汽

車

設

計汽車設計汽車底盤現代設計第1章汽車底盤設計的任務汽車設計本章內容1.1汽車總體設計概述1.2汽車底盤演變的過程1.3汽車設計的三種常用方法1.5汽車現代設計1.6新能源汽車動力與傳動系統匹配布局1.7智能車輛控制系統布局設計汽車設計1.1汽車總體設計概述●汽車設計的特點：要求零件標準化、部件通用化和產品系列化，同時重視安全、可靠、經濟與環保，和輕量化。●汽車總體設計要求:（1）汽車的各項性能、成本等，要求達到企業在商品計劃中所確定的指標。

（2）嚴格遵守和貫徹有關法規、標準中的規定，注意不要侵犯專利。（3）盡最大可能地去貫徹三化，即標準化、通用化和系列化。（4）進行有關運動學方面的校核，保證汽車有正確的運動和避免運動干涉。

（5）拆裝與維修方便。●達到汽車總體設計基本要求：（1）產品系列化——便于進行大量生產、降低成本、具有比較多的共用零部件。（2）零部件通用化——減少零部件的種類，降低成本。（3）零件的標準化——盡可能依據國家或行業標準，廣泛采用標準件。利于生產和維修，降低不良品率，降低外購費用。（4）統一工藝規范——使加工方式盡可能少，從而減少工具、機床和夾具的種類，降低生產成本。汽車設計●汽車總體設計的一般原則：①要符合使用的需要——貨車就要滿足運貨的要求，乘用車就要滿足乘客的需要②工作要可靠——各總成工作要可靠，發生故障的可能性要小。③要有足夠的耐久性，壽命要長。④行駛性能要高。包括加速性、爬坡能力、制動性能、轉向性能、最大車速、燃料消耗等。⑤操縱方便、穩定性好。⑥乘坐舒適，內飾美觀。⑦便于檢查、保養和修理，使用費用要低。⑧外觀和裝飾要符合不同群體、個體的審美觀點。

⑨對環境的污染(排放、噪聲、電磁輻射等)要小。汽車設計1.2汽車底盤功用與組成汽車底盤的功用：將動力裝置的動力進行適當的轉換和傳遞，使之適應車輛行駛和作業的要求，并保證車輛能在駕駛員操縱下正常行駛。同時底盤也是整機的基礎，在其上安裝車輛的發動機、車身、工作裝置及其各種附屬設備，使車輛能夠正常工作。汽車底盤由四個子系統組成：傳動系、行駛系、轉向系、制動系。●傳動系：由離合器、變速器、傳動軸、后橋、半軸等組成。

●行駛系：由汽車的車架、車橋、車輪和懸架等組成。●轉向系：用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置。●制動系：使汽車的行駛速度可以強制降低的一系列專門裝置。汽車設計1.3汽車設計的三種常用的方法分三個方法：經驗設計方法、計算機輔助工程方法以及試驗方法。經驗設計方法——以在生產實踐中積累的經驗數據為基礎進行產品設計、計算的方法。經驗數據包括：各種汽車的性能、功率、尺寸、質量、載荷、許用應力、結構特征等統計數據。計算機輔助工程方法——一般都采用計算機輔助二維、三維設計方法來進行產品設計，采用的軟件包括CATIA、ProE、SOLIDWORKS、UG、AUTOCAD等。與此同時，利用計算機進行汽車設計分析，其對于提高設計質量、縮短設計周期和降低設計成本意義重大。例如應用有限元分析軟件（ANSYS、NASTRAN等）對復雜的汽車零部件進行應力變形分析等，應用通用軟件如MATLAB、自編軟件進行各種分析、優化設計等工作。試驗方法——汽車是一種速度高、負荷變化大、設計復雜、產量很大的產品。在設計階段需要汽車進行各種試驗，以驗證分析和模擬計算的結論，并確保新車具有期望的性能、可靠性和耐久性；產品制造出來以后還要通過試驗對產品的質量進行檢查和評價。目前，電測量法在汽車試驗中得到了廣泛應用。汽車設計1.4汽車總體設計的開發程序一、汽車新產品的開發流程圖

在進行汽車新產品的開發時，負責項目開發工作的組織者要制定如圖所示的汽車新產品開發流程圖。該圖表明了從一款汽車的規劃階段開始，經過開發階段、生產準備階段到生產階段為止的各階段內，規劃部門、設計部門、試制試驗部門、生產部門和銷售部門等各自應承擔的工作內容。汽車設計二、設計任務書編寫階段調查分析：社會調查、使用調查、生產調查。(2)市場預測及形體設計●市場預測:分析市場容量的大小，確定最經濟的生產綱領、生產方式，考慮用戶對產品的要求，以及有關法規的規定。

●形體設計:美術效果圖和制作油泥模型。(3)總體設計方案

分析

提供多幅總體方案圖方案論證總布置草圖

對比(4)編寫設計任務書可行性分析；產品型號及其主要使用功能，技術規格和性能參數;整車布置方案的描述及各主要總成的結構、特性參數；標準化、通用化、系列化水平;國內、外同類汽車技術性能分析和對比;本車擬用的新技術、新材料和新工藝。汽車內部局部造型的美術效果圖汽車設計三、目標成本的計算在概念設計階段需要進行成本控制，使新開發的汽車在投放市場后占有價格優勢。公式：P：商品的目標價格T1：增值稅T2：附加稅

Q：企業目標利潤四、技術設計階段汽車各部件的設計全面展開(總體設計師的工作):a、協調總成與整車、總成與總成之間出現的各種矛盾；

b、將各總成設計結果反映到整車校對圖上進行校對，進行“圖面裝配”；

c、運動校核；(運動學分析）

d、性能的精確計算；（綜合技術設計）f、編制包括整車明細表和技術條件在內的整車技術文件。（技術設計說明書)動力匹配、與總裝工藝的基本要求五、試制、試驗、改進、定型階段試制目的：發現問題、解決問題，減少試制、裝車時出現的技術問題試驗目的：判斷設計出的零部件在組裝后能否達預期目標，找出不足，取得修改的依據，評價汽車的可靠性及強度。汽車設計注意事項：根據國家制定的有關標準逐項進行；不同的車型采用不同的試驗標準；試制過程：試制、試驗→結果分析→發現技術問題→改進設計→進行第二輪試制和試驗→……，產品定型，畫出生產設計圖樣。六、生產準備階段主要工作：正式投產前的生產準備和小批量試生產，并讓試生產車經受用戶的考驗。七、銷售階段主要工作：a對產品正式批量生產；b對產品進行銷售和售后服務工作；c售后服務工作中征求用戶意見，反映給有關部門，提高產品質量、擴大市場。汽車設計1.5汽車現代設計——汽車產品型號和形式的確定一、汽車的型號汽車的型號企業名稱代號：企業代號一般為汽車制造廠的拼音縮寫；例如：BJ（北京）、NJ（南京）、EQ（二汽）、CA（中國一汽）等。車輛類別代號主參數代號：用兩位阿拉伯數字表示。例如：越野汽車、載貨汽車等用車輛的總質量表示；轎車以發動機排量表示，其數值精確到小數點后一位，并以其值的10倍表示。產品序號：企業發展該產品的順序號。汽車設計汽車、專用汽車及專用半掛車產品型號的構成注意：汽車型號必要時可附加企業自定代號。對于專用汽車及專用半掛車，還應該增加專用汽車分類代號。企業自定代號：用阿拉伯數字或漢語拼音字母表示，由企業自定位數，表示同一種汽車但結構略有變化的情況。例如汽油機與柴油機，長、短軸距等。專用汽車分類代號：用三個漢語拼音字母表示，第一個字母代表車輛結構特征，后兩個字母反映用途特征。結構特征代號用T表示特種結構汽車，G表示罐式汽車，C表示倉柵式汽車，X表示廂式汽車，J表示起重舉升汽車，Z表示專用汽車。用途特征代號用專用汽車具體用途的兩個漢字的第一個漢語拼音字母表示。例如：CA1091表示第一汽車集團公司生產的總質量約9t（實為9310kg）的第二代貨車。汽車設計二、汽車的軸數影響選取軸數的因素：汽車的總質量道路法規對軸載質量的限制

