱置或橫

置。散熱器散熱量應符合表『9的要求。詳細的要求一般須要及對標車及

同型發(fā)動機對比確定。

表1-9散熱器散熱性能要求

發(fā)動機排水流量，

風速，m/s消耗能量，kW

量，LL/min

VW1.0758225

1.0<V8

75240

1.3

1.3VVW8

75245

1.6

1.6VVW8

75250

1.8

1.8<V8

75255

2.4

2.4VVW8

75260

3.0

依據發(fā)動機排量等因素選擇風扇數(shù)量及風量應符合表1-9及表1-10

及表l-llo

表1-10單冷卻風扇型式

發(fā)動機額定電電流轉速靜壓風量噪聲dB(A)

排量V,L壓VAr/minPam3/h

VW1.013.5±W9.02000±982800W70

0.2200

1.0VVW13.5±W12.02200±9821050W72.5

1.60.2200

表1-11雙冷卻風扇型式

發(fā)動機排量額定電壓，電流，轉速，靜壓，風量，噪聲，

V,VAr/minPam3/hdB(A)

L

1.0VVWL613.5±0.2W9.02000±2009821600W72.5

V>1.613.5±0.2W12.02200±2009822100W72.5

注：表中的電流及轉速值是對單個風扇的要求，風量是對兩個風扇的總風

量要求。

1.4.2布置

冷卻系的總布置主要考慮兩方面，一是空氣流通系統(tǒng)；二是冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。在

設計中必需做到提高進風系數(shù)和冷卻液循環(huán)中的散熱實力。

1.6.2.1提高進風系數(shù)

