汽车总布置设计

第四章 汽车总布置设计一、汽车总布置设计概述 二、汽车前舱总布置 三、汽车底盘总布置 四、汽车车身总布置 五、运动校核 六、性能计算1/71PDF 文件使用

一、汽车总布置设计概述Ø汽车总布置设计的含义： 在汽车的总体方案确定后，要对总成和部件进行 空间布置，并校核初步选定的各部件结构和尺寸 是否符合整车尺寸和参数的要求，使其达到最佳 组合，得到合理的总布置方案。2/71PDF 文件使用

汽车总布置设计概述Ø汽车总布置的主要内容：3/71PDF 文件使用

汽车总布置设计概述Ø汽车总布置的具体内容：布置的内容 空间布置 （人机分析、 法规校核） 布置的项目 发动机、传动系的布置；悬架、轮胎的布置；座椅布置；踏板、 变速杆等驾驶操作系统的布置；载货空间的布置；燃料箱、备胎 的布置；车身及内、外饰件的布置 油耗 制动性能 操纵稳定性 性能相关 项目布置 NVH性能 空气动力性能 机动性 发动机冷却4/71PDF 文件使用

汽车总布置设计概述Ø整车总布置流程：5/71PDF 文件使用

汽车总布置设计概述Ø整车坐标系：GB/T 19234-20036/71PDF 文件使用

汽车总布置设计概述Ø整车总布置基准：1）车架上平面线（或车身地板主平面线）； 2）前轮中心线； 3）汽车中心线；4）地面线； 5）前轮垂直线7/71PDF 文件使用

汽车总布置设计概述Ø整车总布置图：8/71PDF 文件使用

汽车总布置设计概述Ø整车总布置图：9/71PDF 文件使用

二、汽车前舱总布置1）确定动力总成布置位置、安装角度。 2）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3）制动总泵、离合器总泵布置。 4）管路布置：冷却、空调、动力转向、制动、燃料等5）线束布置：电器线束、控制拉线等6）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7）前仓布置校核的内容间隙、传动轴跳动等10/71PDF 文件使用

汽车前舱总布置

Ø准备工作：

•前舱车身数模；

•动力总成数模：发动机、变速箱；

•发动机附件数模：水箱、风扇、前舱内已经固定的部件；•底盘件数模：副车架、转向机、控制臂、前横梁、轮胎等

。

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汽车前舱总布置

Ø动力

总成的布置：

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汽车前舱总布置

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

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汽车前舱总布置

Ø布置要满足间隙要求：

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汽车前舱总布置

Ø发动机附件的布置：

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汽车前舱总布置

Ø管路及线束的布置：

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汽车前舱总布置

Ø布置要满足法规要求：

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汽车前舱总布置

Ø传动轴运动校核：

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汽车前舱总布置

Ø布置要考虑维修方便性：

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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。

三、汽车底盘总布置

1）各个状态前后悬架轮心位置的定义2）前后悬架总行程定义3）各状态地面线位置定义4）整车姿态角定义5）前后悬架的布置6）备胎的布置7）油箱的布置8）排气管路的布置

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底盘初步预布置分析一般而言，现开发的车型都是涉及平台沿用，所以在现有平台上开发新车型比较普遍，简单点说平台沿 用，基本上就确定了整个悬架系统的结构形式，硬点相对位置关系沿用，剩下的任务比较多的应该是悬架行 程的调整，悬架弹簧刚度的调整、减震器的调整、或者是橡胶衬套以及缓冲块刚度曲线的调整。 （1）悬架上下行程的定义 A、考虑整车整备质量以及整车装载质量与原有平台车型的差异，如果差异不大，则可以考虑现有车型前 后悬架轮边行程与原有车型行程定义一致。 B、考虑整车各个状态相对于整备状态前后轴荷的变化与原有车型是否差异较大。 C、计算整车各个状态前后轴的偏频（前后悬架固有频率），一般控制在1.0-1.3HZ之间。 （2）整车姿态角的初步定义 一般情况，设计状态：0.1-0.2deg , 整备状态：0.4 -0.6 deg , 满载：-0.05 -0.05 deg。 （3）各个状态轮心位置的定义 考虑整车设计状态时离地间隙以及设计状态时整车姿态角的定义，设计状态轮心的位置也就确定了，然后 根据不同载荷状态轴荷的增加可以初步定义各个状态下前后轮心的位置。 （4）地面线的绘制 在轮胎的型号选定以后，轮胎的基本尺寸和型号就已经确定，只要知道各个状态下轮胎静负荷半径，就可 以确定地面线了。21/71PDF 文件使用

汽车底盘总布置Ø悬架的布置：22/71PDF 文件使用

汽车底盘总布置Ø减震器和弹簧的布置：23/71PDF 文件使用

汽车底盘总布置Ø油箱的布置：考虑碰撞法规、防火和加油方便24/71PDF 文件使用

汽车底盘总布置Ø备胎的布置：考虑取放方便25/71PDF 文件使用

汽车底盘总布置Ø排气管路的布置：26/71PDF 文件使用

汽车底盘总布置Ø轮胎包络分析：27/71PDF 文件使用

四、汽车车身总布置Ø车身总布置概述 Ø车身布置相关概念 Ø人机工程分析 Ø法规校核分析28/71PDF 文件使用

车身总布置概述Ø 原则 满足操纵方便性、乘坐舒适性和法规要求。 Ø 车身总布置主要内容 a.确定车身内、外尺寸。 b.确定乘坐与操纵空间。 c.校核各项性能及法规要求的尺寸数据。29/71PDF 文件使用

