汽车设计课件

绪论

§1汽车工业的发展与现状

汽车工业的发展分为四个时期：

1、诞生时期(1886—1900年)

1886年,戴姆勒一号车为世界上第一辆汽车，后置发动机，后轮驱动，后轮比前轮大一倍，利用转向杆转向，时速10Km左右。同一时间，Benz与Dailmler成立了奔驰—戴姆勒汽车公司。后又相继出现了一批汽车制造公司，美国的福特，英国的罗尔斯，法国的雪铁龙，意大利的菲亚特deng.到1900年，世界上共有8个国家生产汽车，共有1万多辆汽车。生产方式是手工生产。发动机功率仅有1—2马力，只能乘坐2—3人，并且设有门窗，车蓬等。这个时候的汽车只是供绅士贵族娱乐的工具。

世界汽车发展回顾§1汽车工业的发展与现状

2、汽车工业的创建期（1900—1920年）

这个时期，汽车的需求量增大，车速变快。美国的亨利—福特创立了流水线的生产方式，使生产效率大大提高，成本下降。到1920年，汽车保有量达200万辆。主意产品为小轿车。§1汽车工业的发展与现状3、汽车产品的发展时期（1920—1950年）

这个时期里出现了第一次经济危机，汽车产品出现了供大于求的情况，汽车工业不景气，开始开发新产品。如：大客车，载重汽车，军用车等。这期间，发展很快的通用汽车公司的发展超过了福特汽车公司。特别，1939年爆发了第二次世界大战，促进了军用车，越野汽车的发展。到1950年，汽车产品性能趋于完善，机构趋于成熟，已经成为系列。我们讲的汽车的传统结构就是指50年代的汽车结构。§1汽车工业的发展与现状

4、汽车技术的进步时期（1950—至今）

50年代出现了高速公路，促进了汽车工业的再发展，且和其它学科紧密结合，如：电子学科，人体工效学科，非金属材料等，并应用于汽车技术中。§1汽车工业的发展与现状几个大的技术突破：

1转子发动机：经济性好，体积小，转速高。

2根据柴油机的燃烧规律，采用了增压技术。力求做到：污染少，质量轻，噪声小，从而出现了电子控制燃料供给系统。

3高速公路的发展，使的车速提高，促进了汽车性能的提高，主要是安全性能的提高：制动系统加制动力调节装置和电子防抱死系统，防碰撞系统，自动调节悬架。空气动力学的发展，促进了车速的提高，空气阻力的下降。电子计算机应用到汽车的设计和制造，CAD和CAM。§1汽车工业的发展与现状

70年代，由于中东战争，出现了石油危机。油价的上升，人们关心的是省油，价廉。日本的丰田汽车公司率先推出了省油型，小排量汽车，并占领了美国市场，而且日本国汽车的年产量位居世界第一位，美国次之。并且，出现了代用燃料：甲醇，氢气，天然气，太阳能，电动汽车等。由于汽车中越来越多地引进微处理机，传感器，调节袋，汽车结构由单一的机械系统转变为机—电—仪一体化系统，并逐步具有人工智能。汽车正在向自动化和智能化发展。§2世界汽车保有量1900年1万辆1920年200万辆1960年1.2亿辆1970年2.4亿辆1980年4.1亿辆1988年6亿辆

§2主要的汽车生产国汽车年产量

1983年1992年1999年2000年2003年日本1111万1249万990万1014万1028万美国920万977万1302万1281万1207万德国438万519万528万520万556万法国333万376万318万335万362万俄罗斯212万145万117万120万127万英国129万154万197万182万184万§2主要的汽车生产国汽车年产量

1983年1992年1999年2000年2003年西班牙127万220万285万303万303万加拿大150万198万274万235万255万意大利157万168万170万173万132万巴西100万109万135万167万183万中国106万180万201万444万韩国172万284万311万318万§3我国汽车工业的发展

在刚刚过去的一个世纪里，中国汽车工业从无到有、从小到大，走过颇不平凡的道路。

1951年，中国批准设计了仿吉尔150，年产量三万。

1953年，中国第一汽车制造厂破土动工兴建，中国的汽车工业诞生了。1956年7月15日，第一辆汽车CA10开下装配线。“解放”牌共生产了30多年，车型由CA10发展到CA10B、CA15、CA141。设计生产从刚开始的年产量3万。到1985年的年产量10万，其中CA141达到了国外70年代的水平。§3我国汽车工业的发展

