毕业设计-微型客车车架制动器设计说明书.

1、车辆与动力工程学院毕业设计说明书目 录前 言1第一章 汽车整体设计与底盘布置§1.1 汽车整车与各部件概述2§1.2 汽车型式的选择 7§1.3 汽车主要尺寸和参数的选择 8§1.4汽车的底盘各部件布置11第二章 动力性、经济性计算§2.1 汽车主要技术参数 21§2.2 动力性计算22§2.3 燃油经济性的计算 32第三章 制动器的设计§3.1 制动系概述34§3.2 制动器的结构参数 35总结39致谢40参考文献 41英文翻译 421前 言 从最初的三轮车辆、T型车、如今的流线型、概念型的大功率车辆，

2、汽车工业的发展已经历了百余年历史。横观当今世界，除了瑞士这个国家是以制表业著名，其他发达国家无一例外，全都把汽车产业作为本国的支柱产业。这是因为汽车产业综合性大，牵涉到材料、冶金、化工、电子等各个行业。汽车产业的发达往往能带动整个国家工业的快速发展，给国家和社会带来无穷收益。汽车产业能够得到如此快速的发展与其实用性分不开。汽车的应用价值不仅仅局限于传统的行车代步，而是像书籍一样成为人们生活中不可或缺的一部分。人类社会及人们生活的汽车化，大大扩大了人们的活动范围，加速了国家，地区间的交往，成倍提高了人们的办事效率，极大地加快了人们的活动节奏，促进了世界经济的大发展与人类的快速进步。有了汽车，人们

3、的活动才能最大限度的摆脱天气状况的限制。当前，汽车已进入人类社会的各个领域，人们已不满足仅仅把它当作代步工具，汽车已经成为一种文化。好的动力，好的外形，魅力的品牌都成为车友津津乐道的话题。在我国，随着经济的飞速发展，汽车工业开始了前所未有的发展。从原来的单一性、低档次向现在的多类型、高档次发展，特别是本世纪初，我国的汽车工业，尤其是民族品牌都经历了跨越式的发展。随着我国加入世贸组织后的市场格局变幻，我国将成为全球最大的汽车生产基地，而十几亿的人口和目前与日俱增的经济态势，也将使我国成为全球最大的销售市场。这些现象我们完全可以预见，长远之计我们应大力发展汽车核心技术，只有掌握了技术，我们的汽车产

4、业才能完全不受制于人。随着生活水平的进一步提高和思想观念的进步，具有轿车舒适性兼顾越野性，适合长途旅行和载货的多功能微型客车越来越会被人们所接受。现代人们高节奏的生活与工作，各种设计思维和理念应运而生。生活高品质，追求完美，结合工作的成就和休闲的乐趣，有张有弛，符合现代人的思想。第一章 汽车整体设计与底盘布置§1.1 概述汽车整体设计和汽车底盘设计是汽车设计工作中十分重要的环节。汽车的使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生产成本与整体和底盘都有着密切的关系。众所周知，汽车是由许多零部件有机组合的整体，汽车性能的好坏不仅取决于各部件性能如何，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于

5、总布置。如果各部件的型式和参数选择不当或布置不好，则即使各部件性能很好，整车性能却不一定理想。因此，整体设计还要从整车的技术合理性和全局出发很好地协调部件与整车、底盘之间的关系。汽车底盘包括离合器、变速器、传动轴、前后桥、前后悬架、转向系、制动系、车架、备胎、油箱等部件与系统。离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地结合，确保汽车平稳起步；在换挡是将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系个零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动

6、和噪声。变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬破、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。驱动桥位于动力传动系的末端，其基本功能是增大有传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把悬架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和路面

7、传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的震动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，是汽车获得高速行驶能力。悬架由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮有协调的转角关系。机械式转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向机构使转向轮偏转。制动系的功用是使汽车以适当的减速度减速行驶直至停止，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第

8、二项功能，而后者则用来保证第三项功能。底盘的作用是接受发动机的动力，使车轮转动，并保证汽车按驾驶员的操纵正常行驶。底盘包括传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统这四大部分，通常，这四大系统也简称为传动系、行驶系、转向系和制动系。传动系我们应该不会感到陌生。大家都知道离合器和变速器吧，它们就是传动系里面的重要部件，驾驶员和它们打的交道都是相当多的(仅次于方向盘了)，一趟车跑下来，谁能记得自己到底踩了多少下离合、换了多少次挡?从动力的传输过程来看，传动系是连接发动机和车轮的纽带，包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥等。汽车传动系按照结构和传动介质可以分为机械式、液力机械式、静液式、电力式等四种型式，

