第一章车辆总体设计

1、车辆理论车辆理论 与与设计设计本课程的基本要求和目的 本课程重点讲解车辆及其底盘的设计、分析本课程重点讲解车辆及其底盘的设计、分析与计算方法，使学生学会分析和评价车辆及其底与计算方法，使学生学会分析和评价车辆及其底盘各总成的结构与性能，合理选择结构方案及有盘各总成的结构与性能，合理选择结构方案及有关参数。并学到一些车辆性能评价与计算方法，关参数。并学到一些车辆性能评价与计算方法，为进一步的学习和工作打下基础为进一步的学习和工作打下基础。 参考书 第一章 车辆总体设计第一章 车辆的总体设计1 车辆总体设计任务及开发程序 2 车辆形式的选择3 车辆主要参数的选择4 发动机选择5 车辆的总体布置6

2、运动校核1.1 车辆总体设计任务及开发程序 一、车辆总体设计的任务 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.对车辆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。二、车辆开发程序 1.设计任务书编制阶段 (1)调查分析： 社会调查 使用调查 生产调查 市场预测 (2)概念设计： 总体布置草图 造型设计 油泥模型制作分析市场容量的大小，最经济的生产纲领、生产方式，用户对产品的要求以及有关法规的规定。调查同类车辆的使用情况，包括使用中反映出来的优缺点，还应当搜集总成、零件的损坏统计资料和进行寿命分析；车辆

3、的使用条件；用户对车型的要求。 总体布置草图主要任务： a.根据车辆的总体方案及整车性能参数，提出对各总成、部件的布置与特性参数等设计要求； b.协调整车与总成间、相关总成间的布置关系和参数匹配关系，使之在给定使用条件下，其使用性能达到最优。总体布置草图主要布置内容：车厢及驾驶室的布置，主要依据人机工程学来进行布置，在满足人体的舒适性的基础上，合理的布置车厢和驾驶室。发动机与离合器及变速器的布置、传动轴的布置、车架和承载式车身底板的布置、前后悬架的布置、制动系的布置、油箱、备胎和行李箱等的布置、空调装置的布置。轿车总布置图保时捷跑车总体布置方案正视图 造型设计 造型设计包括外形、内饰和色彩设计

4、设计。 设计阶段包括设计草图和设计效果图两个阶段。油泥模型制作 随着计算机的应用，草图绘制完成后，可以用使用各种绘图软件制作三维电脑数据模型（这种模型能够直接将数据输入5轴铣削机，铣削出油泥模型），看到更加清晰的设计表现效果，然后进行1：5的油泥模型制作。 油泥模型制作(3)编写设计任务书 可行性分析。 产品型号及其主要使用功能，技术规格和性能参数； 整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参 数。标准化、通用化、系列化水平； 国内、外同类车辆技术性能分析和对比； 本车拟用的新技术、新材料和新工艺。 2.技术设计阶段总布置设计 车身造型数据生成 白车身工程设计底盘工程设计发动机工程设计技技术

5、术设设计计内外饰工程设计电器工程设计 3.样车试验阶段 样车试验包括两个方面：性能试验和可靠性试验。 性能试验目的是验证设计阶段各个总成以及零部件经过装配后能否达到设计要求，及时发现问题，做出设计修改完善设计方案。 可靠性试验目的是验证车辆的强度以及耐久性。 车辆的试验形式主要有试验场测试、道路测试、风洞试验、碰撞试验等。 各个车辆企业都有自己的试验场，试验场的不同路段分别模拟不同路况，有沙石路、雨水路、搓板路、爬坡路等等。 4.生产准备阶段 进行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。5.生产销售阶段 (1) 对产品正式批量生产； (2)对产品进行销售和售后服务工作； (

