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文檔簡介
2023/7/23汽車總體設計技術要素
2023/7/232汽車設計概述主要參數(shù)確定發(fā)動機選擇車身形式選擇汽車形式選擇輪胎選擇內容提要一二三四五六總體布置設計運動校核七八一.汽車設計概述2023/7/233設計:把滿足某種功能的設想變成現(xiàn)實的一系列詳細的技術規(guī)劃。(滿足某種功能的目的→構思技術方案→結構細節(jié)規(guī)劃→用于指導使之成為現(xiàn)實的技術文件)構思技術方案和結構細節(jié)是最具創(chuàng)造性的思維活動。汽車設計:把滿足汽車所需功能的設想變成現(xiàn)實的一系列詳細的技術規(guī)劃。1.什么是汽車設計一.汽車設計概述國年1983199219992000200320052008200920122014日本111112499901014102810801156793994972美國920977130212811207119487057110321165德國438519528520556576604521564586法國333
376318
335362355256205196184俄羅斯212145117120127135179172223249英國129
154197182184180164109157158西班牙127220285303303275254217197219加拿大150198274235255269208149246239意大利157168170173132104102846759巴西100109135167183253322318334296中國106180201444570.8934.5137919272372韓國17228431131837038035145545242023/7/232.中國汽車歷年產(chǎn)量一.汽車設計概述52023/7/233.汽車的開發(fā)流程一.汽車設計概述62023/7/233.汽車的開發(fā)流程決策階段最終要形成一個詳細明確的設計任務書來指導后續(xù)的具體設計,要包括:發(fā)動機選擇:發(fā)動機型式、功率、轉矩、比功率、比轉矩、適應性系數(shù)主要性能參數(shù):動力性參數(shù)、燃油經(jīng)濟性參數(shù)、機動性參數(shù)、幾何參數(shù)、質量參數(shù)、通過性參數(shù)、制動性能參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù),舒適性參數(shù)汽車形式的選擇:軸數(shù)、驅動形式(m×n)、布置形式(FF、長短平等)車身形式:折背、直背、艙背等輪胎的選擇一.汽車設計概述2023/7/2374.汽車總體設計應該滿足的要求基本要求各項性能、成本等,要求達到設計任務書所規(guī)定的指標嚴格遵守和貫徹相關法規(guī)、標準的規(guī)定;注意不要侵犯專利;貫徹“三化”:系列化、通用化、標準化進行有關運動學方面的校核“四好”:好用、好造、好修、好看道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值GB1589—2004機動車安全技術條例GB7258-20122023/7/238HenanUniversityofScienceandTechnology汽車設計概述主要參數(shù)確定發(fā)動機選擇車身形式選擇汽車形式選擇輪胎選擇內容提要一二三四五六總體布置設計運動校核七八二.主要參數(shù)確定2023/7/2391.動力性(發(fā)動機)參數(shù)最高車速加速時間上坡能力汽車比功率和比轉矩(1).發(fā)動機最大功率Pemax和相應轉速nP比功率=Pemax/ma根據(jù)動力性能指標計算(2).發(fā)動機最大轉矩Temax和相應轉速nTnP/nT=1.4~2.0(3).發(fā)動機適應性系數(shù)φ二.主要參數(shù)確定2023/7/2310幾種常見轎車最大功率與最大轉矩車型最大功率最大轉矩廠商油耗
2008款飛度1.588kw/6600rpm
145N·m/4800rpm
