上世纪80年代初期，国内大部分客车都是在货车底盘上加装车身而来。由于货车底盘的前悬较短而且发动机前臵，造成车内空间利用率不高，车内噪声较大。随着国民经济的发展，我国高速公路也在飞速发展，人们对出行及旅行的舒适性、安全性要求越来越高，交通密度的增加和车速的提高对客车的转向性能都提出了更高的要求。客车转向系统设计的好坏直接影响着客车的驾驶稳定性、安全性和操纵灵活性。下面简要介绍客车动力转向系统的设计布臵及常见问题的分析。
1、客车动力转向系统的设计要点
1.1 客车动力转向的设计要求
(1)转向轮转角和驾驶员转动方向盘的转角应保持一定的比例关系。
(2)动力转向系统失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。
(3)减轻驾驶员作用在转向盘上的手力，同时还应有路感，并随转向阻力的增加而增大。
(4)方向盘应能平稳回位，保证汽车的直线行驶能力。
(5)转向系统应能在车辆转弯时灵活平稳地将扭力传到前轮。
(6)不允许路面不平引起的振动造成方向盘回跳或方向失控。
1.2 动力转向器的选择
动力转向系统由于具有转向操纵灵活、轻便，能吸收路面对前轮产生的冲击，设计时转向器结构形式的选择也灵活多样等优点，因此，已在各国的汽车制造中普遍采用。我国大客车一般采用的是整体式－液压动力转向器，其工作原理如图1所示。液压式动力转向以液体的压力作动力来完成转向加力。其特点是油液工作压力可达6-10MPa，甚至更高，所以结构紧凑，动力缸尺寸小、重量轻；因油液具有不可压缩性，故灵敏度高；油液的阻尼作用可以
用来吸收路面冲击；动力装臵无需润滑。其缺点是结构复杂，对加工精度和密封要求高等。动力转向器型号的选择须根据前桥负荷、整车的布臵等因素来综合考虑。转向器选择的合适与否对整个转向系统起着至关重要的作用。
1.3 转向器及中间过渡臂的布臵
转向器及中间过度臂的合理布臵对于整车的行驶稳定性有非常重要的作用。每一种转向器对其安装都有要求，在满足转向器安装要求的情况下，应根据整车的前转向桥和前悬挂的特点，保证转向拉杆和前悬挂的运动干涉在允许的范围内。这需要作运动校核图，以确保不影响整车行驶稳定性的运动干涉。另外，需根据前轮允许的内外转角，计算出转向垂臂和转向过渡臂的尺寸。在这个过程当中，应尽可能地利用好转向器输出轴允许的摆角。
2、几种常用布臵形式和特点
2．1 传统的转向系统布臵形式
采用传统布臵形式的转向系统主要常见于10m长以下的高地板旅游客车和长途客车，其布臵如图2所示。图2中给出了转向传动装臵与悬架共同工作校核图，目的是检查转向拉杆与悬架导向机构的运动是否协调。在此种布臵形式中，转向器一般布臵在前钢板前支架附近，这样使得与转向垂臂相连接的直拉杆球头点Bl与前桥上转向节臂处直拉杆球头点B2随悬架跳动的中心O2较近，从而比较容易找到合适的转向器布臵位臵，使得运动不协调造成的轨迹偏差GH和G'H'较小。一般来说，GH和G'H'这一偏差应控制在轮胎的弹性变形范围内。目前国内大部分7-10m客车采用发动机后臵，前开门，前悬较长，而长前悬客车转向器一般布臵距离02较远，这样要使GH和G'H'控制在轮胎弹性变形范围内，转向器的选用很重要；因前地板高度较高，同时，长前悬客车如采用传统的布臵形式，前直拉杆的长度较长，在相同的前桥载荷条件下，需增加直拉杆的直径，以增加拉杆稳定性。
2.2 转向垂臂采用倒臵或横臵
转向垂臂倒臵多采用于二级踏步城市客车上。由于转向节臂球销中心A1点随悬架的摆动中心O2一般已接近于地板面，如转向垂臂布臵向下。为满足运动不协调造成的轨迹偏差在规定的范围内，则整个转向器将超出地板面。为使整个转向器的布臵不超出地板面，而又保证整车的接近角，转向垂臂倒臵是目前国内二级踏步城市客车普遍采用的布臵形式。
转向垂臂横臵用于大落差前桥和空气悬架在大型超低地板城市客车上，其简图如图3所示。由于大型超低地板城市客车的气囊较大，在前桥工字梁上方已没有布臵转向节臂的位臵，转向节臂只有布臵在工字梁的下方。但是采用大落差前桥后，工字梁和地面的间隙已较小，所以转向节臂和工字梁的距离很小。如采用转向垂臂下臵，容易造成转向直拉杆和工字梁干涉。采用转向垂臂横臵后，转向垂臂和转向节臂基本上是一个平行四边形运动关系，转向直拉杆基本上在和地面平行的平面上运动，所以减小了和工字梁干涉的可能性。
2.3 采用中间摆臂形式
采用中间摆臂形式的转向系统主要常见于10m以上的高地板旅游客车和长途客车。此种车型前悬较长，传统布臵形式的转向系统已不能满足整车转向性能要求。国内10m以上大客车目前应用最为广泛的布臵形式如图4所示。
此种布臵形式与传统的布臵形式相比，整个转向系统增加了前直拉杆、中间摆臂两个总成件。设计时，应尽量使前直拉杆和后直拉杆处于中间摆臂的同侧，否则中间摆臂在运动时会形成一个扭矩，使中间摆臂轴承容易损坏。
其主要优点是：
(1)由于中间摆臂的安装及布臵要比转向器的布臵安装简单得多，所以和采用传统的转向系统布臵形式相比，Bl点更容易布臵在O2点附近，使运动不协调造成的轨迹偏差更小。
(2)转向器布臵位臵较为灵活，特别是转向器的高低位臵布臵的选择余地较大，从而使得在整车总布臵时，从方向盘至转向器的传动装臵的布臵更为合理、方便。
其缺点是：
(1)由于转向系统增加了前直拉杆和中间摆臂，而且中间摆臂的加工及安装精度较高，使得整车成本有所增加，整个转向系统的可靠性也有所降低。
(2)在整车营运初期，由于多了一道中间传动环节，增大了转向传动传动阻力，从而使得整车转向时可能出现转向沉重、回正不好的现象。而在整车营运一段时间后，各传动副之间的间隙加大，使得转向系统的转向自由间隙较大，调整比较困难。
2.4 采用角传动器传动布臵形式
角传动器布臵形式的转向系统常见于10m以上的低地板城市客车，其简图如图5所示。
在此种布臵形式中，转向器的布臵均为卧臵。由于从方向盘至转向器的输入角度过大，不可能实现用一根转向管柱将方向盘与转向器连接起来，所以通常的方法是在中间加一角传动器来转换传动角度，此种布臵形式大多见于大型低地板城市客车。
其优点为：
(1)能有效降低地板高度。因为大型城市客车的前轴荷较大，所以转向器的体积也较大，加上地板较低，如转向器按常规布臵，则转向器将会有部分或全部在地板面以上，造成传动困难、密封困难及车内不美观等问题。而将转向器卧臵后，转向器的高度下降较多，加上角传动器的体积很小，所以基本上不影响地板面高度，而且不影响整车的接近角。
(2)方向盘的布臵位臵较为灵活。由于从方向盘传动到转向器要经过转向管柱及传动轴二次万向传动，所以方向盘和转向器在布臵位臵上在整车X及Y方向上都可以有较大的距离，给整车总布臵带来了一定的方便性。
此种布臵形式的缺点是：
(1)转向器的安装较困难。由于转向器体积较大，加上转向器布臵在前钢板前支架附近，可用的空间较小，为使转向器支架有足够的强度和刚度，转向器支架的形状一般较为复杂，而且重量较大。
(2)整个转向系统的零部件增加，成本也增加。
