汽车总体设计

冉颖

第一章        汽车总体设计
第一节        概述
汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。
汽车是一个系统，这是基于汽车只有如下属性而具备组成系统的条件：
①        汽车是由多个要素（子系统及连接零件）组成的整体，每个要素对整体的行为有影响；
②        组成汽车的各要素对整体行为的影响不是独立的；
③        汽车的行为不是组成它的任何要素所能具有的。
由此，汽车具备系统的属性，对环境表现出整体性、一辆子系统属性匹配协调的汽车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和、反之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个体性能优良的子系统，其功能也会因相互扼制而抵消，功率循环、轴转向等就是这样的典型例子。
系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到设计任务中来、用整体性来解释汽车设计的终极目标是整车性能的综合优化，道理是十分显然的、汽车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段、上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计，总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行、子系统设计固然重要，但统揽全局、设计子系统组合和相互作用体系规则的总体设计对汽车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻。
第二节 汽车形式的选择
根据设计原则，目标和用户的需求特点，整车设计人员要提出被开发车型的整车型式方案，主要包括以下几部分：
(1)发动机的种类和型式；
(2)轴数和驱动型式；
(3)车头和驾驶室的型式及与发动机、前轴(轮)的位置关系；
(4)轮胎的选择。
2.1发动机的种类和型式
对于发动机的种类和型式，在现代汽车上主要选用汽油机和柴油机，燃用其它燃料或其它种类的发动机，可根据车型的需要进行选取。
发动机的型式有直列式、V型和对置式等。冷却方式有水冷和风冷。
因此要根据具体车型的使用条件和布置上的结构需要，而选择不同种类和型式的发动机。
2.2汽车的轴数和驱动型式
不同类型的汽车有不同的轴数和驱动型式，这主要根据使用条件、用途、工厂的生产条件、制造成本及公路的轴荷限值等因素进行选择。
最常用的是两轴、后驱动4×2式汽车，其中轿车还可以采用4×2前驱动式结构。对于一般总重小于 19t的汽车，都采用4×2后驱动的布置型式(前驱动的轿车除外)，因为这种汽车结构简单、布置合理、机动性好、成本低、适合于公路使用，是—种典型的、成熟的结构型式。
随着汽车载重量的增加，各相关总成也要相应的加大，汽车的自重也要增加，这样会造成4×2式的汽车单轴的负荷增加，以致于超过公路、桥梁所规定的承载限值(公路允许单轴负荷为13t，双后轴负荷为24t)。为解决此矛盾，一般采用增加汽车轴数的办法来减少单轴的负荷，如从4×2变成6×2、6×4、8×4，如果想增加驱动能力，提高越野通过性能，可以采用4×4、6×6、8×8等增加前驱动型式的结构，同时也可提高载重量。
采用增加轴数的办法，可以提高载重量而不增加单轴负荷，同时还不会增加车箱底板的离地高度，提高通用化、系列化水平，便于生产、降低生产成本等。所以汽车厂家多年来一直都采用这种办法变型出更多品种的汽车。
6×2式结构可以由单前轴、单后驱动桥和后支承轴组成，也可由双前轴和单后驱动桥组成，这主要取决于布置需求和轴荷分配。但应尽量不采用双前轴式结构，因为这样会使前转向系统复杂，转向沉重或增加转向助力系统，增加成本和影响操作。
综上所述，在本次设计任务中，根据课题设计要求，该汽车由于其装载质量较大所以设计时采用2轴、6×2驱动、发动机前置后轮驱动，其布置图如下所示：

2.3车头、驾驶室的型式
车头、驾驶室的型式是汽车的最主要的型式之一。其选择主要决定于用户的要求、安全性、维修保养的方便性和生产条件等因素。车头的型式如长头、平头、凸头等都各有其优缺点。
车头、驾驶室与发动机，前轴(前轮胎)的布置位置，也可组成不同的布置结构，形成不同风格的整车外形，使轴荷分配、轴距、转弯直径等发生变化。对使用、性能也有一定的影响。

