汽车总体设计

1、汽车设计汽车设计 汽车设计的特点和要求汽车设计的特点和要求1 1 使用条件复杂，多变，要能适应各种环使用条件复杂，多变，要能适应各种环境境 。 2 2以大批量生产为主，必须实行以大批量生产为主，必须实行“三化三化”。3 3要考虑汽车的经济性。要考虑汽车的经济性。汽车设计技术的发展汽车设计技术的发展分为汽车设计技术的发展分为三个阶段三个阶段： 1 1 经验设计阶段经验设计阶段 2 2 以科学实验，技术分析为基础的设以科学实验，技术分析为基础的设 计阶段计阶段 3 3 计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段 计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段出现在计算机辅助设计阶段出现在70年代

2、以后。年代以后。 初级阶段：初级阶段：电子计算机主要是协助技术人员进行工程计电子计算机主要是协助技术人员进行工程计算和技术分析。算和技术分析。 半自动和全自动设计半自动和全自动设计(CD)(CD) 半自动化设计半自动化设计(CAD)(CAD)：将资料和数据输入计算机，计将资料和数据输入计算机，计算机给出数据或外形，通过人算机给出数据或外形，通过人机对话，达到设计要求。机对话，达到设计要求。 全自动设计全自动设计(CD):(CD):计算机自动给出最优结果。计算机自动给出最优结果。本课程的任务本课程的任务1 1 学会分析，评价汽车及其各总成的结构和性能，学会分析，评价汽车及其各总成的结构和性能，合

3、理选择结构方案及有关参数。合理选择结构方案及有关参数。2 2 学会一些主要零部件的设计。学会一些主要零部件的设计。3 3 学会汽车总体设计的一般方法，为毕业设计及学会汽车总体设计的一般方法，为毕业设计及从事汽车技术工作打下基础。从事汽车技术工作打下基础。 第一章第一章 汽车总体设计汽车总体设计第一章第一章 汽车的总体设计汽车的总体设计v1 汽车总体设计的任务及开发程序汽车总体设计的任务及开发程序 v2 汽车形式的选择汽车形式的选择v3 汽车主要尺寸和参数的选择汽车主要尺寸和参数的选择v4 汽车发动机选择汽车发动机选择v5 汽车总布置草图及各部件布置汽车总布置草图及各部件布置v6 运动校核运动校

4、核1-1 汽车总体设计的任务及开发程序汽车总体设计的任务及开发程序 一、汽车总体设计的任务一、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。设计方案。 2对各部件进行合理布置，并进行运动校核。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。标的实现。. 协调各种矛盾。协调各种矛盾。二、汽车开发程序二、汽车开发程序 1设计任务书编制阶段设计任务书编制阶段 a、调查分析调查分析：社会调查：社会调查 使用调查使用调查 生产调

5、查生产调查 b、市场预测及形体设计市场预测及形体设计 市场预测市场预测 分析市场容量的大小，最经济的生产纲分析市场容量的大小，最经济的生产纲 领、生领、生 产方式，用户对产品的要求以及产方式，用户对产品的要求以及 有关法规的规定。有关法规的规定。 形体设计形体设计 美术效果图和制作油泥模型美术效果图和制作油泥模型 汽汽车车外外形形美美术术效效果果图图 C、总体设计方案、总体设计方案 分析分析 提供多幅总体方案图提供多幅总体方案图 方案论证方案论证 总布置草图总布置草图 对比对比 d、编写、编写设计任务书设计任务书 内容：内容： 1）可行性分析。）可行性分析。 2）产品型号及其主要使用功能，技术

6、规格和性能参数）产品型号及其主要使用功能，技术规格和性能参数; 3）整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参）整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参 数。标准数。标准 化、通用化、系列化水平化、通用化、系列化水平; 4）国内、外同类汽车技术性能分析和对比）国内、外同类汽车技术性能分析和对比; 5）本车拟用的新技术、新材料和新工艺。）本车拟用的新技术、新材料和新工艺。 2技术设计阶段技术设计阶段 汽车各部件的设计全面展开，总体设计师汽车各部件的设计全面展开，总体设计师 的的工作工作： a、协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾；、协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾； b

7、、将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对，、将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对， 进行进行“图面装配图面装配”； c、运动校核、运动校核 ； d、性能的精确计算；、性能的精确计算； f、编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件、编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件 。 3试制、试验、改进、定型阶段试制、试验、改进、定型阶段 试制目的试制目的 ： a、暴露设计中的问题，以便在投产前解决；、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）、秤重。（零部件质量、轴荷、总质量） 试验目的试验目的 ： 检测样车的性能是否满足设计要求。检测样车的性能

8、是否满足设计要求。 试验分：试验分： 整车基本性能试验整车基本性能试验 5万公里的可靠性试验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 适应性试验适应性试验注：注： 试验应根据国家制定的有关标准逐项进行。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。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。题进行改进设计，再进行第二轮试制和试验，直至产品定型。 4生产准备阶段生产

