汽车设计01(下)(幻灯片)

三发动机的悬置发动机是汽车的主要振源之一

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10～500HZ）

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：动刚度和阻尼损失角θ随频率变化，

θ在5～25HZ内较大，有利于衰减发动机怠速频段内（20～25HZ）的大幅振动。用于轿车液压悬置结构简图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a)动刚度曲线b)阻尼损失角曲线§1-5汽车的总体布置

一、三维坐标的基准线（面）

绘制总布置草图

是汽车的总体布置的主要工作。

绘制总布置草图的目的：在图纸上实现总体方案校核各部件尺寸是否满足设计要求确定整车的基准线应在汽车满载状态下进行绘图时应将汽车前部绘的左侧。绘制要求1．车架上平面线定义：车架纵梁上翼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。作用：作为垂直方向尺寸的基准线（面），即z坐标线。

向上为“+”、向下为“-”，该线标记为：2．前轮中心线定义：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。作用：纵向方向尺寸的基准线（面），即x坐标线。向前为“-”，向后为“+”，该线标记为：3．汽车中心线定义：汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线

。作用：作为横向尺寸的基准线（面），即y坐标线。向左为“+”、向右为“-”，该线标记为：

画法4．辅助基准线定义：地平面在侧视和前视图上的投影线。

作用：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。定义：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

作用：标注汽车轴距和前悬的基准线。

当车架与地面平行时，前轮垂直线与前轮中心线重合（如轿车）。

（1）．地面线

（2）．前轮垂直线二、各部件的布置影响布置1．发动机的布置（1）发动机的上下位置离地间隙驾驶员视野

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。货车：通常将发动机布置在前轴上方，考虑到悬架缓冲脱落以后，前轴的最大向上跳动量达70～100mm，这就要求发动机有足够高的位置，以防止前轴碰坏发动机油底壳。

标注方法：用气缸体前端面与曲轴中心线交点K到地面高度尺寸b来标明发动机高度位置

影响布置（2）发动机的前后位置

汽车的轴荷分配

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

a

、减小传动轴夹角：前置后轮驱动汽车的发动机常布置成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成1°～4°夹角，轿车多在3°～4°之间

。b、前纵梁之间的距离：发动机前置后轮驱动的轿车，必须考虑吊装在发动机上的所有总成（如发动机、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。标注方法：用气缸体前端面到前轮中心线的距离尺寸c来标明发动机前后位置

（3）发动机的左右位置

影响底盘承载系统的受力

发动机悬置支架的统一性布置：发动机曲轴中心线在一般情况下与汽车中心线一致。少数汽车如4×4汽车，考虑到前轿是驱动桥，为了使前驱动桥的主减速器总成上跳时不与发动机发生运动干涉，将发动机和前桥主减速器向相反方向偏移。

2．传动系的布置

发动机位置确定

动力总成位置也随之而定

（包括发动机、离合器、变速器在内）条件两端夹角相等在满载静止时不大于4°、最大不得大于7°。布置：常将后桥主减速器的轴线向上翘起。

。在轿车布置中：在侧视图上常将传动轴布置成U形方案

。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。凸包与中间传动轴之间的最小间隙一般应在10～15mm万向节传动轴传动的条件：

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

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）以取得转向盘前部盲区距离最小为佳；转向盘不应影响驾驶员观察仪表；照顾到转向盘周围（如风挡玻璃等）有足够的空间。

4．制动系布置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汽车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）油箱油箱的容积汽车最大续驶里程（一般200～600km）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0.4～0.7m3高级轿车为0.7～0.9m3。

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《载货汽车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=460mmB=456mm)2）货厢的布置贷厢与驾驶室之间应有一定距离(通常为50～100mm）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:(2～10)%L平头车和自卸车：（12～22)%L栏板高度：一般取500～800mm；装载客积应能保证尽量充分利用汽车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1.0～1.4m

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大型客车多为平头式；驾驶员乘坐姿势与长头车相比更为直立；座椅较高，转向盘与水平面的夹角较小。

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；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

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；再从H点沿8°斜线方向截取765mm的F点；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100～135mm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15～25mm。

顶盖的纵向轮廓线汽车顶盖横剖面上的最高点：再增加20～40mm；（因顶盖轮廓是上凸的曲面，并对称于汽车的纵轴线）用同样的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。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。

确定：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。

车身侧壁倾斜度的确定：考虑上、下车的方便性。

车门上、下槛边缘之间的间距为100～150mm时（上窄下宽），乘员上身只倾斜0°～10°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）。9．汽车座椅安全带的位置

将乘员的身体约束在座椅上，在汽车发生碰撞时，避免乘员飞离座椅与汽车内饰件发生剧烈的二次碰撞，使伤亡减到最低的程度。

作用:

汽车的碰撞分为一次碰撞和二次碰撞。

一次碰撞:汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞；

二次碰撞:一次碰撞后汽车的速度下降，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15％～30％。

分类（固定安装方式）

两点式：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。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。

各种型式的安全带安全带布置图安全带固定装置在车内固定点的位置的确定：

日本法规规定腰带在车体上固定点位置：腰带固定点与H点的连线与水平线之间的夹角α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。肩带固定点的位置：肩带固定点的位置应在下图所示的阴影线范围内。10安全气囊

作用：汽车安全气囊作为一种辅助的乘员约束系统，主要用来缓冲在前碰事故中乘员头部的运动，防止与车内饰件的二次碰撞，同时分散对乘员胸部的冲击力。其单独使用可以减少18％的死亡率，而与安全带配合使用时则可以减少47％的死亡率，达到最佳的保护效果。

工作过程：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。一方面驾驶员、乘员的头部和胸部压在气囊上与前面的车内物体隔开；另一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。布置：布置在转向盘内或者在乘员前部的仪表板内。

安全气囊的展开过程运动校核内容

§1-6

运动校核从整车角度出发进行运动学正确性的校核；对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉校核。

一、转向轮跳动图目的确定转向轮上跳并转向至极限位置时占用的空间，从而决定轮罩形状及翼子扳开孔形状；检查转向轮与纵拉杆、车架之间的运动间隙是否足够。作图方法：介绍采用独立悬架时的画法假设条件：主销和车轮垂直于地面。1）、在俯视图上画出转向轮绕主销中心O点向左转和向右转的极限位置;2）、沿轮胎外侧倒角部分划分几条等分线(面)B、C、D、E、F；3）、将这些等分线及轮胎最大直径线A与翼子板开口部分卷边处最