第九讲 车身总体布置

2:发动机中置后桥驱动
优点 1、车厢面积利用率最高，F→max； 2、车内噪声小、发动机与车厢隔绝较好； 3、传动轴短，轴间重量分配良好； 4、外形设计和座椅布置不受发动机限制； 5、车门可开在前轮之前，适合单人管理。 缺点： 1、发动机冷却较差，水箱布置困难； 2、地板高度高、重心高（为保证发动机安装空间）； 3、发动机易被尘土弄脏，保养维修困难； 4、寒冷地区使用，发动机保温困难； 5、远距离操纵，机构复杂； 6、对地板密封要求高，否则噪声、气味、热量易进入车厢。
10—箱形截面横梁
13—Βιβλιοθήκη Baidu气系统
14—纵梁之间的距离
（2）发动机的前后位置
汽车的轴荷分配 轿车前排座位的乘坐舒适性
影响
传动轴长度和夹角
货车的面积利用率
1）减小传动轴夹角 ：前置后轮驱动汽车的发动机常布置 成向后倾斜状，使曲轴中心线与水平线之间形成1°～4°
夹角，轿车多在3°～4°之间 。
布置 2）前纵梁之间的距离：发动机前置后轮驱动的轿车，必 须考虑吊装在发动机上的所有总成（如发动机、空调装置
发动机和动力总成布置
2．传动系的布置
发动机位置 确定 动力总成位置也随之而定 （包括发动机、离合器、变速器在内）
万向节传动轴传动的条件： 条件
两端夹角相等 在满载静止时不大于4°、最大不得大于7°。
常将后桥主减速器的轴线向上翘起。
（2）各类汽车的轴距和轮距
车型 类别 微型车 普通级 轿车 中级 中、高级 轴距L/mm 2000～2200 2100～2540 2500～2860 2850～3400 轮距B/mm 1100～1380 1150～1500 1300～1500 1400～1580
高级
微型 4× 2货车 轻型
2900～3900
车身总体布置
中北大学机械工程学院
车身总体布置
汽车总体设计的任务 （1）正确选择性能指标、重量和尺寸参数，提总体设
计 方案。
（2）对各部件进行合理布置，并进行运动校核。
（3）对汽车性能进行精确控制和计算，保证主要性能
指标的实现。 （4）协调各种矛盾。
车身总布置内容



① 确定车身内部、外部尺寸。 ② 确定乘坐与操纵空间。 ③ 校核各项性能及法规要求的尺寸数据。 ④ 确定车身的悬置形式及位置。 ⑤ 确定发动机、传动系占用的空间，并对有关总 成提出反要求。 ⑥ 确定备胎、燃油箱，以及各种液罐、蓄电池及 行李舱的位置。 ⑦ 确定由于车身附件及其它装置的特殊要求引起 的车身结构及 布置的变动。
路用车辆
4×4：越野汽车
6×2 总质量在19～26t的公
汽车驱动形式 6×4 6×6：越野汽车 8×4：26～32t的公路用 汽车 路用汽车
8×8：越野汽车
车身总体布置
（1）发动机前置前驱动
a、可以减小汽车侧向滑动；
b、越过障碍的能力高； c、动力总成结构紧凑；
特点：
d、有利于提高乘坐舒适性（车内地板凸包高度可以降
14—前轮距
16—后轮距
18—后部两侧门开启时车辆总宽
内部布置尺寸
前轮距B1和后轮距B2
汽车总宽 影响 总质量 最小转弯直径 侧倾刚度 确定总原则：受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不 宜 过大。 前轮距B1 ：应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮， 等相应总成并保证前 轮有足够的转向空间，同时转向杆系 与车架、车轮间有足够的运动间隙。 后轮距B2 ：应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮 胎宽度及们之间应留有必要的间隙。
车身布置要求

