第九讲 车身总体布置.ppt

车身总体布置,中北大学机械工程学院,车身总体布置,汽车总体设计的任务（1）正确选择性能指标、重量和尺寸参数，提总体设计 方案2）对各部件进行合理布置，并进行运动校核3）对汽车性能进行精确控制和计算，保证主要性能指标的实现4）协调各种矛盾车身总布置内容,① 确定车身内部、外部尺寸 ② 确定乘坐与操纵空间 ③ 校核各项性能及法规要求的尺寸数据④ 确定车身的悬置形式及位置 ⑤ 确定发动机、传动系占用的空间，并对有关总成提出反要求 ⑥ 确定备胎、燃油箱，以及各种液罐、蓄电池及行李舱的位置⑦ 确定由于车身附件及其它装置的特殊要求引起的车身结构及 布置的变动车身布置要求,① 造型美观② 良好的性能： 舒适性、安全性、可靠性、视野性、乘坐上下车和操作方便性、以及满足车身底盘的装配工艺和装配空间性等 ③ 良好的空气动力特性④ 拆装维修的方便性⑤与整车协调，确保良好的密封、隔声隔热等性能车身布置要求,（6）满足要求的情况下减小车身外形尺寸，尽量加大车室内空间7）尽可能减小车身重量，并具有良好的冲压、焊接、装配及涂装工艺性8）满足相关法规要求； （9）考虑车型的通用化、系列化；（10）协调性原则——注意外形个部分协调，符合比例规律；（11）综合性原则——综合考虑，达到最优匹配； （12）“见缝插针”原则——对一些尺寸斤斤计较，极小的空间也可能提高乘坐舒适性； （13）“大多数人”原则——座椅尺寸等按绝大多数人的身材为依据。

车身总布置,,,,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：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）视图上的投影线作为垂直方向尺寸的基准线（面），即z坐标线向上为“+”、向下为“-”2）前轮中心线通过左右前轮中心，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 纵向方向尺寸的基准线（面），即x坐标线向前为“-”，向后为“+”3）汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线 作为横向尺寸的基准线（面），即y坐标线向左为“+”、向右为“-”,轿车总布置基准线－坐标系,前轮中心,,,X,,O,Z,,地面线,Z,总布置基准线－坐标系画法,前轮垂直线,后轮垂直线,O,,,总布置基准线－坐标系,αF,后轴中心线,O,,,,,4×2：轿车和总质量小的公 路用车辆4×4：越野汽车 6×2 总质量在19～26t的公路用汽车 6×4 6×6：越野汽车 8×4：26～32t的公路用 汽车 8×8：越野汽车,,,,汽车驱动形式,车身总体布置,,,,车身总体布置,（1）发动机前置前驱动 a、可以减小汽车侧向滑动； b、越过障碍的能力高；c、动力总成结构紧凑； 特点： d、有利于提高乘坐舒适性（车内地板凸包高度可以降 低） e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短 ）f、有利于发动机散热 ，操纵机构简单； g、行李箱空间大；,,,,,结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节等 ） 前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重） 主要缺点： 汽车爬坡能力降低； 发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用 高。

车身总体布置,,,,（2）发动机前置后驱动 a、轴荷分配合理 ； b、有利于减少制造成本；（不需要采用等速万向节 ） c、行驶平稳，操纵平稳； 特点： d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高 ；e、发动机冷却条件好；比较容易维修 f、爬坡能力强； g、行李箱空间大；,,,,,a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适性； b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客厢，会使前排乘员受到严重伤害； c、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的燃油经济性和动力性 应用： 中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳 ）,,车身总体布置,主要缺点：,,,,（3）发动机后置后驱动 a、结构紧凑：（发动机、离合器、变速器和主减速器布 置成一体）无传动轴； b、改善了驾驶员视野； （汽车前部高度有条件降低 ） c、整车整备质量小； 特点： d、客厢内地板比较平整 ；e、乘客座椅能够布置在舒适区内； f、 爬坡能力强； g、汽车轴距短，机动性能好a、后桥负荷重，分配不合理； b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵稳定性；c、行李箱在前部，行李箱空间不够大； d、操纵机构复杂；发动机冷却不好 应用： 较少,,,缺点,车身总体布置,货车布置形式,（1）长、短头a:发动机位于前轴之上、驾驶室之间b:发动机位于前轴上、部分深入驾驶室,车身布置,（2）平头a:发动机位于前轴之上、驾驶室正下方b:发动机位于前轴之上、驾驶室后下方,,,,,,,客车的布置形式,客车的布置形式分为 （1）发动机前置前轮驱动 （2）发动机前置后轮驱动 （3）发动机后置分为：（4）发动机中置分为：,,,后横置后轮驱动,,后纵置后轮驱动,,,中纵置后轮驱动,中侧置后轮驱动,中横置后轮驱动,,,,大客车的布置形式1:发动机前置后桥驱动 2:发动机后置后桥驱动 3:发动机中置后桥驱动,1:发动机前置后桥驱动,优点：1、通用性好——与货车通用部件多； 2、发动机冷却条件好，维修、拆装方便；3、传动系及操纵机构简单，易 于布置。

