汽车总体设计概述

汽车总布置设计的内容与步骤汽车总布置设计是一个非常复杂的系统工程，流程包括管理、设计、组织等方方面面的辅助流程，这一流程的起点为工程立项，终点为量产启动，主要包括5个阶段：一、方案筹划阶段通过市场调研对相关的市场信息进行系统的收集、整理、纪录和分析，可以了解和掌握消费者的汽车消费趋势、消费偏好和消费要求的变化，确定顾客对新的汽车产品是否有需求，或者是否有潜在的需求等待开发，然后根据调研数据进行分析研究，总结出科学可靠的市场调研报告，为企业决策者的新车型研发工程方案，提供科学合理的参考与建议。

汽车市场调研包括市场细分、目标市场选择、产品定位等几个方面。

工程可行性分析是在市场调研的根底上进行的，根据市场调研报告生成工程建议书，进一步明确汽车形式以及市场目标。

在完成可行性分析后，就可以对新车型的设计目标进行初步的设定，设定的内容包括车辆形式、动力参数、底盘各个总成要求、车身形式及强度要求等。

将初步设定的要求发放给相应的设计部门，各部门确认各个总成部件要求的可行性以后，确认工程设计目标，编制最初版本的产品技术描述说明书，将新车型的一些重要参数和使用性能确定下来。

二、概念设计阶段概念设计阶段开始后就要制定详细的研发方案，确定各个设计阶段的时间节点；评估研发工作量，合理分配工作任务；进行本钱预算，及时控制开发本钱；制作零部件清单表格，以便进行后续开发工作。

概念车设计阶段的任务主要包括总体布置草图设计和造型设计两个局部。

1．总体布置草图总体布置草图也称为整体布置草图、整车布置草图。

绘制汽车总布置草图是汽车总体设计和总布置的重要内容，其主要任务是根据汽车的总体方案及整车性能要求提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求；协调整车与总成间、相关总成间的布置关系和参数匹配关系，使之组成一个在给定使用条件下的使用性能到达最优并满足产品目标大纲要求的整车参数和性能指标的汽车。

而总体布置草图确定的根本尺寸控制图是造型设计的根底。

汽车总布置设计说明1.概述1.1整车总布置设计的任务（1）从技术先进性、生产和理性和使用要求出发，正确选择指标、质量和主要尺寸参数，提出总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求；（2）对各部件进行合理布置和运动校核；（3）对整车性能进行计算和控制，保证汽车主要性能指标实现；（4）协调好整车和总成之间的匹配关系，配合总成成完成布置设计，使整车的性能、可靠性达到设计要求。

1.2设计原则（1)汽车的选型应该根据汽车型谱、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产品发展规划进行。

（2）选型应在对同类型产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行。

（3）应从已有的基础出发，对原有车型和引进的样车进行分析比较，继承有点，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先进技术与结构，开发新车型。

（4）力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。

1.3汽车设计过程（1）调查研究与初始决策：选定设计目标，并制定产品设计工作及方针原则。

（2）总体方案设计：根据所选定的目标及对开发目标制定的工作方针、设计原则等主导爱想提出整车设想，及概念设计或构想设计。

（3）绘制总布置草图，确定整车主要尺寸、质量参数与性能以及各总成的基本形式。

（4）车身造型设计及绘制车身布置图：绘制不同外形、不同色彩的车身外形图：制作相应的造型1:5整车模型；从中选优后再制作1:5或者1:1的精确模型。

（5）编写设计任务书。

（6）汽车总布置设计。

（7）总成设计。

（8）试制、试验、定型。

2.整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形式方案，主要包括以下几部分：（1）发动机的类型和形式；（2）轴数和驱动形式；（3）车头和驾驶室的形式以及发动机、前轴轮的位置关系;（4）轮胎的选择。