冷卻系統(tǒng)安裝在發(fā)動機艙內，散熱條件差、空氣流淌時空氣密度下降、

護風罩間隙的存在、風扇及散熱器及發(fā)動機的相對位置以及風扇前后散熱器阻力

的存在等，必定使風扇實際流量比臺架流量小。風扇實際流量及散熱器和風扇理

論匹配點上所確定的空氣流量(即風扇臺架流量)之比稱為進風系數(shù)。明顯，為

了提高冷卻系統(tǒng)的散熱性能，應盡可能提高進風系數(shù)。冷空氣從車頭面罩流入，

經散熱器芯部后，溫度提高20C?40C,這部分熱空氣被風扇吸入機艙，從發(fā)動

機兩側和底部排出艙外，形成空氣流通系統(tǒng)。造成進風系數(shù)低的緣由，大致可歸

納為以下三個緣由。

⑴阻擋，即被障礙物阻擋，或進風及排風的流通截面太小，阻力太大；

⑵回流，即風扇工作時前后產生的壓差，一部分氣流通過間隙或其它途徑從后

端高壓處回流到前端低壓處。

⑶風扇及散熱器相對位置配置不好，使風扇效率不能充分發(fā)揮，并在散熱器上

存在無氣流的“死角”，使氣流產生大量渦流或湍流損失。

改善冷卻空氣流通系統(tǒng)的措施如下。

1.6.2.2提高冷卻液循環(huán)中的除氣實力

⑴冷卻系統(tǒng)中空氣的來源其來源有下面幾方面。

a）由于結構設計的限制，發(fā)動機水套中某些零件有“死區(qū)”存在，積滯了一部

分空氣，這部分空氣在靜止和加注過程中不能自行從系統(tǒng)中解除；

b）在加注過程中，總有部分空氣吸附在冷卻液上被帶進系統(tǒng)中；

c）在氣缸蓋襯墊處,高壓燃氣可能竄入系統(tǒng)內；

d）冷卻液流經機體或缸蓋的高溫水套時，有部分吸熱氣化，形成氣泡，甚至氣

囊。

⑵氣體對冷卻系統(tǒng)的影響造成水泵流量下降，散熱器的冷卻效率隨之下降；

造成發(fā)動機水套內局部沸騰，致使局部的熱應力猛增，影響發(fā)動機性能；在熱機

停機工況，氣體還會造成冷卻液過多的損失。

⑶解除氣體的措施解除氣體有以下幾種方法。

a）散熱器的位置高于發(fā)動機，并使散熱器上水室具有足夠大的容量或上水室內

部具有除氣措施。這一措施不須要采納副水箱，裝置簡潔、管路通順。

b）當散熱器位置稍高于發(fā)動機或及發(fā)動機等高時，應當設計副水箱和引水管。

c）散熱器位置低于發(fā)動機時，必需設置副水箱和引水管，并設有強制連續(xù)除氣

循環(huán)的管路。

散熱器的安裝方式：

1.散熱器器總成先安裝，散熱器上橫梁后安裝。此安裝方式在裝配及拆卸均比較

便利。散熱器水箱的上下固定點為橡膠，設計之初橡膠需存在確定壓縮量，并保

證水箱及下橫梁之間確定間隙通常（5-7mm）,避開車輛運動時振動導致水箱裂開。

定義此間隙時需得到設計部門確認橡膠性能。散熱器加注口需檢查人機操作便利

性，在進行旋出加注口時，加注口蓋不能及周邊件干涉，加注口需滿意加注槍的

加注要求。膨脹水壺及及散熱器之間連接的軟管需設計固定點，通常在散熱器上

橫梁上增加一卡口。軟管固定點位置可以是1/2管路位置，管路走向需避開尖銳

車身及翻邊。膨脹水壺上的出口位置一般為兩個，一個為通氣，一個為補償口。

補償口高于通氣口（在裝車時特殊留意），防止裝配時操作錯誤。膨脹水壺固定

方式：及散熱器一體或通過支架固定在車身上。固定在車身上時，需考慮膨脹水

壺的重量，考慮支架強度，避開強度不足導致水壺易晃動及周邊零部件干涉及顧

客埋怨。

對于自動變速器（AT）,需增加變速器冷卻管路，由于散熱器出水管端溫度較

高，若將變速器冷卻管路布置在發(fā)動機出水口側，易造成變速器冷卻不良，影響

變速器冷卻效果。同時由于發(fā)動機型號不同，發(fā)動機進/出水口存在同側或異側。

變速器冷卻管路較長則需增加固定點，若變速器為整車開發(fā)后期增加的配置，則

固定點位置需及相關部門確認。

1.1.7懸置系統(tǒng)