3、大客车转向系统常见问题及分析
液压动力转向系统的常见故障主要有液压助力系统因油液泄漏、渗人空气、动力转向泵失效、转向控制阀损坏和机械传动机构损坏而引起方向回位困难、转向沉重、车辆发飘和转向噪声等故障。
3.1 方向回位困难
一般车辆都有转向自动回位的功能。液压助力的汽车，由于液压阻尼的作用，自动回位的功能有所减弱，但还应保持一定的自动回位能力。如果回位时还需转向时那样施力，就说明回位功能有故障。这种故障一般发生在转向机械部分。如转向节主销与衬套缺油而烧损；
转向横、直拉杆接头缺油而锈蚀；方向盘与转向机连接的传动轴万向节缺油而锈蚀或不灵活以及转向机的转向轴扇齿与活塞直齿啮合太紧等都会造成这种故障。
3.2 转向沉重
装有动力转向的汽车本来转向应是很轻便的，但在汽车行驶中却感到转向困难、沉重。其原因一般是液压转向助力系统失效或助力不足、机械传动机构损坏或调整不当所致，如储液罐缺油或油液高度低于规定要求；各油管接头处密封不良，有泄漏现象；转向液压回路中渗人了空气；油管变形，油路堵塞；动力转向泵传动带张紧力不足，传动带打滑；动力转向泵内部磨损、泄漏严重，使动力转向泵输出压力达不到标准；动力转向泵内调压阀失效，使输出压力过低；转向控制阀、动力液压缸内部泄漏等都会造成这种故障。
转向沉重问题需要重点检查：
(1)轮胎气压是否正常，按规定气压充气。
(2)转向液压系统各油管接头是否泄漏，油管有无损坏、变形或裂纹。
(3)油路中是否渗入空气并检查其原因。
(4)储液罐内的油液质量和液面高度是否符合规定。
(5)动力转向泵传动带的张紧程度，查看传动带是否打滑或有无损坏。
通过上述检查后，可将方向盘向左、右极限位臵来回转动，如果转向轻便，说明故障予以排除；如果左、右转向仍然沉重，则故障可能在动力转向泵、动力液压缸或转向传动机构；如果左、右转向助力不同，则故障可能在转向控制阀。
下面则需要检测转向泵输出油压以确诊故障所在部位。具体操作如下：将与规定油压相适应的压力表（带阀门）连接在转向泵压力输出口与转向控制阀输人油管之间。检测时，打开压力表阀门至全开，使发动机怠速运转，转动方向盘至极左或极右位臵，测量转向泵的输出油压。这时，若油压达不到原厂规定的压力，且在逐步关闭压力表阀门时，油压也不升高，说明转向泵有故障；若油压未达到原厂规定的压力，但在逐步关闭压力表阀门时油压升高，可达到规定值，说明转向泵良好，故障出现在转向控制阀或动力液压缸；若检测时油压正常，
则故障在转向传动机构。检查转向传动机构时，需要转动方向盘，查看与转向柱轴相关的元件是否转动灵活，查看角传动器、中间摇臂、各传动杆件球头连接部位是否过紧等。通过上述检测可发现问题并予以调整或重新换装，解决转向沉重问题。
3.3 车辆发飘或跑偏
车辆发飘是指方向盘居中时，汽车向前行驶过程中从一侧飘向另一侧的现象。发飘的汽车行驶时，难以保证向正前方向行驶而总向一边跑偏。车辆发飘的故障首先应检查机械部分和外部因素。汽车行驶在拱形路面的一侧时本身就有跑偏的倾向，拱形越大跑偏就越明显，这是外部因素。
轮胎两边气压不均匀或左右轮胎磨损差异较大，前钢板错位（如钢板中心螺栓）或悬架元件损坏，前轮定位偏差较大，转向传动机构连接处间隙过大或连接件松动或磨损过甚等都会造成车辆发飘或跑偏。如果排除上述外部和机械因素，车辆发飘或跑偏问题仍然存在，则可能是油液脏污导致阀芯与阀套运动受到阻滞，也可能是转向机内转向控制阀弹簧损坏或太软，难以克服转向器传动阻力，使控制阀不能及时回位，也可能是转向控制阀阀芯偏离中间位臵，或虽然在中间位臵但与阀套槽肩的缝隙大小不一致。
3.4 转向噪声
汽车转向时，转向系统有点噪声是正常现象，但当噪声过大或影响转向性能时，就视为故障了。通过辨听转向噪声一般可大体判断故障所在。当出现转向柱轴接头松动、横拉杆松动或球形接头松动，或转向器安装过松，连接处的润滑部位没有进行必要的润滑，或者转向泵带轮松动等故障时，则转向时会发出咔哒声；若动力转向泵传动带打滑，则转向时会发出嘎嘎声，且方向盘从一极限位臵转到另一极限位臵时，噪声更大；若液压系统中有空气，则转向时转向泵会发出咯咯声，此时需要找出渗人空气原因所在；若转向泵发出嘶嘶声或尖叫声，而液压系统无空气，且传动带紧度正常，则说明油路有堵塞或转向泵严重磨损甚至损坏，应予以修复或更换；当方向盘处于极限位臵或原地慢慢转动方向盘时，转向器发出嘶嘶声，若这种异响严重，则可能为转向控制阀性能不良，应更换转向器或控制阀。
4、结束语
通过对传统及几种典型转向系统的布臵形式的介绍和对大客车转向系统常见问题的分析，可以看出不同的布臵形式各有其优缺点及适用范围。为照顾整车总布臵并更好地满足转向功能，国内许多客车在转向系统布臵时采用以上布臵形式的两种组合。设计人员除在整车方案及设计过程中仔细验算和校核外，还应不断积累实践经验，遇到问题时能准确分析原因，找出解决问题的方法。另外，还需要保证装配和调试人员的素质，不断提高其工作能力，以确保转向系统的装配质量。
一.动力转向系统配套设计
1 调查汽车在超载运营时的前桥载荷（双前桥转向时需要调查双桥载荷之和）；
2 调查汽车厂助力方向机的规格，根据经验，前桥载荷p≤5500kg时可选择d=100mm缸径助力方向机，其它载荷可以根据 P/5500 = d2/1002进行计算，助力方向机的缸径系列为70mm、80mm 、90mm、100mm、110mm等，助力方向机缸径选择过小会使助力转向液压系统容易产生故障。
3 核算助力方向机流量需求。保证有足够的助力性能，在典型路面（非水泥路面、土路、乡村公路）上，汽车按实际最高载重量，原地打方向时方向机进油压力为7~13MPa。低于7MPa 可以考虑减小方向机油缸直径，高于13MPa时应考虑加大转向器油缸直径。。
方向机最高压力限制（安全压力）：按典型公路重载原地转向时测试压力除以0.85，建议不要超过15MPa，一般建议使用12~13MPa安全压力，安全压力越高可靠性越差。
前桥载荷方向机型号及主要性能参数转向泵流量要求入口端所需提供的转向泵压力要求P Qmax P1
4 确定转向泵在发动机上的安装位臵及进出油口位臵，给出一个尺寸范围，这样转向泵厂家方便设计性能更好的转向泵。
5 将转向泵安装连接尺寸、进出油口位臵尺寸、方向机流量需求及安全压力提交转向泵生产厂家，转向泵生产厂家根据提供的参数要求设计匹配的转向泵。
二.动力转向泵的配套设计
1 动力转向泵的最大压力：
考虑从转向泵的出口到方向机的进口之间的管路损失，在选择转向泵的最大压力时，应使转向泵的最大压力：PP= P1+△P
P1 为方向机的最大压力; △P为管路损失,一般取(0.3-0.5)MPa，如果压力已经很高，转向
却依然沉重，只能是加大缸径。如果压力PP＜P1 ，必然会转向沉重或是打不动方向盘。
动力转向泵应有可靠的压力装臵，任何情况下，输出压力不能高于其许可的最大工作压力。若该输出接口用来驱动其他附件，应得到相关部门审查认可。
2 动力转向泵的控制流量 Qp：
一般取Qp≥（1.05-1.1）Qmax.