輪胎的負荷能力

汽車的結構我國公路標準規定：◆總質量小于19t的公路運輸車輛：雙軸汽車◆總質量在19～26t的公路運輸車：三軸形式◆總質量更大的汽車宜采用四軸和四軸以上的形式。汽車設計三、汽車的驅動形式汽車驅動形式：

4×2轎車和總質量小的公路用車輛4×4越野汽車6×26×418~26t運輸車6×6越野汽車8×4大于26t的運輸車8×8越野汽車汽車設計四、汽車的布置形式

1、定義

指發動機、驅動橋和車身(或駕駛室)的相互關系和布置特點。

2、轎車的布置形式

發動機前置前驅動

(FF驅動)

分：

發動機前置后驅動(FR驅動)

發動機后置后驅動(RR驅動)汽車設計◆發動機前置前驅動——優點

a、有明顯的不足轉向性能；

b、越過障礙的能力高；

c、動力總成結構緊湊；d、有利于提高乘坐舒適性；（車內地板凸包高度可以降低）e、有利于提高汽車的機動性(軸距可以縮短)；

f、有利于發動機散熱，操縱機構簡單；

g、行李箱空間大；

h、發動機橫置，原主減速器用圓柱齒輪取代了錐齒輪，降低制造難度。◎結構與制造工藝均復雜；(采用等速萬向節)

◎前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短；(前橋負荷較后軸重)

◎汽車爬坡能力降低；

◎發生正面碰撞時，發動機及其附件損失較大，維修費用高。◆發動機前置前驅動——缺點汽車設計◆發動機前置后驅動——優點

a、軸荷分配合理；

b、有利于減少制造成本；(不需要用等速萬向節)c、操縱機構簡單；d、采暖機構簡單，且管路短供暖效率高；

e、發動機冷卻條件好；

f、爬坡能力強；

g、行李箱空間大；

h、拆裝、維修容易。

a、地板上有凸起的通道，影響了乘坐舒適性；

b、汽車正面碰撞易導致發動機進入客廂，會使前排乘員受到嚴重傷害；

c、汽車的總長較長，整車整備質量增大，影響汽車燃油經濟性和動力性。

◆發動機前置后驅動——應用

發動機前置后輪驅動乘用車因客廂較長，乘坐空間較為寬敬，行駛平穩，故在發動機排量較大的乘用車上得到應用。◆發動機前置后驅動——缺點汽車設計◆發動機后置后驅動——優點

a、結構緊湊;(發動機、離合器、變速器和主減速器布置成一體)b、改善了駕駛員視野；(汽車前部高度有條件降低)c、整車整備質量小；d、客廂內地板比較平整；

e、乘客座椅能夠布置在舒適區內；

f、爬坡能力強；

g、汽車軸距短，機動性能好。

a、后橋負荷重，使汽車具有過度轉向的傾向；

b、前輪附著力小，高速行駛時轉向不穩定，影響操縱穩定性；

c、行李箱在前部，行李箱空間不夠大；

d、操縱機構復雜；噪聲容易傳給乘員，發生碰撞后排乘員較危險。

f、變形困難。◆發動機后置后驅動——缺點◆發動機后置后驅動——應用較少汽車設計3、客車的布置形式

發動機前置前輪驅動

發動機前置后輪驅動

根據發動機的位置不同分為

發動機后置后輪驅動

發動機中置后輪驅動◆發動機后置后輪驅動——優點操縱方便；乘客區較為寬敞，方便上下車輛；乘客區噪聲較低。◆發動機前置前輪驅動——缺點發動機前置，離合器、變速器和主減速機構等全部集中于車身前部，使結構復雜，布置困難；前轉向驅動橋的產量較低，價格較高。◆發動機前置前輪驅動——優點發動機縱置，能較好地隔離發動機的噪聲、氣味、熱量，方便檢修發動機，軸荷分配合理，車廂后部的乘坐舒適性好；發動機橫置，車廂面積利用率高，發動機對座椅布置影響較小；◆發動機后置后輪驅動——缺點發動機冷卻條件不好；動力總成操縱機構復雜；發動機故障不易被發現。汽車設計◆發動機前置后輪驅動——優點與貨車通用部件多，便于由貨車改裝生產，便于發動機的冷卻；動力和操縱機構相對簡單等。◆發動機前置后輪驅動——缺點布置座椅時會受到發動機的限制，地板平面距地面較高，傳動軸長，難以隔離發動機的振動，舒適性差；采用前開門布置會使前懸加長，同時可能使前軸超載。◆發動機中置后輪驅動——優點軸荷分配合理，傳動軸短；車廂面積利用最好，座椅布置不受發動機的限制。◆發動機中置后輪驅動——缺點發動機必須采用水平對置式，且布置在地板下部，給發動機檢修不便；發動機在寒帶的保溫條件和熱帶的冷卻條件均不好；動力總成操縱機構復雜。汽車設計4、貨車布置形式

長頭式

按駕駛室與發動機

短頭式

相對位置的不同可分

平頭式

長頭式

a、駕駛室相對靠后，碰撞時安全系數高；

優點

b、發動機維修的接近性好，發動機散熱性能好；

c、地板高度較低，易于布置；操縱機構簡單，軸荷分配比較合理。a、車身前部較長，轉彎半徑較大；

缺點

b、面積利用率較低；

c、前部視野差。汽車設計短頭式

a、發動機有少部分位于駕駛室內；優點

b、汽車面積利用率及視野有所改善；

c、有利于發動機散熱，操縱機構布置簡單；

a、駕駛室布置較困難；缺點b、發動機的振動、噪聲和熱量較容易傳入駕駛室；

c、發動機維修的接近性和維修方便性變差；

d、需抬高駕駛室地板，影響駕乘人員出入的方便性。

汽車設計

平頭式

a、可以獲得最短的軸距和車長，降低整車整備質量；優點

b、汽車面積利用率高；c、機動性好，視野好。

a、大多數采用翻轉式駕駛室，操縱機構相對復雜；

b、發動機占用部分駕駛室空間，中間不易布設座位；

缺點

c、進、出駕駛室不如長頭式貨車方便；

d、駕駛室容易受到發動機振動、噪聲、熱量等的影響。汽車設計

4、越野汽車的布置形式一、非貫通式驅動橋的6×6越野汽車特點：動力由發動機傳至分動器，然后從分動器傳給各橋時，是經分動器的三個輸出軸和萬向節傳動軸分別傳給三個橋。L1>L2三橋越野汽車L1=L2提高汽車通過能力汽車設計二、貫通式驅動橋的8×8越野汽車特點：從分動器輸出的動力傳至各橋時所經過的各傳動軸，皆布置在同一縱向鉛垂平面內，且通往一或四驅動橋的傳動軸要穿過第二或第三驅動橋。優點：這種布置方案的萬向節使傳動軸數不僅少而且橋殼、半軸等零部件有互換的可能（視轉向輪的方案而定）。汽車設計三、

