1汽车总体设计一般顺序、布置型式、参数选择、发动机选择

,汽车总体设计的任务及开发程序,引言： 总体设计同部件设计的关系,总体设计用于指导部件设计，并为其提供相关数据；总体设计的好坏取决于部件设计，二者相辅相成，相互制约。 总体设计为部件设计留有必要空间。为部件提供相关数据。各总成装配起来也要保证整车的使用性能，实在装不下时，可适当改动总布置，但性能参数不得降低。,总体设计的基本要求：,进行总体设计工作应满足如下基本要求： 1）汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。 2）严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。 3）尽最大可能地去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。 4）进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。 5）拆装与维修方便。,一、汽车总体设计的任务,1正确选择性能指标、重量和尺寸参数，提出整车总体设计 方案。 2对各部件进行合理布置，并进行运动校核。 3 . 对汽车性能进行精确控制和计算，保证主要性能指标的实 现。 . 协调各种矛盾。,二、汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,引言： 汽车总体设计是依据企业的各种规划来进行的，其中商品规划是核心。 商品规划是通过市场调查与预测和企业目前以及在未来的一段时间内可能发展所达到的状态，还有其他相关企业同类产品的技术发展水平为基础制定出来的。 商品规划又包括商品系列规划和单个商品规划。单个商品规划是针对商品系列规划中的某一商品制定的具体计划，包括商品计划和概念设计。,商品计划的内容主要有： 商品开发的必要性、目的、主要性能、造型风格、目标价格； 市场、适用地区、商品用途及级别； 生产纲领、目标利润、投产时间等。 概念设计主要包括： 车型构成：车辆的主要尺寸、驱动方式和采用的主要部件（如发动机、变速器、驱动桥、悬架、转向器）及附属设备； 总体布置：整车目标性能、目标质量、目标成本及开发日程等。,汽车新产品开发流程 完成新型汽车的开发工作比较复杂，动用的人力、牵涉的部门和单位都有很多，用去的时间也很长，除此之外还必须有足够的资金保障。 各部门、单位以及参加开发工作的全体人员必须协调一致地工作。为此，负责项目开发工作的组织都要制定如图1-1所示的新产品开发流程图。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,流程： 规划阶段 开发阶段 生产准备阶段 生产阶段 合作部门： 规划部门、 设计部门、 试制试验部门、 生产部门 销售部门,汽车的开发程序,1、调研、提出整车设想： 在汽车产品开始技术设计之前，必须制定产品开发规划： 首先，必须确定具体的车型，就是打算生产什么样的汽车。 其次是进行可行性分析，根据用户需求、市场情况、技术条件、工艺分析、成本核算等，预测产品是否符合需求，是否符合生产厂家的技术和工艺能力，是否对国民经济和企业有利。 第三步是拟定汽车的初步方案，通过绘制方案图和性能计算，选定汽车的技术规格和性能参数。 最后一步是制定出设计任务书，其中写明对汽车的形式、各个主要尺寸、主要质量，还有其他相关企业同类产品的技术发展水平为基础制定出来的,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,（1）、调研： 资料的收集、分析 国内同类汽车的生产状况及技术状况，产品的系列化情况及性能的好坏，主要生产厂的设计、试制及生产经验。 目的：了解国情，吸取经验、教训，更好的完成任务。 国内外同类车的资料：结构形式、参数、技术水平及发展趋势，以作为选型时整车及各部件参数的一个参考。 标准及法规的分析：对汽车交通各相关法律法规进行收集分析与总结，使所设计车符合国家各项法规。还要密切关注国家有关汽车政策的动向。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,使用调查 了解汽车使用单位对汽车型式、吨位（座位数）的要求； 吨位（座位数）对使用部门来讲至关重要，它与运输生产率和运输成本有很大关系。 了解汽车的使用条件，包括典型的地理条件、气候、道路、坡道、弯道视野等； 使用条件决定着汽车的整车结构，各总成的选用，及整车和总成的性能参数的选取 满足汽车的特殊要求：特种货物的装卸方式，汽车作业方式，认真听取用户对汽车设计的合理建议。 了解国内外同类车的使用情况：如车型与使用地区的地理条件的匹配，结构形式及参数适应地区需要的情况等。同时，也应了解各类车的乘坐舒适性，操纵轻便性，维护方便性、零部件可靠性等，以便为设计提供依据。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,生产条件调查 了解生产规模、生产方式、设备及工艺条件，以合理的选择材料、结构、加工工艺及装配方式。 同类型参考样车试验及分析 可将与设计相近的车进行全面的性能实验，了解该车型及其部件的结构形式及参数，按照目前我们的使用条件，会有哪些优势，为新设计提供必要的依据，努力做到扬长避短。 特别说明： 上述调研过程是在实现新车设想，即把设计任务变成具体设计方案时，所要做的不可缺少的重要工作。其先后顺序可视具体情况而定。