载货汽车整车总布置.ppt.ppt

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1、轻卡车型整车总布置设计介绍,2010年7月,目录,一、总布置基本概念,二、方案设计,三、总布置,总布置解决的基本问题总布置目标总布置基本内容总布置基本流程总布置需掌握的几项重要资源,汽车主要尺寸参数的选择汽车主要质量参数的选择汽车主要性能参数的选择主要总成的初步选择,项目概述总布置图的绘制整车的受力分析及计算整车主要性能分析及计算各系统运动校核主要零部件选型意向及具体分析整车综合性能分析及目标实现评价,引言,总布置又称总体设计，是汽车设计工作中的重要一环，对汽车的设计质量、使用性能和市场竞争力有着决定性的影响。因为汽车性能的优劣不仅与相关总成及部件的工作性能有密切关系，而且很大程度上取决于有关

2、总成及部件间的协调与参数匹配，取决于整车的总布置。总布置贯穿与整车设计全过程，需要多部门、多系统的工程师参与。车型设计师参与概念设计，提出整车设想，完成技术方案设计，并完成总布置草图；在总布置草图基础上，完成总布置，形成整车三维数模（或总布置图）；车型设计工程师要指导并控制整车部件设计，使设计忠实与产品概念 总布置是一门综合性学科，要求知识面宽，同时要求车型设计工程师应有丰富的经验，要有深厚的总布置知识积累。总布置过程同时又是不断解决矛盾，对车型设计工程师解决实际问题能力不断考验的过程。,一、总布置基本概念,总布置解决的基本问题总布置的特征总布置基本内容总布置基本流程总布置需掌握的几项重要资源

3、,1、总布置要解决的两个基本问题,性能问题：总布置过程中不仅要解决安装，还要时刻关注安装变化对整车性能变化的影响，以下是通常要考虑的性能问题：整备质量的控制货箱容积不断加大与底盘承载能力的匹配动力性与油耗的关系通过性和整车重心的矛盾制动性能造型与整车散热性能,一、总布置基本概念,结构问题部件要全，三维布置时要提前列出产品结构，二维布置早期就要列整车明细表。安装的关键是参数的合理化选择，必须依靠积累整体与局部忠实于品牌形象，工业美感是设计者必须要考虑的，也是设计者水平高低的关键,2、总布置的特征,目标明确：忠实于产品概念及产品信函，产品定位明确，突出开发或改进的核心卖点，满足市场需求。方案优化：

4、多方位评价，权衡分析，选择最优化方案。区域特点及使用环境特殊需求 产品价格定位与整车成本 承载能力与整车整备质量的优化分析 技术升级、个性化与系列化 造型与总布置的可行性 法规约束 产品系列化、平台化，零部件资源约束 管理者的偏好约束,一、总布置基本概念,3、总布置工作的基本内容,总布置（package）工作内容：整车及座舱系统的三维或二维布置，运动校核图；整车的受力分析及计算 整车主要性能分析及计算 各系统运动校核 各系统或总成的分析计算及选型 整车综合性能分析及目标实现评价 完成总布置评审说明书及项目描述书编制 各设计文件、计算书、选型方案等交付物完成并交付,一、总布置基本概念,根据产品设

5、计流程，结合几年实践，参考世界相关公司的一些规律，福田公司总布置应分为三个阶段：,方案设计（Hardpointdrawings）,总布置（package）,整车总成与部件安装图（layout）,4、总布置阶段的基本流程,一、总布置基本概念,总布置阶段划分与基本流程,5、总布置需掌握的几项重要资源,Q-FT B190-2009轻型载货汽车整车设计标准；Q-FT B202-2004轻型载货汽车整车设计标准（试行）；福田公司、国家相关整车及零部件强制性认证标准；整车现有资源及产品历史沿革；产品的平台化、系列化规划；常用核心零部件社会资源、价格、结构特点、性能参数等；熟练掌握新产品开发流程及各环节交付

6、物 竞争品牌主销产品的结构及性能特点，轻卡研发最新动向跟踪；,一、总布置基本概念,二、方案设计,产品开发建议,尺寸参数,质量参数,性能参数,总成件的初步选型,完成整车的初步设计方案形成产品信函,总布置草图、必要时需制作车辆模型,1、汽车主要尺寸参数的选择,二、方案设计,1.1轴距的选择：考虑要素：整车外形尺寸、质量参数、使用性能，在满足整车尺寸或货箱尺寸、轴荷分配、主要性能、整车布置的前提下，轴距短一些为好。轴距计算：整车选型初期，轴距一般按以下方法确定：轴距=货箱长度+驾驶室货箱间隙+驾驶室后壁至前轮中心距离-后悬 货箱长度可根据载货的规格、质量等特点选定，也可参照同型号竞争品牌产品；驾驶室