懸置分為橡膠懸置和液壓懸置，在整車系統(tǒng)中一般采納三點式和四點

式方式進行布置。依據內部結構類型不同懸置分為壓縮式、剪切式和傾斜

式。懸置的布置時應參考原車身上或副車架上的安裝飾同時分析左右懸置

的連線及動力總成的重心盡量在一條直線上。懸置的數(shù)量是依據動力總成

的長度、質量、性價比、安裝方式確定的。志向的懸置在整車裝配好后，

在不拆卸其他零件的前提下，便于安裝修理。通常懸置系統(tǒng)周邊有散熱器、

空調管路、排氣管、變速器換檔系統(tǒng)、ABS模塊等零部件，在進行布置輸

入的時候邊界應考慮齊全。在對懸置數(shù)據進行檢查時，對于液壓懸置，一

般懸置支架及動力總成協(xié)作面之間預留有5-10mm空隙（考慮動力總成質量

時的下降量），橡膠懸置則橡膠塊中心線低于支架軸線（即處于壓縮狀態(tài)）。

1）底盤系統(tǒng)構件

換檔軟軸

轉向器及管路

助力轉向管路

懸置及周邊零部件四周間隙

ABS模塊

2）電器系統(tǒng)構件

空調管路

線束

3）動力系統(tǒng)構件

排氣管

散熱器風扇

三元催化器

其次章動力系統(tǒng)布置

2.1概述

2.1.1原始資料搜集

確定新開發(fā)車型后，就要依據詳細要求在現(xiàn)有的發(fā)動機中進行選配或新開發(fā)。

待確定所用動力總成后，主要工作就是原始資料的搜集。包括

2.1,1.1發(fā)動機總成數(shù)模（或者布置尺寸）；

2.1.1.2發(fā)動機總成技術參數(shù)，特性曲線（外特性曲線，萬有特性曲線（包

括表格和曲線））；

2.1.1.3離合器總成技術參數(shù)（形式）；

2.1.1.4變速器總成數(shù)模（或者布置尺寸）；

2.1.1.5變速器各檔速比，主減速比；

2.1.1.6變速器差速器中心位置；

2.1.1.7換檔機構的平面圖紙；

2.1.2相應性能計算

完成數(shù)據收集后，依據整車參數(shù)要求，進行一些必要的計算，其中包括：

2.1.2.1整車動力性能計算，包括最高車速，加速性能和最大爬坡度；

2.1.2.2燃油經濟性能，包括百公里油耗，最經濟車速等；

2.1.2.3離合器的后備系數(shù)、滑磨功、壓盤溫升。

成型的動力總成在不滿意整車裝配和設計要求的狀況下，還涉及到一些零部

件的更改，比如發(fā)動機總成的附件：排氣歧管，安裝支架，離合器總成等。涉及

到的變更件須要相應賜予定義描述并剛好通知總成件廠

2.2.2新技術及發(fā)展趨勢

我國在汲取發(fā)達國家勝利閱歷的基礎上，制定了一條符合我國國情的汽車

排放標準的技術路途，對汽油車先實行“怠速法”限制，再實行“強制裝置法”

限制，即曲軸箱排放和燃燒蒸發(fā)限制，最終實行工況法限制，我國輕型車最早實

施的工況法是ECE1503限值標準，這個標準要求把限制前的排放總量降低60%左

右，其中40%要靠降低穩(wěn)態(tài)排放，其余20%要靠減低瞬態(tài)排放才能達到，2000

年起先在全國范圍內執(zhí)行歐洲1號法規(guī)，2005年起執(zhí)行歐洲2號法規(guī)，并安排

在2008年或2010年及歐洲法規(guī)接軌，北京等城市已起先執(zhí)行歐洲III號+0BD排放

標準，這對我國汽車產業(yè)是一個巨大的挑戰(zhàn)。

要求研發(fā)機構不斷改進發(fā)動機設計，提高限制系統(tǒng)精確性，研制有效的廢氣

凈扮裝置，而且要求石油化工領域不斷提高燃油品質，以滿意新型發(fā)動機和凈扮

裝置的要求。為了削減汽車尾氣有害排放，首先應當實行機內凈化措施，通過機

外凈化，加裝三元催化轉化器和氧傳感器，將有害氣體HC、C0和N0X轉化為CO2、

H2O和N2。為了進一步提高轉化效率，可以通過優(yōu)化布置轉化器安裝位置，采

納排氣歧管后置、安裝加熱器等措施。在采納EGR系統(tǒng)削減NOX排量時，確定

要及電子限制系統(tǒng)相結合，合理限制再循環(huán)到發(fā)動機燃燒室中的廢氣量。

2.3供油系統(tǒng)