① 造型美观


② 良好的性能：
舒适性、安全性、可靠性、视野性、乘坐上下车
和操作方便性、以及满足车身底盘的装配工艺和
装配空间性等

③ 良好的空气动力特性
④ 拆装维修的方便性
⑤与整车协调，确保良好的密封、隔声隔热等性
能。
车身布置要求
（6）满足要求的情况下减小车身外形尺寸，尽量加大车室内空 间。 （7）尽可能减小车身重量，并具有良好的冲压、焊接、装配及 涂装工艺性。 （8）满足相关法规要求； （9）考虑车型的通用化、系列化； （10）协调性原则——注意外形个部分协调，符合比例规律； （11）综合性原则——综合考虑，达到最优匹配； （12）“见缝插针”原则——对一些尺寸斤斤计较，极小的空 间也可能提高乘坐舒适性； （13）“大多数人”原则——座椅尺寸等按绝大多数人的身材 为依据。
客车的布置形式 客车的布置形式分为 （1）发动机前置前轮驱动 （2）发动机前置后轮驱动 （3）发动机后置分为：
后横置后轮驱动 后纵置后轮驱动 中纵置后轮驱动
（4）发动机中置分为：
中横置后轮驱动 中侧置后轮驱动
大客车的布置形式
1:发动机前置后桥驱动
2:发动机后置后桥驱动
3:发动机中置后桥驱动
1:发动机前置后桥驱动
三、确定轿车车身的外形尺寸
图5-8 轿车外轮廓尺寸的标注 1—离地间隙 2—车门玻璃倾角 3—接近角 4—前悬 5—轴距 10—离去角 6—后悬 11—总高
7—全长 8—行李箱开启时的车辆长度
9—前风窗倾角
12—空车行李箱盖开启时车辆高度
15—在前R点处的车身宽度
13—前部两侧车门开启时车辆高度
17—总宽
轿车总布置基准线－坐标系
Z
前轮中心 O
X
地面线
总布置基准线－坐标系画法
货车与客车的车架上平面线Ｘ∥地面线，一般设计成与地面线有一 个小夹角αF（0.5°～1.5°），即前低后高，以保证汽车在驱动行驶时车 厢能趋于水平。画总布置草图常将车架上平面线置为水平线，而地面线 为斜线；轿车不必如此，Ｘ∥地面线皆为水平线！ Z
优点： 1、通用性好——与货车通用部件多； 2、发动机冷却条件好，维修、拆装方便； 3、传动系及操纵机构简单，易 于布置。 缺点： 1、发动机凸出于地板平面之上，车厢面积利率低； 2、轴荷分配不利，前悬短、后 悬长、转向沉重，影 响安全； 3、传动轴从地板下通过，使地板高度↑，上下车方便性↓ ； 4、车内噪声大、振动大， 隔 热隔烟性差，乘座舒适性↓； 5、乘客门布置在轴间，削弱了车身刚度； 6、传动轴长（一般三节），临界转速低，易共振。
（2）发动机前置后驱动 a、轴荷分配合理 ； b、有利于减少制造成本；（不需要采用等速 万向节 ）
c、行驶平稳，操纵平稳；
特点： d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高 ； e、发动机冷却条件好；比较容易维修
f、爬坡能力强；
g、行李箱空间大；
车身总体布置
a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适 性； b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动 主要缺点： 机进入客厢，会使前排乘员受到严重伤害； c、汽车的总长较长，整车整备质量增大， 影响汽车的燃油经济性和动力性。
的压缩机等）以及从下面将发动机安装到汽车上的可能性。
还应保证在修理和技术维护情况下，从上面安装发动机的 可能性。（详见书本P141及图5-12）
（3）发动机的左右位置
影响 底盘承载系统的受力 发动机悬置支架的统一性
发动机曲轴中心线在一般情况下与汽车 中心线一致。
布置 少数汽车如4×4汽车，考虑到前桥是驱 动桥，为了使前驱动桥的主减速器总成 上跳动不与发动机发生运动干涉，将发 动机和前桥主减速器向相反方向偏移。
1700～2900 2300～3600
1560～1620
1150～1350 1300～1650
中型
重型 城市大客车（单车） 长途大客车（单车）
3600～5500
4500～5600 4500～5000 5000～6500
1700～2000
1840～2000 1740～2050
大客车
（3）前悬LF和后悬LR 1）整车协调性 确 2）轴荷分配的要求 定 3）安装要求 原 4）通过性要求 则： 5）撞车安全性 前悬LF ：主要受保险杠发动机风扇等部件影响 后悬LR ：发动机后置考虑发动机等部件等影响
布置
二、各部件的布置
1、动力总成（发动机-离合器-变速器）布置
发动机前置－后驱动
发动机前端面
K αE γ1 前轮中心 b c
发动机曲轴中心线 传动轴中心线
注：发动机曲轴中心线一般设计成与 车架上平面线向下有一个小夹角αE
（货车1°～4°；轿车3°～4° ）， 即前高后低，以减小传动轴夹角γ1 ！
∥车架上平面线

