汽车总体布置与运动校核

第七节

汽车总布置设计

总布置设计

总布置设计结果

性能参数、总布置图（总布置草图、校对图）

总布置图作用

总布置草图：通常包括１:５总布置草图（满载）和１:１总布置尺寸控制图；

总布置校对图：总布置考虑的主要项目整车各项性能的设计计算

发动机与传动系布置；

转向装置、悬架和制动系布置；车身内部（载货、客）空间布置；

驾驶区座椅、踏板和变速杆等布置；

燃料箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置；

底板、仪表板等车身基本骨架形状;

发动机舱、室内装置和后行李舱等局部空间布置；

悬架、轮胎(车轮)的工作范围制动系布置

总布置草图绘制

（满载状态）画总布置基准线－总布置坐标系车身与驾驶区布置转向－悬架布置油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置货车车箱布置动力总成（发动机-离合器-变速器）布置驱动桥－传动轴布置一、整车布置基准线（面）－零线的确定地面线车架上平面线＊前轮中心线汽车中心线OO＊：货车、客车－车架上平面（车架纵梁上翼面较长的一段）；

客车（承载式车身）－车身中部地板或边梁上翼面；

轿车－车身地板平面或通过前轮中心的水平线X∥地面线基准线－坐标系画法？轿车总布置基准线－坐标系前轮中心XOZ地面线Z总布置基准线－坐标系画法前轮垂直线后轮垂直线Or0r0αF地面线αF（0.5°～1.5°）rrO1rrO2abLAB前轮中心线车架上平面线X后轮中心线

货车与客车的车架上平面线Ｘ∥地面线，一般设计成与地面线有一个小夹角αF（0.5°～1.5°），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；轿车不必如此，Ｘ∥地面线皆为水平线！总布置基准线－坐标系αF后轴中心线前轮垂直线后轮垂直线地面线车架上平面线X汽车中心线ZY前轴中心线Y汽车中心线OZ前轮中心线αF后轮中心线二、各部件的布置

1、动力总成（发动机-离合器-变速器）布置Kcb发动机前端面发动机曲轴中心线αE传动轴中心线γ1前轮中心∥车架上平面线注：发动机曲轴中心线一般设计成与车架上平面线向下有一个小夹角αE（货车1°～4°；轿车3°～4°

），即前高后低，以减小传动轴夹角γ1

！发动机前置－后驱动KZ总布置－动力总成布置

发动机前置－后驱动Or0r0αF地面线αF（0.5°～1.5°）rrO1rrO2abLABX

发动机的上下位置－影响质心高度、离地间隙和驾驶员视野；

发动机的前后位置－影响前后轴荷分配、轿车前排座位的乘坐舒适性、传动轴长度和夹角、货车的面积利用率；

发动机的左右位置－影响底盘系统的受力和发动机悬置同时考虑车架上平面线2、传动系布置

发动机前置－后驱动

主减速器主动轴线位置－与车架上平面有一个夹角αr(４°～７°)，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。轿车常将传动轴布置成Ｕ形方案（图1-19），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）；驱动桥半轴中心位置－与驱动轮中心重合；差速器壳体中心线位置－最好与汽车中心线重合，以使左、右半轴通用γ1γ2αrαE车架上平面线3、转向装置布置

转向盘的位置－保证驾驶员能舒适地进行转向操作转向器的位置－转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近

转向器用万向节和转向传动轴将它们连接起来

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。4、悬架布置

CA1091前悬架

前悬架钢板弹簧布置在纵梁下面，且成前高后低状。。减振器应尽可能布置成直立状，前悬架装置布置示例

EQ1090E前悬架后悬架装置布置示例

某轿车非对称钢板弹簧后悬架

后悬架钢板弹簧－布置在车架纵梁外侧与车轮之间。减振器－应尽可能布置成直立状。后悬架装置布置示例

少片簧钢板弹簧后悬架后悬架装置布置示例

某渐变刚度钢板弹簧后悬架5、制动系布置

制动踏板布置－考虑人体特性要求，

制动管路布置－要注意安全可靠、整齐美观。6、踏板布置

离合器踏板、制动踏板和油门踏板：油门踏板一般比制动踏板稍低：油门踏板保证驾驶员应当用脚后跟支靠在地板上：考虑人体特性要求7、油箱、备胎、行李箱和蓄电池等

附件布置

油箱－油箱应远离消声器、排气管和裸露的电器接头及开关，

备胎－应保证备胎拆装方便，并有利于汽车质心位置的降低。轿车备胎）；货车备胎

行李箱－应保证有足够的有效容积客货两用轿车将后排座椅设计成可翻式，形成大容积的行李箱。

蓄电池－蓄电池与起动机应位于同侧：

（1）人体尺寸分布规律百分位数：例如，成年男子身高第50百分位数为1688mm，即第50份点上的数值为1688mm，表明有50%的人身高低于此值。人体的基本尺寸（图1-21、表1-15，21项的均值和标准差）车内空间、操纵机构、座椅的布置均以之作为依据；以均值决定基本尺寸，标准差决定调整量；男子身高为例，取μ±1.645σ，表明90%男子的身高在1553~1822mm范围内。8、车身内部布置

