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1、在總成進(jìn)行方案布置和設(shè)計計算的同時，要進(jìn)行整車總體布置的有關(guān)計算(參數(shù)確定和性能計算)工作，并要在整車方案布置草圖及各總成匹配布置的基礎(chǔ)上正式繪制和布置整車總布置圖。 整車總布置圖包括側(cè)視圖、俯視圖、前視圖和必要的斷面布置圖、局部布置圖。 在繪制整車總布置圖的過程中，要隨時配合、調(diào)整和確認(rèn)其各總成的外廓尺寸、結(jié)構(gòu)、布置型式、連接方式、各總成之間的相互關(guān)系、操縱機(jī)構(gòu)的布置要求，懸置的結(jié)構(gòu)與布置要求、管線路的布置與固定、裝調(diào)的方便性等。 整車布置應(yīng)從車型系列化角度出發(fā)，減少基礎(chǔ)布置的變動，并可變型出多種車型，以適應(yīng)大量生產(chǎn)和用戶不同的使用要求，從而可以降低成本，提高可

2、靠性。 在布置某一新車型時，在圖面上同時考慮短軸距的42、64的自卸和牽引車的底盤布置要求，同時還考慮軸距加長后的幾種變型車的布置關(guān)系，如油箱、備胎、貯氣筒、電瓶、取力位置及方式、排氣系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、傳動軸夾角的變化、懸架和車箱的系列化設(shè)計等。這雖然增加了不少工作量，但對車型的系列化發(fā)展及生產(chǎn)組織、管理會帶來巨大的好處。 5.1整車布置的基準(zhǔn)線——零線的確定 汽車在滿載狀態(tài)下，確定整車的零線(三維坐標(biāo)面的交線)、正負(fù)方向及標(biāo)注方式。 (1)整車在滿載狀態(tài)、車頭向左來確定整車的坐標(biāo)線。 X坐標(biāo)線：通過左右前輪中心的鉛垂面，在側(cè)視和俯視圖上的投影線即為X坐標(biāo)線，前

3、為、后為“+”，該線標(biāo)記為。 Z坐標(biāo)線：取車架縱梁上翼面上較長的一段平面，或承載式車身中部底板的下表面，并與水平面平行時，該面在前視和側(cè)視圖上的投影線即為Z坐標(biāo)線，上為“+”、下為“-”，標(biāo)記為。 y坐標(biāo)線：通過汽車縱向中心線的鉛垂面，在前視和俯視圖上的投影線為了坐標(biāo)線，前視圖中右側(cè)為“+”、右側(cè)為“-”，標(biāo)記為。 (2)在新車設(shè)計時，整車的坐標(biāo)線確定后，車身(車頭、駕駛室)、車架的坐標(biāo)線也確定了，三者是統(tǒng)一的。 (3)如果用現(xiàn)有的車身、車架拼裝新車型，則三者的坐標(biāo)線不一定一致。因為所選用的車身、車架已有自己的坐標(biāo)線，而布置在新車上時，其坐標(biāo)線不一定與新車的坐標(biāo)

4、線重合，因布置上的需要會造成差值，在設(shè)計時應(yīng)記住這一差值，作為設(shè)計的原始數(shù)據(jù)。原車身、車架的坐標(biāo)不隨新車的坐標(biāo)而變動。 整車零線的畫法 上述的、、三條線，統(tǒng)稱為三個方向的零線。 在繪制總布置圖時，先確定零線的位置。一般是從側(cè)視圖上開始，根據(jù)整車的前懸及車架上表面至地面的高度，確定X和Z坐標(biāo)線的交點(diǎn)，然后通過該點(diǎn)畫一水平線和一垂直線，分別代表和。需要時可畫出網(wǎng)格線，間距為200mm或400mm，便于繪圖時坐標(biāo)點(diǎn)的換算或量取。 俯視圖和前視圖坐標(biāo)線的畫法可照此法處理，但須保證X、Y、Z三個坐標(biāo)線互相垂直。 地面線可暫時不畫，待前、后輪中心至車架上表面距離確定后，再以前、后輪中心為