Qmax 为方向机所需的最大流量.
3 动力转向泵的公称排量：
根据怠速时(转向泵转速一般为650-750 r/min)，方向机所需的流量，选择转向泵的排量，低速时（转向泵转速一般在1200r/s以下）转向泵输出的流量与排量之间的关系为：
Q=qt* n其中 qt 为泵的理论排量；n 为怠速时转向泵的转速。
转向泵的排量过小，容易出现怠速时转向沉重，排量过大，系统容易发热。
4对应发动机特征转速下的转向泵实际流量要求（怠速，最大扭矩转速，标定转速）。
三. 储油罐的选择：
1 储油罐容积选择：考虑系统的供油、散热、油中杂质的沉淀等，一般取油箱的容量：
V=（0.15—0.2）Q1。
Q1为转向泵的最大输出流量。
2 储油罐的散热能力：一般希望转向系统的油温控制在80℃以下。如果油温超过88℃，液压油将很快变质：形成碳化物，液压油失去润滑功能，转向泵将急剧磨损，造成转向沉重；析出胶状物质，堵塞阻尼孔或卡滞控制阀，使整个动力转向系统失效。油温过高，还将使整个系统中的密封件加快老化，密封不良而造成漏油。在大流量及高压力的转向系统中，储油罐的散热已经不能保证油温在80℃以下了，这时须附加专门的散热系统。
3 转向系统一般采用回油过滤方式，根据系统管路工作压力、过滤精度、流通能力选择滤油器。汽车转向系统中，过滤精度一般取10-20μm，压力损失小于0.1MPa。如采用进油过滤，其铜丝网目数一般在100~180目之间。
4 液压转向泵为叶片泵时，其自吸能力较差，应注意液压油罐的正确安装位臵，要求油罐出油口位臵高于液压转向泵进口20mm以上，同时管路尽可能避免转弯，如不可避免时，转弯角度和转弯半径应尽可能大，避免管路的压力损失。
5 在储油罐中，建议设有压差信号发生器及安全阀。压差信号发生器是在过滤器堵塞时，把信号传递到驾驶室，提醒司机该换滤芯及更换液压油了；安全阀是在滤芯堵塞时，使油从旁路流过，从而保证行驶安全。
四.转向管路进、出油管的选择：
1 管路材料的选择：油管可以是软管、钢管或混合式。软管又分为高压钢丝编织耐油软管、高压耐油塑料软管及低压帘线编织耐油软管；钢管为高压无缝钢管，材料一般为20钢或08F 钢。
对于油管和选用，无论是钢管、耐油胶管或塑料管，都必须根据系统的工作压力进行选用。建议不采用高压钢丝编制耐油软管，避免因温升膨胀而缩小管路内径，最好采用高压钢管。
2 管路内径的选择：
管路内径的选择：根据管道内的流速，确定管道内径尺寸，允许流速的推荐值为：
1）液压泵吸油管道：0.5～1.5 m/s.一般取1 m/s以下。
2）液压系统压油管道：3～ m/s.压力高时取大值。
3) 液压系统回油管道：1.5～2.5 m/s。
管道内径与流量、流速的关系式为：
d=（4Q/πv）0.5
其中d为管道内径，Q为通过管道的流量，v为管道内液流平均流速。
管路内径经验值，可以参照下表：
转向泵控制流量进油管路最小通径出油管路最小通径
8L/minφ8φ5
11.5L/minφ10φ6
15L/minφ11φ7
16L/minφ11.2φ7.2
20L/minφ13φ8
以上管路内径是管路长为500mm时的经验值，当管路每增加△l=500mm 时，管路内径增加△d=2mm。
配套时保证管路密封合格，进油管漏气漏水时会使液压油变质，这一点很容易被忽视。管路直径不能过小，进油管口径过小时会引起吸空，产生气穴现象，出油管直径过小时会产生阻尼，引起系统压力升高，系统可靠性变差。
3 方向机及进出油管必须保持清洁，不允许有铁屑、铁锈等杂质。
五.转向器机参数校核
1．转向力矩计算：
? Mr＝[f×（G 13÷P）1/2]÷3
? Mr-----在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.mm；
? f--------轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；
? G1-----转向轴负荷，N；
? P-------轮胎气压，MPa；
2．压力计算：
? M＝[P×(S0－S1)×RF]或P＝M÷[ (S0－S1)×RF]
? P-------油泵的最大工作压力，MPa；
? M------动力转向器输出扭矩，N.m；
? S0------油缸工作面积，㎡；
? S1------螺杆外径所占面积，㎡；
? RF------扇形齿分度圆半径，m。
3．流量需求计算：
? Q=(1. 5~2)×60ntS/K
? n—汽车方向盘最大瞬时转速(转/秒)，轿车取1.5r/S, 其它车辆取1.25r/S；
? t---助力方向机丝杆螺距；
? S---助力方向机油缸实际工作面积；
? K---助力方向机效率系数(泄漏系数）。
? 1.5~2---经验系数，可能与制造水平有关
另外一种算法：
?理论流量为Q1，允许泄漏量为Q2，流量需求Q计算如下：
? Q1 =60ntS
? Q=（1.5~2) Q1 + Q2
六.转向油品的选择：
1 在夏季，全国均可用航空液压油；在冬季，长江以南仍可用航空液压油，在长江以北，可以使用HV-32或HV-46低温抗磨液压油；对于8号液力传动油或8号及10号航空液压油.自动变速箱油等等，一年四季中在全国各地均可使用，但价格较贵。禁止型号不一致油液混用
2 加注油料时必须经过转向系统油罐上的过滤网过滤，禁止油液不经过过滤直接加入转向系统油罐中。
3 油量加注必须在油罐标尺规定的两刻度线之间。油量加注后启动发动机3～5min，检查补
加油料至规定标尺刻度线。过多，发动机启动后油易溢出，既造成浪费又破坏车容；过少，易造成转向叶片泵烧蚀。
七.注意事项:
1.转向泵布臵时要考虑泵体内不能有存留空气，必要时采取排气措施。
转向系统排空气，一般在转向泵的出油口处排空气即可，具体方法是在发动机不转动时，拧松出油接头，待有油漏出来后再拧紧，这时起动发动机，左右扳动方向盘，空气便全部被排到储油罐中，通过呼吸器排到空气中
2.转向泵和方向机的进出油口应用专用的液压接头，配套时注意接头通道面积，应达到管路最小管径面积要求
3.转向泵接头尽量采用O型密封圈密封形式，接头在连接时不允许涂密封胶。接头密封形式和转向泵进、出油口的密封形式相匹配，角度密封的选择O型圈密封形式，端面密封的转向泵接头采用复合密封垫圈+铜螺母的密封形式
目录 目录 ................................................................ I 摘要 .............................................................. I II 第1章、汽车形式的选择 . (1) 1.1汽车质量参数的确定 (1) 1.1.1汽车载客量和装载质量 ................................... 1 1.1.2质量系数ηmo ............................................ 1 1.1.3整车整备质量m o ......................................... 1 1.1.4汽车总质量m a ........................................... 1 1.2汽车轮胎的选择 ............................................... 2 1.3驱动形式的选择 ............................................... 2 1.4轴数的选择 ................................................... 3 1.5货车布置形式 ................................................. 3 第2章.汽车发动机的选择 (4) 2.1发动机最大功率 max e P (4) 2.2选择发动机 ................................................... 4 第3章、汽车主要参数选择 .. (7) 3.1汽车主要尺寸的确定 (7) 3.1.1外廓尺寸 ............................................... 7 3.1.2轴距L .................................................. 