汽车总体设计的目的和主要内容

汽车总体设计的目的和主要内容

汽车开发设计流程如图1.1.1所示, 本章主要介绍图中总体设计的内容.

图1.1.1 汽车开发流程图

图1.1.2 产品开发过程IDEF0功能模型

工艺员

师、

资源 修改零部件建议

图1.1.3 详细设计的IDEF0功能模型

1.1.1 汽车总体设计的目的

总体设计的目的有如下几个方面:

(1)市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.

(2)通过整车的总体设计实现所有设计零部件或选型零部件的合理布置和合理装配,也就是众所周知的总布置设计或总布置图. 英文称为LAYOUT DESIGN 或PACKAGING DESIGN.从1995年后,全球开始采用三维实体CAD总布置设计,实现了高精度的布置和设计.

(3)确定设计硬点(HARDPOINT)和设计控制规则, 设计硬点是确定车身,底盘及零部件相互关系的基准点,线,面及控制结构的统称.

(4)通过整车的总体设计实现所有运动部件的运动学校合, 以便避免零部件的运动学干涉. 例如,悬架跳动和转向系统的运动学干涉校合, 转向梯形校合, 轮胎跳动及轮罩包络图,等等.

(5)通过整车的总体设计实现人机工程设计和设计舒适性法规的校合和设计优化,如人体模型的三维建模及三维总布置设计,前后视野校合,上车舒适性校合, 雨刷校合,眼椭园, 头廓包络线校合,等等.

(6)通过整车的总体设计实现整车性能计算和仿真,实现整车性能匹配和系统优化,实现主要性能的优化设计PERFORMANCE OPTIMIZATION.

(7)通过整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型,并完善设计任务书,并为项目协同开发创造条件.

(8)通过整车的总体设计实现产品零部件的产品描述表的, 爆炸图及零部件明细表的建立.以便实现项目分组管理和协同开发(Collaborative Product Development).

1.1.2 汽车总体设计的主要工作内容及总结的技术文件, 表1.1.1为汽车开发的总的主要内容, 其中8~总体设计详见表1.1.2内容.

表1.1.2 总体设计的主要工作内容及应总结的技术报告

1.1.3总体设计概述

根据“产品开发计划任务书”的规定，确认设计要求，然后, 进行总布置初步设计和计算。

总布置的基本思路为：为达到有关标准和法规的要求和设计任务书的要求使整车主要尺寸及竞争同类产品对比, 来确定设计任务书和设计要求（详见同类车型设计参数表

1.1.3）。

表1.1.3类比产品分析

整车主要各总成的情况如下：

(1)发动机传动系统的布置

发动机总成及附件的布置有几种形式: (a)前置前驱动(纵置和横置两种); (b)前置后驱动(纵置); (c)后置后驱动(纵置和横置两种); (d)中置后驱动(纵置); (d)四轮驱动(纵置和横直两种);多数布置形式的散热器及空调冷凝器布置到前舱中,其优点是发动机散热器及空调冷凝器冷却效果好,而且可以充分利用前舱空间，便于维修保养。

(2)转向系统

多数中小车辆转向系统采用齿轮齿条转向器.结构简单,一般采用两端出力式,采用断开式横拉杆,少数车辆也采用单侧出力式. 采用两端输出式齿轮齿条转向器，直接驱动转向节臂。优点：结构紧凑，易于布置, 直接驱动，机械效率高, 零件数量少，成本低。

(3)悬架布置

由于轴荷的变化,及运动过程中及转向系统干涉都要检验，悬架的元件需作优化, 如减震器、螺旋弹簧校核，调整其阻尼及刚度,下摆臂长度调整, 横向稳定杆重新布置, 纵向拉或推力杆设计, 副车架需重新设计。

(4)制动系统

因前后轴荷分配有变化，故前后制动系统力也需调整和优化（一般需调整制动分泵的直径,或制动鼓直径）。

(5)驾驶区踏板位置布置

因前轮罩，为保证离合器踏板中心至最近障碍物（车轮）的距离符合标准要求，需进行仔细的布置,以便获得好的舒适性.

(6) 车身最小外形及控制结构布置设计

很多设计是全新设计,也有部分设计任务是改进部分结构, 如前围部分进行全新设计，包括A柱、前车门、风窗玻璃、前保险杠等。以满足碰撞要求。必须进行人机工程学布置和三维建模,确定设计控制结构及尺寸, 这时车身的外形轮廓或边界可以根据人体布置和发动机等的布置进行初步的边界确定, 一般按照法规要求, 根据头廓包络体的基础上加一定的间隙(一般为30~150mm), 高档汽车一般要大一些.

仪表板部分：在保证其基本安装尺寸及组合仪表等通用件(COPY件)选型的前提下，对仪表板进行重新造型设计。仪表板全新设计，各种附件可以沿用，也可以根据造型需要重新设计或选型。

前后照灯总成可重新设计, 也可以选型。

(7) 电气系统布置及设计

如前所述，根据电器元器件的布置位置设计或修改设计电器线路和线束图。

(8) 确定和计算汽车的整车参数

(9)人机工程校核及人体布置设计

(10)有关法规检查及校合

图1.1.4某轿车三维总布置俯视图

图1.1.5某轿车三维总布置图

图1.1.9某轿车三维总布置二维俯视图人机工程设计及驾驶区布置设计

图1.1.10某轿车三维人机工程设计及布置

图1.1.11某轿车三维乘坐舒适性设计及座椅布置

图1.1.12某轿车三维视野法规校核

图1.1.13某轿车三维操纵及指示仪表人机工程

图1.1.14某轿车三维前灯具的布置

图1.1.15某轿车三维后灯具布置

图1.1.16某轿车座椅的布置图1.1.17为变速操纵机构布置方案设计

图1.1.17某轿车三维变速操纵系统布置

图1.1.18为前、后保险杠的设计及拖勾校核

图1.1.18某轿车三维保险杠设计及托勾的布置