第三章车身总布置设计

第三章车身总布置设计§3-1 概述车身总布置在很大程度上受制于整车（底盘）总布置的发动机位置。

一、车身总布置与整车总布置的关系在整车总布置和底盘总布置基础上进行，受发动机的位置制约很大。

需整车总布置提供：①汽车总长La、总宽Ba，总高Ha、轴距L、轮距B、前悬L F、后悬L R……等控制尺寸；②轴荷分布范围；③底盘各总成的位置和轮廓尺寸——包括动力总成、水箱、前后桥、传动轴、车轮、悬架、转向系等；④乘员数及行李舱要求；⑤使用要求及操纵机构的相互位置等。

二、车身总布置的工作内容①根据整车设计要求确定车身各部分尺寸包括：乘客门、司机门、安全门、行李舱、地板高、侧窗数量及高度、内高、内宽等；②确定整车外形——前后围、车顶、侧围的大致曲线和尺寸，前后风窗位置与角度等；③驾驶区布置——方向盘位置（角度）、仪表板、驾驶员位置及操纵机构和踏板的相互位置；④乘客区布置——座椅布置、通道宽度、内高等；⑤空调系统的位置——制冷、采暖、除霜、通风换气、空气净化装置的位置及管道位置；⑥行李舱大小及位置；⑦视野设计校核；⑧乘客上下车方便性确定；⑨安全性设计——被动安全性（安全带、扶手、软化等）。

三、车身总布置的主要依据①整车（底盘）总布置的有关参数和发动机布置；②整车的使用条件和用户要求；③国家、行业有关标准、法规；④人机工程学的要求；⑤制造、工艺条件等。

四、车身总部布置的工作程序①车身主要尺寸参数的确定——外廓尺寸和有关总布置尺寸；②车厢内平面布置；③座椅和操纵机构布置；④驾驶区布置——仪表台（板）、驾驶座、空调控制板、操作辅助设备、视野校核等；⑤客车横截面布置——踏步、地板、内高、座椅、侧窗、内行李架、灯具、空调管道等；⑥备胎、油箱、电瓶、行李舱等布置；⑦必要的校核——确定尺寸、位置的需要。

如：发动机舱门、行李舱门、视野、车门等的运动校核。

经过上述工作，即可画出1∶5车身总布置图。

注意：上述各阶段往往反复交叉进行，很多尺寸（位置）需要反复推敲，修改后方能确定。

§3-2 客车的布置型式与主要尺寸客车的布置型式、主要尺寸与整车总布置、发动机位置、使用对象等有很大关系——直接受底盘和发动机位置的制约。

一、客车的布置型式——以大客车为例现代大客车几乎全部采用平头式。

根据发动机位置的不同，大客车布置型式有三种、前置、中置、后置。

共性：平头、厢式、后轮驱动；个性：按发动机位置的不同，分为前、中、后置三大类。

1、前置发动机式优点：10、通用性好——与货车通用部件多；20、发动机冷却条件好，维修、拆装方便；30、传动系及操纵机构简单，易于布置。

缺点：10、发动机凸出于地板平面之上，车厢面积利用率低，η↓；F20、轴荷分配不利，前悬短、后悬长、转向沉重，影响安全；30、传动轴从地板下通过，使地板高度↑，上下车方便性↓；40、车内噪声大、振动大，隔热隔烟性差，乘座舒适性↓；50、乘客门布置在轴间，削弱了车身刚度；60、传动轴长（一般三节），临界转速低，易共振。

我国生产的普通型大客车，因大多采用与货车底盘具有很大通用性的简易客车底盘改装，都采用了前置发动机布置型式。

——一汽和二汽利用货车总成生产专供改装中、低档客车的前置客车专用底盘。

2、中置发动机式——采用卧式发动机中置优点：10、车厢面积利用率最高，ηF→max；20、车内噪声小、发动机与车厢隔绝较好；30、传动轴短，轴间重量分配良好；40、外形设计和座椅布置不受发动机限制；50、车门可开在前轮之前，适合单人管理。

