三类底盘设计规范

1、三类底盘设计规范目录II前言错误!未定义书签。第一章底盘总布置图设计规范21.1 标准制定21.2 范围21.3 规范性引用文件21.4 术语和定义21.5 项目要求21.5.1 图幅和比例21.5.2 坐标系和基准线（面）31.5.3 辅助坐标系和辅助基准线31.5.4 视图布置和阶段分类41.5.5 尺寸和参数标注41.5.6 接近角/离去角51.5.7 接近角/离去角51.5.8 车架尺寸和参数51.5.9 悬架尺寸和参数51.5.10 前后桥定位参数51.5.11 轮胎尺寸和参数61.5.12 底盘驾驶区尺寸和参数61.5.13 动力总成定位尺寸和参数61.6 总成布置视图表达61.7

2、 发布71.7.1 底盘总布置方案草图71.7.2 底盘总布置装配图71.7.3 底盘销售功能图7第二章车架设计规范82.1 标准制定82.2 范围82.3 引用标准82.4 符号、代号、术语及其定义82.5 设计准则82.6 布置要求92.7 结构设计要求92.7.1 模块化设计要求92.7.2 标准化结构、零部件102.7.3 数据表达要求152.8 材料选用要求172.9 性能设计要求17-II-2.10 设计评审要求172.10.1 评审的时机和方法172.10.2 评审的项目和依据172.11 装车质量特性172.11.1 验收的质量特性项目和试验规范172.11.2 接收和拒收的准

3、则182.12 设计输出图样和文件的明细182.13 制图要求18第三章发动机附件设计规范193.1 标准制定193.2 发动机及悬置的选择安装193.2.1 动力匹配193.2.2 发动机悬置设计193.2.3 发电机选择203.3 进气系统203.3.1 进气系统功能203.3.2 进气系统组成203.3.3 进气系统设计要点203.4 排气系统223.4.1 排气系统功能223.4.2 排气系统组成223.4.3 排气系统设计223.4.4 排气系统阻力计算233.5 冷却系统243.5.1 术语和定义243.5.2 冷却相关性能参数273.5.3 冷却系统总布置和提高进风系数273.5

4、.4 护风罩的设计293.5.5 散热器的选择293.5.6 风扇的选择313.5.7 膨胀水箱的选择323.5.8 冷却液的正确使用：33第四章行驶系统设计规范354.1 标准制定354.2 范围354.3 规范性引用文件354.4 术语和定义354.5 行驶系设计364.5.1 设计流程364.5.2 转向系设计364.5.3 前桥的选择364.5.4 后桥的选择374.5.5 悬架设计38第五章传动系统设计规范40-III-5.1 标准制定405.2 变速系统匹配设计405.3 离合器设计匹配415.3.1 客车底盘常用干式离合器分类及特点415.3.2 离合器选型与安装425.3.3

5、离合器操纵系统匹配计算425.4 传动轴匹配设计435.4.1 定义435.4.2 传动轴匹配设计435.4.3 传动轴布置455.4.4 传动轴伸缩量校核475.4.5 传动轴常见故障及解决方法47第六章制动系统设计规范496.1 标准制定496.2 制动系统匹配设计流程496.3 制动系统匹配设计496.3.1 制动系统原理图496.3.2 储气筒阀及附件选型496.3.3 管路布置50-IV-第一章底盘总布置图设计规范1.1 标准制定1.2 范围本标准规定了客车三类底盘总布置图设计的基本要素。本标准适用中国重汽济南豪沃客车有限公司客车技术研究所及技术部开发的全系列客车三类底盘总成。本标准

6、适用范围的全系列客车三类底盘总成包含有驾驶区可移动的底盘总成。本标准不适用非客车车型三类底盘的开发。本标准所指的底盘总布置图为CAD格式输出的二维工程图。1.3 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB7258-2012机动车运行安全技术条件GB13094-2007客车结构安全要求JT/T325-2006营运客车类型划分及等级评定1.4 术语和定义下列文件中确立的术

7、语和定义均适用于本标准。QC/T265汽车零部件编号规则GB/T3730.1汽车和半挂车的术语及定义车辆类型GB/T3730.2道路车辆质量词汇和代码GB/T3730.3汽车和半挂车的术语及定义车辆尺寸GB/T17347商用道路车辆尺寸代码1.5 项目要求1.5.1 图幅和比例1:10,1、图幅底盘总布置图根据车长和比例确定图幅，为了便于打印自纸图纸评审，推荐比例不小于图幅不小于A1。推荐图幅A1、A0,加长图幅可采用A0X2、A0X3、A1X3、A1X4。以上图幅无法布置时，可采用加页面布置。2、比例底盘总布置图推荐采用比例：1:10、1:8、1:6、1:5、1:4。根据图面布置比例需要，图

8、框比例和图纸比例可不一致。3、图幅和比例的控制图幅和比例的控制要考虑如下因素：(1) CAO式的总布置图纸：内容在图框中布局合理，结构清晰，便于查阅分析设计采用。(2)按图框比例打印的图纸：结构便于识别，尺寸大小、字体大小便于识别。(3)输出交流文档用图纸：总布置图经局部修改和字体调整后，可转化为A4、A3大小的自纸图纸或办公文档格式(.pdf,.doc,.jpg),转化后的文档尺寸和参数字体大小要便于识别。1.5.2 坐标系和基准线(面)1、坐标系以车架上平面或副车架上平面为XY平面；以过前轮中心线且垂直于XY面的面为YZ面；以汽车的纵向对称面为XZ面。XY面和XZ面的交线为X轴，向后为正方

