第九讲 车身总体布置

1、车身总体布置车身总体布置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。 （4）协调各种矛盾。三维坐标的基准线（面）三维坐标的基准线（面） 确定整车的基准线应在汽车满载状态下进行 绘图时应将汽车前部绘的左侧。绘制要求1）车架上平面线：车架纵梁上翼较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧（前）视图上的投影线。作为垂直方向尺寸的基准线（面），即z坐标线。向上为“+”、向下为“-”2）前轮中心线通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视

2、 图上的投影线 。纵向方向尺寸的基准线（面），即x坐标线向前为“-”，向后为“+”3）汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线 。作为横向尺寸的基准线（面），即y坐标线向左为“+”、向右为“-”前轮中心前轮中心XOZ地面线地面线Z前轮垂直线前轮垂直线后轮垂直线后轮垂直线Or0r0F地面线地面线F（0.51.5）rrO1rrO2abLAB前轮中心线前轮中心线车架上平面线车架上平面线X后轮中心线后轮中心线货车与客车的车架上平面线地面线，一般设计成与地面线有一个小夹角F（0.51.5），即前低后高，以保证汽车在驱动行驶时车厢能趋于水平。画总布置草图常将车架上平面线置为水平线，而地面线为斜线；轿

3、车不必如此，地面线皆为水平线！F后轴中心线后轴中心线前轮垂直线前轮垂直线后轮垂直线后轮垂直线地面线地面线车架上平面线车架上平面线X汽车中心线汽车中心线ZY前轴中心线前轴中心线Y汽车中心线汽车中心线OZ前轮前轮中心线中心线F后轮中心线后轮中心线 42：轿车和总质量小的公 路用车辆 44：越野汽车 62 总质量在1926t的公 路用汽车 64 66：越野汽车 84：2632t的公路用 汽车 88：越野汽车 汽车驱动形式车身总体布置车身总体布置车身总体布置车身总体布置 （1）发动机前置前驱动）发动机前置前驱动 a、可以减小汽车侧向滑动； b、越过障碍的能力高； c、动力总成结构紧凑；特点：特点： d

4、、有利于提高乘坐舒适性（车内地板凸包高度可以降 低） e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短 ） f、有利于发动机散热 ，操纵机构简单； g、行李箱空间大； 结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节等 ） 前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后 轴重） 主要缺点：主要缺点： 汽车爬坡能力降低； 发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修 费用 高。 车身总体布置车身总体布置（2）发动机前置后驱动）发动机前置后驱动 a、轴荷分配合理 ； b、有利于减少制造成本；（不需要采用等速 万向节 ） c、行驶平稳，操纵平稳； 特点特点： d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高 ； e、发动机冷却

5、条件好；比较容易维修 f、爬坡能力强； g、行李箱空间大； a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适 性； b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动 机进入客厢，会使前排乘员受到严重伤害； c、汽车的总长较长，整车整备质量增大， 影响汽车的燃油经济性和动力性。 应用： 中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞， 行驶平稳 ） 车身总体布置车身总体布置主要缺点：（3）发动机后置后驱动）发动机后置后驱动 a、结构紧凑：（发动机、离合器、变速器和主减速器布 置成一体）无传动轴； b、改善了驾驶员视野； （汽车前部高度有条件降低 ） c、整车整备质量小； 特点：特点： d、客厢内地板比较平整 ； e、乘

6、客座椅能够布置在舒适区内； f、 爬坡能力强； g、汽车轴距短，机动性能好。 a、后桥负荷重，分配不合理； b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影 响操纵稳定性； c、行李箱在前部，行李箱空间不够大； d、操纵机构复杂；发动机冷却不好 应用： 较少 缺点 车身总体布置车身总体布置 后横置后轮驱动后纵置后轮驱动中纵置后轮驱动中侧置后轮驱动中横置后轮驱动 大客车的布置形式大客车的布置形式 1:发动机前置后桥驱动 2:发动机后置后桥驱动 3:发动机中置后桥驱动优点： 1、通用性好与货车通用部件多； 2、发动机冷却条件好，维修、拆装方便； 3、传动系及操纵机构简单，易 于布置。 缺点： 1、发动机