8×8越野汽車傳動機構側邊布置（除以上三種布置形式以外，還有采用傳動軸混合式布置方案的）觀察幾種越野汽車可以發現，4×4越野汽車因橋數少，與6×6或8×8越野汽車比較，結構簡單、制造成本低，因此在總質量比較小的越野汽車上得到廣泛的應用。

6×6越野汽車總體結構上要比4×4越野汽車復雜，但在總質量較大的越野車上得到應用。8×8越野汽車傳動機構側邊布置示意圖汽車設計——汽車主要參數及發動機的選擇1、

汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸參數：外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭長度和車廂尺寸等。(1)外廓尺寸

貨車≤12m

汽車長單鉸接式客車≤18m

半掛汽車列車≤13.75m

貨車列車列車≤20m

半掛車寬≤2.55m（不包括后視鏡）低速貨車高≤2.5m（空載、頂窗關閉狀態下）注：不在公路上行駛的汽車，其外廓尺寸不受上述規定限制。國家標準《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值》(GB1589-2016)1.5汽車現代設計汽車設計(2)軸距L影響因素：汽車總長、最小轉彎直徑、整備質量、縱向通過半徑及傳動軸長度。①軸距

L

變小導致的結果：

◆汽車總長減小，導致車廂長度不足或后懸過長導致汽車制動性和操縱穩定性變壞。

◆傳動軸長度減小，對平順性不利。

◆縱向通過半徑減小，導致萬向節傳動軸的夾角增大。②軸距L的確定原則：

◆發動機排量大的乘用車，裝載量或載客量多的貨車或客車軸距取得長。◆對機動性要求高的汽車軸距宜取短些。

③推薦范圍：各類汽車的軸距和輪距，見表1-2。汽車設計(3)前輪距B1和后輪距B2

影響因素：車廂或駕駛室內寬度、汽車總寬、總質量、最小轉彎直徑、側傾剛度等。

確定總原則：受汽車總寬不得超過2.5m限制，輪距不宜過大。

前輪距B1

：①應能布置下發動機、車架、前懸架和前輪，

②保證前輪有足夠的轉向空間，

③轉向桿系與車架、車輪之間有足夠的運動間隙。

后輪距B2

：應考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應留有必要的間隙。

初選范圍：各類汽車的輪距可參考表1-2提供的數據進行初選。汽車設計(4)前懸LF和后懸LR確定原則：汽車的前懸和后懸尺寸根據總布置要求最后確定。◆前懸尺寸影響因素：汽車通過性、駕駛人視野、碰撞安全性、前鋼板彈簧長度、上車和下車的方便性以及汽車造型等。◆后懸尺寸影響因素：汽車通過性、汽車追尾時的安全性、貨箱長度或行李艙長度以及汽車造型等。◆前懸LF

：長頭貨車一般在1100～1300mm范圍內。◆后懸LR

：①總質量為1.8~14.0t的貨車一般在1200～2200mm之間；

②特長貨箱汽車的后懸可達2600mm，但不得超過軸距的55%；

③客車后懸長度不得超過軸距的65%，絕對值不大于3500mm。汽車設計(5)貨車的車頭長度定義：指從汽車的保險杠到駕駛室的距離。影響因素：汽車外觀、駕駛室的容積、發動機維修的方便性。長度范圍：長頭型貨車車頭長度尺寸一般在2500～3000mm之間；平頭型貨車一般在1400～1500mm之間。(6)貨車車廂尺寸尺寸選取要求：貨車車廂的尺寸在運送集裝箱和袋裝貨物時能裝至額定噸數；車廂邊板高度范圍一般在450~650mm內；汽車外寬符合國家標準的前提下車廂內寬應適當取大些；能滿足運送額定噸位貨物的前提下車廂內長應盡可能取小些，以利于減小整備質量；汽車設計2、汽車質量參數的確定(1)汽車的載客量和裝載質量me定義：乘用車的載客量包括駕駛人在內不超過9個（9座），屬于M1類汽車，其他M2、M類汽車的座位數、乘員數及汽車的最大設計總質量參見國家標準GB/T15089-2001。汽車的裝載質量是指在硬質良好路面上行駛時所允許的額定裝載量。汽車在碎石路面上行駛的裝載質量為在好路面上行駛的75%~85%。越野汽車的裝載質量是指越野行駛時或在土路上行駛時的額定裝載量。貨車裝載質量的確定先應與行業產品規劃的系列符合；其次要考慮到汽車的用途和使用條件。確定原則貨流大、運距長或礦用自卸車應采用大噸位貨車；為了提高經濟性，貨源變化頻繁、運距短的市內運輸車采用中、小噸位的貨車。汽車設計(2)整車整備質量m0及估算◆定義：指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料和水，但沒有裝貨且未載人時的整車質量。◆影響：汽車的成本、使用經濟性◆減少m0

的措施：計算機優化設計；增加鋁與復合材料在汽車上的應用比例；改善汽車各總成以及零件的結構，充分發揮強度，減小結構尺寸和用料量；采用承載式車身；提高輪胎的可靠性，去掉備胎等。汽車設計◆估算方法：（1）對同級構造的相似樣車及其部件的質量進行測定和分析，在此基礎上初步估計出整車整備質量。（2）在沒有樣車參考時，首先為新車選擇一個適當的質量系數ηm0，此系數定義為汽車裝載質量me與整車整備質量m0之比，