9、向；XY面和YZ面的交线为Y轴，向右为正方向；XZ面和YZ面的交线为Z轴，向上为正方向。三条轴线的交点为0点。标记为XY或X-Y。标记为XZ或X-Z。标记为YZ或Y-Z。,它作为纵向方2、基准线(面)(1) XY(X-Y)XY平面作为垂直方向的基准平面，向上为“(2) XZ(X-Z)XZ平面作为横向方向的基准平面，向右为“(3) YZ(Y-Z)YZ平面作为纵向方向的基准平面，向后为“(4) X/0YZ平面在侧视图和俯视图上的投影线称为前轮中心线(前轴中心线)向尺寸的基准线，即X坐标线，向前为“-”向后为“+”，标记为X/0O(5) Y/0XZ平面在俯视图和左视图上的投影线称为汽车中心线，它作为

10、横向方向尺寸的基准线，既Y坐标线，向左为“-”向右为“+”，标记为Y/0o(6) Z/0XY平面在主视图和左试图上的投影线称为车架上平面线或副车架上平面线，它作为垂直方向尺寸的基准线，即Z/0坐标线，向下为“-”向上为“+”，标记为Z/0o(7)地面线地平面在主视图和左视图上的投影线称为地面线。1.5.3 辅助坐标系和辅助基准线在底盘总布置设计中，推荐底盘坐标系采用整车坐标系。对于独立的三类底盘总成，设计中允许建立底盘总成自己的坐标系。以上坐标系和基准线(面)不便于底盘总成件设计布置时，允许增加辅助坐标系和辅助基准线。(1)V/0(X2/0)(辅助基准线)经过驱动桥车轮中心，与X/0基准线平行

11、的基准线称为后轮中心线(后桥中心线)，它可做为整车后段模块纵向方向尺寸基准线，即V(X2)坐标线，向前为“-”向后为“+”，标记为V/0或X2/0。(2)在绘制底盘总布置图时，Z/0线和XY平面通常设计为水平线和水平面，地面线为倾斜线，不便于标注尺寸和参数，可增加辅助地面线。(3)前轴地面线(辅助地面线)经过X/0与地面线在主视图上的投影的交点或此交点在侧视图上的投影点，并与XY面平行的线段，称为前轴地面线或X0地面线。(4)后桥地面线(辅助地面线)经过V/0与地面线在主视图上的投影的交点或此交点在侧视图上的投影点，并与XY面平行的线段，称为后桥地面线或V0地面线。(5)辅助地面线的绘制前轴地

12、面线和后桥地面线在主视图推荐绘制长度不超过前轮胎直径，在侧视图不超过车宽，在地面线下方绘制斜线段表示地面。1.5.4 视图布置和阶段分类1、视图(1)底盘总布置图中，汽车前部绘制在左侧。(2)底盘总布置图至少包含主视图，俯视图，推荐增加左视图。(3)底盘总布置图三个视图无法表达清楚时，可增加底盘总成参数表和其他局部视图。2、阶段(1)阶段一：底盘总布置图(方案草图)在新产品开发初期，设计任务书完成后，需要设计底盘总布置方案图，这个阶段的底盘总布置图也称为底盘总布置方案草图，方案草图主要表达设计任务书的要求和发布系统开发的设计控制基准。(2)阶段二：底盘总布置图(总成装配图)在底盘系统总成详细设

13、计方案完成后，需要根据底盘系统总成提供的详细方案做底盘总布置设计装配分析和与车身的匹配校对，这个阶段的底盘总布置图也称为底盘总成装配图，总成装配图主要表达底盘总成的设计完成状态，提供车身开发的详细基准和对外发布使用。1.5.5 尺寸和参数标注1、外型尺寸长度X宽度X高度(1)长度在主视图上标注底盘最前端到最后端的水平距离，推荐前端和后端基准以车架做基准，超出长度的零件在底盘运输和车身扣合时根据需要可拆除。(2)宽度在侧视图或俯视图上标注底盘左侧到右侧最外侧水平距离，并相对汽车中心线左右对称，一般采用前轮或后轮中心线处外侧宽度最大值。(3)高度在主视图上标注动力总成附件的最高点到Z0线的垂直距离

14、，底盘高度由计算得出。或者标注最高点到后桥中心线处地面线的距离。方向盘等布置在车身内的零件不推荐做最高点，零件安装在底盘上，最终固定在车身上的零件(如膨胀水箱等)可不做最高点标注。2、前悬/轴距/后悬(1)前悬在主视图上标注底盘最前端到前轴中心线的水平距离，推荐前端基准以车架纵梁前端面做基准，前悬尺寸前基准线要与底盘长度前基准线一致，标注有后悬尺寸时，前悬尺寸标注为参考尺寸或者不标注。(2)轴距在主视图上标注前轴中心线到后桥中心线的水平距离，有第三轴时，再增加标注中心线到第三轴中心线的水平距离，依次类推。多个轴距的标注尺寸之间已“+”表示。底盘轴距尺寸标注与整车轴距尺寸标注相同。(3)后悬在主

15、视图上标注底盘最后端到后桥中心线的水平距离，推荐后端基准以车架纵梁后端面做基准，后悬尺寸后基准要与底盘长度后基准一致。有第三轴时，后悬前基准以第三轴中心线为基准，依次类推。标注有前悬尺寸时，后悬尺寸标注为参考尺寸或者不标注。3、轮距前轮距/后轮距(1)前轮距在侧视图上标注前轮中心与地面线交点的水平距离，实际标注时，可在俯视图上简化标注前轮中心线距离。(2)后轮距在侧视图上标注后轮中心线之间的水平距离，后轮距可在俯视图上标注。(3)第三轴轮距对于第三轴轮距，转向轮参照前轮距标注，非转向轮参照后轮距标注。1.5.6 接近角/离去角(1)接近角底盘总布置图主视图上，前轴中心线前部，底盘最低点与轮胎与