2.1发动机的种类的形式对于发动机的种类和形式，在现代汽车上主要选用汽油机和柴油机，可根据车型的需要进行选取。

汽车总体设计解读汽车总体设计是指汽车的整体外观形态、比例和线条等设计要素的综合组合，是汽车设计师根据市场需求、品牌定位和设计理念等因素进行的设计过程。

汽车总体设计不仅影响着汽车的外观美感，还与汽车的性能、功能和安全性等方面密切相关。

因此，了解汽车总体设计对于消费者、设计师和汽车厂商来说都具有重要意义。

首先，汽车总体设计必须具备美感和流线型。

美感是汽车总体设计的基本要求之一，它直接影响着消费者对汽车外观的喜好和接受程度。

美感一方面要求汽车外观整体匀称协调，比例合理，不能出现部位过大或过小的问题；另一方面要求汽车线条流畅、动感，给人以视觉冲击力。

流线型设计可以降低空气阻力，提高汽车的行驶速度和燃油经济性，并且更加符合现代的审美趋势。

其次，汽车总体设计还考虑到品牌定位和消费者需求。

不同的汽车品牌有着不同的定位和目标消费群体，因此他们的汽车总体设计也应该有所区别。

高端豪华车注重奢华感和气派，而经济型汽车则更注重实用性和经济性。

此外，消费者的需求也是汽车总体设计的重要考虑因素。

例如，年轻人更倾向于时尚动感的外观设计，而家庭用户更注重空间和舒适性。

另外，汽车总体设计还要考虑到安全性和可用性。

安全性是汽车设计的重要原则之一，汽车的外观设计应该尽可能避免出现尖锐突出的部位，减少行人碰撞时的伤害，同时也要考虑到乘客的乘坐安全。

可用性则要求汽车总体设计能够满足用户的实际需求。

例如，合理的车门设计和悬挂高度能够方便乘客上下车，合理布局的内饰空间能够提供充足的乘坐和储物空间。

而在当下，汽车总体设计还受到环保和智能化的影响。

随着环保意识的加强，汽车总体设计越来越注重减少尾气排放和空气污染。

因此，很多汽车采用了流线型设计，以降低空气阻力；同时采用了轻量化的设计和材料，以减少能耗和碳排放。

智能化的影响则体现在汽车总体设计中加入了智能驾驶辅助系统、智能互联功能等，提升了用户体验和驾驶安全性。

总的来说，汽车总体设计是汽车外观设计的核心和起点，它最直观地表现了一个汽车的形象和特点，也是消费者选择购买的重要因素之一、汽车总体设计不仅要追求美感和流线型，更要考虑品牌定位、消费者需求、安全性、可用性，甚至还要考虑到环保和智能化的因素。

目录目录 (1)摘要 (3)1 汽车的总体设计 (1)1.1汽车总体设计的一般顺序 (1)1.2布置形式 (4)1.3轴数选择 (4)1.4驱动形式的选择 (4)2 载货汽车主要技术参数的确定 (5)2.1 汽车质量参数的确定 (5)2.1.1汽车载荷质量的确定 (5)2.1.2 整车整备质量的预估 (5)2.1.3 汽车总质量的确定 (5)2.1.4 汽车的轴荷分配 (5)2.2汽车主要尺寸的确定 (5)2.2.1汽车的主要尺寸 (5)2.2.2 汽车的外廓尺寸 (6)2.3汽车主要性能参数的确定 (6)2.3.1 汽车动力性参数的确定 (6)2.3.2 汽车燃油经济性参数的确定 (6)2.3.3 汽车通过性性参数的确定 (6)3 货汽车主要部件的选择及布置 (7)3.1 发动机的选择与布置 (7)3.1.1 发动机型式的选择 (7)3.1.2 发动机主要性能指标的选择 (7)3.2轮胎的选择 (10)3.3离合器的选择 (10)3.4万向传动轴的选择 (10)3.5主减速器的选择 (10)4 总体布置的计算 (11)4.1 轴荷分配及质心位置计算 (11)4.1.1平静时的轴荷分配及质心位置 (11)4.1.2 水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算 (13)4.1.3 制动时各轴的最大负荷计算 (14)4.2 驱动桥主减速器传动比的选择 (15)4.3 变速器传动比的选择 (15)4.3.1 变速器一档传动比的选择 (15)4.3.2 变速器档数和各档传动比的选择 (15)5 汽车动力性及燃油经济性计算 (17)5.1 汽车动力性能的计算 (17)5.1.1驱动平衡的计算 (17)5.1.2动力特性的计算 (19)5.2功率平衡计算 (22)5.3汽车燃油经济性的计算 (24)5.4 汽车不翻倒的条件计算 (25)5.4.1汽车不纵向翻倒的条件计算 (25)5.4.2 汽车不横向翻倒的条件计算 (25)5.5 汽车的最小转弯半径 (25)总结 (27)参考文献 (28)摘要汽车的总体设计是汽车设计工作中最重要的一环，它对汽车的设计的质量、使用性能和在市场上的竞争力有着决定性的影响。

