第三章车身总布置讲义资料.ppt

第三章 车身总布置设计概述车身总布置是在整车总布置的基础上进行的整车的总布置提供了汽车的长、宽、高、轴距、轮距等的控制尺寸、轴荷分布范围以及水箱、动力总成、前后桥、传动轴与车轮等的轮廓尺寸和位置据此再参考同类车型有关数据作为借鉴，即可初步确定前悬和后悬的长度，前后风窗位置和角度、发动机罩高度、地板平面高度、前围板位置、座椅布置、内部空间控制尺寸、方向盘位置角度与操纵机构和踏板的相互位置等；然后在此基础上，按满载情况绘制1：5车身总布置图发动机前置后轮驱动 （FR）分为：发动机前置前轮驱动 （FF）发动机后置后轮驱动 （RR） 发动机中置后轮驱动（MR）一轿车的布置形式（1）发动机前置后轮驱动 (FR) a、轴荷分配合理，整车的前后重量比较平衡；b、有利于减少制造成本；c、操纵机构简单；操纵稳定性好；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；f、轮胎的附着利用率高，爬坡能力强；g、行李箱空间大；h、变形容易 主要缺点：a、传动部件多，传动系统质量大，地板上有凸起的通道，占据了座舱的空间，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 ）（2）发动机前置前驱动（FF） a、有明显的不足转向性能；b、越过障碍的能力高；c、动力总成结构紧凑；特点：d、车内地板凸包高度可以降低，有利于提高乘坐舒适性；e、轴距可以缩短，有利于提高汽车的机动性；f、有利于发动机散热，操纵机构简单；g、行李箱空间大；h、变形容易 不足转向和过度转向 不足转向（Under Steer）当车辆行驶时，由于车辆转弯时发动机功率过大致使车辆前轮打滑，此时ESP计算机会作制动前轮内侧车轮，而使车轮向内侧移动，使车辆依据驾驶员行驶路线行驶 转向不足是指车辆转向时，实际转向角度还没有达到转向盘所转的角度就侧滑出去了，出现这种情况的原因有车速过快、路面湿滑以及前轮轮胎破裂等前轮驱动的车辆更容易出现转向不足，这是因为猛踩加速踏板时，车辆的重心会向后移，从而导致车辆前部向上微仰，前轮附着力降低，造成转向不足 一般来说，当出现转向不足时，应收油门降低车速，严禁猛踩制动踏板或继续转动转向盘，否则车辆很容易发生侧滑当车速降低后，车身的重量就会比较平均地分配到4个车轮上，重新产生足够的侧向摩擦力，以消除侧滑现象举一个转向不足的极端的例子。

一辆车，我们暂且假设这辆车上没有装备ESP，并且驾驶员非常没有经验，在冰天雪地里以80 km/h的车速拐入一个90的弯道，我们可以想象这辆车的后果，但千万不要去实践这位没有经验的驾驶员会很纳闷：我明明已经在转向盘上转了90的弯，为什么车会几乎没有转弯直直地冲了出去？这就是因为这里存在着一个转向不足的外因地面摩擦力小而车辆入弯速度太高这些外因直接导致了车轮的附着力降低 一般来说，应付转向不足的情况要先将车速稍微降低，略收油门(视车速而定)，但切记千万不要猛踩制动踏板或是认为转向盘没转够而继续转，否则你就会在马路上表演360转圈这样，当车速降低后，车身的重量就会比较平均地分配到四个轮子上，重新产生足够的侧向摩擦力，以消除侧滑现象 转向过度（Over Steer） 所谓转向过度现象，其实与转向不足类似，只是反过来而已导致转向过度的原因很多，如速度过快，或是转向盘操作失误等转向过度是指车辆转向时，实际转向的角度大于转向盘所转的角度出现这种情况的原因有车速过快或转向盘操作失误等后轮驱动的车辆转向过度通常是因为转向时油门过大或突然松开加速踏板所致一旦加速踏板踩下，后轮的侧向力会降低，车辆前方的侧向力会增大，从而导致转向过度。

如果转向过度发生在前驱车上，通常是因为在转弯时，突然猛踩制动，导致车身重心前移，使前轮侧向摩擦力增大，后轮上扬而减少了其附着力，造成转向过度因此前驱车应避免转弯时急踩制动 如果发生在后轮驱动的车辆上，通常是因为转弯时油门踩得太大或突然松开油门导致的一旦油门踩下，后轮的侧向力会突然降低，使车辆前方侧向力增大，而导致转向过度一般的处理方法是：慢慢松开油门或微踩制动，以降低车速，并尽快修正转向盘，向反方向扭转在进行转向盘修正时，不要一次修正得太多，可分为几次修正，当车子开始朝原先行驶方式移动时，立即回轮，但也不要回得过猛，以免车辆摆动过大ESPESP：车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)，是博世（Bosch）公司的专利ESP系统实际是一种牵引力控制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向 ESP系统包含ABS（防抱死刹车系统）及ASR（防侧滑系统），是这两种系统功能上的延伸。

因此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式 ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令 有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然 ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保全; 主要缺点： 结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节） 前轮驱动兼转向，结构复杂，工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重） 附着利用率小，汽车爬坡能力降低； 发动机和传动系统集中在发动机舱内，布局拥挤； 发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高 应用：绝大部分微、小、中型轿车采用，如Audi100、Santana2000、CA7220、Buick、Passat、富康、英格尔（南汽）、夏利等轿车，均采用发动机前置前轮驱动的布置形式。