9、准备阶段 主要工作主要工作：进行生产准备和小批量试生产，并让试生产车进：进行生产准备和小批量试生产，并让试生产车进 一一 步经受步经受 用户的考验。用户的考验。5生产销售阶段生产销售阶段 主要工作主要工作： a、 对产品正式批量生产；对产品正式批量生产； b、对产品进行销售和售后服务工作；、对产品进行销售和售后服务工作； c、售后服务工作中征求用户意见，反映给有关部、售后服务工作中征求用户意见，反映给有关部 门，以利改进门，以利改进 和不断提高产品质量、扩大市和不断提高产品质量、扩大市 场。场。三、现代汽车工业开发技术三、现代汽车工业开发技术v虚拟开发技术虚拟开发技术 在轿车在轿车 开发的整个

10、过程中，全面采用计算开发的整个过程中，全面采用计算机辅助技术，将轿车开发的造型、设计、机辅助技术，将轿车开发的造型、设计、计算、试验直至制模、冲压、焊装、总装计算、试验直至制模、冲压、焊装、总装等各个环节中的计算机模拟技术连为一体等各个环节中的计算机模拟技术连为一体的综合技术。的综合技术。v定义：定义： u在轿车开发的整个过程中，全面采用计算机辅助技在轿车开发的整个过程中，全面采用计算机辅助技术，将轿车开发的造型、设计、计算、试验直至制术，将轿车开发的造型、设计、计算、试验直至制模、冲压、焊装、总装等各个环节中的计算机模拟模、冲压、焊装、总装等各个环节中的计算机模拟技术连为一体的综合技术。技术

11、连为一体的综合技术。 v优点：优点：20 油泥模型油泥模型v具体技术：具体技术： u草图阶段：草图阶段： t数字图像处理软件，省略数字图像处理软件，省略1:1黑线图黑线图 t三维造型软件，取消三维造型软件，取消1:4油泥模型，保留油泥模型，保留1:1模型模型 u模型阶段：数字图像测量技术、虚拟现实造型技模型阶段：数字图像测量技术、虚拟现实造型技术术 u组装阶段：虚拟组装技术组装阶段：虚拟组装技术22 n仪表盘设计效果图仪表盘设计效果图驾驾驶驶室室效效果果图图25 27 4.汽车安全性及碰撞分析汽车安全性及碰撞分析 u基本原理：基本原理： 在有限的可利用变形空间内保证乘员的安全性，在有限的可利用

12、变形空间内保证乘员的安全性，包括汽车各部件的变形、位移，汽车部件和人体的接触，包括汽车各部件的变形、位移，汽车部件和人体的接触，人体各部位在碰撞过程中的减速度人体各部位在碰撞过程中的减速度 u碰撞方式：碰撞方式： u前碰撞（正面全覆盖，斜面，正面部分覆盖）前碰撞（正面全覆盖，斜面，正面部分覆盖） u侧碰撞（正侧面，斜侧面）侧碰撞（正侧面，斜侧面） u后碰撞后碰撞 u整车翻滚整车翻滚28 5.汽车强度和疲劳寿命分析汽车强度和疲劳寿命分析 在确定车身负荷的前提下，进行分析在确定车身负荷的前提下，进行分析 32 34 35 思考：思考：v传统汽车设计方法传统汽车设计方法 与与 现代汽车设计方法现代汽

13、车设计方法的比较：的比较： v是否是否 新的完全可以取代过去的方法？新的完全可以取代过去的方法？ v两者能否共存？两者能否共存？1-2 汽车形式的选择汽车形式的选择 一、轴数一、轴数 1、影响选取轴数的因素：影响选取轴数的因素： 汽车的总质量汽车的总质量 道路法规对轴载质量的限制道路法规对轴载质量的限制 轮胎的负荷能力轮胎的负荷能力 2、我国公路标准规定我国公路标准规定 ： 单轴最大允许轴载质量为单轴最大允许轴载质量为10t； （四级公路及桥梁）（四级公路及桥梁） 双连轴最大允许轴载质量为双连轴最大允许轴载质量为18t（每轴（每轴9t）。）。 总质量小于总质量小于19t的公路运输车辆的公路运输

14、车辆 ：双轴汽车：双轴汽车 总质量在总质量在1926t的公路运输车的公路运输车 ：三轴形式：三轴形式 二、驱动形式二、驱动形式 42 轿车和总质量小的公路用车辆轿车和总质量小的公路用车辆 44 越野汽车越野汽车 62 总质量在总质量在1926t的公路用汽车的公路用汽车 汽车驱动形式：汽车驱动形式： 64 66 越野汽车越野汽车 84 2632t的公路用汽车的公路用汽车 88 越野汽车越野汽车 3、不在公路上行驶的汽车、不在公路上行驶的汽车 ，轴荷不受道路桥梁标准的，轴荷不受道路桥梁标准的 限制限制,如矿用自卸车等多数如矿用自卸车等多数 采用两轴形式。采用两轴形式。三、布置形式三、布置形式 定义

15、定义:指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点 。 1轿车的布置形式轿车的布置形式 发动机前置前驱动发动机前置前驱动 分：分： 发动机前置后驱动发动机前置后驱动 发动机后置后驱动发动机后置后驱动 （1）发动机前置前驱动）发动机前置前驱动 a、有明显的不足转向性能；、有明显的不足转向性能； b、越过障碍的能力高；、越过障碍的能力高； c、动力总成结构紧凑；、动力总成结构紧凑；特点：特点： d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低）、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

