汽车设计-汽车总体设计技术要素

汽车形式的选择： 轴数、驱动形式（m×n）、布置形式（FF、长短平等）
车身形式： 折背、直背、舱背等
轮胎的选择
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一．汽车设计概述
4. 汽车总体设计应该满足的要求
各项性能、成本等，要求达到设计任务书所规定的指标
严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定；
基 贯彻“三化”：系列化、通用化、标准化
本
要
进行有关运动学方面的校核
汽车设计：
把满足汽车所需功 能的设想变成现实 的一系列详细的技 术规划。
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一．汽车设计概述
2.中国汽车历年产量
国 年 1983 1992 1999
日本 1111 1249 990
美国 920 977 1302
德国 438 519 528
法国 333 376 318
俄罗斯 212 145 117
400/5650kw/rpm 380/5000kw/rpm
456/7600kw/rpm 736/6000kw/rpm
145N·m/4800rpm
154N·m/5200rpm 155N·m/3750rpm
232N·m/4400rpm 225N·m/4500rpm 242/4400N·m/rpm
230N·m/30005000rpm
装载质量me 定义： 在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。 对越野车是指越野行驶时或在土路上行驶时的 额定装载量。
me的确定： 应符合行业产品规划系列； 货流大、运距长、自卸车应用大吨位； 货源变化频繁、运距短使用中、小吨位汽车。
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二．主要参数确定
3.汽车主要质量参数
(3).质量系数m0 定义：汽车装载质量与整车整备质量的比值，m0=me/m0 。 装载质量me越大，整备质量m0越小，则m0提高。 m0大，表明设计水平、工艺水平比较高，结构更为合理。
边板高度高，则 质心高度高，装卸货物不
方便 选取范围：450~650mm。
车厢宽度宽，则 空气阻力增加 在不超标的条件下，尽量
取宽些，以减少货箱的高度 和长度。 车箱长度：应尽可能取短， 以减少整备质量。
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二．主要参数确定
3.汽车主要质量参数
整车整备质量m0 汽车的载客量和装载质量me 质量系数m0 =me/m0 汽车总质量ma 轴荷分配
750/1500N·m/rpm 830N·m/19003500rpm
608/5600N·m/rpm 1250/2200-
5500N·m/rpm
厂商油耗
-
180.0 km/h 174.0 km/h
200 km/h 219.0 km/h 222.0 km/h
250.0 km/h 250.0 km/h
330.0 km/h 407.0 km/h
m0的用途：
m0可参考同类型车选择； 得到m0 ，就可根据me估算出m0。 原则上装载质量me越大的汽车，m0越高。 m0变化范围：0.80~1.70
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二．主要参数确定
3.汽车主要质量参数
(4).汽车总质量ma 定义：装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。 ma的确定 ： 乘用车、商用客车： ma = m0+ n *65kg + αn 商用货车： ma = m0+me+n*65kg 式中：m0——整备质量 ； me——装载质量 ； n——载客数（包括驾驶员）； α——行李系数，中高级轿车： α=5 微型、普通级轿车： α=10 城市客车： α=0 长途客车： α=10~15
2005 1080 1194 576 355 135 180 275 269 104 253 570.8 370
2008 2009 2012 2014 1156 793 994 972 870 571 1032 1165 604 521 564 586 256 205 196 184 179 172 223 249 164 109 157 158 254 217 197 219 208 149 246 239 102 84 67 59 322 318 334 296 934.5 1379 1927 2372 380 351 455 452
(1).整车整备质量m0 定义：车上带有全部装备（包括
随车工具、备胎等），加满燃料、
水，但没有装货和载人时的整车 质量。
减m0少的m采使对确0用结于定的高构货方主强更车法要度合，（措轻 理 要设施质。根计: 材据初料经期（验）塑估料算、；铝（合各金总减成…少质…m0量制装使）节，造 载 用 ；约则成量经燃本、济料降载性，低客提使；量高用增。成加本，降低； 累加）
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二．主要参数确定
2.几何参数
外廓尺寸（长、宽、高） 轴距L 前/后轮距 前悬LF 、后悬LR 货车车头长度 货车车箱尺寸
(1).轴距 L小，则
整备质量减少；汽车总长减 少； Dmin减少；传动轴长度减少；
纵向通过半径减少。 L过小， 则
车箱长度不足，或后悬过长。 上坡或制动时轴荷转移过大， 制动、操纵稳定性下降。 车身纵向角振动增加，平顺 性降低。 传动轴夹角变大。
英国 129 154 197
西班牙 127 220 285
加拿大 150 198 274
意大利 157 168 170
巴西 100 109 135
中国
106 180
韩国
172 284
2000 1014 1281 520 335 120 182 303 235 173 167 201 311
2003 1028 1207 556 362 127 184 303 255 132 183 444 318
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二．主要参数确定
2.几何参数
外廓尺寸（长、宽、高） 轴距L 前/后轮距 前悬LF 、后悬LR 货车车头长度 货车车箱尺寸
(1).轴距 L的选取原则
轿车级别越高，L越长； 装载量多的货车，L应取长些； 载客量多的客车，L应取长些； 机动性要求高的汽车，L应取短些。 在标准轴距车型基础上，派生出短 轴距和长轴距车型，其轴距变化范 围在0.4~0.6m。
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T
ma gf 3600
ua max