图2.1驾驶室与发动机，前轴(前轮胎)的布置位置
          在本次设计中选择c，参考车型一汽解放CA1130PK212.
2.4轮胎的选择
轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据之一，因此，在总体设计开始阶段就应选定，而选择的依据是车型、使用条件、轮胎的静负荷、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。当然还应考虑与动力—传动系参数的匹配以及对整车尺寸参数(例如汽车的最小离地间隙、总高等)的影响。
轮胎所承受的最大静负荷与轮胎额定负荷之比，称为轮胎负荷系数。大多数汽车的轮胎负荷系数取为0.9～1.0，以免超载。轿车、轻型客车及轻型货车的车速高、轮胎受动负荷大，故它们的轮胎负荷系数应接近下限；对在各种路面上行驶的货车，其轮胎不应超载。在良好路面上行驶且车速不高的货车，其轮胎负荷系数可取上限甚至达1.1；对车速不高的重型货车、重型自卸汽车，此系数亦可偏大些。但过多超载会使轮胎早期磨损，甚至发生胎面剥落及爆胎等事故。试验表明：轮胎超载20％时，其寿命将下降30％左右。
为了提高汽车的动力因数、降低汽车及其质心的高度、减小非簧载质量，对公路用车在其轮胎负荷系数以及汽车离地间隙允许的范围内应尽量选取尺寸较小的轮胎。采用高强度尼龙帘布轮胎可使轮胎的额定负荷大大提高，从而使轮胎直径尺寸也大为缩小。例如装载量4t的载货汽车在20世纪50年代多用的9.00—20轮胎早已被8.25—20；7.50—20甚至8.25—16等更小尺寸的轮胎所取代。越野汽车为了提高在松软地面上的通过能力常采用胎面较宽、直径较大、具有越野花纹的超低压轮胎。山区使用的汽车制动频繁，制动鼓与轮辋之间的间隙应大一些，以便散热，故应采用轮辋尺寸较大的轮胎。轿车都采用直径较小、断面形状扁平的宽轮辋低压轮胎，以便降低质心高度，改善行驶平顺性、横向稳定性、轮胎的附着性能并保证有足够的承载能力。在本次设计中选择9.00—20，参考车型一汽解放CA1130PK212.
第三节        汽车主要参数选择
汽车主要参数包括尺寸参数、质量参数和汽车性能参数。
一、汽车主要尺寸的确定
汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车箱尺寸等
1．外廓尺寸
GBl589—89汽车外廓尺寸限界规定汽车外廓尺寸长：货车、越野车、整体式客车不应
超过12m， 单铰接式客车不超过18m， 半挂汽车列车不超过16.5m， 全挂汽车列车不超过20m；不包括后视镜，汽车宽不超过2.5m；空载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。 不在公路上行驶的汽车，其外廓尺寸不受上述规定限制。 轿车总长 是轴距L、前悬 和后悬的和。它与轴距L有下述关系：La＝L／C。式中，C为比例系数，其值在0.52～0.66之间。发动机前置前轮驱动汽车的C值为0.62～0. 66，发动机后置后轮驱动汽车的C值约为0.52～0.56。 轿车宽度尺寸一方面由乘员必需的室内宽度和车门厚度来决定，另一方面应保证能布置下发动机、车架、悬架、转向系和车轮等。轿车总宽与车辆总长之间有下述近似关系：
Ba＝( La／3)＋(195±60)mm。后座乘三人的轿车，不应小于1410mm影响轿车总高的因素有轴间底部离地高，地板及下部零件高室内高和车顶造型高度等。轴间底部离地高入m应大于最小离地间隙.由座位高、乘员上身长和头部及头上部空间构成的室内高一般在l120～1380mm之间。车顶造型高度大约在20～40mm范围内变化。该设计中尺寸参数长、宽、高/mm                       
8505/2409/2710
2．轴距L
轴距L对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢(箱)长度不足或后悬过长；上坡或制动时轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。原则上轿车的级别越高，装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。为满足市场需要，工厂在标准轴距货车基础上，生产出短轴距和长铀距的变型车。不同铀距变型车的轴距变化推荐在0.4～0.6m的范围内来确定为宜。本设计中选择4700mm。符合设计要求。
3．前轮距B1和后轮距B2
增大轮距，随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度。但是此时汽车总宽和总质量增
加，并影响最小转弯直径变化。 受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。但在取定的前轮距 范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。在确定后轮距时应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。
4．前悬Lf 和后悬Lb  
前、后悬长时，汽车接近角和离去角都小，影响汽车通过性能。对长头汽车，前悬不能