6、3)售后服务工作中征求用户意见，反映给有关部门， 以利改进和不断提高产品质量、扩大市场。上海汽车整车开发流程实例公司新车型开发组织结构公司新车型开发组织结构技术中心组织结构重要里程及时间模板整车开发流程总揽年度车2008“最佳工程设计奖”中国车辆工程协会 1.2 车辆形式的选择一、轴数 1.影响选取轴数的因素： 车辆的总质量 轮胎的负荷能力 道路法规对轴载质量的限制 2.我国公路标准规定 ： 单轴最大允许轴载质量为10t； 双连轴最大允许轴载质量为18t； 总质量小于19t的公路运输车辆 ：双轴车辆 总质量在1926t的公路运输车 ：三轴形式 二、驱动形式 42 轿车和总质量小的公路用车辆轿车

7、和总质量小的公路用车辆 44 越野车辆越野车辆 62 总质量在总质量在1926t的公路用车辆的公路用车辆 车辆驱动形式：车辆驱动形式： 64 66 越野车辆越野车辆 84 2632t的公路用车辆的公路用车辆 88 越野车辆越野车辆 三、布置形式 定义：指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系。 1.乘用车的布置形式 (1)发动机前置前驱动 (FF) (2)发动机前置后驱动 (FR) (3)发动机后置后驱动(RR) （1）发动机前置前驱动 a、有明显的不足转向性能； b、越过障碍的能力高； c、动力总成结构紧凑； d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低） e、有利于提高车辆的机

8、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； 优点： 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） 车辆爬坡能力降低； 发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。 应用：应用：Audi100、Santana2000、Bulck、Passat、中华、 富康、飞度、 宝来、夏利等轿车，均采用发动机前置前轮驱动的布置形式。 主要缺点：（2）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、操纵机构简单； d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高 ； e、发动

9、机冷却条件好； f、爬坡能力强； g、行李箱空间大； 优点： a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适性； b、车辆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、车辆的总长较长，整车整备质量增大，影响车辆的 燃油经济性和动力性。 应用： 高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳 ） 如宝马7系列、奔驰S级、雷克萨斯等主要缺点：（3）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） b、改善了驾驶员视野； （车辆前部高度有条件降低 ） c、整车整备质量小； d、客厢内地板比较平整 ； e、爬坡能力强； a、后桥负荷重，使车辆具有过

10、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 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； 应用： 较少 优点：主要缺点：轿车各种布置方案优缺点比较 比较项目前置前驱前置后驱后置后驱动力总成紧凑不紧凑紧凑拆装传动系困难容易困难等速万向节需要不需要不需要轮胎寿命前胎短较长较长撞车安全性不好不好好整备质量轻重轻轴荷分配前重后轻适中后重爬坡能力低较好强操纵稳定性不足转向大 操纵机构简单简单复杂2.客车的布置形式 发动机前置后桥驱动 根据发动机的位置不同可分: 发动机后置后桥驱动 发动机中置后桥驱动（1）发动机前置后桥驱动 a、动力总成操纵机构结构简单； b、

11、散热器位于车辆前部，冷却效果好； 特点 c、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； d、发动机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； b、地板平面离地面较高 ； 缺点 c、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。 （2）发动机后置后桥驱动 a、能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量； b、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； 特点特点: d、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； f、行

12、李箱大（旅游客车）、地板高度低 （城市客车） g、传动轴长度短。 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； 缺点缺点 b、动力总成操纵机构复杂； c、驾驶员不容易发现发动机故障。 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。 （3）发动机中置后桥驱动 a、轴荷分配合理； 特点 b、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 发动机的限制； d、乘客车门能布置在前轴之前等。 应用于旅游大客车 a、发动机必须用水平对置式的，且布置在地板下部， 给检修发动机带来困难； b、驾驶员不容易发现发动机故障； 缺点缺点 c、发

13、动机在热带的冷却条件和寒带的保温条件均 不好； d、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； e、受发动机影响，地板平面距地面较高； 3.货车布置形式 长头式 按驾驶室与发动机相对位置的不同可分： 短头式 平头式 偏置式 （1）长头式 a、发动机位于驾驶室前部 ； 特点： b、发动机及其附件的接近性好 ； c、有利于发动机散热 ，操纵机构布置简单。 a、车辆面积利用率低； 缺点： b、视野差 ； c、机动性差。 应用：使用条件差的货车、越野车 （2）短头式 a、发动机有少部分位于驾驶室内 ； 特点： b、车辆面积利用率及视野有所改善； c、有利于发动机散热 ，操

