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汽车设计过程之总布置篇作者：猹先生猹先生在之前的文章中写过关于国产车是怎么设计出来的，很多读者都看过那篇文章，其中有很多读者对于其中的各个环节到底是干什么的非常感兴趣，那么从这期开始，猹先生就逐步介绍下整车开发当中的每个步骤的具体内容，今天先从总布置说起。
总布置到底是什么？很多人疑惑总布置到底是干什么的，打个比方就知道了，你家新买了个房子，但是是毛坯房，这时候就需要设计这面墙干什么，那个屋子重新弄成多大，家具摆在什么位置。
换到汽车上，各个总成、零部件的位置、关系、间隙、运动以后是不是有干涉，还有符不符合设计要求和法律规定，这些都是归总布置管的，也就是简单的说总布置就是管各个总成、零部件应该怎么摆放、摆在什么位置的设计阶段。
明确整车开发方案那么总布置工作是干什么的了解以后，总布置到底怎么开展呢。
一般来说，总布置工程师需要确定整车技术路线，整体设计过程中需要第一步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状态，大体安装点和角度，选择动力总成和轮胎型号等，这也是整车项目的初步布置与方案设计阶段。
确定这些参数是进行整车总布置设计的首要工作，一般是根据整车开发方案确定的，整车开发方案包括性能要求，市场要求，造型要求等等。
这些要求大多数是根据大量的市场调研和统计分析工作，也有一些是咨询公司提供的。
在这些工作的基础上，根据之前领导定的对标车作为依据进行调查和测量。
总布置各项参数的确定在确定整车性能要求，市场要求，造型要求以后就要进行近一步的设计。
在这部分的设计当中，主要需要确定整车的尺寸，站在平台化的角度也要确定相应的平台。
各项参数的确定需要先确定汽车的长、宽、高、轴距、轮距等控制尺寸、轴荷分配范围以及动力总成、水箱、前后桥、传动轴和车轮等的轮廓尺寸和位置后，再参考同类车型相关数据以及对标车型作为借鉴，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、操纵机构的相互位置等。
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，这一流程的起点为项目立项，终点为量产启动，主要包括5个阶段：一、方案策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项目计划，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。
项目可行性分析是在市场调研的基础上进行的，根据市场调研报告生成项目建议书，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，确认项目设计目标，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计划，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；进行成本预算，及时控制开发成本；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部分。
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达到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基本尺寸控制图是造型设计的基础。
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，这一流程的起点为项目立项，终点为量产启动，主要包括5个阶段：一、方案策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项目计划，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。
项目可行性分析是在市场调研的基础上进行的，根据市场调研报告生成项目建议书，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，确认项目设计目标，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计划，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；进行成本预算，及时控制开发成本；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部分。
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达到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基本尺寸控制图是造型设计的基础。
汽车总体设计1.1 整车总布置设计的任务(1)从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、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)协调好整车与总成之间的匹配关系，配合总成完成布置设计，使整车的性能、可靠性达到设计要求。
1.2 设计原则、目标（1）汽车的选型应根据汽车型谱、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，继承优点，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）涉及应遵守有关标准、规范、法规、法律，不得侵犯他人专利。