9、对于绝大部分汽车来说，目的最常见的是机械式和液力机械式这两种。传动系有多种布置方式，轿车常用FF方式(即发动机前置、前轮驱动)；载货车、大部分客车和少部分豪华轿车常用FR方式(即发动机前置、后轮驱动)；豪华客车一般采用RR方式(即发机机后置、后轮驱动)；越野车多用NWD分式(即全轮驱劝，n表示车轮数量)；而赛车一般是采用MR方式(即发动机中置、后轮驱动)。此外，发动机是采取横置还是纵置也都会影响到传动系的布置。传动系的首要任务就是与发动机协调工作，以保证汽车能在不问的使用条件下正常行驶。并具有良好的动力性和燃油经济性。出此，无论是什么型式的传动系，至少都应该具备以卜四种基本功能：1.减速和变速

10、我们知道，只有当作用在驱动轮上的牵引力足以克服外界对汽车的阻力时，汽车方能起步和正常行驶。传动系中主减速器起着减速增扭的作用。汽车的使用条件(比如实际装载质量、道路坡度、路面状况，以及道路的宽度和曲率，交通状况所允许的车速等等)由于很多因素的影响而不断变化，这就要求汽车的牵引力和速度要有相当大的变化范围。另一方面，由于发动机在整个转速范围内扭矩变化不大，功率和燃油消耗曲线变化却相当大，这就使得发动机保持高功率低油耗的转速范围(我们可以称之为有利转速范围)是很窄的、为了使发动机能保持在有利的转速范围内工作，传动系的传动比就需要在一定范围内变化。所以，从这个角度来说，传动系还必须具备受速作用，变速

11、器也就应运而生。2.实现汽车倒驶如果汽车连这个功能都不具备的话，很难想象人们怎样进出停东场、车库等，当然在那些狭窄的路而上想倒车也是不可能的了。也许你会说让发动机反着转，不要说目前没有这样的发动机，就是在未来相当长的一段时间内。我们都不可能看到这样的发动机、所以，传动系能够在保持发动机旋转方向不变的情况下使汽车实现反向行驶，这个功能就是通过变速器的例挡来实现的。3.必要时中断传动有过驾驶经验的人都知道。发动机必须是在踩下离合器以后才能启动(踩下离合器就使得发动机不会承受地面的阻力，也就是说让发动机空载，这和汽车空载可是两码事)，启动后的发动机也必须保持在最低稳定转速以上才能保证不熄火。除了汽车

12、起步的时候，中断发动机对驱动轮的动力输出也是常有的事，比如换挡、减速停车、遇红灯时等等，所有这些都要求传动系能够在必要的时候切断动力输出，而离合器和变速器的空挡就承担了这个任务。4.差速作用汽车转弯是最平常不过的事，但是大家有没有注意到汽车转弯时车轮是怎样运动的呢?也许你从没注意过这些芝麻蒜皮的小事，那么你到大街上随便找个弯道仔细看一看就会发现：转弯时，汽车的左右车轮转速不一样，弯内侧的车轮比外侧的车轮转得慢些。这个现象并不难理解，因为左右车轮在转弯时通过的距离是不同的。请不要小看这样一个简单的现象，对于非驱动轮来说，这根本就不是问题，可对驱动轮来说就不一样了，如果左右驱动轮在转向时转速一样，

13、必然会使车轮产生相对于地面滑动的现象，这不仅会造成转向困难，还会增加汽车的动力消耗，加速轮胎和传动系零部件磨损，为了避免这些问题的发生，我们就使用了差速器。     行驶系的功用是接受由发动机经传动系传来的扭矩，并通过驱动轮与路面的附着作用，产生路面对汽车的牵引力，以保证汽车正常行驶；传递并承受路面作用于车轮上的各向反作用力及其所形成的力矩；此外，它应尽可能地缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车行驶平顺，并且与汽车转向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的控制，以保证汽车的操纵稳定性。     行驶系包括车架

14、、车桥、车轮、悬架等，有的车还包括桥壳(比如载货车、客车、越野车等等)。车架可以说是汽车的骨架，它的作用是支撑并连接汽车的各个总成和零部件，并承受来自车内外的各种载荷。车桥也称为车轴、它通过悬架和车架(或车身)相连，两端安装车轮，其功用也就是传递车架(或车身)与车轮之间各个方向的作用力，承受车架和车身的重量。桥壳和车桥样，都能承受车架和车身重量，承受由车轮传来的路面反作用力和力矩，除此以外。还能保护主减速器、差速器、驱动轴等部件。车轮与轮胎是行驶系中的重要部件，它们的作用很多：支撑整车的重量；缓和由路面传来的冲击力；通过轮胎同路面间存在的附着力来产生驱动力和制动力等等。悬架是车架(或车身)与车