缩短的原因是在这段尺寸内要布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。从撞车安全性考
虑希望前悬长些，从视野角度考虑又要求前悬短些。前悬对平头汽车上下车的方便性有影响，
前钢板弹簧长度也影响前悬尺寸。长头货车前悬一般在1100～1300nun范围内。 货车后悬长度取决于货箱、相距和轴荷分配的要求。轻型、中型货车的后悬一般在1200—2200mm之间，特长货箱汽车的后悬可达2600mm，但不得超过轴距的55％。轿车后悬长度影响行李箱尺寸。客车后悬长度不得超过轴距的65％，绝对值不大于3500mm。对于三轴汽车，若二、三轴为双后轴，其轴距应按第一轴至双后轴中心线的距离计算；若一、二轴为双转向轴，其轴距按一、三轴的轴距计算。本设计中前后悬1230/2735mm符合要求。
5．货车车头长度
货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。车身形式即长头型还是平头
型对车头长度有绝对影响。此外，车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性和发动机的
接近性等有影响。
长头型货车车头长度尺寸一般在2500～3000mm之间，平头型货车一般在1400～1500mm
之间。
6．货车车箱尺寸
要求车箱尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装足额定吨数。车箱边板高度对汽车质心高
度和装卸货物的方便性有影响，一般应在450～650mm范围内选取。车箱内宽应在汽车外宽
符合国家标准的前提下适当取宽些，以利缩短边板高度和车箱长度。行驶速度能达到较高车速的货车，使用过宽的车箱会增加汽车迎风面积，导致空气阻力增加。车箱内长应在能满足
运送上述货物额定吨位的条件下尽可能取短些，以利于减小整备质量。
二、汽车质量参数的确定
1．整车整备质量m0
整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等)，加满燃料、水，但没有
装货和载人时的整车质量。
整车整备质量对汽车的成本和使用经济性均有影响。目前，尽可能减少整车整备质量的
目的是通过减轻整备质量增加装载量或载客量；抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声
标准所带来的整备质量的增加；节约燃料。减少整车整备质量的措施主要有：采用强度足够
的轻质材料，新设计的车型应使其结构更合理。减少整车整备质量，是从事汽车设计工作中
必须遵守的一项重要原则。
整车整备质量在设计阶段需估算确定。在日常工作中，收集大量同类型汽车各总成、部
件和整车的有关质量数据，结合新车设计的结构特点、工艺水平等初步估算出各总成、部件
的质量，再累计构成整车整备质量。
轿车和客车的整备质量也可按每人所占整车整备质量的统计平均值估计。相见《汽车设计》王望予机械工业出版社 表1-3 选择整备质量5520㎏符合要求。
2．汽车的载客量和装载质量(简称装载量)
(1)汽车的载客量  轿车的载客量用座位数表示。微型和普通级轿车为2～4座；中级
以上轿车为4～7座。 城市大客车的载客量，由等于座位数的乘客和站立乘客两部分构成。站立乘客按每平方米8～10人计算。长途大客车和专供游览观光用的大客车，其载客量等于座位数。本车设计载客量3人。
(2)汽车的装载质量   汽车的装载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定
装载量。汽车在碎石路面上行驶时，装载质量约为好路面的75％～85％。越野汽车的装载
量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。 货车装载质量的确定，首先应与行业产品规划的系列符合，其次要考虑到汽车的用途和使用条件。原则上货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车；货源变化频繁、运距短的市内运输车采用中、小吨位的货车比较经济。
3．质量系数
质量系数是指汽车装载质量与整车整备质量的比值，该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，质量系数值越大，说明该汽车的结构和制造工艺越先进。 该车设计总质量为12520㎏所以质量系数在0.80-1.10之间，《汽车设计》王望予机械工业出版社 表1-4.
4．轴荷分配 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。 轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的载荷应相差不大；为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的载荷，而从动轴载荷可以适当减少；为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的载荷不应过小。 汽车的发动机位置与驱动形式不同，对轴荷分配有显著影响。各类汽车的轴荷分配见表《汽车设计》王望予机械工业出版社 表1-6
