第九講車身總體布置

1、車身總體布置車身總體布置汽車總體設(shè)計的任務(wù) （1）正確選擇性能指標(biāo)、重量和尺寸參數(shù)，提總體設(shè)計 方案。 （2）對各部件進(jìn)行合理布置，并進(jìn)行運(yùn)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。三維坐標(biāo)的基準(zhǔn)線（面）三維坐標(biāo)的基準(zhǔn)線（面） 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：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。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“-”2）前輪中心線通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側(cè)視圖和俯視

2、 圖上的投影線 。縱向方向尺寸的基準(zhǔn)線（面），即x坐標(biāo)線向前為“-”，向后為“+”3）汽車縱向垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線 。作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線（面），即y坐標(biāo)線向左為“+”、向右為“-”前輪中心前輪中心XOZ地面線地面線Z前輪垂直線前輪垂直線后輪垂直線后輪垂直線Or0r0F地面線地面線F（0.51.5）rrO1rrO2abLAB前輪中心線前輪中心線車架上平面線車架上平面線X后輪中心線后輪中心線貨車與客車的車架上平面線地面線，一般設(shè)計成與地面線有一個小夾角F（0.51.5），即前低后高，以保證汽車在驅(qū)動行駛時車廂能趨于水平。畫總布置草圖常將車架上平面線置為水平線，而地面線為斜線；轎

3、車不必如此，地面線皆為水平線！F后軸中心線后軸中心線前輪垂直線前輪垂直線后輪垂直線后輪垂直線地面線地面線車架上平面線車架上平面線X汽車中心線汽車中心線ZY前軸中心線前軸中心線Y汽車中心線汽車中心線OZ前輪前輪中心線中心線F后輪中心線后輪中心線 42：轎車和總質(zhì)量小的公 路用車輛 44：越野汽車 62 總質(zhì)量在1926t的公 路用汽車 64 66：越野汽車 84：2632t的公路用 汽車 88：越野汽車 汽車驅(qū)動形式車身總體布置車身總體布置車身總體布置車身總體布置 （1）發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)動）發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)動 a、可以減小汽車側(cè)向滑動； b、越過障礙的能力高； c、動力總成結(jié)構(gòu)緊湊；特點：特點： d

4、、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(jī)動性；（軸距可以縮短 ） f、有利于發(fā)動機(jī)散熱 ，操縱機(jī)構(gòu)簡單； g、行李箱空間大； 結(jié)構(gòu)與制造工藝均復(fù)雜；（采用等速萬向節(jié)等 ） 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：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(jī)及其附件損失較大，維修 費(fèi)用 高。 車身總體布置車身總體布置（2）發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)動）發(fā)動機(jī)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、行駛平穩(wěn)，操縱平穩(wěn)； 特點特點： d、采暖機(jī)構(gòu)簡單，且管路短供暖效率高 ； e、發(fā)動機(jī)冷卻

5、條件好；比較容易維修 f、爬坡能力強(qiáng)； g、行李箱空間大； 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(jī)進(jìn)入客廂，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) ） 車身總體布置車身總體布置主要缺點：（3）發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)動）發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)動 a、結(jié)構(gòu)緊湊：（發(fā)動機(jī)、離合器、變速器和主減速器布 置成一體）無傳動軸； 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?。?特點：特點： d、客廂內(nèi)地板比較平整 ； e、乘

6、客座椅能夠布置在舒適區(qū)內(nèi)； f、 爬坡能力強(qiáng)； g、汽車軸距短，機(jī)動性能好。 a、后橋負(fù)荷重，分配不合理； b、前輪附著力小，高速行駛時轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定，影 響操縱穩(wěn)定性； c、行李箱在前部，行李箱空間不夠大； d、操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；發(fā)動機(jī)冷卻不好 應(yīng)用： 較少 缺點 車身總體布置車身總體布置 后橫置后輪驅(qū)動后縱置后輪驅(qū)動中縱置后輪驅(qū)動中側(cè)置后輪驅(qū)動中橫置后輪驅(qū)動 大客車的布置形式大客車的布置形式 1:發(fā)動機(jī)前置后橋驅(qū)動 2:發(fā)動機(jī)后置后橋驅(qū)動 3:發(fā)動機(jī)中置后橋驅(qū)動優(yōu)點： 1、通用性好與貨車通用部件多； 2、發(fā)動機(jī)冷卻條件好，維修、拆裝方便； 3、傳動系及操縱機(jī)構(gòu)簡單，易 于布置。 缺點： 1、發(fā)動機(jī)