5、圓心，以車輪靜力半徑為半徑，分別畫兩個圓弧，則兩圓弧的切線即為地干線。 圖5.1 整車總布置圖坐標(biāo)系 5.2確定車輪中心至車架上表面——零線的最小布置距離 5.2.1后輪中心至車架上表面——零線的距離 在前輪不驅(qū)動，僅后輪驅(qū)動的汽車上，前、后車輪中心至車架上表面——零線的最小布置距離取決于后驅(qū)動橋處在滿載狀態(tài)下的布置尺寸。參見圖5.2，圖中車架縱粱上表面與整車零線重合時，后輪中心至車架上表面—零線的距離為a+b+c。其中a為車架縱梁在后橋中心斷面處的斷面高度。b為滿載時后橋殼至車架最大跳動距離。對于中、重型貨車一般取95mm—110mm。c為后橋殼中心至與車架下表面相碰時的橋殼上表

6、面的距離。下表面相碰時的橋殼上表面的距離。 圖5.2 后輪中心至車架上表面——零線的距離 5.2.2 前輪中心至車架上表面——零線的距離 前輪中心至車架上表面——零線的距離，一般均小于后輪中心至零線的距離，這樣可以保證車架上表面在滿載狀態(tài)下與地面有一前低后高的夾角，使汽車在行駛時貨物不會向后移。前輪中心至車架上表面——零線的距離所以能小于后輪處，就因為前軸允許有一落差值，車架前端可以向下傾斜，以便滿足布置上的要求。見圖5.3，其中為前輪中心至車架上表面——零線的距離，c為滿載時前輪最大跳動量，對于中、重型貨車，其值為95mm～105mm左右，d為板簧總成的最大厚度，e為前軸落差值，

7、即轉(zhuǎn)向節(jié)中心至簧座上表面距離。前輪中心至零線的距離a=b+c+d-e。 一般載貨汽車的角取0.3～0.7。轎車多取0。 圖5.3 前輪中心至車架上表面——零線的距離 5.2.3前驅(qū)動輪中心至車架上表面——零線的距離 如果汽車前后輪均能驅(qū)動時，則前后輪中心至零線的最小布置距離取決于前驅(qū)動輪處在滿載狀態(tài)下的布置尺寸。一旦該距離確定后，根據(jù)角就可確定后輪中心至零線的距離。 在前后車輪中心確定后，可以以車輪的自由半徑和靜力半徑的長度為半徑，以車輪中心為圓心分別畫圓和圓弧(圓弧應(yīng)畫在地平面這邊)，則圓即為車輪外廓在側(cè)視圖上的投影線，而兩圓弧的公切線即為地平面在側(cè)視圖上的投影線。

8、 無論是那種車型，都應(yīng)考慮車架上表面至地面的距離(或至車輪中心的距離)，該距離越小越好，這樣可以保證汽車的貨箱底板能降至離地面距離最小(保證輪胎的跳動間隙)，并能保證車箱的縱、橫梁有足夠的斷面高度，以滿足其強(qiáng)度和剛度的要求，同時也可降低改裝車改裝部分的質(zhì)心高度。 5.3前軸落差的確定 當(dāng)前輪中心確定后，根據(jù)選定的車輪外傾角定出主銷中心的高度位置，然后選一合理的前軸落差值(前簧座上表面至主銷中心的距離)，在工藝允許的情況下盡量取大些，如果一級落差不夠，還可在兩簧座中間部分再出第二級落差，但要考慮最小離地間隙不能太小。兩級落差的前軸工藝性稍差些。 5.4發(fā)動機(jī)及傳動系的布置 根據(jù)總布置草

