載貨汽車整車總布置

1、輕卡車型整車總布置設計介紹,2010年7月,,目錄,一、總布置基本概念,二、方案設計,三、總布置,總布置解決的基本問題總布置目標總布置基本內容總布置基本流程總布置需掌握的幾項重要資源,汽車主要尺寸參數的選擇汽車主要質量參數的選擇汽車主要性能參數的選擇主要總成的初步選擇,項目概述總布置圖的繪制整車的受力分析及計算整車主要性能分析及計算各系統(tǒng)運動校核主要零部件選型意向及具體分析整車綜合性能分析及目標實現評價,引言,

2、?總布置又稱總體設計，是汽車設計工作中的重要一環(huán)，對汽車的設計質量、使用性能和市場競爭力有著決定性的影響。因為汽車性能的優(yōu)劣不僅與相關總成及部件的工作性能有密切關系，而且很大程度上取決于有關總成及部件間的協調與參數匹配，取決于整車的總布置。 ?總布置貫穿與整車設計全過程，需要多部門、多系統(tǒng)的工程師參與。車型設計師參與概念設計，提出整車設想，完成技術方案設計，并完成總布置草圖；在總布置草圖基礎上，完成總布置，形成整車三維數模（

3、或總布置圖）；車型設計工程師要指導并控制整車部件設計，使設計忠實與產品概念 ?總布置是一門綜合性學科，要求知識面寬，同時要求車型設計工程師應有豐富的經驗，要有深厚的總布置知識積累。總布置過程同時又是不斷解決矛盾，對車型設計工程師解決實際問題能力不斷考驗的過程。,一、總布置基本概念,總布置解決的基本問題總布置的特征總布置基本內容總布置基本流程總布置需掌握的幾項重要資源,1、總布置要解決的兩個基本問題,★ 性能問題：總布置

4、過程中不僅要解決安裝，還要時刻關注安裝變化對整車性能變化的影響，以下是通常要考慮的性能問題：整備質量的控制貨箱容積不斷加大與底盤承載能力的匹配動力性與油耗的關系通過性和整車重心的矛盾制動性能造型與整車散熱性能,一、總布置基本概念,★ 結構問題部件要全，三維布置時要提前列出產品結構，二維布置早期就要列整車明細表。安裝的關鍵是參數的合理化選擇，必須依靠積累整體與局部忠實于品牌形象，工業(yè)美感是設計者必須要考慮的，也是設計者水

5、平高低的關鍵,2、總布置的特征,目標明確：忠實于產品概念及產品信函，產品定位明確，突出開發(fā)或改進的核心賣點，滿足市場需求。 方案優(yōu)化：多方位評價，權衡分析，選擇最優(yōu)化方案。 ☆ 區(qū)域特點及使用環(huán)境特殊需求 ☆ 產品價格定位與整車成本 ☆ 承載能力與整車整備質量的優(yōu)化分析 ☆ 技術升級、個性化與系列化 ☆ 造型與總布置的可行性 ☆ 法規(guī)約束 ☆ 產品

6、系列化、平臺化，零部件資源約束 ☆ 管理者的偏好約束,一、總布置基本概念,3、總布置工作的基本內容,總布置（package）工作內容： ☆ 整車及座艙系統(tǒng)的三維或二維布置，運動校核圖； ☆ 整車的受力分析及計算 ☆ 整車主要性能分析及計算 ☆ 各系統(tǒng)運動校核 ☆ 各系統(tǒng)或總成的分析計算及選型 ☆ 整車綜合性能分析及目標實現評價 ☆ 完成總布置評審說明書及項

7、目描述書編制 ☆ 各設計文件、計算書、選型方案等交付物完成并交付,一、總布置基本概念,根據產品設計流程，結合幾年實踐，參考世界相關公司的一些規(guī)律，福田公司總布置應分為三個階段：,★方案設計（Hard　point　drawings）,★總布置（package）,★整車總成與部件安裝圖（layout）,4、總布置階段的基本流程,一、總布置基本概念,總布置階段劃分與基本流程,5、總布置需掌握的幾項重要資源,☆ 《Q-FT B190-

8、2009輕型載貨汽車整車設計標準》 ； 《Q-FT B202-2004輕型載貨汽車整車設計標準（試行）》； ☆ 福田公司、國家相關整車及零部件強制性認證標準； ☆ 整車現有資源及產品歷史沿革； ☆ 產品的平臺化、系列化規(guī)劃； ☆ 常用核心零部件社會資源、價格、結構特點、性能參數等； ☆ 熟練掌握新產品開發(fā)流程及各環(huán)節(jié)交付物 ☆ 競爭品牌主銷產品的結構及性

9、能特點，輕卡研發(fā)最新動向跟蹤；,一、總布置基本概念,二、方案設計,產品開發(fā)建議,尺寸參數,質量參數,性能參數,,總成件的初步選型,完成整車的初步設計方案形成產品信函,,總布置草圖、必要時需制作車輛模型,1、汽車主要尺寸參數的選擇,二、方案設計,1.1軸距的選擇：考慮要素：整車外形尺寸、質量參數、使用性能，在滿足整車尺寸或貨箱尺寸、軸荷分配、主要性能、整車布置的前提下，軸距短一些為好。軸距計算：整車選型初期，軸距一般按以下方法