供油系統(tǒng)主要由燃油箱、進油管、回油管、蒸發(fā)管、碳罐、油泵、燃油濾清

器、燃油加注管、加注口蓋等組成.圖12所示。但是在不同法規(guī)要求下，詳細

組成有確定的差別。

供油系統(tǒng)的工作原理,輸油泵從燃油箱中吸出燃油，經過燃油濾清器過濾后，

通過進油管輸送，到達發(fā)動機，經噴油嘴通過燃燒室，通過壓力調整器將多余的

油通回油管送回燃油箱（在歐山、歐IV法規(guī)要求下，由于采納了無回油燃油系統(tǒng),

故取消回油管，將壓力調整器集成到燃油

泵上)。同時油箱的燃油蒸氣通過蒸發(fā)管到達碳罐，碳罐中的活性碳吸附燃油

蒸氣，當汽車正常行駛時，碳罐中的燃油蒸氣通過碳罐電磁限制閥進入進氣歧管,

及空氣一起進入燃燒室

圖12供油系統(tǒng)結構示意圖

供油系統(tǒng)設計主要分為燃油硬管、燃油軟管、油箱、碳罐、加注口蓋、加油

管總成、翻車閥、燃油泵帶燃油傳感器總成的設計?，F(xiàn)在分別介紹如下：

2.3.1油箱

2.3.1.1設計要求

⑴材料

油箱主體原則上均采納以超高分子量聚乙烯(HMWHDPE)為基材，以EVOH為

阻隔層的的單層或多層結構的復合塑料；單、多層及阻隔材料種類選擇和結構分

布應滿意相應排放法規(guī)的要求。

⑵結構

a）在空間許可的狀況下，盡可能增加油箱容積。

b）在空間許可的狀況下，盡可能的增加油箱高度尺寸（有益于增加燃油傳

感器可變電阻調整精度）。

c）應避開燃油在油箱內猛烈激蕩。

d）加油口油箱設平安閥止回閥。

e）加油口內徑應當W①28,加油口內徑及加油通氣口內徑比應W3.5；

f）重力閥（翻車閥）（假如在油箱上）應安裝在內部空間最高處并有及

燃油蒸汽回收裝置連接的開口或通道；開口下端面應高于加油通氣口最高點;

