汽车设计

xuxinqing

汽 车 设 计
汽车设计理论是指导汽车设计实践的；而汽车设计实践经验的长期积累和汽车生产技术的发展与进步，又使汽车设计理论得到不断的发展与提高。汽车设计技术是汽车设计的方法和手段，是汽车设计实践的软件与硬件。
　　由于汽车是一种包罗了各种典型机械元件、零部件、各种金属与非金属；材料及各种机械加工工艺的典型的机械产品，因此其设计理论显然要以机械设计理论为基础，并考虑到其结构特点、使用条件的复杂多变以及大批量生产等情况。它涉及许多基础理论、专业基础理论及专业知识，例如：工程数学、工程力学、热力学与传热学、流体力学、空气动力学、振动理论、机械制图、机械原理、机械零件、工程材料、机械强度、电工学、工业电子学、电控与微机控制技术、液压技术，液力传动汽车理论、发动机原理、汽车构造、车身美工与造型、汽车制造工艺、汽车维修等。
汽车设计的发展
　　在近百年中，汽车设计技术也经历了由经验设计发展到以科学实验和技术分析为基础的设计阶段。20世纪60年代中期，在设计中引入电子计算机后又形成了计算机辅助设计(CAD，Computer Aided Design)等新方法，使设计逐步实现半自动化和自动化。
　　经验设计是以已有产品的经验数据为依据，运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法，使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。一种新车型的开发，往往要经过设计—试制—试验—改进设计—试制—试验等二次或多次循环。反复修改图纸，完善设计后才能定型，设计周期长，质量差，消耗大。
　　随着测试技术的发展与完善，在汽车设计过程中引进新的测试技术，和各种专用的试验设备，进行科学实验，从各方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。同时广泛采用近代数学物理分析方法，对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究，这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。电子计算机的出现和在工程设计中的推广应用，使汽车设计技术飞跃发展，设计过程完全改观。汽车结构参数及性能参数等的优化选择与匹配，零部件的强度核算与寿命预测，产品有关方面的模拟计算或仿真分析，都在计算机上进行。这种利用计算机及其外部设备进行产品设计的方法，统称为计算机辅助设计(CAD)。
　　随着计算机在汽车设计中的推广应用，一些近代的数学物理方法和基础理论方面的新成就，在汽车设计中也日益得到广泛应用。现代汽车设计，除传统的方法和计算机辅助设计方法外，还引进了最优化设计、可靠性设计、有限元分析、计算机模拟计算或仿真分析、模态分析等现代设计方法与分析手段，甚至还引进了雷达防撞、卫星导航、智能化电子仪表及显示系统等商新技术。
　　在产品开发的整个过程中，产品先天质量决定于设计，产品在包括原材料、锻造、使用、维修等各方面的花费，即广义成本的70%是由设计阶段决定的。因此设计方案的修改尽可能地在产品开发的前期进行，使产品设计一次成功，避免在产品开发后期因改变设计而造成的巨大浪费。
汽车设计的内容与特点
　　汽车的设计开发工作，是由根据市场调查及使用要求而制定的设计任务书开始的。
　　1.汽车设计的内容
　　汽车设计的内容包括整车总体设计、总成设计和零件设计。整车总体设计又称为汽车的总布置设计，其任务是使所设计的产品达到设计任务书所规定的整车参数和性能指标的要求，并将这些整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能。
　　2.汽车设计的特点和要求零件标准化、部件通用化和产品系列化
　　 (1)由于汽车出产量大，品种及型号多，设计中实行零件标准化、部件通用化和产品系列化，可化生产，提高工效，保证产品质量，降低生产成本，减少配件品种，方便维修。
　　(2)考虑使用条件的复杂多变