10、確定： 軸距=貨箱長度 + 駕駛室貨箱間隙 + 駕駛室后壁至前輪中心距離 - 后懸 ☆ 貨箱長度可根據載貨的規(guī)格、質量等特點選定，也可參照同型號競爭品牌產品； ☆ 駕駛室到貨箱間隙，領航一般選擇80-120左右，考慮駕駛室翻轉及高位管安裝，貨箱前板與高位管的間隙，一般應大于30。 ☆ 后懸可根據通過性要求，輕卡一般考慮備胎安裝，總長度應不大于軸距的55%；載貨汽車軸距主要取決于常載貨物的特征，即所需貨箱

11、的特點。市場上的載貨汽車，在同一承載平臺上，往往通過調整軸距及貨箱的長度，形成差異化的系列化產品。初步選型后，最終還需經最小轉彎半徑、傳動軸夾角、軸荷分配、乘坐舒適性等計算分析決定,短軸距優(yōu)點：整車長度小、整備質量小、轉彎半徑小，通過性好。短軸距缺點：過短易導致后懸過長，軸荷分配不合理，行駛過程中角震動過大，加速或制動時軸荷轉移過大，影響制動性能，操縱穩(wěn)定性變壞，傳動軸夾角過大，易帶來震動噪聲隱患。,1、汽車主要尺寸參數的選擇,1

12、.2前后輪距的選擇：考慮要素：整車總寬度、駕駛室及貨箱寬度選型、整備質量、橫向穩(wěn)定性、機動性能。影響軸距選擇的主要元素：車架外寬，前后板簧的寬度，輪胎寬度，前輪轉向角度，轉向拉桿和轉向車輪以及車架間的運動空間，最終確定需對前后橋斜跳、轉向拉桿運動空間校核后確定。如下圖所示：,寬輪距優(yōu)點：懸架角剛度越大，汽車的橫向穩(wěn)定性越好，車廂寬度越大，承載空間越大。寬輪距缺點：車身寬度及貨箱寬度過大，不利于整車的輕量化，同時大幅降低整

13、車性價比。,二、方案設計,1、汽車主要尺寸參數的選擇,1.3整車外廓尺寸的確定：總長、總寬、總高考慮要素：車輛類型、用途、運營環(huán)境、載質量、道路條件等產品性能及使用需求；國家或區(qū)域法規(guī)、標準的限制，主要GB7258-2005。同時需考慮整車的協調性，裝載后整車穩(wěn)定性等要素。最終根據總布置設計結果確定。GB1589對兩軸卡車產品相關外形尺寸限值如下表：,滿足使用要求的前提下，外形盡可能小，以達到降重、降成本目的，同時可提高

14、車輛的質量利用系數，改善整車的燃油經濟型和動力性。同時外界使用條件影響也較大：中心城市日常輕型物流運輸，需滿足N1類載貨汽車的要求，總長度不大大于6米。實施計重收費前一般按載質量收費，低標公告需求較多，導致市場上N1類承載力較強的產品很多在銷售。山區(qū)道路彎多且道路較崎嶇的路寬下一般選擇小型車輛。,二、方案設計,1、汽車主要尺寸參數的選擇,1.4載貨汽車的前懸及后懸考慮要素：前懸主要考慮發(fā)動機的布置形式、整車接近角、駕駛室的結構及前部

15、固定方式、懸架系統(tǒng)的安裝、保險杠及轉向機的布置等。對輕卡而言，重點需懸架與方向機的布置、駕駛室翻轉機構的安裝、駕駛室側圍的結構及腳踏板的布置，前懸不宜太長，否則會影響整車接近角、駕駛室安裝不協調等問題。對輕型載貨汽車后懸，需考慮貨箱的長度、軸距、軸荷分配。后懸過大影響離去角，轉彎時候貨箱外擺值過大，影響整車的通過性。輕卡產品的后懸一般控制在軸距的55%以內，即在1.2-2.2米之間。國家法規(guī)對封閉式貨車允許軸距最大到軸距的

16、60%，最大3.5米。,二、方案設計,2、汽車質量參數的確定,2.1整車的載質量——設計載質量考慮要素：在良好的硬化路面上行駛時裝載貨物的最大限額，通常以噸為單位計。因車輛使用路況不同，用戶使用要求差異等，輕卡產品的載質量設計存在較大差異，一般對承載系的設計承載能力選取較高值。輪胎的極限承載能力是重點考慮因素，板簧設計承載不易無限制加大，理論控制板簧一般作為承載系最薄弱環(huán)節(jié)：限制超載、保證安全。2.2整車的整備質量汽