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,（2）、确定设计原则 主要经济技术指标： 技术先进性、工艺性，工厂的能力达标； 继承性； 成本； 零部件的通用性； 必须满足的性能： 与车型具体用途结合考虑 矛盾协调的原则：,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,（3）、依据上述原则可以提出整车的初步设想 载重、车身的承载方式、驾驶室、发动机、底盘选型、冷却系、传动系、制动系、转向系、悬架等，总之，对汽车整车有个大概轮廓。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,2、概念设计、选型及编写设计任务书 （1）、概念设计 含义： 概念设计是指从产品创意开始，到构思草图、画出模型和试制出概念样车等一系列活动的全过程。 概念设计是将商品计划中确定开发的产品定义更具体化，使之达到能进行具体设计的程度，是对下一代车型或未来汽车的总概念进行概括描述，确定汽车的基本参数、基本结构和基本性能的设计。 所做工作： 可分为初步设计和确定造型,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,A、初步设计 a 汽车总布置设计： 总布置设计(又称初步造型)，是将汽车各个总成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。 为了保证汽车各部分合理的相互关系，需要定出许多重要的控制尺寸。 在这个阶段，需要绘制汽车的总布置图，绘出发动机、底盘各总成、驾驶操作、乘员和货物的具体位置以及边界形状；也包括零部件的运动(如前轮转向与跳动)范围校核。经过汽车总布置设计，就可确定汽车的主要尺寸和基本形状。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,b 绘制效果图： 效果图是表现汽车造型效果的图画。造型设计师根据总布置设计所定出的汽车尺寸和基本形状，就可勾画出汽车的具体形象。 主要是为了把设计师的思路和理念用更细腻的手法表现出来，加入细节描绘和色彩，通过精致的绘画表达这款车的直观感受和立体效果。这是汽车设计的重要环节之一，将是决定模型制作的关键。有些效果图是手绘的，马克笔、色粉或者喷枪都会采用，也有设计师利用电脑绘画。效果图和最后的整车的细节未必完全相同，但是表现出来的气质却是一脉相承。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,效果图又分为构思草图和彩色效果图两种。 构思草图是记录造型设计师灵感的速写画。 彩色效果图是在构思草图的基础上绘制的较正规的绘画，需要正确的比例、透视关系和表达质感。彩色效果图包括外形效果图、室内效果图和局部效果图，其作用是供选型讨论和审查。 效果图的表现技法多种多样：可采用铅笔、钢笔，也可采用毛笔(水彩画或水粉画)等，而月前较流行的是混合技法用麦克笔描画、喷笔喷染以及涂抹、遮挡等同时表现技法。只要效果良好，表现技法可不拘一格。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,与汽车外观效果图同时出来的应该是内饰效果图，详细的描绘车内的各种细节和布局，加上必要的说明，这是未来制作模型的基础。,c 制作缩小比例模型： 缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成。轿车缩小模型常用1：5或1：10的便于制作和修改的油泥模型。 缩小比例的模型还可以用于风洞试验，用来确定空气动力学特性。缩小比例模型是在彩色效果图的基础上更进一步表达造型构思，具有立体形象，比效果图更有真实感，要求比例严格、曲线流畅、曲面光顺。 雕塑一个缩小比例汽车模型，需要从各个角度审视，反复推敲，精工细雕，因而很难在两三天内完成。,d 召开选型讨论会： 经过初步设计，绘制出一批彩色效果图和塑制出几个缩小比例模型，就可以召开选型讨论会。 会议的目的是从若干个造型方案中选择出一个合适的车型方案，以便作为技术设计的依据。 选型讨论会主要讨论审美问题，但也涉及结构、工艺等方面，故通常由负责人召集造型设计师、结构设计师和工艺师等参加会议。 选型讨论会结束，说明选定车型的造型构思基本成熟，汽车的初步设计亦结束。,在此要特别注意： 外部造型、设计必须建立在汽车总体布置基础上，并考虑汽车应当有良好的空气动力学特性和制造工艺性。汽车的总体布置是建立在保证汽车有良好的使用性能基础上进行的。 当外部造型设计与总体布置设计出现矛盾的时候，应该服从总体设计的需要。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,B、确定造型： a 绘制胶带图。 胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的1:1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形曲线。 胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为止。 胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进一步修订。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,b 绘制1：1整车外形效果图。 