1.2.1总布置设计线图

在进行三维总布置建模之前,为了为其他子项目组(如车身、造型等)快速提供设计硬点和设计参数,可以先根据设计任务书,进行二维的总布置设计,然后可以将其应用于三维设计,具体如下内容:

(1)绘制总体布置控制线图：基于开发车型的参考车型或标杆车型或竞争性车型的数据测量和BENCHMARK研究，在取长补短的原则和优化组合与差异性结合的原则基础上，表示出在整车造型控制线图,并结合人机工程、轴距、座椅尺寸、离地间隙等。基于标准座标系，获得初步的总布置结果和数据（图1.2.1）。

(2)绘制总布置图的坐标系，据设计要求选定的基本尺寸确定设计坐标系，作为设计开发的坐标设定。（见示范图1.2.2）；中国采用右手定则,将前轮中心作为X轴零线,向车后为正,每隔或mm画一坐标线,并在坐标线的一头分别标出1X和2X…;Y轴以左右对称中心线为零线,向右为正,向左为负,每隔或mm画一坐标线,并在坐标线的一头分别标出1Y和2Y…;Z轴以车架上平面线或承载式车身地板平直段的地板下平面线为坐标零线,每隔或mm画一坐标线,并在坐标线的一头分别标出1Z和2Z….欧洲和德国常用左手定则.

(3)驾驶区布置线图，表示出驾驶区的纵向、横向、腿膝部和头部活动区的坐标相对位置。及人机工程布置的满足程度及结果（见示范图1.2.3）。

1.2.2发动机传动系统的布置

(1)布置形式

汽车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(纵置和横置两种);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)发动机匹配

汽车可配置不同型号发动机,要校合尺寸空间及发动机悬置设计，要考虑如下几个方面：(a)、振动噪声最低,要分析计算;(b)、维修最方便,建议进行三维装配流程仿真;(c)、传动系统进行动力性、经济性优化。（d）、benchmark同类车的比对研究与借鉴。

(3)尺寸布置和建模要求

(a)传动轴夹角水平面(俯视图)内接近零在-1～+1度之间最好,最大为-5～+5度，上下跳动公差最大不能超过2度,满载工况轿车前视图与水平面夹角为-2～+2度,半载(轿车载3人)为-5～-1度之间,货车可以大一些一般在-10～-5度之间最好,小型轿车由于传动轴短可以比大轿车适当大些,一般可分别在-8～-4度.

(b)发动机和附件与其他和各自之间布置间隙分别为:静止件之间布置间隙10～15mm;运动件或有热量件与其他件之间动间隙15～25mm;经常修理部件间隙应25mm；一般在25～50mm;排气管与其他所有零件间隙应大于30mm；一般30～60mm;排气管与油箱与油管之间间隙应大于60mm；一般为60～90mm,而且要装防热辐射反射板。

(c)发动机悬置安装孔位硬点位置度建模精度误差为-0.5～+0.5mm;发动机结构外形的建模误差为在-2～+2mm之间,发动机机舱附件建模精度误差为-1～+1mm,附件安装孔位位置度硬点建模精度误差为-0.25～+0.25,安装支架和车身支承孔位硬点位置度建模精度误差为-0.25～+0.25，零部件安装螺栓与孔位之间要设计2mm间隙(如M10螺栓用直径12或13的孔),以便补偿制造和装配误差。

1.2.3转向系统

(1)转向系统形式

多数中小车辆转向系统采用齿轮齿条转向器。由于其结构简单,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，如有一些微型面包车采用单向出力式。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。转向系统主要零部件与其他零件之间布置间隙与建模精度要求。

(2)转向系统匹配

可以用转向梯形理论对转向系统进行设计,现代汽车设计,由于使用频率为高速几率大,而且由于轮胎变形的原因,为减少轮罩设计尺寸及扩大驾驶室布置空间,可以在转向梯形理论基础上除以2来校合转向梯形,即左右转角差可以适当减小.同时要进行轮胎转向和跳动的运动学校合.

(3)转向系统尺寸布置及建模要求

(a)、转向器与其他件之间间隙一般为10～15mm,转向系统运动部件与其他零件间隙，在运动过程中和静态都应在15～25mm;

(b)、转向器外形建模精度为-1～+1mm之间;

(c)、转向器安装孔位和摇臂轴孔及断开点球头中心等硬点位置度建模精度误差为-0.25～+0.25mm;

(d)、转向节及转向柱等零部件外形建模精度误差为-0.5～+0.5mm;

(e)、转向柱安装定位孔位硬点位置度建模精度为-0.25～+0.25mm;

(f)、转向系统设计计算详见后面章节;

(g)、转向器支架的安装定位孔位硬点位置度建模精度误差为-0.25～+0.25mm;

(h)、转向器支架建模精度误差为-0.5～+0.5mm,安装定位建模精度误差为-0.25～+0.25mm;