缺点：10、发动机冷却较差，水箱布置困难；20、地板高度高、重心高（为保证发动机安装空间）；30、发动机易被尘土弄脏，保养维修困难；40、寒冷地区使用，发动机保温困难；50、远距离操纵，机构复杂；60、对地板密封要求高，否则噪声、气味、热量易进入车厢。

中置发动机客车适用于道路条件好的地区使用，要求发动机可靠性好。

但上述明显缺点，限制了在大客车上的推广。

3、后置发动机式后纵置——直列式，容易实现。

但后悬长、高度大；三种型式：后卧置——高度小、布置较为紧凑；后横置——后悬可以缩短，但传动机构复杂。

除和中置相同的优点外，其独特的：优点：10、发动机与车厢隔绝最好，废气不会进入车厢；20、车身振动、噪声小、舒适性好；30、轴间重量分配良好，面积利用率高，ηF↑；40、易于在车厢外检修发动机，能在地板下形成较大的行李舱；50、地板可以降到最低高度，使上下车和车内行走大为方便。

缺点：10、发动机散热较差，需要冷却效果强的散热器；20、远距离操纵，机构复杂。

（随结构的改进，机电液一体化技术的发展，该问题已逐步解决）。

发动机后置的布置型式适用于城间长途客运、旅游观光和城市公交，80年代以来被广泛采用。

欧洲某些铰接式大客车也将发动机布置在后节车厢的尾部，由第三轴驱动——铰接推进式大客车。

如：Neoplan N421/SLⅡ型；Scania BR112RA型等。

二、车身主要尺寸1、车身尺寸所受的三种限制：①公用道路的行驶状况：涉及汽车是否符合交通要求和某些使用尺寸最小值的要求——由国家标准和国际标准决定；与运输方法（式）有关的车身尺寸方面的限制，②旅客的运输情况无明确规定，取决于车身和所运送人、货的关③货物运输情况系。

如运送残疾人或儿童，运输沙石或棉花，自卸与否等。

2、标准规定为保证公路运输有序进行，各个国家、甚至各个大陆之间的汽车运输和汽车产品，有必要制定统一的标准、规范。

①国际上较有影响的制定商用车标准的机构10、联合国经济委员会公路运输分委员会该委员会为联合国制定有关公路运输方面的标准和规范。

如：关于客车方面的有36号法规，全称：E/ECE/324 E/ECE/TRANS/505 1975-11-12联合国关于采用统一条件批准机动车辆的装备和部件并互相承认批准的协定书附件35，附入协定书的36号法规关于公用车辆（大客车）结构的统一规定20、欧洲经济委员会公路运输事务工作小组（WP29）该工作小组设立于1953年，目的是制定供汽车和挂车制造用的统一标准。

所制定的标准很多都被联合国所采用，如36号法规等。

30、国际公共运输联合会（UITP）该联合会设在法国，制定了大量有关公共汽车（客车）的标准和规范，并被世界上大多数国家采用。

如：1981年在都柏林的第44届国际会议上制定了：“公共汽车标准化的建议”1985年在布鲁塞尔会议上制定了：“铰接式公共汽车推荐设计规范”②中国的有关标准GB7258-97《机动车安全技术条件》，规定了机动车在中国公用道路上行驶的基本技术条件。

