汽车总体布置与运动校核.

第七节汽车总布置设计总布置设计总布置设计结果性能参数、总布置图（总布置草图、校对图）总布置图作用总布置草图：通常包括１:５总布置草图（满载）和１:１总布置尺寸控制图；总布置校对图：总布置考虑的主要项目整车各项性能的设计计算发动机与传动系布置；转向装置、悬架和制动系布置；车身内部（载货、客）空间布置；驾驶区座椅、踏板和变速杆等布置；燃料箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置；底板、仪表板等车身基本骨架形状;发动机舱、室内装置和后行李舱等局部空间布置；悬架、轮胎(车轮)的工作范围制动系布置总布置草图绘制（满载状态）画总布置基准线－总布置坐标系车身与驾驶区布置转向－悬架布置油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置货车车箱布置动力总成（发动机-离合器-变速器）布置驱动桥－传动轴布置一、整车布置基准线（面）－零线的确定地面线车架上平面线＊前轮中心线汽车中心线OO＊：货车、客车－车架上平面（车架纵梁上翼面较长的一段）；客车（承载式车身）－车身中部地板或边梁上翼面；轿车－车身地板平面或通过前轮中心的水平线X∥地面线基准线－坐标系画法？轿车总布置基准线－坐标系前轮中心XOZ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Or0r0αFαF（0.5°～1.5°）rrO1rrO2abLAB前轮中心线车架上平面线X后轮中心线货车与客车的车架上平面线Ｘ∥地面线，一般设计成与地面线有一个小夹角αF（0.5°～1.5°），即前低后高，以保证汽车在驱动行驶时车厢能趋于水平。画总布置草图常将车架上平面线置为水平线，而地面线为斜线；轿车不必如此，Ｘ∥地面线皆为水平线！总布置基准线－坐标系αF后轴中心线前轮垂直线后轮垂直线地面线车架上平面线X汽车中心线ZY前轴中心线Y汽车中心线OZ前轮中心线αF后轮中心线二、各部件的布置1、动力总成（发动机-离合器-变速器）布置Kcb发动机前端面发动机曲轴中心线αE传动轴中心线γ1前轮中心∥车架上平面线注：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KZ总布置－动力总成布置发动机前置－后驱动Or0r0αFαF（0.5°～1.5°）rrO1rrO2abLABX发动机的上下位置－影响质心高度、离地间隙和驾驶员视野；发动机的前后位置－影响前后轴荷分配、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；发动机的左右位置－影响底盘系统的受力和发动机悬置同时考虑车架上平面线2、传动系布置发动机前置－后驱动主减速器主动轴线位置－与车架上平面有一个夹角αr(４°～７°)，即向上翘起，以减小传动轴夹角，并使万向节传动轴两端夹角相等。轿车常将传动轴布置成Ｕ形方案（图1-19），可降低传动轴轴线的高度，有利于客厢地板和后排中间座椅的布置（减小地板凸包）；驱动桥半轴中心位置－与驱动轮中心重合；差速器壳体中心线位置－最好与汽车中心线重合，以使左、右半轴通用γ1γ2αrαE车架上平面线3、转向装置布置转向盘的位置－保证驾驶员能舒适地进行转向操作转向器的位置－转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近转向器用万向节和转向传动轴将它们连接起来转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于５°转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角。4、悬架布置CA1091前悬架前悬架钢板弹簧布置在纵梁下面，且成前高后低状。。减振器应尽可能布置成直立状，前悬架装置布置示例EQ1090E前悬架后悬架装置布置示例某轿车非对称钢板弹簧后悬架后悬架钢板弹簧－布置在车架纵梁外侧与车轮之间。减振器－应尽可能布置成直立状。后悬架装置布置示例少片簧钢板弹簧后悬架后悬架装置布置示例某渐变刚度钢板弹簧后悬架5、制动系布置制动踏板布置－考虑人体特性要求，制动管路布置－要注意安全可靠、整齐美观。