-2011款卡羅拉1.690kw/6000rpm154N·m/5200rpm180.0km/h2011款朗逸1.677kw/5250rpm155N·m/3750rpm174.0km/h2011款天籟2.5136kw/6000rpm232N·m/4400rpm-2011款雅閣2.4132kw/6500rpm225N·m/4500rpm200km/h2009款皇冠2.5145/6200kw/rpm242/4400N·m/rpm219.0km/h2010款奧迪A6L2.4130kw/6000rpm230N·m/3000-5000rpm222.0km/h2010款寶馬760Li400/5650kw/rpm750/1500N·m/rpm250.0km/h2010款奔馳
S600L380/5000kw/rpm830N·m/1900-3500rpm250.0km/h2010款法拉利599456/7600kw/rpm608/5600N·m/rpm330.0km/h2010款布加迪威航736/6000kw/rpm1250/2200-5500N·m/rpm407.0km/h二.主要參數(shù)確定112023/7/232.幾何參數(shù)外廓尺寸(長、寬、高)軸距L前/后輪距前懸LF
、后懸LR
貨車車頭長度貨車車箱尺寸(1).軸距L小,則整備質量減少;汽車總長減少;Dmin減少;傳動軸長度減少;縱向通過半徑減少。L過小,則車箱長度不足,或后懸過長。上坡或制動時軸荷轉移過大,制動、操縱穩(wěn)定性下降。車身縱向角振動增加,平順性降低。傳動軸夾角變大。二.主要參數(shù)確定122023/7/232.幾何參數(shù)外廓尺寸(長、寬、高)軸距L前/后輪距前懸LF
、后懸LR
貨車車頭長度貨車車箱尺寸(1).軸距L的選取原則轎車級別越高,L越長;裝載量多的貨車,L應取長些;載客量多的客車,L應取長些;機動性要求高的汽車,L應取短些。在標準軸距車型基礎上,派生出短軸距和長軸距車型,其軸距變化范圍在0.4~0.6m。二.主要參數(shù)確定132023/7/232.幾何參數(shù)(2).輪距前輪距B1
、后輪距B2隨著B的增加:車箱(駕駛室)內寬增加側傾剛度增大總寬增大總質量增大Dmin增加確定原則:因為總寬不超過2.5m,所以B不宜取大;B1要保證布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪,保證轉向輪轉動空間及桿系與車架、車輪之間的間隙。B2受后部車架寬度、懸架、輪胎寬度的影響,保證它們之間有足夠的間隙。二.主要參數(shù)確定142023/7/232.幾何參數(shù)(3).前后懸前懸LF
增加:安全性提高;前鋼板彈簧長度增加;駕駛員視野變壞;接近角減小,通過性下降。前懸LF的確定原則:對長頭車、轎車,保證布置下發(fā)動機、保險杠、散熱器、風扇等部件。貨車的前懸LF范圍:1100~1300mm。后懸LR長,則乘用車行李箱尺寸增大;追尾安全性好;汽車離去角減小,通過性降低;汽車造型發(fā)生變化。后懸選取原則:(取決于軸距、軸荷分配)客車LR,不得超過軸距的65%,絕對值不大于3500mm;貨車(ma=1.8~14.0t),LR一般在1200~2200mm之間;特長貨箱的貨車,LR可達到2600mm,但不得超過軸距的55%。二.主要參數(shù)確定152023/7/232.幾何參數(shù)(4).貨車車頭長度定義:從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離。車頭長度將影響:
外觀效果;駕駛室居住性能;發(fā)動機的接近性。車頭長度尺寸的確定:長頭式:2500~3000mm平頭式:1400~1500mm對車箱尺寸(容積)的基本要求:運送煤和袋裝糧食時,能裝足額定噸位數(shù)。車箱尺寸的選取:邊板高度高,則質心高度高,裝卸貨物不方便選取范圍:450~650mm。車廂寬度寬,則空氣阻力增加在不超標的條件下,盡量取寬些,以減少貨箱的高度和長度。車箱長度:應盡可能取短,以減少整備質量。(5).貨車車箱尺寸二.主要參數(shù)確定162023/7/23整車整備質量m0
汽車的載客量和裝載質量me
質量系數(shù)m0=me/m0
汽車總質量ma軸荷分配3.汽車主要質量參數(shù)(1).整車整備質量m0