三、汽车性能参数的确定
1．动力性参数
(1)最高车速 Vmax 随着道路条件的改善，汽车特别是中、高级轿车的最高车速有逐渐
提高的趋势。轿车的最高车速V max大于货车、客车的最高车速。级别高的轿车的最高车速
Vmax要大于级别低些轿车的最高车速。微型、轻型货车最高车速大于中型、重型货车的最
高车速，重型货车最高车速较低。有关客车的车速见交通部行业标准JT／T325一1997。本车设计最高车速为96㎞/h，其它车型的最高车速范围见表《汽车设计》王望予机械工业出版社 1-7。
(2)加速时间t  汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大的加速强度加速到
一定车速所用去的时间称为加速时间。对于最高车速 Vmax ＞100km／h的汽车，常用加速到100km/h所需的时间来评价，如中、高级轿车此值一般为8～17s，普通级轿车为12～25s。
对于 max υ 低于100km／h的汽车，可用0～60km／h的加速时间来评价。
(3)上坡能力  用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数 来表示汽车上坡能力。因轿车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能力要求也不一样。通常要求货车能克服30％坡度，越野汽车能克服60％坡度。
(4)汽车比功率和比转矩  比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量
之比。它可以综合反映汽车的动力性。轿车的比功率大于货车和客车，货车的比功率随总质
量的增加而减小。为保证路上行驶车辆的动力性不低于一定的水平，防止某些性能差的车辆
阻碍交通，应对车辆的最小比功率做出规定。我国GB7258一1997《机动车运行安全技术条
件》规定： 农用运输车与运输用拖拉机的比功率不小于4.0kW/t， 其它机动车不小于4.8kW/t。  比转矩是汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。它能反映汽车的牵引能力。 不同车型的比功率和比转矩范围见表l-9。有关客车的比功率见交通部行业标准
JT/T325—1997。
2．燃油经济性参数
汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上，以经济车速或多工况满载行驶百
公里的燃油消耗量(L／100km)来评价。该值越小燃油经济性越好。级别低的轿车，百公里燃
油消耗量要低于级别高的轿车(表l-10)。未来的发展趋势是百公里油耗量继续减少，如正
在研制的超经济型轿车的百公里燃油消耗量为3L／100km。 该车排量为0.6618，查表《汽车设计》王望予机械工业出版社1-8可知百公里油耗在4.4-7.5.
3．最小转弯直径Dmin
转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径称为最
小转弯直径Dmin。Dmin用来描述汽车转向机动性，是汽车转向能力和转向安全性能的一项重要指标。
转向轮最大转角、汽车轴距、轮距等对汽车最小转弯直径均有影响。对机动性要求高的
汽车， 应取小些。GB7258一1997《机动车运行安全技术条件》中规定：机动车的最小
转弯直径不得大于24m。当转弯直径为24m时，前转向轴和末轴的内轮差(以两内轮轨迹中
心计)不得大于3.5m 。
Dmin各类汽车的最小转弯直径 见表《汽车设计》王望予机械工业出版社1-10
该设计中Dmin在7.0-9.5.
4通过性的几何参数
总体设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙，接近角 hmin ,γ1 ，离去角γ2 ，纵向通过半径ρ1 等。各类汽车的通过性参数视车型和用途而异，《汽车设计》王望予机械工业出版社表1-11
5．操纵稳定性参数
汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计有关并能作为设计指标的有：
(1)转向特性参数  为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定程度的不足转向。
通常用汽车以0.4g的向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧偏角之差(δ1 －δ2 )作为评价参数。此参数在1°～3°为宜。
(2)车身侧倾角  汽车以0.4g的向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在3
°以内较好，最大不允许超过7°。
(3)制动前俯角  为了不影响乘坐舒适性，要求汽车以0.4g减速度制动时，车身的前
俯角不大于1.5°。
6．制动性参数
汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下长坡时
能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。目前常用制动距离st和平均制