（該系數反映了汽車的設計水平和工藝水平）。在選定ηm0以后，可根據給定的me，計算整車整備質量m0。汽車設計(3)汽車總質量ma定義：指裝備齊全，并按規定載滿客、貨時的整車質量。分類：（1）乘用車和商用客車的總質量：（乘員和駕駛人每人以65kg，n—包括駕駛人在內的載客數；α—行李系數，可按表1-5提供的數據選用）（2）商用貨車的總質量：（n1—包括駕駛人及隨行人員在內的人數，應等于座位數）汽車設計◆定義：指汽車在空載或滿載靜止狀態下，各車軸對支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質量的百分比來表示。◆確定原則a、輪胎磨損均勻和壽命相近；

b、保證足夠的附著能力；（驅動橋應有足夠大的載荷）

c、轉向輕便；

d、軸荷轉移盡量小；

f、良好的操縱穩定性；g、通過性要求。(4)軸荷分配汽車設計車型滿載空載前軸后軸前軸后軸轎車發動機前置前輪驅動47%～60%40%～53%56%～66%34%～44%發動機前置后輪驅動45%～50%50%～55%51%～56%44%～49%發動機后置后輪驅動40%～46%54%～60%38%～50%50%～62%貨車4×2后輪單胎32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%4×2后輪雙胎,長、短頭式25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%4×2后輪雙胎，平頭式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%6×4后輪雙胎19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%各類汽車的軸荷分配汽車設計3、汽車性能參數的確定(1)動力性參數汽車動力性參數包括最高車速vamax、加速時間t、上坡能力、比功率和比轉距等。最高車速

vamax

不同車型的最高車速vamax的范圍見表1-7。汽車設計加速時間

t定義：汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大的加速強度加速到一定車速所用去的時間。評價：對于vamax>100km/h的汽車，常用加速到100km/h所需的時間來評價

對于vamax低于100km/h的汽車，可用0～60km/h的加速時間來評價。

汽車設計上坡能力定義：用汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數imax

來表示。貨車能克服30%坡度；越野汽車能克服60%坡度。

要求：

轎車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對它們的爬坡能力要求也不一樣。

汽車設計汽車比功率和比轉矩比功率：汽車所裝發動機的標定最大功率與汽車最大總質量之比。

比轉矩：汽車所裝發動機的最大轉矩與汽車總質量之比。

反映動力性反映牽引能力乘用車的比功率大于貨車和客車；貨車的比功率隨總質量的增加而減小。我國GB7258-1997《機動車運行安全技術條件》規定：

◆農用運輸車與運輸用拖拉機的比功率Pb≥4.0kW/t，◆其它機動車不小于4.8Kw/t。

要求汽車設計(2)燃油經濟性參數評價指標：用汽車在水平的水泥或瀝青路面上，以經濟車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量（L/100km）來評價。

注:

貨車有時用單位質量的百公里油耗量來評價。乘用車貨車汽車設計(3)汽車最小轉彎直徑Dmin◆影響因素:與汽車本身有關的因素法規及使用條件對Dmin的限定汽車軸距輪距汽車轉向輪最大轉角轉向輪數（如全輪轉向）GB7258-1997《機動車運行安全技術條件》機動車的最小轉彎直徑不得大于24m。當轉彎直徑為24m時，前轉向軸和末軸的內輪差（以兩內輪軌跡中心計）不得大于3.5m。◆定義：轉向盤轉至極限位置時，汽車前外轉向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑。汽車設計車型級別Dmin/m車型級別Dmin/m轎車微型7～9.5貨車微型8～12普通級8.5～11輕型10～19中級9～12中型12～20高級11～14重型13～21客車微型10～13礦用自卸車中型14～20裝載質量me/t<4515～19大型17～22>4518～24各類汽車的最小轉彎直徑Dmin汽車設計(4)通過性幾何參數評價指標最小離地間隙hmin接近角γ1離去角γ2縱向通過半徑ρ1等車廂hmin/mmγ1/(°)γ2/(°)ρ1/m4×2乘用車150~22020~3015~223.0~8.34×4乘用車210~25045~5035~401.7~3.64×2貨車180~30040~6025~452.3~6.04×4貨車、6×6貨車260~35045~6035~451.9~3.64×2客車、6×4客車220~37010~406~204.0~9.0汽車通過性的幾何參數汽車設計(5)穩定性幾何參數設計指標（與總體設計有關）

轉向特性參數要求：ay=0.4g時，前后輪側偏角之差(δ1-δ2)=1°～3°為宜車身側傾角Φ要求：ay=0.4g時，

Φ≤3°較好，Φ

max≤

7°。制動前俯角要求：ay=0.4g時，

車身的前俯角不大于1.5°

注:設沿定圓轉動的向心加速度為ay

。汽車設計(6)制動性參數◆定義：汽車制動性是指汽車在制動時，能在盡可能短的距離內停車且保持方向穩定，下長坡時能維持較低的安全車速并有在一定坡道上長期駐車的能力。◆制動效能評價指標：

制動距離St平均制動減速度j

GB7258-1997《機動車運行安全條件》中規定的路試檢驗行車制動和應急制動性能要求如下表所示。汽車設計路試檢驗行車制動和應急制動性能要求汽車設計(7)舒適性◆定義：汽車應為乘員提供舒適的乘坐環境和方便的操作條件，稱之為舒適性。◆評價指標垂直振動參數懸架動撓度頻率振動加速度等參數車型偏頻n/Hz乘用車100~30070~900.9~1.6客車70~15050~801.3~1.8貨車50~11060~901.5~2.2越野車60~13070~1301.4~2.0

汽車設計4、發動機的選擇(1)發動機形式的選擇當前絕大多數汽車上使用的發動機是為往復式內燃機。◆按油類分汽油機柴油機優點：質量和尺寸小、轉矩適應性好、單位功率大、振動和噪聲小、工作柔和、成本較低等。

缺點：

排污大、功率小。應用于輕型汽車優點：燃油經濟性更好、使用成本低。缺點：尺寸和質量大、轉速低、單位功率較低、振動和噪聲比較大、造價高、易生黑煙等。應用于大中型汽車汽車設計◆按汽缸排列型式直列式：結構簡單、寬度窄、布置方便。但當發動機缸數多時，在汽車上布置困難，且高度尺寸大。適用于6缸以下的發動機。V型式：平衡好，高度低，曲軸剛度大等。應用于大型轎車和發動機長度受限的重型貨車上。由于其寬度比較大，在很多車輛上布置困難，造價也高，因此其應用有限。水平式：平衡好、高度低。在一些微型車上得到了應用。汽車設計◆按冷卻形式風冷：優點：冷卻系統簡單、維修方便、對沙漠和異常氣候的適應性好。缺點：冷卻不均勻、功率消耗大、噪聲大等，故在汽車上應用不多。水冷：優點：冷卻均勻、可靠，噪聲小，功率消耗小，能解決車內供暖等。大部分汽車采用。缺點：冷卻系結構復雜；使用與維修不方便；冷卻性能受環境溫度影響較大。汽車設計(2)發動機性能參數選擇

發動機最大功率Pemax及相應轉速np

a:最大功率Pemax設計的最高車速vamax（式中，CD為空氣阻力系數；g為重力加速度；fr為滾動阻力系數；ηT為傳動系效率；A為汽車正面投影面積。）b:轉速np汽油機：3000~7000r/min柴油機：

1800~4000r/min乘用車：>4000r/min總質量小些的貨車：4000~5000r/min總質量居中貨車：更低一些乘用車和總質量小些的貨車：3200~4000r/min總質量大些的貨車：1800~2600r/min汽車設計發動機最大轉矩Temax及相應轉速nT式中:

Temax為最大轉矩（N·m）；

a為轉矩適應系數，一般在1.1～1.3之間選取；

Pemax為發動機最大功率（kW）；

np為最大功率轉速（r/min）。轉速nT的確定：要求np/nT在1.4~2.0之間選取。Temax計算:汽車設計1.5汽車現代設計——車身形式與輪胎選擇1、車身形式乘用車車身形式折背式直背式折背后延式艙背式發動機排量越大的乘用車發動機排量1.0L以下的乘用車汽車設計客車車身形式平頭車:

客車車身有單層客車和雙層客之分。其發動多數布置在車廂內。長頭車:

發動布置在車頭內,（救護車、校車）。汽車設計2、輪胎的選擇◆基本要求足夠的負荷能力和速度能力；較小的滾動阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質量平衡性；耐磨損、耐老化、抗刺扎和良好的氣密性；質量小、拆裝方便、價格低、互換性好。按胎體結構：子午線輪胎、斜交輪胎按簾線材料：鋼絲輪胎、半鋼絲輪胎、人造纖維輪胎和棉簾線輪胎按用途：乘用車、商用車輪胎、非公路用車輪胎、特種車輪胎按胎面花紋：公路花紋、越野花紋、混合花紋和特種花紋輪胎按斷面形狀：普通斷面輪胎和低斷面輪胎按氣密方式：有內胎輪胎和無內胎輪胎◆分類汽車設計◆輪胎特點子午線輪胎:優點：滾動溫升低、阻力小、胎體緩沖性能、胎面附著性能好、裝車后油耗低、耐磨損壽命長、高速性能好；缺點：制造困難、造價不如斜交輪胎低且不易翻修。低斷面輪胎:優點：胎面寬平、側面剛性大、散熱良好、附著能力強、高速行駛穩定性好。無內胎輪胎:優點：平衡性良好、發熱少、刺扎后不易快速失氣、高速行駛安全性能良好。乘用輪胎：既是子午線結構，具備低斷面、無內胎輪胎的各種優點。商用輪胎：尺寸大、胎體厚、簾線層級多、承載能力強。非公路用輪胎：附著性好，胎面耐刺扎，適用于在惡劣條件下使用，用于公路行駛時耗油量增加，噪聲大。汽車設計◆幾種典型的輪胎面花紋縱向花紋橫向花紋混合花紋越野花紋適用于良好路面適用于土石路面適用于壞路面適用于路面條件或無路地帶變化不定的場合

汽車設計◆輪胎承載能力的影響因素

輪胎氣壓：，承載能力，輪胎附著力，振動頻率，不安全舒適行駛車速：，發熱增加，壽命降低簾線層級：，輪胎承載能力，有與輪胎氣壓相同的缺點。汽車設計1.5汽車現代設計——汽車的總體布置及運動校核1、整車布置的基準線（面）——零線的確定

確定整車的零線(三維坐標面的交線)、正負方向及標注方式，均應在汽車滿載狀態下進行，并且繪圖時應將汽車前部繪在左側，如圖所示。(1)車架上平面線車架縱梁上翼面較長的一段平面或承載式車身中部地板或邊緣上面在側（前）視圖上的投影線。滿載靜止時，通常與地面傾斜0.5°～1.5°，使車架呈前低后高狀，這樣在汽車加速時，貨箱可接近水平。(2)前輪中心線

通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪中心線。向前為“-”、向后為“+”。汽車設計(3)汽車中心線

汽車縱向垂直對稱平面在俯視圖和前視圖上的投影線稱為汽車中心線，向左為“+”、向右為“-”。(4)地面線

地面線是地平面在側視圖和前視圖上的投影線。它是標注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙和貨臺高度等尺寸的基準線。(5)前輪垂直線

通過左、右前輪中心并垂直于地面的平面在側視圖和俯視圖上的投影線稱為前輪垂直線，它是用來作為標注汽車軸距和前懸的基準線。汽車設計2、各部件的布置(1)發動機的布置①發動機的上下位置

保證離地間隙和駕駛員視野。●轎車前部因沒有前軸，所以需滿足發動機油底殼至路面的距離應保證滿載狀態下最小離地間隙的要求。●貨車通常將發動機布置在前軸上方，前軸的最大向上跳動量達70～100mm。

●用氣缸體前端面與曲軸中心線交點K到地面高度尺寸b來標明發動機高度位置，如圖。確定動力總成位置的主要尺寸②發動機的前后位置

前后位置會影響汽車的軸荷分配，轎車前排座位的乘坐舒適性，發動機前置后輪驅動汽車的傳動軸長度和夾角，以及貨車的面積利用率。③發動機的左右位置

發動機曲軸中心線在一般情況下與汽車中心線一致。這對底盤承載系統的受力和對發動機懸置支架的統一有利。汽車設計(3)傳動系統的布置萬向節兩端夾角相等，而且在滿載靜止時不大于4°、最大不大于7°的要求；常將后橋主減速器的軸線向上翹起。在乘用車布置中，在側視圖上常將傳動軸布置成U形方案（如圖）。目的：降低傳動軸軸線的離地高度，

減小客廂地板凸包高度和保證后排中間座椅座墊處有足夠的厚度。U形布置萬向節傳動軸(2)轉向系統的布置應注意轉向盤與水平面的夾角，并以取得轉向盤前部盲區最小為佳；轉向盤的位置和傾斜角度應保證舒適地轉向操作，轉向管柱的位置不妨礙駕駛人操縱離合器等踏板時的腿部運動。布置轉向桿系時，應檢查轉向范圍內桿件的運動有無死角或死點；轉向搖臂與轉向直拉桿和轉向節臂與直拉桿之間的夾角，在中間位置時，應盡可能布置成接近直角。汽車設計(6)油箱、備胎、行李艙和蓄電池的布置(5)制動系統的布置踩下制動踏板所需要的力很大，制動踏板應布置在更靠近駕駛人的位置，且要求操縱輕便。布置制動管路時，要安全可靠，整齊美觀，平行管之間的距離不小于5mm，或者完全束在一起，交叉管之間的距離應不小于20mm。(4)懸架的布置貨車的前、后懸架和一些乘用車的前、后懸架，多采用縱置半橢圓形鋼板彈簧。為了滿足轉向輪偏轉所需的空間，將前鋼板彈簧布置在縱梁下面。①油箱乘用車油箱通常布置在行李艙內；消聲器和排氣管應遠離油箱，乘用車要求油箱與排氣管的距離大于300mm，否則應加裝有效的隔熱裝置；油箱距裸露的電器插頭及開關不得小于200mm，更不應該布置在發動機艙內。汽車設計②備胎

乘用車備胎常布置在行李箱內，貨車的備胎則常布置在油箱對面的縱梁上，以使左右縱梁受力較均勻，或布置在車架后部下方。③行李艙乘用車的行李艙布置在后座之后即后懸處；貨車的工具行李艙通常布置在前后輪之間，長軸距貨車考慮到軸荷分配，經常布置在車架尾部。④蓄電池的布置