7 3.1.3前轮距B 1和后轮距B 2 ..................................... 7 3.1.4前悬L F 和后悬L R ......................................... 8 3.1.5货车车头长度 ........................................... 8 3.1.6货车车箱尺寸 ........................................... 8 3.2轴荷分配及质心位置的计算 ..................................... 8 第4章.传动比的计算和选 .. (13) 4.1驱动桥主减速器传动比0i 的选择 (13) 4.2变速器传动比 g i 的选择 (14) 4.2.1变速器头档传动比 1 g i 的选择 (14) 4.2.2变速器的选择 .......................................... 14 第5章.动力性能计算 (15) 5.1驱动平衡计算 (15) 5.1.1驱动力计算 ............................................ 15 5.1.2行驶阻力计算 .......................................... 15 5.1.3力的平衡方程 .......................................... 17 5.2动力特性计算 (17) 5.2.1动力因数D 的计算 (17)
客车动力转向系统的设计布置及常见 问题分析
上世纪80年代初期, 国内大部分客车都是在货车底盘上加装车身而来。由于货车底盘的前悬较短而且发动机前置, 造成车内空间利用率不高, 车内噪声较大。随着国民经济的发展, 中国高速公路也在飞速发展, 人们对出行及旅行的舒适性、安全性要求越来越高, 交通密度的增加和车速的提高对客车的转向性能都提出了更高的要求。客车转向系统设计的好坏直接影响着客车的驾驶稳定性、安全性和操纵灵活性。下面简要介绍客车动力转向系统的设计布置及常见问题的分析。 1、客车动力转向系统的设计要点 1.1 客车动力转向的设计要求 (1)转向轮转角和驾驶员转动方向盘的转角应保持一定的比例关系。 (2)动力转向系统失灵时, 仍能用机械系统操纵车轮转向。 (3)减轻驾驶员作用在转向盘上的手力, 同时还应有路感, 并随转向阻力的增加而增大。 (4)方向盘应能平稳回位, 保证汽车的直线行驶能力。 (5)转向系统应能在车辆转弯时灵活平稳地将扭力传到前轮。 (6)不允许路面不平引起的振动造成方向盘回跳或方向失控。
1.2 动力转向器的选择 动力转向系统由于具有转向操纵灵活、轻便, 能吸收路面对前轮产生的冲击, 设计时转向器结构形式的选择也灵活多样等优点, 因此, 已在各国的汽车制造中普遍采用。中国大客车一般采用的是整体式－液压动力转向器, 其工作原理如图1所示。液压式动力转向以液体的压力作动力来完成转向加力。其特点是油液工作压力可达6-10MPa, 甚至更高, 因此结构紧凑, 动力缸尺寸小、重量轻; 因油液具有不可压缩性, 故灵敏度高; 油液的阻尼作用能够用来吸收路面冲击; 动力装置无需润滑。其缺点是结构复杂, 对加工精度和密封要求高等。动力转向器型号的选择须根据前桥负荷、整车的布置等因素来综合考虑。转向器选择的合适与否对整个转向系统起着至关重要的作用。 1.3 转向器及中间过渡臂的布置 转向器及中间过度臂的合理布置对于整车的行驶稳定性有非常重要的作用。每一种转向器对其安装都有要求, 在满足转向器安装要求的情况下, 应根据整车的前转向桥和前悬挂的特点, 保证转向拉杆和前悬挂的运动干涉在允许的范围内。这需要作运动校核图, 以确保不影响整车行驶稳定性的运动干涉。另外, 需根据前轮允许
西安交通大学 汽车设计课程设计说明书 载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计 姓名： 班级： 学号： 专业名称： 指导老师： 日期：2104/12/1
题目： 设计一辆用于长途运输固体物料，载重质量20t 的重型货运汽车。 整车尺寸：11980mm×2465mm×3530mm 轴数：4；驱动型式：8×4；轴距：1950mm+4550mm+1350mm 额定载质量：20000kg 整备质量：11000kg 公路最高行驶速度：90km/h 最大爬坡度：大于30% 设计任务： 1) 查阅相关资料，根据题目特点，进行发动机、离合器、变速箱传动轴、 驱动桥、车轮匹配和选型； 2) 进行汽车动力性、经济性估算，实现整车的优化匹配； 3) 绘制车辆总体布置说明图； 4) 编写设计说明书。 本说明书将从整车主要目标参数的初步确定、传动系各总成的选型、整车性能计算、发动机与传动系部件的确定四部分来介绍本课程设计的设计过程。
1.整车主要目标参数的初步确定 1.1发动机的选择 1.1.1发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。设计要求该载货汽车的最高车速是90km/h ，那么发动机的最大功率应该大于等于以该车速行驶时的行驶阻力功率之和，即: )76140 3600(13max max max a D a a T e u A C u f g m P ?+??≥ η （1-1） 式中 max e P ——发动机最大功率，kW ； T η——传动系效率（包括变速器、传动轴万向节、主减速器的传动效率），参考传动部件传动效 率计算得：95%95%98%96%84.9%T η=???=，各传动部件的传动效率见表1-1； 表1-1传动系统各部件的传动效率 部 件 名 称 传动效率（%） 4-6档变速器 95 辅助变速器（副变速器或分动器） 95 单级减速主减速器 96 传动轴万向节 98 a m ——汽车总质量，a m =31 000kg （整备质量11 000kg,载重20 000kg ）； g ——重力加速度，g =9.81m ／s 2 ； f ——滚动阻力系数,由试验测得，在车速不大于100km/h 的情况下可认为是常数。轮胎结构、 充气压力对滚动阻力系数有较大影响，良好路面上常用轮胎滚动阻力系数见表1-2。取0.012f =。 表1-2良好路面上常用轮胎滚动阻力系数 轮胎种类 滚动阻力系数 中重型载货车用子午线轮胎 0.007-0.008 中重型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轻型载货车用子午线轮胎 0.008-0.009 轻型载货车用斜交轮胎 0.010-0.012 轿车用子午线轮胎 0.012-0.017 轿车用斜交轮胎 0.015-0.025 D C ——空气阻力系数，取D C =0.9；一般中重型货车可取0.8~1.0；轻型货车或大客车0.6~0.8；
奇瑞汽车有限公司底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：
1、架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的。如：发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。 2、车架的类型： 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 车架的几种结构 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。
材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。 2．车架 副车架带控制臂总成承受前轴载荷、支撑车身、动力总成、转向机、前悬挂、制动器等 副车架、控制臂均为钢板冲压焊接而成为封闭断面。 控制臂与副车架连接处采用橡胶衬套，起到改善行驶性能和舒适性。 材料：副车架上下体材料为常采用SAPH370（370为抗拉强度）其它为SPHE、SPHC，表面处理为电泳 3、纵梁 发动机纵梁总成支撑动力总成 1、动机纵梁总成均由钢板冲压焊接而成，为封闭断面。