15、桥(或伞轮)之间的传力连接装置的总称，它的功用是把路面作用于车轮上的支撑力、牵引力、制动力和侧向力以及这些作用力所造成的力矩传递到车架(或车身)上，以保证汽车的正常行驶。     方向盘应该足每一位驾驶员最熟悉的部件了(用“密切”这个词来形容驾驶员与方向盘的关系丝毫不为过)，而它就是我们下面要提到的转向系的组成部分。     汽车在行驶过程中需要经常改变行驶方向(也就是转向)，除此以外，在汽车直线行驶时，由于车轮受到路面侧向干扰力的作用，就会偏离行驶方向。这样，我们又需要通过方向盘不断地修正偏离的方向以保持正确的行

16、驶方向。所以，转向系的作用就是保证汽车能够按照驾驶员选择的方向行驶。     按照转向能源的不同，转向系可以分为机械转向系和动力转向系这两大类。机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有的传力部件都是机械的，机械式转向系由转向操纵机构(方向盘)、转向器和转向传动机构三大部分组成。由于它完全是以人的体力作为转向能源，容易使驾驶员感到疲劳。为了解决这个问题，动力转向系出现了，它是以驾驶员的体力和发动机动力作为转向能源的。在正常情况下，汽车转向所需的能量只有一小部分由驾驶员提供，而人部分是由发动机通过转向助力装置提供的，但当转向助力装置失效时，还必须保证能

17、由驾驶员自己独立完成汽车转向的任务。因此，动力转向系也就是在机械式转向系的基础上加设了一套转向助力装置。为丁充分减轻驾驶员的负担，现代轿车一般都有动力转向系统。     尽可能提高汽车行驶速度，是提高运输生产率的主要技术措施之一，但这必须是以保证汽车行驶安全为前提。因此，在宽阔平坦、车流和人流较小的情况下，汽车可以用高速行驶，而在更多的时候，比如即将转向、行经不平路面、两车交会、遇到障碍物等等，我们都需要降低车速、甚至停车。如果不具备制动这一性能，汽车根本不能按驾驶员的意图减速或停车，就更别汽车的行驶安全了。说到这里，制动系也就不难理解了。它的作用也就是

18、使汽车减速或停车，并保证驾驶员离去后汽车能可靠地停住。     每一辆汽车的制动系至少应该具备两套系统，即行车制动系和驻车制动系。行车制动系(可以理解为我们平时所说的脚刹)的作用也就是在汽本行驶过程中降低速度和停车，驻车制动系(可以理解为我们平时所说的手刹)的作用是使已经停驶的汽车驻留原地不动。除了这两套基本的制动系统外，许多国家还规定了汽车必须具备第二制动系，其作用是保证行车制动系失效后能够实现正常减速和停车。    制动系由供能装置、控制装置、传动装置和制动器这四部分组成。   &

19、#160;以上就是汽车底盘的四大组成部分。汽车底盘设计的主要任务是：1、从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、重量和主要尺寸，提出整车设想（整体设计方案），为各部件设计提供整车参数和设计要求。2、对各部件进行合理布置和运动校核，使汽车不仅有足够的转载容量，而且能够做到尺寸紧凑、具有实用性、空间布置合理、相互工作不干涉、重量轻、重心低、安全可靠、操作轻便、造型美观、视野良好、维修方便、运动协调。3、对汽车性能进行精确计算和控制，保证汽车主要性能指标实现。4、正确处理整车与部件、部件与部件之间以及设计、使用与制造之间的矛盾，使产品符合好用、好修、好造和好看的原则，在综合指标方面

20、赶上和超过世界先进水平。§1.2 汽车型式的选择汽车的型式是指汽车的轴数、驱动型式、布置型式以及车身型式而言。这些都是汽车选型阶段首先要确定的。汽车的型式对汽车的使用性能、外形尺寸、重量、轴荷分配和制造成本等方面影响很大，故在选择这些型式时应综合考虑上述因素。§1.2.1汽车的轴数和驱动型式汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力。本次设计为微型客车，车的满载质量在1680kg左右，所以选用两轴即可。驱动型式选择4×2，这种型式的汽车结构简单，自重较轻，制造成本低，油耗也小。§

21、;1.2.2汽车布置型式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。轿车常用的布置型式有以下三种：1、发动机前置前轮驱动 这种布置型式的动力总成连在一起，结构紧凑，车内地板凸包高度可以降低（此时地板凸包只用来容纳排气管），有利于提高乘坐舒适性；由于前轴负荷较大，一般都有明显转向不足性能，这就使汽车高速行驶时更安全；在转弯且加速时行驶稳定性较好，因而减少了汽车侧滑的可能性；易于变型成客货两用车和救护车；汽车消耗的材料明显减少，是整备质量明显减少。其缺点是：前轮驱动并转向需要采用等速万向节，其结构和制造工艺均复杂；前桥负荷较后轴重，并且前轮又是转向轮，故前轮工