16、可以缩短、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、有利于发动机散热 ，操纵机构简单；，操纵机构简单； g、行李箱空间大；、行李箱空间大； h、变型、变型 容易。容易。 结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节 ） 前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重）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；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，维修费用发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用 高。高。 应用：应用：Audi100、Santana2000、

17、CA7220、Bulck、Passat、 富康、英格尔（南汽）、夏利等轿车，均采用发动机前置富康、英格尔（南汽）、夏利等轿车，均采用发动机前置 前轮驱动的布置形式前轮驱动的布置形式。 （2）发动机前置后驱动）发动机前置后驱动 a、轴荷分配合理、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、有利于减少制造成本；（不需要采用等速万向节 ） c、操纵机构简单；、操纵机构简单； 特点特点： d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高、采暖机构简单，且管路短供暖效率高 ； e、发动机冷却条件好；、发动机冷却条件好； f、爬坡能力强；、爬坡能力强； g、行李箱空间大；、行李箱空间大； h、改

18、型容易。、改型容易。 a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适性；、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、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客 主要缺点：主要缺点： 厢，会厢，会使前排乘员受到严重伤害；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、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的 燃油经燃油经 济性和动力性。济性和动力性。 应用：应用： 中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞，中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞， 行驶平稳行驶平稳 ）（3）发动机后置后驱动）发动机后置后驱动 a、结构紧凑

19、；、结构紧凑； （发动机、离合器、变速器和主减速器布置（发动机、离合器、变速器和主减速器布置 成一体）成一体） b、改善了驾驶员视野；、改善了驾驶员视野； （汽车前部高度有条件降低（汽车前部高度有条件降低 ） c、整车整备质量小；、整车整备质量小； 特点：特点： d、客厢内地板比较平整、客厢内地板比较平整 ； e、乘客座椅能够布置在舒适区内；、乘客座椅能够布置在舒适区内； f、爬坡能力强；、爬坡能力强； g、汽车轴距短，机动性能好。、汽车轴距短，机动性能好。 a、后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向；后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向； b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵、前轮

20、附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵主要缺点：主要缺点： 稳定性；稳定性； c、行李箱在前部，行李箱空间不够大；、行李箱在前部，行李箱空间不够大； d、操纵机构复杂；、操纵机构复杂； f、变型困难。、变型困难。 应用：应用： 较少较少 1.轿车的布置形式轿车的布置形式 u结论：结论： 1. 中高级以下的汽车，使用前置前驱为主；中高级以下的汽车，使用前置前驱为主； 2. 高级以上的汽车以前置后驱为主；高级以上的汽车以前置后驱为主； 3. 后置后驱用的较少后置后驱用的较少 4. 横置发动机可以缩短汽车的长度或长度不变增加乘客厢横置发动机可以缩短汽车的长度或长度不变增加乘客厢有效长度，在很短轴距

21、内将后排座椅布置在轴距内有效长度，在很短轴距内将后排座椅布置在轴距内各种布置方案优缺点比较各种布置方案优缺点比较(续前续前) 比较项目比较项目前置前驱前置前驱前置后驱前置后驱后置后驱后置后驱操纵机构操纵机构简单简单简单简单复杂复杂除霜和采暖机构除霜和采暖机构简单简单简单简单复杂复杂冷却条件冷却条件好好好好不好不好室内地板室内地板较平坦较平坦不平不平较平较平轴距轴距发动机在轴距外，发动机在轴距外，轴距短轴距短轴距长轴距长发动机在轴距外，发动机在轴距外，轴距短轴距短机动性机动性好好差差好好行李厢尺寸行李厢尺寸大大大大不够大不够大各种布置方案优缺点比较各种布置方案优缺点比较 比较项目比较项目前置前驱

22、前置前驱前置后驱前置后驱后置后驱后置后驱动力总成动力总成紧凑紧凑不紧凑不紧凑紧凑紧凑拆装传动系拆装传动系困难困难容易容易困难困难等速万向节等速万向节需要需要不需要不需要不需要不需要轮胎寿命轮胎寿命前胎短前胎短较长较长较长较长撞车安全性撞车安全性不好不好不好不好好好整备质量整备质量轻轻重重轻轻轴荷分配轴荷分配前轻后重前轻后重适中适中后重后重爬坡能力爬坡能力低低较好较好强强操纵稳定性操纵稳定性不足转向大不足转向大 操纵机构操纵机构简单简单简单简单复杂复杂 （1）长头式）长头式 a、发动机位于驾驶室前部、发动机位于驾驶室前部 ； 特点特点 b、发动机及其附件的接近性好、发动机及其附件的接近性好 ；

23、c、有利于发动机散热、有利于发动机散热 ，操纵机构布置简单。，操纵机构布置简单。 a、汽车面积利用率低；、汽车面积利用率低； 缺点缺点 b、视野差、视野差 ； c、机动性差。、机动性差。 应用应用：使用条件差的货车、越野车：使用条件差的货车、越野车2货车布置形式货车布置形式 长头式长头式 按驾驶室与发动机相对位置的不同可分按驾驶室与发动机相对位置的不同可分 短头式短头式 平头式平头式 偏置式偏置式 图1-3 按驾驶室结构类型对货车分类(a)长头货车；(b)平头货车；(c)短头货车 （2）短头式）短头式 a、发动机有少部分位于驾驶室内、发动机有少部分位于驾驶室内 ； 特点特点 b、汽车面积利用率