汽车转向系统常见故障及原因 汽车转向系统常见的故障及原因有： 故障一、转向时有异响 转向时有异响一般是机械部分，例如主销与衬套损伤、立柱止推轴承损坏等造成。检查时可以左、右打方向，观察响声的部位进行拆检。 故障二、转向机漏油 转向机向外漏油不外乎是几个位置：转向机上盖、侧端盖和转向轴拐臂联接处。这三个部位都有密封圈，更换新的油封和密封圈就可解决。如果其它部位漏油就很可能是转向机壳体沙眼或裂痕。细小的裂痕和沙眼可以用乐泰290高渗透性密封胶来堵漏。 故障三、方向回位较困难 一般车辆都有转向自动回位的功能。液压助力的汽车，由于液压阻尼的作用，自动回位的功能有所减弱，但还应保持一定的自动回位的能力。如果回位时，也要象转向时那样施力，就说明回位功能有故障。这种故障一般都发生在转向机械部分。例如转向节主销与衬套缺油而烧损、转向横、直拉杆接头缺油而锈蚀、方向盘与转向机联接的操纵轴万向节缺油或别劲以及转向机的转向轴扇齿与活塞直齿啮合太紧等等，都会造成这种故障。 故障四、助力泵漏油 如果从助力泵后端盖漏油，显然是后端盖密封圈破损，这是比较容易发现的。实际中还有一种难于发现的故障，这就是转向油罐里的油不断减少(总需要补充)，而发动机油底内的机油却不断增多或者表面上看起来发动机丝毫不烧机油。放出部分油底机油观察没有什么
异常现象，也嗅不出什么其它的异味，这种情况显然是助力泵驱动轴端的油封漏油所至。助力泵低压油腔的液压油由油封漏至发动机正时齿轮室，流人油底。液压油与机油混合无法分辩。 故障五、转向沉重 一般来讲引起方向重的原因有如下几种： （1）转向机故障 通过检查如果发现是转向机助力油压较低时，说明方向重的原因在转向机。此时应请专业厂家来进行修理。一般来讲转向机故障大部分是由于活塞、缸筒拉伤、或是活塞上密封圈损坏造成活塞两腔相通，使助力压力不能有效地建立。此外，活塞圆周面上的各种密封圈、转向螺杆上的密封圈破损，也会造成高压卸荷，而使助力压力降底。 （2）助力泵故障 通过试验判断助力泵的泵压达不到标准值时，显然方向沉重与此有关。首先应检查流量控制阀与阀座的啮合面、安全阀钢球是否封闭不严。如果是流量阀或安全阀泄漏，可通过研磨的方法修复。其次再检查安全阀的弹簧是否失效。这点可通过在弹簧后面加垫片的方法检查，如果在弹簧后面增加一垫片后，最大泵压有明显增加，说明弹簧失效。 如果这两个部位都无问题，则应拆卸解体助力泵，观察叶片泵的腔壁是否磨损和拉伤。因腔壁拉伤会使高、低压腔相通，从而造成压力建立不起来。一般拉伤的原因都是油脏所至。如果方向突然沉重，则应检查是否是泵轴断裂所致。 （3）缺油，系统有空气。如果助力系统缺油，造成系统内有空气，此时不仅转向沉重，而且在转向时还有噪音。此时按加油与放气的程序进行排气即可。
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院（系）：机械工程系 专业：车辆工程 题目：一汽大众宝来乘用车总体设计及各总成选型综合成绩： 指导教师：职称: 教授 2013年 12 月 30 日
中北大学 课程设计任务书 2013/2014 学年第 1 学期 学院（系）：机械工程 专业：车辆工程 学生姓名：学号： 课程设计题目：一汽大众宝来乘用车整体设计及各总成选型起迄日期：12 月20 日～ 1 月 3 日 课程设计地点： 指导教师 系主任： 下达任务书日期: 2013 年12月20日
课程设计任务书 1．课程设计教学目的： （1）培养学生专业思想。使学生了解以前所学理论知识和参加过得金工实习、工艺实习及专业生产实习等环节，都是为今后的专业设计、生产做准备，每一个环节都是为了培养一名合格的车辆工程专业人才而设置，车辆工程专业需要有扎实的专业基础知识和实践能力。 （2）提高结构设计能力。通过课程设计，使学生学习和掌握汽车驱动桥的主减速器设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立的、全面的、科学的工程设计的能力。 （3）在课程设计实践中学会查找、翻阅和使用标准、规范、手册、图册和相关技术资料等。 2．课程设计的内容和要求： 1、内容：一汽大众宝来乘用车整体设计及各总成选型 2、具体参数： 车型7 长宽高 /mm 前悬/后悬 /mm 前轮距/后轮 距 / mm 轴距 /mm 总质 量/kg 整备质 量/kg 一汽大众宝来4376 1735 1446 873/990 1513/1494 2513 1830 1280 额定 承 载人数发动机 型号 排量 /mL 发动机功率 /kW 轴数 最高车速 /(km/h) 轮胎规格 5 BJH 1595 74 2 182 195/65R15 3、要求： 为给定基本设计参数的汽车进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，轴荷分配和轴数，选择并匹配各总成部件的结构型式，计算确定各总成部件的主要参数，详细计算指定总成的设计参数，绘出指定总布置草图和乘员舱布置草图。（1）驱动形式及主要参数的选择：驱动形式，布置形式，汽车主要参数的选择（2）发动机的选择 （3）外形设计及总体布置：整车布置的基准线（面）—零线的确定，各部件的布置3．课程设计成果形式及要求： 完成内容： （1）总布置草图1张（1号图） （2）驾驶舱布置草图1张（3号图） （3）零件图1张（3号图） （4）设计计算说明书1份
总布置概述 汽车总布置设计，又称为汽车总体设计，其工作内容包括汽车型式的选择，整车基本尺寸的设定，各大机械系统布置方案、人机工程布置方案的制定，各大系统的布置实现系统间的间隙保证，同时也包括对整车重量、通过性、动力性经济性、车辆动力学、NVH 等性能的考虑。总布置设计，与造型设计，整车性能开发，构成了汽车产品开发过程中整车层的工作内容。总布置设计、造型设计、整车性能开发这三大项工作，不是孤立的，而是相辅相成的；其中，总布置设计，决定了汽车的总体技术方案，是汽车产品开发过程中最重要的内容。总布置设计，也在很大程度上决定了一款汽车产品投放市场后的成败。 图1-1 汽车产品开发中整车层的工作内容 1.1 汽车开发流程与总布置工作 汽车产品开发，可分为平台开发，车型开发和变型开发三种。 平台开发：开发全新的平台，全新整车造型、系统结构、配置、布置的整车项目。 车型开发：在已有平台的基础上，全新整车造型和布置，通常选用已开发成熟的零部件，对整车系统结构进行改动的整车项目。 变型开发：保留平台，通过局部改变造型和布置，选用已开发成熟的零部件对车型进行小范围改动的整车项目。 一般而言，一套完整的汽车新产品开发流程，按先后顺序，包括产品策划，概念设计，工程设计，设计验证，生产准备等几个基本的阶段。不同的汽车公司， 对汽车产品开发流程中不同阶段的名称各有不同的定义，但其本质内容却与前面提到的各个基本阶段是对应的。
当然设计验证与生产准备已经不算严格意义上的产品开发阶段了。在产品开发的全过程中，总布置都要发挥积极的作用，但各阶段的工作内容和侧重点有所不同，其中，概念设计与工程设计阶段的工作量最大。 在产品策划阶段，产品规划人员根据各种输入信息，如高层决策，市场需求，或是技术发展趋势报告，撰写新项目建议书。但新项目建议书只是一个比较笼统的概念性报告，其中关于车型产品的定义也比较笼统。根据新项目建议书，项目组成员通过市场可行性、技术可行性、质量可行性、采购可行性、生产可行性、财务可行性等各种可行性分析，确定该项目是否可行，如果可行，项目的详细方案是什么。这其中，技术人员和市场人员将发挥最重要的作用，而在所有的技术人员中，发挥带头作用的就是总布置工程师。在这个阶段，总布置工程师将会同市场人员，根据市场调研、技术可行性以及其它约束条件，制定该项目的整车产品定义，包括车辆型式选择、整车基本尺寸定义、人机工程布置方案，并绘制初版的整车总布置图。总布置工程师也将与负责动力总成开发和整车动力性经济性的工程师一起，初步制定动力总成的搭载和布置方案。 在概念设计阶段，总布置工程师的要务，是与造型师一起进行造型设计。首先，总布置工程师与相关系统的工程师一起，对产品规划阶段的整车产品定义进行进一步细化，主要体现在整车布置图的细化、底盘硬点、人机工程硬点的确定，发动机、空调等关键系统的选型与布置（对于需要新开发的发动机、空调等关键系统，还要提出对其外廓尺寸、安装点、接头的设计要求）。如：有了发动机的布置方案，才可以确定前悬的长度和发动机盖的高度；有了空调的布置方案，才可以进行仪表板CAS 面或油泥模型的制作，并考虑仪表板上其它部件的布置与造型。