汽車總體布置與運動校核作者：一諾

文檔編碼：yFW2KNeh-China8hHauEth-China6ZzFlfTq-China汽車總體布置與運動校核概述汽車總體布置是整車設計的基礎(chǔ)性系統(tǒng)性工作，需協(xié)調(diào)動力總成和底盤和車身等各子系統(tǒng)空間布局，平衡

性能目標與成本限制，確保整車結(jié)構(gòu)合理性與各部件

功能實現(xiàn)的兼容性。其核心是將抽象的整車性能指標與法規(guī)要求轉(zhuǎn)化為具體的工程方案，通過確定關(guān)鍵部件位置和參數(shù)匹配及

接口定義，構(gòu)建從概念到實物的設計框架，為后續(xù)詳

細設計提供明確依據(jù)?？傮w布置需兼顧靜態(tài)空間優(yōu)化與動態(tài)運動校核，在滿足人機工程和維修便利性等靜態(tài)需求的同時，通過校

核轉(zhuǎn)向和懸架等系統(tǒng)的運動干涉，保障整車行駛安全

性與操控穩(wěn)定性。

汽車總體布置的定義與內(nèi)涵△M在汽車開發(fā)中，總體布置承擔著系統(tǒng)集成的核心角色，需協(xié)調(diào)動力總成和底盤和車身和電子電氣

等各子系統(tǒng)的空間需求與性能目標，通過多方案

迭代與優(yōu)化，解決干涉沖突和安裝可行性等問題

,確保整車功能實現(xiàn)與性能平衡?？傮w布置是連接概念設計與詳細設計的關(guān)鍵紐帶

,將市場需求轉(zhuǎn)化為具體工程參數(shù)，通過運動校

核和人機工程驗證等環(huán)節(jié)，提前規(guī)避設計風險，

優(yōu)化開發(fā)流程，確保整車開發(fā)從概念到量產(chǎn)的順利過渡與質(zhì)量可控。總體布置是汽車開發(fā)的頂層設計，通過定義整車

三維坐標和硬點位置及各系統(tǒng)布局；

松出

整

車機械架構(gòu)與性能邊界為店續(xù)結(jié)構(gòu)設計性能

配提供基礎(chǔ)框架，直接影響車輛的空間利用和重量分布及核心性能指標。

總體布置在汽車開發(fā)中的地位與作用運動校核通過驗證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架機構(gòu)等運動部件的協(xié)調(diào)性，確保車輛在轉(zhuǎn)向和制動和懸架跳動等工況下

無干涉，避免因部件碰撞導致的轉(zhuǎn)向失效或輪胎異常

磨損，從根本上保障行車安全性與可靠性。校核駕駛員操作空間與人體工程學參數(shù)，如方向盤調(diào)節(jié)范圍和踏板行程及座椅位置，確保不同身材駕駛員

操作便捷和視野清晰，減少駕駛疲勞，提升人機交互

體驗，為長途駕駛舒適性奠定基礎(chǔ)。結(jié)合整車動力學特性校核懸架行程和轉(zhuǎn)向幾何等參數(shù),確保車輛在極限工況下的操控穩(wěn)定性與通過性，同

時滿足國家法規(guī)對轉(zhuǎn)向響應和制動性能的要求，實現(xiàn)

合規(guī)性與性能的平衡。

運動校核的目的與意義△M前期準備與初步布局，需明確整車

尺寸和動力類型及懸架形式等基礎(chǔ)

參數(shù)，建立三維數(shù)模將發(fā)動機和電

池和座椅等子系統(tǒng)合理布置，同時

結(jié)合人機工程學校驗駕駛員視野和

踏板位置等，確保滿足基本使用需求與舒適性要求。前期準備與初步布局，需明確整車

尺寸和動力類型及懸架形式等基礎(chǔ)