单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。 现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩小比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。 汽车形状的最后确定，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而应经过1：1效果图和1：1模型的修正，以符合大的尺度感和审美要求。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,c 制作1：1外部模型。 1：1外部模型是汽车外形定型的首要依据。 根据缩小比例模型的放大数据，结合胶带图和1：1效果图的的修订情况，就可以制造1：1外部模型。 这个模型是在一个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所以制造一个1：1外部模型的时间很长，通常需要几个星期。,d 制作1：1内部模型。 1：1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸。 1：1内部模型与1：1外部模型同时制作，其设计和尺寸相互配合。 1：1内部模型的形状、色彩、覆盖饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使人具有置身于真车室内的感觉。,e 造型的审批。 1：1外部模型、内部模型、效果图完成后，需要交付企业最高领导审批，使汽车最终定型。 汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段，大公司为了击败对手会采用频繁更换车型的手段，对汽车造型设计的需求就十分迫切，并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。,测量阶段：三维坐标测量 使用三维坐标测量装置。将模型放在测量台上，测出它表面上足够多点的空间三维坐标，用这些数据就可以在电脑中建立三维模型。 H 最后阶段：电脑设计 从设计到交到消费者手中，车辆还要经历重重考验，有风洞实验，模拟碰撞实验，各种残酷路况的艰苦路试，实车碰撞实验等。,(2)、选型： 汽车造型审定后，就可以着手进行汽车结构设计。汽车的结构设计，是确定汽车整车、部件(总成)和零件的结构。也就是说，设计师需要考虑由哪些部件组合成整车，又由哪些零件组合成部件。,选型工作主要内容： 整车型式： 汽车的质量参数： 尺寸参数： 性能参数： 动力系统： 传动系统： 操纵系统： 行走系统： 承载系统： 电气系统及其他：,目标成本： 在概念设计期间，对成本要进行控制，目的是在新开发的汽车投放市场后占有价格方面的优势。 根据对市场的分析预测并结合商品的技术定义来确定商品投放时市场能够接受的价格，称之为商品的目标价格。 目标价格P在此基础上扣除增值税T1、附加税T2和企业目标利润Q之后，可获得目标成本C， C=P-T1-T2-Q,(3)、编写设计任务书 内容包括： 任务来源及设计依据，可行性分析，其内容包括市场预测，企业技术开发和生产能力分析，产品开发的目的，新产品的设计指导思想，预计的生产纲领和产品的目标成本以及技术经济分析等。 产品的型号，主要技术规格，参数，有质量，尺寸性能参数，使用可靠性，寿命，环境，适用性等。 整车布置形式，主要部件结构形式及特性参数 国内外同类车技术性能对比分析 本车拟采用的新工艺，新材料，系列化、标准化、通用化水平。 生产纲领、生产方式，设备，成本等。 主要技术性能的计算（大略粗算） 维护的方便性 上述内容成文后，经批准不得随意改动。,3、技术设计： (1)、绘制尺寸控制图： 在前面总布置草图的基础上绘制，该阶段达到以下目的： 确定各部件的布置及位置。 确定各部件的外形尺寸，部件间的连接安装方式 确定各操纵部件的位置及活动范围 确定有关部件的运动，排除干涉 确定重心，轴荷（空满载）,(2)、向各总成提供设计的参数、自重、尺寸、所承受的各种负荷、安装及运动空间，连接安装方式，以作为依据。 (3)、协调总成间，总成与整车间矛盾。 (4)、绘制完图要进行汽车动力性、经济性、操纵稳定性计算，并绘出相应的曲线。,说明： 该阶段应多做几个布置方案，经比较分析，取一合理方案，同时进行变型车及通用见的考虑，以便为系列化做准备。 注意维修方便性，使用方便，舒适性，视野等。 运动无干涉。 各总成须在尺寸范围内。 各总成连接方式在绘图时应初定。,4、汽车总装配图的绘制阶段： 作为总装配的工艺图； 进行图纸装配，检查各部件尺寸、安装空间及安装方便性； 检查各操纵机构位置及活动位置，检查干涉情况； 检查视野及驾驶室内空间如何； 空满载时的重心、轴荷； 检查外形尺寸，总布置的各参数。,注意： 装配图是在各总成设计完成后进行的，总体设计人员须认真检查各总成及其连接，并查清其装配的可行性，合理性，运动干涉情况，使错误暴露在试制之前 总布置完成后应建立下述四个文件：设计说明书、总布置图、使用说明书、整车明细表,总布置图: 总体布置图是表示新生车型全体资料的图纸，在技术部门内部，是一种极为保密的技术资料，不能轻易提供给本部门以外的其他技术部门作参考。 总体布置图的制作在汽车设计中最花费时间，一直要到汽车投入批量生产时才算完成。总体布置工作不是一个部门能独立完成的工作，而是以一个部门为主，各个部门间反复协商和完成的。在汽车设计过程中，充分体现了各个部门的协调关系。