动减速度j来评价制动效能有关.
(GB7258—1997)《机动车运行安全条件》中规定的路试检验行车制动和应急制动性
能要求，《汽车设计》王望予机械工业出版社 表1-12
第四节 汽车发动机选择
1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、便于布置、振动及噪声较低和适于高速车辆等特点，绝大多数的轿车和小型车辆仍将采用汽油机，而装载量6t以上的汽车将全部装用柴油机，装载量2—5t的部分轻型和中型汽车则采取两种发动机均可安装而由用户选择的方式为宜。
    按气缸排列型式，发动机又有直列、水平对置和V型等区别。直列式的结构简单、维修方便、造价低廉、工作可靠、宽度小、易布置，因而在中型及以下的货车上和排量不大的轿车上得到了广泛应用。4L以下的汽油机多采用直列式，但对大排量的直列发动机而言，不是缸径过大，就是缸数过多，使发动机过长和过高，质量也过大。因此，在中高级以上的轿车、重型载货汽车和重型越野汽车上，采用V型发动机的日益增多。V型发动机相对于直列式有许多优点，其长度显著缩短(约25％～30％)，高度降低，质量减小约20％～30％；曲轴箱及曲轴的刚度增大；易于设计尺寸紧凑的高转速、大功率发动机且易于系列化，如V6，V8，V1O及V12等，而直列式通常到6缸，最多8缸。对于长度受到限制的车辆来说，由于V型发动机的长度短，适宜于这类车辆的总体布置，但由于其宽度大，故在乎头车上布置困难。V型发动机的造价高，故在应用中受到限制，多用于排量在6L以上和缸径大于150mm的汽油机和12L以上的柴油机。水平对置式发动机的高度低且易于平衡，水平对置双缸发动机在微型汽车上得到应用。
按冷却方式，发动机又有水冷式和风冷式之分。水冷发动机冷却均匀可靠，散热好，气缸变形小，缸盖、活塞等主要零件的热负荷较低，可靠性高；能很好地适应大功率发动机的冷却要求；发动机增压后也易于采取措施(加大水箱、增加泵量)加强散热；噪声小；车内供暖易解决。因此，绝大多数的汽车都采用了水冷发动机。但其冷却性能受气温影响显著，设计时应考虑避免高温天气出现发动机过热的问题。风冷发动机的冷却系统简单，维修简便；对于在沙漠和缺水地区及炎热、酷寒地区使用的适应性好，不会产生发动机过热和冻结等故障；还可省去消耗铜材的水箱。但大缸径的风冷发动机的冷却不够均匀；缸盖等有关零件的热负荷高，可靠性不及水冷式的；噪声大；油耗较高，故仅在安装小排量发动机的微型汽车上得到应用，在其他类型的汽车上应用不多。大型风冷发动机虽也能达到较高的性能指标，但需采用较多的结构、工艺措施，造价较高。该车设计中选择CA6DE2-17。
2主要性能指标的选择
2.1发动机最大功率Pe max及其相应转速np
发动机功率愈大则汽车的动力性愈好，但功率过大会使发动机功率利用率降低，燃料经济性下降，动力传动系的质量也要加大。因此，应合理地选择发动机功率。本车参考CA6DE2-17设计中发动机功率128kw
设计初可参考同类型、同级别且动力性相近的汽车的比功率进行Pe max的估算或选取。Pe man亦可根据所要求的最高车速Ue max。计算出Pe man
近年来，随着车速的提高，发动机转速也在不断地提高。同时，提高发动机转速也是提高其功率、减小其质量的有效措施。但提高转速会使活塞的平均速度加快及热负荷增高、曲柄连杆机构的惯性力增大而加剧磨损，导致寿命下降，并加大振动和噪声。因此，发动机转速的提高也有一定的限度。当前，轿车汽油机的，大多为4000—6000r／min；轻型货车汽油机的大多为3800～5000r／min；中型货车汽油机的多为3200—4400r／min；其柴油机多为2200～3400r／min；重型货车柴油机的多为1800～2600r／min；轿车和轻型客车、轻型货车用的小型高速柴油机的多为3200～4200r／min。应根据汽车与发动机的类型、最高车速、最大功率、选用的活塞平均速度Cm、活塞冲程s、缸径、缸数、工艺水平等因素来合理的确定.
2.2发动机的最大转矩Temax及相应转速nt
用下式计算
Temax=9549αPemax/np
第五节 各大总成的布置
1总布置图的绘制 在总成进行方案布置和设计计算的同时，要进行整车总体布置的有关计算(参数确定和性能计算)工作，并要在整车方案布置草图及各总成匹配布置的基础上正式绘制和布置整车总布置图。
    整车总布置图包括侧视图、俯视图、前视图和必要的断面布置图、局部布置图。
    在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认其各总成的外廓尺寸、结构、布置型式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。
    整车布置应从车型系列化角度出发，减少基础布置的变动，并可变型出多种车型，以适应大量生产和用户不同的使用要求，从而可以降低成本，提高可靠性。
    在布置某一新车型时，在图面上同时考虑短轴距的4×2、6×4的自卸和牵引车的底盘布置要求，同时还考虑轴距加长后的几种变型车的布置关系，如油箱、备胎、贮气筒、电瓶、取力位置及方式、排气系统、进气系统、传动轴夹角的变化、悬架和车箱的系列化设计等。这虽然增加了不少工作量，但对车型的系列化发展及生产组织、管理会带来巨大的好处。

