整车总布置设计规范1.范围本标准规定了整车总布置设计的原则、规定及应满足的有关法规等。
本标准适用于公司新产品开发时的整车总布置设计。
2.引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
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QC/T490-2000:主图板QC/T576-1999:轿车尺寸标注编码GB/T17867-1999:轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置GB14167-1993:安全带固定点GB11556-1994 :A、区GB11565-1989:B区GB11562-1994:前方视野GB/T13053-1991:脚踏板SAEJ 1100:头部空间、上下左方便性3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1整车总布置明示所有总成的硬点、关键的参数的布置图3.2设计硬点轮距、轴距、总长、总宽、造型风格、油泥模型表面或造型面、人体模型尺寸、人机工程校核的控制要求、底盘等与车身相关零部件对车身的控制点线面及控制结构,都称为设计硬点。
4.整车总布置图上应确定的参数4.1整车的外廓尺寸;4.2轴距和前、后轮距;4.3前悬和后悬长度;4.4发动机、前轮的布置关系;4.5轮胎型号、静力半径和滚动半径、负载能力;4.6车箱内长及外廓尺寸;4.7前轮接地点至前簧座的距离;4.8前簧中心距;4.9后簧中心距;4.10车架前部和后部外宽;4.11车架纵梁外形尺寸及横梁位置;4.12前簧作用长度;4.13后簧作用长度;5.参数确定原则及设计的一般程序5.1参数确定原则以设计任务书和标杆样车为基准,按设计任务书上规定的或标杆样车上测定的参数进行总布置,如确实不能满足的,需提出经上级领导批准后方能更改。
5.2设计的一般程序1)总布置设计人员在接到新车型的开发任务后,首先要进行整车构思,并参与市场调研和样车分析,在此基础上制定出总的设计原则和明确设计目标;2)各专业所建立标杆样车的3D数模,并提供给整车布置人员;3)总布置设计人员将各专业所提供的数模装配好;4)对各总成的匹配和布置关系等进行分析,明确它们的优点和不足;5)各专业所建立拟采用的总成的数模,不提供总布置人员;6)总布置人员对新的数模进行分析,并提出可行性的建议;7)对方案进行评审;8)评审后对各总成进行修改或开发;6.主要尺寸参数的确定6.1整车长度方面尺寸确定(1)在总布置设计中,整车长度是重要的一个参数,根据设计任务书确定的长度、轴距,保证车内有与该级别的车相适应的乘坐空间,合理地布置各大总成,减小外廓尺寸。
(2)油门踏板位置是室内空间设计的一个关键部位,它与发动机,特别是前围钣的布置直接关系。
为了保证驾驶员脚部的操作空间的合理及驾驶员操作灵活性和减少疲劳,油门踏板位置确定后,其它踏板位置也相应确定。
在保证操作空间的同时,还要注意发动机的接近性、维修的方便性,同时还要注意发动机舱四周合理的空间。
此部分的布置应注意以下问题:(1)燃油箱距排气管的距离不得小于350mm,否则应加有效的隔热装置;(2)燃油箱距裸露的电气接头及开关的距离不得小于200mm;(3)行李箱容积的计算按照JB3983-85(轿车行李箱测量参考体积的方法)油箱和备胎布置后,行李箱基本确定。
在确定保险杠后,可得到后悬长度。
累加后可得到整车长度。
6.2整车高度方面尺寸确定(1)车身高度的确定。
选取合理的人体模型即合理的百分位对设计任务书确定的高度尺寸进行确认:女子:5%(1502mm)+1.4*(2013-1985)=1541男子:50%(1700mm)+2.3(2013-1985)=1764男子:95%(1800mm)+2.3(2013-1985)=1864说明:以上是参考中国人体。
1)上述百分位的选取表明仍有5%的女子(即身高1502以下)及5%的男子(即身高1800以上者)不适合乘用此车。
2)以上数据是1985年发表的,如果涉及远景规划中的车型,还应考虑人体身高增高的情况。
有资料介绍:女子第5百分位的身高在每年增加1.4mm,男子第95百分位的身高每年增加2.3mm。
(2)车内高度的确定可参照SAE的要求:1)确定人体的舒适坐姿;2)按眼椭圆要求进行室内布置;3)按国标GB11562(汽车驾驶员前方视野要求及测量方法)校核视野;4)确定头部空间;5)室内高度空间的几个主要参数是:H61-从前R点到头部包络线;H37-从前头部包络线到车顶内表面;H63-从后R点到头部包络线;H38-从头部包络线到顶棚;6.3宽度方面的参数的确定根据座位数、定位、室内设备布置的需要,初步确定整车宽度尺寸。
整车几何尺寸方面的布置已基本完成。
并由此可得到整车造型所需的硬点图、接近角、离去角等。
7.各相关总成的匹配布置在整车方案和主要技术参数初步确定后,可以给总成下达技术设计任务书,以便根据相关数据和要求,协调统一的进行各总成的方案设计,最终能使总成的方案能更好地适应和满足整车的使用要求和性能的发挥。
特别是最新车型的开发,整车与总成的布置设计要同时进行,逐步完善,最后达到总成方案(基本)合理并能适应和满足整车的性能和布置要求。