9、圖中所確定的發(fā)動機(jī)、前軸及前輪的相互位置關(guān)系、發(fā)動機(jī)總成、散熱器總成、車頭駕駛室總成的外形圖，一起在總布置圖中進(jìn)行細(xì)化、準(zhǔn)確定位，最后確定其坐標(biāo)位置。 布置時要注意以下幾點(diǎn)： ①油底殼與前軸的最小跳動距離； ②油底殼與橫拉桿的間隙，除前軸垂直跳動量外，還要考慮制動時由于前簧的S變形而造成前軸向前有一轉(zhuǎn)角(約3～4)所要求的額外間隙。特別是前驅(qū)動橋的傳動軸與油底殼或附近的橫梁等零件的間隙也應(yīng)如此。 ③散熱器與風(fēng)扇的位置關(guān)系。一般風(fēng)扇至散熱器芯部表面至少留40mm以上的間隙。風(fēng)扇中心與散熱器芯部中心可以對齊，或者高于芯部中心，但風(fēng)扇不要超過上水室下邊，這樣的布置冷卻

10、效果差； ④曲軸中心線與車架上表面——零線，有一前高后低的夾角(約2～5)，一般取3左右。目的是能使汽車在滿載狀態(tài)時，傳動系的軸線互相之間夾角最小，甚至從前至后成為一條直線，以提高萬向節(jié)的傳動效率和減少磨損； ⑤滿載時傳動軸的正常夾角在4以下最好，希望不超過8。越野車的傳動夾角可達(dá)11多。有條件時，驅(qū)動橋自身可以傾斜一個角度，以便滿足傳動軸的等角速運(yùn)轉(zhuǎn)，或減小傳動軸的夾角； ⑥單根傳動軸不易過長，必要時可加中間支承，變成兩根或多根傳動軸傳動。 轎車傳動軸的布置，在不影響離地間隙的情況下，主要考慮車身地板的傳動軸鼓包越小越好，因此傳動線可布置成中間低兩頭高的形式。 5.5車頭、

11、駕駛室的布置 在發(fā)動機(jī)與車架、前軸、前輪布置關(guān)系確定后，即可布置車頭、駕駛室，在總成設(shè)計階段，對其關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此在這僅對其相互位置關(guān)系進(jìn)行最后布置上的確認(rèn)和坐標(biāo)、尺寸的確定。 5.6傳動軸的布置 當(dāng)發(fā)動機(jī)、離合器及變速器這一動力傳動總成和后驅(qū)動橋的位置確定后，則可布置萬向節(jié)與傳動軸。 下圖給出了一根傳動軸兩端裝有萬向節(jié)這種最簡單的萬向節(jié)傳動的兩種布置應(yīng)使萬向節(jié)傳動兩端的夾角盡量相等，其數(shù)值在汽車滿載靜止時不應(yīng)大于4，最大應(yīng)超過7。 轎車為了盡量減小地板上的傳動軸通道凸包高度，在不低于其最小離地間隙的前提下，都盡量降低傳動軸的高度，但應(yīng)使萬向節(jié)叉軸線夾角不超過允許值。圖中(a)所示

12、的U型布置方案可滿足這一要求。然而當(dāng)載荷變動使后驅(qū)動橋離開設(shè)計位置時，U型布置傳動軸的前后萬向節(jié)叉的軸線夾角的差值將增大而破壞等速條件，這也是引起傳動系振動的原因，應(yīng)采取專門的措施，例如，選擇適宜的后懸架導(dǎo)向裝置的幾何參數(shù)，采用非對稱板簧，采用等速萬向節(jié)等。萬向節(jié)傳動軸與地板之間的間隙可取10～15mm。 圖5.4 萬向節(jié)傳動的兩種布置方案 （a)U型布置；(b)Z型布置 5.7懸架的布置 以載貨車的板簧為主，介紹布置上的要求。 前板簧的布置要保證主銷后傾角的要求，同時這種前高后低的布置也有利于產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向。 板簧的支架應(yīng)盡量減少懸臂的長度，以求在較小尺寸和質(zhì)量的前提下，獲得較大