图5.1 整车总布置图坐标系
2发动机及传动系的布置
根据总布置草图中所确定的发动机、前轴及前轮的相互位置关系、发动机总成、散热器总成、车头驾驶室总成的外形图，一起在总布置图中进行细化、准确定位，最后确定其坐标位置。
    布置时要注意以下几点：
    ①油底壳与前轴的最小跳动距离；
    ②油底壳与横拉杆的间隙，除前轴垂直跳动量外，还要考虑制动时由于前簧的S变形而造成前轴向前有一转角 (约3 ～4 )所要求的额外间隙。特别是前驱动桥的传动轴与油底壳或附近的横梁等零件的间隙也应如此。
③散热器与风扇的位置关系。一般风扇至散热器芯部表面至少留40mm以上的间隙。风扇中心与散热器芯部中心可以对齐，或者高于芯部中心，但风扇不要超过上水室下边，这样的布置冷却效果差；
    ④曲轴中心线与车架上表面——零线，有一前高后低的夹角(约2°～5°)，一般取3°左右。目的是能使汽车在满载状态时，传动系的轴线互相之间夹角最小，甚至从前至后成为一条直线，以提高万向节的传动效率和减少磨损；
⑤满载时传动轴的正常夹角在4°以下最好，希望不超过8°。越野车的传动夹角可达11°多。有条件时，驱动桥自身可以倾斜一个角度，以便满足传动轴的等角速运转，或减小传动轴的夹角；
⑥单根传动轴不易过长，必要时可加中间支承，变成两根或多根传动轴传动。
轿车传动轴的布置，在不影响离地间隙的情况下，主要考虑车身地板的传动轴鼓包越小越好，因此传动线可布置成中间低两头高的形式。
3传动轴的布置
当发动机、离合器及变速器这一动力传动总成和后驱动桥的位置确定后，则可布置万向节与传动轴。
下图给出了一根传动轴两端装有万向节这种最简单的万向节传动的两种布置应使万向节传动两端的夹角尽量相等，其数值在汽车满载静止时不应大于4º，最大应超过7º。
轿车为了尽量减小地板上的传动轴通道凸包高度，在不低于其最小离地间隙的前提下，都尽量降低传动轴的高度，但应使万向节叉轴线夹角不超过允许值。图中(a)所示的U型布置方案可满足这一要求。然而当载荷变动使后驱动桥离开设计位置时，U型布置传动轴的前后万向节叉的轴线夹角的差值将增大而破坏等速条件，这也是引起传动系振动的原因，应采取专门的措施，例如，选择适宜的后悬架导向装置的几何参数，采用非对称板簧，采用等速万向节等。万向节传动轴与地板之间的间隙可取10～15mm。

