整车总布置图的绘制及各总成

8.转向系的布置 8.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。
4.发动机及传动系统的布置 4.发动机及传动系统的布置
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，然后确定其坐标位置。 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β（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；
1.整车布置的基准线 1.整车布置的基准线——零线的确定 整车布置的基准线 零线的确定
汽车在满载状态下，确定整车的零线（三维坐标面的交线）、正 负方向及标注方式。 （1）整车在满载状态、车头向左来确定整车的坐标线。 X坐标线：通过左右前轮中心的铅垂面，在侧视和俯视图上的投影 线即为X坐标线，前为“-”、后为“+”，该线标记为 。
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 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，并与脚踏板和座椅一同考虑。
7.车架总成外形及其横梁的布置 7.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。 车架纵梁的外形，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梁断面高度变化的过渡区内。如图3所 示。 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。如图3中 的虚线部分所示。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。
Z坐标线：取车架纵梁上翼面上较长的一段平面，或承载式车身中 部底板的下表面，并与水平面平行时，该面在前视和侧视图上的投影 线即为Z坐标线，上为“+”、下为“-”，标记为 。 Y 坐标线：通过汽车纵向中心线的铅垂面，在前视图和俯视图上 的投影线为Y坐标线，前视图中右侧为“+”、左侧为“-”，标记为 。
（2）在新车设计时，整车的坐标线确定后，车身（车头、驾驶 室）、车架的坐标线也确定了，三者是统一的。 （3）如果用现有的车身、车架拼装新车型，则三者的坐标线不一 定一致。因为所选用的车身、车架已有自己的坐标线，而布置在新车 上时，其坐标线不一定与新车的坐标线重合，因布置上的需要会造成 差值，在设计时应记住这一差值，做为设计的原始数据。原车身、车 架的坐标不随新车的坐标而变动。
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的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。
整车总布置图的绘制及各总成的布置
目
1.整车布置的基准线——零线的确定
录
2．确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离 3．前轴落差的确定 4．发动机及传动系统的布置 5．车头、驾驶室的布置 6．悬架的布置 7．车架总成外形及其横梁的布置 8．转向系的布置 9．制动系统的布置 10．进、排气系统的布置 11．操纵系统的布置 12．车箱的布置
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、机构、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 形出多种车型，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。
5.车头、 5.车头、驾驶室的布置 车头
在发动机与车架、前轴、前轮布置关系确定后，即可布置车头、驾 驶室，在总成设计阶段，对其关系进行协调。因此在这仅对其相互位置 关系进行最后布置上的确认和坐标、尺寸的确定。
6.悬架的布置 6.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的转向。 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。
前驱动轮中心至车架上表面——零线的距离 2.3 前驱动轮中心至车架上表面 零线的距离
如果汽车前后轮均能驱动时，则前后轮中心至零线的最小布置距 离取决于前驱动轮处在满载状态下的布置尺寸。一旦距离确定后，根 据α角就可确定后轮中心至零线的距离。 在前后车轮中心确定后，可以以车轮的自由半径和静力半径的长 度为半径，以车轮中心为圆心分别画圆和圆弧（圆弧应画在地平面这 边），则圆即为车轮外轮廓在侧视图上的投影线，而两圆弧的共切线 即为地平面在侧视图上的投影线。 无论是那种车型，都应考虑车架上表面至地面的距离（或至车轮 中心的距离），该距离越小越好，这样可以保证汽车的货箱底板能降 至离地面距离最小（保证轮胎的跳动间隙），并能保证车箱纵、横梁 有足够的断面高度，以满足其强度和刚度的要求，同时也可以降低改 装车改装部分的质心高度。
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 是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，或减少传动轴的夹角； ⑥单根传动轴不易过长，必要时可加中间支撑，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。
2.确定车轮中心( 2.确定车轮中心(前、后)至车架上表面—零线的最 确定车轮中心 至车架上表面 零线的最 小布置距离
2.1 后轮中心至车架上表面——零线的距离
在前轮不驱动，仅后轮驱动的汽车上，前、后车轮中心至车架上表 面——零线的距离取决于后驱动桥处在满载状态下的布置尺寸。参见图 1，图中车架纵梁上表面与整车零线重合时，后轮中心至车架上表面— —零线的距离为a+b+c。其中a为车架 纵梁在后桥中心断面处的断面 高度。b为满载时后桥壳至车架 最大跳动距离。c为后桥壳中心 至与车架下表面相碰时的桥壳上 表面的距离。
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。
减震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，后减震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。 注意减震器上下行程的分配，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。