14、纵机构布置简单； a、车辆面积利用率低； 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 （3）平头式 a、驾驶室位于发动机之上 ； 特点 ： b、车辆面积利用率高、视野好； c、最小转弯半径小； a、前轴负荷大，因而车辆通过性能变坏 ； 缺点： b、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 ； d、驾驶室内受热及振动均比较大； f、正面碰撞时， 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。 应用：各种级别的货车 （4）偏置式 a、驾驶室位于发动机之旁 ； 特点：特点： b、具有具

15、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 1-3 车辆主要参数的选择 一、车辆主要尺寸的确定 外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬1.外廓尺寸 货车、越野车、整体式客车12m 单铰接式客车18m 外廓尺寸长 半挂车辆列车16.5m 全挂车辆列车20m 车辆宽2.5m（不包括后视镜 ） 车辆高4m （空载、顶窗关闭状态下 ） 注：不在公路上行驶的车辆，其外廓尺寸不受上述规定限制。车辆外廓尺寸限界规定几种常见轿车外廓尺寸车型车长（mm）车宽(mm)车高(mm)2008款 飞度1.5 390014

16、9015252011款 卡罗拉 1.64545176014902011款 朗逸 1.6 4608174314652011款 天籁2.54850179514752011款 雅阁2.4 4960184514802010款 皇冠 3.0 5005181015002010款 奥迪A6L 2.4 5035185514852010款 宝马 760Li 5212190214842010款 奔驰 S600L 5230187114852010款 法拉利5994710196213262.轴距L 整备质量 车辆总长 传动轴长度 最小转弯直径 纵向通过半径 轴距过短影响：车厢长度不足或后悬过长车辆制动性和操纵稳定性变

17、坏对平顺性不利万向节传动轴的夹角增大确定原则：级别越高的轿车，装载量的货车或载客量多的客车轴距取得长。对机动性要求高的车辆轴距宜取短些。L影响因素3.前轮距B1和后轮距B2 车辆总宽 总质量 最小转弯直径 侧倾刚度 确定总原则：受车辆总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。 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。 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。影响车型类别轴距L/mm轮距B/mm轿车微型车2000220011001380普通级21002540115

18、01500中级2500286013001500中、高级2850340014001580高级290039001560162042货车微型1700290011501350轻型2300360013001650中型3600550017002000重型4500560018402000矿用自卸车总质量ma/t6039004800大客车城市大客车（单车）长途大客车（单车）450050001740205050006500各类车辆的轴距和轮距 4.前悬LF和后悬LR 1）车辆通过性 2）驾驶员视野 3）碰撞安全性 4）前钢板弹簧长度 5）车辆造型 前悬LF ： 长头货车一般在11001300mm范围内。 后悬L

19、R ： 轻型、中型货车一般在12002200mm之间； 特长货箱车辆的后悬可达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。 影响二、车辆质量参数的确定 1.整车整备质量m0 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： 车辆的制造成本 燃油经济性 减少m0 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： a、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 的统计平均值估计。 a、质量系数m的定义：指车辆装载质量与整车整

20、备质量的比值。 质量系数反映了车辆的设计水平和工艺水平。0m车辆类型质量系数货车轻型0.801.10中型1.201.35重型1.301.70矿用自卸车最大装载质量me/t451.301.70不同类型车辆的质量系数 车型人均整备质量值/（t人-1）车型人均整备质量值/（t人-1）微型轿车0.150.16中高级以上轿车0.290.34普通级轿车0.170.24中型以下客车0.0960.16中级轿车0.210.29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 几种常见轿车整备质量车型车长（mm） 车宽(mm) 车高(mm) 车身重量（kg ） 2008款 飞度1.5 3

21、900149015251039 2011款 卡罗拉 1.64545176014901300 2011款 朗逸 1.6 4608174314651285 2011款 天籁2.548501795147515332011款 雅阁2.4 4960184514801547 2010款 皇冠 3.0 5005181015001740 2010款 奥迪A6L 2.4 5035185514851755 2010款 宝马 760Li 5212190214842250 2010款 奔驰 S600L 5230187114852307 2010款 法拉利5994710196213261605 2.车辆的载客量和装载质