17、車加滿燃料、潤滑油、工作液及發(fā)動機冷卻水和裝備齊全后但未載人、裝貨時的質量。產品設計階段，整備質量可參考結構相似的標桿車型對整車相關部件的質量參數進行測量并對設計車型的整備質量設定設計目標。,城市用N1類產品：承載一般考慮滿載，整車動力性、平順性較好，運輸效率高，超載能力較差。農村及城鄉(xiāng)結合部用車：超載使用情況較多，路況差或稍差，對舒適性要求稍低，對超載能力要求強，注重運輸能力的強化。國內路況使用環(huán)境復雜，車輛設計一般對超載能力考

18、慮較多。,承載能力一定的前提下，整備質量越低越好，有利于提高質量利用系數、降低制造成本，降低油耗。輕量化技術：利用分析手段優(yōu)化零部件結構，采用輕型合金和高分子材料等都是采取的常用措施，是載貨汽車產品發(fā)展的一個趨勢。計重收費政策的實施，可提高車輛的單位承載能力，降低運輸成本。,二、方案設計,2、汽車質量參數的確定,2.3汽車的總質量 總質量=整備質量 + 載貨質量 + 乘員質量（乘員按65kg/人計算）2.4整備質

19、量利用系數 質量利用系數=載質量（含人）/ 整備質量,設計水平的一個重要指標，表示了單位汽車整備質量能承受的汽車裝載質量，此系數越大，汽車的材料利用率、設計工藝水平越高，一致性保障能力越強。,二、方案設計,2、汽車質量參數的確定,2.5整車的軸荷分配重要質量參數：影響汽車的制動性能、操縱性能、通過性、穩(wěn)定性等重要性能。方案設計階段或總布置階段，需根據車輛的布置型式、載荷情況、使用環(huán)境等合理選定車輛在各種工況下的軸荷

20、分配。 ☆ 載貨汽車：平頭前驅車型前軸載荷：空載50-55%，滿載30-35%，超載20-30%；此時超載工況已存在安全隱患，制動性能變差，前軸制動時容易失去轉向能力。后軸承載過大，上坡或顛簸路面行駛時的軸荷轉移，易導致輪胎過載嚴重，存在安全隱患。對后驅載貨車，空載后軸軸荷不宜低于40%，在附著系數低的路面上容易出現側滑。 ☆ 對轉向性能的影響：對前后靜軸荷G1、G2，前后兩側輪胎側偏剛度之和C1、C2，在確定軸荷分配時

21、，應保證：G2*C1<G1*C2，以獲得較好的不足轉向特性和好的方向穩(wěn)定性。 ☆ 考慮輪胎均勻磨損：后雙胎載貨汽車理想軸荷分配是前軸33%，后單胎理想軸荷分配時50%。,二、方案設計,GB7258對軸荷的規(guī)定,,,,各類載貨汽車的軸荷分配,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,3.1汽車的動力性參數主要動力性指標：直接檔和一檔的最大動力因數，最高車速，比功率和比扭矩、加速時間，（另有最大爬坡度、加速時間、最高車速）。

22、汽車的動力性是汽車各種性能中最基本,最重要的使用性能.它直接影響汽車的運輸生產率,因為汽車的平均行駛速度主要取決于汽車的動力性，汽車的平均行駛速度越高，汽車的運輸效率越高。 ☆ 3.1.1動力因數：選擇依據汽車對加速性與燃油經濟性的需求，以及車輛的承載要求、使用路況、專用汽車等綜合因素，選取可參考已有類似車型的數據，載貨汽車一般按設計滿載載質量考慮，超載情況作為一項重要參考。滿載直接檔動力性因數應不小于0.04，國內高速公路允許

23、最大坡度一般為3%，應保證車輛在滿載工況下具有保持高速行駛的能力。超載較多或山區(qū)路況下，應對車輛的一檔最大動力因素給予重點考慮，以保證車輛的最大爬坡度、通過復雜路況的能力、坡路起步能力等 。例：錫柴490山區(qū)型。,整車動力性參數的選擇一定要與整車的承載能力相匹配、與區(qū)域道路條件相適應，不要盲目的突出其中一個賣點，而忽視了其他性能的同步提升，導致整車綜合性能的下降，使用效能降低。例如：小卡之星V3360匹配錫柴490自吸動力產品：整車動力

24、性較差，但為突出產品性價比及承載能力，開發(fā)一款重載高性價比產品，但是投放后，因整車動力性差，實際承載能力發(fā)揮不出來，用戶反饋意見強烈，尤其是山區(qū)用戶，此產品投放20臺左右資源就取消，開發(fā)失敗。,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,☆ 3.1.2最高車速：選擇時應考慮：車輛類型、用途、道路條件、汽車的安全保障性能、發(fā)動機性能等。可提高車輛運輸效率，降低運營成本。最高車速按GB/T 12544

25、提供方法測定。輕卡產品的最高車速一般設計在100公里左右，高端輕卡產品的最高車速已達到120公里以上。100公里以上對安全性能提出更高要求?！?3.1.3比功率及比扭矩：考慮車輛高速行駛的適應能力，提高道路交通運行效率，部分國家對發(fā)動機比功率有所規(guī)定。☆ 3.1.4加速時間：恒量汽車動力性的重要指標，加速時間對超車安全性有重要意義，我國家法規(guī)對加速時間尚無強制性數值限制，福田公司標準對輕卡產品：起步換擋50S，直接檔加速55S，中重