,5、试制、装配、试验、修改、定型 试制目的 ： a、暴露设计中的问题，以便在投产前解决； b、秤重。（零部件质量、轴荷、总质量） 试验目的 ： 检测样车的性能是否满足设计要求。 试验分： 整车基本性能试验 5万公里的可靠性试验 典型地区的使用试验和根据使用条件在特殊地区的 适应性试验 注：,试验应根据国家制定的有关标准逐项进行。 不同车型有不同的试验标准。 试制、试验完成后应对结果进行分析，并针对暴露出来的技术问题进行改进设计，再进行第二轮试制和试验，直至产品定型。,试制： 整车设计全部完成以后，就投入试制阶段，该阶段中总体设计人员须加入。其中： 密切注视特性尺寸部件连接及安装尺寸的变动，查明是否会影响到整车性能及装配，并及时通知设计人员做相应的修改。 总体设计人员通过试制了解整车及部件的结构工艺性，查明不合理结构，并设法补救，如不能及时补救，应下轮试制前改正。 称好各部件的重量，并记录。,装配： 各总成试制完成，进行装配，总体设计人员了解装配中的问题，及时协助解决，并记录。装配完，称重，测得重心，得出轴荷。,试验： 仅靠理论计算是不够的，必须通过样车试验来验证。试验应通过国家标准中规定的相关试验项目要求来进行，不同车型采用不同试验标准。 结果出来后，应进行全面分析，针对出现的技术问题，多方面查找原因，对比设想的性能，看有何出入，若有，分析原因，并听取多方意见。 有时原因可能是多方面的：如，参数匹配问题，轴荷问题，部分件的强度问题等，或者是工艺方面的问题，总之，应全面进行查找，将不合理的问题及早暴露出来。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,4. 修改再试制试验： 新开发的车型经过一轮设计，很难达到一次成功，因为汽车结构复杂、精度要求严格、性能要求高、又要求工作可靠，前面试制、试验过程中暴露出来的问题，必须及时进行改进，在此基础上再进行试验 5.定型： 一般情况下，进行轮改进设计和试制、试验，即可完成产品定型，同时给出生产设计图样。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,6、生产准备阶段： 生产准备阶段的工作包括正式投产前的生产准备和小批量试生产，并让试生产车进一步经受用户的考验。,汽车总体设计的一般顺序： （汽车的开发程序）,7、销售阶段: 对产品进行正式批量生产，并对产品进行销售和售后服务工作。还要继续反馈用户意见，改进提高产品质量、扩大市场。,汽车总体设计的一般顺序：,1、调研、提出整车设想； 2、概念设计、选型及编写设计任务书； 3、技术设计； 4、汽车总装配图的绘制； 5、试制、试验、修改、定型； 6、生产准备； 7、销售。,1-2 汽车型式的选择,一、汽车的分类： 分类方法： 按发动机排量、乘客座位数、汽车总质量、汽车总长、车身或驾驶室特点来分类，也可取上述两个指标来分类。,GB/T15089-2001,总分为载客和载货两大类：即和类； 分为三大类：、和； ：包含驾驶员座位小于座； ：包含驾驶员座位大于座且总质量小于； ：包含驾驶员座位大于座且总质量大于； 和又分为五级： 座位数小于座： 级：可站 级：不可站； 座位数大于座： ：许站，并可自由走动； ：只须站在过道，站立空间小 于两人座空间； ：不允许站；,GB/T15089-2001,类： 类： 类： 类：,GB/T3730.1-2001： 将汽车分为：乘用车和商用车,一、汽车的分类：,一、汽车的分类：,分类： 普通乘用车 城市乘用车 高级乘用车 小型乘用车 敞篷车 仓背乘用车 旅行车 多用途乘用车 越野乘用车 专用乘用车： 救护车 殡仪车 旅居车 防弹车,乘用车： 在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。它也可以牵引一辆挂车。,一、汽车的分类：,商用车：在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。 商用车又有客车、半挂牵引车、货车之分；,一、汽车的分类：,分类： 小型客车 城市客车 长途客车 旅游客车 铰接客车 有轨电车 越野客车 专用客车,客车：在设计上和技术特性上用于载运乘客及其随身行李的商用车辆； 包括驾驶员座位在内的座位数超过9座，但不超过16座时，称之为小型客车。,一、汽车的分类：,货车分类： 普通货车 多用途货车 全挂牵引车 越野货车 专用作业车 专用货车,汽车的型式：指汽车的轴数、驱动型式、布置型式以及车身（驾驶室）来说的。 由于汽车型式对汽车的性能、外形、重量、尺寸、轴荷分配及成本有很大的影响，故应综合考虑这个问题。,二、汽车型式的选择：,（一）、轴数： 影响选取轴数的因素： 汽车的用途 汽车的总质量 道路法规对轴载质量的限制 轮胎的负荷能力 我国公路标准规定: 对四级公路及桥梁、单轴最大允许10t，双轴最大18t（每轴9t），由公路条件要求及汽车的总质量和使用条件可确定汽车的轴数。,二、汽车型式的选择：,轴数的确定: 通常总重小于19t的汽车用双轴，因为结构商单，成本低。 19t26t汽车采用三轴; 26t以上的汽车用四轴或以上。 注意： 一般前轴可荷，大于6t，便于转向； 矿用车等不在公路上行驶的汽车不 在此限。,二、汽车型式的选择：,（二）、驱动型式： 常见汽车的驱动型式有： 42，44，64，66， 84，88 可写为：ab 其中前一数字表示车轮总数 后一数字表示驱动轮数,二、汽车型式的选择：,42 ： 结构简单、自重力、油耗量低、成本，主要用于轿车及总质量小于19t的汽车上，现代双轴重货常接近于公路上限，以提高运输能力和载重能力。 