乘用车整车动力总成布置指南

动力总成布置1、常见的布置形式动力总成布置在前舱，横置，发动机在右，变速箱在左。这种形式是目前轿车最常见的形式。以下讨论的主要就是这种布置形式。α：发动机绕平行于Y轴、过发动机曲轴中心点的直线的转角。β：发动机绕平行于X轴、过发动机曲轴中心点的直线的转角。γ：发动机绕平行于Z轴、过发动机曲轴中心点的直线的转角。通常，对这三个角度的要求为：α≦5°，β≦3°，γ≦3°。2、动力总成与周边件的间隙要求3、传动轴的工作角度要求传动轴的工作角度跟动力总成在整车中的位置密切相关。通常，传动轴的工作角度要求为：设计状态（常为空载）≦7°；其他状态≦22°。可以通过不断调整动力总成的位置来校核传动轴的工作角度是否满足要求，直到满足为止，这是一个反复的过程。4、相关附件的维修、更换方便性机油标尺查看、机油滤清器、空滤器滤芯、汽油滤芯的拆卸方便性，发动机油底壳及变速箱放油螺栓的接近性，洗涤液、动力转向油、副水箱或膨胀箱冷却液、制动液加注及检测的方便性，空调系统压力检查及制冷剂加注、蓄电池电量观察的方便性，汽油泵更换的方便性，排气管更换的方便。4.1机油标尺4.2火花塞火花塞要求在其拔插的空间方向上没有障碍物挡住（至少不能有不可拆卸的障碍物）。4.3机油滤清器机油滤清器属于经常拆换的件之一，所以它的位置也最好能布置在易于操作更换的地方，或者争取拆卸最少的件就能达到较好的拆装。4.4空调压缩机空调压缩机需要经常拆换、维护。如上图所示，如固定压缩机的螺栓长度为a，压缩机安装面到纵梁（或者是别的在螺栓退出正方向的物体）的距离为b，则必须要b≧a，否则压缩机拆不下来。4.5法规要求欧洲有关行人碰撞保护的法规，规定了碰撞时人体各部分的伤害值要求。针对这个法规，在动力总成布置时，有一个经验值，即：动力总成离前舱盖外表面的距离不小于75mm（有些企业规定为100mm）。5布置过程5.1布置输入整车参数：5.2初步布置（校核）根据同类车型布置的经验，将动力总成在前舱内放好。根据沿用底盘及其他相关件的数据，动力总成的尺寸，轮胎型号（轮胎包络），来确定前悬长。5.3前舱布置可行性分析在确认好基本尺寸（前悬、前轮距）满足动力总成的布置空间后，把基本尺寸输出给造型部门，同时总布置要对前舱的其他系统件（包括转向系统、制动系统、进气系统、排气系统等）进行可行性布置，若不能互相协调满足可行性布置的话，可以对动力总成的位置进行微调，但对动力总成的布置要求（尤其是传动轴的工作角度及一些法规要求必须保证）仍需满足。前舱其他系统的布置见单独的布置指南。5.4最终校核由于造型和布置有个相互协调的过程，可能会导致可行性布置做出一些调整，这时需重新校核动力总成与周边的间隙是否满足要求，并出具体校核报告。6、DMU布置过程基本步骤确定动力总成布置位置、安装角度；发动机附件布置：进气系（空滤器、进气管）、排气系（前管、催化器）、冷却系（水箱、冷却液罐）、供油系（油泵、燃油滤清器、管路）等；制动总泵、离合器总泵布置。管路布置：冷却、空调、动力转向、制动、燃料等线束布置：电器线束、控制拉线等其它布置ECU、冷凝器、蓄电池、ABS控制器、继电器盒、清洗液罐、动力转向液罐等前舱布置校核的内容间隙、传动轴跳动等动力总成的布置，要体现几个关键的尺寸：动力总成空间间隙（上部与机舱盖的间隙，前部与冷却系统的间隙，后部与DASH的间隙，下部离地间隙）差速器中心与轮心的相对位置关系冷却系统与前保最前点的间隙6.1准备工作前舱车身数模；发动机，变速箱总成的数模；发动机附件：水箱、风扇、前舱内已经固定的部件；底盘件：副车架，转向机，控制臂，前横梁，轮胎等。动力总成图左右纵梁前舱整体图副车架和控制臂车轮6.2动力总成位置确定6.2.1按整车坐标系将动力总成进行粗略安装，如图6.2.1。图：6.2.1图：6.2.26.2.2将动力总成移至前舱，如图6.2.2。6.2.3调入左右纵梁看一下位置，如图6.2.3。图6.2.36.2.4将动力总成位置调正，如图6.2.4。图：6.2.46.2.5初略布置动力总成位置，如图6.2.5。图6.2.56.2.6找出车轮跳动的五个关键点，如图6.2.6。车轮在跳动时,从上到下依次有上极限、满载、半载、空载、下极限共五个关键点，在图中用白点表示。HEV采用A15车身,前轮五个点的坐标依次为：（-2.22，-704.34，107.5），（-2.22，-704.34，29），（-2.22，-704.34，21.0），（-2.22，-704.34，1），（-2.22，-704.34，-72.5）。