26、性卡車起步換擋70S，直接檔加速90S。測量方法按國標GB/T 12543,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,3.2汽車的燃油經濟型參數主要指標：此參數設定時可參照總質量相近的同類車型油耗值初步選取。 汽車的燃油經濟性是指汽車完成單位運輸工作量所消耗燃料的多少,用于衡量汽車運輸工作的經濟效果。常見恒量單位有： ☆ 百公里最低燃油消耗量：良好路面、直接檔、等速行駛100km； ☆ 單位燃油消耗量：單位汽車總質量百

27、公里最低燃油消耗量，常見參考值如下表； ☆ 美國按按沒加侖燃油行駛的英里數來計算汽車燃油消耗量；,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,3.3汽車的機動性參數考慮要素：汽車的用途、道路條件、使用環(huán)境、車輛類型、結構特點以及軸距；主要參數（見GB/T 12540-1990）：最小轉彎半徑-轉向盤轉至極限位置時由轉向中心至前外輪接地中心的距離；通道圓（見GB/T 12540-2009）：增加通道圓圖解,根據產品需求設計合適

28、的機動性參數:輕型載貨汽車中短途運輸，常在城區(qū)運行、部分道路較窄、調頭空間收局限等，機動性要求較高。對重型運輸車、掛車或半掛車：載貨量大、運距長、道路條件較好、一般走高速公路或國道，調頭、轉彎等一般不頻繁，一般對最小轉彎半徑要求不高，滿足國家法規(guī)即可。增加各類汽車的通道圓半徑經驗數值。,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,3.4汽車的操縱穩(wěn)定性參數主要控制參數：轉向特性參數、車身側傾角、

29、制動點頭角；（GB6323）,1、轉彎或受側向力時，前后軸的側偏角￡1、 ￡2，兩者差值ａ，產生不同的轉向特性：不足、過度、中型；測量方法：以0.4g的向心加速度做定圓等速行駛時，以ａ值作為評價轉向特性的參數，目標：較小的正角度值，轎車1°-3°為宜；2、車身側傾角 汽車以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時，車身側傾角控制在3°以內較好，最大不允許超過7°；3、制動前俯角 為了不影響乘坐舒適

30、性，要求汽車以0.4g減速度制動時，車身的前俯角不大于1.5°。,二、方案設計,汽車的操縱穩(wěn)定性汽車準確地按照駕駛員給定方向行駛的能力,以及抵抗各種力圖改變汽車行駛方向和狀態(tài)的能力.包含兩個方面的內容:汽車的操縱性和汽車的穩(wěn)定性.其直接影響汽車安全性,并對減輕駕駛員的勞動強度和汽車的動力性的充分發(fā)揮均有很大影響.特別是汽車在高速行駛時對汽車的安全性起到至關重要的影響.所以被稱為“高速車輛的生命線”.,3、汽車主要性能參數的選擇

31、,3.5汽車的制動性能參數主要控制參數：制動距離、制動減速度、制動踏板力。增加國標、福田標準要求數據,汽車的制動性是汽車迅速減速和強制停車的能力,.它直接影響安全性,汽車有良好的制動性能,汽車的速度才有可能提高,汽車的動力性才能充分發(fā)揮出來. 汽車制動性的衡量指標有: 1)制動效能:制動距離合制動減速度； 2)制動效能的穩(wěn)定性:抗熱衰退性能； 3)制動時的方向穩(wěn)定性:制動時不發(fā)生跑偏,側滑以及失去轉向能力的性能。,二

32、、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,3.6汽車的通過性參數主要控制參數：最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過半徑；（GB有沒有？）增加福田公司標準要求考慮要素：汽車類型及道路條件；如工程車接近角、離去角較大，清潔車接近角較小，山區(qū)使用的車輛縱向通過半徑要求要小一些。對軍用車輛，以上數值要求要苛刻的多，甚至要考慮涉水、越障能力。增加44頁參數,二、方案設計,汽車的通過性是指汽車在一定的載荷下能夠以足夠的高的平均行駛速度通過壞路和

33、無路地帶以及克服各種障礙的能力.汽車的通過性能主要取決于地面的物理性質及汽車的結構參數和幾何參數.汽車的通過性對汽車的平均行駛速度有間接的影響.汽車通過性的衡量指標有: 1)汽車的支承通過性:牽引系數,牽引效率,燃油利用指數 2)汽車的幾何通過性:最小離地間隙,縱向通過角,接近角,離去角,最小轉彎直徑.,3、汽車主要性能參數的選擇,3.6汽車的通過性參數主要控制參數：最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過半徑；考慮要素：汽車

34、類型及道路條件；如工程車接近角、離去角較大，清潔車接近角較小，山區(qū)使用的車輛縱向通過半徑要求要小一些。對軍用車輛，以上數值要求要苛刻的多，甚至要考慮涉水、越障能力。,問題1：接近角/離去角是空載還是滿載？問題2：計算離去角時考慮后防護嗎？,汽車的通過性是指汽車在一定的載荷下能夠以足夠的高的平均行駛速度通過壞路和無路地帶以及克服各種障礙的能力.汽車的通過性能主要取決于地面的物理性質及汽車的結構參數和幾何參數.汽車的通過性對汽車的平均行駛