參數(shù)，建立三維數(shù)模將發(fā)動機和電

池和座椅等子系統(tǒng)合理布置，同時

結(jié)合人機工程學校驗駕駛員視野和

踏板位置等，確保滿足基本使用需

求與舒適性要求。前期準備與初步布局需明確整尺寸和動力類型及懸袈形式等基碼參數(shù)；建立三維數(shù)模將發(fā)動機和申

池和座椅等子系統(tǒng)合理布置，同時

結(jié)合人機工程學校驗駕駛員視野相

踏被位置等；確保滿足基本使用求與舒適性要求。

總體布置與運動校核的基本流程氣車總體布置的核心內(nèi)

整車坐標系的建立與基準定義整車坐標系以整車前軸中心或車身對稱面與車架下平面的交點為原點

X軸沿車輛前進方向水平向右為正Y軸垂直于X

軸水平向左為正，

年直于XO

平面向上為正為各子統(tǒng)：位置定義提供統(tǒng)一的空間基準。在運動校核中，坐標系用十定又輪胎跳動包絡和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角范自息架運動軌跡，通過零部件坐標點與運動包絡的對比分析提前規(guī)避涉口臉保障整車動態(tài)空間合理性駛女全性。該坐標系是整車總體布置的核心框架,通過明確前懸和后懸和軸距和輪距等關(guān)鍵參數(shù)在坐標軸上的投影關(guān)系，

確保動力總成和懸架和車身等部件的

空間布局滿足設計要求，是實現(xiàn)各系

統(tǒng)協(xié)調(diào)配合的前提。C車身總成布置以乘員艙空間利用率與人機工程學為基準，確定座椅H

點位

置和儀表板視野盲區(qū)及踏板可達性，

行李艙容積需滿足裝載需求，車門鉸

鏈與限位機構(gòu)設計需確保最大開度且

與車身外板間隙均勻，兼顧上下車便利性與外觀協(xié)調(diào)性。B底盤懸架系統(tǒng)布置以硬點坐標優(yōu)化為

核心，兼顧操控穩(wěn)定性與乘坐舒適性,轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)需精確計算以減小輪

胎磨損，制動管路走向需避免與懸架

運動部件干涉，同時考慮散熱需求，確保制動性能可靠，并與車輪轉(zhuǎn)向行

程協(xié)調(diào)一致。A動力總成布置需綜合考量整車軸荷分配與質(zhì)心高度，發(fā)動機艙空間限制及與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的間隙匹配，同時通過懸置系統(tǒng)設計實現(xiàn)隔振降噪確保動力傳遞效率與整車NVH

性能的平衡，并預留維修操作空間滿足

主要總成的布置方案設計乘坐空間的人機設計以人體壓力分布為核心，座椅靠背角度與腰椎曲線貼合，腿部空間確保大腿與座椅間隙≥mm,頭部間隙按百分位男性設計；視野校核中，A柱盲區(qū)≤°,后視鏡覆蓋視野范圍≥°,保障行車安全與乘坐舒適感。1000駕駛員操作界面的布置需依據(jù)人體尺寸百分位，確定方向盤直徑和踏板行程及角度，確保

上肢自然伸展和下肢發(fā)力舒適，同時按鈕布局遵循操作頻率邏輯，高頻按鈕位于易觸及區(qū)

域，減少駕駛中視線偏離，提升操作效率與安全性。人機交互系統(tǒng)需匹配駕駛員信息感知習慣，儀表盤顯示角度與視線水平夾角≤°,避免

反光；中控屏布置在中控臺上方°-°視野范圍內(nèi)，控制按鈕按功能分區(qū)，盲操作識別率

≥%,結(jié)合方向盤多功能按鍵調(diào)節(jié)，實現(xiàn)信息獲取與操作的最小化干擾。人機工程學在總體布置中的應用又/布置優(yōu)化需綜合考慮靜態(tài)與動態(tài)軸荷特性,靜態(tài)軸荷需滿足輪胎負載能力與懸架設

計要求，動態(tài)工況下加速時后軸荷增加和

制動時前軸荷轉(zhuǎn)移，通過調(diào)整軸距和質(zhì)心

高度及部件位置，控制質(zhì)心在縱向合理區(qū)間，避免軸荷極端變化影響輪胎接地壓力重量與軸荷分配優(yōu)化需結(jié)合輕量化鳥煥約麇少，偏魔保障抓地力一致性。合金材料應用和電池包布局降低整車質(zhì)心，同時滿足GB對軸荷限值的要求，利用CAE