64 /62： 用于重货，总质量常为19t26t 84 ： 用于总质量常为 28t32t重货上,二、汽车型式的选择：,矿用自卸车： 因机动性要求高、轴距短，宜用，也有少数用； 军用越野车： 为提高其通过性，多采用全轮驱动； 说明： 由于汽车型式对汽车的性能、外形、重量、尺寸、轴荷分配及成本有很大的影响，故应综合考虑这个问题。,二、汽车型式的选择：,（三）、汽车的布置型的选择： 汽车的布置型式是指发动机，驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点而言的。它对汽车的使用性能、尺寸等有很大影响。,二、汽车型式的选择：,二、汽车型式的选择：,、乘用车（轿车）的布置型式： 发动机前置前轮驱动 FF 发动机前置后轮驱动 FR 发动机后置后轮驱动 RR,1、FF： 这种布置方案目前在发动机排量为2.5L以下的乘用车上得到广泛应用。 是轿车上应用最广的一种。,乘用车（轿车）的布置型式：,优点： (1)前轴荷大，有明显的不足转向特性； (2)前轮为驱动轮，越障碍的能力高； (3)变速器与主减速装在一个壳体内，紧凑； (4)省略长的传动轴，地板凸包低（仅需容纳排气管），有利于提高乘坐舒适性； (5) 若在轴距外布置发动机，轴距短、机动性高； (6) 发动机散热器布置在前部，散热效果好；,(7) 行李箱后置，空间大； (8) 易改装为客货两用车或救护车； (9) 供暖机构简单、管路短、效率高； (10) 发动机、变速器、离合器近，便于操纵； (11) 若采用横置，缩短总长，用柱齿轮代锥轮，成本下降，质量高。,主要缺点： 前轿为驱动桥，结构复杂，要等速高可靠性万向节，成本高； 前柚荷大，前轮转向又驱动，寿命短； 上坡轴荷后移，爬坡能力低； 空车时，有后轴先抱死趋向； 发动机横置时，受空间限制总布置困难，维修保养时不宜操作； 正面碰撞，维护费用高。,发动机前置前驱动布置方案发动机可以放于轴距内、轴距外或前桥正上方，可以纵置也可以横置。 其不同布置方案的选择，对前排座椅的位置、汽车总长、轴距、车身造型、轴荷分配、整车整备质量、主减速器形式及发动机的接近性等均有影响 。,乘用车（轿车）的布置型式：,、发动机横置在前桥前方时最紧凑，置于前抽之前(图(a)，小排量短发动机适于这种布置。 此时车身前围板及座椅可前移较多，从而可缩短汽车的轴距及总长，减小汽车自身质量，并可用圆柱齿轮作主减速齿轮，降低汽车制造成本。,、发动机纵置在前桥前方时(图(b)时，前围板及座椅前移量较前一方案小，且前悬较大，前轴荷有些过大。 采用此方案的发动机不宜过长，v型或水平对置型发动机最适宜于此方案的布置。,、当发动机布置在前轴之后(图(c)时，轴荷分配较均匀； 但使车身前围板及座椅后移，致使轴距及总长较大，整车整备质量增加； 前悬虽可减小但车头加长，车身造型受到一定限制，发动机维修也不方便。,采用FF形式的常见车型： Audi100、Santana2000 Jetta CA7220 Buick Passat 飞度、宝来、中华、富康、英格尔等,2、FR： 是传统的轿车布置型式，有如下的优点： 轴荷分配合理（故性能好），轮胎寿命长； 前轮非驱动轮，不需用高可靠等速万向节， 可降低制造成本； 操纵机构简单；采暖简单、管路短、效率高； 发动机冷却好； 上坡能力强，因上坡轴荷后移； 改装为客货、救护车容易； 行李厢较大； 变速器、主减速器分开，便于维修。 发动机的可接近性好。,乘用车（轿车）的布置型式：,问题： 地板下有长传动轴，凸包大，使后排中部的座椅坐垫减薄，影响舒适性； 前面碰撞时，发动机易进入客厢，易伤前排人员； 总长大，轴距大，质量大，影响到燃油经济性、动力性。 此种形式乘用车因客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳，故应用于发动机排量较大的中、高级轿车。,3、RR： 优点： 发动机、离合器、变速器、主减速器构成的动力总成一体，紧凑； 前部低、视野好； 整备质量小； 无传动轴等引起的凸包，但地板下要走操纵机构； 座位好布置； 爬坡能力好（后轴荷大）； 发动机布置在轴距外，机动性好。,乘用车（轿车）的布置型式：,问题： 后轴荷重，有过多转向倾向，前轴荷小，转向不稳定； 行李厢在前部，受转向及视野影响，故小； 操纵远距离，操纵机构复杂； 改装困难！ 发动机故障不易发现； 发动机冷却和前风挡玻璃除霜不易，噪声容易传给乘员，发生追尾事故时，对后排乘员构成危险。 少用！,、商用车布置型式: 按货车、客车、越野车等车型不同，特点不同：,二、汽车型式的选择：,二、汽车型式的选择：,（一）、大客车布置型式： 大客车的布置型式有： 发动机前置后桥驱动FR， 发动机中置后桥驱动MR 发动机后置后桥驱动RR 其各种型式的可见右 图：,大客车布置型式：,前置后驱动FR： 优点： 由货车底盘改装来的； 结构简单； 操纵方便； 冷却发动机好； 驾驶员易发现发动机故障。,缺点： 前部发动机占空，使面积利用率低； 热振难隔； 前轴荷过载，制动后轴易抱死； 传动轴从地板下过，地板高； 传动轴长； 检查在驾驶室内使检修舒适性差； 乘客门在轴距内，车身刚度下降；在前轴前，则增加前悬长度。,2MR： 优点： 轴荷合理； 传动轴长度短； 车厢面积利用率高； 内部布置不受影响； 乘客门布置在前轴之前。,大客车布置型式：,缺点： 发动机在地板下，检修不便，不易发现故障； 发动机在热、寒带冷却保温不好； 热振味传入车厢中； 操纵不便，机构复杂； 地板高； 对路面要求高。