1958年后，国家又相继建立了很多汽车厂，如：南京汽车厂（代表车型NJ130），北京汽车厂（代表车型BJ130），济南汽车厂（代表车型JN150），上海汽车厂（代表车型SH760）。这时中国的汽车工业处于仿制阶段。

1965年到1981年，中国汽车工业处于闭门造车的阶段。相继出现了中国第二汽车制造厂，陕西汽车厂，四川汽车厂等。１９７５年７月１日，在湖北十堰的第二汽车制造厂，“东风”系列的第一个基本车型—２·５吨越野车正式投产。§3我国汽车工业的发展

1981年到现在，处于产品更新换代时期一汽，CA10B发展到CA141，全部37个系列品种。

1987年，国家批准一汽成为我国三大轿车生产基地之一。

1984年１月15日，首家中外合资汽车企业———中美合资北京吉普汽车有限公司开业，生产当时的美国汽车公司切诺基ＸＪ系列４轮驱动越野车。整车企业较大规模地引入外资，标志着中国汽车工业的全面开放。紧随北京吉普之后的上海大众、一汽—大众、神龙、上海通用、广州本田等轿车项目，南京依维柯、江铃、庆铃、金杯等轻型车项目的成功，使合资企业成为中国汽车工业的重要组成部分。

§3我国汽车工业的发展1994年３月12日，国务院批准中国第一部、到目前为止也是中国唯一一部产业政策—《汽车工业产业政策》。在20世纪的最后几年时间里，德国大众、日本本田、美国通用等跨国公司，通过在中国的合资企业大兴销售服务体系的建立与规范。

2000年，中国汽车产量预计首次超过２００万辆。中国跻身世界汽车十强之列。汽车产量在１９７１年、１９８８年、１９９２年和２０００年分别突破１０万辆、５０万辆、１００万辆和２００万辆。

2003年，中国汽车产量超过4００万辆。

§4汽车设计的特点和要求1使用条件复杂，多变，要能适应各种环境。2以大批量生产为主，必须实行“三化”。

“三化”：

产品系列化

零部件通用化

零件设计的标准化§4汽车设计的特点和要求3要考虑汽车的经济性。4与人民生活密切相关。§5汽车设计技术的发展汽车设计技术的发展分为三个阶段：

1经验设计阶段

2以科学实验，技术分析为基础的设计阶段

3计算机辅助设计阶段

§5计算机辅助设计阶段计算机辅助设计阶段出现在70年代以后。初级阶段：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。

半自动和全自动设计(CD)

半自动化设计(CAD)：将资料和数据输入计算机，计算机给出数据或外形，通过人—机对话，达到设计要求。

全自动设计(CD):计算机自动给出最优结果。§6本课程的任务1学会分析，评价汽车及其各总成的结构和性能，合理选择结构方案及有关参数。2学会一些主要零部件的设计。3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。

汽车总体设计§1-1汽车总体设计的任务及开发程序

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，提出整车总体设计方案。2．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，保证主要性能指标的实现。４.协调各种矛盾。二、汽车开发程序

1．设计任务书编制阶段

a、调查分析：社会调查使用调查生产调查

b、市场预测及形体设计

市场预测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。

形体设计美术效果图和制作油泥模型

汽车外形美术效果图

C、总体设计方案分析提供多幅总体方案图方案论证总布置草图对比

d、编写设计任务书

内容：

1）可行性分析。

2）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、特性参数。标准化、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;5）本车拟用的新技术、新材料和新工艺。

2．技术设计阶段

汽车各部件的设计全面展开，总体设计师

的工作：

a、协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾；b、将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对，进行“图面装配”；

c、运动校核；

d、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。

3．试制、试验、改进、定型阶段

试制目的：

a、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）

试验目的：检测样车的性能是否满足设计要求。

试验分：整车基本性能试验

5万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适应性试验注：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。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。4．生产准备阶段

主要工作：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

主要工作：

a、对产品正式批量生产；

b、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，反映给有关部门，以利改进和不断提高产品质量、扩大市场。§1-2