仿真分析不同裝載狀態(tài)下的軸荷分布，優(yōu)化懸架彈簧剛度與減震器匹配，確保車輛在滿載和空載及轉(zhuǎn)彎工況下軸荷變化可控，提升行駛合理的前后軸荷分配是車輛操控穩(wěn)

定性的基礎(chǔ)，通過優(yōu)化發(fā)動機和速箱等動力總成位置及油箱和備等附件布局，可使轎車前后軸荷比

接

近

SUV

兼顧通過性與穩(wěn)定性

避免軸荷偏差導致專向不足或過度同時確保制動時有車不抱死和后油順滑，提升主動安全性能

Q

重量與軸荷分配的布置優(yōu)化運動校核的目的與分類針對人機工程學要求，運動校核需

驗證駕駛員操作空間的合理性，包

括方向盤調(diào)節(jié)范圍和踏板行程軌跡

和座椅位移曲線等是否符合人體生

理特征，確保駕駛員操作便捷和視

野清晰，減少長時間駕駛的疲勞感

,提升駕駛安全性與舒適性。運動校核還需保障整車性能目標的

實現(xiàn)，例如分析懸架系統(tǒng)在車輪跳

動過程中前束和外傾角等定位參數(shù)

的變化規(guī)律，確保操控穩(wěn)定性；校

核傳動軸和半軸等動力傳遞部件在

極限工況下的運動范圍，避免因運

動干涉導致動力中斷或效率損失，

維持車輛行駛性能的一致性。運動校核需確保各運動系統(tǒng)動態(tài)

過程中無干涉，通過精確計轉(zhuǎn)向

拉桿擺動角度和息架跳動行程關(guān)

鍵參數(shù)，分櫥部件運動包絡。避免

輪胎與翼子板和傳動軸與車身等位

置的硬性碰撞，呆障整車結(jié)構(gòu)安全

勞運動可靠性。

運動校核的核心目標懸架系統(tǒng)運動校核主要關(guān)注懸架在壓縮與伸張行程中，各部件的運動范圍與空

間位置，檢查懸架與車輪和轉(zhuǎn)向拉桿和

副車架等周邊部件的動態(tài)間隙避免運

動干涉導致部件損壞，并優(yōu)

運

力特性以提開行史平璇性與操控一轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運動校核需重點分析轉(zhuǎn)

傳動機構(gòu)的運動軌跡寫轉(zhuǎn)向輪角的匹配關(guān)系確保轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向輪房來相年車及年身部件無干同臨轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的合理性，以保向便性和回正性能及輪胎磨損均勻車身與底盤部件動態(tài)間隙校核涵蓋車輪跳動和轉(zhuǎn)向及制動等工況下，車身覆蓋件和底盤系統(tǒng)與運動部件的間隙

驗證，結(jié)合通過性校核及極限載荷分析，確保整車在全生命周期內(nèi)無運動

干涉，滿足法規(guī)安全性與用戶實用性需

求

。

整車運動學校核的內(nèi)容與范圍總成運動校核需首先進行空間布局與干涉檢查，確保各零部件在靜態(tài)安裝位置及動態(tài)運動

范圍內(nèi)不發(fā)生碰撞，包括轉(zhuǎn)向拉桿和懸架連桿等運動件與周邊車架和車身件的間隙控制，

避免因干涉導致功能失效或異響。樹

—動態(tài)工況下的運動協(xié)調(diào)性校核不可忽視，需模擬加速和制動和轉(zhuǎn)向等典型工況，分析

動力總成和傳動系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)的運動耦合關(guān)系，確保載荷傳遞路徑順暢，避免因運

