车身结构与设计——第3章车身总布置设计

五、车身内部布置
车身的内部 布置要保证安全 性又要考虑舒适 性，因此，要充 分利用人体工程 学的知识。除专 用车以外，一般 车辆内部布置均 可按成年人的人 体尺寸来考虑。
五、车身内部布置
人体尺寸的百分位概念、应用及意义
（1）百分位概念： 指人体身高分布值的百分位，即对于身高的某一种百分位分 布值，则表示身高小于此值的人数所占的百分率，并将此身 高分布值定义为对应于这一百分位的人体标准身高。 车身布置设计中应以人体尺寸的“百分位分布值”作为设 计的尺寸依据，这是人体工程学的基本设计原则之一。 车身设计中一般采用5﹪、50﹪和95﹪三种百分位的人体尺 寸，分别代表矮小身材、平均身材和高大身材的人体尺寸。 满足度：表示产品能满足多少人（x%）使用的参数。
男
均值
标准差
1688.25
81.83
1585.32
61.61
1420.98
54.35
896.53
36.12
794
245.23
41.81
837.78
36.81
730.87
47.07
269.21
16.36
247.08
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
（2）发动机前置前驱动 （FF） a、有明显的不足转向性能； b、越过障碍的能力高； c、动力总成结构紧凑；
特点： d、车内地板凸包高度可以降低，有利于提高乘坐 舒适性；
e、轴距可以缩短 ，有利于提高汽车的机动性； f、有利于发动机散热 ，操纵机构简单； g、行李箱空间大； h、变形 容易。
课程内容
• 第一章 车身概论 • 第二章 车身设计方法 • 第三章 车身总布置设计 • 第四章 人体工程学在车身设计中的应用 • 第五章 汽车造型设计 • 第六章 汽车的空气动力性能 • 第七章 车身表面及空间曲梁的绘制 • 第八章 车体结构分析与设计 • 第九章 车身部件结构设计 • 第十章 车身有限元分析 • 第十一章 座椅设计 • 第十二章 汽车的通风、采暖与制冷
• 视野性
– 最低限度必须保证驾驶时对周围一切国家交通法规所规定的路标、 信号以及道路情况方便而有效地观察
• 乘用方便性
– 是成员、驾驶员进出车厢和行李、货物装卸方便与否的评价标准。
车身主要零部件的设计要求
• 发动机罩
– 要求隔热、隔音，自身质量轻，刚性强，一般分为内板、外板，中 间有隔热层，布置时应考虑其翻转方向。
四、轮罩外形尺寸的确定和踏板的布置
离合器踏板 制动踏板 油门踏板
在离合器踏板左侧，应当留出离合 器不工作时可以放下左脚的空间。
布置在地板凸包与车身内侧壁之间。
油门踏板一般比制动踏板稍低， 要求油门踏板与制动踏板之间 留有大于一只完整鞋底宽度 （60mm）的距离。
德国推荐的确定踏板布置 的尺寸关系
d-离合器踏板所占空间 e-制动器踏板所占空 f-油门踏板所占空间 g-转向管柱 推荐的尺寸：a=130mm b=60mm c=70mm d=260mm e=200mm f=170mm
件降低 ） 特点： c、整车整备质量小；
d、客厢内地板比较平整 ； e、乘客座椅能够布置在舒适区内； f、爬坡能力强； g、汽车轴距短，机动性能好。
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
主要缺点： a、后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向； b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵 稳定性； c、行李箱在前部，行李箱空间不够大； d、操纵机构复杂； f、变形困难。
• 顶盖
– 有足够的强度、刚度 – 造型平顺，与前风窗平顺连续 – 内层应敷设防振隔热材料
• 行李舱
– 要求防尘、防潮、隔热，以保护其中的物品，应留出备胎和随车工 具的位置
• 前后翼板
– 前翼板必须保证提供车轮转动与跳动的最大极限空间
• 车窗
– 必须保证视野和采光，侧窗还应不妨碍驾驶员伸头窗外
• 底板：抗弯、抗扭，有足够强度和刚度 • 仪表板：应以人体工程学为基础，便于驾驶员操作和观察
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
四轮驱动
•
无论发动机前置、中置还是后置，都可以采用四轮驱动。
四个轮均有动力，附着利用率最高，但重量大、占空间，动