汽车形式的选择

一、轴数

1、影响选取轴数的因素：汽车的总质量

道路法规对轴载质量的限制轮胎的负荷能力

2、我国公路标准规定：单轴最大允许轴载质量为10t；

（四级公路及桥梁）双连轴最大允许轴载质量为18t（每轴9t）。

总质量小于19t的公路运输车辆：双轴汽车总质量在19～26t的公路运输车：三轴形式

二、驱动形式

4×2轿车和总质量小的公路用车辆4×4越野汽车

6×2总质量在19～26t的公路用汽车

汽车驱动形式：

6×46×6越野汽车

8×426～32t的公路用汽车

8×8越野汽车

3、不在公路上行驶的汽车，轴荷不受道路桥梁标准的限制,如矿用自卸车等多数采用两轴形式。三、布置形式

定义:指发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点。1．轿车的布置形式发动机前置前驱动

分：发动机前置后驱动

发动机后置后驱动

（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；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）

e、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，操纵机构简单；

g、行李箱空间大；

h、变形容易。

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）

主要缺点：

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，维修费用高。应用：Audi100、Santana2000、CA7220、Bulck、Passat、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。

（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；特点：

d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高；

e、发动机冷却条件好；

f、爬坡能力强；g、行李箱空间大；

h、变形容易。

a、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

主要缺点：厢，会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，影响汽车的燃油经济性和动力性。应用：

中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳）（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；（汽车前部高度有条件降低）

c、整车整备质量小；特点：

d、客厢内地板比较平整；

e、乘客座椅能够布置在舒适区内；f、爬坡能力强；

g、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；

b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵主要缺点：

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；

f、变形困难。应用：较少

2．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、汽车面积利用率低；

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、汽车面积利用率及视野有所改善；

c、有利于发动机散热，操纵机构布置简单；a、汽车面积利用率低；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、汽车面积利用率高、视野好；

c、最小转弯半径小；a、前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；

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

b、具有具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

3．大客车的布置形式

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；特点

b、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。

发动机前置后驱动的大客车，常在货车底盘基础上改装而成。（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；

特点

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；

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、行李箱大（旅游客车）、地板高度低（城市客车）

g、传动轴长度短。

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

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

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

c、发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；

§1-3汽车主要参数的选择

一、

汽车主要尺寸的确定

外廓尺寸轴距

汽车的主要尺寸

：轮距前悬、后悬货车车头长度和车箱尺寸等

1．外廓尺寸

货车、越野车、整体式客车≤13.7m

外廓尺寸长单铰接式客车≤18m

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

≤2.5m（不包括后视镜）

汽车高

≤4m（空载、顶窗关闭状态下）注：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L

整备质量

影响

汽车总长车厢长度不足或后悬过长L汽车总长

L汽车制动性和操纵稳定性变坏传动轴长度对平顺性不利纵向通过半径万向节传动轴的夹角增大轴荷分配

确定原则：轿车的级别越高，装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。

推荐范围：0.4～0.6m为宜

车型类别轴距L/mm轮距B/mm轿车微型车2000～22001100～1380普通级2100～25401150～1500中级2500～28601300～1500中、高级2850～34001400～1580高级2900～39001560～16204×2货车微型1700～29001150～1350轻型2300～36001300～1650中型3600～55001700～2000重型4500～56001840～2000矿用自卸车总质量ma/t<603200～42002000～4000>603900～4800大客车城市大客车（单车）长途大客车（单车）4500～50001740～20505000～6500各类汽车的轴距和轮距3．前轮距B1和后轮距B2

汽车总宽

影响总质量最小转弯直径侧倾刚度

确定总原则：受汽车总宽不得超过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。

4．前悬LF和后悬LR

1）整车协调性

2）轴荷分配的要求

3）安装要求

4）通过性要求

5）撞车安全性

前悬LF

：长头货车一般在1100～1300mm范围内。

后悬LR

：轻型、中型货车一般在1200～2200mm之间；特长货箱汽车的后悬可达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。确定原则：5．货车车头长度定义：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

驾驶室居住性发动机的接近性等

范围：长头型货车车头长度尺寸一般在2500～3000mm之间；平头型货车一般在1400～1500mm之间。二、汽车质量参数的确定

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：汽车的成本使用经济性

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ηm的定义：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。汽车类型货车轻型0.80～1.10中型1.20～1.35重型1.30～1.70矿用自卸车最大装载质量me/t<451.10～1.50>451.30～1.70不同类型汽车的质量系数

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0.15～0.16中高级以上轿车0.29～0.34普通级轿车0.17～0.24中型以下客车0.096～0.16中级轿车0.21～0.29大型客车0.065～0.13b、轿车和客车人均整备质量