16、地面线接触线前端点之间的射线，与地面线形成的夹角。地面线可简化采用前轴地面线，接近角射线可位于底盘最低点以下，以表示底盘能达到的最小接近角。(2)离去角底盘总布置图主视图上，后桥中心线后部，底盘最低点与轮胎与地面线接触线后端点之间的射线，与地面线形成的夹角。地面线可简化采用后桥地面线，离去角射线可位于底盘最低点以下，以表示底盘能达到的最小离去角。1.5.7 接近角/离去角ZO线离地高度(1) ZO线离地高度一前轴中心线处底盘总布置图主视图上，XO轴线与ZO线和地面线两交点之间的垂直距离。(2) ZO线离地高度一后桥中心线处底盘总布置图主视图上，V0轴线与ZO线和底盘线两交点之间的垂直距离。(3

17、) ZO线离地高度指整车在满载状态下，轮胎在静止或滚动状态下，底盘在前轴和后桥处车架上平面的离地姿态值。1.5.8 车架尺寸和参数(1)车架纵梁截面高度一前悬架处在主视图上，前悬架纵向范围内车架纵梁最长平面段截面高度，如纵梁最长上平面与底盘Z0线重合时，此值可不标注，通过相关尺寸可计算得出。(2)车架纵梁截面高度一后悬架处在主视图上，后悬架纵向范围内车架纵梁最长平面段截面高度，如纵梁最长上平面与底盘Z0线重合时，此值可不标注，通过相关尺寸可计算得出。(3)车架纵梁上平面与Z0不重合时，也可标注纵梁上平面与Z0线垂直高度，不标注纵梁高度。(4)中段车架高度对于中段车架采用梯形结构或桁架结构的车架

18、，在主视图X0与V0之间标注中段车架高度尺寸，中段车架高度指中段车架上平面(线)距ZO线的垂直距离。中段车架上平面(线)通常作为车身地板的设计基准。(5)车架宽度底盘总布置图俯视图上，车架纵梁或中段车架主纵梁形成的车架外宽值，车架在俯视图上为梯形结构时，可标注主要截面宽度，车架左右不对称时，可标注单边纵梁外侧面(线)到汽车中心线距离。1.5.9 悬架尺寸和参数(1)前悬架高度在主视图上，前轮中心与车架纵梁下平面之间的垂直距离，此值用来确定整车满载状态下前悬架静止时理论高度。(2)后悬架高度在主视图上，后轮中心与车架纵梁下平面之间的垂直距离，此值用来确定整车满载状态下后悬架静止时理论高度。1.5

19、.10 前后桥定位参数(1)前轴定位参数前轴总成中心线与底盘前轴中心线对齐，前轮左右对称，前轴主销后倾角可在主视图标注尺寸或做参数说明。(2)后桥定位参数后桥总成中心线与底盘后桥中心线对齐，后轮左右对称，后桥主减后倾角可在主视图标注尺寸或做参数说明。1.5.11 轮胎尺寸和参数(1)轮胎自由半径在主视图上标注轮胎自由状态轮胎半径，轮胎半径根据选型轮胎规格的参数值给出。(2)轮胎静载半径在主视图上标注轮胎在额定载荷下的静载半径，轮胎静载半径根据选型轮胎规格的参数值给出。(3)轮胎滚动半径在主视图上标注轮胎在额定载荷直线行驶状态下的半径，轮胎滚动半径根据选型轮胎规格的滚动周长计算得出。(4)轮胎滚

20、动半径和静载半径根据底盘总布置图满载状态下底盘高度的设计基准选用标注，一者只需标注一种。(5)轮胎型号在主视图上标注或参数表中说明。1.5.12 底盘驾驶区尺寸和参数(1)底盘驾驶区尺寸的确定三类自行式底盘总成，其驾驶区作为临时运输用驾驶区，在制造车身时对驾驶区有必要根据车身造型布置来局部调整，所以底盘驾驶区主要标注驾驶区方向盘中心坐标，如驾驶区模块前后上下左右可移动时，标注纵向垂直横向方向移动范围值。(2)方向盘中心点坐标方向盘中心点距XRY0、Z0中心线的距离，可标注三个方向尺寸或标注中心点的坐标系。方向盘中心点的高度尺寸标注，可以采用驾驶区垂直尺寸标注采用的基准。(3)驾驶区纵向尺寸驾驶

21、区前端面距X0水平距离，前端面可选择驾驶去最前端连接面或驾驶区内空间前端面。(4)驾驶区横向尺寸驾驶区左右中心面(线)距Y0水平距离，中心线与方向盘重合时，可不标注。(5)驾驶区垂直尺寸驾驶区临时地板(骨架)上平面距Z0线垂直距离。1.5.13 动力总成定位尺寸和参数(1)动力总成参数的确定三类自行式底盘总成，动力总成在底盘中的定位通常选取发动机缸体后端面中心点的坐标和曲轴中心线的倾角来确定动力总成的定位。(2)动力总成定位参数在主视图或参数表中标注发动机缸体后端面中心点坐标和曲轴中心线倾角，中心点坐标值可选取相对坐标系和辅助基准。E0(X,Y,Z,。)或E0(V,Y,Z,。)。(3)动力总成

