总体设计手册-动力部分.

第一章动力系统布置简介

1.1发动机及变速器型式

1.1.1 动力总成的布置

发动机进行布置时，要首先充分考虑发动机及变速器允许的最大布置倾斜角度(变速器的布置角度通常可以根据悬置安置面与坐标系XY面成0度时测得，或者根据输入轴与输出轴线生成平面与整车坐标系的XY面的角度)，在角度允许的范围内(询问主管工程师)，合理调整，以达到尽量大的油底壳最小离地间隙，传动轴角度在空、半、满载均≤4.5deg要求之内，以及周边零部件的通用化。对于动力总成布置时通常要求空载状态下，油底壳(变速器壳体)离地间隙要求170mm以上，如果油底壳离地间隙太小，在车辆运行过程中就无法对发动机油底壳形成有效的保护。通常在满载条件下，城市工况，轿车的最小离地间隙要求大于125mm以上，并且需要加装发动机底部护板。对于更换动力总成的布置时，应先对动力总成的主要外廓尺寸进行比较，如压缩机位置、动力转向泵位置及变速器部分的选换档摇臂位置、原悬置安装点位置等，并询问动力总成的质量变化，这样可以初步判断以便校核中重点的考虑检查。

油底壳离地间隙检查传动轴角度检查由于动力总成是通过悬置连接在车身或副车架上，而悬置系统一般为弹性体(橡胶或液压形式)，在发动机各种工况运行时均会有一定的运动量。所以在布置动力总成时要充分考虑与周边不动件的

间隙(如与车身纵梁一般间隙要求15mm以上)，当然间隙值的定义与悬置的型式存在一定关系，通常

来说，根据橡胶悬置特性，在动力总成的高度方向要求留20mm以上间隙，侧边以及前后方向的间隙

通常根据动力部门提供的特性值增加一些余量进行要求。

1.1.2 动力总成的布置要点

在将发动机三维数据调入后主要按照前、后、左、右、上、下六方向上与机舱内零部件间隙值是否能满足布置的要求，前面主要分析和散热器风扇的间隙，后面则分析差速器壳体与副车架、转向器的间隙，左右两侧主要分析纵梁的间隙，上部考虑与发动机罩内板间隙，下部考虑油底壳最小的离地间隙。在进行悬置点考虑时候，尽量借用原动力总成在纵梁上的悬置点，因为悬置点的变化会影响车身溃缩区，碰撞时影响到吸能。

发动机布置时要考虑维护性，如更换三滤、液压助力转向泵、正时皮带时的工具操作的空间，可以用工具数据库的数据进行校核。同时发动机布置时，根据通常前5deg后3deg校核方法，用来确定发动机附件与周边的间隙值。与前围板之间留出50mm以上间隙(主要是考虑碰撞时的缓冲空间，当定义值或者要求值减少时，需要安全系统的人员进行确认)，发动机上部与发动机罩外板之间考虑

行人保护GTR标准应大于65mm以上间隙(对空滤器在发动机之上的间隙值可以相对减少)。发动机布置时，要求左右悬置的连线理想状态下通过重心，若有相对位置偏移，则应小于15mm。动力总成布置过程中，要充分的考虑布置空间、管路走向隐蔽合理，安装维修便利性，在进行发动机布置角度调整(工作角度范围内)，要考虑是否会影响油底壳润滑等，最后可能通过几轮布置评审，达到布置最优化。

发动机的布置还直接影响发动机罩的高度和倾角，考虑造型要求可以确定发动机罩的轮廓形状。所以在保证油底壳离地间隙以及发动机部件与发动机舱内表面间隙的条件下，降低发动机罩的高度有利于车身前部的造型和驾驶员的下视野。考虑到总装时发动机从下部安装的可能性，发动机最宽处(两侧已经安装各种电器附件)应能通过发动机舱的最窄部位。现代轿车多采用短前悬，如果将发动机横向布置在前轴后方，则发动机及附件到发动机罩间隙加大，可以减轻前撞对行人保护的伤害；同时发动机上部有足够的空间来布置其他需布置室内的总称。

发动机的倾角分为前倾和后倾(某些发动机布置角度为0deg)，简单的说就是发动机气缸体中心线与YZ面之间的夹角(或垂直方向)，一般在进行动力总成输入清单里面要求相关科室提供具体数值，发动机的倾角直接影响发动机在整车中的布置位置及更换机油泵、排放油底壳残渣的顺利性。检查发动机倾角的时候还应检查发动机曲轴中线应该与整车Y轴平行，若出现有成角度情况，应反馈相关部门数据的正确性。

对于变速器在发动机舱中布置情况。主要考虑变速器在最适合的位置和角度下，与周边零部件

的间隙情况。比如，与副车架、车身纵梁、风扇等零部件的间隙和干涉情况。间隙值合适与否需根据实际车型和悬置安装方式确定。变速器在整车中的布置角度和设计角度不同时，是否会影响到变速器内齿轮油的冷却润滑性能，需要与设计部门进行及时沟通并校核。由于通常变速器与发动机不是一起开发，因此二者间的接口尺寸匹配在所难免。进行匹配时，还需要相关主管部门将所要进行的更改工作的难易程度和开发成本进行综合分析最终确定是发动机接口更改还是变速箱接口更改，有时是二者均进行更改。

为了减少产品开发成本，应根据现有的变速箱资源来选择一款变速箱与所确定的发动机进行匹配工作，如果根据动力性计算后，变速箱各档速比及主传动比不能满足整车性能要求，则需要设计部门重新选择速比。

变速器悬置点的布置，主要考虑的原则是只更改离合器(变矩器)壳体，尽量不更改变速器壳体。因此悬置的设计在尽量不更改变速器壳体前提下，考虑到安装工艺性，重新设计支架。在变速器设计过程中，还应考虑起动机的布置。起动机一般分为布置在发动机侧或变速器侧两种，起动机的位置影响悬置安装点的定义、换档软轴走向、发动机启动盘、进出水口，并考虑维护方便防水防火的

性能。

1.1.3 传动轴的角度

目前通常轿车布置采用前置前驱，发动机横置，由于目前采用十字轴万向节或等速驱动轴考虑三销轴承的寿命，在空、半、满在状态下传动轴角度小于4.5deg ，最好在半载状态(设计载荷)为0度。根据分析，目前绝大多数前置前驱采用横置，差速器的中心点均是在整车左侧，即左半轴较右半轴短，所以左半轴的夹角肯定大于右半轴的夹角。因此，一般检查左半轴的夹角≤4.5度即可。在调整时应使传动轴尽可能小，因为这个夹角太大，对于传动效率来说就要降低，同时供应商也很难保证疲劳强度及寿命。传动轴角度将也直接影响油底壳的离地间隙。对于发动机输出扭矩不是很大(左右半轴长度小于700)的情况下，可采用只有左右半轴.半轴选取时通常设计部门会进行最大承受扭矩校核，由于大多变速器均晚于发动机的开发，所以进行匹配时，需要初步分析传动轴的运动空间是否与发动机端面或变速器壳体干涉现象，一般传动轴本体部分应留出3mm 以上间隙，半轴在悬架各个运动状态下与走边间隙也要重点检查。

对于前置后驱要保证动力总成传动轴角度控制在3deg 以内，当传动轴的长度超过1.5m 时，应在中间增加固定支撑，并将传动轴分为两段。

传动轴角度校核示意图

前置前驱横置发动机两轴与三轴式传动轴图片

变速器侧间隙检查

起动机在变速器侧的布置位置