CD A
u3 a max
76140

(2).发动机最大转矩Temax和相应转速nT
Te max

9549
Pemax nP
nP/nT=1.4~2.0
(3).发动机适应性系数φ
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Temax nP TP nT
(4).货车车头长度
定义：从汽车的前保险杠到 驾驶室后围的距离。
车头长度将影响： 外观效果； 驾驶室居住性能； 发动机的接近性。
车头长度尺寸的确定： 长头式：
2500~3000mm 平头式：
1400~1500mm
(5).货车车箱尺寸
对车箱尺寸（容积）的基本要求： 运送煤和袋装粮食时，能装足额 定吨位数。 车箱尺寸的选取：
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二．主要参数确定
2.几何参数
(3).前后悬
前悬LF 增加： 安全性提高； 前钢板弹簧长度增加； 驾驶员视野变坏； 接近角减小，通过性下
降。
前悬LF的确定原则： 对长头车、轿车，保证
布置下发动机、保险杠、 散热器、风扇等部件。
货车的前悬LF范围： 1100~1300mm。
后悬LR长，则 乘用车行李箱尺寸增大； 追尾安全性好； 汽车离去角减小，通过
求
“四好”：好用、好造、好修、好看
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注意不要侵犯专利；
道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB 1589—2004
机动车安全技术条例GB7258-2012
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Henan University of Science and Technology
内容提要
一 汽车设计概述
二 主要参数确定
影响轴荷分配的主要因素： 汽车的驱动形式、发动机的位置、汽车结构特点、车头的形式、使用条件。
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二．主要参数确定
3.汽车主要质量参数
(5).轴荷分配
调整轴荷分配时采取的措施： 重新布置某些总成、部件（如油箱、备胎等）的位置； 改变轴距。
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二．主要参数确定
4.燃油经济性参数
百公里油耗（L/100km） 汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶 百公里的燃油消耗量（L/100km）。 百公里燃油消耗量越小越好。
2010款 宝马 760Li 2010款 奔驰 S600L
2010款 法拉利599 2010款 布加迪 威航
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88kw/6600rpm 90kw/6000rpm 77kw/5250rpm 136kw/6000rpm 132kw/6500rpm 145/6200kw/rpm 130kw/6000rpm
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二．主要参数确定
2.几何参数
(2).轮距
前轮距B1 、后轮距B2 随着B的增加： 车箱（驾驶室）内宽 增加 侧倾刚度增大 总宽增大 总质量增大 Dmin增加
确定原则： 因为总宽不超过2.5m， 所以B不宜取大； B1要保证布置下发动 机、车架、前悬架和 前轮，保证转向轮转 动空间及杆系与车架、 车轮之间的间隙。 B2受后部车架宽度、 悬架、轮胎宽度的影 响，保证它们之间有 足够的间隙。