7、凸出于地板平面之上，车厢面积利率低； 2、轴荷分配不利，前悬短、后 悬长、转向沉重，影 响安全； 3、传动轴从地板下通过，使地板高度，上下车方便性 ； 4、车内噪声大、振动大， 隔 热隔烟性差，乘座舒适性； 5、乘客门布置在轴间，削弱了车身刚度； 6、传动轴长（一般三节），临界转速低，易共振。优点 1、车厢面积利用率最高，Fmax； 2、车内噪声小、发动机与车厢隔绝较好； 3、传动轴短，轴间重量分配良好； 4、外形设计和座椅布置不受发动机限制； 5、车门可开在前轮之前，适合单人管理。 缺点： 1、发动机冷却较差，水箱布置困难； 2、地板高度高、重心高（为保证发动机安装空间）； 3、发动机易被尘

8、土弄脏，保养维修困难； 4、寒冷地区使用，发动机保温困难； 5、远距离操纵，机构复杂； 6、对地板密封要求高，否则噪声、气味、热量易进入车厢。 优点 1、发动机与车厢隔绝最好，废气不会进入车厢； 2、车身振动、噪声小、舒适性好； 3、轴间重量分配良好，面积利用率高，F； 4、易于在车厢外检修发动机，能在地板下形成较大的行李 舱； 5、地板可以降到最低高度，使上下车和车内行走大为方便。 缺点： 1、发动机散热较差，需要冷却效果强的散热器； 2、远距离操纵，机构复杂。（随结构的改进，机电液一体化 技术的发展，该问题已逐步解决）。 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择 汽车主要尺寸的确定 外廓尺寸

9、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 三、确定轿车车身的外形尺寸图5-8轿车外轮廓尺寸的标注1离地间隙2车门玻璃倾角3接近角4前悬5轴距6后悬7全长8行李箱开启时的车辆长度 9前风窗倾角10离去角11总高12空车行李箱盖开启时车辆高度13前部两侧车门开启时车辆高度14前轮距15在前R点处的车身宽度16后轮距17总宽18后部两侧门开启时车辆总宽（3）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 前悬前悬LF ：主要受保险杠发动机风扇等部件影响 后悬后悬LR ：发动机后置考虑发动机等部件等影响确确定定原原 则则

10、： 各部件的布置影响影响布置布置1发动机的布置 （1）发动机的上下位置 离地间隙驾驶员视野 轿车：发动机油底壳至路面的距离， 应保证满载状态下最小离地间隙的要求。货车：通常将发动机布置在前轴上方，考虑到悬架缓冲 前轴的最大向上跳动量达70 100mm，这就要求 发动机有足够高的位置，以防 止前轴碰坏发动机 油底壳。 Kcb发动机前端面发动机前端面发动机曲轴中心线发动机曲轴中心线E传动轴中心线传动轴中心线1前轮中心前轮中心车架上平面线车架上平面线注：注：发动机曲轴中心线发动机曲轴中心线一般设计成与一般设计成与车架上平面线向下有一个小夹角车架上平面线向下有一个小夹角E（货车货车14；轿车轿车34

11、），），即前高后低，以减小传动轴夹角即前高后低，以减小传动轴夹角1 ！发动机前置后驱动标注方法：标注方法：用气缸体前端面与曲轴中心线交点K到地面高度尺 寸b来标明发动机高度，位置 C 表示前后位置四、动力传动系统的布置 图5-12动力总成布置简图1发动机罩与发动机零件之间的间隙2散热器3前横梁4发动机舱的冷却和通风的进出孔5风扇护罩 6油底壳7前悬置横梁8发动机油底壳与横梁之间的间隙9发动机与前围板之间的间隙10箱形截面横梁 11发动机前悬置点12曲轴中心的位置及其在空间的布置13排气系统14纵梁之间的距离影响布置（2 2）发动机的前后位置）发动机的前后位置 汽车的轴荷分配 轿车前排座位的乘坐