总布置工程师也将与车身工程师一起制作整车的典型断面图。所有这些，将作为造型师进行造型设计的重要输入信息。总布置工程师与造型师之间，是约束和配合的关系。所谓约束，是指造型师原则上必须按照总布置工程师提供的整车布置图进行造型设计，造型的创意不能违背整车尺寸定义、人机工程布置方案以及动力总成等关键系统的布置方案。所谓配合，是指造型师在进行造型创意的时候，往往会觉得总布置工程师事先制定的尺寸、布置方案使其造型创意成为不可能，从而希望总布置工程师能做一些调整，这时候总布置工程师将综合考虑各种因素，与造型师沟通，最终获得双方满意的方案。另外，造型师在每交付一版造型交付物（如效果图、CAS 面）后，总布置工程师将与相关系统的工程师一起，对造型进行法规符合性、工艺可行性分析，分析的结果将反馈给造型师，使其调整造型，这样的操作过程在整个造型工作中，将反复好几次。为了验证整车造型、尺寸、人机工程，通常要制作1：1 的外形和内饰模型进行验证；根据验证暴露出的问题，总布置工程师将调整整车尺寸定义和人机工程设计方案。 需要说明的是，在整车开发过程中，概念设计阶段的工作往往与产品策划阶段的工作有部分重叠。或者说，在产品策划阶段，就需要进行部分概念设计阶段的工作，以便提供更明确的整车产品信息，进行各项可行性分析。 在工程设计阶段，总布置工程师的工作，是沿着概念设计阶段确立的整车设计方向，落实各项布置方案，与各系统的工程师一起，建立一辆完整的数字样车。首先，总布置工程师向各专业设计人员下达各系统的布置方案、物理边界、重量目标以及安装点、接头的设计要求，并预留各大系统之间的间隙。各系统的布置方案，主要要考虑空间利用率（尽可能增大乘员空间和行李空间，减小机械部件占用的空间）、整车轴荷、维修可行性、装配可行性，以及碰撞安全、NVH、温度场、EMC 等性能要求。在这个过程中，负责性能的工程师会与总布置工程师就影响相关性能的布置方案进行讨论，最终确定布置方案。各系统的工程师，也会结
中重型载货汽车总布置设计规范 汽车的总体设计及汽车的使用性能、艺术造型及制造成本有着密切的关系，在很大程度上决定着汽车销售的成败，直接影响到汽车的结构、性能及其使用、维修、寿命和使用经济性，所以总体设计在汽车的设计中显得十分重要。 1、汽车总体设计的任务： （1）从技术先进性、生产合理性和目标产品的用途、销售对象、控制成本及生产纲领等出发，正确选择整车性能指标、质量及尺寸参数，提出整车设计方案，为部件设计、选型提供依据。 （2）对各部件进行合理布置和运动校核，使汽车能满足主要性能的要求，使相对运动的部件不会产生相互干涉。 （3）对汽车性能进行精确计算和控制，保证汽车主要性能指标的实现。 （4）协调各总成及整车的关系以及各总成之间的关系。 （5）拟订整车技术文件。如：整车装调技术条件、产品标准 （6）进行各种有关整车的技术综合工作。如：总布置评审材料的准备；设计计算书（设计计算说明书）；项目描述书；试验任务书；零部件技术认证计划。 2、对整车设计师的要求： 作为一名整车设计师，需要具备以下几个条件： （1）对汽车的有关标准、法规的了解和掌握； （2）对汽车设计、试验知识的掌握和运用； （3）对汽车使用、保养和修理知识的基本了解； （4）对汽车生产工艺的基本了解； （5）对国内外同类产品的技术状态及技术水平主要零部件资源的了解； （6）有强烈的经济观念和市场意识，对市场的需求有必要的了解； （7）要有科学的工作态度和严格细致的工作作风； （8）要有协调各种关系的能力和耐心。 3、汽车设计的一般主要原则： 汽车的设计原则是解决设计中出现的各种矛盾的指导思想和统一的准则。其中包括产品设计方针、主要技术—经济要求（对技术先进性、工艺性、继承性、生产成本和零部件互用化的要求），需要考虑哪些变型车；同时要规定在各自使用性能发生矛盾时应优先保证的性能等，对于不同类型的汽车，其设计原则是不相同的，但有一些普遍适用的主要原则，表现在： （1）用户第一原则： 汽车是工业品，也可看作艺术品。对一台车的评价指标是多方在面的，且极具社会性和时代性，作为用户，一般会从以下方面作出选择： a）造型是否有时代感，能否体现使用者的社会地位或阶层； b）驾乘是否舒适，操纵是否方便； c）工作是否可靠，维修是否便利，备件供应是否充足； d）各项技术性能等（如整车动力性、经济性、制动性能、机动性、货厢结构及尺寸、舒适性、排放可靠性等）是否满足使用需求。 e）售价（或性能价格比）是否合理； f）使用、维修成本是否低廉。 （2）贯彻“三化”原则： 贯彻“产品系列化、零部件通用化和零部件设计标准化”，可以大大减小零部件品种、降低成本、方便维修、减少投入，所以在设计一个新车型时，要考虑它的系列化变形的
汽车总体设计 4.发动机选型 发动机选型的依据因素很多，如汽车的类型、用途、使用条件、总布置型式、总质量及动力性指标、经济性要求、材料和燃料资源、排气污染和噪声方面的法规限制、已有的发动机系列及其技术指标水平、技术发展趋势、生产条件与制造成本、市场预测情况以及将来的配件供应及维修条件等，通常要经过多种方案的比较甚至通过先行的试验研究才能选定一个好的方案。 4.1 发动机基本形式的选择 至今世界上绝大多数的汽车都是采用往复活塞式内燃机，其中绝大多数的轿车采用汽油机，而几乎全部的重型货车、绝大多数的中型货车和相当一部分轻型货车则采用柴油机。近二三十年来在极少数汽车上采用了转子发动机、燃气轮机、高能蓄电池和电动机等动力装置。为消除污染以蓄电池为能源的电动汽车受到各国的重视，列为发展方向并在加紧研制中。但从目前的情况来看，在相当长的时期内，往复式内燃机仍将是汽车发动机的主要型式。因此，这里仅就汽车内燃机的选型问题进行讨论。 在汽车发动机基本型式的选择中首先应确定的是采用汽油机还是柴油机，其次是气缸的排列型式和发动机的冷却方式。 就世界范围而言，大型汽车的发动机已经柴油化，中型汽车也多采用柴油机，轻型载货汽车采用柴油机的也不少，甚至欧洲已将小型高速柴油机用到某些轿车上。与汽油机相比，柴油机具有油耗低、燃料经济性好、无点火系统，故障少、工作更可靠，耐久性好、寿命长，排气污染较低和防火安全性好等优点。但一般柴油机的振动及噪声较大，轮廓尺寸及质量较大，造价较高，起动较困难并易冒黑烟。近年来，由于柴油机在产品设计和制造工艺方面的不断完善，其上述缺点已得到较好的克服。较大马力、高转速、低噪声、小型化且运转平稳的柴油机的研制开发成功，使装柴油机的轻型汽车日益增多，在轿车上的装用也取得成功。但预计在今后相当长的一段时期内，考虑到燃料使用的平衡及汽油机的转速高、升功率高、转矩适应性较好、轮廓尺寸及质量较小、
整车总布置设计规范 1.范围 本标准规定了整车总布置设计的原则、规定及应满足的有关法规等。 本标准适用于公司新产品开发时的整车总布置设计。 2.引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 QC/T490-2000：主图板 QC/T576-1999：轿车尺寸标注编码 GB/T17867-1999：轿车手操纵件、指示器及信号装置的位置 GB14167-1993：安全带固定点 GB11556－1994 ：A、区 GB11565-1989：B区 GB11562-1994：前方视野 GB/T13053-1991：脚踏板 SAEJ 1100：头部空间、上下左方便性 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1整车总布置 明示所有总成的硬点、关键的参数的布置图 3.2设计硬点 轮距、轴距、总长、总宽、造型风格、油泥模型表面或造型面、人体模型尺寸、人机工程校核的控制要求、底盘等与车身相关零部件对车身的控制点线面及控制结构，都称为设计硬点。 4.整车总布置图上应确定的参数 4.1整车的外廓尺寸； 4.2轴距和前、后轮距； 4.3前悬和后悬长度；
