汽车总体布置完结篇课件.ppt

,1-7 汽车的总体布置,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,在总成进行方案布置和设计计算的同时，要进行整车总体布置的有关计算(参数确定和性能计算)工作，并要在整车方案布置草图及各总成匹配布置的基础上正式绘制和布置整车总布置图。整车总布置图包括侧视图、俯视图、前视图和必要的断面布置图、局部布置图。,整车布置的基准线零线的确定确定车轮中心至车架上表面零线的最小布置距离前轴落差的确定发动机及传动系的布置车头、驾驶室的布置传动轴的布置悬架的布置车架总成外形及其横梁的布置转向系的布置制动系统的布置进、排气系统的布置 操纵系统的布置 车箱的布置,一、三维坐标的基准线（面）,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、确定车轮中心至车架上表面零线的最小布置距离,1、后轮中心至车架上表面零线的距离2、前轮中心至车架上表面零线的距离3、前驱动轮中心至车架上表面零线的距离,1、后轮中心至车架上表面零线的距离,a为车架纵梁在后桥中心断面处的断面高度。b为满载时后桥壳至车架最大跳动距离。对于中、重型货车一般取95mm110mm。c为后桥壳中心至与车架下表面相碰时的桥壳上表面的距离。,图中车架纵粱上表面与整车零线重合时，后轮中心至车架上表面零线的距离为a+b+c。,2、前轮中心至车架上表面零线的距离,前轮中心至车架上表面零线的距离，一般均小于后轮中心至零线的距离，这样可以保证车架上表面在满载状态下与地面有一前低后高的夹角，使汽车在行驶时货物不会向后移。a为前轮中心至车架上表面零线的距离，c为满载时前轮最大跳动量，对于中、重型货车，其值为95mm105mm左右，d为板簧总成的最大厚度，e为前轴落差值，即转向节中心至簧座上表面距离。前轮中心至零线的距离a=b+c+d-e。一般载货汽车的夹角取0.30.7。轿车多取0。,3、前驱动轮中心至车架上表面零线的距离,如果汽车前后轮均能驱动时，则前后轮中心至零线的最小布置距离取决于前驱动轮处在满载状态下的布置尺寸。一旦该距离确定后，根据角就可确定后轮中心至零线的距离。,在前后车轮中心确定后，可以以车轮的自由半径和静力半径的长度为半径，以车轮中心为圆心分别画圆和圆弧(圆弧应画在地平面这边)，则圆即为车轮外廓在侧视图上的投影线，而两圆弧的公切线即为地平面在侧视图上的投影线。无论是那种车型，都应考虑车架上表面至地面的距离(或至车轮中心的距离)，该距离越小越好，这样可以保证汽车的货箱底板能降至离地面距离最小(保证轮胎的跳动间隙)，并能保证车箱的纵、横梁有足够的断面高度，以满足其强度和刚度的要求，同时也可降低改装车改装部分的质心高度。,三、前轴落差的确定,当前轮中心确定后，根据选定的车轮外倾角定出主销中心的高度位置，然后选一合理的前轴落差值(前簧座上表面至主销中心的距离)，在工艺允许的情况下尽量取大些，如果一级落差不够，还可在两簧座中间部分再出第二级落差，但要考虑最小离地间隙不能太小。两级落差的前轴工艺性稍差些。,四、发动机的布置,影响,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。,油底壳与横拉杆的间隙，除前轴垂直跳动量外，还要考虑制动时由于前簧的S变形而造成前轴向前有一转角(约34)所要求的额外间隙。特别是前驱动桥的传动轴与油底壳或附近的横梁等零件的间隙也应如此。散热器与风扇的位置关系。一般风扇至散热器芯部表面至少留40mm以上的间隙。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下边，这样的布置冷却效果差；,布置时要注意以下几点：,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14夹角，轿车多在34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44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。,五、车头、驾驶室的布置,在发动机与车架、前轴、前轮布置关系确定后，即可布置车头、驾驶室，在总成设计阶段，对其关系进行协调。因此在这仅对其相互位置关系进行最后布置上的确认和坐标、尺寸的确定。,六.传动系的布置,考虑半轴通用性客厢地板凸包高度后排座椅厚度,六、传动轴的布置,动力总成位置也随之而定（包括发动机、离合器、变速器在内）,发动机位置确定,U形布置万向节传动轴,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1015mm,万向节传动轴传动的条件：,（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。,七转向装置的布置,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,八、悬架的布置,以载货车的板簧为主，介绍布置上的要求。前板簧的布置要保证主销后倾角的要求，同时这种前高后低的布置也有利于产生不足转向。板簧的支架应尽量减少悬臂的长度，以求在较小尺寸和质量的前提下，获得较大的强度和刚度。后板簧的布置应做到前低后高，亦可获得不足转向。特别是高速轿车、轻型客车及吉普车等一定要考虑。对于载货车，可能因结构原因而造成布置上难度较大，则可较少考虑。,减振器应尽量布置成垂直状态，以最大限度地利用其有效行程和减少偏差。若空间不允许，也可斜置。布置时应注意下支点的离地高度，后减振器的上支点不应高出车架上表面太高(不应超过80mm)，以免影响改装车的装配和布置。注意减振器上下行程的分配，不能发生上下顶死现象。