　　为了使所设计的汽车产品；具有竞争力，设计中就要充分考虑。其对复杂多变的使用条件的适应性。特别应注意热带、寒带等不同的气候条件和高原、山区、丘陵、沼泽、沿海等不同的地理条件，以及燃料供应，维修能力等不同的使用条件对汽车结构、性能、材料、附件等的特殊要求。
　　(3)重视汽车使用中的安全、可靠、经济与环保
　　汽车良好的使用性能是设计者要追求的目标，不同的汽车使用性能也是不同的(例如：动力性、汽车燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、舒适性、通过性以及可靠性、耐久性、维修性和对环境保护的影响性能等)；而且在某些性能之间有时是相互矛盾的。因此；要在给定的使用条件下协调各使用性能的要求，优选各使用性能指标，使汽车在该使用条件下的综合使用性能达到最优。特别要重视使用中的安全、可靠、经济与环保。
　　(4)车身设计既重视工程要求，更注重外观造型
　　汽车车身的外形、油漆及色彩是汽车给人们的第一个外观印象，是人们评价汽车的最直接方面，也是轿车的重.要市场竞争因素，是汽车设计非常重要的内容。车身造型既是工程设计，又是美工设计。从工程设计来看，它既要满足结构的强度要求、整车布置的匹配要求和冲压分块的工艺要求，又要适应车身的空气动力学的要求而具有最小的，空气阻力系数。从美工设计来看，它应当适应时代的特点和人们的爱好，要像对待工艺品那样进行美工设计，给人以高度美感，起到美化环境的作用。
　　(5)在保证可靠性的前提下尽量减小汽车的自身质量
　　和固定的机械设备不同，作为运输用的汽车，其自身质量直接影响其燃油经济性。和单件生产/小批量生产的产品不同。作为大批量生产的汽车，减小其自身质量可节约大量的制造材料，降低生产成本。合理地减小汽车的自身质量，会对汽车工业和汽车运输业带来巨大的经济效益。最优化设计方法可满足这方面的设计要求。
　　(6)设计要在有关标准和法规的指导下进行
　　除设计图纸的绘制与标注应按有关国家标准进行外，汽车设计还应遵守与汽车有关的一些标准与法规。中国汽车工业标准包括与国际基本通用的汽车标准和为宏观控制汽车产品性能和质量的标准，它包括国家标准、行业标准和企业标准。汽车标准又分为强制性标准和推荐性标准。强制性标准主要有：整车尺寸限制标准、汽车安全性标准、油耗限制标准、汽车排放物限制标准及噪声标准。为使我国汽车产品进入世界市场设计时也应考虑到国际标准化组织汽车专业委员会(ISO/TC22)制订的一些标准和美国国家标准协会(ANSl)、美国汽车工程师学会(SAE)标准、日本工业标准(JIS)、日本汽车标准组织(JASO)标准、日本汽车车身工业协会标准(JABIA)、日本汽车轮胎标准(JATMA)、日本汽车用品工业协会标准(JARP)、日本蓄电池工业协会标准(SBA)以及联合国欧洲经济委员会(ECE)、欧洲经济共同体(EEC)所制订的汽车法规。
　　(7)汽车设计是考虑人机工程、交通工程、制造工程、运营工程、管理工程的系统工程
　　汽车是由人来驾驶和乘坐的，因此其设计必须考虑这种人车关系，即操纵要方便、乘坐要舒适。汽车是一种交通工具，其设计必须符合交通工程的要求。
汽车设计的设计过程
　　1.制订产品开发规划
　　在汽车产品开始技术设计之前，必须制订产品开发规划。首先，必须确定具体的车型，就是打算生产什么样的汽车。其次是进行可行性分析，根据用户需求、市场情况、技术条件、工艺分析、成本核算等，预测产品是否符合需求，是否符合生产厂家的技术和工艺能力，是否对国民经济和企业有利。第三步是拟定汽车的初步方案，通过绘制方案图和性能计算，选定汽车的技术规格和性能参数。最后一步是制定出设计任务书，其中写明对汽车的形式、各个主要尺寸、主要质量指标、主要性能指标以及各个总成的形式和性能等具体要求。
　　产品开发的前期工作，是分析各方面的影响因素，明确产品开发的目的和工作方向。否则，不经过周密调查研究与论证，盲目草率上马，轻则会造成产品先天不足，投产后问题成堆；重则造成产品不符合需求，在市场上滞销，带来重大损失。在产品开发的前期，企业为了进行各种研究与探讨，概念设计和概念车在近年来逐渐兴起。概念设计，是对下一代车型或未来汽车的总概念进行概括描述，确定汽车的基本参数、基本结构和基本性能的设计。概念设计同样需要研究产品的开发目的、技术水平、企业条件、目标成本、竞争能力等。概念设计可能只停留在图纸上和文件上的描述，称为“虚拟的”概念车；也可能制造出实体的样车供试验和研究。概念设计可能只是一种参考方案或技术储备，也有可能纳入正式的产品开发规划。所以概念设计只供产品开发参考，但也有可能成为正式产品开发规划的重成部分，成为新一代车型的初步设计。