22、量 （1）车辆的载客量 定义定义： 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）车辆的装载质量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：注：越野车辆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。 3.车辆总质量ma 车辆总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。 乘用车和商用车客车的总质量由整备质量m0、乘客和驾驶员以及乘客行李质量三部分组成。 ma= m

23、0+65n+an 商用车货车的总质量由整备质量m0、装载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成。 ma= m0+ me +65n14.轴荷分配 定义：指车辆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。 a、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） c、转向轻便； d、轴荷转移尽量小； f、良好的操纵稳定性 ；（不足转向特性） g、通过性要求。确定原则车型满载空载前轴后轴前轴后轴轿车发动机前置前轮驱动47%60%40%53%56%66%34%44%发动机前置后轮驱动45%50%50%55%51%56%4

24、4%49%发动机后置后轮驱动40%46%54%60%38%50%50%62%货车42后轮单胎32%40%60%68%50%59%41%50%42后轮双胎，长、短头式25%27%73%75%44%49%51%56%42后轮双胎，平头式30%35%65%70%48%54%46%52%64后轮双胎19%25%75%81%31%37%63%69%各类车辆的轴荷分配 随着道路条件的改善，车辆特别是中、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。

25、 （1）最高车速vamax 1.动力性参数考虑车辆的用途公路条件及安全设施发动机功率三、车辆性能参数的确定 （2）加速时间t 对于vamax 100km/h的车辆，常用 加速到100km/h所需的时间来评价 定义：车辆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的车辆，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：用车辆满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示 。 越野车辆能克服60%坡度。 要求： 轿车、货车、越野车辆的使用条件不同，对它们的上坡能 力要求也

26、不一样。 （4）车辆比功率和比转矩 定义比功率：车辆所装发动机的标定最大功率与车辆最大总质 量之比。 比转矩：车辆所装发动机的最大转矩与车辆总质量之比。 可以综合反映车辆的动力性 能反映车辆的牵引能力 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。我国GB7258-2004机动车运行安全技术条件规定：农用运 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 于4.8Kw/t。客车的比功率见交通部行业标准JT/T325-1997 。 要要求求表1-9 车辆动力性参数范围车辆类别最高车速vamax/（kmh-1）比功率Pma-1/（kWt-1）比转矩Tma-1/（Nm

27、t-1）轿车微型级110150306050110普通级120170356580110中级130190407090130中、高级1402305080120140高级16028060110100180货车微型8013516283044轻型15253844中型7512010203347重型6202950 车辆动力性参数范围 2.燃油经济性参数评价指标： 车辆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)。 注注: 货车有时用单位质量的百公里油耗量来评价 车 型微型轿车普通级轿车中级轿车高级轿车百公里燃油消耗量/L（100km）-14.47.571210161

28、823.5总质量ma/t汽油机柴油机总质量ma/t汽油机柴油机122.502.601.431.53轿轿车车货货车车几种常见轿车动力性与经济性参数车型最高车速加速时间(0-100km)厂商油耗 2011款 凯越 1.6 180.0 km/h 12.9 秒 7.7 L/100km 2011款 卡罗拉 1.6180.0 km/h 6.9 L/100km 2011款 朗逸 1.6 174.0 km/h 12.8 秒6.0 L/100km 2010款 君越 2.4 200.0 km/h 10.4 秒 6.3 L/100km 2009款 皇冠 2.5 219.0 km/h 6.0 L/100km 2010

29、款 奥迪A6L 2.4 222.0 km/h 9.3 秒 7.0 L/100km 2010款 宝马 760Li 250.0 km/h 4.6 秒 13.0 L/100km 2010款 奔驰 S600L 250.0 km/h 4.6 秒 14.3 L/100km 2010款 法拉利599330.0 km/h 3.7 秒 21.3 L/100km 2010款 布加迪威航16.4 407.0 km/h 2.7 秒 24.1 L/100km 3.机动性参数评价指标： 最小转弯直径Dmin 定义定义: 转向盘转至极限位置时，车辆前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径影响因素转向轮最大转角车辆轴距轮