,九制动系布置,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）,十、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。,d-离合器踏板所占空间 e-制动踏板所占空间f-油门踏板所占空间 g-转向管柱推荐尺寸：a=130mm b=60mm c=70mm d=260mm e=200mm f=170mm,德国推荐的确定踏板布置的尺寸关系,十一油箱、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200600km）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0.40.7m3高级轿车为0.70.9m3。,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；,十二车身内部布置,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=460mm B=456mm),2）货厢的布置,贷厢与驾驶室之间应有一定距离(通常为50100mm）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:(210)%L 平头车和自卸车：（1222)%L栏板高度：一般取500800mm；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1.01.4m,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,十三 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100135mm 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1525mm。,顶盖的纵向轮廓线,汽车顶盖横剖面上的最高点：再增加2040mm；（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100150mm时（上窄下宽），乘员上身只倾斜010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1530。,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 线之间的夹角在座椅各调节位置时应为4530，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。,十四安全气囊,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,轿车车身总体布置方案,一、典型方案动力总成布置动力总成前后位置影响到：轴荷变化前部离地高度前悬架布置发动机罩高度驾驶员视野,一、典型方案动力总成布置,需满足的条件：发动机罩与发动机零件之间的间隙不小于30mm水箱能在整个面积上接受风扇的吹风发动机油底壳与横梁之间留有至少20mm的间隙，发动机油底壳与路面之间的距离由离地间隙hmin决定,一、典型方案动力总成布置,需满足的条件：发动机与前围板间必须留有足够大的间隙，以防过热和保证某些零件的装拆离合器壳与变速器应能同时摘下，无需拆卸发动机固定点发动机前悬置点应布置在动力总成质心附近，支座应尽可能宽，并安排于排气管之前。,一、典型方案动力总成布置,需满足的条件：排气系统常安装两个消音器，为防止过热应尽量低，但应注意hmin。纵梁之间的距离，应考虑从上面和下面来安装和拆卸发动机的可能性，尽量避免拆卸其它的辅助部件，如压缩机、油泵等,一、典型方案动力总成布置,需满足的条件：风扇护罩与水箱之间的间隙不小于40mm。摘下油底壳时，应不拆卸其它部件发动机舱的冷却和通风进出口，在水箱隔栅下面的附加通气孔应布置在不被保险杠或牌照遮盖处,二、发动机横置动力总成布置,横置时确定：发动机到前轴轴线的距离，动力总成的高度、位置、缸体前端面到汽车中心线的距离。常遇到的问题1.发动机布置在前轴前或前轴后，载荷分配、乘坐舒适性、维修发动机的方便性2.发动机总成的高度位置,三、散热器和风扇的布置,1.要求：（1）尽可能降低它们的高度尺寸（降低发动机罩的高度，改善驾驶员的视野）（2）风扇直径的圆周速度110m/s，要求特别舒适的汽车其圆周速度应在8090m/s。,三、散热器和风扇的布置,2.散热器尺寸的确定冷却面积：A=(0.140.20)Pem2散热器厚度尺寸：60100mm散热器宽度尺寸=散热器高度尺寸,三、散热器和风扇的布置,3.散热器与风扇导流罩的布置风扇叶片到散热器的距离l0，l0大则冷却效果下降；l0小则风扇易碰到散热器。一般l0=50mm风扇轴线与动力总成同时倾斜；用导流罩来增加冷却效果散热器高度位置上边缘不低于风扇边缘百叶窗用途为保持温度和美化外观,四、地板及传动轴的布置,1.方案：（1）传动轴在横向平面布置（2）传动轴在纵向平面布置2.布置方案：（1）一根传动轴，两个万向节（2）由中间支承，两根传动轴,四、地板及传动轴的布置,3.影响：地板凸包、高度后排座椅的舒适度离地间隙、纵向通过半径,习题,如何确定发动机最大功率？与哪些因素有关？发动机的悬置结构形式及特点。试通过轿车和越野车的轮胎选型设计说明：不同用途的车，汽轮胎的要求各有侧重。轮胎选型设计的原则是什么？一般负荷系数为多少？简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？绘制汽车总体装配图时，有几个基准线（面）？各控制汽车什么尺寸？车身设计中的H点和R点是什么？检验标准是什么？,