7、到货箱间隙，领航一般选择80-120左右，考虑驾驶室翻转及高位管安装，货箱前板与高位管的间隙，一般应大于30。后悬可根据通过性要求，轻卡一般考虑备胎安装，总长度应不大于轴距的55%；载货汽车轴距主要取决于常载货物的特征，即所需货箱的特点。市场上的载货汽车，在同一承载平台上，往往通过调整轴距及货箱的长度，形成差异化的系列化产品。初步选型后，最终还需经最小转弯半径、传动轴夹角、轴荷分配、乘坐舒适性等计算分析决定,短轴距优点：整车长度小、整备质量小、转弯半径小，通过性好。短轴距缺点：过短易导致后悬过长，轴荷分配不合理，行驶过程中角震动过大，加速或制动时轴荷转移过大，影响制动性能，操纵稳定性变坏，传动

8、轴夹角过大，易带来震动噪声隐患。,1、汽车主要尺寸参数的选择,1.2前后轮距的选择：考虑要素：整车总宽度、驾驶室及货箱宽度选型、整备质量、横向稳定性、机动性能。影响轴距选择的主要元素：车架外宽，前后板簧的宽度，轮胎宽度，前轮转向角度，转向拉杆和转向车轮以及车架间的运动空间，最终确定需对前后桥斜跳、转向拉杆运动空间校核后确定。如下图所示：,宽轮距优点：悬架角刚度越大，汽车的横向稳定性越好，车厢宽度越大，承载空间越大。宽轮距缺点：车身宽度及货箱宽度过大，不利于整车的轻量化，同时大幅降低整车性价比。,二、方案设计,1、汽车主要尺寸参数的选择,1.3整车外廓尺寸的确定：总长、总宽、总高考虑要素：车辆类

9、型、用途、运营环境、载质量、道路条件等产品性能及使用需求；国家或区域法规、标准的限制，主要GB7258-2005。同时需考虑整车的协调性，装载后整车稳定性等要素。最终根据总布置设计结果确定。GB1589对两轴卡车产品相关外形尺寸限值如下表：,满足使用要求的前提下，外形尽可能小，以达到降重、降成本目的，同时可提高车辆的质量利用系数，改善整车的燃油经济型和动力性。同时外界使用条件影响也较大：中心城市日常轻型物流运输，需满足N1类载货汽车的要求，总长度不大大于6米。实施计重收费前一般按载质量收费，低标公告需求较多，导致市场上N1类承载力较强的产品很多在销售。山区道路弯多且道路较崎岖的路宽下一般选择小

10、型车辆。,二、方案设计,1、汽车主要尺寸参数的选择,1.4载货汽车的前悬及后悬考虑要素：前悬主要考虑发动机的布置形式、整车接近角、驾驶室的结构及前部固定方式、悬架系统的安装、保险杠及转向机的布置等。对轻卡而言，重点需悬架与方向机的布置、驾驶室翻转机构的安装、驾驶室侧围的结构及脚踏板的布置，前悬不宜太长，否则会影响整车接近角、驾驶室安装不协调等问题。对轻型载货汽车后悬，需考虑货箱的长度、轴距、轴荷分配。后悬过大影响离去角，转弯时候货箱外摆值过大，影响整车的通过性。轻卡产品的后悬一般控制在轴距的55%以内，即在1.2-2.2米之间。国家法规对封闭式货车允许轴距最大到轴距的60%，最大3.5米。,二

11、、方案设计,2、汽车质量参数的确定,2.1整车的载质量设计载质量考虑要素：在良好的硬化路面上行驶时装载货物的最大限额，通常以吨为单位计。因车辆使用路况不同，用户使用要求差异等，轻卡产品的载质量设计存在较大差异，一般对承载系的设计承载能力选取较高值。轮胎的极限承载能力是重点考虑因素，板簧设计承载不易无限制加大，理论控制板簧一般作为承载系最薄弱环节：限制超载、保证安全。2.2整车的整备质量汽车加满燃料、润滑油、工作液及发动机冷却水和装备齐全后但未载人、装货时的质量。产品设计阶段，整备质量可参考结构相似的标杆车型对整车相关部件的质量参数进行测量并对设计车型的整备质量设定设计目标。,城市用N1类产品：

12、承载一般考虑满载，整车动力性、平顺性较好，运输效率高，超载能力较差。农村及城乡结合部用车：超载使用情况较多，路况差或稍差，对舒适性要求稍低，对超载能力要求强，注重运输能力的强化。国内路况使用环境复杂，车辆设计一般对超载能力考虑较多。,承载能力一定的前提下，整备质量越低越好，有利于提高质量利用系数、降低制造成本，降低油耗。轻量化技术：利用分析手段优化零部件结构，采用轻型合金和高分子材料等都是采取的常用措施，是载货汽车产品发展的一个趋势。计重收费政策的实施，可提高车辆的单位承载能力，降低运输成本。,二、方案设计,2、汽车质量参数的确定,2.3汽车的总质量 总质量=整备质量+载货质量+乘员质量（乘员