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。

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。

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，并将这些指标分解为有关总成的参数和功能。

3.1 整车总布置根据人机工程学的要求，对车手的体型和坐姿定下整车的初步控制尺寸进行各项数据的测量，并在CATIA中建模（如图1），确立车架的宽度长度、车身高度等。

车架的宽度一般能满足车手乘坐要求，并能排线（刹车线、油门线、电线），安装车身即可，尽量取小。

这样，在保证车架用料少的同时，也利于车身设计的流线型。

车身高度尽量低矮，一般可以取发动机竖直放置时的最高点，这个高度车手躺下时的视野一般是可以保证的。

底盘高度要保证有尽量大的离地间隙，同时又不能使得重心太高，以免高速过弯时翻车。

轮距轴距不必考虑太多。

轮距轴距的计算、前后载荷分配等是为了保证有足够的地面附着力。

我们的节能车的驱动力还没有能大到可能超过地面附着力的程度。

所以只要保证不干涉即可（驱动力的大小取决于发动机的改造，当发动机输出的转矩过大时才要考虑此因素）。

3.2 车架的设计计车架要先了解钢材和焊接，怎么对各种钢材加工，并把车架搭出来。

同时，也是能用到有限元分析软件比较多的地方，通过最优的结构用最少的材料达到最大的刚度（车架的设计中减轻重量是比较关键的）。

车架的作用主要是连接其他组件，并保证安装的稳定性。

所以设计车架要了解转向、车身和后轴，思考怎么将他们可靠地定位。

同时，车架的很多尺寸都来源于其他部分的设计。

我们设计的节能车采用第23号钢（含碳量0.23%）料焊接而成，分别采用了车架20×20×1，20×20×2焊接矩形钢管、20×20×2角钢。

车架采用边梁形式，中间主要承载部份以金型材搭建，前桥以及后桥等受力较大部分由焊接矩形钢管以及20×20×2角钢搭建，前悬以及发动机支架等非大承载部位由20×20×2角钢搭建。

《汽车设计》核心考点整理：庄市府品精是必品出庄老2017年11月品精是必品出庄老1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m 小，低制造难度后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。

1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各参数是如何定义的？1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

2）质量参数：整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。

3）性能参数：①动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距；②燃油经济性参数；③汽车最小转弯直径；④通过性几何参数；⑤操纵稳定性参数；⑥制动性参数；⑦舒适性 1-5：总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查 意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。

《汽车设计》 核心考点老庄出品必是精品2接合平顺；3分离要迅速彻底；4从动部分转动惯量小，减轻换档冲击；5吸热和散热能力好，防止温度过高；6应避免和衰减传动系扭转共振，并具有吸振、缓冲、减噪能力；7操纵轻便；8作用在摩擦片上的总压力和摩擦系数在使用中变化要小；9强度足，动平衡好；10结构好，拆装、维修、调整方便1踏板力2踏板行程一般在80~150mm ，最大不超过180mm ；3应有踏板行程调整装置；4应有踏板行程限位装置；5应有足够的刚度； 6传动效率要高；7发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作；8工作可靠、寿命长，维修保养方便2-3：何谓离合器的后备系数？影响其取值大小的因素有哪些？ 答： 后备系数β：离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。