24、及视野有所改善；、汽车面积利用率及视野有所改善； c、有利于发动机散热、有利于发动机散热 ，操纵机构布置简单；，操纵机构布置简单； a、汽车面积利用率低；、汽车面积利用率低； 缺点缺点 b、视野差、视野差 ； c、机动性差；、机动性差； d、驾驶室内部相对拥挤。、驾驶室内部相对拥挤。 应用：应用：中重型货车、越野车中重型货车、越野车 （3）平头式）平头式 a、驾驶室位于发动机之上、驾驶室位于发动机之上 ； 特点特点 b、汽车面积利用率高、视野好；、汽车面积利用率高、视野好； c、最小转弯半径小；、最小转弯半径小； a、前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏、前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏 ； 缺点

25、缺点 b、驾驶室有翻转机构和锁住机构，机构复杂；、驾驶室有翻转机构和锁住机构，机构复杂； c、进、出驾驶室不如长头式货车方便、进、出驾驶室不如长头式货车方便 ； d、驾驶室内受热及振动均比较大；、驾驶室内受热及振动均比较大； f、正面碰撞时，、正面碰撞时， 特别是微型、轻型平头货车，使驾驶特别是微型、轻型平头货车，使驾驶 员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。 应用应用：各种级别的货车：各种级别的货车车头型式比较车头型式比较 型式型式 项目项目 长头式长头式短头式短头式平头式平头式发动机的维修发动机的维修方便方便不方便不方便不方便不方便驾驶员受热驾驶员受热

26、受热小受热小受热小受热小受热受热振动振动受振受振受振受振振动较大振动较大室内空间室内空间较大较大较挤较挤挤挤室内高度室内高度较高较高不高不高高高操纵机构操纵机构简单简单简单简单稍复杂稍复杂车头型式比较车头型式比较(续续) 型式型式 项目项目 长头式长头式短头式短头式平头式平头式轴荷分配轴荷分配与平头比前轴轻与平头比前轴轻前轴负荷较轻前轴负荷较轻前轴负荷较重前轴负荷较重总长与轴距总长与轴距长长较短较短短短机动性机动性差差较好较好好好面积利用率面积利用率低低较低较低好好转弯半径转弯半径Rmin大大稍小稍小小小视野视野差差较差较差好好 （4）偏置式）偏置式 a、驾驶室位于发动机之旁、驾驶室位于发动机

27、之旁 ； 特点特点 b、具有具有平头式货车的一些优点；、具有具有平头式货车的一些优点； （轴距短、视野好）（轴距短、视野好） c、还具有长头式货车的一些优点；、还具有长头式货车的一些优点； （驾驶室通风条件好、（驾驶室通风条件好、 维修发动机方便）维修发动机方便） 应用应用：主要用于重型矿用自卸车：主要用于重型矿用自卸车 3.货车的布置方案比较货车的布置方案比较 型式型式 项目项目F.RM.RR.R前置后驱前置后驱中置后驱中置后驱后置后驱后置后驱可装用发动机的型式可装用发动机的型式直列、直列、V、卧式、卧式卧式卧式卧式卧式维修发动机是否方便维修发动机是否方便方便方便不方便不方便较差较差发动机的

28、通用性发动机的通用性好好差差差差操纵机构操纵机构简单简单复杂复杂复杂复杂驾驶室内部布置驾驶室内部布置平头时内部布置平头时内部布置困难困难地板平坦、易地板平坦、易布置布置地板平坦、地板平坦、易布置易布置3.货车的布置方案比较货车的布置方案比较(续续) 型式型式 项目项目F.RM.RR.R前置后驱前置后驱中置后驱中置后驱后置后驱后置后驱驾驶员座位的高低驾驶员座位的高低较高、质心高较高、质心高较低较低较低较低驾驶室内噪声与振动驾驶室内噪声与振动有有较轻较轻较轻较轻轴荷分配轴荷分配前轴重前轴重合理合理后桥重后桥重对行驶路面的要求对行驶路面的要求低低高高高高货厢地板高度货厢地板高度低低高高高高汽车总长汽

29、车总长长头时长长头时长短短短短应用应用多多少少少少4大客车的布置形式大客车的布置形式 发动机前置后桥驱动发动机前置后桥驱动 根据发动机的位置不同根据发动机的位置不同可分可分 发动机后置后桥驱动发动机后置后桥驱动 发动机中置后桥驱动发动机中置后桥驱动（1）发动机前置后桥驱动）发动机前置后桥驱动 a、动力总成操纵机构结构简单；、动力总成操纵机构结构简单； 特点特点 b、散热器位于汽车前部，冷却效果好；、散热器位于汽车前部，冷却效果好； c、冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发、冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发 动机的保温条件；动机的保温条件； d、发动机出现故障时驾驶员容易发现、发动机