12、舒适性 传动轴长度和夹角 货车的面积利用率 1）减小传动轴夹角 ：前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成14夹角，轿车多在34之间 。2）前纵梁之间的距离：发动机前置后轮驱动的轿车，必须考虑吊装在发动机上的所有总成（如发动机、空调装置的压缩机等）以及从下面将发动机安装到汽车上的可能性。还应保证在修理和技术维护情况下，从上面安装发动机的可能性。（详见书本P141及图5-12）影响底盘承载系统的受力 发动机悬置支架的统一性布置发动机曲轴中心线在一般情况下与汽车中心线一致。少数汽车如44汽车，考虑到前桥是驱动桥，为了使前驱动桥的主减速器总成上跳动不与发动机发生运动干

13、涉，将发动机和前桥主减速器向相反方向偏移。 条件两端夹角相等在满载静止时不大于4、最大不得大于7。 布置常将后桥主减速器的轴线向上翘起。 在轿车布置中 ：在侧视图上常将传动轴布置成U形方案 。可降低传动轴轴线的离地高度，有利于减小客厢地板凸包高度和保证后排中间座椅座垫处有足够的厚度。罩壳与中间传动轴之间的最小间隙一般应在1015mm 万向节传动轴传动的条件：2传动系的布置传动系的布置 发动机位置确定 动力总成位置也随之而定 （包括发动机、离合器、变速器在内）3 3转向装置的布置转向装置的布置（1）转向盘的位置 布置应考虑的问题a 保证驾驶员能舒适地进行转向操作；（考虑转向盘平面与水平面之间的夹

14、角）b 转向盘不应影响驾驶员观察仪表；c 照顾到转向盘周围（如风挡玻璃等）有足够的空间。 BBA1转向摇臂转向摇臂转向节臂转向节臂纵拉杆纵拉杆纵拉杆纵拉杆转向摇臂转向摇臂转向杆系结构转向杆系结构转向杆系悬架导向机构运动协调校核4 4制动系布置制动系布置制动踏板的位置更靠近驾驶员，且制动踏板操纵轻便。 传力杆件运动无干涉和死角，车轮跳动时不自行制动。制动管路布置（1）平行管之间的距离不小于5mm， 或者完全束在一起；（2）交叉管之间的距离应不小20mm；（3）不要将管子布置在车架纵梁内侧 下翼上；（积水）5 5座椅、踏板的布置座椅、踏板的布置离合器踏板 制动踏板 油门踏板布置在地板凸包与车身内侧

15、壁之间。在离合器踏板左侧，应当留出离合器不工作时可以放下左脚的空间。油门踏板一般比制动踏板稍低，要求油门踏板与制动踏板之间留有大于一只完整鞋底宽度（60mm）的距离。德国推荐的确定踏板布置的尺寸关系 （DIN7300）a=130;b=60;c=70;d=260;e=200;f=170 6油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置（1）油箱）油箱 油箱的容积 汽车最大续驶里程（一般200600km）来确定 油箱的布置1）应远离消声器和排气管（轿车要求油箱距排气管的距离大于300mm否则应加装有效的隔热装置；油箱距踝露的电器接头及开关的距离不得小于200mm）；2）不应当布置

16、在发动机舱内；3）轿车油箱常布置在行李箱内 ；4）货车油箱布置在纵梁上 （2）备胎）备胎 （1）轿车备胎常布置在行李箱内；（2）客车、货车布置在车辆的侧面或后面。 布置（4）蓄电池的布置）蓄电池的布置轿车行李箱有效容积 1）中级轿车为0.40.7m32）高级轿车为0.70.9m3。 轿车行李箱布置1）行李箱底部应尽量平整（能整齐地安放手提箱）2）客货两用轿车将后排座椅设计成可翻式，翻转后后部形成一个有效容积很大的行李箱。 布置1）蓄电池与起动机应位于同侧；2）缩短线路；3）还要考虑拆装方便性和良好的接近性；（1） 轿车内部布置尺寸（P148） 油门踏板布置考虑其接触关键点比如踏点和踵点的位置，