22、作条件恶劣，轮胎寿命短；上坡行驶时因驱动轮上附着力减少，汽车爬坡能力降低；一旦发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。2、发动机前置后轮驱动 其主要优点是：轴荷分配较合理，有利于提高轮胎的使用寿命及操纵稳定性、行驶平顺性；操纵机构简单；发动机冷却条件好；爬坡能力强；拆装维修容易。其缺点是：地板上有凸包，并使后排座椅中部座垫的厚度减薄，影响了乘坐的舒适性；汽车的总长较长，整车整备质量增大，同时影响到汽车的燃油经济性和动力性。3、发动机后置后轮驱动 这种布置型式，除去动力总成，包括发动机、离合器、变速器和主减速器布置成一体，使结构紧凑以外，还有如下优点：汽车前部降低，改善了驾驶员视野

23、性；整车整备质量小；没有传动轴，乘坐舒适性大大提高；爬坡能力提高；发动机布置在轴距外时，汽车轴距短，机动性能好。其主要缺点是：后桥负荷重，汽车具有过多转向的倾向；前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定；行李箱在前部，空间不可能太大；动力总成在后部，操纵机构复杂；改装为客货两用或救护车困难。结合本次车型，综合考虑其使用条件，然后参考同类车型，选用前置后驱较合适。§1.3 汽车主要尺寸和参数的选择§1.3.1 汽车主要尺寸的确定汽车主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬等。一、外廓尺寸汽车外廓尺寸限界应按照GB158989的规定选定。轿车总长La是轴距L、前悬LF和后悬LR的总

24、和。它和轴距L有如下关系：La=L/C。式中，C为比例常数，其值在0.520.66之间。发动机后置后轮驱动汽车的C值约为0.520.56。轿车宽度尺寸一方面由乘员必需的室内宽度和车门厚度来决定，另一方面应保证能布置下发动机、车架、悬架、转向系和车轮等。影响轿车总高的因素有轴间底部离地高，地板及下部零件高，室内高和车顶造型高度等。任务书上初定整车的外廓尺寸为：3270×1475×1920mm。最后设计完成后其外廓尺寸为：3270×1514×1900mm。二、轴距轴距L对整备质量、汽车总长、最小转弯半径、传动轴总长、纵向通过半径有影响。当轴距短时，上述指标减

25、少。此外，轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；上坡或制动时轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。本次设计参考同类车型的参数，选择轴距为2210mm。三轮距增大轮距，随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度。但是此时汽车总宽和宗质量增加，并影响最小转弯半径。受汽车总宽不得超过2.5米的限制，轮距不宜过大。但在取定的前轮距范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和车轮，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。在确定后轮距时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

26、的间隙。根据任务书及参考同类车型最后确定前、后轮轮距分别为1280mm、1290mm。四、前悬、后悬前后悬长时，汽车接近角和离去角都小，影响汽车通过性能。前悬的长度应足以固定和安装发动机、水箱、散热器和保险杠等零部件；后悬的长度决定于轴距、轴荷分配等情况。本次设计前悬定为800mm，后悬定为1000mm。§1.3.2汽车主要性能参数的选择一、动力性能参数1、最高车速Vamax 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。级别高的轿车的最高车速要大于级别低些的轿车的最高车速。微型、轻型货车最高车速大于中型、重型货车的最高车

27、速，重型货车最高车速较低。本次设计的车型定义为微型客车，参考同类车型，初定最高车速为110km/h。2、加速时间t 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。对于最高车速Vamax100km/h的汽车，常用加速到100km/h所需的时间来评价，如中、高级轿车此值一般为817s，普通级轿车为1215s。3、上坡能力 用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示汽车上坡能力。因轿车、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。通常要求货车能克服30%坡度，越野汽车能克服60%坡度。本次设计的车辆，爬坡能力要比轿车大，但

28、却小于越野汽车，故定为45%。二燃油经济性参数汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量（L/100km）来评价。据统计微型客车的参考车型行驶百公里的燃油消耗量为6.5 L/100km。三汽车最小转弯直径Dmin转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径称为最小转弯直径Dmin。是汽车转向能力和转向安全性能的一项重要指标。转向最大转角、汽车轴距、轮距等对汽车最小转弯直径均有影响。对机动性能要求高的汽车，Dmin应取小点。参考同类车型，结合本次设计特点，定该汽车的最小转弯直径为9m。四汽车通过性参数总体设计要确定的通过

29、性几何参数有：最小离地间隙，接近角，离去角，纵向通过半径等。参考同类车型，最小离地间隙在180210mm之间，接近角20°30°，离去角15°30°，纵向通过半径3.08.3m。五操纵稳定性参数汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计有关并能作为设计指标的有：1、转向特性参数 为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向。通常用汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧偏角之差作为评价参数。此参数在1°3°为宜。2、车身侧倾角 汽车以0.4g的向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在3°以内较好，最大

