第一章 福田轻卡的总体设计
1.1 汽车总体设计概述
一、设计任务及设计原则
二、汽车总体技术方案
三、环境保护对整车的要求
1.2 汽车总体布置
一、 整车主要尺寸和参数选择及布置
1、 汽车主要尺寸布置，
1 .1 整车外型的布置
汽车的型式是指其轴数、驱动型式、布置型式以及车身型式?汽车型式对整车使用性能、外形尺寸、质量、轴荷分配和制造成本等方面影响很大?由于福田公司轻型载货汽车型式是两轴、后轮驱动、发动机为前置、平头驾驶室、有单排、排半、双排三种驾驶室.
一般整车外型尺寸在设计任务书中明确,在整车总布置时满足设计要求.整车长度尺寸主要由轴距、前后悬决定,当驾驶室确定则前悬基本确定,后悬根据N类车小于轴距的55%确定;整车高度主要由轮胎大小、驾驶室及货箱保险架高度决定?在整车总布置时?保证轮胎有足够的跳动空间~空间校核见后??尽量降低驾驶室高度?整车宽度主要由驾驶室宽度、货箱宽度确定
图
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~根据设计任务书~产品信函?要求进行整车外轮廓布置?提出影响整车外轮廓尺寸的因素? 1.2 影响整车通过性能的参数布置
~轴距、轮距、接近角、离去角、离地间隙等对整车通过性能的影响?
1.3 货箱与驾驶室之间相关尺寸的布置
货箱与驾驶室之间应有一定的距离?距离根据货箱的固定方式、驾驶室翻转、后围进气系统等不同通常为50~100mm有时更大。货箱与车架之间刚性连接时?一般间距较小约50mm如2490轴距奥铃、小解放1026车型?货箱与车架之间有垫木靠U型螺栓夹紧连接时?货箱与驾驶室间隙较大?有时还考虑高位进气管的布置?所以福田轻卡一般在80~120mm如1028、1022小卡间隙为80mm时代轻卡系列为100~120mm为保证一定的安全性?要求货箱保险架较驾驶室高80~120mm有的根据造型可适当调整高度?福田轻型载货汽车一般取30~80mm。
1028 项目 车型 推荐参数 1043前翻 2490奥铃
80~120 货箱与驾驶室间隙
30~80 保险架较驾驶室顶高
0~200 货箱比驾驶室宽
二、各部件的布置及控制的尺寸
车辆总布置的主要考虑项目
1、 动力总成的布置~发动机、变速器、冷却系等?
福田轻型载货汽车全是平头驾驶室?发动机是前置后驱动?其位置主要由曲轴中心线与缸体后端面交点O的X、Y、Z坐标及曲轴中心线与车架上平面的夹角θ来确定。
1.1 交点O位置的确定应考虑以下因素，?Z方向考虑前桥在运动时与发动机油底壳等部分的间隙?一般要求在限位块与车架刚性接触~铁碰铁状态?时?前桥与发动机之间的间隙在15~20mm。并且保证有足够的离地间隙?发动机与驾驶室地板发动机罩盖的间隙?一般要求有一定的通风间隙及部分位置避免发生干涉的最小间隙大于20mm以上。?Y方向考虑整车横向质量分配及发动机与车架等侧面间隙?确定发动机左右是否偏置??X方向考虑轴荷分配及与散热器、发动机后仓、单排车货箱前端之间的间隙。风扇与散热器间隙一般要求风扇直径的0.12~0.15倍?发动机后部间隙主要考虑制动时驾驶室总成、货箱向前移动?一般要求保证25~30mm以上的间隙。 1.2 曲轴中心线与车架上平面的夹角θ值一般是取在1~4之间?发动机向后倾斜是为了减少传动轴万向节传动的夹角。福田轻型载货汽车根据轴距等一般要求2.5、3、3.5
图
~列举福田轻卡各种发动机及变速器在整车上的布置?相关参数列表?提出推荐参数或范围? 2、 传动系的布置
发动机确定后即可布置变速器、传动轴和驱动桥等部件。应使传动轴两端万向节的夹角α尽量相等?其数值在满载静止时不大于4最大不得大于7。后桥主减速器的轴线通常上翘一个角度?以减小传动轴夹角?对于轴距较大的车型。传动轴一般较长?容易保证较小的夹角?如果采用单根对于有两根传动轴?前一根一般是定长的传动轴?一般布置成中心线与变速器输出轴中心线重合?没有夹角。后节传动轴也较长?布置时也容易保证较小的夹角。
图
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~列举福田轻卡各种传动系的布置?相关参数列表?提出推荐参数或范围? 3、 前后悬架的布置
根据整车的操纵稳定性、平顺性能及承载能力等要求确定前后悬架的静、动挠度?刚度及板簧长度?来进行板簧支架、吊耳等位置的布置。
3.1前悬架的布置主要考虑左右板簧间距、与转向纵拉杆及转向节臂之间间隙、前板簧纵向倾角等因素。
对于前板簧一般布置在车架下面即能保证与动力总成有足够的间隙?防止运动干涉?也能保证与轮胎及转向纵拉杆有足够的间距?保证轮胎的转向空间。左右板簧间距对整车的操纵稳定性、平顺性能有一定的影响?在空间、结构允许的情况下?尽量增大间距?前板簧纵向倾角确定前轮主销后倾角~有的将前板簧布置为水平?前轮主销后倾角靠板簧安装面的倾角决定?如BJ1029它的大小确定对转向力、操纵稳定性等方面有很大的影响?偏小转向操纵力小?转向自动回正能力较差。 3.2后悬架的布置主要考虑左右板簧间距、与车架、轮胎之间的间隙?纵向倾角等因素。
在整车后轮距及轮胎确定后?保证板簧及付簧的U型螺栓与轮胎、车架之间间隙及减振器之间间隙后即确定后左右板簧间距?板簧根据情况可布置在车架下面或侧面。
后板簧的前倾角度对整车的不足转向特性有一定的影响?倾角的大小的确定可根据同等车型类比或进行试验来确定验证?一般情况下
推荐参数 1028微卡 1043时代轻卡 1029奥铃
前板簧与纵拉杆间隙
后U型栓与车架间隙
后U型栓与轮胎间隙
~列举福田轻卡各种车型前后悬架的布置?相关参数列表?提出推荐参数或范围? 4、 轮胎的布置
因为轮胎是绘制总布置图和进行性能计算的重要原始数据之一?在总体设计开始阶段就要选好轮胎的型号和尺寸?根据设计任务书及整车布置、承载能力、使用条件、轮胎的静负荷、及车速确定轮胎的型号?