,3RR： 主要优点有： 隔热、振味； 省长传动轴； 行李厢大（市外）地板低（市内）； 内部布置方便，面积利用率高； 发动机检修方便； 后部平顺性好。,大客车布置型式：,缺点： 发动机故障不易发现； 发动机冷却不好，防尘难； 操纵复杂。,二、汽车型式的选择：,（）、货车布置型式： 按照驾驶室与发动机相对位置关系来分,有: 平头式 长头式 短头式 偏置式,1、平头式：发动机位于驾驶室内， 主要的优点有： 总长、轴距短、整备质量小（省却发动机罩、翼子板、L减小）、转弯半径小、机动性好 发动机后置，前部高度可降低，视野好、盲区小 面积利用率（货箱与整车俯视面积之比）好。,货车布置型式,存在的问题： 前轴较大、汽车通过性较差。 驾驶室翻转，结构复杂。 室内热、振严重。 离合器、变速箱操纵复杂。 正面碰撞时，对轻微平头车前排受伤可能性增大，（但使注意力集中）。,平头式驾驶室安装位置不同时： 发动机在前轴上，两座位之间： 发动机高、 维修方便 、 座低、总高低、风阻小，但拥挤、隔热密封难、适于重货。 发动机在前轴上，座位下： 室内宽敞、通道平坦，但是维修不便，驾驶室用翻转式适于轻、微型车。 发动机在前轴之后、座下： 室内宽、平坦、翻转维修，适于轻微车。但轴距略大，轴荷更趋合理。,2、长头式：指发动机在汽车驾驶室的前部。 其主要优点有： 轴荷更合理，相应的性能好； 维修方便，操纵方便； 地板低，驾驶员上、下车方便； 离合器、变速器等操纵机构简单，布置容易； 隔热、隔振好； 碰撞时驾乘人员不易受到伤害。,货车布置型式,缺点有： 视野盲区大； 总长大； 总重大； Rmin大； 面积利用率低。 故目前主要用于使用条件较差的货车及越野车上。 长头货车前轮相对车头位置有三种：靠前、居中、靠后。 其中靠前时轴荷不合理，不用； 前轮靠后使驾驶室存凸包； 居中合适，应用多。,（3）短头式 a、发动机有少部分位于驾驶室内 ； 特点 b、汽车面积利用率及视野有所改善； c、有利于发动机散热 ，操纵机构布置简单； a、汽车面积利用率低； 缺点 b、视野差 ； c、机动性差； d、驾驶室内部相对拥挤。 应用：中重型货车、越野车,货车布置型式,（4）偏置式 a、驾驶室位于发动机之旁 ； 特点 b、具有具有平头式货车的一些优点； （轴距短、视野好） c、还具有长头式货车的一些优点； （驾驶室通风条件好、 维修发动机方便） 应用：主要用于重型矿用自卸车,货车布置型式,货车如按发动机和驱动桥位置关系又可分成： FR、MR、RR 其中：FR应用最广。,货车布置型式,FR： 其主要优点为： 维修发动机方便； 离合器、变速器等操纵机构简单； 货箱地板高度低； 可以采用直列发动机、v型发动机或卧式发动机； 发现发动机故障容易。,货车布置型式,主要缺点： 如果采用平头式驾驶室，而且发动机布置在前轴之上，处于两侧座位之间时，驾驶室内部拥挤，隔热、隔振、密封和降低噪声问题难以解决； 如果采用长头式驾驶室，为保证具有良好的视野，驾驶员座椅须布置高些，这又影响整车和质心高度，同时增加了整车长度。,MR： 采用卧式发动机，且布置在货箱下方的后桥驱动货车，发动机通用性不好，需特殊设计，维修不便； 油门、离合器、变速器等操纵机构因距驾驶员远，导致机构复杂； 发动机距地面近，容易被车轮带动起来的泥土弄脏； 受发动机位量影响，货箱地板高度高。 目前这种布置形式的货车已不采用。以前国外有过，但现在不用！,货车布置型式,RR： 是由发动机后置后轮驱动的轿车变型而来，所以极少采用。 主要缺点： 后桥超载； 操纵机构复杂； 发现发动机故障和维修发动机都困难； 发动机容易被泥土弄脏等。,货车布置型式,（）、越野车的布置形式： 主要在传动系、轴距和采用转向轮方案上有较大不同。 方案不同对传动系的复杂程度、汽车的通过能力、Rmin及零件的互换性等均有影响。 根据驱动桥数不同，越野车分为44，等形式。,二、汽车型式的选择：,在此给出三种形式的多轴越野车的布置方案： 非贯通式驱动桥的越野车 贯通式驱动桥的越野车 越野车传动机构侧边布置,越野车型式选择,1、非贯通式驱动桥的越野车：形式如图所示： 特点：动力由发动机传至分动器，然后分动器传给各桥时，是经分动器的三个输出轴和万向节传动轴分别传给三个桥。 其三个轴之间有L1和2两个轴距：根据车型不同要求，特别是通过性的不同要求，在布置时可选择L12，L12 ，L12，三种之一，分别对应图1的、（b）、（c）；,图1-8（a）前桥为转向桥， 图1-8（b）可采用第一、第二桥或第一、第三桥作为转向桥， 图1-8（c）可采用第一、第二桥车轮转向；,2、贯通式驱动桥的越野车，汽车布置方案简图如下所示： 从分动器输出的动力传至各桥时所经过的各传动轴，皆布置在同一纵向铅锤平面内 通往一或四驱动桥的传动轴要穿过第二或第三驱动桥。 这种方案的万向节使传动轴数不仅少，而且桥壳、半轴等零部件有互换的可能（视转向轮的方案而定）。,越野车型式选择,该种形式布置方案的轴距可有多种选择，如图1-9（a-d）所示。 转向方案的选择，因其各轴间轴距安排的不同，可选择不同方案： 图1-9（a）：可选择一二桥或一四桥做转向桥； 图1-9（b）（c）采用一二桥车轮做转向轮； 图1-9（d）采用一四桥方案比较合理。,采用多轴转向，增加转向轮，不仅能减小汽车最小转弯直径，还有利于减少轮胎磨损； 但随着转向轮数的增加，采用等速万向节的数量也相应增多，并且转向传动机构也更复杂，转向沉重； 此时必须采用动力转向，增加了制造成本。