22、辅助定位参数通常整车需要在发动机前端皮带轮输出动力，推荐增加动力总成曲轴皮带轮中心点坐标。标注方法参照E0执行。(4)底盘总成匹配多款动力总成或无动力总成时，动力总成定位点参数可不标注，通过动力总成在底盘上布置的形状和结构来表达。1.6 总成布置视图表达(1)发动机在布置图体现发动机的轮廓结构，皮带轮和飞轮壳纵向位置确定。(2)供给系在布置图体现油箱的轮廓结构，油门踏板结构和位置范围确定。(3)排气系在布置图体现消声器的轮廓结构。(4)离合器在布置图确定离合器踏板位置范围。(5)变速箱在布置图体现变速箱的轮廓结构，换档操纵手柄位置范围确定。(6)传动轴在布置图体现传动轴长度。(7)后桥在布置图

23、体现后桥轮廓结构，后桥倾角确定。(8)车架在布置图体现车架基本结构，纵梁外形结构确定。(9)悬架在布置图体现悬架基本结构，悬架与车架连接基本方案确定。(10)前轴在布置图体现前轴轮廓结构，前轴主销后倾角确定。(11)车轮及轮毂车轮在布置图体现轮胎的轮廓结构，轮胎中心线确定。(12)后轴有第三轴车辆，体现第三轴轮廓结构。(13)转向系统转向确定方向盘轮廓和中心点位置，转向机布置范围。(14)制动系统布置确定储气筒布置范围，制动踏板位置确定。(15)电器设备电器系统电瓶位置的确定，车身不确定时，需确定临时电瓶位置。(16)随车工具确定随车工具箱的布置位置或临时放置位置。(17)空调压缩机及暖风机确

24、定空调压缩机和暖风机的布置范围。1.7发布1.7.1 底盘总布置方案草图(1)提供给整车总布置确定整车方案。(2)提供给底盘系统确定系统布置方案。(3)在底盘总布置方按评审使用。(4)建立底盘总布置3D模型。(5)根据设计评审需要确定打印图纸签字归档。1.7.2 底盘总布置装配图(1)提供给整车总布置细化整车布置。(2)提供给车身做匹配设计。(3)导入车型PD幅统，作为底盘总布置图输出。1.7.3 底盘销售功能图(1)将底盘总布置装配图转向为A3或A4只表达基本尺寸且不可测量的电子文档。(2)提供给需要使用底盘总布置图的部门使用。第二章车架设计规范2.1 标准制定2.2 范围本手册适用于客车底

25、盘非承载式及半承载式车架的设计。2.3 引用标准下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB1958-80形状和位置公差检测规定GB1184-80形状和位置公差GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相焊缝质量分级2.4 符号、代号、术语及其定义车架：汽车承载的基体，支撑着发动机、离合器、变速器、转向器、非承载式（或半承载式）车身等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。

26、纵梁：车架总成中主要承载元件，也是车架中最大的加工件，其形状应力求简单。纵梁沿全长方向多取平直且断面不变或少变，以简化工艺。有时也采取中间断面高、两边较低来保证纵梁各断面应力接近横梁：横梁将左右纵梁连在一起，构成完整的车架总成，保证车架有足够的扭转刚度，限制其变形和降低某些部位的应力。有的横梁还需作为发动机、散热器以及悬架系统的紧固点。2.5 设计准则2.5.1 应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例车架总成在正常使用条件下，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。2.5.2 应满足的功能要求及应达到的性能要求车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程

27、中保持不变并使车身的变形量最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性和寿命。2.5.3 设计输入、输出要求设计输入为设计任务书及底盘总布置图；设计输出为车架总成图及相关分总成及零件图。2.5.4 设计过程的节点控制要求2.5.5 车架总成要负责控制校核(1)协调发动机及其附件在车架纵梁上的安装孔及牛腿安装孔；(2)横梁位置与底盘分总成(油箱、电瓶)及车身结构(前、中、后门、侧围立柱)的匹配；(3)协调制动管路、暖风管路、电线束、油路等管线在车架中的分布及穿线管；(4)校核底盘各总成间的运动干涉，相关总成的装卸空间(如缓速器、传动轴)。2.6 布置要求客车车架在设计过程中不但要考虑各总成

28、零部件的合理布置以及其方便维修性、可靠性和工艺性，还要充分考虑最大限度地满足车身对底盘的特殊要求，如纵梁的结构、横梁和外支架(牛腿)的位置及连接方式、行李箱大小、地板高度和通道宽度、驾驶区及座椅布置、车门数量和位置等。对同样型号的客车底盘，不同的用户对车架白要求不尽相同，甚至有较大的差异。2.7 结构设计要求2.7.1 模块化设计要求(1)由设计任务书及底盘总布置确定车架基本结构(三段式、直大梁)和基本参数(轴距、前悬、后悬及前后纵梁开档、纵梁截面)；(2)由动力总成中发动机布置确定纵梁上发动机悬置安装孔位置；由冷却系总成布置确定水箱牛腿及风扇牛腿安装位置；由进气系总成布置确定空滤器支架安装位

29、置；由排气系总成确定消声器支架安装位置；由空调总成确定压缩机牛腿安装位置；(3)由前、后悬架总成布置确定前、后悬钢板支架位置、减震器、缓冲块安装位置或空气弹簧支架安装位置、推力杆支架安装位置、稳定杆支架安装位置等；(4)由转向系总成布置确定方向机安装位置、中间垂臂支架安装位置或角转向器支架安装位置；(5)由车身总布置确定车架各牛腿安装位置；如上述几条中安装位置有干涉，则和相关设计人员勾通并协商统一解决。至此，车架基本框架就已完成，接下来就是车架各部分总成的细节设计(制图时可先作出坐标网格线以方便作图)2.7.2标准化结构、零部件1、纵梁结构及强度设计纵梁的形状及断面如图2.1所示:onnn图2