GB1589-89《汽车外廓尺寸限界》，规定了中国汽车的外廓尺寸限制。

……国家标准GB，机械工业部标准JB，城建部标准CJ，交通部标准JT等，都颁布了一些涉及汽车和挂车车身的不同要求的标准。

国家标准和部颁标准是设计的原始依据之一，如果不符合要求，将不能出厂在公用道路上行驶，既不能发展一个国家的汽车运输，也不能发展国际贸易关系。

注意：所有标准、规范都在不断完善和发展，应及时跟踪标准的修改和制定情况。

③标准规定10、汽车外廓尺寸外廓尺寸由长度、宽度和高度所确定。

高度尺寸针对空载而定。

超过外廓尺寸的规定，原则上不允许。

特种车例外，但每一种个别情况都必须有详细说明，并经过批准。

若汽车用铁路运输，则外廓尺寸将有一定的附加限制。

汽车装上火车后，总的尺寸不能超过铁路运输车辆的外廓尺寸限制。

20、重量及其在各轴上的分配车身重量分配→汽车车轴所能承受的载荷，必须考虑桥梁、路面容许载荷的规定。

一般，规定：双轴汽车总重：Ga≯180～190KN三轴汽车总重：Ga≯320KN轴荷分配（桥梁承重限制）：双轴汽车后轴单轴负荷：≯130KN前轴单轴负荷：≯60KN三轴汽车双后轴负荷：≯240KN一些标准对驾驶员和乘客的计算质量、随身行李、公共汽车每m2所站立的人数等都有较详细的规定。

如：GB12428-90客车装载质量计算方法，规定：乘员平均质量：60kg；乘员手提物平均质量：3kg；每位乘员随身行李的平均质量：10kg（推荐值）；城市客车不计手提物质量，每m2站立乘员8人。

30、车身外形除前述外，还有一些规定也间接影响车身外形。

如：GB/T13049-91客车通用技术条件GB4785-84汽车和挂车的外部照明和信号装置的数量、位置和光色上述标准对车门、车窗、座椅位置、外部照明设备配置、关于不使用尖锐和突出构件的规定，以及确定应配哪些必要的设备等都作了较明确的规定。

标准中规定了在车身上有可能布置汽车必要的外部照明设备的范围的上、下限和距周边的距离等。

当客车车长超过6米，除照明设备等外，还必须设置侧转向灯。

§3-3 客车车身的布置不同类型的客车，因使用对象和使用条件不同，对车身布置的要求也不同。

一般客车车身布置包括两部分内容：驾驶区布置和乘客区布置。

一、驾驶区布置1、驾驶区的特点10、驾驶员工作的场所，是任何一种汽车都必需的组成部分；20、不同于一般地面操作台和飞机、火车、轮船驾驶舱，操作环境的变化为随机的——开放式；30、受振动、颠簸、噪声和排气污染的影响大，使驾驶员经常处于紧张状态；40、仪表、按钮、杆件等操作频繁，要求驾驶员高度集中精力。

为保证行车安全，必须给驾驶员设计一个安全、舒适的工作环境。

2、驾驶区布置目的：①决定驾驶员的视点和驾驶姿势；②确定驾驶员与汽车操纵机构之间的尺寸关系以及作用在踏板上的力的大小；要求：①符合一系列标准与技术条件的规定；②满足驾驶员生理和心理上的一整套特点；③满足在特定车型上的工作条件。

（1）座椅的主要尺寸驾驶员的座椅尺寸如图示。

试验研究证明，驾驶员的座姿对操作有很大影响。

主要参数有：座高、座椅深度、宽度、靠背角、座垫角、靠背高等。

GB/T13057-91《客车驾驶员座椅尺寸规格》规定了满足客车使用要求的驾驶员座椅尺寸规格，标准中的规定根据大量试验和人机工程研究的结果而提出，其主要影响驾驶员座姿的舒适程度和操作的方便程度。

（2）驾驶座位置取决于：方向盘倾角 、直径R、座椅高度A。

对不同身高的人，要求：·通过座椅调整——前后、左右、高度、靠背角——最佳位置状态；·座垫刚度、倾斜角，方向盘倾斜角，各踏板至座椅的距离——可根据需要进行调整。

目前，根据汽车吨位、驾驶员的工作性质和前方下视野判据的不同，按传统布置和厢式布置，驾驶座椅的布置形成了低位和高位两种布置形式。

低位布置——多用于轿车，方向盘倾角γ=40～80°；高位布置——用于厢式车、中大型车等商用车辆，γ=15～30°。

（3）方向盘倾角γ——影响驾驶员施加到方向盘上的力的大小。

γ↑→P K↓，γ↓→P K↑原因：γ很小时，从手臂直到肩膀的肌肉都参加工作；γ很大时，只有手臂到胳膊肘这一段肌肉在用力。