对于后双胎车型?首先根据双胎中心距~根据标准确定?确定轮辋幅板偏距?再根据设计任务书要求对轮距、货箱宽度尺寸校核轮胎外与货箱边板间隙及轮胎上下跳动空间~参见后轮运动空间校核??校核前轮胎外与驾驶室前轮罩之间的相对尺寸及校核前轮胎转向、上下跳动空间~参见前轮运动空间校核?。
~列举福田轻卡各种车型轮胎的布置?相关参数列表?提出推荐参数或范围? 5、前、后桥的布置
6、转向系的布置
7、制动系的布置
8、备胎、油箱、蓄电池等的布置
备胎、油箱、蓄电池等的布置在整车总布置中也非常重要?
备胎的布置一般在车架后部?有的布置在中部车架下?福田轻卡目前都布置在车架尾部?靠备
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胎紧固器或备胎支架固定?布置在后部主要考虑对整车的离去角的影响?还必须考虑与排气管的间隙应大于80mm于后桥、后板簧、减震器等有足够的间隙。
油箱的布置?根据车型的空间不同?可布置在整车中部、整车尾部~主要在微型车上??福田轻卡主要布置在整车中部车架左侧或右侧?一般情况下油箱同消声器分别布置在左右侧?考虑整车左右质量分布情况?一般将蓄电池与油箱分别布置在左右侧?
蓄电池的布置?由于启动电流较大启动线太长影响启动性能?一般布置在启动机一边?缩短启动电源线的长度?但考虑整车左右质量分配?一般与油箱分别布置在左右侧。
三、运动校核
在进行总布置设计中?要对各相对运动的零件进行运动校核?确定它们的运动轨迹和运动空间?防止各部件之间产生运动干涉。须进行绘制以下运动校核图。
1、 转向轮跳动空间校核
校核目的是确定转向轮上跳并转向至极限位置时的占用空间?从而决定轮罩形状及翼子板开孔形状?并检查转向轮与纵拉杆、车架之间的运动间隙是否足够。
作图法采用前独立悬架的画法参见机械工业出版社 吉林工业大学 张红欣主编的高等学校教材《汽车设计》1996年5月第2版 第35，36页
作图法采用前非独立悬架的画法参见
例题1
2、 传动轴跳动校核
校核目的是，?确定传动轴上下跳动的极限位置及最大摆角θ确定空载时万向节传动夹角?确定传动轴长度的变化量?保证传动轴长度最大时花键套与轴不脱开?而在最小时不致顶死。
作图法参考机械工业出版社 吉林工业大学 张红欣主编的高等学校教材《汽车设计》1996年5月第2版 第36，37页
例题
3、 转向传动装置与悬架运动干涉校核
校核目的是检查转向拉杆与悬架导向机构的运动是否协调。~介绍前悬架为纵置钢板弹簧时的校核方法参见机械工业出版社 吉林工业大学 张红欣主编的高等学校教材《汽车设计》1996年5月第2版 第37，38页?
下面是福田几个大批量生产车型的轮胎跳动转向纵拉杆干涉量
车型 纵拉杆干涉量 备注
1.
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前独立悬架断开式转向梯形机构的校核方法参见机械工业出版社 吉林工业大学 张红欣主编的高等学校教材《汽车设计》1996年5月第2版 第223，224页
例题
4、 前轮转向角度校核
5、 后轮胎跳动空间尺寸校核
下面是福田几个大批量生产车型的轮胎与货箱的间隙
车型 轮胎侧面与货箱间隙 轮胎面与货箱的间隙 备注
2.
、翻转驾驶室的校核(操纵机构的校核,驾驶室和保险杠的间隙校核)
1. 4 总布置规范
整车总布置设计完成后?需要进行总布置设计方案评审?将总布置设计方案介绍给评委?使各评委充分全面地了解总布置设计方案?以便发现问题?解决问题?不断完善总布置设计方案。为保证总布置考虑全面对总布置内容进行规范?全新开发的产品一般要求材料齐全?一般的改进产品可根据实际情况做适当减少?但要做相应说明。目前三维总布置设计已经推广采用?与二维总布置设计相比有很大的不同?如运动干涉校核在三维总布置设计中?直接在模型中校核而在二维总布置设计中?需要采用绘图法进行校核?所以?必须对总布置内容及评审材料的组织进行规范。 一、总布置内容及评审材料内容
1产品概况介绍:
1.1描述产品开发类型，包括全新开发、重大改进、品种扩展、一般改进等
1.2描述设计依据和设计指导思想，
设计依据，~1设计任务书或产品信函?~2参考项目建议书和概念设计报告等;
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