3）发动机后置后驱动（RR） a、结构紧凑，没有沉重的传动轴；（发动机、离合器、变速器和主减速器布置成一体）b、改善了驾驶员视野；（汽车前部高度有条件降低）特点：c、整车整备质量小；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 主要缺点： a、后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向；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；f、变形困难 应用：较少 跑车大多采用后轮驱动保时捷911双座跑车采用后置式发动机后轮驱动4）发动机中置后轮驱动（MR）发动机放在前、后轴之间或前轴之后、乘客之前，后轮驱动（前中置），属于FR型，但能达到理想的轴荷分配，提高操纵性宝马3系列，本田S2000特点： a、轴荷均匀b、具有中性的操纵特性；缺点：发动机占了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性应用：大都用在追求操控表现的跑车 绝大多数双座跑车采用中置发动机后轮驱动四轮驱动 无论发动机前置、中置还是后置，都可以采用四轮驱动四个轮均有动力，附着利用率最高，但重量大、占空间，动力流失率比单轴驱动大。

四轮驱动过去只用于越野车，近年来随着限滑差速器技术的发展和应用，四驱系统已经能够精确的调配扭矩在各车轮之间分配，出于提高操控性的考虑，采用四轮驱动的高性能跑车也越来越多1.微型轿车的布置形式比例2.普通级轿车的布置形式比例3、中级轿车的布置形式比例4.中高级轿车的布置形式比例5.高级轿车的布置形式比例6.豪华轿车的布置形式比例轿车的布置形式结论1.中高级以下的汽车，使用前置前驱为主；2.高级以上的汽车以前置后驱为主；3.后置后驱用的较少4.横置发动机可以缩短汽车的长度或长度不变增加乘客厢有效长度，在很短轴距内将后排座椅布置在轴距内各种布置方案优缺点比较比较项较项 目前置前驱驱前置后驱驱后置后驱驱动动力总总成紧紧凑不紧紧凑紧紧凑拆装传动传动 系困难难容易困难难等速万向节节需要不需要不需要轮轮胎寿命前胎短较长较长较长较长撞车车安全性不好不好好整备质备质 量轻轻重轻轻轴轴荷分配前轻轻后重适中后重爬坡能力低较较好强操纵稳纵稳 定性不足转转向大操纵纵机构简单简单简单简单复杂杂各种布置方案优缺点比较(续前)比较项较项 目前置前驱驱前置后驱驱后置后驱驱操纵纵机构简单简单简单简单复杂杂除霜和采暖机构简单简单简单简单复杂杂冷却条件好好不好室内地板较较平坦不平较较平轴轴距发动发动 机在轴轴距外，轴轴距短轴轴距长长发动发动 机在轴轴距外，轴轴距短机动动性好差好行李厢厢尺寸大大不够够大二、动力总成的布置确定动力总成相对于前轮轴线的位置1、 估算轴荷分布（FR轿车满载时最理想的轴荷分布为前轴48%49%，后轴52%51%；FF的轴荷分布正好相反）。

2、还与离地间隙值及轴荷分布有关3、考虑前悬架和转向传动机构的布置 在总布置草图上，动力总成的位置可由曲轴中心线与发动机气缸体前端的交点k和曲轴中心线的倾角（3-4度）两个参数来确定影响布置发动机的前后位置 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动力总成布置图三、地板凸包（传动轴通道）和传动轴的布置图3-4U型布置万向节传动为了保证车身地板凸包的高度最小以及后座凸包上的座垫有足够的厚度，通常采取在垂直平面内将传动轴布置成U形的方案(图3-4)，这样可以降低传动轴的轴线，同时又能保证动力总成的外廓不致减小离地间隙，而且万向节叉轴线之间的夹角也不致超过允许值 凸包与中间传动轴部分之间的最小间隙一般可取：1015mm在绘出传动轴的最高轮廓线之后，即可据此决定传动系以上的凸包线。

进一步即可确定地板平面，在FR的轿车上，根据车身承载型式的不同，可绘出地板总成的横截面由于传动轴作前述布置，所以前后地板往往形成不大的阶梯确定地板平面车架或地板总成的形式取决于纵梁沿宽度方向的布置地板高度取决于离地间隙以及纵梁和横梁的截面高度降低轿车的地板平面的措施1、减小纵梁高度2、后桥上面的一段纵梁做成向上弯的形状3、后桥采用双曲面齿轮传动以降低传动轴等车身中部仍免不了出现凸包，以致影响后作成员的舒适性，其他两种布置形式（FF、RR）就不存在这个问题图37降低车身地板平面的措施a)x形车架b)周边式车架c)双曲面齿轮传动，传动轴分为两段d)前置前驱动e)后置后驱动四、轮罩外型尺寸的确定和踏板的布置为了绘制前轮表面，应先确定车轮跳动到极限位置和最大转向角时所占有的空间一般情况下，规定橡胶缓冲块压缩约为自由高度的2/3，对于只在良好道路上行驶的高级轿车而言，可以允许缓冲块仅压缩为自由高度的1/3由于车轮转向时并不占用轮罩中部，为了充分利用空间，可以将其做成嵌入轮罩内的凹部，腾出来的这一部分空间就可以用来布置离合器踏板或安放坐垫的最宽部分，这样就容许座椅降低或前移踏板的布置布置踏板所需空间受凸包外廓和车身内侧壁二者宽度的限制。

离合器踏板左侧应留出位置以容纳司机的左脚，因此，轮罩最好不凸出乘客室内离合器踏板制动踏板油门踏板布置在地板凸包与。