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第2章 汽车总体设计(罗永革)


三、各部件的布置
1.发动机和传动系统的布置 2.转向装置的布置 3.悬架的布置 4.制动系统的布置
5.踏板的布置
6.空调装置的布置 7.燃油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置
8.车身内部布置
1.发动机和传动系统的布置
图2-9 确定动力总成位置的主要尺寸
7.燃油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置
图2-10 中国人体基本尺寸
1.建立产品结构和骨架模型 2.约定交流设计标准 3.零部件三维参数化模型 4.确定汽车参数化设计模型的控制点
5.确定总成及零部件装配方式
6.进行干涉检查及基本运动校核 7.质量参数计算
Байду номын сангаас 1.建立产品结构和骨架模型
图2-20 建立整车基准坐标系和各总成坐标系
5.确定总成及零部件装配方式
图2-21 Top-down下的骨架装配 与约束装配
3.布置形式
(1)乘用车的布置形式 乘用车的主要布置形式可分为:发动机前置前轮驱动(FF)、
发动机前置后轮驱动(FR)和发动机后置后轮驱动(RR)三种驱动形式,如图2-2所示。 (2)商用车的布置形式
3.布置形式
图2-2 乘用车的布置形式
3.布置形式
图2-3 发动机前置前轮驱动乘用车的发动机布置方案 a)发动机横置于前轴之前 b)发动机纵置于前轴之前 c)发动机横置于前轴之后
一、汽车主要尺寸的确定
1.外廓尺寸 2.轴距L的选择 3.前轮距B1和后轮距B2 4.前悬LF和后悬LR
1.外廓尺寸
① 挂车车长为挂车最前端至最后端的距离。
② 即原三轮农用运输车,下同。 ③ 当采用转向盘转向、由传动轴传递动力、具有驾驶室且驾驶人座椅后设计有物品 放置空间时,车长、车宽、车高的限值分别为5 200mm、1 800mm、2 200mm。 ④ 指低速载货汽车,即原四轮农用运输车,下同。 ⑤ 车长限值不适用于不以运输为目的的专用作业车。 ⑥ 最大设计总质量不超过26 000kg的汽车起重机的车长限值为13 000mm。 ⑦ 当货厢与驾驶室分离且货厢为整体封闭式时,车长限值增加1 000mm。 ⑧ 对于货厢为整体封闭式的厢式货车(且货厢与驾驶室分离)、整体封闭式厢式半挂 车及整体封闭式厢式汽车列车,以及车长大于11 000mm的客车,车宽最大限值为2 55 0mm。 ⑨ 定线行驶的双层客车车高最大限值为4 200mm。
4.汽车轴荷分配的确定
1)应使轮胎磨损均匀。
2)应满足汽车使用性能的要求。 3)轴荷的分配还要考虑到汽车的操纵稳定性,使汽车具有不足转向特性。
4.汽车轴荷分配的确定
三、汽车主要性能参数的确定
1.动力性参数 2.燃油经济性参数 3.汽车的通过性参数 4.汽车的操纵稳定性参数
5.制动性参数
6.舒适性参数
(2)商用车的布置形式
① 发动机前置后桥驱动。采用这种布置形式的优点是与货车通用的部件多,易于从
货车改装;动力总成操纵结构简单;散热器位于汽车前部,冷却效果好;发动机易维 修。缺点是由于发动机罩突出在地板之上,乘客面积利用率差;车内噪声大,隔热、 隔振困难,影响乘坐舒适性;且前轴容易过载,轴荷分配不理想;并可能造成转向沉 重。 ② 发动机中置后桥驱动。采用这种布置形式的优点是轴荷分配合理;传动轴的长度 短;车厢内面积利用最好,车内噪声小;布置座椅不会受发动机限制;乘客车门能布 置在前轴之前,以利于实现单人管理。缺点是发动机必须用水平对置式的,要专门设 计;因布置在地板下部,其冷却、防尘和维修困难,动力总成的操纵机构复杂。目前 这种布置形式采用不多。
(2)商用车的布置形式
③ 平头式。平头式货车的发动机位于驾驶室内,如图2-4c所示。汽车总长和轴距尺
寸短,最小转弯直径小,机动性能良好;驾驶员视野得到明显改善;采用翻转式驾驶 室时能改善发动机及其附件的接近性;汽车的面积利用率比较高。但空载时前轴负荷 大,因而在坏路上的汽车通过性变差;进、出驾驶室不如长头式货车方便;离合器、 变速器等操纵机构复杂;驾驶室隔热、隔振效果差。平头式布置又分为发动机在前轴 之上两侧座位之间(见图2-5a)、发动机在前轴之上座位之下(见图2-5b)、发动机在前 轴之后座位之下(见图2-5c)等几种形式。图2-5a的形式在重型货车上用得较多,其发 动机位置较高,易维修,座位较低,汽车总高较低,可降低风阻;缺点是驾驶室内较 拥挤,隔热、隔振困难。图2-5b、c的形式主要用于发动机外形较小的微型或轻型货 车上,优点是其发动机位置较低、驾驶室内较宽敞,隔热、隔振较好,但发动机不易 维修,为解决这一问题,可采用驾驶室可翻转的结构。 2)客车的布置形式。
第2 章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 汽车形式的选择 汽车主要尺寸和参数的选择 汽车总布置设计 汽车总布置CAD技术 运 动 校 核