為了防腐和安全，同時考慮拆裝的方便性，起動機與蓄電池應位于同側，一般采用負極（陰極）搭鐵。汽車設計(7)車身內部的布置a)人體樣板b)用人體樣板進行車內布置●轎車以運送人為主，兼顧運送少量行李，其駕駛室內部布置，必須考慮有良好的乘坐舒適性和足夠的安全性。進行駕駛室內部布置，并使之適合人體特性要求，離不開人體尺寸這一基本參數。●由軀干、大腿、小腿、腳以及基準樣等組成，用來進行駕駛室內部布置的人體樣板如右圖。●在駕駛室側視圖上安放人體樣板時，首先要確定人體樣板踵點與胯點之間的垂直高度

b和考慮到座墊、靠背壓縮量以后的胯點位置。●人體樣板上的胯點與初選的座椅上的“胯”點重合，并將人體樣板的踵點安放在油門踏板處的地板上的踵點，然后根據選定的坐姿角α、β、γ及δ在圖樣上進行布置，檢查初選的b值等是否合適。汽車設計乘用車的內部布置●不同級別轎車的內部布置如右圖所示。●乘用車車身的內部布置尺寸的范圍如下表所示。汽車設計汽車設計貨車駕駛室內布局

貨車駕駛室內部布置應滿足標準：GB/T15705-1995《載貨汽車駕駛員操作位置尺寸》的要求。其具體位置尺寸如圖所示。

貨車駕駛員操作位置尺寸（駕駛室輪廓指其內表面）汽車設計載貨汽車駕駛員操作位置尺寸尺寸序號尺寸代碼尺寸名稱尺寸范圍說明1AR點至頂棚高≥9501．沿軀干線量取2．輕型貨車≥9102BR點至地板距離370±130

3CR點至駕駛員踵點的水平距離550～900踵點按GB／T15705-1995中壓下加速踏板的情況確定4α背角5～28

5β臀角90～115

6γ足角87～95

7D坐墊深度440±60

8E座椅前后最小調整范圍100140為佳9F座椅上下最小調整范圍4070為佳(2)輕型貨車允許不調10G靠背高度520±70帶頭枕的整體式靠背，此尺寸可以增加，但增加部分的寬度應減小11HR點至離合器和制動踏板中心在座椅縱向中心面上的距離750～850氣制動或帶有加力器的離合器和制動器，此尺寸的增加不大于10012J離合器、制動踏板行程≤200

13K轉向盤下緣至座墊上表面距離≥160

14L轉向盤后緣至靠背距離≥350

15M轉向盤下緣至離合器和制動踏板中心在轉向柱縱向中心面上的距離≥600

16N轉向盤外緣至前面及下面障礙物的距離≥80

17PR點至前圍的水平距離≥950腳能伸到的最前位置18TR點至儀表盤的水平距離≥500此兩項規定達到一項即可汽車設計19S儀表盤下緣至地板距離≥540

20Al單人座駕駛室內部寬度雙人座駕駛室內部寬度三人座駕駛室內部寬度≥850≥1250≥1650內寬是在高度為車門窗下緣、前門后支柱內側量取21B1座椅中心面至前門后支柱內側距離360±30(1)在高度為前門窗下緣處量取(2)輕型貨車≥31022C1座墊寬度≥450

23D1靠背寬度

≥450在靠背最寬處測量24El轉向盤外緣至側面障礙物的距離≥100輕型貨車≥8025F1車門打開時下部通道寬度≥250

26Gl車門打開時上部通道寬度≥650

27H1離合器踏板中心至側壁距離≥80

28J1離合器踏板縱向中心面至制動踏板縱向中心面距離≥110

29K1制動踏板縱向中心面至通過加速踏板中心的縱向中心面的距離≥100

30L1加速踏板縱向中心面至最近障礙物的距離≥60

31M1離合器踏板縱向中心面至轉向柱縱向中心面的距離50～150

32轉向盤中心對座椅中心的偏移量≤40

33N1制動踏板縱向中心面至轉向柱縱向中心面的距離50～150

34

轉向盤平面與汽車對稱平面間的夾角90±5

35

變速桿手柄在所有工作位置時，應位于轉向盤下面和駕駛員座椅右面，不低于座椅表面，在通過R點橫向垂直平面之前，而在投影平面上距a點(a點為R點在水平面上的投影)的距離≤600mm(如圖1-25陰影線所示范圍)36

變速桿和手制動器的手柄在任意位置時，距駕駛室內其它零件或操縱桿的距離≥50mm汽車設計大型客車駕駛室內部布置尺寸

客車車身的內部布置總長較大的客車多為平頭式，駕駛員乘坐姿勢與長頭車相比更為直立，且座椅較高，轉向盤與水平面的夾角較小。大型客車車身的內部布置尺寸客車車身內部布置尺寸范圍汽車設計乘用車外廓尺寸①H點和R點●能夠比較準確地確定駕駛員或乘員在座椅中位置的參考點是軀干與大腿相連的旋轉點“胯點”。實車測得的“胯點”位置稱為H點如下圖所示。●進行總布置設計之初，先根據總布置要求確定一個座椅調至最后、最下位置時的“胯點”并稱該點是R點；然后以R點作為設計參考點進行設計。1-連接膝關節的T形桿2-大腿重塊墊塊3-座位盤4-臀部角度最角器5-靠背角水平儀6-軀干重塊懸架7-靠背盤8-頭部空間探測桿9-靠背角量角器

10-H點標記鈕11-H點支樞

12-橫向水平儀13-大腿桿14-膝部角最角器15-小腿夾角量角器16-軀干重塊17-臀部重塊18-大腿重塊19-小腿重塊汽車設計

②頂蓋輪廓線的確定

首先將座椅放置在高度方向和長度方向的平均位置處，再確定H點，引出一條與鉛垂線成8°的斜線，見右圖所示，再從H點沿8°斜線方向截取765mm的F點。F點相當于第50百分位駕駛員的頭部最高點。從F點垂直向上截取100～135mm為車頂內飾線。頂蓋輪廓是上凸的曲面，應增加20~40mm才是汽車頂蓋橫剖面上的最高點。用同樣方法找出后排座椅上方的最高點。③乘用車車身橫截面

乘用車車身橫截面由頂蓋、車門和地板的外形來形成。將在確定頂蓋縱向輪廓時求得的左、右座椅乘員頭部上方頂蓋上的點，畫到橫截面圖上，再加上頂蓋縱向輪廓線上的點，共三點即可畫出頂蓋橫向輪廓線。汽車設計安全帶的位置

安全帶的保護作用主要體現在正面撞車時，它能減少撞車瞬間人體運動的加速度值，從而降低了引起二次碰撞的相對速度和位移。

安全帶有兩點式安全帶、三點式安全帶、四點式安全帶

之分。安全帶固定裝置在車內固定點的位置，對佩帶方便性和安全保護作用有重要影響。①腰帶在車體上的固定點位置

腰帶固定點與H點的連線與水平線之間的夾角，在座椅各調節位置時應為450±30°，并要求固定裝置的寬度應大于350mm。結構上無法實現時寬度可減少至300mm。安全帶的固定點位置肩帶固定點的位置應在右圖所示的陰影線范圍內。②肩帶固定點的位置汽車設計安全氣囊的應用