30、出现故障时驾驶员容易发现 。 a、布置座椅时会受到发动机的限制；、布置座椅时会受到发动机的限制； b、地板平面离地面较高、地板平面离地面较高 ； 缺点缺点 c、传动轴长度长；、传动轴长度长； d、发动机的声、气味和热量易于传入车厢内；隔绝、发动机的声、气味和热量易于传入车厢内；隔绝 发动机振动困难，影响乘坐舒适性；发动机振动困难，影响乘坐舒适性； f、采用前开门布置会使前悬加长，同时可能使前轴超载。、采用前开门布置会使前悬加长，同时可能使前轴超载。 发动机前置后发动机前置后驱动的大客车，常驱动的大客车，常在货车底盘基础上在货车底盘基础上改装而成。改装而成。 （2）发动机后置后桥驱动）发动机后置

31、后桥驱动 a、能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；、能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量； 特点特点 b、检修发动机方便；轴荷分配合理；、检修发动机方便；轴荷分配合理； c、能改善车厢后部的乘坐舒适性；、能改善车厢后部的乘坐舒适性； d、当发动机横置时，车厢面积利用较好，并有布置、当发动机横置时，车厢面积利用较好，并有布置 座椅受发动机影响较少；座椅受发动机影响较少； f、行李箱大（旅游客车）、地板高度低、行李箱大（旅游客车）、地板高度低 （城市客车）（城市客车） g、传动轴长度短。、传动轴长度短。 发动机后置后桥驱动大客车优点明显。目前，这种布置形式的大客车得到广泛应用。发动机后置后桥驱动

32、发动机后置后桥驱动 a、发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；、发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器； 缺点缺点 b、动力总成操纵机构复杂；、动力总成操纵机构复杂； c、驾驶员不容易发现发动机故障。、驾驶员不容易发现发动机故障。 （3）发动机中置后桥驱动）发动机中置后桥驱动 a、轴荷分配合理；、轴荷分配合理； 特点特点 b、传动轴的长度短；、传动轴的长度短； c、车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受、车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受 发动机的限制；发动机的限制； d、乘客车门能布置在前轴之前等。、乘客车门能布置在前轴之前等。 应用于旅游大客车 a、发动机必须用水

33、平对置式的，且布置在地板下部，、发动机必须用水平对置式的，且布置在地板下部， 给检修发动机带来困难；给检修发动机带来困难； b、驾驶员不容易发现发动机故障；、驾驶员不容易发现发动机故障； 缺点缺点 c、发动机在热带的冷却条件和寒带的保温条件均、发动机在热带的冷却条件和寒带的保温条件均 不好；不好； d、发动机的噪声、气味、热量和振动均能传入车厢；、发动机的噪声、气味、热量和振动均能传入车厢； f、动力总成操纵机构复杂；、动力总成操纵机构复杂； e、受发动机影响，地板平面距地面较高；、受发动机影响，地板平面距地面较高； 型式型式 项目项目 前置后驱前置后驱 F.R中置后驱中置后驱M.R后置后驱后

34、置后驱 R.R热带发动机冷却条件热带发动机冷却条件好好较差较差不好不好寒带发动机保温条件寒带发动机保温条件好好较好较好好好驾驶员是否易发现发动机故障驾驶员是否易发现发动机故障易易听不到听不到听不到听不到发动机是否易染尘积土发动机是否易染尘积土不易不易易易较不易较不易维修发动机的条件维修发动机的条件好好困难困难好好车厢内噪声与振动车厢内噪声与振动大大居中居中小小车厢内气味与热量车厢内气味与热量有有较少较少基本没有基本没有 型式型式 项目项目 前置后驱前置后驱 F.R中置后驱中置后驱M.R后置后驱后置后驱 R.R操纵机构操纵机构简单简单复杂复杂复杂复杂轴荷分配轴荷分配前重前重较好较好较好较好车厢利

35、用面积车厢利用面积差差最好最好好好能否实现单人管理能否实现单人管理不能不能能能能能传动轴长度传动轴长度长长短短短短地板高度地板高度高高高高低低座椅布置是否受发动机限制座椅布置是否受发动机限制受受受受基本不受基本不受与货车通用件与货车通用件多多不多不多不多不多汽车设计讲义车辆工程教研室 时培成 编著691-3 汽车主要参数的选择汽车主要参数的选择 一、一、 汽车主要尺寸的确定汽车主要尺寸的确定 外廓尺寸外廓尺寸 轴距轴距 汽车的主要尺寸汽车的主要尺寸 ： 轮距轮距 前悬、后悬前悬、后悬 货车车头长度和车箱尺寸等货车车头长度和车箱尺寸等 1外廓尺寸外廓尺寸 货车、越野车、整体式客车13.7m 外廓

36、尺寸长外廓尺寸长 单铰接式客车18m 汽车外廓尺寸限界规定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 汽车宽汽车宽 2.5m（不包括后视镜 ） 汽车高汽车高 4m （空载、顶窗关闭状态下 ）注：注：不在公路上行驶的汽车，其外廓尺寸不受上述规定限制。不在公路上行驶的汽车，其外廓尺寸不受上述规定限制。2.轴距轴距L u对最小转弯半径，纵向工作空间，整备质量，对最小转弯半径，纵向工作空间，整备质量，传动轴长度，轴荷分配，汽车总长有影响传动轴长度，轴荷分配，汽车总长有影响 u轴距过短时车厢长度不足或后悬过长：轴距过短时车厢长度不足或后悬过长： t上坡或