30、不允许超过7°。3、制动前倾角 为了不影响乘坐舒适性，要求汽车以0.4g减速度制动时，车身的前俯角不大于1.5°。六发动机的选择本次选用的发动机为JL462Q3发动机。其最大功率为29KW/5500r/min；最大扭矩为57N·M/2400r/min。七轮胎的选择选取轮胎主要考虑车型、使用条件、轮胎静负荷及车速等。本次设计中，经布置计算后，轮胎所承受的最大静负荷值为665kg，经查标准，选择轮胎规格为：155/65R13 75LT。其最大使用外径为660mm，外直径602mm，负荷静半径294mm，滚动半径301mm，轮胎宽195mm。§1.4 汽车的各

31、部件布置在初步确定汽车的载客量(装载量)、驱动形式、车身形式、发动机形式等以后，要深入做更具体的工作，包括绘制总布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸和参数的要求，以寻求合理的总布置方案。绘图前要确定画图的基准线(面)。一、整车布置的基准线(面)零线的确定确定整车的零线(三维坐标面的交线)、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。1车架上平面线纵梁上翼面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)视图上的投影线称为车架上平面，它作为垂直方向尺寸的基准线(面)，即z坐标线，向上为“十”、向下为“”，该线标记为Z0。2前轮中心

32、线通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮中心线，它作为纵向方向尺寸的基难线(面)，即X坐标线，向前为“”，向后为“十”，该线标记为X0。3汽车中心线汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线称为汽车中心线，用它作为横向尺寸的基准线(面)，即Y坐标线，向左为“十”、向有为“”，该线标记为Y0。4地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线称为地面线，此线是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。5前轮垂直线通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮垂直线。此线用来作为标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架与

33、地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合(如轿车)。二、各部件的布置1发动机的布置(1)发动机的上下位置 发动机的上下位置对离地间隙和驾驶员视野有影响。轿车前部因没有前轴，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。油底壳通常设计成深浅不一的形状，使位于前轴上方的地方最浅，同时再将前梁中部锻成下凹形状(注意前梁下部尺寸必须保证所要求的最小离地间隙)。所有这些措施将有利于降低发动机位置的高度，并使发动机罩随之降低，这能改善长头车的驾驶员视野，同时有利于降低汽车质心高度。除此之外，还要检查油底壳与横拉杆之间的间隙。在发动机高度位置初步确定之后，风扇和散热器的高度随之而定，要求风扇中

34、心与散热器几何中心相重合，以使散热器在整个面积上接受风扇的吹风。护风罩用来增大送风量和减小散热器尺寸。为了保证空气的畅通，散热器中心与风扇之间应有不小于50mm的间隙，无护风罩时可减小到30mm。图1-1 动力总成位置的主要尺寸由于空气滤清器位于发动机进气歧管上，其高度影响发动机罩高度，为此将空气滤清器做成扁平状。发动机罩与发动机零件之间的间隙不得小于25mm，以防止关闭发动机罩时受到损伤。(2)发动机的前后位置 发动机的前后位置会影响汽车的轴荷分配，轿车前排座位的乘坐舒适性，发动机前置后轮驱动汽车的传动轴长度和夹角，以及货车的面积利用率。为减小传动轴夹角，发动机前置后轮驱动汽车的发动机常布置

35、成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成l°4°夹角，轿车多在3°4°之间，见图1-1。发动机前置后轮驱动的轿车，前纵梁之间的距离，必须考虑吊装在发动机上的所有总成(如发电机、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。发动机的前后位置应与上下位置一起进行布置。前后位置确定以后，在侧视图上画下它的外形轮廓，然后用气缸体前端面与曲铀中心线交点久到前轮中心线之间的距离来标明其前后位置，如图l-1中的尺寸c所示。此后可以确定汽车前围的位置：发动机与前围之间必须留有足够的间隙，以防止热量

36、传人客厢和保证零部件的安装；离合器壳与变速器应能同拆下，而无需拆卸发动机的固定点，此时应特别注意离合器壳上面螺钉的接近性。(3)发动机的左右位置 发动机曲轴中心线在一般情况下与汽车中心线一致。这对底盘承载系统的受力和对发动机悬置支架的统一有利。(4)发动机的支撑 采用传统的三点支撑，车架纵梁伸出两根托架配以铺垫钢板分别支撑发动机左右两侧。在车架第二横梁上设置托架用来支撑离合器末端。2传动系的布置由于发动机、离合器、变速器装成一体，所以在发动机位置确定以后，包括发动机、离合器、变速器在内的动力总成位置也随之而定。驱动桥的位置取决于驱动轮的位置，同时为了使左右半轴通用，差速器壳体中心线应与汽车中心

37、线重合。为满足万向节传动轴两端夹角相等，而且在满载静止时不大于4°、最大不得大于7°的要求，常将后桥主减速器的轴线向上翘起。而在轿车布置中，在侧视图上常将传动轴布置成U形方案，见图l-2。这样做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。在绘出传动轴最高轮廓线之后，根据凸包与中间传动轴之间的最小间隙一般应在l015mm来确定地板凸包线位置。本设计采用十字轴式万向节传动，发动机后倾3度角，后桥壳位置水平，在传动轴允许变化范围之内（4-7度）将车厢内突包完全限制在前排座椅，后排可完全消除突包现象。在传动轴第二节采用橡胶垫支撑，以防