定義:車上帶有全部裝備(包括隨車工具、備胎等),加滿燃料、水,但沒有裝貨和載人時的整車質量。
減少m0,則制造成本降低;節(jié)約燃料,使用成本降低;裝載量、載客量增加,使用經(jīng)濟性提高。減少m0的主要措施:采用高強度輕質材料(塑料、鋁合金……);使結構更合理。m0的確定方法(設計初期)對于貨車,要根據(jù)經(jīng)驗估算;(各總成質量累加)對于轎車、客車,按人均整備質量估算。乘用車:V≤1.0L,0.15~0.16(噸/人)
V≤1.6L,0.17~0.24
商用客車:La≤10m,0.096~0.160(噸/人)
La>10m,0.065~0.130二.主要參數(shù)確定172023/7/233.汽車主要質量參數(shù)(2).汽車的載客量和裝載質量汽車的載客量(參見GB/T15089-2001)轎車載客量=座位數(shù))長途、觀光大客=座位數(shù)。公交車載客量=車廂固定乘客座位數(shù)+車廂有效站立面積(平方米)×每平方米允許站人數(shù)。每平方米允許站立人數(shù)按8人計算。裝載質量me定義:在硬質良好路面上行駛時所允許的額定裝載量。對越野車是指越野行駛時或在土路上行駛時的額定裝載量。me的確定:應符合行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃系列;貨流大、運距長、自卸車應用大噸位;貨源變化頻繁、運距短使用中、小噸位汽車。二.主要參數(shù)確定182023/7/233.汽車主要質量參數(shù)(3).質量系數(shù)m0定義:汽車裝載質量與整車整備質量的比值,m0=me/m0
。裝載質量me越大,整備質量m0越小,則m0提高。m0大,表明設計水平、工藝水平比較高,結構更為合理。m0的用途:m0可參考同類型車選擇;得到m0
,就可根據(jù)me估算出m0。原則上裝載質量me越大的汽車,m0越高。m0變化范圍:0.80~1.70二.主要參數(shù)確定192023/7/233.汽車主要質量參數(shù)(4).汽車總質量ma定義:裝備齊全,并按規(guī)定裝滿客、貨時的整車質量。ma的確定:乘用車、商用客車:ma=m0+n*65kg+αn商用貨車:ma=m0+me+n*65kg
式中:m0——整備質量;
me——裝載質量;
n——載客數(shù)(包括駕駛員);
α——行李系數(shù),中高級轎車:α=5
微型、普通級轎車:α=10
城市客車:α=0
長途客車:α=10~15二.主要參數(shù)確定202023/7/233.汽車主要質量參數(shù)(5).軸荷分配定義:汽車在空載、滿載靜止狀態(tài)下,各軸對支承平面的垂直載荷(常用百分比表示)。確定軸荷分配的原則:為使各輪胎磨損均勻,壽命相近,各車輪負荷應相近;為保證汽車良好的動力性和通過性,驅動橋應有足夠大的負荷;為了保證汽車的操縱穩(wěn)定性,要求轉向軸的負荷不應過小。影響軸荷分配的主要因素:汽車的驅動形式、發(fā)動機的位置、汽車結構特點、車頭的形式、使用條件。二.主要參數(shù)確定212023/7/233.汽車主要質量參數(shù)(5).軸荷分配調整軸荷分配時采取的措施:重新布置某些總成、部件(如油箱、備胎等)的位置;改變軸距。二.主要參數(shù)確定222023/7/234.燃油經(jīng)濟性參數(shù)百公里油耗(L/100km)汽車在水平的水泥或瀝青路面上,以經(jīng)濟車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量(L/100km)。百公里燃油消耗量越小越好。單位質量百公里油耗對于貨車,用單位質量百公里燃油消耗量來評價(L/100tkm)。二.主要參數(shù)確定232023/7/235.制動性參數(shù)制動性能包括:制動距離短;制動時方向穩(wěn)定;下長坡時能保持穩(wěn)定的低速行駛;坡道上能夠可靠駐車。評價指標:制動距離平均制動減速度乘用車在50km/h初速度下制動時,滿載時制動距離要小于20米,制動減速度要大于5.9m/s2。二.主要參數(shù)確定242023/7/236.機動性參數(shù)最小轉彎直徑Dmin定義:轉向盤轉至極限位置時,汽車前外轉向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓直徑。影響因素:轉向輪最大轉角增大,Dmin減?。蝗嗈D向,Dmin減小。汽車輪距增大,Dmin增大;汽車軸距增大,Dmin增大;國家標準(GB7258-1997)的規(guī)定:Dmin小于等于24m;Dmin=24m時,轉向軸與末軸的內輪差(用兩內輪軌跡中心計)小于等于3.5m?!?.5m