37、制动时轴荷转移过大使制动性和操纵稳定上坡或制动时轴荷转移过大使制动性和操纵稳定性变坏；性变坏； t车身纵向角振动增大平顺性下降；传动轴夹角增车身纵向角振动增大平顺性下降；传动轴夹角增大。大。确定原则确定原则：u货车装载量大的车轴距应长货车装载量大的车轴距应长 u运送轻包货物的车轴距应长运送轻包货物的车轴距应长 u机动性要求高的车轴距应短机动性要求高的车轴距应短 u轿车：高级车轴距长（见表轿车：高级车轴距长（见表15）u三轴货车后两轴距为三轴货车后两轴距为1.11.25D ，D为轮胎直径为轮胎直径 u轴距类型：轴距类型： t标准轴距标准轴距 t加长轴距加长轴距 t短轴距短轴距车型车型类别类别轴距

38、轴距L/mm轮距轮距B/mm轿车轿车微型车微型车2000220011001380普通级普通级2100254011501500中级中级2500286013001500中、高级中、高级2850340014001580高级高级290039001560162042货车货车微型微型1700290011501350轻型轻型2300360013001650中型中型3600550017002000重型重型4500560018402000矿用自卸车矿用自卸车总质量总质量ma/t6039004800大客车大客车城市大客车（单车）城市大客车（单车）长途大客车（单车）长途大客车（单车）4500500017402050

39、50006500各类汽车的轴距和轮距各类汽车的轴距和轮距 3前轮距前轮距B1和后轮距和后轮距B2 汽车总宽汽车总宽 影响影响 总质量总质量 最小转弯直径最小转弯直径 侧倾刚度侧倾刚度 确定总原则：确定总原则：受汽车总宽不得超过受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。限制，轮距不宜过大。 前轮距前轮距B1 ：应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前：应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前 轮有足轮有足 够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮 之间有足够的运动间隙。之间有足够的运动间隙。 后轮距后轮距B2 ：应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度

40、和轮胎宽度及它应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它 们之间们之间 应留有必要的间隙。应留有必要的间隙。 4前悬前悬LF和后悬和后悬LR 1）整车协调性）整车协调性 2）轴荷分配的要求）轴荷分配的要求 3）安装要求）安装要求 4）通过性要求）通过性要求 5）撞车安全性）撞车安全性 前悬前悬LF ：长头货车一般在：长头货车一般在11001300mm范围内。范围内。 后悬后悬LR ：轻型、中型货车一般在：轻型、中型货车一般在12002200mm之间；之间； 特长货箱汽车的后悬可达特长货箱汽车的后悬可达2600mm，但不得超过轴距，但不得超过轴距 的的55%； 客车后悬长度不得超过轴距的客车

41、后悬长度不得超过轴距的65%，绝对值不大于，绝对值不大于 3500mm。 确确定定原原则则：5货车车头长度货车车头长度 定义定义：指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。 汽车外观效果 影响影响 驾驶室居住性 发动机的接近性等 范围范围：长头型货车车头长度尺寸一般在长头型货车车头长度尺寸一般在25003000mm之间；之间； 平头型货车一般在平头型货车一般在14001500mm之间。之间。二、汽车质量参数的确定二、汽车质量参数的确定 1整车整备质量整车整备质量m0 定义定义：指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等）， 加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。 影响：影响： 汽车的成本 使用

42、经济性 减少减少m0 的措施主要有：的措施主要有：采用强度足够的轻质材料，新设计 的车型应使其结构更合理。 估算估算：a、货车采用质量系数法；货车采用质量系数法； b、轿车和客车的整备质量也可按每人所占整车整备质量轿车和客车的整备质量也可按每人所占整车整备质量 的统计平均值估计。的统计平均值估计。 a、质量系数、质量系数m的定义：的定义：指汽车装载质量与整车整备质量的比值。指汽车装载质量与整车整备质量的比值。 质量系数反映了汽车的设计水平和工艺水平。质量系数反映了汽车的设计水平和工艺水平。0m汽车类型汽车类型货车货车轻型轻型0.801.10中型中型1.201.35重型重型1.301.70矿用自

43、卸车矿用自卸车最大装载质量最大装载质量me/t451.301.70不同类型汽车的质量系数不同类型汽车的质量系数 车型车型人均整备人均整备质量值质量值/（t人人-1）车型车型人均整备质人均整备质量值量值/（t人人-1）微型轿车微型轿车0.150.16中高级以上轿车中高级以上轿车0.290.34普通级轿车普通级轿车0.170.24中型以下客车中型以下客车0.0960.16中级轿车中级轿车0.210.29大型客车大型客车0.0650.13b、轿车和客车人均整备质量轿车和客车人均整备质量 2汽车的载客量和装载质量汽车的载客量和装载质量 （1）汽车的载客量）汽车的载客量 定义：定义： a、 轿车的载客量

44、用座位数表示。轿车的载客量用座位数表示。 微型和普通级轿车为微型和普通级轿车为24座；中级以上轿车为座；中级以上轿车为47座。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、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。两部分构成。 站立乘客按每平方米站立乘客按每平方米810人计算。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、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。等于座位数。 （2）汽车的装载质量）汽车的装载质量me 定义定义：指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。注：注：越野汽车