38、振动，并加以支撑。图1-2 U形布置万向节传动轴3转向装置的布置(1)转向盘的位置 转向盘位于驾驶员座椅前方，为保证驾驶员能舒适地进行转向操作，应注意转向盘平面与水平面之间的夹角，并以取得转向盘前部盲区距离最小为佳，同时转向盘又不应当影响驾驶员观察仪表，还要照顾到转向盘周围(如风挡玻璃等)有足够的空间。(2)转向器的位置 前悬架采用钢板弹簧时，为了避免悬架运动与转向机构运动出现不协调现象，应该将转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近，即前钢板弹簧前支架偏后不多的位置处。因转向器固定在车架上，其轴线常与转向盘中心线不在一条直线上，为此用万向节和转向传动轴将它们连接起来。此时因万向节连接的轴不在一个平

39、面内，在正面撞车时这又对防止转向盘后移伤及驾驶员有利。长头车一般用两个万向节，平头车不用或用一个万向节的居多。如果转向盘与转向器之间通过一根刚性轴直接连接时，转向盘相对驾驶员在纵向平面内偏斜一个角度，这既导致操作不便，又会因转向传动轴在俯视图上向前斜插而影响踏板的布置和驾驶员腿部的操纵动作。为此，要求转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于5°。转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角，以保证有较高的传动效率。4悬架的布置货车的前、后悬架和一些轿车的后悬架，多采用纵置半椭圆形钢板弹簧。钢板弹簧前端通过弹簧销和支架与车架连接，而后端用吊耳和

40、支架与车架相连。这样布置有利于缓和来自路面的冲击。后钢板弹簧布置在车架与车轮之间，应注意钢板弹簧上的U形螺栓和固定弹簧的螺栓与车架之间应当有足够的间隙。减振器应尽可能布置成直立状，以充分利用其有效行程。空间不允许时才布置成斜置状。注意事项：应满足后车架与钢板弹簧的上下距离，以保证钢板弹簧的动、静挠度。本设计采用前螺旋后钢板弹簧式。5踏板的布置离合器踏板、制动踏板和油门踏板，布置在地板凸包与车身内侧壁之间。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，因此，轮罩最好不要凸出到客厢内。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。因

41、为汽车行驶时驾驶员要不停顿地踩油门踏板，所以要求踩下时轻便。驾驶员应当用脚后跟支靠在地板上，变化操纵时仅仅是通过改变踩关节角度来达到。为了操纵方便，从驾驶员方向看，油门踏板布置成朝外转的样子。图1-3 所示为德国推荐的确定踏板布置的尺寸关系。6油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置(1)油箱 根据汽车最大续驶里程(一般为200600km)来确定油箱的容积。轿车为了在有限的空间内布置下油箱、备胎等物品，常视具体条件来确定其形状。布置油箱时应遵守的一条重要原则是油箱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；油箱距裸露的电器接头及开关的距离不得小于200mm

42、)，更不应当布置在发动机舱内。考虑到发生车祸时不会因冲撞到油箱而发生火灾，油箱又应当布置在撞车时油箱不会受到损坏的地方，例如将油箱布置在靠近轿车后排座椅后部就比布置在行李箱后下部安全。结合本设计的实际情况，将排气系统与油箱分别放在车架的左右侧布置，严格保证了两者的最小间隙，同时也为其他系统和部件的布置提供了更有效的空间。(2)备胎 轿车备胎常布置在行李箱内，要求在装满行李的情况下，仍能方便地取出备胎，如将备胎立置于行李箱侧壁或后壁。此时，行李箱侧壁或后壁必须有大于车轮直径的高度。布置在车架尾部时常采用悬链式，可保证拆、装方便，并使汽车质心位置降低。但此时汽车离去角减小，通过性变坏。备胎置于车架

43、中部上方时，常用翻转式结构。但在转动备胎时需要足够的空间，导致抬高货箱，使汽车质心位置增高。本设计采用越野性要求较高，兼顾美观，考察各种实际车辆后采纳布置在车架尾部这一方法。(3)行李箱 要求中级轿车行李箱有效容积为0.40.7m3，高级轿车为0.70.9m3。为了能整齐地安放手提箱，行李箱底部应平整。受外形尺寸限制，当普通级、中级轿车难以达到上述要求时，可利用座椅下、车门和侧壁之间的空间来安放小件行李。客货两用轿车将后徘座椅设计成可翻式，翻转后后部形成一个有效容积很大的行李箱。7车身内部布置以运送人为主，兼顾运送少量行李的轿车车身内部布置，必须考虑有良好的乘坐舒适性和足够的安全性。进行车身内