應避開局部出現(xiàn)較大的封閉空間，否則應采納管路在油箱內部或外部及重力閥連

接。

g）應滿意吹塑工藝的要求。

h）應具備增加主體強度的結構。

1）主體及車身地板間應留有空隙或設置橡膠隔墊。

m）主體表面應圓滑過度，不應有尖角。

n）安裝位置靠近熱源處應有隔熱裝置，隔熱板及熱源距離應大于40。

P）燃油泵及油箱間應牢靠密封。

2.3.1.2燃油箱尺寸極限偏差

油箱形態(tài)依據車身而異，全部的未標線性尺寸公差以GB1804-X執(zhí)行，

未標注角度公差以GB11335-X執(zhí)行。

注：X-依據詳細狀況選擇GB要求的字母。

2.3.1.3性能要求總體性能應滿意GB18296-2001《汽車燃油箱平安性能

要求和試驗方法》要求并符合國家標準GB18352.1-2001《輕型汽車及污染物排放

限值及測量方法（I）》。

⑴燃油箱的外觀

a）燃油箱箱體表面應光滑、飽滿，不得出現(xiàn)成形不足及變形現(xiàn)象；箱體上

不應有明顯刀痕、摩擦痕、燙傷痕、毛刺、飛邊；不得有氣孔、裂紋、縮孔、氣

泡；不得有不熔雜質的顆粒及影響燃油箱性能的雜質存在；加油部位必需保證圓

滑，全部金屬零件須做防銹處理，表面不得有銹跡。

b）箱體上所用的焊接件應符合技術文件要求，必需保證位置、方向正確，

澆注勻稱，焊接堅固。并保證在1000N力的作用下不脫落。

⑵密封性

對裝有燃油蒸發(fā)限制裝置的燃油箱，進行密封性試驗時，應將翻轉止流裝置

和液氣分別裝置及燃油箱裝配后一同進行。對燃油箱通入30?50kPa的壓縮空氣,

受檢部位浸入清水中，深度不大于100mm,保壓時間不少于60s,應無漏氣現(xiàn)象。

將50%額定容量的燃油注入試件中，然后使試件處于放開狀態(tài)于溫度為（40

±2）℃的環(huán)境中浸泡28天以內，待其重量下降率恒定為止。接著將試件內的

燃油倒掉，重新注入50%額定容量燃油，封閉試件的開口，并將試件置于（40土2）℃

的環(huán)境中，當試件中燃油的溫度達到（40土2）℃時，打開開口，然后再封閉其

開口保持56天，試驗過程中測量燃油耗散率，所允許的最大平均燃油損失為20

g/24ho假如擴散損失超過所規(guī)定的數(shù)值，則應在同一個燃油箱上重復進行滲透

性試驗，以便測定在（23±2）℃下的擴散損失（試驗的其它條件相同），在這種

狀況下測得的擴散損失不得超過20g/24ho

（3）堅固性

將燃油箱內注滿（-40±2）°C的水和乙二醇混合物或其它冷凍液密閉全部開

口從6m高處（試樣重心距離地面6m）自由落于混凝土地面。應保持完好，不

泄漏，不裂開。

及燃油箱連接的螺母的抗扭強度，當用力矩扳手檢驗時應符合表1-1的要求。

表2-1螺母抗扭強度

錐螺紋規(guī)格及燃油箱箱體焊接強度最小值N-m

1/2180

3/8140

1/4110

（4）燃油箱的振動耐久性試驗按表2-2執(zhí)行，燃油箱不得滲漏。

表2-2燃油箱的振動耐久性試驗要求

振動加振動振動時間h裝水量要安裝方式

速度頻率求

上左刖

m/s2Hz

下右后

43.133.3422等于最大按燃油箱裝

裝油質量1/2在汽車上的方

的水式安裝

2.3.2燃油軟管

燃油軟管主要用來做燃油硬管及發(fā)動機的軟聯(lián)接，同時也要滿意國家燃油蒸

發(fā)法規(guī)要求。依據結構的不同，燃油軟管分為全膠、雙層、雙層+加強層、三層

膠(THV+ECO編織層+ECO、FKM+ECO編織層+ECO)、4層結構(NBR+THV+NBR+CSM)

軟管。(注：THV-四氟乙稀六氟乙稀ECO-氯醛橡膠FKM-氟橡膠

NBR-丁睛橡膠CSM-氯磺化聚乙稀)