45、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。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。 货车装载质量确定货车装载质量确定：首先应与行业产品规划的系列符合，其次首先应与行业产品规划的系列符合，其次 要考虑到汽车的用途和使用条件。要考虑到汽车的用途和使用条件。 a、货流大、运距长或矿用自卸车应采用大、货流大、运距长或矿用自卸车应采用大 吨位货车；吨位货车； b、货源变化频繁、运距短的市内运输车采用、货源变化频繁、运距短的市内运输车采用 中、小吨位的货车比较经济。中、小吨位的货车比较经济。3轴荷分配轴荷分配 定义定义：指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂指汽车

46、在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂 直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。确确定定原原则则 a、轮胎磨损均匀和寿命相近、轮胎磨损均匀和寿命相近 ； b、保证足够的附着能力；（驱动桥应有足够大的载荷）、保证足够的附着能力；（驱动桥应有足够大的载荷） c、转向轻便；、转向轻便； d、轴荷转移尽量小；、轴荷转移尽量小； f、良好的操纵稳定性、良好的操纵稳定性 ；（不足转向特性）；（不足转向特性） g、通过性、通过性 要求。要求。确确定定原原则则车型车型满载满载空载空载前轴前轴后轴后轴前轴前轴后轴后轴轿轿车车发动机前置前发动机前置

47、前轮驱动轮驱动47%60%40%53%56%66%34%44%发动机前置后发动机前置后轮驱动轮驱动45%50%50%55%51%56%44%49%发动机后置后发动机后置后轮驱动轮驱动40%46%54%60%38%50%50%62%货货车车42后轮单胎后轮单胎32%40%60%68%50%59%41%50%42后轮双胎，后轮双胎，长、短头式长、短头式25%27%73%75%44%49%51%56%42后轮双胎，后轮双胎，平头式平头式30%35%65%70%48%54%46%52%64后轮双胎后轮双胎19%25%75%81%31%37%63%69%各类汽车的轴荷分配各类汽车的轴荷分配 随着道路条件

48、的改善，汽车特别是中、高级轿车的最高车速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。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。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。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。型货车最高车速较低。 （1）最高车速）最高车速vamax 1动力性参数动力性参数考考虑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三、汽车

49、性能参数的确定 （2）加速时间）加速时间t 对于对于vamax 100km/h的汽车，常用的汽车，常用 加速到加速到100km/h所需的时间来评价所需的时间来评价 定义定义：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。速强度加速到一定车速所用去的时间称为加速时间。 评价评价对于对于vamax低于低于100km/h的汽车，可的汽车，可 用用0到到60km/h的加速时间来评价。的加速时间来评价。 （3）上坡能力）上坡能力 货车能克服货车能克服30%坡度；坡度； 定义定义：用汽车满载时在良好路面上的最大

50、坡度阻力系数用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来来表示表示 。 越野汽车能克服越野汽车能克服60%坡度。坡度。 要求：要求： 轿车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能轿车、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。力要求也不一样。 （4）汽车比功率和比转矩）汽车比功率和比转矩 定定义义比功率比功率：汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质：汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质 量之比。量之比。 比转矩比转矩：汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。：汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。 可以综合反映汽车的动力性可以综合反映汽车的动力

51、性 能反映汽车的牵引能力能反映汽车的牵引能力 轿车的比功率大于货车和客车；轿车的比功率大于货车和客车；货车的比功率随总质量的增加而减小。货车的比功率随总质量的增加而减小。我国我国GB7258-2004机动车运行安全技术条件机动车运行安全技术条件规定：农用运规定：农用运 输车与运输用拖拉机的比功率不小于输车与运输用拖拉机的比功率不小于4.0Kw/t，其它机动车不小，其它机动车不小 于于4.8Kw/t。客车的比功率见交通部行业标准客车的比功率见交通部行业标准JT/T325-1997 。 要要求求表1-9 汽车动力性参数范围汽车类别汽车类别最高车速最高车速vamax/（kmh-1）比功率比功率Pma

52、-1/（kWt-1）比转矩比转矩Tma-1/（Nmt-1）轿轿车车微型级微型级110150306050110普通级普通级120170356580110中级中级130190407090130中、高级中、高级1402305080120140高级高级16028060110100180货货车车微型微型8013516283044轻型轻型15253844中型中型7512010203347重型重型6202950 汽车动力性参数范围汽车动力性参数范围 2燃油经济性参数燃油经济性参数评价指标：评价指标： 汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多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

53、燃油消耗量（工况满载行驶百公里的燃油消耗量（L/100km） 注注: 货车有时用单位质量的百公里油耗量来评价货车有时用单位质量的百公里油耗量来评价 车型车型微型轿车微型轿车普通级轿普通级轿车车中级轿车中级轿车高级轿车高级轿车百公里燃油消耗量百公里燃油消耗量/L（100km）-14.47.571210161823.5总质量总质量ma/t汽油机汽油机柴油机柴油机总质量总质量ma/t汽油机汽油机柴油机柴油机122.502.601.431.53轿轿车车货货车车 3机动性参数机动性参数评价指标：评价指标： 最小转弯直径最小转弯直径Dmin 定义定义: 转向盘转至极限位置时，汽车前外转向转向盘转至极限位置