,3、越野车传动机构侧边布置：,越野车型式选择,1-3 汽车主要参数的选择,一、 汽车主要尺寸的确定 外廓尺寸 轴距 汽车的主要尺寸 ： 轮距 前悬、后悬 货车车头长度和车箱尺寸等,1外廓尺寸 货车、越野车、整体式客车13.7m 外廓尺寸长 单铰接式客车18m 汽车外廓尺寸限界规定 半挂汽车列车16.5m （GB1589-2004） 全挂汽车列车20m 汽车宽 2.5m（不包括后视镜 ） 汽车高 4m （空载、顶窗关闭状态下 ） 注：不在公路上行驶的汽车，其外廓尺寸不受上述规定限制。,长度： 对于轿车，L/La值在0.520.66间 FF：0.620.66，RR：0.520.56 宽度： 其宽由室内宽度和车门厚度（玻璃升降球面、门锁等机构）决定，也与发动机、车架、悬架、转向机构、车轮等有关。 总高Ha ： 与两轴间底部离地间隙hm，地板及下部零件高hp，室内高hB，车顶高ht有关系。 其中：hm应大于hmin，hB在1120-1380mm之间，ht大约在20-40mm范围内变化。,常用车型取值： 大客车： Ba在2.452.5m Ha在2.93.1m 长途旅行客车： Ha在3.13.55m 15t以上重货 Ba在2.42.5m Ha在2.52.9m 中吨位货车 Ba在2.12.4m Ha在2.22.6m 集装厢运输车： Ha在3.83.9 矿用车总高不大于4.5m（较特殊）,2轴距L 整备质量 影响 汽车总长 车厢长度不足或后悬过长 L 汽车总长 L 汽车制动性和操纵稳定性变坏 传动轴长度 对平顺性不利 纵向通过半径 万向节传动轴的夹角增大 轴荷分配 确定原则：轿车的级别越高，装载量或载客量多的货车或 客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。 推荐范围：0.40.6m为宜,轴距分类讨论： 轻货、牵引半挂、矿用自卸车对机动性要求高，取短些； 运送大件或轻抛货车L大些； 注：三轴汽车，第二三轴距为轮胎直径的1.11.25倍；变型车：基本型、长、短，差值在0.40.6m间。 中高级轿车：舒适性、平顺性、操纵稳定性好，L取长些； 轻、微轿：机动性、经济性目的，短些； 对轿车， L/La值在52%66%内，前置发动机前轮驱动在0.620.66, 后置发动机后轮驱动在0.520.56； 大客车： L47.2m 总长1112m的大客 ，L=5.56.3m 总长在10m以内大客L=4.55m,各类汽车的轴距和轮距,3前轮距B1和后轮距B2 汽车总宽 影响 总质量 最小转弯直径 侧倾刚度 轮距增大，对汽车内宽有利，也利于增加侧倾刚度（横向稳定性）； 但过大使总宽增大，Ga增加，Dmin增大，转向阻力大。 所以总宽须与要求的总宽相适应！,3前轮距B1和后轮距B2,前轮距B1 ：应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前 轮有足 够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。 B1 前车架宽前悬架宽前轮最大转角宽相关的间隙 后轮距B2 ：应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间 应留有必要的间隙。 B2后车架宽后悬架宽胎宽相关间隙 说明： 货车常取B1B2，越野车为通过性B1=B2； 越野同农用车B小些，但需保证不侧翻； 轿车轮距以值衡量，有：轿车B=0.50.54L； 微轿B0.550.64L； 初定可用：,4前悬LF和后悬LR 1）整车协调性 2）轴荷分配的要求 3）安装要求 4）通过性要求 5）撞车安全性 前悬LF ：长头货车一般在11001300mm范围内。 后悬LR ：轻型、中型货车一般在12002200mm之间； 特长货箱汽车的后悬可达2600mm，但不得超过轴距 的55%； 客车后悬长度不得超过轴距的65%，绝对值不大于 3500mm。,确定原则：,前悬： 与汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前板簧长度、上、下车的方便性和汽车得造型均有关； 尺寸需保证安装发动机，转向器，转向操纵件、水箱，风扇、前保险杠、驾驶室前支架、前板簧等零部件的需要，在此前提下，可短些。驾驶室型式和司机座椅对它影响甚大。 增长时，利于撞车时驾驶员的安全性，但会影响通过性。,后悬： 与汽车通过性、汽车追尾时的安全性、货厢长度或行李箱长度、汽车造型等有关。 取决于货厢长度、轴距、轴荷分配，同时保证适当的离去角、备胎、拖钩等。 增长时，会减低通过性；而缩短时，乘用车行李箱会受影响。 客车：LR/L65%，不超过3500mm；1.8tGa14.0t的货车后悬一般在1200-2200mm，特长货箱可达2600mm，但不超过0.55L。,5货车车头长度 定义：指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。 汽车外观效果 影响 驾驶室居住性 发动机的接近性等 范围：长头型货车车头长度尺寸一般在25003000mm之间； 平头型货车一般在14001500mm之间。,6货车车厢尺寸： 该数据对汽车的轴荷、载重、重心高有影响，车厢边板高450650mm，内宽在外宽满足要求时尽是大，以缩小边板高度和长度。,二、汽车质量参数的确定,汽车的质量参数主要包括: 整车整备质量m0 汽车的装载质量（载客量）me 汽车质量系数 汽车总质量ma 汽车的轴荷分配,1整车整备质量m0： 含义: 指汽车带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水等，没有装货和载人时的质量。