設計要求：

2.3.2.1尺寸及公差

由于燃油軟管的滲透值較大，在滿意裝車要求下，盡可能減小燃油軟管的尺

寸，增加燃油硬管的長度。內徑及壁厚規(guī)格按化工部標準HG/T3042-1989(97)：

表l-3o

2.3.2.2橡膠軟管材料的選擇：

依據軟管的不同用涂、軟管壓力的大小和蒸發(fā)性能，選用不同的燃油軟管材

料。目前用在燃油軟管的橡膠主要有丁月青橡膠(NBR)、氯丁橡膠(CR)、

氯醛橡膠(ECO)、氟橡膠(FKM、THV)O對于用于汽車燃油系統(tǒng)的橡膠軟管，在

設計結構的時候應滿意以下要求：溫度范圍T1類-40℃到100℃；或T2類-40℃

到125°C。

對于歐二要求，燃油軟管采納NBR+CR的橡膠管。對于歐IH,必需采納氟橡膠

管（其中THV管防滲透性能最好）。舉薦運用燃油管結構為NBR+THV+NBR+CSM,其

性能如表l-4o

表2-3

全膠管爆破壓力

常態(tài)耐壓行為

MpaN

纏繞管爆破壓力Mpa

5

耐低溫性-30±2℃

X5h

1無裂紋2

耐熱老化性120℃X70h彎曲無裂紋

耐臭氧性50pphmX40℃X70h無龜裂

耐燃油滲透性15g/m2/24h

全膠管爆破壓力

常態(tài)耐壓行為

Mpa2

注：數(shù)據為天津大港膠管有限公司供應，供參考。

表2-4橡膠軟管的尺寸公差

序號內徑外徑

1公稱內徑公差公稱外徑公差

24.09.1

34.810.3

45.611.1

56.412.7

±0.4

±0.6

67.013.5

77.914.3

88.715.1

99.515.9

1011.118.3

±0.6

1112.719.8

+0.8

1215.923.8

1319.1+0.828.6

1425.434.9+1.6

2.3.2.3燃油硬管

燃油硬管主要用來輸送燃油，保證燃油平安性能?？紤]到硬管的耐腐

蝕性能，我們燃油硬管主要采納噴塑處理。

設計要求：

（1）尺寸及公差

燃油硬管采納單層鋼管，以外徑為中6、①8兩種管為主。單層銅焊

鋼管外徑、壁厚公差為±0.08mm。最小彎曲半徑不能小于25mm。燃油硬管的

形態(tài)主要依據車身來設計，為保證燃油系統(tǒng)的平安性，盡量安裝在車身平安的部

位。扭轉和彎曲運動、車輛結構和傳動裝置的振動，不應引起燃油管各部件產生

磨擦、擠壓和其他不正常的任何受力，盡可能安裝在排氣系統(tǒng)異側。

⑵性能要求

燃油硬管的性能主要考慮它的耐油、防腐、耐久和密封性能。

a）鹽霧試驗

試樣在不小于1500h鹽霧試驗后出現(xiàn)紅銹不超過一點，直徑不超過1.5mm。

b）礫洗一鹽霧試驗

試樣在礫石沖擊處能經受不小于1000h鹽霧試驗而無紅銹現(xiàn)象。

c）汽油沉醉試驗

試樣應在汽油中沉醉24h,并通過擦試試驗機試驗，表面涂層不起泡，不剝落。

d）機械性能試驗

屈服強度2170MPa

抗拉強度，280MPa

延長率14%?40%

e）泄露試驗

試驗中在規(guī)定的空氣壓力泄露量應少于8ml空氣/分鐘（無燃油泄露）

（3）燃油硬管接頭的方式

燃油硬管及軟管聯(lián)接方式主要有三種：卡箍固定方式、快插接頭聯(lián)接和及螺

紋聯(lián)接。傳統(tǒng)常用的方式是卡箍固定方式；但是隨著歐m、歐IV法規(guī)的應用，快

插接頭的運用將越來越普及，下面就以卡箍固定和快插接頭固定為例。如下所示:

a）卡箍方式聯(lián)接，見圖2-3。

圖2-3卡箍方式的擴口

b）快插接頭的擴口方式（以SAEJ2044為例）,

FormetaltubesD=2Xwa?thicknessrecommended

"Measureat'G*diameter;Caution,notcompatiblewithallconnectors.

:Allowclearanceforreleasetoolifrequired.

SeeAnxrndixAHrendformtemplateexamplesNOMINALDIAMETERd[/|o5c|Xl-

MINtMLM025ANNULARSURFACE

NATURALFLOWOFMETALOR2xR1

R1/Oi、

-D

KO.XDJ

30(RT]

MEASUR￡ACROSSLAY.

TOOLMARKSORWELD/

SEAMSNOFLAWSTO

EXCEED30umRTBEADTOSTARTOF

---------------------c-BEND:SEECONNECTOR

DRAWINGFORMINIMUM

DISTANCE

METAi.TU3EDIAMETER

MAYBE0TO05

UNDERSIZEFOR30

MAXIMUMLENGTH

圖2-4快插接頭聯(lián)接的擴口(SAEJ2044)

c）螺紋聯(lián)接擴口（直徑為8mm）見圖2-5o

R1.02±.25)

——~~/人

H\s

+5

L5

M蜘。,79財乩42

圖2-5螺紋聯(lián)接擴口

2.3.2.4燃油蒸發(fā)

燃油蒸發(fā)指整車HC污染物的蒸發(fā)總和。主要包括燃油軟管的滲透、炭罐通氣

管蒸氣溢出、油箱及油箱蓋上油氣發(fā)揮和車身上其他件HC發(fā)揮。其中碳罐是限

制燃油蒸發(fā)的核心部件。.

⑴碳罐的設計

碳罐的性能主要指碳罐活性碳吸附性能，活性碳的質量主要以活性碳上微孔

大小來確定，若中孔（2-50nm）活性碳越多，活性碳性能越好，碳罐的性能就越好。

由于碳罐隨環(huán)境溫度的上升而吸附性能下降，碳罐的安裝位置盡量遠離熱源。

⑵碳罐性能要求

a）耐汽油性能

從塑料和橡膠零件上取下試片（面積大于lcm2）放入溫度（25土5）°C的

90#汽油容器中，保持浸漬72h后取出，用干燥的清潔布擦干檢查，各塑料件及

橡膠零件不得有影響運用性能的尺寸變更，以及明顯龜裂、裂開、剝離等缺陷。

b）耐低溫性能

將裝置放入低溫箱內漸漸降溫至（-40±2）°C,保持4h,裝置自低溫箱內

取出后，應在5min內完成檢查，各零部件不得有影響運用性能的尺寸變更，以

及明顯變形、水紋、安裝和連接部位松動、龜裂、裂開、剝離、溶脹、釋出等缺

陷。

c）耐高溫性能

將裝置放入高溫箱內漸漸升溫至（100±2）°C,保持4h,裝置自高溫箱內取

出后，等冷卻到環(huán)境溫度后進行檢查，各零部件不得有影響運用性能的尺寸變更、

明顯變形、水紋、安裝和連接部