末軸內輪
前內輪二.主要參數(shù)確定252023/7/237.通過性幾何參數(shù)最小離地間隙hmin接近角1離去角2縱向通過半徑1商用車使用條件復雜,hmin比乘用車大些二.主要參數(shù)確定262023/7/238.操縱穩(wěn)定性參數(shù)轉向特性參數(shù)
要求保證汽車具有適當?shù)牟蛔戕D向。汽車以0.4g的向心加速度沿定圓轉向時,前、后輪側偏角之差1-2=1~3。車身側傾角
要求汽車以0.4g向心加速度沿定圓等速行駛時,車身側傾角在3以內,最大不得超過7。制動前俯角要求汽車以0.4g減速度制動時,車身前俯角不大于1.5。二.主要參數(shù)確定272023/7/239.舒適性應為乘員提供舒適的乘坐環(huán)境和方便的操作條件。舒適性包括:平順性(常用垂直振動頻率和加速度評價);空氣調節(jié)性能(溫度、濕度);車內噪聲;乘坐環(huán)境(車門及通道寬度,活動空間);駕駛員操作性能。2023/7/2328HenanUniversityofScienceandTechnology汽車設計概述主要參數(shù)確定發(fā)動機選擇車身形式選擇汽車形式選擇輪胎選擇內容提要一二三四五六總體布置設計運動校核七八三.發(fā)動機選擇292023/7/231.發(fā)動機分類三.發(fā)動機選擇302023/7/232.汽油機和柴油機的選用三.發(fā)動機選擇312023/7/233.氣缸排列形式的選擇三.發(fā)動機選擇322023/7/234.冷卻形式的選擇三.發(fā)動機選擇332023/7/235.發(fā)動機懸置的選擇發(fā)動機與車架之間的連接件稱為懸置元件,一般是橡膠元件或液壓元件。發(fā)動機懸置的作用:減小發(fā)動機的振動向車身的傳遞,降低噪聲,提高舒適性;提高零部件、整車的壽命對發(fā)動機懸置的要求:為了承載并使靜位移小,懸置元件剛度應大些;應具有良好的隔振性能;減振降噪特性要合理:因發(fā)動機工作頻帶較寬(10~500Hz),要求懸置元件在低頻大振幅工況下提供大的阻尼特性,而在高頻低幅振動激勵下提供低的動剛度特性,以衰減高頻噪聲;耐機械疲勞、熱穩(wěn)定性好及抗腐蝕能力強;液壓元件的密封應良好。三.發(fā)動機選擇342023/7/235.發(fā)動機懸置的選擇結構形式橡膠懸置液壓懸置2023/7/2335HenanUniversityofScienceandTechnology汽車設計概述主要參數(shù)確定發(fā)動機選擇車身形式選擇汽車形式選擇輪胎選擇內容提要一二三四五六總體布置設計運動校核七八四.車身形式選擇362023/7/231.乘用車車身形式組成:發(fā)動機艙、客廂、行李箱基本型式:折背式、直背式、艙背式應用規(guī)律:排量大,用折背式的多;排量小,用艙背式的多。四.車身形式選擇372023/7/232.客車車身形式客車車身:單層客車和雙層客車按照車頭形式不同:平頭式和短(長)頭式。四.車身形式選擇382023/7/233.載貨汽車車身形式長頭式短頭式平頭式偏置式按駕駛室與發(fā)動機相對位置的不同可分:四.車身形式選擇392023/7/233.載貨汽車車身形式
(1)長頭式
a、發(fā)動機位于駕駛室前部;特點:b、發(fā)動機及其附件的接近性好;
c、有利于發(fā)動機散熱,操縱機構布置簡單。a、汽車面積利用率低;缺點:b、視野差;
c、機動性差。
應用:使用條件差的貨車、越野車四.車身形式選擇402023/7/233.載貨汽車車身形式(2)短頭式
a、發(fā)動機有少部分位于駕駛室內;特點:b、汽車面積利用率及視野有所改善;
c、有利于發(fā)動機散熱,操縱機構布置簡單;a、汽車面積利用率低;缺點:b、視野差;
c、機動性差;
d、駕駛室內部相對擁擠。