13、的強(qiáng)度和剛度。 后板簧的布置應(yīng)做到前低后高，亦可獲得不足轉(zhuǎn)向。特別是高速轎車、輕型客車及吉普車等一定要考慮。對于載貨車，可能因結(jié)構(gòu)原因而造成布置上難度較大，則可較少考慮。 減振器應(yīng)盡量布置成垂直狀態(tài)，以最大限度地利用其有效行程和減少偏差。若空間不允許，也可斜置。布置時應(yīng)注意下支點(diǎn)的離地高度，后減振器的上支點(diǎn)不應(yīng)高出車架上表面太高(不應(yīng)超過80mm)，以免影響改裝車的裝配和布置。 注意減振器上下行程的分配，不能發(fā)生上下頂死現(xiàn)象。 前懸架采用獨(dú)立懸架時，要注意導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動對前輪定位角、輪距變化的影響及布置上的抗點(diǎn)頭角的作用，拆裝油底殼的方便性等。 5.8車架總成外形及其橫梁的布置 先

14、確定車架縱梁的斷面(膠板)高度，可通過有限元計算，并參考同類樣車的車架最大斷面高度，決定車架的最大斷面高度。 車架縱粱的外形，對于一般載貨汽車來講，前后軸之間的車架縱梁的斷面高度為最大值，而在前、后軸附近及前、后端的斷面高度均可變小，大多數(shù)車的前軸和后橋中心都處在車架縱粱斷面高度變化的過渡區(qū)內(nèi)。 也有的載貨汽車或越野車，車架縱梁的后部斷面也取為最大值。對產(chǎn)量不大的重型車，車架從前到后采用等直的斷面高度，即為落料成矩形斷面，再壓彎成“C”型結(jié)構(gòu)，這樣的縱梁制造工藝簡單、成本低，但是質(zhì)量偏大，前部布置上不太理想。 車架前部的變斷面，除要保證足夠的強(qiáng)度和剛度外，形狀的變化及選擇，要考慮布置上的

15、需要和沖壓的工藝性，如前簧的布置，主銷后傾角度、前輪的跳動量、發(fā)動機(jī)和散熱器等的懸置結(jié)構(gòu)和處理是否理想、車頭或駕駛室懸置的布置等，最后進(jìn)行綜合平衡后再確定車架前部外形尺寸和斷面高度。 車架總成外寬的確定 不同的車型、不同的廠家，所選的車架總成外寬不一樣，雖然國家制訂了車架外寬的標(biāo)準(zhǔn)，但目前國內(nèi)沒有達(dá)到統(tǒng)一。 對車架總成的外寬，其前、中、后部不等，主要取決于布置上的需要。前部外寬取決于發(fā)動機(jī)的外寬及懸置結(jié)構(gòu)的布置、散熱器的尺寸及懸置、前輪距、前輪胎的型號及車輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向縱拉桿和減振器的布置、前懸架的結(jié)構(gòu)型式和布置位置等因素。后部車架的外寬取決于后懸架的結(jié)構(gòu)、尺寸、布置及后輪胎(特別是雙

16、胎)的型號、布置尺寸、整車外寬(不允許超過2.5m)。車架中部的外寬主要考慮國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，及前、后部寬度的差值的大小和過渡區(qū)的工藝性等，盡量采用前、中、后部等外寬的車架，這樣工藝性比較好，質(zhì)量容易保證。 轎車的車架主要是根據(jù)布置需要，多采用承載式車身，而高級的轎車還是采用有車架式結(jié)構(gòu)，但車架的外形都根據(jù)布置上的需要，做成前后窄而高、中間寬而低的形式，這樣可以保證整車質(zhì)心低而且運(yùn)行平穩(wěn)。 車架總成的橫梁布置應(yīng)均勻、結(jié)構(gòu)合理，在膠板上有總成固定支架的地方(即力的作用點(diǎn))，應(yīng)布置橫梁，以便減少縱梁腹板的側(cè)彎。懸架支架、發(fā)動機(jī)懸置、油箱、電瓶、駕駛室懸置等處都應(yīng)考慮布置橫梁。 5.9轉(zhuǎn)向系的布