21（2）人体样板将躯干、大腿、小腿、脚等模型板利用铰链联接，用来进行车身内部布置的平面人体模型。人体样板通常有三种尺寸：第10、50、95百分位，分别代表矮小、中等、高大的人体身材；它们的躯干尺寸相同，但小腿和大腿尺寸不一样；人体样板用有机玻璃或胶合板制作，比例为1:5（设计初期）、1:2和1:1。

22（2）人体样板（续）布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置；人体样板上的胯点要与初选的座椅上的“胯”点重合；人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。然后根据选定的坐姿角α、β、γ及δ在图样上进行布置，检查初选的b值等是否合适。驾驶时，人体各部分的夹角应符合人体工程学的要求。

239、乘用车外廓尺寸的确定（1）H点与R点胯点能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中的位置。H点——人在座椅中坐定，实车测得的胯点位置；R点——设计之初，根据总布置要求初选的一个座椅调至最后、最下位置时的“胯点”。它是设计参考点。试制出样车后，将座椅调至最后、最下位置，测量胯点即为H点；如果测定的H点不超出以R点为中心的水平边长30mm、铅直边长20mm的矩形方框范围，并且靠背角与设计值的差值不大于3°，则认为H点与R点的相对位置满足要求。

24（2）顶盖轮廓线的确定纵向轮廓线的确定横向轮廓线的确定货车驾驶室内部布置（表1-17）轿车车身内部布置例轿车车身内部布置示例客车车身内部布置（表1-18)货车车箱布置

货车货箱布置－影响汽车总体尺寸、轴荷分配、质心高度与货物装卸方便性、安全性等。Lr△LhPL货箱底板平面△

(50～100mm)O后悬LrhP

(1～1.4m)△L(12～22％L)△平头车和自卸车

总体尺寸较核图－货车L∑αFαrhdH△LFLrLγρ10、安全带与安全气囊1、乘员受伤主要源自于二次碰撞；2、安全带有两点式、三点式和四点式之分3、腰带、肩带固定点(日本标准）第八

汽车总体运动校核运动校核一般包括以下各项：

１、转向轮跳动和转向过程中与翼子板、转向杆系之间运动关系;

２、传动轴随后轮跳动时的运动关系;

３、转向杆系与悬架导向机构（转向轮）运动协调

４、后轮跳动时与翼子板间的相对关系;

５、制动时前轴的扭转所产生的转向干涉，防止产生制动跑偏;

６、驾驶区各种操纵机构的运动轨迹：７、可翻转的驾驶室翻转时：BBA1转向摇臂转向节臂纵拉杆纵拉杆转向摇臂转向杆系结构转向杆系－悬架导向机构运动协调校核转向杆系－悬架导向机构

运动协调校核图O２转向节臂A1随悬架跳动中心δ纵拉杆

运动的不协调所产生的转向干涉量(上跳δ／下跳δ’)是否在控制范围内?O1钢板弹簧跳动中心δ’钢板弹簧C静挠度下跳动挠度上跳GHH’G’

转向节臂端点Ａ1随悬架跳动绕O2点运动轨迹JJ’，上跳G／下跳G’

转向节臂端点Ａ1随转向纵拉杆绕B点运动轨迹KK’

，上跳H／下跳H’转向摇臂BＡ1转向节臂转向轮跳动传动轴跳动较核后轮跳动传动轴跳动AA1A2O2传动轴随后轮跳动时的运动关系γ1γ2传动轴随车轮跳动校核图AA2O1fd–动挠度fc-静挠度△f-反跳O2A1①传动轴上下极限位置及其最大摆角θmax②传动轴夹角及其变化γmax,γ满载

,γ空载

,γ1=γ2?

③传动轴长度及其变化△L=Lmax-Lminθmax

校核：车轮跳动AO1+O1A2min{AE,AE”}传动轴A-A2EE’E”钢板弹簧A1跳动中心传动轴A2跳动中心附录资料：不需要的可以自行删除CASS工艺1CASS工艺简介2CASS工艺的基本原理3CASS工艺的基本特点4CASS工艺主要设计参数1CASS工艺简介CASS（CyclicActivatedSludgeSystem）工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。其基本结构是：至少由两个区域组成，即生物选择区和主反应区，但也可在主反应区前设置一兼氧区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可实现总体上连续进水，间断排水。