應用:中重型貨車、越野車四.車身形式選擇412023/7/233.載貨汽車車身形式
(3)平頭式
a、駕駛室位于發(fā)動機之上;特點:b、汽車面積利用率高、視野好;
c、最小轉彎半徑?。籥、前軸負荷大,因而汽車通過性能變壞;缺點:b、駕駛室有翻轉機構和鎖住機構,機構復雜;
c、進、出駕駛室不如長頭式貨車方便;
d、駕駛室內受熱及振動均比較大;
f、正面碰撞時,特別是微型、輕型平頭貨車,使駕駛員和前排乘員受到嚴重傷害的可能性增加。應用:各種級別的貨車四.車身形式選擇422023/7/233.載貨汽車車身形式
(4)偏置式
a、駕駛室位于發(fā)動機之旁
;特點:b、具有具有平頭式貨車的一些優(yōu)點;(軸距短、視野好)
c、還具有長頭式貨車的一些優(yōu)點;(駕駛室通風條件好、維修發(fā)動機方便)應用:主要用于重型礦用自卸車2023/7/2343HenanUniversityofScienceandTechnology汽車設計概述主要參數(shù)確定發(fā)動機選擇車身形式選擇汽車形式選擇輪胎選擇內容提要一二三四五六總體布置設計運動校核七八五.汽車形式選擇442023/7/231.軸數(shù)(1).影響選取軸數(shù)的因素:
汽車的總質量輪胎的負荷能力道路法規(guī)對軸載質量的限制(2).我國公路標準規(guī)定:單軸最大允許軸載質量為10t;雙連軸最大允許軸載質量為18t;總質量小于19t的公路運輸車輛:雙軸汽車總質量在19~26t的公路運輸車:三軸形式五.汽車形式選擇452023/7/232.驅動形式
4×2轎車和總質量小的公路用車輛4×4越野汽車6×2總質量在19~26t的公路用汽車汽車驅動形式:6×46×6越野汽車8×426~32t的公路用汽車8×8越野汽車五.汽車形式選擇462023/7/233.布置形式定義:指發(fā)動機、驅動橋和車身(或駕駛室)的相互關系。
(1).乘用車的布置形式發(fā)動機前置前驅動(FF)發(fā)動機前置后驅動(FR)發(fā)動機后置后驅動(RR)發(fā)動機中置后驅動(MR)五.汽車形式選擇472023/7/233.布置形式定義:指發(fā)動機、驅動橋和車身(或駕駛室)的相互關系。
(1).乘用車的布置形式發(fā)動機前置前驅動(FF)發(fā)動機前置后驅動(FR)發(fā)動機后置后驅動(RR)發(fā)動機中置后驅動(MR)五.汽車形式選擇482023/7/233.布置形式
普通級轎車中級轎車五.汽車形式選擇492023/7/233.布置形式中高級轎車高級轎車五.汽車形式選擇502023/7/233.布置形式豪華轎車五.汽車形式選擇512023/7/233.布置形式
(2).客車的布置形式發(fā)動機前置后橋驅動根據(jù)發(fā)動機的位置不同可分:發(fā)動機后置后橋驅動發(fā)動機中置后橋驅動
長頭式按駕駛室與發(fā)動機相對位置的不同可分:短頭式平頭式偏置式
(如前)
(3).載貨汽車的布置形式2023/7/2352HenanUniversityofScienceandTechnology汽車設計概述主要參數(shù)確定發(fā)動機選擇車身形式選擇汽車形式選擇輪胎選擇內容提要一二三四五六總體布置設計運動校核七八六.輪胎選擇532023/7/231.輪胎的種類輪胎子午線輪胎鋼絲輪胎半鋼絲輪胎人造纖維輪胎棉簾線輪胎乘用輪胎商用輪胎非公路用輪胎特種輪胎公路花紋輪胎越野花紋輪胎混合花紋輪胎特種花紋輪胎普通斷面輪胎低斷面輪胎有內胎輪胎無內胎輪胎斜交輪胎帶束斜交輪胎胎體結構
簾線材料用途胎面花紋斷面形狀子午線輪胎是汽車設計時的首選輪胎六.輪胎選擇542023/7/232.輪胎的負荷系數(shù)輪胎負荷系數(shù)=最大靜負荷/額定負荷=0.85~1.00;輪胎超載時,壽命降低(超載20%時壽命降低30%);操縱穩(wěn)定性下降;行駛安全性下降。乘用車選擇下限;商用車可接近上限;前輪的輪胎負荷系數(shù)一般應低于后輪的。3.輪胎的選擇依據(jù):氣壓、簾布層級、行車速度氣壓增加,則承載能力強,但輪胎的附著能力下降,振動頻率增加,乘坐舒適性和安全性變壞;乘用車輪胎使用氣壓不應高于所選輪胎規(guī)定負荷下限定氣壓的80%。商用車的輪胎使用氣壓可接近選定輪胎層級所限定的氣壓??