13、按65kg/人计算）2.4整备质量利用系数 质量利用系数=载质量（含人）/整备质量,设计水平的一个重要指标，表示了单位汽车整备质量能承受的汽车装载质量，此系数越大，汽车的材料利用率、设计工艺水平越高，一致性保障能力越强。,二、方案设计,2、汽车质量参数的确定,2.5整车的轴荷分配重要质量参数：影响汽车的制动性能、操纵性能、通过性、稳定性等重要性能。方案设计阶段或总布置阶段，需根据车辆的布置型式、载荷情况、使用环境等合理选定车辆在各种工况下的轴荷分配。载货汽车：平头前驱车型前轴载荷：空载50-55%，满载30-35%，超载20-30%；此时超载工况已存在安全隐患，制动性能变差，前轴制动时容易失去

14、转向能力。后轴承载过大，上坡或颠簸路面行驶时的轴荷转移，易导致轮胎过载严重，存在安全隐患。对后驱载货车，空载后轴轴荷不宜低于40%，在附着系数低的路面上容易出现侧滑。对转向性能的影响：对前后静轴荷G1、G2，前后两侧轮胎侧偏刚度之和C1、C2，在确定轴荷分配时，应保证：G2*C1G1*C2，以获得较好的不足转向特性和好的方向稳定性。考虑轮胎均匀磨损：后双胎载货汽车理想轴荷分配是前轴33%，后单胎理想轴荷分配时50%。,二、方案设计,GB7258对轴荷的规定,各类载货汽车的轴荷分配,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,3.1汽车的动力性参数主要动力性指标：直接档和一档的最大动力因数，最高车

15、速，比功率和比扭矩、加速时间，（另有最大爬坡度、加速时间、最高车速）。汽车的动力性是汽车各种性能中最基本,最重要的使用性能.它直接影响汽车的运输生产率,因为汽车的平均行驶速度主要取决于汽车的动力性，汽车的平均行驶速度越高，汽车的运输效率越高。3.1.1动力因数：选择依据汽车对加速性与燃油经济性的需求，以及车辆的承载要求、使用路况、专用汽车等综合因素，选取可参考已有类似车型的数据，载货汽车一般按设计满载载质量考虑，超载情况作为一项重要参考。满载直接档动力性因数应不小于0.04，国内高速公路允许最大坡度一般为3%，应保证车辆在满载工况下具有保持高速行驶的能力。超载较多或山区路况下，应对车辆的一档最

16、大动力因素给予重点考虑，以保证车辆的最大爬坡度、通过复杂路况的能力、坡路起步能力等。例：锡柴490山区型。,整车动力性参数的选择一定要与整车的承载能力相匹配、与区域道路条件相适应，不要盲目的突出其中一个卖点，而忽视了其他性能的同步提升，导致整车综合性能的下降，使用效能降低。例如：小卡之星V3360匹配锡柴490自吸动力产品：整车动力性较差，但为突出产品性价比及承载能力，开发一款重载高性价比产品，但是投放后，因整车动力性差，实际承载能力发挥不出来，用户反馈意见强烈，尤其是山区用户，此产品投放20台左右资源就取消，开发失败。,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,二、方案设计,3、汽车主要性能

17、参数的选择,3.1.2最高车速：选择时应考虑：车辆类型、用途、道路条件、汽车的安全保障性能、发动机性能等。可提高车辆运输效率，降低运营成本。最高车速按GB/T 12544提供方法测定。轻卡产品的最高车速一般设计在100公里左右，高端轻卡产品的最高车速已达到120公里以上。100公里以上对安全性能提出更高要求。3.1.3比功率及比扭矩：考虑车辆高速行驶的适应能力，提高道路交通运行效率，部分国家对发动机比功率有所规定。3.1.4加速时间：恒量汽车动力性的重要指标，加速时间对超车安全性有重要意义，我国家法规对加速时间尚无强制性数值限制，福田公司标准对轻卡产品：起步换挡50S，直接档加速55S，中重性

18、卡车起步换挡70S，直接档加速90S。测量方法按国标GB/T 12543,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,3.2汽车的燃油经济型参数主要指标：此参数设定时可参照总质量相近的同类车型油耗值初步选取。汽车的燃油经济性是指汽车完成单位运输工作量所消耗燃料的多少,用于衡量汽车运输工作的经济效果。常见恒量单位有：百公里最低燃油消耗量：良好路面、直接档、等速行驶100km；单位燃油消耗量：单位汽车总质量百公里最低燃油消耗量，常见参考值如下表；美国按按没加仑燃油行驶的英里数来计算汽车燃油消耗量；,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,3.3汽车的机动性参数考虑要素：汽车的用途、道路条件、使用环

19、境、车辆类型、结构特点以及轴距；主要参数（见GB/T 12540-1990）：最小转弯半径-转向盘转至极限位置时由转向中心至前外轮接地中心的距离；通道圆（见GB/T 12540-2009）：增加通道圆图解,根据产品需求设计合适的机动性参数:轻型载货汽车中短途运输，常在城区运行、部分道路较窄、调头空间收局限等，机动性要求较高。对重型运输车、挂车或半挂车：载货量大、运距长、道路条件较好、一般走高速公路或国道，调头、转弯等一般不频繁，一般对最小转弯半径要求不高，满足国家法规即可。增加各类汽车的通道圆半径经验数值。,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,3