2CASS工艺的基本原理

CASS是一种具有脱氮除磷功能的循环间隙废水生物处理技术。每个CASS反应器由生物选择区、兼氧区和主反应区三个区域组成。

CASS反应器CASS反应器1.生物选择区2.兼氧区3.主反应区2CASS工艺的基本原理CASS工艺集反应、沉淀、排水功能于一体，污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。生物选择区作用在生物选择区内，通过主反应区污泥的回流并与进水混合，不仅充分利用了活性污泥的快速吸附作用而且加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物起到良好的水解作用，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。生物选择区还可有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定性。在生物选择区中，污泥回流液中存在的少量硝酸盐氮（约为2mg/L）可得到反硝化，反硝化量可达整个系统反硝化量的20%左右。选择器可定容运行，亦可变容运行，多池系统中的进水配水池也可用作选择器。兼性区作用兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用，同时还具有促进磷的进一步释放和强化氮的反硝化作用。主反应区作用主反应区则是最终去除有机底物的主要场所。运行过程中，通常将主反应区的曝气强度以及曝气池中溶解氧强度加以控制，以使反应区内主体溶液中处于好氧状态，保证污泥絮体的外部有一个好氧环境进行硝化；活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而较高的硝酸盐浓度（梯度）则能较好地渗透到絮体内部，有效地进行反硝化，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用。CASS工艺的循环运行过程

CASS以一定的时间序列运行，其运行过程包括进水－曝气、进水－沉淀、停止进水－排水和进水－闲置等4个阶段并组成其运行的一个周期。CASS工艺的循环运行过程不同的运行阶段的运行方式可根据需要进行调整,如无反应进水（即进水时既不曝气也不搅拌）、无曝气进水混合、进水曝气及不进水曝气等。一个运行周期结束后，重复上一周期的运行并由此循环不止。CASS工艺的循环运行过程

循环过程中，反应器内的水位随进水而由初始的设计最低水位逐渐上升至最高设计水位，因而运行过程中其有效容积是逐渐增加的（即变容积运行）。曝气和搅拌阶段结束后，在静止条件下使活性污泥絮凝并进行泥水分离，沉淀结束后通过移动堰表面滗水装置排出上清水层并使反应器中的水位恢复至设计最低水位，然后，重复上一周期的运行。CASS工艺的循环运行过程

为保证系统在最佳条件下运行，必须定时排泥。CASS反应器中经沉淀后的污泥浓度可达10000mg/L以上，剩余污泥量要比传统的活性污泥处理工艺少得多。CASS工艺的循环操作过程（1）曝气阶段：由曝气装置向反应池内充氧，此时有机污染物被微生物氧化分解，同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3--N。CASS工艺的循环操作过程（2）沉淀阶段:

此时停止曝气，微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底，上层水变清。CASS工艺的循环操作过程（3）滗水阶段:

沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。CASS工艺的循环操作过程（4）闲置阶段:

闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。具体运行过程分析（1）进水—曝气阶段。此阶段，边进水边曝气，同时将主反应器区的污泥回流至生物选择器。污泥回流量约为处理废水量的20%。

具体运行过程分析（2）进水—沉淀。此阶段，停止曝气，静置沉淀以使泥水分离。在沉淀刚开始时，由于曝气所提供的搅拌作用剩余的混合能使污泥发生絮凝，随后污泥以区域沉降的形式下降，因而所形成的沉淀污泥浓度较高（当混合液的污泥浓度为3500mg/L时，经沉淀后污泥的浓度可达到10000mg／L以上）。与SBR工艺不同的是，CASS工艺在沉淀阶段不仅不停止进水，而且污泥回流也不停止。由于在沉淀期间反应器不排水，因而在合理设计的条件下，反应器犹如竖流式沉淀池，而其表面负荷则要比竖流式沉淀池低得多，可获得良好的沉淀分离效果。具体运行过程分析（3）停止进水－排水。此阶段，CASS反应器停止进水。根据处理系统中CASS反应器个数的不同，或者将原水引入其它CASS反应器（两个或两个以上CASS反应器），或者将原水引入CASS反应器之前的集水井（单个CASS反应器）。排水均采用自动控制的滗水器进行。排水期间，污泥回流系统照常工作。污泥回流的目的是提高缺氧区的污泥浓度，以使随污泥回流该区内污泥中的硝态氮进行反硝化，并进行磷的释放而促进在好氧区内对磷的吸收。由于CASS反应器在运行过程中的最高水位和滗水时的最低水位是设计确定的，因而在滗水期间进行污泥回流不会影响出水水质。具体运行过程分析（4）进水－闲置阶段。实际运行过程中，由于滗水时间往往要比设计滗水时间短，其剩余时间通常用于反应器内污泥的闲置以恢复污泥的吸附能力。正常的闲置期通常在滗水器恢复待运行状态后4~5min开始。闲置期间，污泥回流系统照常工作。在实际运行过程中，闲置阶段往往与排水和排泥过程同步进行，因而一般不需在运行周期中独立分配时间。

1.3CASS工艺的基本特点

与传统的