紤]到操縱穩(wěn)定性的需求,前輪輪胎氣壓應低于后輪的輪胎氣壓。六.輪胎選擇552023/7/233.輪胎的選擇依據(jù):氣壓、簾布層級、行車速度簾線層級愈高,輪胎的承載能力也愈強,并有與輪胎氣壓增加相似的缺點。汽車行駛速度高,輪胎的發(fā)熱量增加、溫度升高,使輪胎壽命降低,還會引發(fā)交通事故。選用輪胎的速度級別所限定的最高使用速度要大于所設計汽車的最高車速。輪胎具有高度的標準化、系列化特點。尺寸等指標要符合國家標準的要求。2023/7/2356汽車設計概述主要參數(shù)確定發(fā)動機選擇車身形式選擇汽車形式選擇輪胎選擇內容提要一二三四五六總體布置設計運動校核七八2023/7/2357
總布置草圖設計
總布置設計結果
性能參數(shù)、總布置圖(總布置草圖、校對圖)
總布置圖作用
總布置草圖:通常包括1:5總布置草圖(滿載)和1:1總布置尺寸控制圖;
總布置校對圖七.總體布置設計2023/7/2358總布置考慮的主要項目整車各項性能的設計計算
發(fā)動機與傳動系布置;
轉向裝置、懸架和制動系布置;車身內部(載貨、客)空間布置;
駕駛區(qū)座椅、踏板和變速桿等布置;
燃料箱、備胎、行李箱和蓄電池等附件布置;
底板、儀表板等車身基本骨架形狀;
發(fā)動機艙、室內裝置和后行李艙等局部空間布置;
懸架、輪胎(車輪)的工作范圍2023/7/2359
總布置草圖繪制
(滿載狀態(tài))制動系布置畫總布置基準線-總布置坐標系車身與駕駛區(qū)布置轉向-懸架布置油箱、備胎、行李箱和蓄電池等附件布置貨車車箱布置動力總成(發(fā)動機-離合器-變速器)布置驅動橋-傳動軸布置一、三維坐標的基準線(面)
繪制總布置草圖
是汽車的總體布置的主要工作。
繪制總布置草圖的目的:在圖紙上實現(xiàn)總體方案校核各部件尺寸是否滿足設計要求確定整車的基準線應在汽車滿載狀態(tài)下進行繪圖時應將汽車前部繪在左側。繪制要求1.車架上平面線定義:車架縱梁上翼較長的一段平面或承載式車身中部地板或邊梁的上緣面在側(前)視圖上的投影線。60作用:作為垂直方向尺寸的基準線(面),即Z坐標線。
向上為“+”、向下為“-”,該線標記為:2.前輪中心線定義:通過左右前輪中心,并垂直于車架平面線的平面,在側視圖和俯視圖上的投影線。作用:縱向方向尺寸的基準線(面),即x坐標線。向前為“-”,向后為“+”,該線標記為:3.汽車中心線定義:汽車縱向垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線。作用:作為橫向尺寸的基準線(面),即y坐標線。向左為“+”、向右為“-”,該線標記為:
612023/7/2362一、整車布置基準線(面)-零線的確定地面線車架上平面線*前輪中心線汽車中心線OO*:貨車、客車-車架上平面(車架縱梁上翼面較長的一段);
客車(承載式車身)-車身中部地板或邊梁上翼面;
轎車-車身地板平面或通過前輪中心的水平線X∥地面線2023/7/2363轎車總布置基準線-坐標系前輪中心XOZ地面線4.輔助基準線定義:地平面在側視和前視圖上的投影線。作用:標注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度
等尺寸的基準線。定義:通過左、右前輪中心,并垂直于地面的平面,在側視圖和俯視圖上的投影線作用:標注汽車軸距和前懸的基準線。
當車架與地面平行時,前輪垂直線與前輪中心線重合(如轎車)。
(1).地面線(2).前輪垂直線642023/7/2365總布置基準線-坐標系畫法Z前輪垂直線后輪垂直線Or0r0αF地面線αF(0.5°~1.5°)rrO1rrO2abLAB前輪中心線車架上平面線X后輪中心線
貨車與客車的車架上平面線X∥地面線,一般設計成與地面線有一個小夾角αF(0.5°~1.5°),即前低后高,以保證汽車在驅動行駛時車廂能趨于水平。畫總布置草圖常將車架上平面線置為水平線,而地面線為斜線;轎車不必如此,X∥地面線皆為水平線!4.輔助基準線定義:地平面在側視和前視圖上的投影線。作用:標注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度
等尺寸的基準線。定義:通過左、右前輪中心,并垂直于地面的平面,在側視圖和俯視圖上的投影線作用:標注汽車軸距和前懸的基準線。