　　2.初步设计
　　汽车初步设计的主要任务是构造汽车的形状设计，主要包括如下内容：
　　(1)汽车总布置设计 总布置设计(又称初步造型)，是将汽车各个总成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。为了保证汽车各部分合理的相互关系，需要定出许多重要的控制尺寸。在这个阶段，需要绘制汽车的总布置图，绘出发动机、底盘各总成、驾驶操作场所、乘员和货物的具体位置以及边界形状；也包括零部件的运动(如前轮转向与跳动)范围校核。经过汽车总布置设计，就可确定汽车的主要尺寸和基本形状。
　　(2)效果图是表现汽车造型效果的图画。造型设计师根据总布置设计所定出的汽车尺寸和基本形状，就可勾画出汽车的具体形象。效果图又分为构思草图和彩色效果图两种。构思草图是记录造型设计师灵感的速写画。彩色效果图是在构思草图的基础上绘制的较正规的绘画，需要正确的比例、透视关系和表达质感。彩色效果图包括外形效果图、室内效果图和局部效果图，其作用是供选型讨论和审查。效果图的表现技法多种多样：可采用铅笔、钢笔，也可采用毛笔(水彩画或水粉画)等，而月前较流行的是混合技法——用麦克笔描画、喷笔喷染以及涂抹、遮挡等同时表现技法。只要效果良好，表现技法可不拘一格。
　　(3)制作缩小比例模型
　　缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成。轿车缩小模型常用1：5的。比例，亦即是真车尺寸的1／5。英、美等国采用英制尺寸，模型的比例是3／8。造型泥是一种油性混合物，又称油泥，在常温下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前须经烘烤。缩小比例模型是在彩色效果图的基础上更进一步表达造型构思，具有立体形象，比效果图更有真实感，要求比例严格、曲线流畅、曲面光顺。雕塑一个缩小比例汽车模型，需要从各个角度审视，反复推敲，精工细雕，因而很难在两三天内完成。
　　(4)召开选型讨论会
　　经过初步设计，绘制出一批彩色效果图和塑制出几个缩小比例模型，就可以召开选型讨论会。会议的目的是从若干个造型方案中选择出一个合适的车型方案，以便作为技术设计的依据。选型讨论会主要讨论审美问题，但也涉及结构、工艺等方面，故通常由负责人召集造型设计师、结构设计师和工艺师等参加会议。选型讨论会结束，说明选定车型的造型构思基本成熟，汽车的初步设计亦结束。
　　3.技术设计
　　技术设计包括确定汽车造型和确定汽车结构两个方面。
　　(1)确定汽车造型
　　1)绘制胶带图。胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的1:1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形曲线。胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为止。胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进一步修订。
　　2)绘制1：1整车外形效果图。单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩小比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。打个比方，雏鸡看上去很小巧可爱，若放大5倍就显得太胖太臃肿。汽车也是一样，缩小比例模型上某些圆角或曲线看上去很小巧雅致，放大5倍后就显得笨拙臃肿。因此，汽车形状的最后确定，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而应经过1：1效果图和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。