30、距等 机动车的最小转弯直径不得大于24m。当转弯直径为24m时，前转向轴和末轴的内轮差（以两内轮轨迹中心计）不得大于3.5m。要求GB7258-2004机动车运行安全技术条件 车型级别Dmin/m车型级别Dmin/m轿车微型79.5货车微型812普通级8.511轻型1019中级912中型1220高级1114重型1321客车微型1013矿用自卸车中型1420装载质量me/t451824各类车辆的最小转弯直径Dmin 4.通过性的几何参数评价指标最小离地间隙hmin接近角离去角纵向通过半径等 车辆通过性的几何参数车型hmin/mm/（）/（）/m42轿车150220203015223.08.344

31、轿车210455035401.73.642货车250300406025452.36.044货车、66货车260350456035451.93.642客车、64客车22037010406204.09.05.操纵稳定性参数设计指标 (与总体设计有关） 转向特性参数要求：ay=0.4g 时， （1-2） =13为宜 车身侧倾角要求：ay=0.4g 时， 3较好， max 7。 制动前俯角 要求：ay=0.4g 时， 车身的前俯角不大于1.5 6.制动性参数车辆制动性定义：车辆在制动时，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 一定坡道上长期驻车的能力。 制动效能评

32、价： 制动距离St平均制动减速度j 有关（GB7258-2004）机动车运行安全条件中规定的路试检验行车制动和应急制动性能要求见下表。 车辆类型行车制动应急制动制动初车速/(kmh-1)制动距离/mFMDD/(ms-2)试车道宽度/m踏板力/N制动初车速/(kmh-1)制动距离/mFMDD/(ms-2)操纵力/N()座位数9的客车满载50205.92.550050382.9手400脚500空载196.2400其它总质量4.5t的车辆满载50225.42.570030182.6手600脚700空载215.8450其它车辆、车辆列车满载30105.03.070030202.2手600脚700空载9

33、5.4450道路试验检验行车制动和应急制动性能要求 1-4 发动机的选择 一、发动机形式的选择 当前车辆上使用的发动机仍然是以往复式内燃机为主 1.往复式内燃机： (按油类分)汽油机柴油机 特点：平稳、噪声小、转速高、体积 小、易启动、转矩适应性好等。缺点： 排污大、功率小。 特点：功率大、排污小、寿命长、成本 低等。缺点： 工作粗暴、噪声大、ne小、体积 大、启动困难。应用：l汽油机主要用于轻型车和轿车l柴油机主要用于货车、大型客车上。随着发动机技术的 进步，轻型车和轿车用柴油机有日益增多的趋势。 2.按汽缸排列型式 直列式 ：结构简单、宽度窄、布置方便。但 当发动机缸数多时，在车辆上布置

34、困难，且高度尺寸大。适 用于6缸 以下的发动机。水平式：平衡好，高度低。在少量大客车上 得到应用 。 v 型式：曲轴刚度高度，尺寸小，发动机系列 多。但用于平头车时，发动机宽布置 较为困难，造价高。主要用于中、高 轿车以及重型货车上。3.按冷却形式 风冷： 结构简单、维修方便、适应性好。 冷却不均匀、噪声大、耗功大。 主要用于摩托车 冷却均匀可靠、散热好、噪声小； 能提供车内供暖、较好适应发动机增压 后散热的需要。 缺点是冷却系结构复杂；使用与维修不方水冷： 便；冷却性能受环境温度影响较大，夏季 冷却水容易过热，冬季又容易过冷，并且 在室外存放，水结冰后能冻坏气缸缸体和 散热器。 大部分车辆用

35、水冷发动机 二、发动机主要性能指标的选择Pemax的确定 ： 1.发动机最大功率Pemax及相应转速np a: 最大功率Pe Pemax 影响动力性初步设计： 同类车的比功率统计值由设计的vamax )761403600(13maxmaxmaxaDaraTevACvgfmPb: 转速npnp 发动机的类型 vamax 确定 Pemax 一般：汽油机np=30007000r/min 柴油机np=18004000r/min2.最大转矩Temax及相应的转速nT Temax 影响加速性能、爬坡性和动力因素peenaPTmaxmax9549 Temax计算： nT: 一般np/ nT1.4 (1.42

