某SU V車型總體設(shè)計(jì)及匹配研究

孫 兵

（江鈴控股有限公司，江西 南昌 330052）

汽車性能不僅取決于汽車各組成部分的各系統(tǒng)的性能，而且在很大程度上取決于各系統(tǒng)的匹配和協(xié)調(diào)，取決于汽車的總體布置?？傮w設(shè)計(jì)的水平對汽車產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性起著至關(guān)重要的作用。文章主要針對某SUV車型（代號EN）的總體設(shè)計(jì)和匹配進(jìn)行了研究。

1 某SUV車型的總體設(shè)計(jì)和匹配

該SUV車型的開發(fā)是基于已量產(chǎn)的A系列車型的一款改款車型，在A系列車型基礎(chǔ)上，搭載新的動(dòng)力總成（排量1.5升的渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）和手動(dòng)檔變速器，其他系統(tǒng)做適應(yīng)性的開發(fā)。整車開發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)為動(dòng)力總成的匹配、前機(jī)艙的布置設(shè)計(jì)以及底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)附件、電器、車身等的適應(yīng)性改動(dòng)。依據(jù)“充分利用現(xiàn)有資源，盡量提高與現(xiàn)生產(chǎn)車型零部件的通用性”的原則，結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對EN車型進(jìn)行整車布置和匹配。文章重點(diǎn)對該車型的為EN總體布方案和動(dòng)力系統(tǒng)匹配進(jìn)行介紹。

1.1 確定整車性能參數(shù)

EN車型的整車性能原則上不低于基礎(chǔ)車型，主要性能參數(shù)見表1所示。

表1 EN整車主要性能參數(shù)

1.2 動(dòng)力總成的匹配計(jì)算

（1）動(dòng)力性計(jì)算。動(dòng)力性計(jì)算結(jié)果分析：通過AVL Cruise軟件計(jì)算得到功率平衡曲線和動(dòng)力性計(jì)算結(jié)果。主減速比不同的三組數(shù)據(jù)最高車速均在4檔，三組數(shù)據(jù)Umax/Up值均通常匹配的推薦范圍，功率匹配合理。其中主減速為4.267的動(dòng)力性能優(yōu)于其余兩組。動(dòng)力性計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 EN動(dòng)力性計(jì)算結(jié)果

（2）經(jīng)濟(jì)性計(jì)算。經(jīng)濟(jì)性計(jì)算結(jié)果分析：向AVL Cruise軟件輸入NEDC路譜圖計(jì)算循環(huán)工況油耗和各檔位等速油耗。主減速比為3.8的組常用工況百公里油耗在5.2～7.4L之間；主減速比為4.067的組常用工況百公里油耗在5.3～7.4L之間；主減速比為4.267的組常用工況百公里油耗在5.4～7.38L之間；綜合油耗分別為7.7L、7.8L、7.81L。滿足國家油耗法規(guī)（整備質(zhì)量段在1660kg-1770kg）≤8.5L/100km的要求。經(jīng)濟(jì)性計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 EN經(jīng)濟(jì)性計(jì)算結(jié)果

1.3 動(dòng)力系統(tǒng)的布置

EN車型的動(dòng)力系統(tǒng)的布置原則是：首先滿足傳動(dòng)軸夾角設(shè)計(jì)要求，不大于5°；其次，在滿足傳動(dòng)軸夾角要求的基礎(chǔ)上，盡量抬高發(fā)動(dòng)機(jī)總成，確保整車滿載離地間隙不小于165mm；另外，動(dòng)力總成與周邊件間隙滿足布置要求，與前防撞梁、防火墻、轉(zhuǎn)向管柱應(yīng)具有足夠吸能空間；同時(shí)，動(dòng)力總成布置滿足總裝裝配方便性和加注方便性，以及重要零部件的維修方便性。

EN車型搭載的動(dòng)力總成與基礎(chǔ)車型的動(dòng)力總成外形尺寸對比如表4所示。

表4 動(dòng)力總成外形尺寸對比

基礎(chǔ)車型 BHC 點(diǎn)坐標(biāo)（-216，-71，62），根據(jù)動(dòng)力總成尺寸大小初步定義EN車型BHC點(diǎn)坐標(biāo)（-205，-63，71），相對基礎(chǔ)車型后移11mm，右移8mm，上移9mm。

根據(jù)初定的發(fā)動(dòng)機(jī)位置，對發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行總體布置。首先，對動(dòng)力總成周邊間隙進(jìn)行校核，確定設(shè)計(jì)間隙的符合性。經(jīng)數(shù)字模型模擬裝配校核，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱與周邊零部件的間隙值均符合設(shè)計(jì)要求。然后，根據(jù)初定的發(fā)動(dòng)機(jī)位置和底盤輸入，對傳動(dòng)軸進(jìn)行校核，校核結(jié)果如表5所示。

表5 傳動(dòng)軸校核

動(dòng)力總成的布置結(jié)論：動(dòng)力總成BHC點(diǎn)坐標(biāo)為（-205，-63，71），傳動(dòng)軸最大夾角為4.27°，滿足技術(shù)要求，與周邊件運(yùn)動(dòng)間隙均滿足設(shè)計(jì)要求，該布置方案技術(shù)上可行。

1.4 離合器踏板、制動(dòng)踏板和油門踏板的布置

EN車型三踏板重新布置，油門踏板沿用原型車，制動(dòng)踏板踏板面寬度由原型車的102mm減小為65mm，離合踏板結(jié)構(gòu)沿用現(xiàn)有車型，踏板臂和踏板位置根據(jù)人機(jī)要求布置。EN車型三踏板布置間距如表6所示。

表6 EN車型三踏板布置間距

EN車型三踏板的布置結(jié)論：三踏板布置橫向間距、與地毯間距以及與周邊相關(guān)零件的距離均符合設(shè)計(jì)要求。

1.5 換擋機(jī)構(gòu)和手制動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置

換檔手球位于95%人體肩點(diǎn)670mm以內(nèi) ，高度介于與R點(diǎn)以上180mm與280mm之間，高度不高于方向盤 。綜上，換擋機(jī)構(gòu)布置位置滿足布置要求。手制動(dòng)機(jī)構(gòu)布置空間較小，設(shè)計(jì)手制動(dòng)杠桿比5.6，行程33°，基本滿足布置要求。

圖1 EN車型換檔桿和手制動(dòng)桿布置

2 結(jié)論與展望

結(jié)合某款SUV車型（EN）的研制，研究了SUV動(dòng)力升級項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)和匹配工作，包括車輛的總體布置和動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性匹配計(jì)算。設(shè)計(jì)結(jié)果表明，該車型的總體設(shè)計(jì)和匹配計(jì)算滿足設(shè)計(jì)要求。

［1］黃曉云，張鳳賜，張國忠.基于現(xiàn)代化技術(shù)的汽車總體設(shè)計(jì)參數(shù)選擇方法［J］.中國工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2004，（1）：69-74.

［2］張健，雷雨成.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在汽車總體設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.新技術(shù)新工藝，2001，（4）：2-4.

［3］黃曉云，張國忠.汽車總體設(shè)計(jì)參數(shù)選擇專家系統(tǒng)的面向?qū)ο蠼＃跩］.機(jī)械制造，2002，（11）：7-10.

［4］蘇琴.發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性匹配的模擬計(jì)算［D］.天津：河北工業(yè)大學(xué)，2000.