20、.4汽车的操纵稳定性参数主要控制参数：转向特性参数、车身侧倾角、制动点头角；（GB6323）,1、转弯或受侧向力时，前后轴的侧偏角1、2，两者差值，产生不同的转向特性：不足、过度、中型；测量方法：以0.4g的向心加速度做定圆等速行驶时，以值作为评价转向特性的参数，目标：较小的正角度值，轿车1-3为宜；2、车身侧倾角 汽车以0.4g的向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在3以内较好，最大不允许超过7；3、制动前俯角 为了不影响乘坐舒适性，要求汽车以0.4g减速度制动时，车身的前俯角不大于1.5。,二、方案设计,汽车的操纵稳定性汽车准确地按照驾驶员给定方向行驶的能力,以及抵抗各种力图改变汽车

21、行驶方向和状态的能力.包含两个方面的内容:汽车的操纵性和汽车的稳定性.其直接影响汽车安全性,并对减轻驾驶员的劳动强度和汽车的动力性的充分发挥均有很大影响.特别是汽车在高速行驶时对汽车的安全性起到至关重要的影响.所以被称为“高速车辆的生命线”.,3、汽车主要性能参数的选择,3.5汽车的制动性能参数主要控制参数：制动距离、制动减速度、制动踏板力。增加国标、福田标准要求数据,汽车的制动性是汽车迅速减速和强制停车的能力,.它直接影响安全性,汽车有良好的制动性能,汽车的速度才有可能提高,汽车的动力性才能充分发挥出来.汽车制动性的衡量指标有:1)制动效能:制动距离合制动减速度；2)制动效能的稳定性:抗热衰

22、退性能；3)制动时的方向稳定性:制动时不发生跑偏,侧滑以及失去转向能力的性能。,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,3.6汽车的通过性参数主要控制参数：最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过半径；（GB有没有？）增加福田公司标准要求考虑要素：汽车类型及道路条件；如工程车接近角、离去角较大，清洁车接近角较小，山区使用的车辆纵向通过半径要求要小一些。对军用车辆，以上数值要求要苛刻的多，甚至要考虑涉水、越障能力。增加44页参数,二、方案设计,汽车的通过性是指汽车在一定的载荷下能够以足够的高的平均行驶速度通过坏路和无路地带以及克服各种障碍的能力.汽车的通过性能主要取决于地面的物理性质及汽车的结构

23、参数和几何参数.汽车的通过性对汽车的平均行驶速度有间接的影响.汽车通过性的衡量指标有:1)汽车的支承通过性:牵引系数,牵引效率,燃油利用指数 2)汽车的几何通过性:最小离地间隙,纵向通过角,接近角,离去角,最小转弯直径.,3、汽车主要性能参数的选择,3.6汽车的通过性参数主要控制参数：最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过半径；考虑要素：汽车类型及道路条件；如工程车接近角、离去角较大，清洁车接近角较小，山区使用的车辆纵向通过半径要求要小一些。对军用车辆，以上数值要求要苛刻的多，甚至要考虑涉水、越障能力。,问题1：接近角/离去角是空载还是满载？问题2：计算离去角时考虑后防护吗？,汽车的通过性是指

24、汽车在一定的载荷下能够以足够的高的平均行驶速度通过坏路和无路地带以及克服各种障碍的能力.汽车的通过性能主要取决于地面的物理性质及汽车的结构参数和几何参数.汽车的通过性对汽车的平均行驶速度有间接的影响.汽车通过性的衡量指标有:1)汽车的支承通过性:牵引系数,牵引效率,燃油利用指数 2)汽车的几何通过性:最小离地间隙,纵向通过角,接近角,离去角,最小转弯直径.,二、方案设计,3、汽车主要性能参数的选择,3.7汽车的舒适性参数主要控制参数：平顺性、空气调节性能（温度、湿度等）、车内噪声、乘坐环境（活动空间、车门及通道宽度、内部设施等）、驾驶员的操作性能。舒适性汽车应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操

25、作条件。GB4970汽车平顺性随机输入行驶试验方法，GB/T 4971汽车平顺性名词术语和定义 平顺性以车身的垂直方向加速度、自由振动频率、振幅以及人-车振动系统的响应特性来判断。前后悬架的偏频、静挠度、动挠度、车身振动加速度等参数是重要设计指标。,前后悬架偏频n1，n2应尽可能使n2略高于n1，避免较大的纵向角振动，高舒适度车辆的偏频一般取低。货车前后悬架的静挠度应使前者偏小，避免司机驾驶疲劳。汽车的平顺性：指抵抗路面不平度所引起得冲击和振动的能力.汽车的行驶平顺性良好,有利于充分发挥汽车的动力性,并减轻驾驶员的疲劳.平顺性主要根据乘员主管感觉得舒适性来评价,对于载货汽车还包含保持货物完好的