36、.0 发动机设计保证)式中式中: Temax为最大转矩（Nm）； a为转矩适应系数，一般在1.11.3之间选取； Pemax为发动机最大功率（kW）； np为最大功率转速（r/min）。几种常见轿车最大功率与最大转矩车型最大功率最大转矩厂商油耗 2008款 飞度1.5 88kw/6600rpm 145Nm/4800rpm -2011款 卡罗拉 1.690kw/6000rpm154Nm/5200rpm180.0 km/h 2011款 朗逸 1.6 77kw/5250rpm 155Nm/3750rpm 174.0 km/h 2011款 天籁2.5136kw/6000rpm 232Nm/4400rp

37、m -2011款 雅阁2.4 132kw/6500rpm 225Nm/4500rpm 200 km/h2009款 皇冠 2.5 145/6200kw/rpm 242/4400Nm/rpm 219.0 km/h 2010款 奥迪A6L 2.4 130kw/6000rpm 230Nm/3000-5000rpm 222.0 km/h 2010款 宝马 760Li 400/5650kw/rpm 750/1500Nm/rpm 250.0 km/h 2010款 奔驰 S600L 380/5000kw/rpm 830Nm/1900-3500rpm 250.0 km/h 2010款 法拉利599456/760

38、0kw/rpm 608/5600Nm/rpm 330.0 km/h 2010款 布加迪 威航736/6000kw/rpm 1250/2200-5500Nm/rpm 407.0 km/h 三、发动机的悬置发动机是车辆的主要振源之一 1.悬置设计的要求 a、悬置元件应具有一定的刚度。（发动机正常工作时，静位移小） b、良好的隔振性能。 c、具有一定的减振降噪功能。 低频段：提供大阻尼降低振幅 高频段：提高低的动刚度衰减高频噪声 （发动机工作频率10500HZ） d. 耐机械疲劳、橡胶材料的热稳定性好、抗腐蚀性强。2.发动机悬置的结构 结构橡胶悬置：动刚度一定、阻尼损失角一定 。 用于货车。液压悬置

39、：动刚度和阻尼损失角随频率变化， 在525HZ内较大，有利于衰减发动机 怠速频段内（2025HZ）的大幅振动。 用于轿车。液压悬置结构简图液压悬置结构简图1螺纹联接杆 2限位挡板 3上惯性通道体 4橡胶膜 5盘状加强圈6下惯性通道体 7橡胶底膜 8底座 9橡胶主簧座 10惯性通道体11橡胶主簧 12金属骨架橡胶悬置和液压悬置动特性橡胶悬置和液压悬置动特性a)动刚度曲线 b)阻尼损失角曲线制动系制动系布置布置1-5 总布置草图绘制总布置草图绘制 （满载状态）（满载状态）画总布置基准线总布置坐标系画总布置基准线总布置坐标系车身与驾驶区车身与驾驶区布置布置转向悬架转向悬架布置布置油箱、备胎、行李箱和

40、蓄电池等附件油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置布置货车车箱货车车箱布置布置动力总成动力总成（发动机（发动机-离合器离合器-变速器）布置变速器）布置驱动桥传动轴驱动桥传动轴布置布置一、整车布置基准线（面）零线的确定一、整车布置基准线（面）零线的确定地面线地面线车架上平面线车架上平面线前轮中心线前轮中心线汽车中心线汽车中心线OO：货车、客车货车、客车车架上平面（车架纵梁上翼面较长的一段）；车架上平面（车架纵梁上翼面较长的一段）； 客车客车（承载式车身）（承载式车身）车身中部地板或边梁上翼面；车身中部地板或边梁上翼面； 轿车轿车车身地板平面或通过前轮中心的水平线车身地板平面或通过前轮中心的水平线X