汽车总体设计的目的和主要内容汽车开发设计流程如图1.1.1所示, 本章主要介绍图中总体设计的内容.图1.1.1 汽车开发流程图图1.1.2 产品开发过程IDEF0功能模型工艺员师、资源 修改零部件建议图1.1.3 详细设计的IDEF0功能模型1.1.1 汽车总体设计的目的总体设计的目的有如下几个方面:(1)市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.(2)通过整车的总体设计实现所有设计零部件或选型零部件的合理布置和合理装配,也就是众所周知的总布置设计或总布置图. 英文称为LAYOUT DESIGN 或PACKAGING DESIGN.从1995年后,全球开始采用三维实体CAD总布置设计,实现了高精度的布置和设计.(3)确定设计硬点(HARDPOINT)和设计控制规则, 设计硬点是确定车身,底盘与零部件相互关系的基准点,线,面及控制结构的统称.(4)通过整车的总体设计实现所有运动部件的运动学校合, 以便避免零部件的运动学干涉. 例如,悬架跳动和转向系统的运动学干涉校合, 转向梯形校合, 轮胎跳动与轮罩包络图,等等.(5)通过整车的总体设计实现人机工程设计和设计舒适性法规的校合和设计优化,如人体模型的三维建模及三维总布置设计,前后视野校合,上车舒适性校合, 雨刷校合,眼椭园, 头廓包络线校合,等等.(6)通过整车的总体设计实现整车性能计算和仿真,实现整车性能匹配和系统优化,实现主要性能的优化设计PERFORMANCE OPTIMIZATION.(7)通过整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型,并完善设计任务书,并为项目协同开发创造条件.(8)通过整车的总体设计实现产品零部件的产品描述表的, 爆炸图及零部件明细表的建立.以便实现项目分组管理和协同开发(Collaborative Product Development).1.1.2 汽车总体设计的主要工作内容及总结的技术文件, 表1.1.1为汽车开发的总的主要内容, 其中8~总体设计详见表1.1.2内容.表1.1.2 总体设计的主要工作内容及应总结的技术报告1.1.3总体设计概述根据“产品开发计划任务书”的规定，确认设计要求，然后, 进行总布置初步设计和计算。

一、汽车设计的主要内容第一个层次：整车总体设计层次包括汽车总体设计选型、外型造型设计、总布置尺寸、各系统或总成的性能要求和主要选择等内容。

在这个层次决定了汽车的造型特点、主要用途、基本性能、价格范围、用户阶层以及生产纲领。

第二个层次：总成设计层次包括汽车各个系统或总成结构型式的选择、各种总成结构型式满足汽车整体性能的分析计算、特殊的运动系统或总成的运动校核等内容。

在这个层次决定了汽车所采用的技术是否先进、汽车总体设计是否理、基本性能是否能保证、是否做到了产品系列化和零部件通用化，以及制造价格能否控制在较低水平。

第三个层次：零部件设计层次包括汽车主要零部件结构型式的选择、零部件的受力分析、运动分析、主要参数和材料的选择、强度计算以及初步的制造工艺分析等内容。

在这个层次决定了汽车各总成基本性能的保证手段，零部件的标准化程度、零部件生产的组织规模以及提高零部件质量并降低造价的途径。

二、汽车设计的特点以大批量生产为主，实行三化”（零件标准化、零部件通用化、产品系列化）。

考虑使用条件的复杂多变。

重视汽车使用中的安全、可靠、经济与环保。

车身设计既重视工程要求、更注重外观造型。

在保证可靠性的前提下，尽可能减小汽车的自重。

设计要在有关的标准和法规的指导下进行。

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。

三、汽车设计技术的发展经验设计阶段以科学实验，技术分析为基础的设计阶段计算机辅助设计阶段新产品V型开发模式骡子车（Mule car）为达到验证设计意图（可行驶动力总成，底盘系统，仪表板，梁，座椅，空调/动力总成冷却，带功能线束，需要的电子模）的目的而使用初始数模、中间数模制造的车架系统。

工程设计要考虑的问题认证中国境内生产的汽车产品要销售，必须通过以下几种认证：国家发改委——公告通过INTERNET、公告光盘和文件的形式发布国家认监委——“3C”强制性产品认证通过认证证书的形式发布国家环保总局——国家环保目录通过INTERNET和产品目录（印刷品）形式发布北京环保局——北京环保目录通过INTERNET和产品目录(红头文件）形式发布德国大众轿车等级划分轿车的等级划分主要依据轴距、排量、重量等参数，字母顺序越靠后，该级别车的轴距越长、排量和重量越大，轿车的豪华程度也不断提高。

