整车部设计手册动力部分.doc

. 总布置篇第一章 动力部分1.吉利发动机及变速器型式<种类>目前吉利的发动机包括3G10、MR479Q,MR479QA, 4G18〔4G15〕,4G24<4G20>、柴油机4D20,纵置发动机4G24改进型其中3G10、MR479Q,MR479QA、4G24为前排气汽油发动机,4G18<4G15>为后排气汽油发动机4G13,4G13T后排气增压型发动机匹配的变速器JL-5S109,JL-S118,S170B,S160G、CVT,QR631D、6MT-1等6MT-1V5A1MR479Q4G241.1.1动力总成的布置发动机进行布置时,要首先充分考虑发动机及变速器允许的最大布置倾斜角度<变速器的布置角度通常可以根据悬置安置面与坐标系XY面成0度时测得,或者根据输入轴与输出轴线生成平面与整车坐标系的XY面的角度>,在角度允许的范围内<询问主管工程师>,合理调整,以达到尽量大的油底壳最小离地间隙,传动轴角度在空、半、满载均≤4.5deg要求之内,以及周边零部件的通用化对于动力总成布置时通常要求空载状态下,油底壳<变速器壳体>离地间隙要求170mm以上,如果油底壳离地间隙太小,在车辆运行过程中就无法对发动机油底壳形成有效的保护。

通常在满载条件下,城市工况,轿车的最小离地间隙要求大于125mm以上,并且需要加装发动机底部护板对于更换动力总成的布置时,应先对动力总成的主要外廓尺寸进行比较,如压缩机位置、动力转向泵位置及变速器部分的选换档摇臂位置、原悬置安装点位置等,并询问动力总成的质量变化,这样可以初步判断以便校核中重点的考虑检查油底壳离地间隙检查传动轴角度检查由于动力总成是通过悬置连接在车身或副车架上,而悬置系统一般为弹性体<橡胶或液压形式>,在发动机各种工况运行时均会有一定的运动量所以在布置动力总成时要充分考虑与周边不动件的间隙<如与车身纵梁一般间隙要求15mm以上>,当然间隙值的定义与悬置的型式存在一定关系,通常来说,根据橡胶悬置特性,在动力总成的高度方向要求留20mm以上间隙,侧边以及前后方向的间隙通常根据动力部门提供的特性值增加一些余量进行要求1.1.2动力总成的布置要点在将发动机三维数据调入后主要按照前、后、左、右、上、下六方向上与机舱内零部件间隙值是否能满足布置的要求,前面主要分析和散热器风扇的间隙,后面则分析差速器壳体与副车架、转向器的间隙,左右两侧主要分析纵梁的间隙,上部考虑与发动机罩内板间隙,下部考虑油底壳最小的离地间隙。

在进行悬置点考虑时候,尽量借用原动力总成在纵梁上的悬置点,因为悬置点的变化会影响车身溃缩区,碰撞时影响到吸能发动机布置时要考虑维护性,如更换三滤、液压助力转向泵、正时皮带时的工具操作的空间,可以用工具数据库的数据进行校核同时发动机布置时,根据通常前5deg后3deg校核方法,用来确定发动机附件与周边的间隙值与前围板之间留出50mm以上间隙<主要是考虑碰撞时的缓冲空间,当定义值或者要求值减少时,需要安全系统的人员进行确认>,发动机上部与发动机罩外板之间考虑行人保护GTR标准应大于65mm以上间隙<对空滤器在发动机之上的间隙值可以相对减少>发动机布置时,要求左右悬置的连线理想状态下通过重心,若有相对位置偏移,则应小于15mm动力总成布置过程中,要充分的考虑布置空间、管路走向隐蔽合理,安装维修便利性,在进行发动机布置角度调整<工作角度范围内>,要考虑是否会影响油底壳润滑等,最后可能通过几轮布置评审,达到布置最优化发动机的布置还直接影响发动机罩的高度和倾角,考虑造型要求可以确定发动机罩的轮廓形状所以在保证油底壳离地间隙以及发动机部件与发动机舱内表面间隙的条件下,降低发动机罩的高度有利于车身前部的造型和驾驶员的下视野。