1.4 1.6
~ ~
2.4(汽) 2.6(柴)
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二．主要参数确定
几种常见轿车最大功率与最大转矩
车型
最大功率
最大转矩
2008款 飞度1.5
2011款 卡罗拉 1.6 2011款 朗逸 1.6 2011款 天籁2.5 2011款 雅阁2.4 2009款 皇冠 2.5 2010款 奥迪A6L 2.4
单位质量百公里油耗 对于货车，用单位质量百公里燃油消耗量来评价（L /100t km）。
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二．主要参数确定
5.制动性参数
制动性能包括： 制动距离短； 制动时方向稳定； 下长坡时能保持稳定的低速行驶； 坡道上能够可靠驻车。
评价指标： 制动距离 平均制动减速度
乘用车在50km/h初速度下制动时，满载时制动距离 要小于20米，制动减速度要大于5.9m/s2。
性降低； 汽车造型发生变化。
后悬选取原则：（取决于轴距、 轴荷分配）
客车LR，不得超过轴距 的65%，绝对值不大于 3500mm；
货车（ma=1.8~14.0t)， LR一般在1200~2200mm之 间；
特长货箱的货车，LR可 达到2600mm，但不得超 过轴距的55%。
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二．主要参数确定
2.几何参数
对于轿车、客车，按人均整备质量估算。
乘用车：V≤1.0L，0.15~0.16（吨/人） V≤1.6L，0.17~0.24
商用客车： La≤10m，0.096~0.160 （吨/人） La>10m， 0.065~0.130
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二．主要参数确定
3.汽车主要质量参数
(2).汽车的载客量和装载质量
汽车的载客量（参见GB/T 15089-2001） 轿车载客量=座位数） 长途、观光大客=座位数。 公交车载客量=车厢固定乘客座位数+车厢有效站立 面积（平方米）×每平方米允许站人数。每平方米 允许站立人数按8人计算。
三 发动机选择
四 车身形式选择
五 汽车形式选择
六 轮胎选择
七 总体布置设计
八 运动校核
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二．主要参数确定
1.动力性（发动机）参数
最高车速 加速时间 上坡能力 汽车比功率和比转矩
(1) .发动机最大功率Pemax和相应转速nP 比功率＝Pemax/ma 根据动力性能指标计算
Pe max
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一．汽车设计概述
3.汽车的开发流程
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一．汽车设计概述
3.汽车的开发流程
决策阶段最终要形成一个详细明确的设计任务书来指导后续的具体设计，要 包括：
主要性能参数： 动力性参数、燃油经济性参数、机动性参数、几何参数、质量参数、通过 性参数、 制动性能参数、操纵稳定性参数，舒适性参数
发动机选择： 发动机型式、功率、转矩、比功率、比转矩、适应性系数
汽车总体设计技术要素
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内容提要
一 汽车设计概述 二 主要参数确定
三 发动机选择
四 车身形式选择
五 汽车形式选择
六 轮胎选择
七 总体布置设计
八 运动校核
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一．汽
把满足某种功能的设想变成现实的一系列详细的技术规划。 （满足某种功能的目的→构思技术方案→结构细节规划→ 用于指导使之成为现实的技术文件） 构思技术方案和结构细节是最具创造性的思维活动。
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二．主要参数确定
3.汽车主要质量参数
(5).轴荷分配 定义:汽车在空载、满载静止状态下，各轴对支承平面的垂直载荷 （常用百分比表示）。 确定轴荷分配的原则： 为使各轮胎磨损均匀，寿命相近，各车轮负荷应相近； 为保证汽车良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷； 为了保证汽车的操纵稳定性，要求转向轴的负荷不应过小。