7、凸出于地板平面之上，車廂面積利率低； 2、軸荷分配不利，前懸短、后 懸長、轉(zhuǎn)向沉重，影 響安全； 3、傳動軸從地板下通過，使地板高度，上下車方便性 ； 4、車內(nèi)噪聲大、振動大， 隔 熱隔煙性差，乘座舒適性； 5、乘客門布置在軸間，削弱了車身剛度； 6、傳動軸長（一般三節(jié)），臨界轉(zhuǎn)速低，易共振。優(yōu)點 1、車廂面積利用率最高，F(xiàn)max； 2、車內(nèi)噪聲小、發(fā)動機(jī)與車廂隔絕較好； 3、傳動軸短，軸間重量分配良好； 4、外形設(shè)計和座椅布置不受發(fā)動機(jī)限制； 5、車門可開在前輪之前，適合單人管理。 缺點： 1、發(fā)動機(jī)冷卻較差，水箱布置困難； 2、地板高度高、重心高（為保證發(fā)動機(jī)安裝空間）； 3、發(fā)動機(jī)易被塵

8、土弄臟，保養(yǎng)維修困難； 4、寒冷地區(qū)使用，發(fā)動機(jī)保溫困難； 5、遠(yuǎn)距離操縱，機(jī)構(gòu)復(fù)雜； 6、對地板密封要求高，否則噪聲、氣味、熱量易進(jìn)入車廂。 優(yōu)點 1、發(fā)動機(jī)與車廂隔絕最好，廢氣不會進(jìn)入車廂； 2、車身振動、噪聲小、舒適性好； 3、軸間重量分配良好，面積利用率高，F(xiàn)； 4、易于在車廂外檢修發(fā)動機(jī)，能在地板下形成較大的行李 艙； 5、地板可以降到最低高度，使上下車和車內(nèi)行走大為方便。 缺點： 1、發(fā)動機(jī)散熱較差，需要冷卻效果強(qiáng)的散熱器； 2、遠(yuǎn)距離操縱，機(jī)構(gòu)復(fù)雜。（隨結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，機(jī)電液一體化 技術(shù)的發(fā)展，該問題已逐步解決）。 汽車主要參數(shù)的選擇汽車主要參數(shù)的選擇 汽車主要尺寸的確定 外廓尺寸

9、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 三、確定轎車車身的外形尺寸圖5-8轎車外輪廓尺寸的標(biāo)注1離地間隙2車門玻璃傾角3接近角4前懸5軸距6后懸7全長8行李箱開啟時的車輛長度 9前風(fēng)窗傾角10離去角11總高12空車行李箱蓋開啟時車輛高度13前部兩側(cè)車門開啟時車輛高度14前輪距15在前R點處的車身寬度16后輪距17總寬18后部兩側(cè)門開啟時車輛總寬（3）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 前懸前懸LF ：主要受保險杠發(fā)動機(jī)風(fēng)扇等部件影響 后懸后懸LR ：發(fā)動機(jī)后置考慮發(fā)動機(jī)等部件等影響確確定定原原 則則

10、： 各部件的布置影響影響布置布置1發(fā)動機(jī)的布置 （1）發(fā)動機(jī)的上下位置 離地間隙駕駛員視野 轎車：發(fā)動機(jī)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(jī)布置在前軸上方，考慮到懸架緩沖 前軸的最大向上跳動量達(dá)70 100mm，這就要求 發(fā)動機(jī)有足夠高的位置，以防 止前軸碰壞發(fā)動機(jī) 油底殼。 Kcb發(fā)動機(jī)前端面發(fā)動機(jī)前端面發(fā)動機(jī)曲軸中心線發(fā)動機(jī)曲軸中心線E傳動軸中心線傳動軸中心線1前輪中心前輪中心車架上平面線車架上平面線注：注：發(fā)動機(jī)曲軸中心線發(fā)動機(jī)曲軸中心線一般設(shè)計成與一般設(shè)計成與車架上平面線向下有一個小夾角車架上平面線向下有一個小夾角E（貨車貨車14；轎車轎車34