图万向节传动的两种布置方案 （a)U型布置；(b)Z型布置
3悬架的布置 以载货车的板簧为主，介绍布置上的要求。
前板簧的布置要保证主销后倾角的要求，同时这种前高后低的布置也有利于产生不足转向。
板簧的支架应尽量减少悬臂的长度，以求在较小尺寸和质量的前提下，获得较大的强度和刚度。
后板簧的布置应做到前低后高，亦可获得不足转向。特别是高速轿车、轻型客车及吉普车等一定要考虑。对于载货车，可能因结构原因而造成布置上难度较大，则可较少考虑。
减振器应尽量布置成垂直状态，以最大限度地利用其有效行程和减少偏差。若空间不允许，也可斜置。布置时应注意下支点的离地高度，后减振器的上支点不应高出车架上表面太高(不应超过80mm)，以免影响改装车的装配和布置。
注意减振器上下行程的分配，不能发生上下顶死现象。
前悬架采用独立悬架时，要注意导向机构的运动对前轮定位角、轮距变化的影响及布置上的抗点头角的作用，拆装油底壳的方便性等。
4车架总成外形及其横梁的布置
先确定车架纵梁的断面(胶板)高度，可通过有限元计算，并参考同类样车的车架最大断面高度，决定车架的最大断面高度。
车架纵粱的外形，对于一般载货汽车来讲，前后轴之间的车架纵梁的断面高度为最大值，而在前、后轴附近及前、后端的断面高度均可变小，大多数车的前轴和后桥中心都处在车架纵粱断面高度变化的过渡区内。
也有的载货汽车或越野车，车架纵梁的后部断面也取为最大值。对产量不大的重型车，车架从前到后采用等直的断面高度，即为落料成矩形断面，再压弯成“C”型结构，这样的纵梁制造工艺简单、成本低，但是质量偏大，前部布置上不太理想。
车架前部的变断面，除要保证足够的强度和刚度外，形状的变化及选择，要考虑布置上的需要和冲压的工艺性，如前簧的布置，主销后倾角度、前轮的跳动量、发动机和散热器等的悬置结构和处理是否理想、车头或驾驶室悬置的布置等，最后进行综合平衡后再确定车架前部外形尺寸和断面高度。
车架总成外宽的确定
不同的车型、不同的厂家，所选的车架总成外宽不一样，虽然国家制订了车架外宽的标准，但目前国内没有达到统一。
对车架总成的外宽，其前、中、后部不等，主要取决于布置上的需要。前部外宽取决于发动机的外宽及悬置结构的布置、散热器的尺寸及悬置、前轮距、前轮胎的型号及车轮最大转角、转向纵拉杆和减振器的布置、前悬架的结构型式和布置位置等因素。后部车架的外宽取决于后悬架的结构、尺寸、布置及后轮胎(特别是双胎)的型号、布置尺寸、整车外宽(不允许超过2.5m)。车架中部的外宽主要考虑国家标准的规定，及前、后部宽度的差值的大小和过渡区的工艺性等，尽量采用前、中、后部等外宽的车架，这样工艺性比较好，质量容易保证。
轿车的车架主要是根据布置需要，多采用承载式车身，而高级的轿车还是采用有车架式结构，但车架的外形都根据布置上的需要，做成前后窄而高、中间宽而低的形式，这样可以保证整车质心低而且运行平稳。
车架总成的横梁布置应均匀、结构合理，在胶板上有总成固定支架的地方(即力的作用点)，应布置横梁，以便减少纵梁腹板的侧弯。悬架支架、发动机悬置、油箱、电瓶、驾驶室悬置等处都应考虑布置横梁。
5转向系的布置
转向系统的布置，主要是保证驾驶员操纵轻便、舒适，并使汽车具有较高的机动性和灵敏度，转弯时减少车轮的侧滑，减轻转向盘上的反冲力和有自动回正作用。