　　3)制作1：1外部模型。1：1外部模型是汽车外形定型的首要依据。根据缩小比例模型的放大数据，结合胶带图和1：1效果图的的修订情况，就可以制造1：1外部模型。这个模型是在一个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所以制造一个1：1外部模型的时间很长，通常需要几个星期。
　　4)制作1：1内部模型。1：1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸。1：1内部模型与1：1外部模型同时制作，其设计和尺寸相互配合。1：1内部模型的形状、色彩、覆盖饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使人具有置身于真车室内的感觉。
　　5)造型的审批。1：1外部模型、内部模型、效果图完成后，需要交付企业最高领导审批，使汽车最终定型。汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段，大公司为了击败对手会采用频繁更换车型的手段，对汽车造型设计的需求就十分迫切，并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。
　　6)确定汽车结构
　　汽车造型审定后，就可以着手进行汽车结构设计。
　　汽车的结构设计，是确定汽车整车、部件(总成)和零件的结构。也就是说，设计师需要考虑由哪些部件组合成整车，又由哪些零件组合成部件。零件是构成产品的最基本的、不可再分解的单元。毫无疑问，零件设计是产品设计的根基。零件设计时，首先要考虑这个零件在整个部件中的作用和要求；其次，为了满足这个要求，零件应选用什么材料和设计成什么形状；最后，零件如何与部件中其他零件相互配合和安装。按照零件所使用的材料，可分为金属材料和非金属材料两大类。
　　金属材料又可分为钢铁(黑色金属)材料和有色金属材料两大类。汽车所采用的非金属材料种类繁多。钢铁是汽车上所使用的最重要的材料，占全车重量的大部分。钢铁的主要优点是强度、刚度和硬度高，耐冲击和耐高温，因而用于汽车上载荷大、高温、高速的重要零件。所谓强度高，就是这种材料可承受较大的力而不被破坏；所谓刚度高，就是这种材料可承受较大的力而变形很小。汽车的零件在工作时，有的零件承受拉力而有伸长的趋势；有的零件承受压力而有缩短的趋势；有的零件承受弯曲力矩而趋于弯曲变形；有的零件承受扭转力矩。事实上，许多汽车零件的受力比上述例子复杂得多。如汽车变速器的轴就同时承受了拉、压、弯、扭多种力。汽车零件不仅是承受静载荷，而且，由于汽车的行驶随路况变化，还要承受十分复杂的动载荷。作为设计师，必须充分考虑零件的受力情况，经过周密的计算，确保零件的强度和刚度的数值在允许的范围内。
　　确定汽车零件的形状，也要花费设计师许多心血。例如，发动机气缸体的形状就非常复杂，需要设计气缸和水套，考虑与气缸盖、油底壳的接合，安装曲轴、进气管、排气管和各种各样的附属设备，乃至气缸体内部细长的润滑油通道……，所有这些因素都应考虑周全，每个细节均不能遗漏。汽车车身零件的形状就更特别，既不是常见的平面或圆柱体，也不是简单的双曲面或抛物面，而是造型师根据审美要求而塑造的。在确定零件的形状时，还需要考虑零件的制造方法，例如零件在机床上怎样装夹定位，刀具怎样加工，半成品怎样传送、堆叠等。
　　设计师必须把所设计的汽车结构用图纸表达出来。图纸是设计师与企业中的工艺师、技工和其他人员交流的“工程语言”。我国颁布了10多项机械制图的国家标准，规定了绘制机械产品图纸的方法。在工科院校还设置专门的课程，训练学生掌握这种标准的工程语言。图纸绘制的方法，是按照投影原理并借助于几个视图、剖面或局部放大等，把产品的立体形状和内部结构详细而清晰地表达出来。图纸应按指定的比例绘制并且写出对产品的技术要求。零件图需要详细地标注出各部分的尺寸。总成图应清楚地表达零件相互装配的关系并标注出相关的装配尺寸。设计一辆汽车，需要绘制数以千计的图纸。一些复杂的图纸，图面的长度竟达3-5m。