7.1车身总布置设计在进行车身与布置时,应正确处理其与相关总成间的位置关系,特别要注意以下问题:1)发动机舱应尽量低,以增加视野;2)发动机舱通风与散热要好;3)前轮跳动与翼子板的间隙;4)车身内附件满足人体工程及操作的法规要求;5)车身外附件满足造型、视野的要求;7.2发动机总布置设计对于发动机总成的外型及附件的布置,首先应保证工作可靠,布置基本合理,并能满足整车总布置的需要和整车性能的发挥,因此要求发动机总布置应注意以下工作:1)各附件的选择应保证可靠,整机布置基本合理,并能适应整车总布置的需要;2)初步确定发动机的特性曲线图,并保证前面初点的发动机最大功率、扭矩及转速的要求,以便给传动系设计提供数据;3)发动机方案的选择和布置应保证发动机振动最小;4)发动机进、排气歧管的布置,尽量进排气口的连管的方便性和通畅性。
5)油底壳、机油滤清器与副车架的最小跳动距离;6)散热器与发动机的间隙,风扇中心与散热器芯部中心可以对齐,或者高于芯部中心,但风扇不要超过上水室的下边,否则冷却效果差;7)曲轴中心线零线布置前高后低(夹角2~5°),一般取3°左右。
在车身和发动机总布置的设计过程中,整车总布置要随时了解情况,及时发现问题并进行协调,以确保两个总成的布置和设计合理,发动机舱的通风、散热、隔热、隔音良好,发动机与车身的振动小,各处间隙合理,地板总成,零部件的工艺性合理,并有足够的刚度,发动机接近性好,维修保养方便,同时还要保证驾驶室内有舒适的环境,足够的工作空间。
7.3转向节、车轮总成与制动器总成的布置设计1)保证主销中心(等角速万向节中心)到车轮中心距离最小;2)选取合适的主销内倾角;3)转向横拉杆与下节臂连接环头拆装的方便性;4)前轮最大转角极限位;7.4传动系的布置根据总布置数模中确定的发动机位置布置传动系,在布置时注意以下问题:1)传动轴与副车架及前横梁的间隙;2)满载时传动轴的正常夹角最好在4°以下,希望不超过8°,越野车可达11°;3)在不影响离地间隙的情况下,主要考虑车身地板的传动鼓包越小越好,因此传动系可布置成中间低两头高;4)驱动轴布置时,满载夹角最好小于3°,不超过5°。
8.总布置图的绘制通过整车总布置草图的绘制,可以初步确定各总成的布置关系,进而确定整车各有关的(布置)尺寸参数和质量参数,以便为总成设计提供原始数据。
8.1标杆样车的3D数模各专业部门通过逆向或其它手段建立标杆样车的复杂总成的3D数模,总布置设计师将他们提供的3D数模装配好,并对各总成的匹配、布置关系进行认真分析,找出布置和结构上的特点,进而掌握布置与性能、使用等方面的关系,为新车的布置提供参考。
8.2建立3D数模将整车设想绘制成具体的3D数模,并校核各总成及部件的结构、尺寸、质量和性能指标等是否满足整车的结构、尺寸、质量及轴荷分配以及性能指标等方面的要求。
8.3建立2D图在3D数模上将各总成的布置初步完成后,绘制2D草图,并标注重要尺寸,2D图主要包括俯视图、侧视图,再辅以必要的剖视图。
9.整车总布置的基准线在绘制总布置草图时,首先要选择绘制图的基准线(面)。
通常选择车架上平面线、前轮中心线、汽车中心线、地面线、前轮铅垂线作为基准线,其定义如下:9.1车架上平面线车架纵梁较长的一段上平面在汽车侧视图上的投影线定义为车架上平面线。
它是作为标注汽车各垂向尺寸的基准线和零线。
而对于承载式车身的汽车,则以车身中部底板下表面和中部边梁的下翼面在侧视图上的投影线作为标注垂向尺寸的基准线或零线。
9.2前轮中心线通过左右前轮的中心线并垂直于车架上平面的平面在汽车侧视图和俯视图上的投影线定义为前轮中心线。
它是标注汽车各纵向尺寸的基准线和零线。
9.3汽车中心线汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线定义为汽车的中心线。
它是标注汽车各向尺寸的基准线。
9.4地面线地平面在汽车侧视图和前视图上的投影线定义为地面线。
它是标注汽车高度、离地间隙、接近角和离去角等尺寸的基准线。
9.5前轮铅垂线通过左右前轮的中心线并垂直于地面的平面在侧视图上的投影线定义为前轮铅垂线。
它是标注汽车轴距和前悬的基准线。
确定基准线时应注意的事项:1).整车在满载状态下,车头向左来确定整车的坐标线;2).在新车设计时,整车的坐标线确定后,车身的坐标线也确定了,两者是统一的;3).如果用现有的车身或车架拼装新车型,则坐标线不一定一致。
因为所选用的车型、车架已有自己的坐标线,而布置在新车上时,其坐标线不一定与新车的坐标线重合,因布置上的需要会造成差值,在设计时应记住,作为设计的原始数据。
原车身、车架的坐标不随新车的坐标而改动。
10.总布置图绘制的基本原则总布置绘制规范以国内颁布的法规为主,在国内法规没有作出具体说明的部分参照国内相关法规与国外SAE、ECE、DIN。
初步说明如下:10.1主图板:QC/T490-200010.2轿车尺寸标注编码:QC/T576-199910.3轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置:GB/T17867-199910.4安全带固定点:GB14167-199310.5A、B区:GB11556-1994;GB11565-198910.6前方视野:GB11562-199410.7脚踏板:GB/T13053-199110.8头部空间、上下左方便性:SAEJ 1100总布置视图:侧视图、俯视图、前视图、后视图。