動不協(xié)調(diào)引發(fā)振動或性能衰減。又運動軌跡的精確校核是核心要素，需通過數(shù)學模型與仿真分析確定關(guān)鍵點的運動軌

跡，驗證其是否符合設計預期，確保轉(zhuǎn)向靈活性和懸架行程合理性及輪胎磨損均勻

性。

總成運動學校核的關(guān)鍵要素2017

人體運動學校核校核駕駛員操作轉(zhuǎn)向盤和變速桿和踏板等部件時的關(guān)節(jié)活動角度與運動范圍確保動作幅度在人體舒適生理極限內(nèi)避免過度伸展或彎曲導致肌廖源勞，結(jié)合人體生物力學特性優(yōu)化操

章

氣板行程，保障駕駛操控的輕便與應

敏捷性。人體運動學校核高本不同白方人體戶寸模型，校核駕駛員及客在車

內(nèi)關(guān)鍵位置的乘坐空間；包指頭租腿部和肩部等部位的活動余量角保座椅和方向盤和踏板等部件在冷理避免大體與車身結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉通過人體模型動態(tài)模擬乘客上下車和調(diào)整座椅和使用儲物空間的完整運動軌跡，校核車門開度和通道寬度及內(nèi)飾凸起物對運動的限制，確保各百分

位用戶進出順暢無阻礙，同時結(jié)合視野校核優(yōu)化A

柱和后視鏡等部件位置,減少盲區(qū)，提升行車安全性與使用便捷性。關(guān)鍵總成的運動校核實例懸架與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運動協(xié)調(diào)校核需關(guān)

注車輪跳動過程中轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向拉

桿的位移軌跡，通過控制懸架行程內(nèi)轉(zhuǎn)向拉桿的擺動角度與位移量，

防止拉桿與懸架下擺臂和減震器等

部件發(fā)生空間干涉，避免因運動沖

突引發(fā)的轉(zhuǎn)向異響或轉(zhuǎn)向沉重問題轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與車輪定位參數(shù)動態(tài)校核

需分析轉(zhuǎn)向過程中前束角和主銷后傾角等定位參數(shù)的變化規(guī)律，確保

不同轉(zhuǎn)向角度下定位參數(shù)的變動量

在設計容差范圍內(nèi)，維持車輪的接

地特性與回正性能，保障車輛高速行駛時的操縱穩(wěn)定性與轉(zhuǎn)向輕便性o轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)運動學校核需點分

析轉(zhuǎn)向梯形與拉杼的幾何關(guān)通

過優(yōu)化內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角匝配特性通保轉(zhuǎn)向時車輪實現(xiàn)純滾動，減少輪胎

磨損并提升轉(zhuǎn)向響應的精準性同

時校核轉(zhuǎn)向拉與懸架擺臂的運動

河隙，避免運動干波導致的轉(zhuǎn)同卡

滯

前懸架轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的運動校核傳動軸與后在懸架程中需保持合理的夾屏危圍避

免因后橋跳動導致代動輔夾角

過大引發(fā)振動，需通過態(tài)模

擬校核極限兄下角確保傳動效率與獻性后橋上下跳動時傳動軸長度隨

之變化，需校核伸縮花鍵的伸縮量是否滿足位移需求，防止軸向卡滯或異響，同時考慮極

限位移下的傳動軸與周邊件的間隙，避免運動干涉。傳動軸高速旋轉(zhuǎn)時的動不平衡量會引發(fā)振動，后橋運動可能放大這種振動，需校核傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速與實際工作轉(zhuǎn)速的匹配，并通過動平衡優(yōu)化降低振動，提升行駛平順性。傳動軸與后橋的運動校核01

02商品注文代金支払凳注DSP商

品

癸

送報

酬発

注有效的運動校核直接影響整車開發(fā)效率與成本，通過早期虛擬驗證可避免實車裝配時的干涉問題,減少模具修改與零部件返工，同時兼顧發(fā)動機艙散熱通道和維修操作空間等設計需求，確保車輛在長期使用中部件運動無干涉,延長系統(tǒng)使用壽命。發(fā)動機艙部件運動校核需重點關(guān)注發(fā)動機本體和附件及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件在動態(tài)工況下的空間協(xié)調(diào)性,通過分析各部件運動軌跡與安裝位置，避免怠速和高速運轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向極限時的干涉，確保動力傳遞與操控功能的穩(wěn)定實現(xiàn)，保障整車機械系統(tǒng)的可靠運行。校核過程中需基于三維CAD模型