54、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轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径影影响响因因素素转向轮最大转角转向轮最大转角汽车轴距汽车轴距轮距等轮距等 机动车的最小转弯直径不得大于机动车的最小转弯直径不得大于24m。当转弯直径为当转弯直径为24m时，前转向轴和末轴时，前转向轴和末轴的内轮差（以两内轮轨迹中心计）不得的内轮差（以两内轮轨迹中心计）不得大于大于3.5m。要求要求GB7258-2004机动车运行安全技术条件机动车运行安全技术条件 车型车型级别级别Dmin/m车型车型级别级别Dmin/m轿车轿车微型微型79.5货车货车微型微型812普通级普通级8.511轻型轻型1019中级中

55、级912中型中型1220高级高级1114重型重型1321客车客车微型微型1013矿用矿用自卸自卸车车中型中型1420装载质量装载质量me/t451824各类汽车的最小转弯直径各类汽车的最小转弯直径Dmin 4通过性的几何参数通过性的几何参数评评价价指指标标最小离地间隙最小离地间隙hmin接近角接近角离去角离去角纵向通过半径纵向通过半径等等 汽汽车车通通过过性性的的几几何何参参数数车型车型hmin/mm/（）/（）/m42轿车轿车150220203015223.08.344轿车轿车210455035401.73.642货车货车250300406025452.36.044货车、货车、66货车货车2

56、60350456035451.93.642客车、客车、64客车客车22037010406204.09.0最小离地间隙最小离地间隙 h纵向通过角纵向通过角 接近角接近角 1离去角离去角 2最小转弯半径最小转弯半径 d min转弯通道圆转弯通道圆5操纵稳定性参数操纵稳定性参数设计指标设计指标（与总体设计有关）与总体设计有关） 转向特性参数转向特性参数要求：要求：ay=0.4g 时，时， （1-2） = =13为宜为宜 车身侧倾角车身侧倾角要求：要求：ay=0.4g 时，时， 3较好，较好， max 7。 制动前俯角制动前俯角 要求：要求：ay=0.4g 时，时， 车身的前俯角不大于车身的前俯角不大

57、于1.5 6制动性参数制动性参数汽车制动性定义：汽车制动性定义：汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持 方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有在方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有在 一定坡道上长期驻车的能力。一定坡道上长期驻车的能力。 制动效能评价：制动效能评价： 制动距离制动距离St平均制动减速度平均制动减速度j 有关（有关（GB7258-2004）机动车运行安全条件机动车运行安全条件中规定的中规定的路试检验行车制动和应急制动性能要求见下表。路试检验行车制动和应急制动性能要求见下表。 车辆类型车辆类型行车制动行车制动应急制动应急制

58、动制动初制动初车速车速/(kmh-1)制动制动距离距离/mFMDD/(ms-2)试车道试车道宽度宽度/m踏板踏板力力/N制动初制动初车速车速/(kmh-1)制动制动距离距离/mFMDD/(ms-2)操纵力操纵力/N()座位数座位数9的客车的客车满载满载50205.92.550050382.9手手400脚脚500空载空载196.2400其它总质其它总质量量4.5t的汽车的汽车满载满载50225.42.570030182.6手手600脚脚700空载空载215.8450其它汽车、其它汽车、汽车列车汽车列车满载满载30105.03.070030202.2手手600脚脚700空载空载95.4450路试验

59、检验行车制动和应急制动性能要求路试验检验行车制动和应急制动性能要求 7.舒适性舒适性 u包括包括平顺性、空调、噪声、乘坐环境、操平顺性、空调、噪声、乘坐环境、操纵性纵性 u平顺性评价平顺性评价振动频率、振动加速度振动频率、振动加速度1-4 发动机的选择发动机的选择 一、发动机形式的选择一、发动机形式的选择 当前汽车上使用的发动机仍然是以往复式内燃机为主当前汽车上使用的发动机仍然是以往复式内燃机为主 a、往复式内燃机：、往复式内燃机：(按油类分按油类分 )汽油机汽油机柴油机柴油机 特点：特点：平稳、噪声小、转速高、体积平稳、噪声小、转速高、体积 小、易启动、转矩适应性好等。小、易启动、转矩适应性

60、好等。缺点：缺点： 排污大、功率小排污大、功率小特点：特点：功率大、排污小、寿命长、功率大、排污小、寿命长、 成本低等。成本低等。缺点：缺点： 工作粗暴、噪声大、工作粗暴、噪声大、ne小、体积小、体积 大、启动困难大、启动困难汽油机、柴油机的选择汽油机、柴油机的选择比比较较项项目目燃料燃料经济经济性性油油箱箱容容量量使使用用成成本本可可靠靠性性功功率率火火灾灾振动振动与噪与噪声声尺寸尺寸及质及质量量起起动动 制制造造成成本本扭矩扭矩适应适应性性柴柴油油机机好好小小 低低可可靠靠大大不不易易大大大大难难 高高不好不好汽汽油油机机差差大大高高不不可可靠靠 小小易易小小小小易易 低低好好应用：应用：