2．汽车的载客量和装载质量（1）汽车的载客量

定义：a、

轿车的载客量用座位数表示。微型和普通级轿车为2～4座；中级以上轿车为4～7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8～10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）汽车的装载质量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：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：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。a、货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车；

b、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。3．轴荷分配定义：指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。确定原则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%44%～49%发动机后置后轮驱动40%～46%54%～60%38%～50%50%～62%货车4×2后轮单胎32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%4×2后轮双胎，长、短头式25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%4×2后轮双胎，平头式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%6×4后轮双胎19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%各类汽车的轴荷分配

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。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。（1）最高车速vamax

1．动力性参数考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

（2）加速时间t

对于vamax

>100km/h的汽车，常用加速到100km/h所需的时间来评价定义：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的汽车，可用0～60km/h的加速时间来评价。（3）上坡能力

货车能克服30%坡度；定义：用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示。越野汽车能克服60%坡度。要求：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。（4）汽车比功率和比转矩

定义比功率：汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。比转矩：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能反映汽车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。要求表1-9汽车动力性参数范围汽车类别最高车速vamax/（km·h-1）比功率P·ma-1/（kW·t-1）比转矩T·ma-1/（N·m·t-1）轿车微型级110～15030～6050～110普通级120～17035～6580～110中级130～19040～7090～130中、高级140～23050～80120～140高级160～28060～110100～180货车微型80～13516～2830～44轻型15～2538～44中型75～12010～2033～47重型6～2029～50

汽车动力性参数范围

2．燃油经济性参数评价指标：汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量（L/100km）

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）-1]4.4～7.57～1210～1618～23.5总质量ma/t汽油机柴油机总质量ma/t汽油机柴油机<43.0～4.02.0～2.86～122.68～2.821.55～1.864～61.9～2.11.9～2.1>12①2.50～2.601.43～1.53轿车货车

3．机动性参数评价指标：最小转弯直径Dmin

定义:

转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径影响因素转向轮最大转角汽车轴距轮距等

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7～9.5货车微型8～12普通级8.5～11轻型10～19中级9～12中型12～20高级11～14重型13～21客车微型10～13矿用自卸车中型14～20装载质量me/t<4515～19大型17～22>4518～24各类汽车的最小转弯直径Dmin

4．通过性的几何参数评价指标最小离地间隙hmin接近角γ离去角β纵向通过半径ρ等汽车通过性的几何参数车型hmin/mmγ/（°）β/（°）ρ/m4×2轿车150～22020～3015～223.0～8.34×4轿车21045～5035～401.7～3.64×2货车250～30040～6025～452.3～6.04×4货车、6×6货车260～35045～6035～451.9～3.64×2客车、6×4客车220～37010～406～204.0～9.05．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，（α1-α2）=1°～3°为宜车身侧倾角Φ要求：ay=0.4g

时，

Φ≤3°较好，Φmax≤

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/(km·h-1)制动距离/mFMDD/(m·s-2)试车道宽度/m踏板力/N制动初车速/(km·h-1)制动距离/mFMDD/(m·s-2)操纵力/N(≤)座位数≤9的客车满载50≤20≥5.92.5≤50050≤38≥2.9手400脚500空载≤19≥6.2≤400其它总质量≤4.5t的汽车满载50≤22≥5.42.5①≤70030≤18≥2.6手600脚700空载≤21≥5.8≤450其它汽车、汽车列车满载30≤10≥5.03.0≤70030≤20≥2.2手600脚700空载≤9≥5.4≤450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：(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、ge大

特点：功率大、排污小、ge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：汽油机主要用于轻型车和轿车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。

b、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，在汽车上布置困难，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。c: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

水冷：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。

大部分汽车用水冷发动机

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

b:转速npnp

发动机的类型

vamax

确定Pemax

一般：

汽油机np=3000～7000r/min

柴油机np=1800～4000r/min2．最大转矩Temax及相应的转速nT

Temax

影响加速性能、爬坡性和动力因素式中:Temax为最大转矩（N·m）；

a为转矩适应系数，一般在1.1～1.3之间选取；Pemax为发动机最大功率（kW）；np为最大功率转速（r/min）。

Temax计算:

nT:

一般np/nT>1.4(1.4～2.0发动机设计保证)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