44、部布置，并使之适合人体特性要求，离不开人体尺寸这一基本参数。为了获得人体尺寸分布规律，要进行抽样测量。将实测尺寸值由小到大排列到数轴上，再将这一尺寸段均分为100份，则将第几份点上的数值作为该百分位数。例如，我国成年男子身高分布图上，第50份点上的数值为1688mm，则称第50百分位数为1688mm，表明有50的人身高低于1688mm，另有50的人身高高于此值。所以第50百分位对应的身高就是平均身高。车身内部空间和操纵机构的布置，以及驾驶员与乘客座椅的尺寸和布置等，均以该统计数据作为依据。例如，男子身高均为(1688mm)，标准差为81.83mm，取±1.645，表明男子总数的90%

45、，其身高在15531822mm范围内。根据这一尺寸范围进行设计，就可以达到设计结果满足90%的使用对象。人体样板可以用有机玻璃或胶合板制作，其比例分别为1:5、1:2和1:1。中等身材人体样板用来确定基本尺寸，而大、小人体样板用来确定座椅调整量。总布置设计初期绘尺寸控制图时，用1:5的比例绘制。在进行正式总布置时，可用1:2或1:1的比例绘制。在车身侧视图上安放人体样板时，首先要确定人体样板踵点与胯点之间的垂直高度和考虑到座垫、靠背压缩量以后的胯点位置。不只是要使人体样板上的胯点与初选的座椅上的“跨点”重合，并将人体样板的踵点安放在油门踏板处的地板上的踵点，然后根据选定的坐姿交、及在图样上进行

46、布置。从人体工程学的观点出发，驾驶姿势时人体各部分夹角的合理范围如图1-15所示。不同级别轿车的内部布置和有关参考尺寸见汽车设计。8微型客车外廓尺寸的确定(1)H点和R点 能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中位置的参考点是躯干与大腿相连的旋转点“胯点”。实车测得的“胯点”位置称为H点。进行总布置设计之初，先根据总布置要求确定一个座椅调至最后、最下位置时的“胯点”并称该点是R点；然后以R点作为设计参考点进行设计。试制出样车后，将座椅调至最后、最下位置，用三维人体模型测量“胯点”，此“胯点”即为H点。而后将H点与R点相认证，并按H点位置确认或修改设计。如果测定的H点不超出以R点为中心的水平边长3

47、0mm、铅直边长20mm的矩形方框内范围，并且靠背角与设计值之间差值不大于3°，则认为H点与R点的相对位置满足要求。驾驶员入座后，体重的大部分通过臀部作用丁座椅的座垫，一部分通过背部由靠背承受，少部分通过左、右手和脚的遁点作用于转向盘和地板上。在这种坐姿条件下，驾驶员在操作时身体上部的活动一定是绕H点的横向水平轴线转动。因此，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。(2)顶盖轮廓线的确定 首先将座椅放置在高度方向和长度方向的平均位置处，然后确定H点，并引出一条与铅垂线成8°的斜线， 见图l-20，再从H点沿8°斜线方向截取765mm的F点。

48、F点相当于第50百分位驾驶员的头部最高点。从F点垂直向上截取100135mm为车顶内饰线。车顶包括钢板、隔离层、蒙面等，厚度为1525mm。因顶盖轮廓是上凸的曲面，并对称于汽车的纵轴线，故再增加2040mm才是汽车顶盖横剖面上的最高点。用同样方法找出后排座椅上方最高点，前、后座椅上方两点连线即为顶盖的纵向轮廓线。(3)车身横截面 轿车车身横截面由顶盖、车门和地板的外形来形成。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，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。因轿车车身低、车门小，在确定车身侧壁倾斜度时，应考虑上、下车的方便性。当车门上、下槛边

49、缘之的间距为零时，乘员上身需倾斜30°左右方能入座；此间距为100150mm时(上窄下宽)，乘员上身只斜0°l0°即可入座。但此间距过大会使汽车上下比例失调，影响外观，且玻璃升降占用门内空间大，并影响肩部和玻璃之间的间隙(要求大于100mm)、肘部和车门内表面之间间隙(要求大于70mm)。车门玻璃下降的轨迹、门锁和玻璃升降器的尺寸等，都对车身表面有影响。9安全带的位置因车祸不断增多，在主动安全性和被动安全性方面都要采取有效措施，减少车祸中乘员、行人受到的伤害。汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。一次碰撞后汽车速度迅速下降，车内驾驶员和乘员受惯性力作用继