35、速度有間接的影響.汽車通過性的衡量指標有: 1)汽車的支承通過性:牽引系數,牽引效率,燃油利用指數 2)汽車的幾何通過性:最小離地間隙,縱向通過角,接近角,離去角,最小轉彎直徑.,二、方案設計,3、汽車主要性能參數的選擇,3.7汽車的舒適性參數主要控制參數：平順性、空氣調節(jié)性能（溫度、濕度等）、車內噪聲、乘坐環(huán)境（活動空間、車門及通道寬度、內部設施等）、駕駛員的操作性能。 ☆ 舒適性——汽車應為乘員提供舒適的乘坐環(huán)境

36、和方便的操作條件。GB4970《汽車平順性隨機輸入行駛試驗方法》，GB/T 4971《汽車平順性名詞術語和定義 》 ☆ 平順性——以車身的垂直方向加速度、自由振動頻率、振幅以及人-車振動系統(tǒng)的響應特性來判斷。前后懸架的偏頻、靜撓度、動撓度、車身振動加速度等參數是重要設計指標。,前后懸架偏頻n1，n2應盡可能使n2略高于n1，避免較大的縱向角振動，高舒適度車輛的偏頻一般取低。貨車前后懸架的靜撓度應使前者偏小，避免司機駕駛疲勞。汽車

37、的平順性：指抵抗路面不平度所引起得沖擊和振動的能力.汽車的行駛平順性良好,有利于充分發(fā)揮汽車的動力性,并減輕駕駛員的疲勞.平順性主要根據乘員主管感覺得舒適性來評價,對于載貨汽車還包含保持貨物完好的性能.它是現代高速汽車的主要性能之一.,二、方案設計,4、汽車主要零部件的初步選型介紹,一般介紹內容：1）社會資源狀況；2）價格；3）結構特點、技術性能水平；4）市場有無特殊要求；5）整車適應性。車身總成：型式、造型風格及優(yōu)缺點；車廂總成：

38、型式、造型風格；發(fā)動機總成：利用表格對發(fā)動機參數（功率、油耗、噪聲、排放、可靠性）進行描述，使評委對發(fā)動機總成外形及性能指標有初步的了解。對進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的要求；離合器：結構形式的選擇，后備系數的計算（轎車、輕卡為1.25-1.75；中卡、重卡為1.6-2.25）、操縱方式（機械式、液壓）及操縱力的計算等；變速器總成： 型式、操縱方式、市場特殊要求；前橋總成:主要描述前橋型式、許用軸荷、按參考車型初選前輪定位參數、

39、制動器型式、安裝相關尺寸、前軸的下沉量等參數；后橋總成：主要描述所選主減速比大小、許用軸荷、允許最大輸入扭矩、制動器型式及相關的安裝尺寸,二、方案設計,4、汽車主要零部件的初步選型,輪胎：根據載荷、整車最高車速等因素選擇輪胎型號、類別、層級；再進行負荷能力校核及空間布置，并提供相應的計算報告；3.3.7傳動軸：描述所選的結構型式、外直徑，并進行強度計算及臨界轉速的校核，提供相應的計算分析報告；車架總成：描述車架的結構型式、縱梁最大斷

40、面、材料、外寬、縱梁長等參數，與相近成熟車型車架進行對比，并提供相應的強度剛度的計算分析報告轉向器系統(tǒng): 描述所選結構型式、角傳動比、外形安裝等參數，提供轉向器的承載能力及操縱力的計算分析報告懸架：描述懸架型式、承載能力、前后懸架靜撓度和動撓度的選擇，后懸架主、副簧的剛度分配等主參數，提供相應的計算、分析報告,二、方案設計,產品信函——輸出交付物,在以上工作基礎上，完成整車產品信函的編制，作為后續(xù)開展工作的重要依據，產品信函應包括以

41、下主要內容： ☆ 項目來源或開發(fā)依據 ☆ 技術方案簡述 ☆ 整車配置（基礎車型、開發(fā)車型對比） ☆ 整車公告參數及實際參數（尺寸、質量） ☆ 整車匹配性能及主要指標 ☆ 整車價格變動分析 ☆ 開發(fā)車型型譜 ☆ 開發(fā)計劃 附：產品信函模板,二、方案設計,三、整車總布置,項目概述總布置圖的繪制整車的受力分析及計算整車主要性能分析及計算各系統(tǒng)運動校核主要零部

42、件選型意向及具體分析整車綜合性能分析及目標實現評價,1、項目概述,三、整車總布置,項目描述書（啟動）的編制：目的：根據產品信函，對項目的基本情況及設計目標進行總體描述，并對各主要總成件的選型提出初步意見，下發(fā)各主要零部件設計主管，使其對項目的整體情況做出了解，并同步開展自己相關工作；項目描述書的主要內容：（見項目描述書模板） ☆ 產品開發(fā)類型：全新開發(fā)、重大改進、品種拓展、一般商改等 ☆ 設計依據：產品信函、參