41、地面线地面线基准线坐标系基准线坐标系画法？画法？轿车总布置基准线坐标系轿车总布置基准线坐标系前轮中心前轮中心XOZ地面线地面线Z总布置基准线坐标系画法总布置基准线坐标系画法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货车与客车的车架上平面线的车架上平面线地面线地面线，一般设计成与地面线有一，一般设计成与地面线有一个小夹角个小夹角F（0.51.5），即前低后高，以保证汽车在即前低后高，以保证汽车在驱动行驶时车驱动行驶时车厢能趋于水平厢能趋于水平。画总布置草图

42、常将。画总布置草图常将车架上平面线车架上平面线置为置为水平线，而地面线水平线，而地面线为斜线；为斜线；轿车轿车不必如此，不必如此，地面线地面线皆为水平线！皆为水平线！总布置基准线坐标系总布置基准线坐标系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二、各部件的布置二、各部件的布置 1、动力总成（发动机、动力总成（发动机-离合器离合器-变速器）布置变速器）布置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

43、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一般设计成与车架与车架上平面线向下有一个小夹角上平面线向下有一个小夹角E（货车货车14；轿车轿车34 ），即前高后低，即前高后低，以减小传动轴夹角以减小传动轴夹角1 ！发动机前置后驱动发动机前置后驱动KZ总布置动力总成布置总布置动力总成布置发动机前置后驱动发动机前置后驱动Or0r0F地面线地面线F（0.51.5）rrO1rrO2abLABX 发动机的发动机的上下位置上下位置影响影响质心高度、离地间隙和驾驶员视野；质心高度、离地间隙和驾驶员视野； 发动机的发动机的前后位置前后位置影响影响前后

44、前后轴荷分配轴荷分配、轿车轿车前排座位的乘坐前排座位的乘坐舒适性舒适性、传动轴长度和夹角传动轴长度和夹角、货车的面积利用率；货车的面积利用率； 发动机的发动机的左右位置左右位置影响影响底盘系统的受力和发动机悬置底盘系统的受力和发动机悬置同同时时考考虑虑车架上平面线车架上平面线2 2、传动系、传动系布置布置发动机前置后驱动发动机前置后驱动 主减速器主动轴线位置主减速器主动轴线位置与车架上平面有一个夹角与车架上平面有一个夹角r r( () )，即，即向上翘起，以减小传动轴夹角，并使万向节传动轴两端夹角相等。向上翘起，以减小传动轴夹角，并使万向节传动轴两端夹角相等。轿车轿车常常将传动轴布置成将传动轴

45、布置成形方案形方案，可降低传动轴轴线的高度，有利于客厢地板和，可降低传动轴轴线的高度，有利于客厢地板和后排中间座椅的布置（减小地板凸包）；后排中间座椅的布置（减小地板凸包）； 驱动桥半轴中心位置驱动桥半轴中心位置与驱动轮中心重合与驱动轮中心重合； 差速器壳体中心线位置差速器壳体中心线位置最好最好与汽车中心线重合与汽车中心线重合，以使左、右半轴通用，以使左、右半轴通用12r rE E车架上平面线车架上平面线 U形布置万向节传动轴 （1）转向盘的位置 布置应考虑的问题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角）以取得转向盘转向盘前部盲区距离最小为佳；转向盘不应影响驾驶员观察

46、仪表；照顾到转向盘周围（如风挡玻璃等）有足够的空间。 布置应考虑的问题避免悬架运动与转向机构运动出现不协调现象；（转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近 ）防止转向盘后移伤及驾驶员； 要求转向轴在水平面内与车辆中心线之间的夹角不得大于5（影响踏板的布置和驾驶员腿部的操纵动作 ） 较高的传动效率（转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵杆之间的夹角布置 ）（2）转向器的位置 3.转向装置的布置4.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，不能车轮跳动时自行制动。制动管路布置平行管之间的距离不小于5mm，或者完全束在一起；交叉管之间的距离应不小于20mm；不要将管子布

47、置在车架纵梁内侧下翼上；（积水）5.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 6.油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置（1）油箱 油箱的容积 车辆最大续驶里程（一般200600km）来确定 油箱的布置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）；不应当布置在发动机舱内；轿车油箱常布置在