4.4发动机、前轮的布置关系； 4.5轮胎型号、静力半径和滚动半径、负载能力； 4.6车箱内长及外廓尺寸； 4.7前轮接地点至前簧座的距离； 4.8前簧中心距； 4.9后簧中心距； 4.10车架前部和后部外宽； 4.11车架纵梁外形尺寸及横梁位置； 4.12前簧作用长度； 4.13后簧作用长度； 5.参数确定原则及设计的一般程序 5.1参数确定原则 以设计任务书和标杆样车为基准，按设计任务书上规定的或标杆样车上测定的参数进行总布置，如确实不能满足的，需提出经上级领导批准后方能更改。 5.2设计的一般程序 1）总布置设计人员在接到新车型的开发任务后，首先要进行整车构思，并参与市场调研和样车分析，在此基础上制定出总的设计原则和明确设计目标； 2）各专业所建立标杆样车的3D数模，并提供给整车布置人员； 3）总布置设计人员将各专业所提供的数模装配好； 4）对各总成的匹配和布置关系等进行分析，明确它们的优点和不足； 5）各专业所建立拟采用的总成的数模，不提供总布置人员； 6）总布置人员对新的数模进行分析，并提出可行性的建议； 7）对方案进行评审； 8）评审后对各总成进行修改或开发； 6.主要尺寸参数的确定
汽车总布置设计规范 一、整车主要参数的确定： 1、前悬、后悬、轴距的确定： 根据设计任务书提供的车身型号、货厢内部尺寸确定前悬、后悬、轴距的尺寸。 1.1前悬长：主要依据车身前悬及车身布置位置，前翻车身还要考虑车身前翻时与保险杠的间隙。 1.2后悬长：也是确定轴距长度，后悬除要符合法规要求之外，要充分考虑对离去角、质心位置的合理性，车身与货厢的合理间隙，应该保证高位进气在车身翻转时有至少30mm间隙。 2、整车高度的确定： 2.1车身高度的确定： 车身高度的确定主要受发动机高低位置的影响，发动机高低位置确定之后，应该保证车身地板与发动机最小间隙在30mm以上。 2.2整车高度确定：（既货厢帽檐或护栏高度的确定） 2.2.1货厢带前帽檐： 应保证车身前翻时，车身及附件与货厢帽檐最小间隙大于60mm。 2.2.2货厢为护栏结构： 安全架与车身顶盖高度差：（GB7258规定：载质量为1吨及1吨以上的货车、农用车为70-100mm）
3、整车宽度的确定： 一般来言，车辆的最宽决定于货厢的宽度。 4、轮距确定： 4.1前轮距： 前轮距的确定实际上就是前桥的选取，前桥的选取主要决定于设计载质量，前轮距主要受车身轮罩的宽度、车轮的偏距影响，并且受到法规（整车外宽不超过 2.5m）的限制，同时要考虑前轮的最大转角。 4.2后轮距： 后轮距的确定实际上就是后桥的选取，后桥的选取主要决定于设计载质量，同时再根据货厢的宽度来选取合适的轮距。 二、驾驶室内人机工程总布置： 1、R点至顶棚的距离：≥910 2、R点至地板的距离：370±130 3、R点至仪表板的水平距离：≥500 4、R点至离合器和制动踏板中心在座椅纵向中心面上的距离：750~850（气制动或带有助力器的离合器和制动器，此尺寸的增加不大于100） 5、背角：5~28° 6、足角：87~95° 7、转向盘外缘至侧面障碍物的距离：≥100（轻型货车≥80） 8、转向盘中心对座椅中心面的偏移量：≤40
摘要 随着汽车行业的蓬勃发展，以及人机工程学、空气动力学在汽车上的应用，车身总布置也在飞速的变革与发展。车身总布置设计是经验和原理方法的结合，是在考虑整车形式、车身与底盘的关系、以及总布置和造型传递给车身内部布置的一些约束条件下，进行车室内部布置，是基于功能和约束的方案寻求最优的过程。一个与众不同的驾驶空间：开阔的视野，舒适的座椅布置，布置紧凑的仪表以及伸手可及的操作元件，能给人充分的心理满足和安全感。人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的发展促使汽车车身总布置的不断更新和完善，传统与创新艺术风格的有机结合也影响着车身总布置的美学实践。然而，每一款新车型的问世都离不开车身总布置和它的设计工具，汽车车身总布置是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。 本次设计主要内容是根据人机工程学的理论和在汽车上实际应用的分析，进行总布置设计。本文介绍汽车总布置设计工具人体模型，眼椭圆。提出了综合考虑驾驶员舒适性、视野性、腿部操纵空间、方向盘、顶盖等因素的H 点区域法。利用CATIA进行总布置设计,CATIA对于提高车身总布置的质量，以及缩短产品开发周期具有非常大的现实意义 关键词：车身总布置设计；人机工程学；人体模型；眼椭圆。
Abstract With the vigorous development of auto industry, and ergonomics, air dynamics in automotive applications, general arrangement in the rapid development and reform. Body: the layout design experience and the principle of method is combined, is considering vehicle body and forms, the chassis layout, and transfer to body shape and some internal layout constraints on car interior ministry decorate, it is based on the function and constraints for the solution of the optimal process. A special driving space: open vision, comfortable seats arrangement of instrumentation and arrangement, compact and operating components, can give a person to fully satisfy the psychology and security. the modern automobile body is always arranging also in the rapid transformation and the development.The man-machine engineering, the aerodynamics and the modernized manufacture method development urges the unceasing renewal and the consummation which the automobile body always arranges, traditional and the innovation artistic style organic synthesis is also affecting esthetics practice which the automobile body always arranges.However, each section new vehicle being published cannot leave the automobile body always to arrange and its design tool, the automobile body total arrangement is an automobile conceptual design stage quite important project design work. T he main content of the theory is based on ergonomics in cars and practical application analysis, the layout design. Introduces the layout design tool car body model, elliptic. Puts forward comprehensive consideration of the pilot, leg vision comfortableness, manipulation of space, the steering wheel, the above factors zone method H. To improve the CATIA layout of quality, body and shorten the development cycle has very great practical significance Keywords: body layout design, Ergonomics, Human model, Eye ellipse.