安全氣囊系統是輔助安全帶而起到輔助防護作用的，安全帶和安全氣囊共同使用可使駕駛員和前排乘員的傷亡人數減少43％～46％，達到最佳保護效果。安全氣囊的展開過程汽車設計3、運動校核

在總體布置設計中，進行運動檢查包括兩方面內容：從整車角度出發進行運動學正確性的檢查；對于有相對運動的部件或零件進行運動干涉檢查。1.5汽車現代設計——汽車軟件設計

目的：控制軟件是汽車電子控制系統的核心，軟件開發的任務是通過程序實現系統的控制功能，支持在特定的硬件平臺上實現不斷增加的復雜功能，以滿足汽車市場競爭的需要。“V”形開發模式

汽車電子軟件開發方法遵循“V”形開發模式，是由控制方案設計、快速控制原型、目標代碼生成、硬件在回路仿真和標定等階段組成,這些不同的階段排列成“V”字形。汽車電子系統的特性可移植性：是指軟件產品從一種軟硬件環境遷移到另外一種軟硬件環境的能力。實時性：是指汽車電子系統對于任何一個外界輸入都能獲得及時的響應。可靠性：是指系統在規定條件下以及規定時間內執行所要求功能的能力。汽車設計1.6新能源汽車設計——純電動汽車動力系統與傳動系布局純電動汽車的驅動系統可分為三個子系統:（1）電驅動子系統，由電機、功率轉換器、電控單元、機械傳動裝置和驅動車輪組成。（2）能源子系統，由主電源、充電系統和能量管理系統構成。（3）輔助子系統，具有助力轉向、輔助動力和溫度控制供給等功能。純電動汽車驅動系統結構汽車設計

而基于電動汽車儲能系統的不同特性，能源子系統也有多種組合形式。(a)單電池能源系統電池應滿足高比功率和比能量需求(b)雙電源能源系統兩種不同的蓄電池，其中一種能提供高比能量，另外一種提供高比功率(c)電池+超級電容能源系統蓄電池必須能提供高比能量，電容器本身可提高比功率并提供高效制動回收能量的能力(d)電池+超高速飛輪能源系統超高速飛輪是具有高比功率和高效制動能量回收能力,電池提供高比能量(e)電池+燃料電池能源系統燃料電池提供高比能量但不能回收制動能量，因此與高比功率且能高效回收制動能量的蓄電池結合在一起使用(f)電池+重整器燃料電池能源系統燃料電池所需的氫氣由重整器隨車產生說明：B—蓄電池，C—超級電容器，FC—燃料電池，FW—超高速飛輪，P—功率轉換器，R—整器電動汽車的能源子系統組合形式汽車設計1.6新能源汽車設計——混合動力汽車動力系統與傳動系布局混合動力定義

廣義上說，混合動力汽車是指車輛驅動系統由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系統聯合組成的車輛，車輛的行駛功率依據實際的車輛行駛狀態由每個驅動系統單獨或其同提供。通常一般是指油電混合動力汽車。混合動力汽車的驅動系結構如右圖所示。混合動力汽車驅動系結構

根據混合動力驅動的聯結方式，一般把混合動力汽車分為三類：串聯式混合動力汽車(SHEV)、并聯式混合動力汽車（PHEV）和混聯式混合動力汽車（PSHEV）。汽車設計串聯混合動力汽車串聯式混合動力汽車單個驅動系統間的聯合是車載能源環節的聯合，也即非直接用于驅動車輛的能量的聯合并同時向動力生成裝置供能。特點是：車載能源環節的混合、單一的動力生成裝置、車載能源的多樣化。典型的串聯混合動力車配置

汽車設計串聯式混合動汽車的主要工作模式

工作模式見左圖，由于串聯混合動力汽車是一種能源環節的耦合，所以，其耦合系統是電壓/電流/功率的耦合匹配。選型配置取決于整車的初始設計目標，主要包括：燃油經濟性、排放性、預期系統成本和驅動性能等。汽車設計

控制則是通過負載計算和電池組荷電狀態（SOC）計算獲得輔助功率裝置（APU）輸出功率控制目標值，按照發動機最低燃油消耗率曲線利用查表法求得與APU功率值對應的發動機轉速控制目標值，實施對發電機和發動機的綜合控制。如右圖。串聯混合動力汽車控制框圖汽車設計并聯混合動力汽車

并聯混合動力車輛是混合動力車輛的一種基本結構，兩個或多個驅動系通過對不同的動力生成裝置輸出的動能的聯合或耦合，并經過相應的特性場轉化裝置輸出到驅動輪，滿足車輛行駛要求，見右圖。

其特點是：并聯混合動力汽車的驅動系統形式●機械動能的混合；●具有兩個或多個動力生成裝置；●每一個動力生成裝置都有自己單獨的車載能源。汽車設計并聯式混合汽車不同工作模式下的功率流狀態

根據并聯混合動力汽車的系統特點，其不同工作模式下的功率流狀態如下圖所示：(a)啟動/加速(b)正常行駛(c)減速/制動(d)行駛中給蓄電池充電F—油箱E—發動機B—蓄電池P—功率轉換裝置M—電機T—變速裝置汽車設計混聯式在不同工作模式下的功率流狀態如下所示：(a)加速(b)正常行駛(c)減速/制動(d)行駛中給蓄電池充電(e)蓄電池充電混聯式混合動力汽車

為優化驅動系的綜合效率和充分發揮車輛的節能、低排放潛力，在實際的應用中，混合動力車輛驅動系并非單純是簡單的串聯式結構或并聯式結構，還包括由串聯和并聯結構混合而成的混聯式結構。混聯式混合動力汽車的工作模式汽車設計1.7智能汽車設計——智能駕駛系統預警提醒

智能汽車預警系統主要是為保證汽車周圍環境的安全距離。智能駕駛系統主要是通過一些傳感器檢測汽車周圍其他車輛與障礙物與本車之間的距離，一旦小于安全距離，系統判斷出危險狀況后給駕駛員發出警報，并自動操作制動、轉向系統等，以避免發生碰撞事故。智能汽車預警系統主要功能有防盜警報、倒車測距預警、偏離車道預警、防疲勞警報、防撞預警等。輔助駕駛

輔助駕駛是利用安裝在車上的傳感器，在汽車行駛過程中隨時收集汽車周圍環境信息，對靜態、動態物品進行辨識與追蹤，結合地圖數據進行運算與分析，從而為駕駛員提供決策和預警信息、起到輔助作用。汽車設計ACC自動巡航控制系統輔助駕駛系統：車道保持輔助系統、自動泊車輔助系統、制動輔助系統、倒車輔助系統和行車輔助系統。行車輔助系統：上坡輔助、并線輔助和自動巡航系統。ACC系統如右圖。汽車設計半主動駕駛全主動駕駛

半主動駕駛也可以叫做有條件的主動駕駛，指駕駛人干預和糾正車輛的自動駕駛。由自動駕駛系統完成所有的駕駛操作，根據系統要求，駕駛員提供適當的應答。全主動駕駛是高度自動化的駕駛模式，人只提供輔助駕駛，不干預車輛自動駕駛。它是由自動駕駛系統完成所有的駕駛操作，且無道路和環境條件的限制。