力流失率比单轴驱动大。
•
四轮驱动过去只用于越野车，近年来随着限滑差速器技
术的发展和应用，四驱系统已经能够精确的调配扭矩在各车
第三章 车身总布置设计
第一节 概述 第二节 轿车车身的布置 第三节 大客车车身的布置 第四节 货车车身的布置
第一节 概述
• 车身设计一般指车身本体部分的设计，目前这 种区分在轿车上已不明显，正在向车身与底盘 整体化的构造方向发展。因此，车身设计不能 只考虑本身的条件，还必须在充分考虑整车总 布置的情况下进行，所以车身总布置是车身设 计的重要内容。
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
主要缺点：
结构与制造工艺均复杂； 前轮驱动兼转向，结构复杂，工作条件恶劣，轮胎寿命 短；（前桥负荷较后轴重） 附着利用率小，汽车爬坡能力降低； 发动机和传动系统集中在发动机舱内，布局拥挤； 发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费 用高。 应用：绝大部分微、小、中型轿车采用，如Audi100、
轮之间分配，出于提高操控性的考虑，采用四轮驱动的高性
能跑车也越来越多。
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
四轮驱动
分两种形式： 1）全时全轮驱动，即全部时间都是全轮驱动； 2）短时全轮驱动，它可以切断某个桥的动力，以减少燃料 消耗和磨损，只在需要时再使用全轮驱动。
优点：良好的驾驶操控性和行驶性 缺点：比较废油，经济性不好
第一节 概述
车身总布置设计在车身设计中的位置
车身总布置的要求
• 舒适性
– 影响舒适性的有关因素：座椅尺寸、形状及其与人体接触处的材质 软硬度和质感，振动频率、视野以及内饰对乘员心理的影响效果和 安全感。
• 安全性
– 正常行驶时的防护措施 – 发生意外时的补救措施
• 可靠性
– 指允许超负荷下的安全性（构件局部的加强措施）
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
主要缺点：
a、传动部件多，传动系统质量大，地板上有凸起的通道， 占据了座舱的空间，影响了乘坐舒适性；
b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客厢， 会使前排乘员受到严重伤害；
c、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的燃 油经济性和动力性。
应用：
中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞， 行驶平稳 ）
பைடு நூலகம்
二、动力总成的布置
动力总成包括发动机、离合器与变速器或发动机与液力变扭器。 1. 估算轴荷分布。（FR轿车满载时最理想的轴荷分布为
前轴48%~49%，后轴52%~51%；FF的轴荷分布正好相 反）。
2. 离地间隙值。
3. 前悬架和转向传动机构的布置
4.一般发动机倾斜方向
二、动力总成的布置
曲轴倾角
（2）应用及意义 以5﹪和95﹪百分位的人体尺寸确定座椅调节行程的上、下限 尺寸基准 。
五、车身内部布置
人体外形样板的百分位
人体尺寸通常以百分位来表示等级，一般分为第 5%,第50%,第95%三种百分位。
5%,小个子，有 5%的人体身材尺寸小于次值 50%，中等个子 95%，大个子，有 95%的人体身材尺寸小于次值 应根据设计要求选用不同百分位的人体样板。
应用： 较少
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
（4）发动机中置后轮驱动 （MR）
发动机放在前、后轴之间或前轴之后、乘客之前，后轮 驱动（前中置），属于FR型，但能达到理想的轴荷分配，提 高操纵性。宝马3系列，本田S2000。 特点： a、轴荷均匀，操纵稳定性和行驶平顺性较好； b、重量集中，车身平摆方向的惯性力矩小，具有中性的操 纵特性； 缺点： a、发动机占了座舱的空间，降低了空间利用率和实用性； b、对发动机的隔音和绝热效果差，乘坐舒适性有所降低； 应用：大都用在追求操控表现的跑车
发动机前置后轮驱动 （FR） 发动机前置前轮驱动 （FF） 发动机后置后轮驱动 （RR） 发动机中置后轮驱动（MR）
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