车身布置相关概念Ø 尺寸代码 Ø 人体尺寸 Ø 人体模型 Ø 人体操纵范围 Ø 眼椭圆 Ø 头廓包络线 Ø 车身断面30/71PDF 文件使用

尺寸代码

尺寸代码具体含义参见SAEJ1100V004，GB/T 19234-2003。

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人体尺寸

用5%、50%、95%三种百分位的人体尺寸分别代表矮小身材、中等身材和高大身材的人体尺寸。

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二维人体模型样板

二维人体模型样板由人体的躯干、靠背角基准杆、大腿、小腿和脚（带鞋）等几部分组成。HP—跨点，H点；SP—肩点；KP—膝点；AP—踝点；AHP—踵点。

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三维人体模型样板

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一般在1：1的车身内部模型或实车座椅上采用三维H点人体模型确定车身室内的H点位置和头部空间尺寸，它代表某一百分位的标准人体的立体模型。

三维人体模型

1-上躯干重块；2-臀部重块；

3-大腿重块；

4-小腿重块；5-加载方向

人体操纵范围

人体的操纵范围是指人体在正常的驾驶姿势下，四肢所能控制（伸及）的区域，以及四肢动作时所能产生的作用力大小

。

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人体舒适姿势

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眼椭圆

眼椭圆的定义：是驾驶员以正常驾驶姿势坐在座椅中时其眼睛位置在车身中的统计分布图形。由于这种图形呈椭圆状，故称为眼椭圆。眼椭圆样板的尺寸与人体百分位及座椅水平调节行程有关

。

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头廓包络线

头廓包络线是指在乘坐状态下不同百分位的驾驶员和乘员的头廓线的包络线。将头廓线样板上的眼点沿着眼椭圆样板上的上半部眼椭圆运动，并保持两样板上的自身坐标系平行，描绘出头廓线运动时的包络线便是头廓包络线

。

头廓包络线分为两种形式：一种为座椅可调节式的头廓包络线，另一种为座椅不可调节式的头廓包络线。前者适合驾驶员的头部位置和头顶空间的设计，后者适合于后排乘员的头部位置和头顶空间的设计。

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车身断面

典型断面主要是规定车身主要部位的结构形式、搭接关系、间隙设定、主要控制尺寸及公差、装配、人机工程、法规等各方面的信息，通过典型断面的分析，可以确定车身的主体结构，同时典型断面也是后期工程分析的重要基础。

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人机工程分析

Ø座椅的布置Ø转向盘的布置

Ø变速杆和手制动杆的布置Ø踏板的布置Ø两盖的开启Ø进出方便性

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座椅的布置

设计H点:将二维人体模型放置在指定座椅位置上,在图面确定的与人体模型上H点相应的那一点。

R点:是制造商的设计参考点,是唯一的设计H点。它是考虑了各种调整(水平,垂直,倾斜)之后的最后正常驾驶或乘坐位置上的H点；用于定位95%分位人腿尺寸的二维人体作图模板的参考点。

R

车身室内的人体布置就是二维人体模型样板在车身布置图上的安放，从而确定出设计的H点位置，并以此H点代表人体布置与乘坐的位置。

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座椅的布置

Ø踵点确定：

根据前地板基准面的位置并参考同类车型，确定加速踏板中心点的位置，加入95%百分位的人体模板。

n

将脚跟放在压缩地垫表面上，地垫压缩量由制造商确定，压缩后的地垫厚度一般为18～20mm。将脚的球形点（BOF）与油门踏板中心点重合。球形点到脚跟点的距离可在175～203mm范围内选择。

n

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座椅的布置

ØH点确定：

尽量使人体模型处于最佳驾驶坐姿状态。

尺寸代码尺寸名称

H跨点高度(mm)QBQHQK

靠背角(°)

躯干和大腿的夹角(°)膝点角度(°)

平均值最佳范围

-250~[1**********]

20~3095~105100~130

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转向盘的布置

转向盘布置的过程中，要考虑人体通过

性。

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变速杆和手制动杆的布置

要求变速杆的布置以人体H点为中心。根据SAE要求，为满足人机要求，操纵球头到仪表板的距离需>50mm，且变速杆的行程范围要在给定范围

内。

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考虑操纵舒适性，驻车制动

点必须在H点前方，并且驻车制动点运动的边界线与变速操纵最大形成的最近距离需>40mm，

踏板的布置

离合器踏板、制动踏板和油门踏板，布置在地凸包与车身内侧壁之间。在离合器踏板左侧，应当留出在离合器不工作时可以放下的左脚的空间，因此轮罩最好不要凸出到车箱内。油门踏板一般比制动踏板稍低，要求油门踏板与制动踏板之间留有大于一只完整鞋底宽度（60mm）的距离

。

离合和制动踏板中心点应均布分布于H点两侧的最佳施力位置，位于H点两侧15mm～85mm的范围内。油门踏板中心点布置在H点右侧145mm～190mm的范围内（操纵舒适性）。

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两盖的开启

发动机盖

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行李箱盖

进出方便性

乘员进出方便性是考察一款车的安全性及舒适性的一个重要的因素。影响上下车方便性的结构主要是车门、座椅及车门槛

。

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法规校核分析

Ø前视野校核Ø后视野校核ØA柱盲区校核Ø仪表板视野校核Ø雨刮刮扫区域校核Ø内部凸出物校核

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前视野校核

满足法规：SAEJ1050V002，

GB11562-1994

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