11、），），即前高后低，以減小傳動軸夾角即前高后低，以減小傳動軸夾角1 ！發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)動標(biāo)注方法：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(jī)高度，位置 C 表示前后位置四、動力傳動系統(tǒng)的布置 圖5-12動力總成布置簡圖1發(fā)動機(jī)罩與發(fā)動機(jī)零件之間的間隙2散熱器3前橫梁4發(fā)動機(jī)艙的冷卻和通風(fēng)的進(jìn)出孔5風(fēng)扇護(hù)罩 6油底殼7前懸置橫梁8發(fā)動機(jī)油底殼與橫梁之間的間隙9發(fā)動機(jī)與前圍板之間的間隙10箱形截面橫梁 11發(fā)動機(jī)前懸置點12曲軸中心的位置及其在空間的布置13排氣系統(tǒng)14縱梁之間的距離影響布置（2 2）發(fā)動機(jī)的前后位置）發(fā)動機(jī)的前后位置 汽車的軸荷分配 轎車前排座位的乘坐

12、舒適性 傳動軸長度和夾角 貨車的面積利用率 1）減小傳動軸夾角 ：前置后輪驅(qū)動汽車的發(fā)動機(jī)常布置成向后傾斜狀，使曲軸中心線與水平線之間形成14夾角，轎車多在34之間 。2）前縱梁之間的距離：發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的轎車，必須考慮吊裝在發(fā)動機(jī)上的所有總成（如發(fā)動機(jī)、空調(diào)裝置的壓縮機(jī)等）以及從下面將發(fā)動機(jī)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(jī)的可能性。（詳見書本P141及圖5-12）影響底盤承載系統(tǒng)的受力 發(fā)動機(jī)懸置支架的統(tǒng)一性布置發(fā)動機(jī)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44汽車，考慮到前橋是驅(qū)動橋，為了使前驅(qū)動橋的主減速器總成上跳動不與發(fā)動機(jī)發(fā)生運(yùn)動干

13、涉，將發(fā)動機(jī)和前橋主減速器向相反方向偏移。 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。罩殼與中間傳動軸之間的最小間隙一般應(yīng)在1015mm 萬向節(jié)傳動軸傳動的條件：2傳動系的布置傳動系的布置 發(fā)動機(jī)位置確定 動力總成位置也隨之而定 （包括發(fā)動機(jī)、離合器、變速器在內(nèi)）3 3轉(zhuǎn)向裝置的布置轉(zhuǎn)向裝置的布置（1）轉(zhuǎn)向盤的位置 布置應(yīng)考慮的問題a 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

14、角）b 轉(zhuǎn)向盤不應(yīng)影響駕駛員觀察儀表；c 照顧到轉(zhuǎn)向盤周圍（如風(fēng)擋玻璃等）有足夠的空間。 BBA1轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向節(jié)臂縱拉桿縱拉桿縱拉桿縱拉桿轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向桿系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向桿系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向桿系懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動協(xié)調(diào)校核4 4制動系布置制動系布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(yùn)動無干涉和死角，車輪跳動時不自行制動。制動管路布置（1）平行管之間的距離不小于5mm， 或者完全束在一起；（2）交叉管之間的距離應(yīng)不小20mm；（3）不要將管子布置在車架縱梁內(nèi)側(cè) 下翼上；（積水）5 5座椅、踏板的布置座椅、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)

15、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 （DIN7300）a=130;b=60;c=70;d=260;e=200;f=170 6油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置油箱、備胎、行李箱和蓄電池的布置（1）油箱）油箱 油箱的容積 汽車最大續(xù)駛里程（一般200600km）來確定 油箱的布置1）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）；2）不應(yīng)當(dāng)布置

16、在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)；3）轎車油箱常布置在行李箱內(nèi) ；4）貨車油箱布置在縱梁上 （2）備胎）備胎 （1）轎車備胎常布置在行李箱內(nèi)；（2）客車、貨車布置在車輛的側(cè)面或后面。 布置（4）蓄電池的布置）蓄電池的布置轎車行李箱有效容積 1）中級轎車為0.40.7m32）高級轎車為0.70.9m3。 轎車行李箱布置1）行李箱底部應(yīng)盡量平整（能整齊地安放手提箱）2）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1）蓄電池與起動機(jī)應(yīng)位于同側(cè)；2）縮短線路；3）還要考慮拆裝方便性和良好的接近性；（1） 轎車內(nèi)部布置尺寸（P148） 油門踏板布置考慮其接觸關(guān)鍵點比如踏點和踵點的位置，