43、考項目開發(fā)建議（保證文件間的一致性，對變動部分需做出說明） ☆ 指導思想：產品技術定位、市場競爭力定位、產品的設計要求或特有約束、資源利用等 ☆ 設計目標：產品性能、產品性價比、部分區(qū)域車型的特殊性能開發(fā)等，在具體的項目描述書內容中體現，也可單獨增加描述文字說明。 ☆ 產品設計參數：尺寸參數、質量參數、性能參數； ☆ 主要零部件技術狀態(tài)介紹：重點核心零部件、變動較大部分零部件，以便設計主管對開發(fā)產品有一個

44、更清楚的認識和了解，保證產品的開發(fā)目標實現； ☆ 開發(fā)車型型譜 ☆ 標準法規(guī)的符合性 ☆ 項目開發(fā)計劃,2.1總布置圖繪制概述： 2.1.1幾個重要的基準線：車架上平面線、前后輪中心線、汽車的縱向中心線、地面線（設計時應將車架上平面線劃為水平線）、前后輪鉛垂線 2.1.2總布置圖繪制思路： 先主視圖：長度方向尺寸鏈的確定，高度方向尺寸鏈的確定 后俯視圖：長度方向尺寸鏈

45、的確定，寬度方向尺寸鏈的確定,車架上平面線：整車垂向尺寸的標注基準線或零線，Z=0；前輪中心線：汽車各縱向尺寸的基準線或零線，X=0；汽車的縱向中心線：汽車各側向尺寸的基準線或零線，Y=0；地面線：標注汽車高度、貨臺高度、離地間隙、接近角、離去角等尺寸的基準線；前后輪鉛垂線：標注汽車軸距、前懸的基準線。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2.2總布置主視圖：2.2.1整車長度尺寸及貨廂長度尺寸的確定。

46、 對于設計任務書已明確的整車外廓尺寸進行布置校核： a.軸距： 描述布置尺寸是否符合設計任務書要求；b.前懸長：依據車身前懸及車身布置位置確定整車前懸c.后懸長：主要依據法規(guī)要求貨車后懸長度不大于軸距的55%；后懸長對車廂長度、整車長度的影響；離去角；質心位置的合理性，整車長度、前懸、軸距已定，那么后懸也是定數，需要對離去角，后懸尺寸進行校核，尤其對于雙排車：需校核貨箱中心的位置,避免過于偏后超載易前輪發(fā)飄，前輪易抱死。同時分析

47、承載時載荷基本集中于后軸部分對車架及后橋的不利影響。其中較顯然的例子：紅塔三排車，載貨后軸荷分配嚴重不均、制動力分配不均導致安全性下降，同時不符合法規(guī)要求，已退出市場。（放此處不合適） d.貨廂內長：依據產品信函及方案設計要求及總布置情況確定貨箱內部長度; e.車身與車廂間隙：保證高位進氣在車身翻轉時有20mm以上的間隙，建議整車長度在7米 及以上車型，此間隙值要求大于30mm以上，解決安裝工藝性及載貨后貨箱前后竄動安

48、全性。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2.2.2設計狀態(tài)整車高度尺寸及相關尺寸鏈： a.前輪靜力半徑及自由半徑： 輪胎選型相關參數：輪胎規(guī)格、輪輞、新胎直徑、靜力半徑、輪胎最大直徑 b.前橋相關尺寸：下沉量；前軸斷面高(應保證前軸負荷能力)；前軸離地間隙(根據使用條件并參照同類車型確定，保證整車通過性)；前軸(或橫拉桿)與發(fā)動機之間的間隙：保證前軸或橫拉桿在鐵碰鐵時與發(fā)動機間隙不小于10m

49、m，部分車型因動力轉向油泵比較靠下，其余前軸的間隙也要重點校核，例如錫柴490國三發(fā)動機動轉泵與前軸的間隙要小于橫拉桿與油底殼的間隙。 c.駕駛室底板與發(fā)動機最高點間隙：福田總布置要求兩者高度方向間隙不小于20mm,水平方向的間隙要適當加大，保證發(fā)動機晃動時有15~20mm間隙,靜態(tài)間隙為20?25mm以上。實際因零部件及裝配一致性、發(fā)動機隔熱墊安裝不帖服等，建議控制在30-50mm之間。捷順揚柴增壓中冷發(fā)動機設計尺寸25，

50、實際生產過程中，多次反饋發(fā)動機頂部與隔熱墊間隙小干涉。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,d.車身坐標系相對整車坐標系的高度方向位置尺寸：除以上因素外，還需考慮前橋斜跳時輪胎與駕駛室底板或輪眉的間隙應在15mm以上，輪胎按最大尺寸考慮。 e.車身頂蓋離地高（單雙排、排半同時考慮）：駕駛室布置傾角（查標準度數），避免車輛使用一段時間后，橡膠墊老化變形，后部下榻，雙排車后端頂部一般高于單排、排半車型； f.