在设计时，设计师必须无条件地执行国家制定的有关法规和标准。对于出口的产品，还必须执行外国的标准，如ISO(国际标准化组织)、SAE(美国汽车工程师协会)、JIS(日本工业标准)、EEC(欧洲经济共同体)、ECE(欧洲经济委员会)等标准。图纸绘制成后，需要将部件和零件按照它们所属的装配关系编成“组”及其下属的“分组”号码。每个部件、每个零件及其图纸都给定一个编号，以便于对全部图纸进行管理。
国内自主汽车研发流程
国内自主产业，基本上全是在模仿国内外比较时尚的车型，一般国内企业开发周期最快的可以是一年稍长一点时间，从确定样车到修改造型（外饰和内饰）至少需1-2个月，拆解并建数字模型至少3-5个月，招标并试制零部件至少个月，之后便是试制样车到小批量下线了，一般是3-5个月；当然涉及到的改动较大时就要视具体情况了，这其中还不能有什么大方案上的反复，否则时间就更不能保证了，有的时候反复一个大的方案都会花上好几个月时间基本流程如下：
1、根据公司指定的开发车型——做前期市场分析——选定设计参考样车——编制整车设计任务书；
2、绘制简易总布置图（1：1），确定总体尺寸——提交给造型部，造型部根据绘制的二维效果图和总布置图来制作1：1的油泥模型——经过造型评审后即开始采集造型点云数据，经过逆向做出3维外表面模型——再用五轴铣床根据3维外表面模型铣出1：1的实体模型，经过表面处理做成接近于真实的实体模型——再对此近似真实模型进行评审——通过评审即可基本确定整车外形效果和3D外表面数模了。
3、在第二步开始的同时，设计部门（车身、底盘、电器、附件等）会同步拆解参考样车，分别对各部分进行功能分析，状态确认，并逆向建模，在外部造型确定后及时更改涉及到部分（一般涉及到的是发动机舱、后行李箱和侧围部分的车身钣金更改，当然也会涉及到其他局部更改）。
4、在外部造型确定后造型部就会及时根据绘制的内饰效果图来制作1：1内饰油泥模型，经过造型评审后逆向建模细化内部结构，再经过内部结构的方案讨论评审后即可确定基本的内饰造型和结构。
5、在建模的过程中，总布置人员就会根据采集到的数据针对新的内外饰造型进行相关的人机工程校核（主要是：驾驶员坐姿校核、上下车方便性校核、踏板位置校核、外后视镜和内后视镜的校核、前后方视野校核，通过性校核、驾驶员操纵界面方便性校核、雨刮刮扫面积校核及视野盲区校核等等），发现问题及时通知相关部门更改设计方案。这一环节一般问题较少，说是校核其实大部分都是验证，验证他人的产品（样车）。当然有时候人机校核，会对部分设计更改起到一定的指导作用。
6、先尽量按样车逆向出各系统的3D数模，完成第一版整车数模后，再由总体人员根据设计任务书全局考虑相关布置工作（基本上都是在数模里完成），包括更换动力总成及其他相关的进气、排气、冷却、供油、悬置、制动，换档、变速等等。相关部门再根据总布置结果在第一版数模的基础上更改相关内容。
7、在所有设计开始后一般会在第一版数模完成前后，就开始对各零部件总成进行招标，寻找开发商对各零部件总成进行前期开发研究和准备工作，各系统在确认所有设计都完成后就会通知各供应商对各零部件总成进行手板或模具样件试制。
8、在设计更改完成后我们的主要工作就是跟踪供应商的开发情况，这个过程包括技术上的支持，根据开发商反馈得结果更改设计方案等等。
9、根据整车供应商的开发情况和整体进度，我们再根据计划进行第一次样车的试制（一般5到10台），这些样车主要是用来验证车身模具、验证和调整车身焊接夹具、各系统的相互装配关系及相关零部件的性能等等，也会从这批车中抽出3台状态较好的样车用于跑国家公告和8万里整车性能试验。
10、根据第一次试制结果，反馈问题更改和完善车身模具、焊接夹具及相关零部件性能等。
11、根据情况安排第二次试制、第三次试制、第一次小批量试制、第二次小批量试制、第三次小批量试制，这些过程是个反复完善的过程，直到问题基本上都解决后即可正式批产直到新车上市。


整车总布置设计流程
    我们在对一辆“全新整车进行总体布置设计”和一辆“整车局部改型设计布置”时，往往采用不同的方法。
    以下我们探讨一下全新整车总体设计布置方法。
    首先，总布置设计人员要确定整车设计思想，即明确设计任务书。在总体设计过程中，需要先确定整车主要尺寸参数、主要性能参数、质量参数以及各系统总成基本型式，选择发动机和轮胎型号等等。这些属于初步的布置与方案设计阶段，即Layout阶段。随着设计工作进行到车身零部件逐步选定或设计逐步完成阶段就进入精细设计阶段，即所谓的精确布置与虚拟装配检查阶段，即packaging阶段。