17、置 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置，主要是保證駕駛員操縱輕便、舒適，并使汽車具有較高的機(jī)動性和靈敏度，轉(zhuǎn)彎時減少車輪的側(cè)滑，減輕轉(zhuǎn)向盤上的反沖力和有自動回正作用。 轉(zhuǎn)向系布置的關(guān)鍵要保證轉(zhuǎn)向傳動裝置及拉桿系統(tǒng)有足夠的剛度和較小的傳動比變化量。 轉(zhuǎn)向機(jī)及轉(zhuǎn)向柱的固定要牢靠，角度及轉(zhuǎn)向盤的高度位置應(yīng)保證駕駛員操作靈便，手臂沒有被架高的感覺，抬腿蹬踏板時不碰轉(zhuǎn)向盤。 拉桿必須有足夠的剛度，特別是彎拉桿，要保證沒有彈性變形。在前輪左右最大轉(zhuǎn)角區(qū)間內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)不能出現(xiàn)發(fā)卡，磨擦現(xiàn)象，拉桿之間不能出現(xiàn)死角，在轉(zhuǎn)向過程當(dāng)中傳動比的變化應(yīng)盡量小。 在系列車型設(shè)計當(dāng)中，由于軸距的變化會影響梯形底角的變化，在實際生產(chǎn)中

18、，這種細(xì)小的變動很難處理，管理上容易出現(xiàn)誤裝或錯裝，生產(chǎn)也不好安排，為此就應(yīng)在設(shè)計時回避這一誤區(qū)。轉(zhuǎn)向梯形的確定，以系列車型中，產(chǎn)量最大的、或軸距居中的車型、亦可兩者兼顧后決定以某一車型為基礎(chǔ)設(shè)計其轉(zhuǎn)向梯形，其它車型直接乘用，這樣便于組織生產(chǎn)和發(fā)展變型車；對使用影響也不大。 在縱置板簧的布置中，轉(zhuǎn)向垂臂的球頭中心應(yīng)與板簧的跳動中心重合或接近，上節(jié)臂的球頭中心應(yīng)與主片的高度相差，這樣可以減少車輪跳動時的干涉量，緊急制動時的干涉跑偏問題。 轉(zhuǎn)向盤的高度、轉(zhuǎn)向柱的角度固定方式等可與車身總布置共同商定，亦可在1：1的內(nèi)模型內(nèi)確定，并與腳踏板和坐椅一同考慮。 5.10制動系統(tǒng)的布置 國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)

19、定：汽車上應(yīng)配有行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應(yīng)急制動功能，三者可以獨(dú)立、亦可互相聯(lián)系，當(dāng)某二者失靈(踏板或制動閥除外)，另一系統(tǒng)仍具有應(yīng)急的制動功能。應(yīng)急制動的操作必須方便可靠，它可與行車制動或駐車制動的操縱機(jī)構(gòu)結(jié)合，但三者不能合在一起。對于駐車制動，要求它必須通過機(jī)械裝置把工作部件(制動器)鎖止，解除也應(yīng)方便可靠。 行車制動必須采用雙回路或多回路系統(tǒng)，當(dāng)部分管路失效后，其余部分仍有至少30％的制動效能。 總質(zhì)量大于12t的長途客車、旅游客車和總質(zhì)量大于16t并帶10t掛車的列車必須裝ABS，所以配合好制動系統(tǒng)的布置和設(shè)計是非常重要。 整車設(shè)計人員要與總成設(shè)計人員共同商定，選擇行車和駐車

20、制動器的方案、制動操縱方式及驅(qū)動機(jī)構(gòu)的型式、結(jié)構(gòu)和布置。 一般輕、轎車上均采用液壓制動系統(tǒng)。中、重型車上采用氣壓制動系統(tǒng)。兩種不同的驅(qū)動機(jī)構(gòu)要求制動器的布置、整車制動系統(tǒng)的配置、操縱機(jī)構(gòu)的型式和結(jié)構(gòu)等也各不相同，所以對制動系統(tǒng)的方案選擇和進(jìn)行合理的布置是非常關(guān)鍵的。 5.11進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置 進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)方案的選擇及布置的合理性，對整車的性能、可靠性、排放和振動噪聲等有影響。 空氣濾清器及進(jìn)氣管路是保證發(fā)動機(jī)得到充足和清潔空氣的通道，所以吸氣口要放在空氣暢通、清潔、灰塵少的部位，管道長度應(yīng)盡量短，以便減少阻力?？諝鉃V清器的容量要足夠，特別在風(fēng)沙、灰土大的地區(qū)，要加大空氣濾清器的容量