50、续以原有速度向前运动，并与车内物体碰撞，称为二次碰撞，并受到伤害。实践证明，驾驶员和乘员受到伤害的主要原因，是他们在二次碰撞中与车身上的风窗玻璃、风窗上梁、转向盘、转向柱管、后视镜、前立柱、仪表板、前座椅靠背、顶盖等十多种部件发生接触，甚至甩出汽车而造成从轻伤到致死的各种伤害。为了保护驾驶员和乘员，一方面容厢内不应有使人致伤的尖锐突出物，在头部可能触及的区域应尽量软化，如采用软化仪表板，前排座椅靠枕、靠背表面包装要软化；另一方面就是设置安全带。安全带对乘员的保护作用主要体现在正面撞车时，它能减少撞车瞬间人体运动的加速度值，从而降低了引起二次碰撞的相对速度和位移，使伤害指数下降。安全带能有效地保

51、护乘员，尽管它有使用麻烦、使人体活动受到约束等缺点，但因安全带能减轻乘员在车祸中的伤害程度这一事实，已使包括我国在内的越来越多的国家用法令形式强制装设和使用，特别是对前排乘员。安全带有两点式安全带、三点式安全带和四点式安全带之分。两点式安全带能防止汽车碰撞时乘员下身有过大的相对位移，防止乘员被甩出车外，但它不能约束乘员上身运动，因此只在后排座椅和货车中间座椅上使用。三点式安全带由腰带和肩带组合而成。它既能防止乘员上半身有过大的位移，又能阻止上身向前运动。目前轿车前排和货车前排驾驶员座位及其相对座位均采用三点式安全带。安全带固定装置在车内固定点的位置，对佩带方便性和安全保护作用有重要影响。下固定

52、点位置选择不当，汽车碰撞时乘员下半身可能向下前方滑移。肩带固定点位置选择不当，乘员上半身可能脱出安全带。因此，安全带固定点的位置十分重要，各国均有相应的规定。下面介绍日本的规定。(1)腰带在车体上的固定点位置 如图l-2l所示，腰带固定点与H点的连线与水平线之间的夹角。在座椅各调节位置时应为45°±30°，并要求固定装置的宽度应大于350mm。结构上无法实现时宽度可减少至300mm。(2)肩带固定点的位置 肩带固定点的位置应在图1-21所示的阴影线范围内。近年来，安全气囊在轿车上得到广泛应用。安全气囊系统是辅助安全带而起到辅助防护作用的。只有在使用安全带的条件下，

53、安全气囊才能充分发挥保护驾驶员和乘员的作用，两者共同使用可使驾驶员和前排乘员的伤亡人数减少4346，达到最佳保护效果。在汽车发生一次碰撞与二次碰撞之间的间隔时间内，在驾驶员、乘员的前部形成一充满气体的气囊。方面驾驶员、乘员的头部和胸部压在气囊上与前面的车内物体隔开；另方面利用气囊本身的阻尼作用或气囊背面的排气孔排气节流的阻尼作用，来吸收人体惯性力产生的动能，达到保护人体的目的。安全气囊布置在转向盘内或者在乘员前部的仪表板内。49第二章 动力性、经济性计算§2.1 汽车主要技术参数一质量参数：kg整车整备质量： 900kg最大总质量： 1680kg轴载质量（见表2-1）表2-1 轴载质

54、量空载满载前轴880(55%)1210(55%)后轴720(45%)990(45%)二尺寸参数：mm外形尺寸（长×宽×高）： 3420×1475×1920轴距：2210前/后轮距：1280/1290车轮滚动半径：301三发动机主要技术参数：标定功率（kw）：29kw/5500r最大扭矩（N·m）：57发动机主要技术参数见下页表2-2表2-2 发动机主要技术参数转速ne(r/min)功率pe(kw)150012.0200014.2250016.2300018.0350019.5400021.0450023.5500026.0550029.2四汽车

55、各档传动比：各档传动比见下页表2-3表2-3 各档传动比变速箱档位变速箱速比后桥速比总速比15.745.6832.6023.1417.8331.729.7741.005.6850.864.88倒档5.4030.67§2.2 动力性计算一车速计算：ua=0.377ner/i式中： ne-发动机转速 r/minr-车轮滚动半径 r=0.301mi-传动系速比 见表2-3车速计算结果如下表2-4：表2-4 车速转速ne(r/min)倒1500.00 5.22 9.55 17.42 29.97 34.88 5.55 2000.00 6.96 12.73 23.23 39.96 46.51 7

56、.40 2500.00 8.70 15.91 29.04 49.95 58.13 9.25 3000.00 10.44 19.09 34.84 59.94 69.76 11.10 3500.00 12.18 22.28 40.65 69.92 81.39 12.95 4000.00 13.92 25.46 46.46 79.91 93.01 14.80 4500.00 15.66 28.64 52.27 89.90 104.64 16.65 5000.00 17.40 31.82 58.07 99.89 116.27 18.50 5500.00 19.14 35.00 63.88 109.88 127.89 20.35 图2-1 车速计算结果二驱动力计算：计算公式：Ft=Me·i·/r N式中：Me-发动机扭矩 见表2-2i-传动