考虑到总装时发动机从下部安装的可能性,发动机最宽处<两侧已经安装各种电器附件>应能通过发动机舱的最窄部位现代轿车多采用短前悬,如果将发动机横向布置在前轴后方,则发动机及附件到发动机罩间隙加大,可以减轻前撞对行人保护的伤害；同时发动机上部有足够的空间来布置其他需布置室内的总称发动机的倾角分为前倾和后倾<某些发动机布置角度为0deg>,简单的说就是发动机气缸体中心线与YZ面之间的夹角<或垂直方向>,一般在进行动力总成输入清单里面要求相关科室提供具体数值,发动机的倾角直接影响发动机在整车中的布置位置及更换机油泵、排放油底壳残渣的顺利性检查发动机倾角的时候还应检查发动机曲轴中线应该与整车Y轴平行,若出现有成角度情况,应反馈相关部门数据的正确性发动机倾角动力总成与前围板间隙对于变速器在发动机舱中布置情况主要考虑变速器在最适合的位置和角度下,与周边零部件的间隙情况比如,与副车架、车身纵梁、风扇等零部件的间隙和干涉情况间隙值合适与否需根据实际车型和悬置安装方式确定变速器在整车中的布置角度和设计角度不同时,是否会影响到变速器内齿轮油的冷却润滑性能,需要与设计部门进行及时沟通并校核由于通常变速器与发动机不是一起开发,因此二者间的接口尺寸匹配在所难免。

进行匹配时,还需要相关主管部门将所要进行的更改工作的难易程度和开发成本进行综合分析最终确定是发动机接口更改还是变速箱接口更改,有时是二者均进行更改为了减少产品开发成本,应根据现有的变速箱资源来选择一款变速箱与所确定的发动机进行匹配工作,如果根据动力性计算后,变速箱各档速比及主传动比不能满足整车性能要求,则需要设计部门重新选择速比变速器悬置点的布置,主要考虑的原则是只更改离合器<变矩器>壳体,尽量不更改变速器壳体因此悬置的设计在尽量不更改变速器壳体前提下,考虑到安装工艺性,重新设计支架在变速器设计过程中,还应考虑起动机的布置起动机一般分为布置在发动机侧或变速器侧两种,起动机的位置影响悬置安装点的定义、换档软轴走向、发动机启动盘、进出水口,并考虑维护方便防水防火的性能变速器侧间隙检查起动机在变速器侧的布置位置间隙1.1.3 传动轴的角度目前通常轿车布置采用前置前驱,发动机横置,由于目前采用十字轴万向节或等速驱动轴考虑三销轴承的寿命,在空、半、满在状态下传动轴角度小于4.5deg,最好在半载状态<设计载荷>为0度根据分析,目前绝大多数前置前驱采用横置,差速器的中心点均是在整车左侧,即左半轴较右半轴短,所以左半轴的夹角肯定大于右半轴的夹角。

因此,一般检查左半轴的夹角≤4.5度即可在调整时应使传动轴尽可能小,因为这个夹角太大,对于传动效率来说就要降低,同时供应商也很难保证疲劳强度及寿命传动轴角度将也直接影响油底壳的离地间隙对于发动机输出扭矩不是很大<左右半轴长度小于700>的情况下,可采用只有左右半轴.半轴选取时通常设计部门会进行最大承受扭矩校核,由于大多变速器均晚于发动机的开发,所以进行匹配时,需要初步分析传动轴的运动空间是否与发动机端面或变速器壳体干涉现象,一般传动轴本体部分应留出3mm以上间隙,半轴在悬架各个运动状态下与走边间隙也要重点检查对于前置后驱要保证动力总成传动轴角度控制在3deg以内,当传动轴的长度超过1.5m时,应在中间增加固定支撑,并将传动轴分为两段传动轴内球笼左侧点传动轴角度校核示意图4.5deg圆锥面传动轴外球笼中心点前置前驱横置发动机两轴与三轴式传动轴图片三轴传动轴轴两轴传动轴车轮中间支撑车轮1.1.4 燃油系统燃油系统主要由燃油箱、进油管、回油管、蒸发管、碳罐、油泵、燃油滤清器、燃油加注管、加注口盖等组成,基本原理见下图油箱主体原则上均采用以超高分子量聚乙烯〔HMWHDPE〕为基材,以EVOH为阻隔层的的单层或多层结构的复合塑料。