26、性能.它是现代高速汽车的主要性能之一.,二、方案设计,4、汽车主要零部件的初步选型介绍,一般介绍内容：1）社会资源状况；2）价格；3）结构特点、技术性能水平；4）市场有无特殊要求；5）整车适应性。车身总成：型式、造型风格及优缺点；车厢总成：型式、造型风格；发动机总成：利用表格对发动机参数（功率、油耗、噪声、排放、可靠性）进行描述，使评委对发动机总成外形及性能指标有初步的了解。对进气系统、排气系统、冷却系统的要求；离合器：结构形式的选择，后备系数的计算（轿车、轻卡为1.25-1.75；中卡、重卡为1.6-2.25）、操纵方式（机械式、液压）及操纵力的计算等；变速器总成：型式、操纵方式、市场特殊要

27、求；前桥总成:主要描述前桥型式、许用轴荷、按参考车型初选前轮定位参数、制动器型式、安装相关尺寸、前轴的下沉量等参数；后桥总成：主要描述所选主减速比大小、许用轴荷、允许最大输入扭矩、制动器型式及相关的安装尺寸,二、方案设计,4、汽车主要零部件的初步选型,轮胎：根据载荷、整车最高车速等因素选择轮胎型号、类别、层级；再进行负荷能力校核及空间布置，并提供相应的计算报告；3.3.7传动轴：描述所选的结构型式、外直径，并进行强度计算及临界转速的校核，提供相应的计算分析报告；车架总成：描述车架的结构型式、纵梁最大断面、材料、外宽、纵梁长等参数，与相近成熟车型车架进行对比，并提供相应的强度刚度的计算分析报告转

28、向器系统:描述所选结构型式、角传动比、外形安装等参数，提供转向器的承载能力及操纵力的计算分析报告悬架：描述悬架型式、承载能力、前后悬架静挠度和动挠度的选择，后悬架主、副簧的刚度分配等主参数，提供相应的计算、分析报告,二、方案设计,产品信函输出交付物,在以上工作基础上，完成整车产品信函的编制，作为后续开展工作的重要依据，产品信函应包括以下主要内容：项目来源或开发依据 技术方案简述 整车配置（基础车型、开发车型对比）整车公告参数及实际参数（尺寸、质量）整车匹配性能及主要指标 整车价格变动分析 开发车型型谱 开发计划 附：产品信函模板,二、方案设计,三、整车总布置,项目概述总布置图的绘制整车的受力分

29、析及计算整车主要性能分析及计算各系统运动校核主要零部件选型意向及具体分析整车综合性能分析及目标实现评价,1、项目概述,三、整车总布置,项目描述书（启动）的编制：目的：根据产品信函，对项目的基本情况及设计目标进行总体描述，并对各主要总成件的选型提出初步意见，下发各主要零部件设计主管，使其对项目的整体情况做出了解，并同步开展自己相关工作；项目描述书的主要内容：（见项目描述书模板）产品开发类型：全新开发、重大改进、品种拓展、一般商改等 设计依据：产品信函、参考项目开发建议（保证文件间的一致性，对变动部分需做出说明）指导思想：产品技术定位、市场竞争力定位、产品的设计要求或特有约束、资源利用等 设计目标

30、：产品性能、产品性价比、部分区域车型的特殊性能开发等，在具体的项目描述书内容中体现，也可单独增加描述文字说明。产品设计参数：尺寸参数、质量参数、性能参数；主要零部件技术状态介绍：重点核心零部件、变动较大部分零部件，以便设计主管对开发产品有一个更清楚的认识和了解，保证产品的开发目标实现；开发车型型谱 标准法规的符合性 项目开发计划,2.1总布置图绘制概述：2.1.1几个重要的基准线：车架上平面线、前后轮中心线、汽车的纵向中心线、地面线（设计时应将车架上平面线划为水平线）、前后轮铅垂线 2.1.2总布置图绘制思路：先主视图：长度方向尺寸链的确定，高度方向尺寸链的确定 后俯视图：长度方向尺寸链的确定

31、，宽度方向尺寸链的确定,车架上平面线：整车垂向尺寸的标注基准线或零线，Z=0；前轮中心线：汽车各纵向尺寸的基准线或零线，X=0；汽车的纵向中心线：汽车各侧向尺寸的基准线或零线，Y=0；地面线：标注汽车高度、货台高度、离地间隙、接近角、离去角等尺寸的基准线；前后轮铅垂线：标注汽车轴距、前悬的基准线。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.2总布置主视图：2.2.1整车长度尺寸及货厢长度尺寸的确定。对于设计任务书已明确的整车外廓尺寸进行布置校核：a.轴距：描述布置尺寸是否符合设计任务书要求；b.前悬长：依据车身前悬及车身布置位置确定整车前悬c.后悬长：主要依据法规要求货车后悬长