    初步确定这些参数是进行整车总布置设计的首要工作。这些尺寸和参数的确定不可能靠精确的公式计算出，一般根据新产品开发计划和性能要求, 在大量的市场车型调查和统计分析工作的基础上，参考国内外同类车型，选择相应的样车作为初步确定参数的依据。同时还应注意所确定的参数要符合各种法规和标准的要求。
    然后，根据总布置设计的基本尺寸和设计要点，由造型设计师设计出各种汽车外形效果图和模型，然后确定汽车的车内设施设计。选定最佳方案后，再交总体设计师进行整车总体布置设计，确定整车总体参数后，进行油泥造型，定稿后再由总布置设计师进行整车总体详细布置设计。
    整车总体设计尺寸参数主要包括：总长、总宽、总高；轴距、前悬、后悬、轮距（前轮、后轮）；离去角、接近角、最小离地间隙等。一般来说，随着总体设计参数的确定，其车身上的主要尺寸参数也可初步确定。随着整车总体设计参数和车身主要尺寸参数的确定，其它尺寸参数应在布置设计中逐步具体化，并使其满足主要尺寸的要求；反之，初步确定的整车及车身主要尺寸参数在布置设计的不断深化中又能得到反复修正，以致最终被确定出来。
    整车总布置确立了汽车的长、宽、高、轴距、轮距等的控制尺寸，轴荷分配范围以及水箱、动力总成、前后桥、传动轴和车轮等的轮廓尺寸和位置等后，再参考同类车型有关数据作为借鉴。设计人员即可初步确定前悬和后悬的长度、前后风窗位置和角度、发动机罩高度、地板平面高度、前围板位置、座椅布置、内部空间控制尺寸、方向盘位置角度和操纵机构及踏板的相互位置等。
    总之，总布置设计是对发动机、驱动装置、悬架机构等总成，电器设备，油箱、备胎等部件、车身内饰总成和部件等的所在位置，以及车身室内空间大小、行李箱尺寸和车身主要技术参数，在满足车身造型要求下进行设计确定的过程。
    其最终目的就是要在有限的车身外形尺寸内布置所有的总成和部件，并获得最大的室内空间，提高产品的市场竞争力。
    整车总布置有着与车身、底盘相互制约、相互协调的关系。往往需要反复交叉进行。这种协调工作需要设计者的智慧和经验。在这个过程中，往往有很大一部分精力和时间都花费在修正数据的工作上，这就需要整个设计组把先期的准备工作要做细。
    由于现今的很大一部分设计是在原有参考车型的基础上改进设计的，即使是开发一种全新车型，也不是重新设计所有部件，而是大量地采用延用件以降低成本、减少风险。但是为了使产品以新的形象出现在用户面前，车身件往往需要重新设计，并对已知发动机和底盘部件的参数进行整车总布置。
    因此，我们总布置在设计方法中综合了两种设计思想，即底盘及车身同时进行设计。（

商用车的总布置设计概要
一、总布置设计的任务
总布置设计人员在整个汽车设计过程中，应努力贯彻总体设想，向总成设计人员提供整车方面的数据及与各总成有关的性能参数、各部件的结构型式、重量控制、空间位置、负荷状况及支撑连接方式等。从整车的结构性能出发，对各部件提出必要的要求，协调整车与部件、部件与部件之间的关系，使之构成一个各方面均很完好的整体。
二、总布置设计的一般程序
1、研究设计任务，进行调查研究和制定设计原则阶段
明确设计任务之后首先要进行国内外资料的搜集与分析，目的：
（1）了解使用单位对所设计汽车车型式和吨位（载重汽车）货座位数（小客车及大客车）的要求。吨位登记或座位数量是使用部门的基本要求。
（2）了解汽车的使用条件，包括地理、气候、道路、坡道、弯道缓急、视野障碍等。
（3）了解汽车的使用情况，包括汽车运用、操纵、运输货物的品种，装卸方式，作业方式，运距，是否拖挂挂车等。
（4）了解国内同类汽车使用情况。
生产条件调查的目的是：了解生产厂的规模，生产方式，生产设备和工艺条件，一边设计时合理的选择零件的材料、结构、加工工艺及装配方式。
2、选型和制定设计任务书阶段
（1）整车型式
车头型式  长头、短头、平头驾驶室，车厢（或车身），发动机及驱动桥等主要部件的布置方案（如前置发动机、后桥驱动等）
轴数 二轴、三轴、多轴