30、.1纵梁形状及断面纵梁受力极为复杂，设计时不仅应注意降低各种应力，改善其分布情况，还应注意使各种应力峰值不出现在同一部位上。例如，纵梁中部弯曲应力较大，则应注意降低其扭转以应力，减小应力集中并避免失稳。而在其前、后端，则应着重控制悬架系统引起的局部扭转。提高纵梁强度常用的措施如下：(1)提高弯曲强度a选定较大的断面尺寸和合理的断面形斗犬(槽形梁断面高宽比一般为3:1);b将上、下翼缘加厚或在其上贴加强板；c将受拉力翼缘适当加宽；(2)提高局部扭转强度a注意偏心载荷的布置，使相近的几个偏心载荷尽量接近纵梁断面的弯曲中心，并使合成量较小；b在偏心载荷较大处设置横梁，并根据载荷大小及分散情况确定连接

31、强度和宽度；c将悬置点布置在横梁的弯曲中心上；d当偏心载荷较大且偏离横梁较远时，可采用K形梁，或将该段纵梁形成封闭断面；e当偏心载荷较大且分散时，应采用封闭断面梁，横梁间距也应缩小；f选用较大的断面；g限制制造扭曲度，减小装配应力；(3)提高整体扭转强度a不使纵梁断面过大，在纵梁大断面处、横梁采用腹板连接；b翼缘连接的横梁不宜间距太近；(4)减小应力集中及疲劳敏感-10-a尽可能减小翼缘上的孔（特别是高应力区），严禁在翼缘上打大孔；b注意外形的变化，避免出现波纹区或受拉严重变薄；c注意加强端部的形状及连接，避免刚度突变；d避免在槽形梁的翼缘边缘处施焊，尤忌短焊缝和“点”焊；e必要时可采用钱孔或

32、冲压边缘修磨，以提高某些薄弱部位的疲劳强度；（5）减小失稳a在受压翼缘和厚度的比彳1不宜过大（常在12左右）；b在容易失稳处加焊撑板；c在容易出现波纹处限制其平整度；d局部强度加强e采用较大的板厚；f在集中力较大处将纵、横梁局部贴加强板，必要时再将加强板压成肋或翻边；g加大支架紧固面尺寸，增多紧固件数量，并尽量使力作用点接近腹板的上、下侧。2、横梁结构及强度设计2.2示:在车架结构设计中，处理纵梁局部扭转的结构设计是最为重要的方面。其关键在于足够的横梁弯曲刚度、合理的连接设计，以及横梁在纵梁上的正确布置。横梁将左、右纵梁联接在一起构成一个完整的框架，以限制其变形和改善某些部位的应力，有的横梁还

33、同时作为发动机、散热器、以及悬架系统等的紧固点，这些都是在结构设计中的主要依据。横梁断面形状及连接形式如图图2.2横梁断面形状及连接形式-11-3、后钢板弹簧前支架及副簧前支架结纵梁的局部扭转(1)采用槽形横梁采用槽形横梁及大连接板(见图2.2a),使主簧支架通过纵梁和连接板紧固在一起。这种结构的优点是：a连接板尺寸大，可以更加接近副簧支架，使其得到一定的支撑，同时亦可布置较多的紧固件，以提高连接强度；b弹簧支架的载荷可通过连接板直接传到横梁上，连接板对纵梁腹板也有较大的加强作用；c槽形截面弯曲刚度极大，可使纵梁扭角减至很小；d由于两端有连接板加强，横梁可适当减薄；也有将槽形横梁的两端加宽而直

34、接和纵梁上、下翼缘连接的(见图2.2c),这样可以省去连接板，由于材料利用率的制约，连接宽度有限，容易出现紧固件损坏及横梁开裂等问题，往往不如上述结构可靠。但当不用副簧时，则较适用。这种结构的优点是结构简单、质量轻。为了折衷以上两个方案，可以槽形横梁的上下方各采用一个连接板(见图22.b),或仅在其下方采用一个连接板。(2)采鳄鱼式横梁鳄鱼式横梁通常由帽形截面在其两端加接头构成，如下图2.3示:(a)翼缘连接(b)腹板连接图2.3鳄鱼式横梁这种横梁的优点是：a有较大的连接宽度，使主、副簧支架都可得到支撑；b截面高度较低，可以让开下部空间，使某些汽车的传动轴自由穿过；c可用矩形胚料直接压制；鳄鱼

35、式横梁的不足之处是：其弯曲刚度不如槽形横梁大，车架扭转时纵梁的应力偏大。因此，有些车将翼缘连接改为腹板连接。鳄鱼式横梁也可由两个帽形截面组成封闭的箱形截面，其扭转刚度极大，弯曲刚度比上一种也大。(3)采用圆管横梁-12-通过法兰盘与弹簧支架及给纵梁连接在一起（见图2.2e）,或直接穿过纵梁腹板和弹簧支架相连。这种结构的优点是：a弹簧支架的扭转载荷可以直接传到横梁上；b对纵梁的约束小，故在该节点处车架扭转应力较低；c扭转刚度较大。这种横梁的不足之处是：横梁的弯曲刚度不如槽形横梁；其连接宽度较小，不利于对副簧支架的支撑（当不采用副簧时即无此问题）（4）采用帽形截面横梁有些车上采用大截面帽形梁（见图

36、2.2d）,可以得到较大的连接宽度和弯刚度，但用料较多，成本较高。4、后钢板弹簧后支架及副长后支架对纵梁的扭转多采用槽形截面横梁，将两端加宽，直接和纵梁翼面相连（见图2.2c）,由于后支架的受力支架，纵梁截面一般也比较小些。尤其当弹簧后端采用吊环结构时，两支架通常紧靠在一起，故使用中较少损坏。也有采用带连接板的槽形横梁的。5、前簧前支架对纵梁的局部扭转在横梁设计和布置时，还需考虑发动机前悬置的设计情况。如悬置点支撑在横梁中部且较低时，采用“Z”形横梁较易实现（见图2.2f）,如悬置点布置在左、右托架上，可优先考虑槽形横梁。6、前簧后支架对纵梁的扭转由于空间限制，横梁必须有较大的弯度，这只有采用