燃油系统的布置对于车身有效容积和整车轴荷分配都有很大影响,在燃油箱的布置中,要确保燃油箱的容积和燃油箱的最小离地间隙,布置在空间许可的情况下,尽可能的增加油箱容积和邮箱的离地高度<便于油泵布置及提高燃油传感器的精度>,同时燃油箱与车身安装面之间应留有15mm以上间隙以便于设置橡胶隔垫,安装位置靠近排气管处均要进行隔热罩的设计,通常油箱与热源间隙在50mm以上<预留隔热板设计>,若油箱布置在悬架系统的前部,需要校核各状态下油箱与悬架之间的间隙,考虑车身误差等因素,油箱与悬架<扭力梁、稳定杆>运动件之间预留30mm以上间隙；在燃油硬管布置时,保证固定点可靠,走向合理；加油口位置要方便加油的操作,通常在进行布置加油口位置时,需要进行加注枪的验证；油道要合理,装配为安全起见,燃油箱不应该布置在发动机舱内,并避免受到撞击而漏油时发生火灾燃油箱布置时应考虑备胎的布置空间,对于前置前驱的轿车,后桥取消了主减速器,可有更加多的空间来布置燃油箱,行李箱容积较大图1-2　供油系统结构示意图图1-2燃油箱与悬架间隙检查图1-2燃油箱与车身安装间隙检查图示为发动机前置前驱的燃油箱布置方案a>燃油箱和备胎布置行李箱下面,b燃油箱在后排座后面,备胎紧贴行李箱侧壁 c 燃油箱在后悬架前方,备胎在行李箱下面 d燃油箱在后桥后方,备胎在行李箱下面。

d〕c〕b〕a〕碳罐的布置:根据布置定义或者发动机舱布置空间限制,可以布置在左右减振器安装支架侧边、后地板下部<后悬架的上部>,一般要求为碳罐应布置高于油箱平面碳罐在发动机舱布置时,考虑燃油管路的走向及固定点,通常布置在左减振器安装支架内侧,左纵梁的上部并考虑与变速器本体、线束的走向、悬置的空间1.1.5排气系统排气系统由前排气管、三元催化净化器、中间消声器、后消音器等组成如果排气系统出现热膨胀,下垂,悬挂损坏或排气系统连接脱离这样的非正常情况,排放构件不应与对车辆安全运行至关重要的任何构件保持接触例如：燃油系统构件,制动管路排气管布置影响车身地板的布置,在地板下面装有双排气管、主消声器和在主消声器之前后布置两个辅助消声器,是最理想的消声器布置方案,能高效的吸收噪声地板和消声器之间应留有足够间隙,考虑隔热罩一般在40mm以上,以避免地板过热,为有效利用车身底部的通风来降低排气管温度,排气系统和消声器应沿着空气的流动方向布置,而在其周围要用隔热隔声材料将其余车身其他部分隔离开,如图示排气系统周围间隙主要考虑与车身系统构件如所有车身钣金、保险杠、非金属车身栓塞,前悬架系统构件中的固定件、处于运动行程极限状态、助力转向软管和非金属件,后悬架构件包括固定件、运动件全行程及非金属件,传动系统整个行程及非金属构件,制动系统构件包括驻车制动系统、制动管路及部分非金属构件,变速器控制装置包括壳体及所有非金属件,离合器控制装置及发动机油底壳等,燃油系统包括与消声器、非金属燃油管路、带隔热保护装置的非金属燃油管路、金属管路、加油管硬管之间的间隙,具体值见设计指导书。

通常消声器的体积跟发动机的排量存在一定的比例关系,一般在10：1左右,具体可以询问设计主管部门,以便考虑走全本标准建立起排气系统的设计要求,包括固定防热护套；并对其它车辆的构件和设计理念进行描述·要把热膨胀,垂度考虑在内；制造和装配公差包括在额定的间距尺寸之内·如果排气系统出现热膨胀,下垂,悬挂损坏或排气系统连接件脱离这样的非正常情况,排放组件不应与影响车辆安全操作的任何部件例如：燃油系统构件,制动管路进行接触一般结构吉利汽车基本上采用双级消声。