第一章 汽车总体设计1、进行总体设计应满足如下基本要求：（1）汽车的各项性能、成本等，要求达到设计任务书所规定的指标；（2）严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定（如外廓尺寸符合GB1589-1989规定），注意不要侵犯专利；（3）贯彻“标准化、通用化、系列化”；（4）进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉；（5）拆装与维修方便。

2、 概念设计：从产品创意开始，到构思草图、出模型和试制出概念样车等一系列活动的全过程。

概念设计是要将商品计划中确定开发的产品定义更具体化，使之达到能进行具体设计的程度。

主要工作内容：明确产品的开发目的、产品的使用调查、产品水平分析（产品先进性分析）、形体设计：概念草图、初步布置图、美术效果图，并制作缩尺比例模型、产品的目标成本、通用化、标准化、系列化、绘方案图、初步性能计算3、 制定设计任务书：①画总布置草图（不同于方案图）：各部件的布置位置更准确；各部件的形状、尺寸更准确；确定各总成质心位置与质量大小；确定总体布置尺寸参数。

②性能计算：轴荷分配、质心位置如不满足要求，可调整总布置草图中的部件位置；整车主要性能——据此确定各总成的技术参数，并保证总成之间参数匹配合理。

目的：保证汽车各性能指标达到原定指标要求。

③编写设计任务书：可行性分析，包括市场预测，企业技术开发能力分析，产品开发目的，新产品的设计指导思想，预计的生产纲领和目标成本及技术经济分析等；产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数；整车布置方案的描述及主要总成结构、特性参数；三化水平（如标准件占百分比数，通用件占百分比数）；国内、外同类汽车技术性能分析和对比；拟用的新技术、新材料、新工艺4、技术设计：①总成设计师： 根据设计任务书给出的条件和总体设计师的要求进行总成设计。

②总体设计师：协调总成与整车、总成与总成之间的矛盾；进行整车性能计算、运动校核；编制技术文件；出试制图。

5、 改进设计：试制总成并进行总成试验；试制整车并进行整车试验；改进设计，再试制、试验。

名词解释汽车布置形式: 发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点整车整备质量？答：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。

发动机的悬置结构形式及特点？答：发动机的悬置结构形式：传统的橡胶悬置和液压阻尼式橡胶悬置。

传统的橡胶悬置特点是结构简单，制造成本低，但动刚度和阻尼损失角θ的特性曲线基本上不随激励频率变化。

液压阻尼式橡胶悬置的动刚度及阻尼损失角有很强的变频特性，对于衰减发动机怠速频段内的大幅振动十分有利。

公路车辆法规规定的单车外廓尺寸？答：公路车辆法规规定的单车外廓尺寸：长不应超过12m；宽不超过2.5m；高不超过4m。

双十字轴万向节等速传动的条件？答：处于同一平面的双万向节等速传动的条件：1）保证同传动轴相连的两万向节叉应布置在同一平面内；2）两万向节夹角α1与α2相等。

汽车总布置草图三维坐标系的基准线？答：车架上平面线作为垂直方向尺寸的基准线，即z坐标线的基准线；汽车中心线作为横向尺寸的基准线，即y坐标线的基准线；前轮中心线作为纵向方向尺寸的基准线，即x坐标线的基准线。

汽车比功率：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轴荷分配：轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车辆对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或者满载总质量的百分比表示车架静载荷：静载荷是指汽车静止时，车架所承受的悬架弹簧以上部分的载荷，包括车架质量、车身质量、安装在车架上的总成与附属的质量以及有效载荷的总和。

汽车总布置草图主要进行的运动校核？答：转向传动机构与悬架运动的校核：作转向轮跳动图；根据悬架跳动量，作传动轴跳动图。

原则上有相对运动的地方都要进行运动干涉校核。

汽车设计中必须考虑“三化”是什么？答：汽车设计中必须考虑“三化”是标准化、通用化、系列化。

轿车的布置形式:主要有发动机前置前轮驱动、发动机前置后轮驱动、发动机后置后轮驱动三种，少数轿车采用发动机前置全轮驱动。