構(gòu)建發(fā)動機艙精確裝配體，運用

運動仿真軟件模擬不同工況下的

部件位移，結(jié)合包絡面分析與間

隙檢測，識別潛在硬干涉或軟干涉，優(yōu)化管路走向和部件安裝角

度及連接點位置，提升空間利用

發(fā)動機艙部件的運動校核

駕駛員操作空間的運動校核視野校核是駕駛員操作空間的關(guān)鍵環(huán)節(jié),需基于眼橢圓模型校核方向盤和A柱和后視鏡等部件對前方及側(cè)方視野的遮擋情況，確保儀表盤信息清琳京見，董區(qū)范圍控制在安全標準內(nèi)，美因視予受限引發(fā)的操作風險駕駛員操作空間的遠運校核導錯人體工程學原理，通過務祈駕更員私姿下的肢體活動范圍，校核方館板和換當干等部件的位置是操作包絡內(nèi)，確保操作便銀城長時間駕駛的疲勞感，同時考慮動態(tài)運動校核需模擬駕駛員在操作過程中的姿態(tài)變化，如踩踏板時腿部伸展角度和轉(zhuǎn)動方向盤時肩部活動范圍

,以及緊急情況下的快速響應空間，

確保各操作部件在極限運動狀態(tài)下仍

不與車身內(nèi)飾發(fā)生干涉，保障操作安全性與靈活性?？傮w布置與運動校核的優(yōu)化與驗證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在極限轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向拉桿

與懸架下擺臂易發(fā)生運動軌跡干涉

,多因硬點坐標設計偏差或運動學

模型未考慮彈性變形導致，需通過

ADAMS

多體動力學仿真精確校核

運動包絡，優(yōu)化硬點位置并增設轉(zhuǎn)

向限位塊，確保轉(zhuǎn)向角余量≥°以避

免接觸磨損。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在極限轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向拉桿

與懸架下擺臂易發(fā)生運動軌跡干涉

,多因硬點坐標設計偏差或運動學

模型未考慮彈性變形導致，需通過

ADAMS

多體動力學仿真精確校核

運動包絡，優(yōu)化硬點位置并增設轉(zhuǎn)

向限位塊，確保轉(zhuǎn)向角余量≥°以避

免接觸磨損。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在極限轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向拉與懸架下擺臂易發(fā)生運動軌跡干多因硬點坐標設計偏差或運動學模型未考慮彈性變形導致‘,需通ADAMS

多體動大學仿真精確校核

運動包絡，優(yōu)化硬府位置并增設

向限位塊，確保轉(zhuǎn)向角金量

D遇

俛接觸磨損。

常見干涉問題的分析與優(yōu)化策略

多方案對比與決策方法BC動態(tài)校核是多方案決策的

核心環(huán)節(jié)，需借助ADAMS

等軟件對比不同

方案的運動學特性與動力

學響應，結(jié)合法規(guī)限值與

競品表現(xiàn)，剔除性能不達

標方案，確保最終方案在滿足功能需求的同時具備決策流程應遵循'初選-分析-驗證'閉環(huán)，先基于布

置可行性篩選候選方案，

再通過專家打分法結(jié)合客

戶需求與市場定位，利用

決策矩陣量化各方案綜合

得分，最終結(jié)合樣車仿真

驗證結(jié)果確定最優(yōu)方案。方案對比禹綜合考量空間

利用率和性能指標與成本

約束，通過建立駕駛員見

野和行季箱容積和動力

成

軸

荷

分

配

等

關(guān)

鍵

的

量化評分體系、結(jié)：權(quán)重

分配實現(xiàn)多維度客觀,避免主觀偏好影響決虛擬驗證覆蓋多工況動態(tài)仿真，如

極限轉(zhuǎn)