32、度不大于轴距的55%；后悬长对车厢长度、整车长度的影响；离去角；质心位置的合理性，整车长度、前悬、轴距已定，那么后悬也是定数，需要对离去角，后悬尺寸进行校核，尤其对于双排车：需校核货箱中心的位置,避免过于偏后超载易前轮发飘，前轮易抱死。同时分析承载时载荷基本集中于后轴部分对车架及后桥的不利影响。其中较显然的例子：红塔三排车，载货后轴荷分配严重不均、制动力分配不均导致安全性下降，同时不符合法规要求，已退出市场。（放此处不合适）d.货厢内长：依据产品信函及方案设计要求及总布置情况确定货箱内部长度;e.车身与车厢间隙：保证高位进气在车身翻转时有20mm以上的间隙，建议整车长度在7米 及以上车型，此间

33、隙值要求大于30mm以上，解决安装工艺性及载货后货箱前后窜动安全性。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.2.2设计状态整车高度尺寸及相关尺寸链：a.前轮静力半径及自由半径：轮胎选型相关参数：轮胎规格、轮辋、新胎直径、静力半径、轮胎最大直径 b.前桥相关尺寸：下沉量；前轴断面高(应保证前轴负荷能力)；前轴离地间隙(根据使用条件并参照同类车型确定，保证整车通过性)；前轴(或横拉杆)与发动机之间的间隙：保证前轴或横拉杆在铁碰铁时与发动机间隙不小于10mm，部分车型因动力转向油泵比较靠下，其余前轴的间隙也要重点校核，例如锡柴490国三发动机动转泵与前轴的间隙要小于横拉杆与油底壳

34、的间隙。c.驾驶室底板与发动机最高点间隙：福田总布置要求两者高度方向间隙不小于20mm,水平方向的间隙要适当加大，保证发动机晃动时有1520mm间隙,静态间隙为2025mm以上。实际因零部件及装配一致性、发动机隔热垫安装不帖服等，建议控制在30-50mm之间。捷顺扬柴增压中冷发动机设计尺寸25，实际生产过程中，多次反馈发动机顶部与隔热垫间隙小干涉。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,d.车身坐标系相对整车坐标系的高度方向位置尺寸：除以上因素外，还需考虑前桥斜跳时轮胎与驾驶室底板或轮眉的间隙应在15mm以上，轮胎按最大尺寸考虑。e.车身顶盖离地高（单双排、排半同时考虑）：驾驶

35、室布置倾角（查标准度数），避免车辆使用一段时间后，橡胶垫老化变形，后部下榻，双排车后端顶部一般高于单排、排半车型；f.安全架与车身顶盖高度差：（GB7258规定：载质量为1吨及1吨以上的货车、农用车为70-100mm）,按小卡系列产品的设计经验看,安全架与车身顶盖高度差在30mm到60mm之间整车姿态较协调，过大影响视觉美感；领航产品应控制在70-100之间，不宜过小。g.整车高度尺寸确定。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.2.3车架布置及相关尺寸链 1）前轮中心线处车架离地高：（验算：空载、最大设计装载状态）a前轴下沉量；b前板簧、板簧压板、缓冲块骨架总高度：c前悬

36、架动挠度：fd=(0.7-1.0)fc,（铁碰铁、缓冲块压缩2/3或1/2，根据缓冲块结构 定，缓冲块刚度小者取上限，反之取下限）（悬架静挠度的范围：fc=50-110mm）；d前轮中心线处车架纵梁断面高度：根据车辆载荷验算，或比照同类车型进行验证。2）车架与地面夹角：按福田标准，空载：推荐1.5-2不宜超过-2，设计满载：推荐 0.51.5 超载：可有小的负夹角(即稍有”塌屁股”),2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,3）后轮中心线处车架离地高：a后桥板簧托至后轴中心高度差：b后钢板弹簧、板簧压板、缓冲块骨架总高度：c后悬架动挠度：fd=(0.7-1.0)fc不平路面取上限

37、,（铁碰铁、缓冲块压缩2/3或1/2，根据缓冲块结构定，原则同前悬架）（悬架静挠度的范围：fc=50-110mm；fc2=(0.7-0.9)fc1，设计载质量偏大者取上限）d后轴处车架纵梁断面高度：e车架最大断面尺寸：（验算或比照同类车型并结合本产品的使用条件选取，同时考虑产品系列化扩展的需要。）f货厢底板离地高：原则上尽量降低，以利于装货，提高整车稳定性；保证车轮的跳动空间，对于长途运输或北方山区使用的货车还需要留出装防滑链的空间。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.2.4 发动机及动力线的布置尺寸 a.选取动力点：参考基础车型或根据发动机的初步空间布置，初步确定动力

38、点；经对各方向尺寸完成校核后，确定动力点。（动力点：指发动机缸体后端面与曲轴中心交点相对整车基准线坐标尺寸：X，Y，Z三个方向的坐标)b发动机的后倾角：轻卡产品一般选取3，可适当调整，但一般不大于4，避免增加整车传动系转动不平衡量；车辆上长坡时发动机机油吸油盘进气，导致发动机润滑不良。c动力线的偏移：考要考虑发动机Y向尺寸的布置，发动机重量或其他部件重量的分布不均衡导致的左右轮荷偏差较大，整车高度左右不一致，严重的影响制动性能。d后桥主减速齿轮中心线倾角：一般与动力线平行，有利于传动轴等速传动，减少转动过程中的振动或共鸣问题，降低整车噪音或振动。e.传动轴夹角：（一般推荐不大于3，其最大夹角不