37、帽形截面才便于制造。但其两端和纵梁连接的部分一般要复杂一些，其形式较多，现列出几种车型所采用的结构，如图k图n所示。此横梁的设计难点还在于如何处理好与发动机悬置的关系，有时还需处理好与驾驶室悬置的关系。这有赖于车型设计、有关专业设计与车架设计的良好配合。在有些车上把发动机悬置布置在横梁上，并使横梁与弹簧支架对正，驾驶室悬置则布置上悬臂极小的托架上，或布置在另一横梁上（如下图2.4示）。从纵梁局部扭转看，这的确是比较好的结构方案，但往往难以实现。发动机悬置和弹簧支架错开一定距离的情况，仍不少见。图2.4发动机及驾驶室悬置横梁-13-由于发动机尺寸过大或方便维修的需要，有时该处不设置横梁，而另将该

38、段纵梁部分形成封闭截面，或在其后部采用“K”形横梁，将其沿纵梁向前延伸到弹簧支架处，并使该段纵梁形成封闭截面，以大大提高其抗扭能力。但在制造上是很麻烦的，在大量生产时较难接受。平衡悬架结构在这种情况下，纵梁局部扭转载荷极为集中，约为单轴上钢板弹簧一端载荷的4倍。故一般都采用由两根槽形梁组成的“工”字梁，并在其上、下面设置尺寸很大的连接板和纵梁翼缘连接。这样的结构，其垂直和水平方向的弯曲刚度及强度都很大，不仅可以有效的制约纵梁局部扭转，也为推力杆支架提供了可靠的支撑。但车架扭转时，该处的应力将大大提高。为此有些车上将翼缘连接改腹板连接(见图2.2g),或翼缘腹板综合连接。大连接板的采用使车架抵抗

39、平行四边形变形的能力大为增强。螺旋弹簧独立悬架结构在这种情况下，纵梁局部扭转载荷也很大，为钢板弹簧一端载荷的2倍，故横梁截面也应很大。常为箱形(前悬架)、帽形、管形和“Z”形(后悬架)。其它常见结构除弹簧支架以外，纵梁其它部位的局部扭转载荷一般较小，横梁的弯曲刚度和连接刚度都可以小一些，常见的结构如图2.2h图2.2j等。7、设计要点车架受力复杂，纵梁和横梁截面形状和连接方式各式各样，要设计出结构合理、可靠实用的客车底盘车架，除通过理论计算和有限元分析外，还应注意以下几个方面：(1)充分考虑各总成零部件的总布置要求，最大限度地满足车身对底盘的要求。(2)大客车车架纵梁和横梁应尽量采用抗弯强度大

40、的槽形截面16MnL汽车用大梁，在城市公交车底盘车架设计中也可采用异形钢管(L510或16MnL壁厚4.06.0)。根据不同的要求和布置需要截面尺寸可不尽相同。(3)横梁与纵梁的连接结构是大客车车架设计考虑的重要方面，包括：横梁与纵梁的上下翼面连接。该型式提高了纵梁的抗扭刚度，但易产生约束扭转，造成纵梁翼面出现较大的应力。由于客车车架与车身共同承载，因此可以采用。横梁与纵梁的腹板连接。该型式连接刚度差，必须相应加强车架刚度，大客车车架不适合使用。横梁与纵梁的腹板和下翼面同时连接。该型式具有前两种型式柔性抗扭和刚性抗弯的综合特点，是大客车车架横梁和纵梁最好的连接型式。(4)横梁与纵梁连接时，横梁

41、端部具有最大的应力，为避免局部区域出现过大的连接负荷应力应通过加宽断面以尽可能增大连接区。-14-(5)为提高车架抗弯曲刚度，承受更大的载荷，在直大梁搭接处及三段式的前中后连接处必须焊接加强板。加强板的厚度不能大于纵梁厚度，且材质相同。面积较大时，应采取塞焊、挪接或者螺栓连接+周边断续焊。(6)悬架为高负荷区，在钢板弹簧支架传力处应有加强横梁，或采用用加筋板、箱状件加强而构成的受剪结构，且该处纵梁不能对接。(7)等高度纵梁的对焊应远离高负荷区，一般采用45。斜焊缝，要打坡口且有材质相同厚度不大于纵梁的加强板。(8)车架纵梁的钻孔要远离焊缝，一般禁止在翼面上钻孔，若特殊需要，应尽量靠近腹面，禁止

42、在纵梁弯曲区域内孔。钻孔时应满足下图示2.5要求(不包括工艺孔)：图2.5纵梁钻孔图Amix=3XD(最小为40)Bmix=4XDCmix=3XDD=占孔直径(9)为满足客车车架总布置的要求可合理地在纵梁翼面上切槽，但切槽深度不能大于翼面宽度2/3。(10)横梁和外支架应尽量增加合理的减重孔。(11)采用封闭型材的刚性抗扭车架，应使用焊接技术连接，横梁可采用管材，插入纵梁中焊接。2.7.3数据表达要求1、纵梁的加工及公差要求(1)长度偏差不得超过L05mm(2)腹板纵向直线度公差不超过全长的0.4%,(3)每1米内的偏差不大于2mm(4)翼缘纵向直线度公差不超过全长的0.1%;(5)断面尺寸(