,说明: 该数值对汽车的成本和使用经济性均有影响。 在可能情况下，尽可能减小m0 目的：增加装载质量（载客量），抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声标准等方面造成的质量增加，节约燃料。 减少m0 的措施主要有： 合理的结构设计：优化设计等手段采用； 强度够又轻的材料，如仪表板，油箱等件，采用塑料、铝合金等。 尽可能减少m0 ，是从事汽车设计工作必须遵守的一项重要原则； m0的减小与技术的进步是分不开的，在设计时m0 值的选用要考虑技术先进性，同时必须要同现实的生产水平结合起来（即又要考虑可行性）。,2汽车的载客量和装载质量 （1）汽车的载客量 定义： a、 轿车的载客量用座位数表示。 微型和普通级轿车为24座；中级以上轿车为47座。 b、城市大客车的载客量，由等于座位数的乘客和站立乘客 两部分构成。 站立乘客按每平方米810人计算。 c、长途大客车和专供游览观光用的大客车，其载客量 等于座位数。 （2）汽车的装载质量me 定义：指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。 注：越野汽车的装载量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。,在选择该参数时，可从如下方面进行考虑： 货流运距： 货流大、运距长的公司运输，宜用吨位大货车，效率高，成本低； 货流多变，运距短的市内运输宜采用中小吨位货车，经济、灵活； 矿用自卸车，装载量要能配用的电铲容量及矿区生产率相适应，通常货厢容积与电产容量之比为45。 系列化考虑：（两头发展，轻、重） 各种车型载重宜合理分级，以利于产品系列化，通用化及标准化，所以各车载重不单独考虑，而从系列化考虑。,考虑现有生产条件（现在一般少考虑之） 对于轿车，其座位数： 轻、微轿车：4座（少数2座） 中级轿车：45座 高级轿车：57座 长途客车等：载客量座位数 城市内公交车：载客量座数站交人数（810人/m2）,3汽车总质量ma： 含义： 指汽车装备齐全，按规定装满人货时的质量。 计算： 乘用车和商用客车： ma=m0+65n+n 商用货车： ma=m0 +me+65 n1,4、汽车质量系数m0： 含义： 指汽车装载质量与整车整备质量之比，即： 该系数越大，说明汽车结构和设计制造工艺水平越高。,不同类型汽车的质量系数,5整车整备质量的估算方法： 在设计时汽车的整备质量要首先估算一下，其方法有两种： 依据同类车，对其部件进行测定，分析，在此基础根据现有条件初步估算出，各部件的重量，累加即列举，但准确 在无参考样车时，可依据现有制造水平条件列出，,b、轿车和客车人均整备质量,6汽车的轴荷分配： 汽车的轴荷分配是汽车总布置的主要参数之一，它对汽车的使用性能、轮胎使用寿命都有显著的影响，在总布置中宜认真从下面几个方面来考虑：,1）轮胎磨损均匀一致的原则： 轮胎的成本高，占整车运输成本的1/6，要使均匀一致，轴荷分配应相差不大。 理论上： 全单胎 各50% 后双胎 则前1/3，后2/3 但实际上： 42后驱动，后双胎 满载 前 3034% 后 6670% 空 前 4244% 后 5658%,2）保证好的使用性能： 驱动性（动力性能）和通过性要求驱动轴荷大些； 从动轴轴荷小些，Ff减小，环路上的通过性提高； 操纵稳定性，前轴大好，确保高速汽车平衡； 制动性能提高，要求后轴大好 本身要求自相矛盾，这些与设计车型的整车性能要求，使用特点相适应，合理选取。,几点 说明： 随载重的变化，随时性能在变，所以在考虑问题时，须考虑从空车到满载的各种情况下，对汽车性能的影响，轴荷很重要。 轴荷分配与车型形式有关，即发动机位置、车头形式、汽车结构等有关。 如：轿车：发动机前置前驱动时和平头车均为前轴荷较大，长头车则反之；越野车，前轴荷小些，可提高通过性。 总布置的轴荷分配未能满足要求时需通过重新布置某些总成和部件，油箱、备胎、蓄电池等的位置来进行调整。,各类汽车的轴荷分配,随着道路条件的改善，汽车特别是中、高级轿车的最高车速 有逐渐提高的趋势。 轿车的最高车速大于货车、客车的最高车速。 级别高的轿车的最高车速要大于级别低些轿车的最高车速。 微型、轻型货车最高车速大于中型、重型货车的最高车速，重 型货车最高车速较低。,（1）最高车速vamax,1动力性参数,考虑,汽车的用途 公路条件及安全设施 发动机功率,三、汽车性能参数的确定,（2）加速时间t,对于vamax 100km/h的汽车，常用 加速到100km/h所需的时间来评价,定义：,汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大的加速强度加速到一定车速所用去的时间称为加速时间。,评价,对于vamax低于100km/h的汽车，可 用060km/h的加速时间来评价。,（3）上坡能力,货车能克服30%坡度；,定义：,用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示 。,越野汽车能克服60%坡度。,要求：,轿车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能 力要求也不一样。,（4）汽车比功率和比转矩,定义,比功率：汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质 量之比。,比转矩：汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量