51、安全架與車身頂蓋高度差：（GB7258規(guī)定：載質量為1噸及1噸以上的貨車、農用車為70-100mm）,按小卡系列產品的設計經驗看, 安全架與車身頂蓋高度差在30mm到60mm之間整車姿態(tài)較協調，過大影響視覺美感；領航產品應控制在70-100之間，不宜過小。 g.整車高度尺寸確定。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2.2.3車架布置及相關尺寸鏈 1）前輪中心線處車架離地高：（驗算：空載、最大設計裝載狀

52、態(tài)） a．前軸下沉量； b．前板簧、板簧壓板、緩沖塊骨架總高度： c．前懸架動撓度：fd=(0.7-1.0)fc,（鐵碰鐵、緩沖塊壓縮2/3或1/2，根據緩沖塊結構 定，緩沖塊剛度小者取上限，反之取下限）（懸架靜撓度的范圍：fc=50-110mm）； d．前輪中心線處車架縱梁斷面高度：根據車輛載荷驗算，或比照同類車型進行驗證。

53、 2）車架與地面夾角： 按福田標準， 空載：推薦1.5-2°不宜超過-2°， 設計滿載：推薦 0.5°～1.5° 超載：可有小的負夾角(即稍有”塌屁股”),2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,3）后輪中心線處車架離地高： a．后橋板簧托至后軸中心高度差： b．后鋼板彈簧、板簧壓板、緩沖塊骨架總高度

54、： c．后懸架動撓度：fd=(0.7-1.0)fc不平路面取上限,（鐵碰鐵、緩沖塊壓縮2/3或1/2，根據緩沖塊結構定，原則同前懸架）（懸架靜撓度的范圍：fc=50-110mm；fc2=(0.7-0.9)fc1，設計載質量偏大者取上限） d．后軸處車架縱梁斷面高度： e．車架最大斷面尺寸：（驗算或比照同類車型并結合本產品的使用條件選取，同時考慮產品系列化擴展的需要。） f．貨廂底板離地高：原則上盡

55、量降低，以利于裝貨，提高整車穩(wěn)定性；保證車輪的跳動空間，對于長途運輸或北方山區(qū)使用的貨車還需要留出裝防滑鏈的空間。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2.2.4 發(fā)動機及動力線的布置尺寸 a.選取動力點：參考基礎車型或根據發(fā)動機的初步空間布置，初步確定動力點；經對各方向尺寸完成校核后，確定動力點。（動力點：指發(fā)動機缸體后端面與曲軸中心交點相對整車基準線坐標尺寸：X，Y，Z三個方向的坐標) b．發(fā)動

56、機的后傾角：輕卡產品一般選取3°，可適當調整，但一般不大于4°，避免增加整車傳動系轉動不平衡量；車輛上長坡時發(fā)動機機油吸油盤進氣，導致發(fā)動機潤滑不良。 c．動力線的偏移：考要考慮發(fā)動機Y向尺寸的布置，發(fā)動機重量或其他部件重量的分布不均衡導致的左右輪荷偏差較大，整車高度左右不一致，嚴重的影響制動性能。 d．后橋主減速齒輪中心線傾角：一般與動力線平行，有利于傳動軸等速傳動，減少轉動過程中的振動或共鳴問題，

57、降低整車噪音或振動。 e.傳動軸夾角：（一般推薦不大于3°，其最大夾角不大于6°），生產過程中因傳動軸夾角過大、動不平衡量超標導致的整車抖動、共鳴問題在輕卡產品上比較多見。特點及例子。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2.2.5 前后懸架布置尺寸： a.鋼板彈簧伸直長度：從整車產品信函承載、舒適性、成本等要需分析，與懸架設計人員協商確定。從懸架本身而言、整車行駛穩(wěn)定性方面要求

58、長一些有利，但同樣承載成本增加較多，同時前簧對二橫梁、方向機、空濾器等的安裝空間有影響，需綜合考慮。 b.前鋼板彈簧后傾角：1）主銷后傾的需要；2）改善轉向特性的需要；3）前懸架與轉向協調性。 c.前簧后吊耳長度：長一些對行駛穩(wěn)定性有利，但對其本身受力狀況不利。 d.前簧支架高度：在保證前懸架的動行程及卷耳安裝空間要求前提下盡量降低支架高度。

59、 e.后鋼板彈簧伸直長：同前簧。 f.后鋼板彈簧前傾角：改善轉向特性的需要，根據具體車型來確定。一般情況下后單胎車型要大于后雙胎車型；微型車要大于輕型車，12噸以上的中卡或重卡產品，后簧傾角對轉向性能的影響可忽略不計。（增加一段文字專門介紹） g.后簧后吊耳長度：滿載狀態(tài)下吊耳夾角：5°左右，此處有什么學問？ h.后簧支架高度。,2、總布置圖的繪制（三

60、維數模的搭建）,三、整車總布置,2.2.6 轉向器布置尺寸1）轉向器在車架上的安裝位置，主要考慮： a）前懸架與轉向協調性； b）前輪轉向角與縱拉桿間隙； c）轉向器與車身地板的接口； d）翻轉車身的初步運動校核； 2）轉向管柱與車架夾角：要滿足人機工程的需要