43、见右图2.6)-15-a幅板面在范围C内的直线度偏差不大于0.3mmb纵梁断面高度A值的偏差A00.5mmc横梁处测量开口尺寸B的偏差B1.2mmd腹板C范围内直线度公差为0.3mm；图2.6断面尺寸e纵梁内侧圆角半径R的偏差为±1mm修补要求：a纵梁滚轧后，不允许出现裂纹；b纵梁冲压时产生的裂纹在距离两端400mme围，其长度不超过200mm在纵梁其他部位的长度不超过100mm且不多于四处，裂纹处允许用电弧补焊，并要打磨平光，焊缝之间的距离不小于300mm纵向裂纹)。c两端头折弯时，如有长度不大于5mm勺裂纹，允许不补焊。d纵梁采用冲压制造时，应无起皱和边缘冲裁不齐的现象。(6)禁

44、止使用手工热切割方法加工纵梁上的孔，纵梁只允许冷校止。(7)装配组孔的位置度a在同一平面内，同一组孔的位置度公差为0.3msb同一零件装在纵梁幅板、翼缘两平面上的两组孔，其孔边距(孔至另一边的距离)偏差为土0.5ms(8)在冲压成形时，造成的材料局部减薄不得超过材料厚度的10%(9)当钻孔或冲孔出现毛刺，并因此给挪接带来困难时，或者为了避免由毛刺造成的损伤，必须去毛刺。规定：倒角1±0.5*45°2、纵梁加强板形式见图2.6及图2.7(1)腹板纵向直线度公差为6mm在C范围内测量)；图2.7断面尺寸(2)断面尺寸a腹板C范围内直线度公差为0.4mm;b纵梁内侧圆角半径R的偏

45、差为土1mmc当采用图1断面的加强板开口尺寸B的偏差为B21mmA的偏差为A00.5mm的要求(3)装配孔的位置度，冲压料厚变薄的要求符合6.2.73、横梁(1)当横梁采用挪接(或螺栓联接)方式与纵梁联接时，横梁上分别与左右纵梁娜接(或螺栓-16-联接)的组孔之间尺寸的偏差为±0.5mm;(2)当横梁采用焊接方式与纵梁联接时，焊缝要求按GB3323-87要求达到II级或II级以上标准。(3)槽形横梁断面尺寸形状偏差应符合2.7.3第1条中a、c、d的规定。(4)非槽形横梁不允许有裂纹。槽形横梁在两端100mrm；围内裂纹长度不得大于20mm在其它部位折弯处长度不得大于50mm但裂纹不

46、得多于两处。裂纹外允许用电弧焊补焊，但要打磨平光(纵向裂纹)。2.8 材料选用要求纵梁如采用槽钢，则材料为WL510/16MnL如采用异型钢管，则材料采用WL510纵梁加强板采用与纵梁相同材料，但壁厚不大于纵梁壁厚；横梁材料一般采用16MnLWL510Q235A2.9 性能设计要求车架应有足够的强度和刚度，在正常使用条件下不允许出现纵梁开裂损坏。2.10 设计评审要求2.10.1 评审的时机和方法在车架图纸完成后由底盘及车身相关设计人员参加对车架图纸的评审。2.10.2 评审的项目和依据评审的项目有以下内容：(1)车架的结构是否合理，车架的强度是否能够满足；(2)发动机及其附件在车架纵梁上的安

47、装孔及牛腿安装孔是否合理，有无削弱车架强度；(3)横梁位置与底盘分总成(油箱、电瓶)及车身结构(前、中、后门、侧围立柱)是否匹配；(4)制动管路、暖风管路、电线束、油路等管线在车架中走向是否合理及穿线管是否合适；(5)底盘各总成间是否可能有运动干涉，相关总成(如缓速器、传动轴)的装卸空间是否足够。(6)零部件设计是否能满足车架的工艺性，方便维修性、可靠性。2.11 装车质量特性2.11.1 验收的质量特性项目和试验规范组成车架及支架总成的所有零件，应按规定程序所批准的图纸技术文件制造，并经检查合格后-17-方可装配。车架对角线偏差按照图纸要求进行，在任意X坐标2000mnW：围内检查，对角线长

48、度之差不大于5mm对应的左、右钢板弹簧支架孔的同轴度公差为1.0mm,按GB1958-80中“5-1”条款检测。车架总成宽度偏差在横梁处检查为土1mm在两横梁间检查为土2mm车架纵梁腹板对车架下平面的垂直度公差不大于1.7mm（在平板上测量）。车架左右纵梁下（上）平面应在同一平面上，其平面度误差不大于5mm在两横梁处平面度公差不大于2mm（在平板上测量）。2.11.2 接收和拒收的准则车架关键部件（前后纵梁等）的加工及安装尺寸应严格符合图纸要求；车架横梁及牛腿的加工及安装尺寸应在图纸要求的公差范围内；车架总成中横梁及牛腿连接螺栓拧紧力矩必须达到图纸及工艺要求，螺栓强度级别为10.9级，螺母强度

49、级别为10级，所有连接用螺栓的拧紧力矩符合标准QC/T518-1999。车架总成中焊接部件不允许有漏焊、虚焊等焊接缺陷。焊缝质量按GB3323-87要求。2.12 设计输出图样和文件的明细输出图样包括有：车架总成图、车架前段总成图、车架中段总成图、车架后段总成图、发动机段总成图、纵梁零件图、横梁零件图及相关支架加强板零件图。2.13 制图要求二维图纸为采用AutoCAD次件的*.dwg格式图纸，三维图纸为采用CATIA软件的*.CATPart、*.CATProduct、*.CATDrawing格式图纸。制图要求如下：图样清晰，视图完整，尺寸齐全，公差合适，技术要求明确。-18-第三章发动机附件