（1）发动机前置后轮驱动 (FR)
a、轴荷分配合理，整车的前后重量比较平衡 ； b、有利于减少制造成本； c、操纵机构简单；操纵稳定性好； 特点： d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高 ； e、发动机冷却条件好； f、轮胎的附着利用率高，爬坡能力强； g、行李箱空间大； h、变形容易。
车身设计内容
车身关键外形尺寸的确定； 车身室内空间尺寸的确定； 车身内饰总成和部件（座椅、仪表板、操纵部件等） 的确定； 电器设备的布置； 行李仓、货箱尺寸及备胎、油箱等位置的确定。
车身设计相关内容
整车的主要性能参数、尺寸参数及结构形式； 底盘总布置内容（发动机和传动系的布置形式、 悬架、转向及各总成布置和相互关系等）； 车身结构，以及车身结构强度、刚度、安全性 等方面的内容； 人体工程学内容（室内居住性、驾驶操纵性、 视野性、上下车方便性）； 车身造型及空气动力特性； 车内各总成部件及附属设备、车身材料等内容。
曲轴中心线与气 缸体前端面交点
确定动力总成位置
二、动力总成的布置
二、动力总成的布置 动力总成布置简图
三、地板凸包和传动轴的布置
保证通过性的前提下，应尽量降低地板高度。
主要措施： U型布置万向节； 地板采用阶梯式布置 。
三、地板凸包和传动轴的布置
降低轿车的地板平面的措施
• 1、减小纵梁高度 • 2、后桥上面的一段纵梁做成向上弯的形状 • 3、后桥采用双曲面齿轮传动以降低传动轴
五、车身内部布置
将人体某部分尺寸作为横坐标，人数作为纵坐标，结果符合 高斯分布。
五、车身内部布置
人体基本尺寸表
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
测量项目
身长 眼高 肩高 座高 坐姿眼高 肘到座平面 上肢前伸长 拳前伸长 大臂长 小臂长 手长 肩宽 臀宽 下肢前伸长 大腿长 小腿长 足高 膝臀间距 大腿平长 膝上到足底 膝弯到足底
第一节 概述
汽车外表面特征位置点及作用
• 根据总布置方案应首先确定出车身外表面各部分的特 征位置点和外形特征尺寸，并使之符合车身布置尺寸 要求和造型要求，这些点是进一步完成车身布置设计、 内部设计、外形设计和结构设计的基本参考位置。
第一节 概述
第一节 概述
注意：
这些特征位置点是在进行车身布置设计的过程中，逐步被加 以确定的，随着这些点的确定，符合设计要求的车身形状也 就基本确定了。 而各部分的表面曲线和曲面的具体设计，可根据整车的造型 持点及概念，在特征位置点的控制下加以确定，使得车身整 体表面形状协调、流畅和美观。
• 由于车轮转向时并不占用轮罩中部，为了充分利用空间，可 以将其做成嵌入轮罩内的凹部，腾出来的这一部分空间就可 以用来布置离合器踏板或安放坐垫的最宽部分，这样就容许 座椅降低或前移。
四、轮罩外形尺寸的确定和踏板的布置 踏板的布置
• 布置踏板所需空间受凸包外廓和车身内侧壁二者 宽度的限制。离合器踏板左侧应留出位置以容纳 司机的左脚，因此，轮罩最好不凸出乘客室内。
等。
车身中部仍免不了出现凸包，以致影响后座成 员的舒适性，其他两种布置形式（FF、RR）就 不存在这个问题。
三、地板凸包和传动轴的布置
三、地板凸包和传动轴的布置
四、轮罩外形尺寸的确定和踏板的布置
• 为了绘制前轮表面，应先确定车轮跳动到极限位置和最大转 向角时所占有的空间。
四、轮罩外形尺寸的确定和踏板的布置 室内地板空间的充分利用
第二节 轿车车身的布置
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系 二、动力总成的布置 三、地板凸包和传动轴的布置 四、轮罩外形尺寸的确定与踏板的布置 五、车身内部布置 六、车门立柱的布置 七、视野性 八、车身的横截面 九、油箱和备胎的布置 十、排气系消音器的布置
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
轿车的布置形式：
Santana2000、CA7220、Buick、Passat、富康、英 格尔（南汽）、夏利等轿车，均采用发动机前置前 轮驱动的布置形式。
一、轿车车身布置与底盘布置形式的关系
（3）发动机后置后驱动 （RR）
a、结构紧凑，没有沉重的传动轴； （发动 机、离合器、变速器和主减速器布置成一体） b、改善了驾驶员视野； （汽车前部高度有条