汽车总体设计
第一节 汽车形式的选择
一、汽车的分类 二、汽车形式的选择
一、汽车的分类
图2-1 汽车分类(GB/T 15089—2001)
二、汽车形式的选择
8.车身内部布置
(1)驾驶员的操纵方便性 驾驶员操纵方便性主要是指手操纵元件、脚踏板的位置和
活动空间。 (2)乘用车车身的内部布置 (3)车身内部布置方案校核 安全性是汽车设计需要考虑的重要内容。
8.车身内部布置
图2-11 二维人体模型样板
8.车身内部布置
图2-12 三维人体模型 a) H点人体模型各构件名称 b)H点人体模型各构件的尺寸与负荷分布 1—连接膝关节的T形杆 2—大腿重块垫块 3—座位盘 4—臀部角度量角器 5—靠 背角水平仪 6—躯干重块悬架 7—靠背盘 8—头部空间探测杆 9—靠背角量角器 10—H点标 记钮 11—H点支枢 12—横向水平仪 13—大腿杆 14—膝部角量角器 15—小腿夹角量 角器 16—躯干重块 17—臀部重块 18—大腿重块 19—小腿重块
8.车身内部布置
图2-17 踵点确定方法
8.车身内部布置
图2-18 驾驶员眼椭圆的定位
第四节 汽车总布置CAD技术
一、底盘总布置Top-Down的设计方法 二、底盘总布置Top-Down的设计过程
一、底盘总布置Top-Down的设计方法
1)子系统都是较大系统的一个组成部分。 2)突出知识、设计意图,允许设计人员将精力集中在有意义的设 计问题上,依赖软件完成琐碎、麻烦、重复性的计算工作和计算 管理工作。
第三节 汽车总布置设计
一、整车布置的坐标系 二、整车布置的基准线 三、各部件的布置
一、整车布置的坐标系
图2-7 整车坐标系(GB/T 19234—2003)
二、整车布置的基准线
1)车架上平面线。 2)前轮中心线。 3)汽车中心线。 4)地面线。
5)前轮铅垂线。
二、整车布置的基准线
图2-8 总布置图的基准线
1.轴数 2.驱动形式 3.布置形式
1.轴数
① 安装名义断面宽度超过400mm(公制系统)或13.00in(英制系统)轮胎的车轴,其最
大允许载荷不得超过各轮胎规定的负荷之和,其最大限制为10 000kg。 ② 装备空气悬架时最大允许轴荷的最大限值为11 500kg。 ① 驱动轴为每轴每侧双轮胎且装备空气悬架时,最大允许轴荷的限值为19 000kg。
(2)商用车的布置形式
③ 发动机后置后桥驱动。目前国内外长途和旅游大客车,很多都采用这种布置方案。
其优点是动力总成紧凑,机动性好,整车整备质量小。车内布置趋于合理,车厢内地 板平坦,且发动机与车厢分隔开,所以室内振动和噪声小,对车内温度有所改善,舒 适性好,车厢面积利用率高;轴荷分配较合理,可在车外修理发动机;此外地板下可 形成容积较大的行李箱。缺点是发动机冷却条件不好,动力操纵机构复杂,故障不易 及时判别。
1.外廓尺寸
⑩ 运送不可拆解物体的低平板专用半挂车车宽限值3 000mm;车长限值不适用于运送
不可拆解物体的低平板专用半挂车、运送车辆的专用半挂车(但与牵引车组成的列车 长度需符合本标准规定)和运送单箱长度大于12.2m(40ft)集装箱的框架式集装箱半挂 车。
二、汽车质量参数的确定
1.整车整备质量mo 2.汽车的载客量和装载质量me 3.汽车的总质量ma 4.汽车轴荷分配的确定
(2)商用车的布置形式
1)货车的布置形式。
① 长头式。长头式货车的发动机位于驾驶室前部,称为长头式货车,如图2-4a所示。 发动机完全突出在驾驶室前部,发动机有独立的发动机舱和单独的罩盖。其优点是维 修发动机方便,离合器、变速器等操纵机构简单,易于布置;驾驶室隔热、隔振效果 好,地板低,驾驶员上、下车方便;驾驶员的安全性好。缺点是载货面积利用率低, 整车总长较大,转向不灵活,驾驶员视野差。 ② 短头式。短头式货车发动机的大部分在驾驶室前部,少部分位于驾驶室内,如图2 -4b所示。其车身部分的结构特点是:因发动机大部分突出在驾驶室前部,所以有独 立的发动机舱和单独的发动机罩盖,发动机舱与驾驶室共同形成货车的车头部分。
8.车身内部布置
图2-13 舒适驾驶姿势的人体生理角度
8.车身内部布置
图2-14 手臂操纵力与操纵姿势和操纵位置的关系
8.车身内部布置
图2-15 踏板行程方向与驾驶员踏板力的关系
8.车身内部布置
图2-16 乘用车车身内部空间的布置尺寸图 —踵点到转向盘中心的水平距离—转向盘在Y-平面内的夹角—转向盘到前轮中 心的距离—前座有效腿部空间—前座躯干倾角—后排座躯干倾角—R点之间 的距离—第二排座有效腿部空间—前座R点到踵点的距离—前客厢肩部空间 —后客厢肩部空间—前客肘部宽度—后客肘部宽度座R点的Y坐标—后排座R 点的Y坐标—前座头部空间—后排座头部空间—踵点到转向盘中心的垂直距离 —前座R点到脚跟的距离—后排座R点到脚跟的距离—前座头部有效内部空间 —后座头部 有效内空—转向盘下端距前排座椅的距离—前R点至转向盘中心的垂直距离— 转向盘直径系
3)设计模型将自动从其他PRO/E设计对象如骨架模型、设计任务书
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