17、这些关键点是人机校核的关键数据之一，和设计H点构成最重要的基准点小汽车方向盘小汽车方向盘卡、客车方向盘卡、客车方向盘 考虑安全性性：方向柱离躯干中心距离（50百分位）不低于300mm（300400），离大腿线距离不小于50 mm（50100）人体工程学操作范围1眼点2肩点3人体工程学操作范围中心E4胯点H手伸界面3 3、仪表板设计、仪表板设计（1）确定座椅布置H点的行程和升程；（2）确定坐垫和靠背的调节角；（3）用5%女子人体模型作为最前设计H点，95%人体模型确定最后设计H点；（4）确定座椅设计参考点和汽车纵向对称中心的距离；（5）确定汽车座椅设计的设计参考SgRP点； H点适意线 ： X9

18、7.5=936.6+0.613879*Z-0.00186247*Z2 X2.5=687.1+0.895336*Z-0.00210494*Z2 驾驶姿势对人体各部分夹角的合理范围人体样板(第95百分位的A=460mm B=456mm) （1）确定眼椭圆的中心坐标（2）确定眼椭圆的其他轴长参数等，确定眼椭圆“睛点的位置”（3）进行驾驶员视野校核1、整车支柱盲区校核 包络线顶端距离车顶蒙皮应不小于65mm（基于95%百分为SgRP点为参考）6.6.驾驶员室内操作手伸及最大空间界面的确定驾驶员室内操作手伸及最大空间界面的确定图3-36与手伸及界面有关的驾驶室内尺寸利用该标准检验驾驶员手伸及界面的步骤：

19、利用该标准检验驾驶员手伸及界面的步骤：6.6.驾驶员室内操作手伸及最大空间界面的确定驾驶员室内操作手伸及最大空间界面的确定图3-35汽车驾驶员的手伸及界面7 7、地板平面位置与轮罩外形尺寸、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-13车身地板总成的横截面7 7、地板平面位置与轮罩外形尺寸、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-14各种不同车架形式下地板总成的截面a) 周边车架b) X形车架c) 梯形车架d) 承载地板 7 7、地板平面位置与轮罩外形尺寸、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-15降低车身地板平面的措施a) X形车架b) 固定式车架c) 用准双曲面齿轮传动并将传动分成两段d) 前置前驱动e) 后置后

20、驱动 7 7、地板平面位置与轮罩外形尺寸、地板平面位置与轮罩外形尺寸图5-16非转向轮轮罩横截面尺寸8 8、轿车车身横截面尺寸、轿车车身横截面尺寸H点点定义定义：实车测得躯干与大腿相连的旋转点“胯点” 位置 H点的位置决定了与驾驶员操作方便、乘坐舒适相关的车内尺寸的基准R点点定义：定义：座椅调至最后、最下位置时的“胯点” 以R点作为设计参考点 1）测定的H点不超出以R点为中心的水平边长30mm、 铅直边长20mm的矩形方框内范围；2）靠背角与设计值之间差值不大于3。要求：要求： 1）首先将座椅放置在高度方向和长度方向的平 均位置处；2）然后确定H点，并引出一条与铅垂线成8的 斜线；3）再从H点

21、沿8斜线方向截取 765mm的F点；4）F点相当第50百分位驾驶员的头 部最高点；5）从F点垂直向上截取100135mm为车顶内饰线。 车顶内饰线确定顶盖的纵向轮廓线1）汽车顶盖横剖面上最高点：再增加20-40mm；（因顶盖轮廓是上凸的曲面，并对称于汽车的纵 轴线）2）用同样的方法找出后排座椅上方最高点；3）前、后座椅上方两点连线即为顶盖的纵向轮廓线。1）将在确定顶盖纵向轮廓时求得的左、右座椅乘员头部上方顶盖上的点，画到横截面图上；2）再加上顶盖纵向轮廓线上的点，共三点即可画出顶盖横向轮廓线。 车身侧壁倾斜度的确定：车身侧壁倾斜度的确定： 考虑上、下车的方便性。考虑上、下车的方便性。1）车门上、下槛边缘之间的间距为100150mm时（上窄下宽），乘员上身只倾斜010即可入座。 2） 但此间距过大会使汽车上下比例失调，影响外观，且玻璃升降占用车门内空间大，并影响肩部和玻璃之间的间隙（要求大于