(i)、螺栓与孔间有2mm设计间隙,以便于装配。

1.2.4悬架系统布置设计

(1)转向系统布置方案

由于轴荷的变化及运动过程中与转向系统干涉都要检验，悬架的元件需作优化,如减震器、螺旋弹簧阻尼及刚度校核，调整其阻尼及刚度,下摆臂长度调整,横向稳定杆需重新布置,纵向拉或推力杆需设计,副车架需重新设计,悬架常用结构有几十种,设计采用benchmark设计原则，请详见悬架设计章节。

(2)悬架布置与设计硬点获取

总布置的目的是为确定悬架设计硬点和相关零部件设计硬点.在满足悬架设计基本要求情况下先初步布置悬架布置设计,为精确悬架设计及车身等零部件设计提供依据和硬点。在选定某一车型悬架平台基础上,满足悬架设计初步定位参数,以便得到设计硬点.悬架主要设计定位参数。可初定待悬架详细设计时,优化最后结果。一般轿车按照空载,半载和满载三种工况分别进行优化。

在半载状态(轿车只乘3人),主销内倾角一般在11～16度公差-0.5～+0.5度,侧偏移距-10～+10mm;主销后倾角0～+3度公差-0.3～+0.3度之间;车轮外倾角+0～+0.5度公差-0.25～+0.25度.

(3)悬架尺寸布置及建模要求

(a)总布置建模时要将沿用件尽力建准,定位面误差应在-0.25～0.25mm之间,非定位面误差应在-1～+1mm,车轮轮辋定位和安装面建模精度误差为-0.25～～+0.25mm,转向节或轮轴轮毂及轮辋安装平面的建模轴向精度误差为-0.25～+0.25mm。

(b)转向节球头定位建模精度空间误差为-0.25～+0.25mm。

(c)导向杆的长度误差控制在-0.25～+0.25mm,其他方向形状误差为-2～+2mm.(e)副车架按装定位孔位定位面硬点建模误差为-0.25～+0.25mm,其余外形结构误差为-3～+3mm.这样的误差是不能作为产品数模的,只能作为总布置之用。

1.2.5制动系统

(1)制动系统布置和匹配

对于一个新车型,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,或制动器直径等参数）。初选前、后制动器时可以参照同样或接近设计车型前、后轴荷的车型制动器参数,进行制动系统优化和调整,并要考虑制动器与转向节,车桥和车轴的安装和定位.为获得负的或小侧偏移距,一般前悬架常采用盘式制动器。

(2)制动系统尺寸布置及建模要求

(a)、定位面和孔位建模精度误差为-0.25～+0.25mm,其余部分建模误差可以为-3～+3mm。

(b)、制动地板和制动鼓之间按装定位误差为-0.25～+0.25mm,可以不详细建内部结构,可合一起只建外形和安装面数模.

(c)、制动管路的布置可以先粗后精,设计开始，可选定管路形式然后粗排管路,以便车身地板设计时考虑到筋槽用于布置制动管路.以便车身加强筋设计时，顺便考虑一下制动管路，也可以考虑参照benchmark原则进行设计。

1.2.6驾驶区踏板位置布置

(1)驾驶区布置及要求

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。可以依据SAE标准或GB标准进行布置,并要满足人机工程标准和要求.也可以从成熟产品中测量反求（benchmark）,以便获得理想的结果。

(2)驾驶区尺寸布置及建模要求

(a)、一般制动踏板面高出油门踏板30～60mm,以便安全,制动踏板与油门踏板在Y轴方向(侧向)两踏板边界间距为20～80mm(小车小大车大);

(b)、离合器踏板离制动踏板距离为30～60mm,理想的中心距为～mm.

(c)、制动踏板和离合器踏板宽一些，一般大于油门踏板宽的2倍,离合器和制动器踏板上平面基本在一个平面上。

1.2.7车身最小外形于控制

(1)三箱最小外形硬点的设计

很多设计是全新设计,也有一些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。必须进行人机工程学布置和三维建模,并进行benchmark研究，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,行李箱和发动机等的布置进行初步的边界确定,一般设计，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～mm),一般高档汽车要大一些。

(2)仪表板总布置设计

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，及空间布置尺寸下，根据满足人机工程原则和造型与美学原则,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。

(3)灯具布置

前、后照灯总成可重新设计,当然也可以选型,必须参照同类型灯具的结构进行安装布置,以便为车灯支架车身板设计提供硬点,也为灯具设计提供了条件和便利。一般将灯具下部布置一个定为销孔，上边布置一个长条孔及一个大直径孔（可以比螺栓直径大3～5mm）。

(4)布置建模要求

(a)、以上零部件在边界和安装定位硬点的建模要求误差为-0.25～+0.25mm;

(b)、非定位点面及形状建模误差为-3～+3mm.

1.28电器系统布置于设计

如前所述，采用三维电气系统的布置,以便确定电气零部件与车身安装位置的设计硬点及获得线束长度。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。

图1.2.4～图1.2.23为有关总布置设计很多主要内容和三维图示，布置设计除遵循上述原则外，重要的是要按照新开发产品所参考的实际车型或标杆车型的BENCHMARK设计作为设计原则或准则，与成熟车型结构和特征相同，被认为是正确设计的证明，可免于实验验证或计算仿真。当不知道怎样设计时，去看BENCH

-MARK结构，便可得到正确的结论或设计结果。

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