汽车总体设计

目录

1 概述 (3)

1.1 整车总布置设计的任务 (4)

1.2 设计原则、目标 (4)

1.3 汽车设计过程 (5)

2 总成型式的选择 (5)

2.1 动力总成的型式 (5)

2.2轴数和驱动形式 (6)

2.3 车身和车架的型式 (7)

2.4 车桥和轮胎的选择 (8)

2.5 悬架系统的型式 (9)

2.6 转向系统的型式 (10)

2.7制动系统的型式 (11)

3 汽车主要参数的选择 (11)

3.1 主要尺寸参数的选择 (12)

3.2 整车质量参数估算 (15)

3.3 主要性能参数的选择 (19)

4 发动机选型 (24)

4.1发动机基本形式的选择 (25)

4.2 主要性能指标的选择 (26)

4.3传动系参数的选择 (28)

4.4 电机参数的选择 (30)

5 总布置图的绘制 (31)

5.1整车布置的基准线——零线的确定 (32)

5.2确定车轮中心至车架上表面——零线的最小布置距离 (33)

5.3前轴落差的确定 (34)

5.4发动机及传动系的布置 (35)

5.5车头、驾驶室的布置 (35)

5.6传动轴的布置 (36)

5.7悬架的布置 (36)

5.8车架总成外形及其横梁的布置 (37)

5.9转向系的布置 (38)

5.10制动系统的布置 (38)

5.11进、排气系统的布置 (39)

5.12操纵系统的布置 (40)

5.13车箱的布置 (40)

6 运动校核 (40)

6.1 转向轮跳动图 (40)

6.2 传动轴跳动图 (42)

6.3 汽车传动轴跳动图解计算法 (45)

6.4 转向拉杆与悬架导向机构运动协调 (46)

7 汽车动力传动系统参数优化匹配方法 (47)

7.1汽车发动机性能指标的优选方法 (48)

7.2汽车变速器速比的优化方法 (50)

7.3汽车主传动比优化方法 (52)

7.4汽车传动系统参数的区间优化方法 (52)

1 概述

汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。

汽车是一个系统，这是基于汽车只有如下属性而具备组成系统的条件：

①汽车是由多个要素（子系统及连接零件）组成的整体，每个要素对整体的行为有

影响；

②组成汽车的各要素对整体行为的影响不是独立的；

③汽车的行为不是组成它的任何要素所能具有的。

由此，汽车具备系统的属性，对环境表现出整体性、一辆子系统属性匹配协调的汽车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和、反之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个体性能优良的子系统，其功能也会因相互扼制而抵消，功率循环、轴转向等就是这样的典型例子。

系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到设计任务中来、用整体性来解释汽车设计的终极目标是整车性能的综合优化，道理是十分显然的、汽车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段、上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计，总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行、子系统设计固然重要，但统揽全局、设计子系统组合和相互作用体系规则的总体设计对汽车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻。

1.1 整车总布置设计的任务

(1)从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数，提出总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求；

(2)对各部件进行合理布置和运动校核；

(3)对整车性能进行计算和控制，保证汽车主要性能指标实现；

(4)协调好整车与总成之间的匹配关系，配合总成完成布置设计，使整车的性能、可靠性达到设计要求。

1.2 设计原则、目标

（1）汽车的选型应根据汽车型谱、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产品发展规划进行。

（2）选型应在对同类型产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行

（3）应从已有的基础出发，对原有车型和引进的样车进行分析比较，继承优点，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先进技术与结构，开发新车型。

（4）涉及应遵守有关标准、规范、法规、法律，不得侵犯他人专利。

（5）力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。

1.3 汽车设计过程

(1)调查研究与初始决策：分析竞争车型，选定设计目标，并制定产品设计工作及方针原则。

(2)方案设计：根据所选定的目标及对开发目标制定的工作方针、设计原则等主导思想提出整车设想，即概念设计（concept design）或构思设计。

(3)总布置设计：确定整车硬点、主要尺寸、质量参数与性能以及各总成的基本形式，绘制总布置草图。

(4)车身造型设计及绘制车身布置图：绘制不同外形、不同色彩的车身外形图；制作相应的造型的整车模型；从中选优后，再制作1：1的精确模型。

(5)细化总布置设计：各零部件位置确定，人机校核、法规校核、运动校核及轴荷计算。

(6)数据冻结：总布置方案评审确定，输出总布置方案。

(7)总成设计：各总成数据完善，工艺性设计；供应商开发。

(8)试制、试验、定型、认证、量产。

2 总成型式的选择

根据设计原则，目标和用户的需求特点，设计人员要提出被开发车型的总成型式方案，主要包括以下几部分：

(1)动力总成的型式；

(2)轴数和驱动型式；

(3)车身和车架的型式；

(4)车桥和轮胎的选择；

(5)悬架系统的型式

(6)转向系统的型式

(7)制动系统的型式

2.1 动力总成的型式

对于发动机和电机的种类和型式，发动机主要有汽油机和柴油机，纯电动汽车选用电机，可根据车型的需要进行选取。

因此要根据具体车型的定位和使用条件以及布置上的结构需要，而选择动力系统的型式