50、设计规范3.1 标准制定3.2 发动机及悬置的选择安装3.2.1 动力匹配根据总布置的要求选择合理的发动机，并协助总布置对整车的动力经济性进行匹配计算；3.2.2 发动机悬置设计1、设计要求具有良好的隔振性能，在发动机整个工作转速范围内消减发动机的振动对整车的影响；限制发动机的位移以使其在正常运行时不因发动机发火力、反作用扭矩、路面振动、冲击力、车架变形等而与设备的其它部件相接触；避免由于车架变形等原因所传递到发动机的力过大而损坏发动机；发动机与车架间的所有连接应具有足够的柔性以防发动机的振动通过这些连接传递到车上产生振动和噪声。柔性不足还会缩短该连接件的寿命。2、设计要点根据动力总成参数（重

51、量/重心位置/惯性轴位置/转动惯量）、悬置布局方式、制约条件等信息参数选择合理的悬置布置方式。一般有二点悬置、四点悬置和多点悬置。悬置点一般布置在发动机前端，飞轮壳（离合器壳）两侧，及缓速器（辅助）上。悬置应在围绕系统转动中心的运动方向上具有较小的弹性系数，应尽量靠近转动中心另外，四缸机和六缸机振动不一样，四缸机二阶惯性力不平衡，是所以四冲程发动机中最容易产生共振的，而却其重量较轻，变速箱和缓速器的重量比重较大，所以布置时要注意后悬置的位置在空间允许的情况下，尽量远离动力总成的重心，又因其二阶惯性力不平衡，前后悬置承重和减震作用的区分较六缸机模糊，胶垫的形式可采用四缸发动机自带的布置形式，且后

52、悬置在惯性轴以下；六缸机本身在理论上市平衡的，所以其前后悬的作用经纬分明，后悬置离惯性轴很近，胶垫的刚度也大，最常见的就是方形胶蹲（通常所说的楔形块）。影响发动机共振的因素很多，一旦共振可采用减低前悬置软垫硬度的方式来试，降到40。的时候就要考虑其他方法了，四缸机还可以考虑减小发动机的角度，增大前悬分担的重量来解决，另外空调压缩机也是一个震源。-19-3.2.3 发电机选择根据整车用电量的多少，结合电器设计人员要求合理匹配所需发电机型号。3.3 进气系统3.3.1 进气系统功能在一个可接受的温度范围内为发动机提供清洁、干燥、充足的空气进行燃烧以最大限度降低发动机磨损3.3.2 进气系统组成空气

53、滤清器系统空气滤清器、进气阻力报警装置、（除湿系统防雨帽等专用除湿装置）、进气预滤器（车辆行驶环境恶劣）、进气导管（一般为金属管路）、进气胶管、卡箍附件：冷起动辅助装置、进气消音器、空气切断等装置3.3.3 进气系统设计要点1、空滤器选型针对整车行驶工况，选择空滤器的过滤效果，及是否增加预滤器，空滤器的结构（客车用一般为单级过滤带安全滤芯，使用寿命周期内效率通常最低为99.5%）2、系统总体设计进气系统的滤清效率必须满足发动机的使用要求。进气系统必须有足够的容灰度以提供合理的滤芯更换周期。进气系统装备所有附件后，发动机在最大进气流量下，进气进气阻力不得大于发动机技术参数表上规定的限值（最好能够

54、使用相关软件计算进气系统阻力）。进气系统应保证正常工作时进气温升最大值不得超过发动机技术参数表上规定的限值。进气系统对发动机进气口产生的弯矩应小于发动机技术参数表上规定的限值。3、空滤器设计安装空气滤清器安装应便于滤芯拆卸和更换，滤芯应能直接从壳体中抽出，滤芯不会与锋利和脏污的部件接触；空滤器安装位置不能过低，防止整车涉水时空滤器排尘阀段进水。空气滤清器安装位置应尽可能减小对进气的加热空气滤清器安装支架必须可靠、牢固，特别是安装于发动机上的空气滤清器（部分空滤不允许安装于发动机上）4、进气口设计-20-进气口尺寸应足够大，无锐弯角和截面积改变，以避免阻力过高。进气口位置应避免吸入机舱、散热器等

55、热空气，保证进气温度满足使用发动机的进气温度极限值进气口位置应最大限度降低吸入污物：车轮道路灰尘、泥土和溅水，排气、风扇吹起的灰尘。进气口位置应远离发动机排气进气口应远离驾驶舱或其他人员操作位置进气口位置应远离高湿区域，防止直接吸入雨雪等进气口在发动机机舱外部安装类型，应设计防雨帽等除湿装置设备工作在多尘地区，进气口处应加装空气预滤器等装置加装防雨帽及空气预滤器等附属装置应应保证进气阻力符合要求5、进气管路设计进气管路设计安装应可靠、密封良好管路由非腐蚀性材料制成，以抵抗水和道路盐分的腐蚀（不锈钢管及硅橡胶管，部分发动机厂家允许使用三元乙丙橡胶管，但应满足其它管路设计要求）加速过程中在最大进气阻力下不会被吸瘪（1270mmH2Q（可采用胶管内部嵌入钢丝圆环实现，不允许连续钢丝或螺旋钢丝）在适合的卡箍夹紧力下不会变形和开裂钢管应去除尖角毛刺，两端圆滑，以保证不会割伤和擦伤柔性连接管，钢管焊接后应保证密封性，满足气密性试验要求；钢管两边应有台肩（一般为边缘向内5mmb起箍1.5mm）,以确保与胶管连接牢固管路应保证无灰尘、焊渣、挪钉或其它污染物不会因发动机机罩下高温而融化、变形或热缩小直径管路连接大直径胶管的内衬过渡垫式连接不允是使用进气胶管因满足特定的试验要求为确保软管与硬管连