汽车的驱动形式  4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等
（2）汽车的重量参数
汽车的载重量或座位数
汽车的自重（或底盘重量）
汽车的总重
汽车的牵引重量
汽车的重量利用系数
汽车的轴荷分配
汽车的重心高度
（3）汽车的尺寸参数
总长总宽总高
车厢内部尺寸，
车厢面积极车厢容积，
车厢面积利用系数及容积利用系数
汽车的前后轮距
汽车的轴距
汽车的前悬及后悬长度
自卸汽车车厢的升起角度
（5）汽车的性能参数
最高车速、经济车速及最低稳定车速
头档最大动力因数（或最大爬坡度）
直接档最大动力因数（或加速时间）
汽车每吨总重的发动机马力
汽车每吨重的发动机扭矩
汽车在一定速度下的最小制动距离
汽车的接近角和离去角
纵向通过半径和横向通过半径
最小离地间隙
最小转弯半径
涉水深度
百公里油耗
最大连续行驶里程
汽车的前后振动频率
自卸汽车的倾卸时间
（6）动力系统
发动机的结构形式和燃料种类
发动机最大功率及相应转速，
发动机最大扭矩及相应转速
发送机最高转速
对发动机的外特性及其布置得要求
对小客车，要根据汽车的级别控制发动机的排量
（7）传动系统
变速器的结构形式、档位、速比、
换挡机构的型式及其操纵方式，
如若采用液力传动，则应初步去定，
液力变矩器的结构型式和它的变扭比，
以及自动变速器的档位、速比及其操纵方式，
复变速器或分动箱的结构型式、档位、
速比及其换挡机构的结构型式和操纵。
动力输出的机构型式、部位及其操纵方式
后桥的结构型式、主减速器的型式、级数和速比。如有需要，则应初步确定轮间或轴间差速器的形式及其防滑装置的结构型式和操纵方式，以及轮边减速器的结构型式传动轴的结构型式和节数
（7）操纵系统
前桥的结构型式，如为驱动桥，
则应初步确定其传动装置的结构型式和速比
转向机构的结构型式及其初步布置，动力转
向的能源、各部件的结构型式和参数及其初
步布置
制动系统的能源
制动器的结构型式及其参数
制动总泵阀及其助力器和轮泵的结构型式
能源容器的容积和数目
制动管路系统的布置
停车制动的结构型式，安装部位及操纵结构
排气制动、紧急制动或其他辅助器的结构型式，安装部位及操纵方式
（8）行走系统
悬挂的种类
导向机构的结构型式及其布置方式，
减震器的结构型式及其安装部位
车轮和轮胎的型式、尺寸、气压和胎面花纹
弹性元件的种类及其主要参数
备胎的安装部位
（9）承载系统
车架的结构型式和布置，纵梁和横梁的断面型式，
车厢的形状和结构型式，
车身或驾驶室和钣金件的结构型式，
取暖，通风，隔热，防震，密封和视野的措施。
完成上述任务后，应着手编写设计任务书
3、  技术设计阶段
设计任务书经上级领导机关审批同意之后，总布置设计人员应立即着手绘制尺寸控制图。尺寸控制图是在总不知草图的基础上绘制的。
4、  汽车总装配图的绘制阶段
5、  试制装配试验修改定型阶段
三、总布置计算
（一）轴荷分配及重心位置的计算
1、水平静止时的轴荷分配及重心位置的计算
2、汽车行驶时的轴荷分配及重心位置的计算
（二）稳定性计算
（三）最小转弯半径计算
（四）动力性能计算
1、发动机外特性计算
2、车速计算
3、牵引力计算
4、各种阻力计算
（1）空气阻力
（2）滚动阻力
（3）上坡阻力
（4）加速阻力
（5）动力因数D
（6）功率计算
（7）最大加速度计算
（8）发动机旋转系数
（9）汽车牵引性能指标
（五）燃料经济性计算
四、总布置图的绘制
五、各总成在汽车上的布置
六、汽车产品的系列化、通用化、标准化
七、汽车的总布置参数和整车性能参数
等等等等，这只是很简略的写了一些概要，其实里面每一项都有很复杂的内容，涉及到材料、结构、力学、发动机技术、各种复杂电子电气技术、静态和动态分析还涉及人机工程学、美学等等多学科的理论和知识。每一台完全是新开发的汽车光图纸估计就有几十甚至几百万张，从总布置图到总成图再到零部件图，工艺图，想想确实是挺可怕的一项工作！只是现在很多车型都是在某个平台上进行修改这样劳动量就大幅下降了，而且汽车整车生产厂家很多都是拿来主义，大量的工作量已经转移到配套厂家那边去了。汽车亦如此，那大型飞机、轮船的设计制造就更加庞大复杂！

boby832

好文章，带领我们从整体和全局的角度认识了汽车设计的内容和开发流程