當車架與地面平行時,前輪垂直線與前輪中心線重合(如轎車)。
(1).地面線(2).前輪垂直線662023/7/2367總布置基準線-輔助基線αF后軸中心線前輪垂直線后輪垂直線地面線車架上平面線X汽車中心線ZY前軸中心線Y汽車中心線OZ前輪中心線αF后輪中心線二、各部件的布置影響布置1.發(fā)動機的布置(1)發(fā)動機的上下位置離地間隙駕駛員視野轎車:前部因沒有前軸,發(fā)動機油底殼至路面的距離,應保證滿載狀態(tài)下最小離地間隙的要求。貨車:通常將發(fā)動機布置在前軸上方,考慮到懸架緩沖脫落以后,前軸的最大向上跳動量達70~100mm,這就要求發(fā)動機有足夠高的位置,以防止前軸碰壞發(fā)動機油底殼。68標注方法:用氣缸體前端面與曲軸中心線交點K到地面高度尺寸b來標明發(fā)動機高度位置影響布置考慮(2)發(fā)動機的前后位置汽車的軸荷分配轎車前排座位的乘坐舒適性傳動軸長度和夾角貨車的面積利用率a、減小傳動軸夾角:前置后輪驅動汽車的發(fā)動機常布置成向后傾斜狀,使曲軸中心線與水平線之間形成1°~4°夾角,轎車多在3°~4°之間。b、前縱梁之間的距離:發(fā)動機前置后輪驅動的轎車,必須考慮吊裝在發(fā)動機上的所有總成(如發(fā)動機、空調裝置的壓縮機等)以及從下面將發(fā)動機安裝到汽車上的可能性。還應保證在修理和技術維護情況下,從上面安裝發(fā)動機的可能性。69標注方法:用氣缸體前端面與曲軸中心線交點K到前輪中心線的距離尺寸c來標明發(fā)動機前后位置(3)發(fā)動機的左右位置
影響底盤承載系統(tǒng)的受力發(fā)動機懸置支架的統(tǒng)一性布置:發(fā)動機曲軸中心線在一般情況下與汽車中心線一致。少數(shù)汽車如4×4汽車,考慮到前轎是驅動橋,為了使前驅動橋的主減速器總成上跳時不與發(fā)動機發(fā)生運動干涉,將發(fā)動機和前橋主減速器向相反方向偏移。
702023/7/2371二、各部件的布置
1、動力總成(發(fā)動機-離合器-變速器)布置Kcb發(fā)動機前端面發(fā)動機曲軸中心線αE傳動軸中心線γ1前輪中心∥車架上平面線注:發(fā)動機曲軸中心線一般設計成與車架上平面線向下有一個小夾角αE(貨車1°~4°;轎車3°~4°
),即前高后低,以減小傳動軸夾角γ1
!發(fā)動機前置-后驅動2023/7/2372總布置-動力總成布置
發(fā)動機前置-后驅動KZOr0r0αF地面線αF(0.5°~1.5°)rrO1rrO2abLABX
發(fā)動機的上下位置-影響質心高度、離地間隙和駕駛員視野;
發(fā)動機的前后位置-影響前后軸荷分配、轎車前排座位的乘坐舒適性、傳動軸長度和夾角、貨車的面積利用率;
發(fā)動機的左右位置-影響底盤系統(tǒng)的受力和發(fā)動機懸置同時考慮車架上平面線2023/7/23732、傳動系布置
發(fā)動機前置-后驅動
主減速器主動軸線位置-與車架上平面有一個夾角αr(4°~7°),即向上翹起,以減小傳動軸夾角,并使萬向節(jié)傳動軸兩端夾角相等。轎車常將傳動軸布置成U形方案,可降低傳動軸軸線的高度,有利于客廂地板和后排中間座椅的布置(減小地板凸包);驅動橋半軸中心位置-與驅動輪中心重合;差速器殼體中心線位置-最好與汽車中心線重合,以使左、右半軸通用γ1γ2αrαE車架上平面線條件兩端夾角相等在滿載靜止時不大于4°、最大不得大于7°。布置:常將后橋主減速器的軸線向上翹起。
在轎車布置中:在側視圖上常將傳動軸布置成U形方案
。可降低傳動軸軸線的離地高度,有利于減小客廂地板凸包高度和保證后排中間座椅座墊處有足夠的厚度。凸包與中間傳動軸之間的最小間隙一般應在10~15mm萬向節(jié)傳動軸傳動的條件:742023/7/23753、轉向裝置布置
轉向盤的位置-保證駕駛員能舒適地進行轉向操作轉向器的位置-轉向器布置在前鋼板彈簧跳動中心附近
轉向器用萬向節(jié)和轉向傳動軸將它們連接起來
轉向軸在水平面內與汽車中心線之間的夾角不得大于5°
轉向搖臂與縱拉桿和轉向節(jié)臂與縱拉桿之間的夾角,在中間位置時應盡可能布置成接近直角。
U形布置萬向節(jié)傳動軸