自主駕駛也可以稱作無人駕駛，它是不需要駕駛員的，完全電腦系統控制，即使在緊急情況下也能自行處理，完成駕駛任務。右圖所示為自動駕駛汽車的智能控制過程。自主駕駛自動駕駛汽車的智能控制過程汽車設計1.7智能汽車設計——智能車輛傳感器布局車用傳感器分類

c、根據傳感器主要應用材料來區分，可以將傳感器劃分為四種類別，分別為：①精細陶瓷傳感器；②半導體傳感器；③光導纖維傳感器；④高分子薄膜傳感器。

a、按照測量理化參數的類型區分，車輛傳感器主要分為兩種：①測量物理參數的物理測量傳感器；②測量參數數據的化學測量傳感器。

b、根據傳感器用途區分，傳感器可以分為三種：①底盤控制系統傳感器；②發動機系統傳感器；③多功能顯示系統傳感器。d、根據傳感器結構原理來分，可以將傳感器劃分為三種類別：①韌性傳感器；②復合型傳感器；③結構型傳感器。汽車設計汽車常用傳感器汽車常用的傳感器布局圖汽車設計汽車智能駕駛傳感器

在智能駕駛汽車中，除了配備汽車常用傳感器以外，增加了環境感知傳感器。智能駕駛汽車環境感知傳感器主要有單/雙目攝像頭、GPS、超聲波雷達、毫米波雷達、激光雷達以及夜視設備等。各傳感器安裝位置如下圖所示。傳感器安裝位置汽車設計①攝像頭（機器視覺傳感器）

優點：檢測范圍廣、信息容量大、成本低等

缺點：機器視覺受天氣狀況和光照條件的影響很大且無法直接得到檢測對象的深度信息。②雷達

優點：遠距離測距能力，提供方位和速度信息，提供本車周圍障礙物的深度信息，不受天氣、陽光等影響

缺點：雷達傳感器在檢測遠距離的小障礙物時有一些不足之處。環境感知模塊中的雷達主要有：微波雷達、毫米波雷達、激光雷達、電波雷達。

b、毫米波雷達：毫米波雷達波束窄，分辨率高，抗干擾能力強，具有較好的環境適應性，可在各種環境下可靠地工作。毫米波雷達的不足是進行目標識別時，一般不能識別出正在轉彎與正在換道的車輛。

a、微波雷達：微波雷達能夠直接獲得被測物體的距離、速度信息，比紅外線或激光雷達傳感器氣象適應性好，并且探測距離遠、技術成熟。

汽車設計

c、激光雷達：激光雷達能解決圖像模糊問題，通過激光雷達技術可以跟蹤目標，獲得周圍環境的深度信息，方向性好、波束窄、無電磁干擾、獲得距離及位置探測精度高，廣泛應用于障礙物檢測、環境三維信息的獲取、車距保持、車輛避障中。

d、電波雷達：電波雷達兼有超聲波傳感器的波動特征和激光雷達的快速傳輸特性，并且與激光雷達一樣，與障礙物之間的距離可以用反射時間進行計算。由于電波雷達的波長約幾毫米，所以不易受到雨天霧天影響，且價格低廉。③超聲波傳感器

超聲波傳感器的數據處理簡單、快速，主要用于近距離障礙物檢測，一般能檢測到的距離大約為1~5m，但檢測不出來詳細的位置信息。④紅外傳感器

紅外傳感器不受惡劣天氣以及黑暗的影響，具有很好的環境適應性，且功耗低。紅外傳感器可增強視覺傳感器的識別效果，對智能車夜視功能很有幫助。汽車設計1.7智能汽車設計——智能車輛執行機構布局簡介

智能汽車要求執行機構應具備以下功能：高效、人機協調、接口開放、系統獨立安全可靠。基于以上的功能需求，智能車的執行機構總體布局方案如右下圖所示。

各個執行系統分別通過電機或電路實現控制，為保證智能車輛在未來的自主駕駛加入了4G模塊和遠程監控模塊，通過互聯網和中心服務器，實現遠程實時監控車輛。且執行機構也擁有模式切換功能，提供了：①駕駛員手動駕駛、②自主駕駛、③遙控駕駛、④監控平臺遠程控制

需要隨時切換以保證安全。執行機構總體布局汽車設計轉向機構

轉向執行機構是實施對車輛的方向控制，要求轉向執行機構可以快速、精確地響應目標指令，特別是對于智能汽車對機構響應速度和控制精度要求相當高。制動機構

制動執行機構對于保證安全起關鍵作用。因此要求制動執行機構可靠性高，系統能提供最大的制動力滿足緊急制動的需求。油門機構

加速執行機構通過控制發動機進而控制汽車的動力。智能車使用是電子節氣門，它傳給發動機的信號是與踏板位移呈線性關系的兩路模擬電壓信號。因此當加速執行電路切換到執行控制器模擬電壓輸出端口，再提供適當模擬電壓給發動機ECU即可實現對油門的控制，因此可實現自主駕駛。輔助操控機構

輔助操控機構又包括無鑰匙啟動系統，電子駐車等方便駕駛員操作的機構。簡單的開關機構，由執行控制器通過DO信號即可實現對點火和駐車制動的控制。汽車設計本章完謝謝!汽

車

設

計汽車設計汽車底盤現代設計第2章離合器結構設計汽車設計本章內容2.1離合器設計的基本要求2.2離合器的結構形式選擇2.3離合器主要參數的選擇2.4離合器的設計與計算2.5扭轉減振器的設計2.6離合器的接合過程2.7離合器的操縱機構設計2.8離合器主要零部件的結構設計汽車設計2.1離合器設計的基本要求

1）能可靠地在任何駕駛條件下傳遞發動機的最大轉矩，同時能防止傳動系統過載；2）應能避免傳動系統的扭轉，有效衰減傳動系的振動，并具有降低噪聲的能力。

3）盡可能減少從動部分轉動慣量，緩和換檔時變速器齒輪間的沖擊，換檔和減同步器的磨損有一定的減緩作用。圖2-1離合器簡圖

4）為確保汽車起步時沒有劇烈抖動和沖擊，接合時要完全、平順、柔和。5）分離時要迅速、徹底

。6）若摩擦表面有一定磨損，作用在摩擦片上的總壓力不應有太大變化，摩擦因數在離合器工作過程中的變化要盡可能小，保證離合器工作性能穩定。

7）擁有較強的通風散熱能力，防止因為散熱性能不好導致離合器使用壽命減短。

8）具有足夠的強度和良好的動平衡，保證離合器工作可靠，性能優越。

9）操縱輕便、簡單且準確，降低駕駛者的操作難度。

10）結構符合輕量化要求，具有良好的制作工藝性，成本低等。2.2離合器的結構形式選擇

離合器的結構形式：——4種

汽車離合器多采用盤形摩擦離合器。按其從動盤的數目單片雙片多片根據分離時所受作用力的方向拉式推式根據壓緊彈簧布置形式圓周布置中央布置斜向布置等根據使用的壓緊彈簧形式圓柱螺旋彈簧圓錐螺旋彈簧膜