17、這些關(guān)鍵點是人機(jī)校核的關(guān)鍵數(shù)據(jù)之一，和設(shè)計H點構(gòu)成最重要的基準(zhǔn)點小汽車方向盤小汽車方向盤卡、客車方向盤卡、客車方向盤 考慮安全性性：方向柱離軀干中心距離（50百分位）不低于300mm（300400），離大腿線距離不小于50 mm（50100）人體工程學(xué)操作范圍1眼點2肩點3人體工程學(xué)操作范圍中心E4胯點H手伸界面3 3、儀表板設(shè)計、儀表板設(shè)計（1）確定座椅布置H點的行程和升程；（2）確定坐墊和靠背的調(diào)節(jié)角；（3）用5%女子人體模型作為最前設(shè)計H點，95%人體模型確定最后設(shè)計H點；（4）確定座椅設(shè)計參考點和汽車縱向?qū)ΨQ中心的距離；（5）確定汽車座椅設(shè)計的設(shè)計參考SgRP點； H點適意線 ： X9

18、7.5=936.6+0.613879*Z-0.00186247*Z2 X2.5=687.1+0.895336*Z-0.00210494*Z2 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=460mm B=456mm) （1）確定眼橢圓的中心坐標(biāo)（2）確定眼橢圓的其他軸長參數(shù)等，確定眼橢圓“睛點的位置”（3）進(jìn)行駕駛員視野校核1、整車支柱盲區(qū)校核 包絡(luò)線頂端距離車頂蒙皮應(yīng)不小于65mm（基于95%百分為SgRP點為參考）6.6.駕駛員室內(nèi)操作手伸及最大空間界面的確定駕駛員室內(nèi)操作手伸及最大空間界面的確定圖3-36與手伸及界面有關(guān)的駕駛室內(nèi)尺寸利用該標(biāo)準(zhǔn)檢驗駕駛員手伸及界面的步驟：

19、利用該標(biāo)準(zhǔn)檢驗駕駛員手伸及界面的步驟：6.6.駕駛員室內(nèi)操作手伸及最大空間界面的確定駕駛員室內(nèi)操作手伸及最大空間界面的確定圖3-35汽車駕駛員的手伸及界面7 7、地板平面位置與輪罩外形尺寸、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-13車身地板總成的橫截面7 7、地板平面位置與輪罩外形尺寸、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-14各種不同車架形式下地板總成的截面a) 周邊車架b) X形車架c) 梯形車架d) 承載地板 7 7、地板平面位置與輪罩外形尺寸、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-15降低車身地板平面的措施a) X形車架b) 固定式車架c) 用準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動并將傳動分成兩段d) 前置前驅(qū)動e) 后置后

20、驅(qū)動 7 7、地板平面位置與輪罩外形尺寸、地板平面位置與輪罩外形尺寸圖5-16非轉(zhuǎn)向輪輪罩橫截面尺寸8 8、轎車車身橫截面尺寸、轎車車身橫截面尺寸H點點定義定義：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點點定義：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 1）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；2）靠背角與設(shè)計值之間差值不大于3。要求：要求： 1）首先將座椅放置在高度方向和長度方向的平 均位置處；2）然后確定H點，并引出一條與鉛垂線成8的 斜線；3）再從H點

21、沿8斜線方向截取 765mm的F點；4）F點相當(dāng)?shù)?0百分位駕駛員的頭 部最高點；5）從F點垂直向上截取100135mm為車頂內(nèi)飾線。 車頂內(nèi)飾線確定頂蓋的縱向輪廓線1）汽車頂蓋橫剖面上最高點：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）2）用同樣的方法找出后排座椅上方最高點；3）前、后座椅上方兩點連線即為頂蓋的縱向輪廓線。1）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；2）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：車身側(cè)壁傾斜度的確定： 考慮上、下車的方便性?？紤]上、下車的方便性。1）車門上、下檻邊緣之間的間距為100150mm時（上窄下寬），乘員上身只傾斜010即可入座。 2） 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