缺点：1、发动机凸出于地板平面之上，车厢面积利率低； 2、轴荷分配不利，前悬短、后 悬长、转向沉重，影 响安全； 3、传动轴从地板下通过，使地板高度↑，上下车方便性↓ ；4、车内噪声大、振动大， 隔 热隔烟性差，乘座舒适性↓； 5、乘客门布置在轴间，削弱了车身刚度； 6、传动轴长（一般三节），临界转速低，易共振2:发动机中置后桥驱动,优点1、车厢面积利用率最高，F→max； 2、车内噪声小、发动机与车厢隔绝较好； 3、传动轴短，轴间重量分配良好； 4、外形设计和座椅布置不受发动机限制； 5、车门可开在前轮之前，适合单人管理 缺点：1、发动机冷却较差，水箱布置困难； 2、地板高度高、重心高（为保证发动机安装空间）； 3、发动机易被尘土弄脏，保养维修困难； 4、寒冷地区使用，发动机保温困难； 5、远距离操纵，机构复杂； 6、对地板密封要求高，否则噪声、气味、热量易进入车厢3:发动机后置后桥驱动,优点1、发动机与车厢隔绝最好，废气不会进入车厢； 2、车身振动、噪声小、舒适性好； 3、轴间重量分配良好，面积利用率高，ηF↑； 4、易于在车厢外检修发动机，能在地板下形成较大的行李 舱； 5、地板可以降到最低高度，使上下车和车内行走大为方便。

缺点：1、发动机散热较差，需要冷却效果强的散热器； 2、远距离操纵，机构复杂随结构的改进，机电液一体化 技术的发展，该问题已逐步解决）汽车主要参数的选择,汽车主要尺寸的确定 外廓尺寸 轴距 汽车的主要尺寸 ： 轮距前悬、后悬货车车头长度和车箱尺寸等,,汽车主要尺寸位置参数设计,（1）外廓尺寸长宽高等处决于整车性能的要求 （2）外廓尺寸影响汽车的轴距和轮距、影响发动机、底盘等位置和尺寸 （3）车身侧面的倾斜角影响上下车 （4）方向柱和水平面夹角由操作力确定，大型货车操作力大，夹角越大三、确定轿车车身的外形尺寸,图5-8 轿车外轮廓尺寸的标注 1—离地间隙 2—车门玻璃倾角 3—接近角 4—前悬 5—轴距 6—后悬 7—全长 8—行李箱开启时的车辆长度 9—前风窗倾角 10—离去角 11—总高 12—空车行李箱盖开启时车辆高度 13—前部两侧车门开启时车辆高度 14—前轮距 15—在前R点处的车身宽度 16—后轮距 17—总宽 18—后部两侧门开启时车辆总宽,内部布置尺寸,前轮距B1和后轮距B2汽车总宽 影响 总质量 最小转弯直径 侧倾刚度 确定总原则：受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜 过大。

前轮距B1 ：应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，等相应总成并保证前 轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮间有足够的运动间隙 后轮距B2 ：应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及们之间应留有必要的间隙2）各类汽车的轴距和轮距,,,,（3）前悬LF和后悬LR 1）整车协调性2）轴荷分配的要求 3）安装要求4）通过性要求5）撞车安全性 前悬LF ：主要受保险杠发动机风扇等部件影响 后悬LR ：发动机后置考虑发动机等部件等影响,确定原 则：,,,,,各部件的布置,影响,,布置,1．发动机的布置,（1）发动机的上下位置,离地间隙驾驶员视野,,轿车：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二、各部件的布置 1、动力总成（发动机-离合器-变速器）布置,,,前轮中心,注：发动机曲轴中心线一般设计成与车架上平面线向下有一个小夹角αE（货车1°～4°；轿车3°～4° ），即前高后低，以减小传动轴夹角γ1 ！,,发动机前置－后驱动,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 C 表示前后位置,四、动力传动系统的布置,图5-12 动力总成布置简图 1—发动机罩与发动机零件之间的间隙 2—散热器 3—前横梁 4—发动机舱的冷却和通风的进出孔 5—风扇护罩 6—油底壳 7—前悬置横梁 8—发动机油底壳与横梁之间的间隙 9—发动机与前围板之间的间隙 10—箱形截面横梁 11—发动机前悬置点 12—曲轴中心的位置及其在空间的布置 13—排气系统 14—纵梁之间的距离,,,,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,,1）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1°～4°夹角，轿车多在3°～4°之间 。

2）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详见书本P141及图5-12）,（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4×4汽车，考虑到前桥是驱动桥，为了使前驱动桥的主减速器总成上跳动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发动机和动力总成布置,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罩壳与中间传动轴之间的最小间隙一般应在10～15mm,,万向节传动轴传动的条件：,2．传动系的布置,发动机位置 确定,动力总成位置也随之而定 （包括发动机、离合器、变速器在内）,,U形万向节传动轴,3．转向装置的布置,（1）转向盘的位置,布置应考虑的问题,a 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） b 转向盘不应影响驾驶员观察仪表； c 照顾到转向盘周围（如风挡玻璃等）有足够的空间。

B,,B,A1,转向摇臂,转向节臂,。