转向系布置的关键要保证转向传动装置及拉杆系统有足够的刚度和较小的传动比变化量。
转向机及转向柱的固定要牢靠，角度及转向盘的高度位置应保证驾驶员操作灵便，手臂没有被架高的感觉，抬腿蹬踏板时不碰转向盘。
拉杆必须有足够的刚度，特别是弯拉杆，要保证没有弹性变形。在前轮左右最大转角区间内，各节点不能出现发卡，磨擦现象，拉杆之间不能出现死角，在转向过程当中传动比的变化应尽量小。
在系列车型设计当中，由于轴距的变化会影响梯形底角的变化，在实际生产中，这种细小的变动很难处理，管理上容易出现误装或错装，生产也不好安排，为此就应在设计时回避这一误区。转向梯形的确定，以系列车型中，产量最大的、或轴距居中的车型、亦可两者兼顾后决定以某一车型为基础设计其转向梯形，其它车型直接乘用，这样便于组织生产和发展变型车；对使用影响也不大。
在纵置板簧的布置中，转向垂臂的球头中心应与板簧的跳动中心重合或接近，上节臂的球头中心应与主片的高度相差，这样可以减少车轮跳动时的干涉量，紧急制动时的干涉跑偏问题。
转向盘的高度、转向柱的角度固定方式等可与车身总布置共同商定，亦可在1：1的内模型内确定，并与脚踏板和坐椅一同考虑。
6制动系统的布置
国家标准中规定：汽车上应配有行车制动系统、驻车制动系统、应急制动功能，三者可以独立、亦可互相联系，当某二者失灵(踏板或制动阀除外)，另一系统仍具有应急的制动功能。应急制动的操作必须方便可靠，它可与行车制动或驻车制动的操纵机构结合，但三者不能合在一起。对于驻车制动，要求它必须通过机械装置把工作部件(制动器)锁止，解除也应方便可靠。
行车制动必须采用双回路或多回路系统，当部分管路失效后，其余部分仍有至少30％的制动效能。
总质量大于12t的长途客车、旅游客车和总质量大于16t并带10t挂车的列车必须装ABS，所以配合好制动系统的布置和设计是非常重要。
整车设计人员要与总成设计人员共同商定，选择行车和驻车制动器的方案、制动操纵方式及驱动机构的型式、结构和布置。
一般轻、轿车上均采用液压制动系统。中、重型车上采用气压制动系统。两种不同的驱动机构要求制动器的布置、整车制动系统的配置、操纵机构的型式和结构等也各不相同，所以对制动系统的方案选择和进行合理的布置是非常关键的。
7操纵系统的布置
转向盘和转向柱的布置前面已经论述，这里仅对踏板(离合器、制动、油门)装置、变速操纵，驻车制动装置等进行论述。
所有踏板和操纵手柄位置都应按人体工程学的要求进行布置，可以在1:1的内模型中进行布置。
要求所有的操纵机构都要有足够的刚度，运动件的连接处配合间隙要合理，尽量减小自由间隙，运动件不能出现发卡和干涉现象，确保操纵动作的灵活与准确。特别是变速操纵机构，使用频繁、要求轻便、自由间隙小、不仅要求操纵机构本身刚度好，而且要求用来固定操纵机构的基体件的刚度也要好，这样才能保证在换档操作过程中灵活、准确、手感强。

benge0514

不错，顶你！

翎羽飘零

要是专用车就好了

lionq

要是专用车就好了，我需要罐式运输车的

shixisheng889

没有计算内容都可以啊？

lionq

楼主有没有计算说明啊