6、踏板布置离合器踏板、制动踏板和油门踏板：油门踏板一般比制动踏板稍低：油门踏板保证驾驶员应当用脚后跟支靠在地板上：考虑人体特性要求7、油箱、备胎、行李箱和蓄电池等附件布置油箱－油箱应远离消声器、排气管和裸露的电器接头及开关，备胎－应保证备胎拆装方便，并有利于汽车质心位置的降低。轿车备胎）；货车备胎行李箱－应保证有足够的有效容积客货两用轿车将后排座椅设计成可翻式，形成大容积的行李箱。蓄电池－蓄电池与起动机应位于同侧：（1）人体尺寸分布规律百分位数：例如，成年男子身高第50百分位数为1688mm，即第50份点上的数值为1688mm，表明有50%的人身高低于此值。人体的基本尺寸（图1-21、表1-15，21项的均值和标准差）车内空间、操纵机构、座椅的布置均以之作为依据；以均值决定基本尺寸，标准差决定调整量；男子身高为例，取μ±1.645σ，表明90%男子的身高在1553~1822mm范围内。8、车身内部布置21（2）人体样板将躯干、大腿、小腿、脚等模型板利用铰链联接，用来进行车身内部布置的平面人体模型。人体样板通常有三种尺寸：第10、50、95百分位，分别代表矮小、中等、高大的人体身材；它们的躯干尺寸相同，但小腿和大腿尺寸不一样；人体样板用有机玻璃或胶合板制作，比例为1:5（设计初期）、1:2和1:1。22（2）人体样板（续）布置人体样板时，首先要确定其踵点与胯点的位置；人体样板上的胯点要与初选的座椅上的“胯”点重合；人体样板的踵点应安放在油门踏板处的地板上的踵点。然后根据选定的坐姿角α、β、γ及δ在图样上进行布置，检查初选的b值等是否合适。驾驶时，人体各部分的夹角应符合人体工程学的要求。239、乘用车外廓尺寸的确定（1）H点与R点胯点能够比较准确地确定驾驶员或乘员在座椅中的位置。H点——人在座椅中坐定，实车测得的胯点位置；R点——设计之初，根据总布置要求初选的一个座椅调至最后、最下位置时的“胯点”。它是设计参考点。试制出样车后，将座椅调至最后、最下位置，测量胯点即为H点；如果测定的H点不超出以R点为中心的水平边长30mm、铅直边长20mm的矩形方框范围，并且靠背角与设计值的差值不大于3°，则认为H点与R点的相对位置满足要求。24（2）顶盖轮廓线的确定纵向轮廓线的确定横向轮廓线的确定货车驾驶室内部布置（表1-17）轿车车身内部布置例轿车车身内部布置示例客车车身内部布置（表1-18)货车车箱布置货车货箱布置－影响汽车总体尺寸、轴荷分配、质心高度与货物装卸方便性、安全性等。Lr△LhPL货箱底板平面△(50～100mm)O后悬LrhP(1～1.4m)△L(12～22％L)△平头车和自卸车总体尺寸较核图－货车L∑αFαrhdH△LFLrLγρ10、安全带与安全气囊1、乘员受伤主要源自于二次碰撞；2、安全带有两点式、三点式和四点式之分3、腰带、肩带固定点(日本标准）第八汽车总体运动校核运动校核一般包括以下各项：１、转向轮跳动和转向过程中与翼子板、转向杆系之间运动关系;２、传动轴随后轮跳动时的运动关系;３、转向杆系与悬架导向机构（转向轮）运动协调４、后轮跳动时与翼子板间的相对关系;５、制动时前轴的扭转所产生的转向干涉，防止产生制动跑偏;６、驾驶区各种操纵机构的运动轨迹：７、可翻转的驾驶室翻转时：BBA1转向摇臂转向节臂纵拉杆纵拉杆转向摇臂转向杆系结构转向杆系－悬架导向机构运动协调校核转向杆系－悬架导向机构运动协调校核图O２转向节臂A1随悬架跳动中心δ纵拉杆运动的不协调所产生的转向干涉量(上跳δ／下跳δ’)是否在控制范围内?O1钢板弹簧跳动中心δ’钢板弹簧C静挠度下跳动挠度上跳GHH’G’转向节臂端点Ａ1随悬架跳动绕O2点运动轨迹JJ’，上跳G／下跳G’转向节臂端点Ａ1随转向纵拉杆绕B点运动轨迹KK’，上跳H／下跳H’转向摇臂BＡ1转向节臂转向轮跳动传动轴跳动较核后轮跳动传动轴跳动AA1A2O2传动轴随后轮跳动时的运动关系γ1γ2传动轴随车轮跳动校核图AA2O1fd–动挠度fc-静挠度△f-反跳O2A1①传动轴上下极限位置及其最大摆角θmax②传动轴夹角及其变化γmax,γ满载,γ空载,γ1=γ2?③传动轴长度及其变化△L=Lmax-Lminθmax校核：车轮跳动AO1+O1A2min{AE,AE”}传动轴A-A2EE’E”钢板弹簧A1跳动中心传动轴A2跳动中心