21、，以增加濾清效果，減少發(fā)動機(jī)的磨損和保證其正常地工作。 一般長頭車的空氣濾清器放在發(fā)動機(jī)罩內(nèi)，但平頭車或重型車的空氣濾清器(空氣濾清器較大)都放在車身(頭)的外面，有的從駕駛室背后豎起一個煙囪式的通氣管道，吸氣口在上端朝下或朝外。有的平頭車的進(jìn)氣管道放在了乘客側(cè)的車門和風(fēng)窗玻璃的交接縫處，雖然不美觀，但對性能有益。 對于長頭重型車，由于空濾器較大，也可放在車頭側(cè)面。 排氣系的布置要保證發(fā)動機(jī)排氣暢通，阻力小(排氣制動系統(tǒng)除外)，同時要盡量減少噪聲和振動，排氣口要朝左或右，不許朝向人行道。 排氣管道的布置與油箱的距離應(yīng)大于300mm，若布置不開時，中間可加隔熱板。 排氣管道的任何部位(

22、除排氣尾管的排氣口外)都不允許發(fā)生漏氣現(xiàn)象，以防止產(chǎn)生振動的噪聲。 消聲器進(jìn)氣管應(yīng)盡量與動力總成固定在一起，以減少振動干涉。排氣系統(tǒng)在整車(車架)上要用軟墊進(jìn)行支承和固定，以減少管道各接口處的振動和干涉。 在布置消聲器時，注意離地間隙大小，特別是轎車更應(yīng)選擇合適的方案，不應(yīng)影響通過性。 5.12操縱系統(tǒng)的布置 轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱的布置前面已經(jīng)論述，這里僅對踏板(離合器、制動、油門)裝置、變速操縱，駐車制動裝置等進(jìn)行論述。 所有踏板和操縱手柄位置都應(yīng)按人體工程學(xué)的要求進(jìn)行布置，可以在1:1的內(nèi)模型中進(jìn)行布置。 要求所有的操縱機(jī)構(gòu)都要有足夠的剛度，運(yùn)動件的連接處配合間隙要合理，盡量減小自由

23、間隙，運(yùn)動件不能出現(xiàn)發(fā)卡和干涉現(xiàn)象，確保操縱動作的靈活與準(zhǔn)確。特別是變速操縱機(jī)構(gòu)，使用頻繁、要求輕便、自由間隙小、不僅要求操縱機(jī)構(gòu)本身剛度好，而且要求用來固定操縱機(jī)構(gòu)的基體件的剛度也要好，這樣才能保證在換檔操作過程中靈活、準(zhǔn)確、手感強(qiáng)。 5.13車箱的布置 根據(jù)車型所確定的載重量、用戶對車箱長度的要求、整車的外廓尺寸、車箱底板是否允許有車輪鼓包、貨物的情況等，合理地選擇車箱的內(nèi)部尺寸，但必須要保證符合公司內(nèi)部所確定的車箱內(nèi)部尺寸系列，不應(yīng)隨意變動，這樣可以便于組織生產(chǎn)和變型，有利于系列化和通用化。 車箱前板及保險架離駕駛室后圍或相關(guān)部件的間隙應(yīng)不小于40mm。 保險架的高度應(yīng)超出駕駛室頂部70mm～lOOmm。 車箱縱、橫梁布置要合理，保證自身有足夠的強(qiáng)度和剛度，使車箱底板在長期承載使用狀態(tài)下，不會產(chǎn)生永久變形。 車箱縱梁的后端允許超出車架尾端不大于200mm，以便減輕車架的質(zhì)量。