车身总布置
三维坐标的基准线（面）
确定整车的基准线应在汽车满载状态下进行
绘制要求 绘图时应将汽车前部绘的左侧。 1）车架上平面线：车架纵梁上翼较长的一段平面或承载式车身中 部地板或边梁的上缘面在侧（前）视图上的投影线。作为垂直方向 尺寸的基准线（面），即z坐标线。向上为“+”、向下为“-” 2）前轮中心线通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面， 在侧视图和俯视 图上的投影线 。纵向方向尺寸的基准线（面）， 即x坐标线向前为“-”，向后为“+” 3）汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线 。作为横 向尺寸的基准线（面），即y坐标线向左为“+”、向右为“-”
各部件的布置
1．发动机的布置
（1）发动机的上下位置 离地间隙 影响 驾驶员视野
轿车：发动机油底壳至路面的距离， 应保证满载状态下 最小离地间隙的要求。 货车：通常将发动机布置在前轴上方，考虑到悬架缓冲 前轴的最大向上跳动量达70～ 100mm，这就要求 发动机有足够高的位置，以防 止前轴碰坏发动机 油底壳。
前轮中心线
αF
前轮垂直线 车架上平面线 后轮中心线 后轮垂直线
O
X
r0
A
O1
rr
a
αF（0.5°～1.5°）
L
r0
O2
rr
b
B
总布置基准线－坐标系
Z
前轮 中心线
αF
前轮垂直线 后轮中心线 后轮垂直线 车架上平面线 汽车中心线
O
X
Y
Z
αF
地面线
Y
前轴中心线
后轴中心线
汽车中心线
车身总体布置
4×2：轿车和总质量小的公
3:发动机后置后桥驱动
优点 1、发动机与车厢隔绝最好，废气不会进入车厢； 2、车身振动、噪声小、舒适性好； 3、轴间重量分配良好，面积利用率高，ηF↑； 4、易于在车厢外检修发动机，能在地板下形成较大的行李 舱； 5、地板可以降到最低高度，使上下车和车内行走大为方便。 缺点： 1、发动机散热较差，需要冷却效果强的散热器； 2、远距离操纵，机构复杂。（随结构的改进，机电液一体化 技术的发展，该问题已逐步解决）。
应用： 中高级和高级轿车（客厢较长，乘坐空间宽敞，
行驶平稳 ）
（3）发动机后置后驱动 a、结构紧凑：（发动机、离合器、变速器和主减速器布 置成一体）无传动轴； b、改善了驾驶员视野； （汽车前部高度有条件降低 ） c、整车整备质量小； 特点： d、客厢内地板比较平整 ； e、乘客座椅能够布置在舒适区内； f、 爬坡能力强； g、汽车轴距短，机动性能好。
车身总体布置
a、后桥负荷重，分配不合理；
b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影 响操纵稳定性；
缺点
c、行李箱在前部，行李箱空间不够大；
d、操纵机构复杂；发动机冷却不好
应用： 较少
货车布置形式
（1）长、短头 a:发动机位于前轴之上、驾驶室之间 b:发动机位于前轴上、部分深入驾驶室
车身布置
（2）平头 a:发动机位于前轴之上、驾驶室正下方 b:发动机位于前轴之上、驾驶室后下方
汽车主要参数的选择
汽车主要尺寸的确定
外廓尺寸 轴距 汽车的主要尺寸 ： 轮距
前悬、后悬
货车车头长度和车箱尺寸等
汽车主要尺寸位置参数设计
（1）外廓尺寸长宽高等处决于整车性能的要求
（2）外廓尺寸影响汽车的轴距和轮距、影响发动机、 底盘等位置和尺寸 （3）车身侧面的倾斜角影响上下车 （4）方向柱和水平面夹角由操作力确定，大型货车 操作力大，夹角越大。
标注方法：用气缸体前端面与曲轴中心线交点K到地面高度尺
寸b来标明发动机高度，位置 C 表示前后位置
四、动力传动系统的布置
图5-12 动力总成布置简图 1—发动机罩与发动机零件之间的间隙 进出孔 5—风扇护罩 6—油底壳 9—发动机与前围板之间的间隙 位置及其在空间的布置 2—散热器 7—前悬置横梁 3—前横梁 4—发动机舱的冷却和通风的 12—曲轴中心的 8—发动机油底壳与横梁之间的间隙 11—发动机前悬置点
低） e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短 ）
f、有利于发动机散热 ，操纵机构简单；
g、行李箱空间大；
车身总体布置
结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节等 ）
前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后 轴重）
主要缺点：
汽车爬坡能力降低；
发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修 费用 高。