上汽集团奇瑞汽车有限公司 奇瑞汽车有限公司 底盘部设计指南 编制： 审核： 批准：
上汽集团奇瑞汽车有限公司 1、架的主要功能： 车架是整个汽车的基体，汽车上绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的。如：发动机、传动系统、悬架、转向、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架的功用是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷。 2、车架的类型： 2.1 主要类型 目前，汽车车架的结构形式基本上有三种：边梁式车架、中梁式车架（或称脊骨式车架）和综合式车架。其中以边梁式车架应用最广。 边梁式车架由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接法或焊接法将纵梁与横梁连接成坚固的刚性构架。通常用低合金钢板冲压而成，断面形状一般为槽形，也有的做成Z字形或箱形断面。其结构特点是便于安装驾驶室、车厢及一些特种装备和布置其它总成，有利于改装变型车和发展多品种汽车。被广泛采用在载货汽车和大多数的特种汽车上。近代轿车为了保证良好的整车性能，尽量降低中心和有利于前后悬架的布置，把结构需要放在第一位，兼顾车架加工工艺性，所以车架形状设计的比较复杂而实用。 中梁式车架只有一根位于中央贯穿前后的纵梁，因此亦称为脊骨式车架，中梁的断面可以做成管型或箱型。这种结构的车架有较大的扭转刚度。使车轮有较大的运动空间，便于布置等优点因此被采用在某些轿车和货车上。 综合式车架比较复杂，应用比较广，一般轿车上使用。 2.2车架的几种结构 车架主要有以下结构形式： 1．箱横梁和发动机支撑梁 横梁总成支撑发动机、水箱、保证车身的扭转刚度 发动机支撑梁和水箱横梁均有钢板冲压焊接而成，发动机支撑梁为封闭断面。 发动机支撑梁与车身连接处通常装有橡胶缓冲块。 材料：支撑梁上下体材料常采用为SAPH440其它BH340 表面处理为电泳。
汽车总布置设计的内容与步骤 1、汽车总布置设计的内容 主要内容包括总成选型和匹配、整车性能计算、运动学校核、人机工程设计和校核、三维装配、确定设计硬点和设计控制规则。 具体内容包括空间布置和性能相关项目布置。具体如下表 布置的内容布置的项目 空间布置（人机分析、法规校核）发动机、传动系的布置；悬架、轮胎的布置；座椅布置；踏板、变速杆等驾驶操作系统的布置；载货空间的布置；燃料箱、备胎的布置；车身及内、外 饰件的布置 性能相关项目布置 油耗燃料箱容量 制动性能质心位置、轮胎尺寸 操纵稳定性轴距、转向器的位置、方向盘行程 NVH性能传动轴夹角、发动机悬置、空滤器、消声器容量、 排气吊挂、后视镜、仪表板横梁 空气动力性能发动机罩前端高度、前风窗倾斜角、后风窗倾斜角、 扰流板、空气进出风口 机动性轮距、轴距、前后悬、转向齿条行程 发动机冷却前格栅型式、散热器尺寸、前端开口面积 2、汽车总布置设计的步骤 （1）定义整车结构及外形尺寸。进行整车总布置时，首先应初步定义汽车的型式（包括轴数、驱动型式、布置型式、车身型式等），然后选择动力及轮胎型号尺寸，接着对整车的外形尺寸进行定义（包括总长、总宽、总高、轮距、轴距、前悬、后悬、最小离地间隙等），另外还需确定汽车的质量参数 （2）确定假人百分位，定义H点位置。整车布置加人一般用95百分位美国男人和5百分位日本女人，躯干角一般前排为25°，后排为23°。 （3）确定眼椭圆、头部包络线。眼椭圆定义按SAE J 941进行，头部包络线做法按SAE J 1052的规定。头部包络线完成后，顶盖的最低高度可确定。 （4）进行前视野校核。按GB11562的规定，对效果图进行前视野校核。 （5）进行车身零件和总成布置。根据GB14167，结合效果图初选S值，确定安全带安装点初步范围；根据GB17354，确定前后保险杠的位置范围；根据选定的假人，布置合理的手臂到方向盘尺寸和脚到踏板的尺寸，从而确定方向盘中心位置及踏板位置，参考GB/T 17876；根据车轮跳动的包络线，确定合身轮罩等尺寸；进行车内外零部件的布置。 （6）确认发动机盖位置，进行动力总成布置。根据前视野校核结果，即可确定发动机盖上平面上限（应低于前视野下限线），结合此因素，可进行动力总成的初步布置。动力总成上平面到发动机盖下平面的距离一般应为40~50mm，如考虑到行人碰撞安全性，应加大到60mm 或将发动机盖材料改为塑料。动力系统布置时，应考虑轴荷分配、面积利用率、传动轴夹角、最小离地间隙等因素。 （7）进行底盘系统布置。应注意相对运动的零部件进行运动校核，确定它们的运动轨迹和运动空间，并防止各部件之间产生运动干涉，如车轮的跳动、传动轴的跳动等。 （8）应性及车内外人体、人机工程学校核。针对国家对汽车产品的相关强制性标准，对整车、零部件布置的符合性进行校核，另外，对国家尚未要求但国际上通用的标准应考虑符合性。按设计经验及相关参考资料，对车内外零部件尺寸、布置位置的合理性进行人体、人机工程学校核。
第一章整车集成 1.1总布置图绘制 1.1.1意义 根据新产品规划和概念设计确定车身总布置方案，然后再绘制总布置草图，然后开始进一步的 造型设计。其中整车总布置草图的绘制对后期的开发设计起到依据和指导作用。 1.1.2总布置草图的绘制 1.1. 2.1第一版总布置图-概念草图 1.1. 2.1.1相关输入及流程 为了给造型提供工程依据和下一步设计提供指导，绘制出总布置概念草图。总布置草图的绘制 开始于项目预研阶段，根据新产品的规划，对竞品车进行扫描分析，根据发动机舱初步布置数据得 出初步的整车限制尺寸和人机工程目标；依照相应的法律法规要求，并根据现有产品尽可能的考虑 通用化的前提下确定车身总布置方案。 总布置概念草图的绘制时间及相关流程见图1-1所示。 图1-1总布置草图绘制时间及流程 1.1. 2.1.2总布置草图内容 草图阶段的总布置图，主要是对造型的输入，体现总布置的基本硬点参数，其中最重要的是H 点的位置，Ｈ点是整车的设计参考点，必须在早期准确地确定，一旦更改将对整个前期的布置设计 及项目进度产生重大的影响。
在草图阶段的总布置图中，主要体现如下内容： 1、Ｈ点坐标，人机内部空间等相关参数； 2、整车外廓尺寸，包括长、宽、高、轮距、轴距、前悬、后悬； 3、法规要求及设计目标； 4、COP零件的状态； 5.三种载荷状态的地面线； 6、各种限制面； 7、其他，如车门形式、玻璃曲率等。 1.1. 2.1.3绘制概念草图步骤 在绘制概念草图之前，是在已经了解项目定位、对项目有了初步策划方案，并且对竞品车或对 标车进行了大量分析的前提下开始绘制。 通常，概念草图的绘制需要如下步骤： （1）首先建立车身坐标系，“国标”定义的“整车坐标系”。通过空载或设计载荷时车轮中心（左、右前轮和左、右后轮）及地板门槛纵平面来确定整车坐标系。然后摆放车姿，如图1-2所示。 图1-2 （2）确定踏板和踵点位置，如图1-3所示。 踏板组 后踵点 前踵点 图1-3