39、大于6），生产过程中因传动轴夹角过大、动不平衡量超标导致的整车抖动、共鸣问题在轻卡产品上比较多见。特点及例子。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.2.5 前后悬架布置尺寸：a.钢板弹簧伸直长度：从整车产品信函承载、舒适性、成本等要需分析，与悬架设计人员协商确定。从悬架本身而言、整车行驶稳定性方面要求长一些有利，但同样承载成本增加较多，同时前簧对二横梁、方向机、空滤器等的安装空间有影响，需综合考虑。b.前钢板弹簧后倾角：1）主销后倾的需要；2）改善转向特性的需要；3）前悬架与转向协调性。c.前簧后吊耳长度：长一些对行驶稳定性有利，但对其本身受力状况不利。d.前簧支架高度：

40、在保证前悬架的动行程及卷耳安装空间要求前提下尽量降低支架高度。e.后钢板弹簧伸直长：同前簧。f.后钢板弹簧前倾角：改善转向特性的需要，根据具体车型来确定。一般情况下后单胎车型要大于后双胎车型；微型车要大于轻型车，12吨以上的中卡或重卡产品，后簧倾角对转向性能的影响可忽略不计。（增加一段文字专门介绍）g.后簧后吊耳长度：满载状态下吊耳夹角：5左右，此处有什么学问？h.后簧支架高度。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.2.6 转向器布置尺寸1）转向器在车架上的安装位置，主要考虑：a）前悬架与转向协调性；b）前轮转向角与纵拉杆间隙；c）转向器与车身地板的接口；d）翻转车身的初

41、步运动校核；2）转向管柱与车架夹角：要满足人机工程的需要 3）转向盘直径：设计主要参考什么数据？4）转向摇臂布置角及最大有效转角：2.2.7 驾驶室内人机工程主要布置尺寸：主要由车身总布置设计人员进行布置。a）方向盘后端面到坐垫上表面距离：b）方向盘后端面到坐垫上表面距离：c）坐垫到驾驶室顶盖内表面的距离：具体根据情况要做适当增加，全新车身要求各方面参数齐全。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.3 总布置俯视图2.3.1 转向盘中心与座椅中心的相对位置：主要由车身总布置设计人员进行布置。a）车身外宽、内宽：b）方向盘中心至车门内板距离：一般要求不小于350mm c）方向

42、盘中心至车身中心线距离：d）方向盘中心与座椅中心偏移量：一般要求不大于40mm，结合以往设计数据，对设计 值大于30mm时，驾驶员感觉较差，建议该偏移量不大于20mm为宜。2.3.2 前轮距及前轮最大转向角：前轮距：依据设计任务书；保证整车的横向稳定性的要求。前轮最大转向角：保证最小转弯直径要求。2.3.3 前钢板弹簧中心距：尽量大些；以有利于前悬架的侧倾刚度，改善不足转向性。2.3.4 转向梯形底角：与底盘设计人员共同确定。2.3.5 转向摇臂、转向纵拉杆、转向梯形臂与周边零件最小运动间隙：一般大于10-15mm,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2.3.6 动力线在水平

43、方向的布置：a）发动机曲轴中心与汽车中心线的位置关系：从左右前轮载荷均布和减小传动轴在水平面内的夹角方面考虑，应将曲轴中心适当向右侧布置。b）后桥主减速齿轮水平偏移距：c）传动轴在水平面内的夹角：2.3.7 车厢内宽：根据设计任务书确定；车厢外宽：由货厢结构确定2.3.8 后部车架外宽的确定 a）左右后轮胎外宽：通常要小于车厢地板外宽40mm以上。否则，要加后车轮挡泥板。b）双胎中心距：（采用后双胎可增加不足转向趋势）不得小于标准规定值，且要考虑加大轮胎的可能性。c）后轮距：根据设计任务书确定，满足整车的横向稳定性的要求。通常与前轮距接近，以提高通过性。d）后轮胎与板簧的最小间隙：轻型货车一般

44、不小于30mm（可参照国内同类车型比照验证其合理性）e）后板簧断面宽度尺寸：由悬架设计人员确定，也可参考同类车型确定。,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,三、整车总布置,2、总布置图的绘制（三维数模的搭建）,f）后板簧中心距：由上述结构参数限制、确定。通常希望尽量加大该尺寸来有效地提高后悬架的侧倾刚度，控制转弯时车厢侧倾角不致过大，一般要求在0.4g侧向加速度时车厢侧倾角不大于4，但另一方面将减小不足转向趋势。（验算：横向稳定性；对转向性能的影响分析）g）后板簧、后骑马螺栓与车架间隙：静态间隙一般为30mm左右，动态校核不能有干涉。h）车架外宽（后部）：希望后部车架外宽尺寸大一些，以提高车