（5）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、设计原则等主导思想提出整车设想，即概念设计（concept design）或构思设计。
(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；制作相应的造型的1：5整车模型；从中选优后，再制作1：5或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.整车型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。
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。
汽车总布置设计汽车整车开发过程是一个包含造型设计（包含油泥模型设计）、总布置设计、车身设计、底盘设计、内饰和附件设计以及试制和试验等内容的复杂工作，这些设计过程尽管在时间上存在先后顺序，但是也重叠进行，并行工作。
总布置设计师，高屋建瓴地站在整车开发的起点，全盘控制和协调整个汽车产品开发过程，是汽车设计的关键。
只有把握整车开发的各个过程和内容，采用并行工程的思想积极组织和协调整个项目组成员，才能如质如量地完成设计任务。
并行工程能将传统的制造技术与计算机技术、系统工程技术和自动化技术有机结合起来，在产品开发的早期阶段全面考虑产品生命周期的各种因素，力争使产品开发能够一次获得成功。
它战在产品设计、制造全过程的高度，打破传统的组织结构带来的部门分割和封闭的观念，强调参与者协同工作的效应，重构产品开发过程。
而总布置设计就是要充分发挥这种协同工作和整合工作的组织作用，统领其他部门。
在汽车开发整体流程中，总布置持续整个过程。
作为汽车设计全过程的协调和监控机制，它逐渐确定设计硬点，直至最后的精确装配，保证所有车身和底盘以及内饰件之间的相互配合关系。
从汽车造型效果图设计开始，总布置就必须针对客户提出的需求，收集竞争车型，提供汽车造型的总体设计参数，如总长、总宽、总高、轴距、轮距、车轮大小、接近角、离去角。
造型师则按照相关信息进行造型效果图的制作。
当效果图评审通过后，便开始油泥模型的制作。
通常油泥模型师除了要参考造型效果图和与造型师进行交流外，还必须严格遵守来自总布置设计的关键线图或胶带图。
而胶带图和关键线图均是利用上述总体参数，并参考同类车型的外部轮廓和内部空间完成的总体参数控制线图，它是油泥模型师用来制作卡板，实现模型总体参数控制的重要工具。
油泥模型评审通过后，就可以进行车身的逆向和结构设计了。
与此同时，底盘工作也已经开始。
要追求快速开发的效率，自然是利用已有的底盘平台进行变型设计。
总布置根据整车的要求，对底盘零部件空间的位置和形状提出要求，并进行一定的计算和匹配。
汽车总布置设计的内容与步骤
1、汽车总布置设计的内容
主要内容包括总成选型和匹配、整车性能计算、运动学校核、人机工程设计和校核、三维装配、确定设计硬点和设计控制规则。
具体内容包括空间布置和性能相关项目布置。
具体如下表
布置的内容布置的项目
空间布置（人机分析、法规校核）发动机、传动系的布置；悬架、轮胎的布置；座椅布置；踏板、变速杆等驾驶操作系统的布置；载货空间的布置；燃料箱、备胎的布置；车身及内、外
饰件的布置
性能相关项目布置
油耗燃料箱容量
制动性能质心位置、轮胎尺寸
操纵稳定性轴距、转向器的位置、方向盘行程
NVH性能传动轴夹角、发动机悬置、空滤器、消声器容量、
排气吊挂、后视镜、仪表板横梁
空气动力性能发动机罩前端高度、前风窗倾斜角、后风窗倾斜角、
扰流板、空气进出风口
机动性轮距、轴距、前后悬、转向齿条行程
发动机冷却前格栅型式、散热器尺寸、前端开口面积
2、汽车总布置设计的步骤
（1）定义整车结构及外形尺寸。
进行整车总布置时，首先应初步定义汽车的型式（包括轴数、驱动型式、布置型式、车身型式等），然后选择动力及轮胎型号尺寸，接着对整车的外形尺寸进行定义（包括总长、总宽、总高、轮距、轴距、前悬、后悬、最小离地间隙等），另外还需确定汽车的质量参数
（2）确定假人百分位，定义H点位置。
整车布置加人一般用95百分位美国男人和5百分位日本女人，躯干角一般前排为25°，后排为23°。
（3）确定眼椭圆、头部包络线。
眼椭圆定义按SAE J 941进行，头部包络线做法按SAE J 1052的规定。
头部包络线完成后，顶盖的最低高度可确定。
（4）进行前视野校核。
按GB11562的规定，对效果图进行前视野校核。
（5）进行车身零件和总成布置。
根据GB14167，结合效果图初选S值，确定安全带安装点初步范围；根据GB17354，确定前后保险杠的位置范围；根据选定的假人，布置合理的手臂到方向盘尺寸和脚到踏板的尺寸，从而确定方向盘中心位置及踏板位置，参考GB/T 17876；根据车轮跳动的包络线，确定合身轮罩等尺寸；进行车内外零部件的布置。
（6）确认发动机盖位置，进行动力总成布置。
根据前视野校核结果，即可确定发动机盖上平面上限（应低于前视野下限线），结合此因素，可进行动力总成的初步布置。
动力总成上平面到发动机盖下平面的距离一般应为40~50mm，如考虑到行人碰撞安全性，应加大到60mm 或将发动机盖材料改为塑料。
动力系统布置时，应考虑轴荷分配、面积利用率、传动轴夹角、最小离地间隙等因素。
（7）进行底盘系统布置。
应注意相对运动的零部件进行运动校核，确定它们的运动轨迹和运动空间，并防止各部件之间产生运动干涉，如车轮的跳动、传动轴的跳动等。
（8）应性及车内外人体、人机工程学校核。
针对国家对汽车产品的相关强制性标准，对整车、零部件布置的符合性进行校核，另外，对国家尚未要求但国际上通用的标准应考虑符合性。
按设计经验及相关参考资料，对车内外零部件尺寸、布置位置的合理性进行人体、人机工程学校核。