48、行李箱内 ；货车油箱布置在纵梁上 （2）备胎 轿车备胎常布置在行李箱内；客车、货车布置在车辆的侧面或后面。 布置（3）行李箱 （4）蓄电池的布置 轿车行李箱有效容积 中级轿车为0.40.7m3高级轿车为0.70.9m3。 轿车行李箱布置行李箱底部应尽量平整（能整齐地安放手提箱）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。 布置蓄电池与起动机应位于同侧；缩短线路；还要考虑拆装方便性和良好的接近性；7.车身内部布置1）货车驾驶室的布置要考虑人体工程学、视野要求标准：GB/T11563载货车辆驾驶员操作位置尺寸 货车驾驶员操作位置尺寸（驾驶室轮廓指其内侧表面） 驾驶姿

49、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) 2）货厢的布置贷厢与驾驶室之间应有一定距离(通常为50100mm）货厢和货物的质心离后轴中心线的距离 轴荷分配 后轮为双胎的长头或短头式车: (210)%L 平头车和自卸车：（1222 )%L栏板高度：一般取500800mm；装载体积应能保证尽量充分利用车辆的装载质量 可根据装载质量和所运货物的不同来选取货厢底板的高：一般此高度离地面1.01.4m 布置3）轿车的内部布置 轿车车身的内部布置尺寸 4）大型客车车身内部布置尺寸 v大型客车多为平头式；v驾驶员乘坐姿势与长头车相比更为直立；v座椅较高，转向盘与水平

50、面的夹角较小。 特点：标准：驾驶区布置 GB/T13053-91（客车驾驶区尺寸）乘客区布置 GB/T13055-91（客车乘客区尺寸）大型客车车身内部布置尺寸 8.轿车外廓尺寸的确定 a、H点和R点 H点定义：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 v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；v靠背角与设计值之间差值不大于3。要求： b、顶盖轮廓线的确定 v首先将座椅放置在高度方向和长 度方向的平均位置处；v然后确

51、定H点，并引出一条与铅垂 线成8的斜线；v再从H点沿8斜线方向截取 765mm的F点；vF点相当于第50百分位驾驶员的头 部最高点；v从F点垂直向上截取100135mm 为车顶内饰线。 车顶内饰线确定 车顶：包括钢板、隔离层、蒙面等，厚度为1525mm。顶盖的纵向轮廓线v车辆顶盖横剖面上的最高点：再增加2040mm； （因顶盖轮廓是上凸的曲面，并对称于车辆的纵轴线）v用同样的方法找出后排座椅上方最高点；v前、后座椅上方两点连线即为顶盖的纵向轮廓线。确定：v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；v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

52、。 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。v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。v 但此间距过大会使车辆上下比例失调，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100mm）、肘部和车门内表面之间的间隙（要求大于70mm）。c、车身横截面 形成:轿车车身横截面由顶盖、车门和地板的外形来形成。 9.车辆座椅安全带的位置 将乘员的身体约束在座椅上，在车辆发生碰撞时，避免乘员飞离座椅与车辆内饰件发生剧烈的二次碰撞，使伤亡减到最低的程度。 作用： vv车辆的碰撞碰撞分为一次碰撞一次碰撞和二

53、次碰撞二次碰撞。v一次碰撞一次碰撞: 车辆与车辆或车辆与障碍物 之间的 碰撞；v二次碰撞二次碰撞:一次碰撞后车辆的速度下降， 车内驾 驶员和乘员受惯性力的 作用继续以原有的速度向前运 动，并与车内物体碰撞。 统计数据表明，佩带座椅安全带使碰撞事故中乘员伤亡率减少1530。 分类 （固定安装方式） 两点式：能防止车辆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。只在后排座椅和货车中间座椅 上使用。三点式：由腰带和肩带组合而成。它既能防止乘员下 身有过大的位移，又能防止上身向前运动。 用于轿车前排和货车前排驾驶员座位四点式：又称马夹式安全带，是在两点式安全腰带上 再装两条报肩带而成。乘员保护性能最好， 由于实用性存在一些问题，一般仅用于特殊 用途车或赛车上。 各种型式