3.轉向裝置的布置(1)轉向盤的位置布置應考慮的問題保證駕駛員能舒適地進行轉向操作;(考慮轉向盤平面與水平面之間的夾角)以取得轉向盤前部盲區(qū)距離最小為佳;轉向盤不應影響駕駛員觀察儀表;照顧到轉向盤周圍(如風擋玻璃等)有足夠的空間。76布置應考慮的問題避免懸架運動與轉向機構運動出現(xiàn)不協(xié)調現(xiàn)象;(轉向器布置在前鋼板彈簧跳動中心附近)防止轉向盤后移傷及駕駛員;要求轉向軸在水平面內與汽車中心線之間的夾角不得大于5°(影響踏板的布置和駕駛員腿部的操縱動作)
較高的傳動效率(轉向搖臂與縱拉桿和轉向節(jié)臂與縱桿之間的夾角布置)(2)轉向器的位置772023/7/23784、懸架布置
CA1091前懸架
前懸架鋼板彈簧布置在縱梁下面,且成前高后低狀。。減振器應盡可能布置成壓平狀態(tài)時直立狀,2023/7/2379前懸架裝置布置示例
EQ1090E前懸架2023/7/2380后懸架裝置布置示例
某轎車非對稱鋼板彈簧后懸架
后懸架鋼板彈簧-布置在車架縱梁外側與車輪之間。減振器-應盡可能布置成直立狀。2023/7/2381后懸架裝置布置示例
少片簧鋼板彈簧后懸架2023/7/2382后懸架裝置布置示例
某漸變剛度鋼板彈簧后懸架2023/7/23835、制動系布置
制動踏板布置-考慮人體特性要求,
制動管路布置-要注意安全可靠、整齊美觀。6.踏板的布置離合器踏板制動踏板油門踏板布置在地板凸包與車身內側壁之間。在離合器踏板左側,應當留出離合器不工作時可以放下左腳的空間。油門踏板一般比制動踏板稍低,要求油門踏板與制動踏板之間留有大于一只完整鞋底寬度(60mm)的距離。德國推薦的確定踏板布置的尺寸關系842023/7/23857、油箱、備胎、行李箱和蓄電池等
附件布置
油箱-油箱應遠離消聲器、排氣管和裸露的電器接頭及開關,轎車油箱常布置在行李箱內;貨車油箱布置在縱梁上。汽車最大續(xù)駛里程(一般200~600km)來確定
備胎-應保證備胎拆裝方便,并有利于汽車質心位置的降低。轎車備胎);貨車備胎
行李箱-應保證有足夠的有效容積
蓄電池-蓄電池與起動機應位于同側,縮短線路。2023/7/2386
(1)人體尺寸分布規(guī)律百分位數(shù):例如,成年男子身高第50百分位數(shù)為1688mm,即第50份點上的數(shù)值為1688mm,表明有50%的人身高低于此值。人體的基本尺寸(均值和標準差)車內空間、操縱機構、座椅的布置均以之作為依據(jù);以均值決定基本尺寸,標準差決定調整量;男子身高為例,取μ±1.645σ,表明90%男子的身高在1553~1822mm范圍內。8、車身內部布置2023/7/2388(2)人體樣板將軀干、大腿、小腿、腳等模型板利用鉸鏈聯(lián)接,用來進行車身內部布置的平面人體模型。人體樣板通常有三種尺寸:第10、50、95百分位,分別代表矮小、中等、高大的人體身材;
88它們的軀干尺寸相同,但小腿和大腿尺寸不一樣;人體樣板用有機玻璃或膠合板制作,比例為1:5(設計初期)、1:2和1:1。2023/7/2389(2)人體樣板(續(xù))布置人體樣板時,首先要確定其踵點與胯點的位置;人體樣板上的胯點要與初選的座椅上的“胯”點重合;人體樣板的踵點應安放在油門踏板處的地板上的踵點。然后根據(jù)選定的坐姿角α、β、γ及δ在圖樣上進行布置,檢查初選的b值等是否合適。駕駛時,人體各部分的夾角應符合人體工程學的要求。
892023/7/23909、乘用車外廓尺寸的確定(1)H點與R點胯點能夠比較準確地確定駕駛員或乘員在座椅中的位置。H點——人在座椅中坐定,實車測得的胯點位置;R點——設計之初,根據(jù)總布置要求初選的一個座椅調至最后、最下位置時的“胯點”。它是設計參考點。試制出樣車后,將座椅調至最后、最下位置,測量胯點即為H點;如果測定的H點不超出以R點為中心的水平邊長30mm、鉛直邊長20mm的矩形方框范圍,并且靠背角與設計值的差值不大于3°,則認為H點與R點的相對位置滿足要求。
902023/7/2391(2)頂蓋輪廓線的確定
91縱向輪廓線的確定橫向輪廓線的確定首先將座椅放置在高度方向和長度方向的平均位置處;然后確定H點,并引出一條與鉛垂線成8°的斜線;
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