61、 3）轉向盤直徑：設計主要參考什么數據？ 4）轉向搖臂布置角及最大有效轉角：2.2.7 駕駛室內人機工程主要布置尺寸： 主要由車身總布置設計人員進行布置。 a）方向盤后端面到坐墊上表面距離： b）方向盤后端面到坐墊上表面距離： c）坐墊到駕駛室頂蓋內表面的距離： 具體根據情況要做適當增加，全新車身要求各

62、方面參數齊全。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2.3 總布置俯視圖2.3.1 轉向盤中心與座椅中心的相對位置： 主要由車身總布置設計人員進行布置。 a）車身外寬、內寬： b）方向盤中心至車門內板距離：一般要求不小于350mm c）方向盤中心至車身中心線距離： d）方向盤中心與座椅中心偏移量：一般要求不大于

63、40mm ，結合以往設計數據，對設計 值大于30mm時，駕駛員感覺較差，建議該偏移量不大于20mm為宜?！?2.3.2 前輪距及前輪最大轉向角： 前輪距：依據設計任務書；保證整車的橫向穩(wěn)定性的要求。 前輪最大轉向角：保證最小轉彎直徑要求?！?2.3.3 前鋼板彈簧中心距：盡量大些；以有利于前懸架的側傾剛度，改善不足轉向性。 ◆ 2.

64、3.4 轉向梯形底角：與底盤設計人員共同確定?！?2.3.5 轉向搖臂、轉向縱拉桿、轉向梯形臂與周邊零件最小運動間隙：一般大于10-15mm,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2.3.6 動力線在水平方向的布置： a）發(fā)動機曲軸中心與汽車中心線的位置關系：從左右前輪載荷均布和減小傳動軸在水平面內的夾角方面考慮，應將曲軸中心適當向右側布置。 b）后橋主減速齒輪水平偏移距：

65、 c）傳動軸在水平面內的夾角：2.3.7 車廂內寬： 根據設計任務書確定；車廂外寬：由貨廂結構確定2.3.8 后部車架外寬的確定 a）左右后輪胎外寬：通常要小于車廂地板外寬40mm以上。否則，要加后車輪擋泥板。 b）雙胎中心距：（采用后雙胎可增加不足轉向趨勢）不得小于標準規(guī)定值，且要考慮加大輪胎的可能性。 c）后輪距：根據設計任務書確定，滿足整車的橫向穩(wěn)定性的要求。通常與前輪距接近，以提高通

66、過性。 d）后輪胎與板簧的最小間隙：輕型貨車一般不小于30mm（可參照國內同類車型比照驗證其合理性） e）后板簧斷面寬度尺寸：由懸架設計人員確定，也可參考同類車型確定。,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,三、整車總布置,2、總布置圖的繪制（三維數模的搭建）,f）后板簧中心距：由上述結構參數限制、確定。通常希望盡量加大該尺寸來有效地提高后懸架的側傾剛度，控制轉彎時車廂側傾角不致過大，一般要求在0.4g側向加速度時車

67、廂側傾角不大于4°，但另一方面將減小不足轉向趨勢。（驗算：橫向穩(wěn)定性；對轉向性能的影響分析） g）后板簧、后騎馬螺栓與車架間隙：靜態(tài)間隙一般為30mm左右，動態(tài)校核不能有干涉。 h）車架外寬（后部）：希望后部車架外寬尺寸大一些，以提高車架的扭轉剛度，降低車架復合應力。同時可增大發(fā)動機的維修空間。但要兼顧車架中部外寬尺寸，盡量改善縱梁工藝性。 2.3.9發(fā)動機安裝部位的車架外寬的確定 a）發(fā)動機寬度尺寸：特別是在車架縱梁

68、附近的發(fā)動機寬度。 b）發(fā)動機與車架縱梁的最小間隙：應滿足以下要求：（1）發(fā)動機在工作中與車架縱梁不干涉，且留有15mm以上的間隙。（2）操縱機構的布置。（3）發(fā)動機維修接近性。 c）車架外寬（分析發(fā)動機前懸置結構設計的可行性；發(fā)動機的維修性方便性分析）,三、整車總布置,3、整車受力分析及計算,3.1計算整車的最大承載能力 3.1.1.該車的主要用途和同類車型用戶的高頻使用載質量，同時因車輛使用區(qū)域較廣，使用情況較復雜，也應考

69、慮常用超載載質量?？蓞⒖奸_發(fā)建議或市場調研信息。 3.1.2.貨箱容積：可以按1700kg/m3比重計算貨箱的最大裝載質量. 3.1.3.輪胎負荷能力計算（要考慮車速對負荷的影響）：希望前后輪胎負荷均勻，負荷率在90%-100%之間，后輪胎最大負荷率一般不得大于120%。 3.1.4.前橋的最大負荷能力（初步經驗計算和類比分析） 3.1.5.后橋的最大負荷能力（初步經驗計算和類比分析） 3.1.6.車架強度