45、架的扭转刚度，降低车架复合应力。同时可增大发动机的维修空间。但要兼顾车架中部外宽尺寸，尽量改善纵梁工艺性。2.3.9发动机安装部位的车架外宽的确定 a）发动机宽度尺寸：特别是在车架纵梁附近的发动机宽度。b）发动机与车架纵梁的最小间隙：应满足以下要求：（1）发动机在工作中与车架纵梁不干涉，且留有15mm以上的间隙。（2）操纵机构的布置。（3）发动机维修接近性。c）车架外宽（分析发动机前悬置结构设计的可行性；发动机的维修性方便性分析）,三、整车总布置,3、整车受力分析及计算,3.1计算整车的最大承载能力 3.1.1.该车的主要用途和同类车型用户的高频使用载质量，同时因车辆使用区域较广，使用情况较复

46、杂，也应考虑常用超载载质量。可参考开发建议或市场调研信息。3.1.2.货箱容积：可以按1700kg/m3比重计算货箱的最大装载质量.3.1.3.轮胎负荷能力计算（要考虑车速对负荷的影响）：希望前后轮胎负荷均匀，负荷率在90%-100%之间，后轮胎最大负荷率一般不得大于120%。3.1.4.前桥的最大负荷能力（初步经验计算和类比分析）3.1.5.后桥的最大负荷能力（初步经验计算和类比分析）3.1.6.车架强度、刚度计算（初步经验计算和类比分析），全新开发车架或车架局部重点改进，应安排CAE分析。3.1.7.悬架的承载能力计算(要控制悬架的应力,比应力不能太大)注：为确保超载后整车系统的安全性，要

47、使悬架设计承载能力适当小于车架和车桥的设计承载能力,三、整车总布置,3、整车受力分析及计算,3.2 传动系统的受力分析3.2.1.发动机的最大扭矩3.2.2.离合器的后备系数(轿车和轻卡1.25-1.75,中重型车1.6_2.25)3.2.3.变速器的最大允许输入扭距3.2.4.传动轴的扭转强度校核,花键的挤压应力和临界转速的校核3.2.5.后桥最大允许输入扭距：应考虑整车的实际承载，如该产品在城区使用，且超载情况不多，后桥的扭矩储备系数允许适当放宽。（考虑后轮在最大扭矩时的打滑，可保护后桥不受损害，但对轮胎异常磨损不利，同时发动机的最大扭矩及功率也不易发挥出来）3.3转向系统强度校核,如转向

48、球销、节臂、转向臂等。3.3.1.转向器强度校核3.3.2.转向操纵力计算：（要符合GB7258要求的不大于245N的切向力）,三、整车总布置,4、整车主要性能分析及计算,4.1整车动力和经济性能计算和动力系统的选型意见4.1.1.最高车速计算（绘制功率平衡图及按传动比计算）4.1.2.最大爬坡度4.1.3.动力因数计算（轻型货车的直接档最大动力因数不小于0.030.10,一档最大动力因数不小于0.3）4.1.4.等速油耗计算:4.1.5.经济车速分析、计算:(可根据发动机万有特性曲线进行计算)原则:动力性和经济性要兼顾,对汽油车,一般经济性不好,一定要分析经济性,动力性要以直接档分析,兼顾超

49、速档.4.2.整车纵向、横向稳定性计算分析（GB7258规定：货车、农用车在空载状态的最大侧倾稳定角不小于35）4.3最小转弯半径计算（计算值往往偏小，可根据样车试验值进行修正）4.4制动系统初步分析计算（行车和驻车制动器型式、制动力矩、制动热器容量、制动踏板或手制动手柄操纵力、是否需要真空助力等,特殊地区对制动有无特殊的要求）,三、整车总布置,5、各系统运动校核,5.1转向系与前悬架的运动协调性分析图(满载40mm运动范围内,2mm,并要求均等)5.2传动轴跳动分析图(最大长度,最短长度,边界零部件的间隙,花键的啮合长度,制动后桥S变形花键不脱出)5.3减震器行程校核分析图：5.4转向横拉杆

50、、前轴、后桥的跳动空间校核图(要注意转向拉杆和支架的干涉)5.5前轮与轮罩间的跳动空间校核图(对越野车,要考虑防滑链空间)5.6后轮与货厢地板间的跳动空间校核图5.7转向器行程及最大转向角校核图5.8.翻转驾驶室的校核(操纵机构的校核,驾驶室和保险杠的间隙校核)5.9.板簧吊耳和支架的间隙校核.5.10.发动机、动力转向泵、空调压缩机等皮带长度调节后和周围零部件的干涉问题。,三、整车总布置,6、主要零部件选型意向及初步分析,根据产品定位和设计指导思想，总布置人员在总布置阶段要把主要总成零部件选型方案或选型意向确定，并提前和部件主管沟通。6.1.前后桥初步选型分析（承载、精度适应车速要求、噪音、