由于HEV传动轴车轮端万向节仍采用A11的万向节，而万向节中心到传动轴安装面的距离为45mm，因此可以确定万向节中心跳动的五个关键点，在图中用黄点表示。由于HEV传动轴车轮端万向节仍采用A11的万向节，而万向节中心到传动轴安装面的距离为45mm,因此可以确定万向节中心跳动的五个关键点，在图中用黄点表示。6.2.7检查第6.2.5步布置的位置是否合适主要检查动力总成与副车架，控制臂，转向机，前舱盖是否干涉，并检查与左右纵梁的位置是否得当，检查完毕后，如果有问题继续移动直到合适，若没问题则找出变速箱两个输出端端面的中心点，进而确定与变速箱两端相连的万向节中心点位置，图中用红点表示。6.2.8校核传动轴角度将与变速箱端连接的移动节中心分别和与车轮端连接的体固定节中心（五个）相连接得到传动轴的轴线（图中用红线表示），然后分别量出传动轴轴线与变速箱轴线（图中用蓝色表示）的夹角，看是否满足角度范围（小于20度）。6.2.9检查传动轴干涉问题主要检查传动轴与副车架和控制臂是否干涉，由于HEV传动轴中间杆采用A11传动轴（直径为27mm),因此量出的传动轴轴线与控制臂和副车架的距离要保证在35mm左右。6.2.10精确定位根据传动轴角度校核和干涉问题检查结果对动力总成进行精确定位。根据第九步的结果，再结合第七步的检查结果对动力总成进行有目的的移动（左右，上下以及前后平移），将动力总成移动到最佳位置，移动后的位置如图所示。6.2.11校核传动轴角度和干涉6.2.12将动力总成位置调整到满足发动机安装角HEV采用372发动机，安装角度为前倾5度，将动力总成绕Y轴旋转5度，调整后位置如图。6.2.13确定动力总成位置坐标动力总成位置一般用缸体后端面曲轴中心坐标表示，HEV动力总成坐标为XC=-166.123549304、YC=-5.084770117、ZC=122.145149646。6.2.14总结并提出整改意见HEV布置完成后各方面要求（最小离地间隙，传动轴角度，干涉问题）都满足，唯有372发动机高度（699mm）问题难以解决，如图所示。372改进意见：根据布置方案，必须将372高度降低30mm，可以考虑将进气管做一下改动，从而使发动机整体高度降低30mm。7悬置方案确定7.1找出悬置点由于372以前在S11上装过，所以可借助S11悬置找出悬置点。将S11悬置装到动力总成上根据S11悬置点找到动力总成上悬置的安装孔位，图中为右悬置和后悬置。前悬置和左悬置7.2根据车身确定悬置方案根据车身先考虑S11的悬置是否能够沿用，能沿用的尽量沿用，不能沿用的做一下改进设计，方案如下：主悬置采用左右吊挂式，再加前后两个悬置做辅助悬置，主悬置通过主惯性轴平面（如图所示）具体方案如下：7.2.1.左悬置S11左悬置经过验证考虑后不能沿用，做一下改动，初步构想和方案如下：利用左纵梁上的三个孔作为悬置支架固定点，然后在变速箱尾部加三个双头螺柱固定悬置。7.2.2.右悬置S11右悬置过渡支架和悬置基本上都能沿用，只需要改一下悬置支架，利用右纵梁上的三个孔作为悬置支架固定点。7.2.3前悬置悬置仍沿用S11前悬置，悬置支架。7.2.4后悬置后悬置不能采用S11的后悬置，与传动轴严重干涉悬置支架孔位不变，支架和悬置都要改动，悬置安装孔位。8、传动轴校核上限满载半载空载下限左传动轴369.3363.2363.6365.1380.1右传动轴686.9683.7683.9684.7692.8上限满载半载空载下限左传动轴11.38334.63625.296727.475117.7177右传动轴6.09102.46172.81373.97869.6110角度校核；总成寿命校核；总成静扭强度校核；总成屈服强度校核；装配尺寸校核（包括花键配合，与轮毂、变速箱接口尺寸校核等）。8.1角度校核角度校核结果如下满足要求（小于20度）8.2传动轴长度确定根据布置结果，量出在车轮跳动过程中五个关键点对应的传动轴长度（固定节和移动节中心长度），结果如下表，确定出传动轴长度左：370mm,右：685mm。8.3交接任务将传动轴长度（左传动轴长度:370mm右传动轴长度:685mm）、接口（传动轴车轮端采用A11传动轴接口,变速箱端采用S11传动轴接口）。372发动机情况发动机排量：0.8L；最大功率：38KW/6000RPM；最大扭矩：70NM/3000-3500RPM）电机情况最大功率：15KW/6000RPM；最大扭矩：45NM/3000-3500RPM）以及512变速器齿轮速比匹配结果转交底盘部完成传动轴其它方面（总成寿命校核，总成静扭强度校核总成屈服强度校核，装配尺寸校核（包括花键配合，与轮毂、变速箱接口尺寸校核等）校核。