前置前驅發動機艙布置

2020-12-07 汽車設計的那點事

##一、確定動力總成在發動機艙的定位

1、確定變速器的輸出中心點在整車中的坐標:

1)輪心在整車中的坐標確定後,初步定義變速器輸出點坐標,其許可的位置處於下圖標示區域內:

a、X向位於輪心X向向前25mm,向後15mm區域內,具體定位兼顧動力總成前後間隙;

b、以輪心做半徑為5mm的圓,X向和Z向不允許落在該區域內,Z向定位兼顧動力總成的離地間隙和與發動機蓋的間隙;

c、Y向考慮發動機側與右大梁25mm的間隙(包括輪系),變速器側與左大梁25mm的間隙要求,兼顧動力總成與副車架的25mm間隙要求。

2)變速器輸出點位置初步確定後,計算傳動軸夾角,計算傳動軸夾角主要步驟如下:

a)沿Y向從變速器外點作60mm的直線,得點a;

b)沿Y向從轉向節中心作40mm的直線,得點b;

c)連線ab,測量直線ab與參考線的角度即為傳動軸夾角。

備註:上述方法計算的傳動軸夾角為估算值,即定義了變速器端球籠Y向尺寸為60mm和轉向節中心到球籠端距離為40mm,正式設計中可能存在一定細微差異,可在後面進行校核是否滿足。

3)經過上述步驟完成變速器輸出點的初步確定後,由底盤性對該輸出點進行校核,並結合動力總成六個方向的間隙完成變速器輸出點的確定;

2、變速器姿態的確定,輸出點確定後,按下述步驟調整變速器在車輛中的姿態:

a)經過發動機缸體最左端軸承蓋端面中心點a作平行於XOZ的基準平面;

b)將變速器按與發動機同軸,以當前DIFF_DROP值放置好變速器;

c)將當前變速器輸出點投影到基準平面,得點b;

d)以發動機輸出點a(變速器輸入點)為圓心劃圓,半徑為變速器軸心距T(即ab);

e)過點a作直線ac,ac長度大於ab,並使用「Move Object」命令沿-Z作直線de,移動距離為變速器的DIFF_DROP值W;

f)連線ad,並按下述步驟調整變速器到位。

3、發動機姿態的確定

α角——發動機前後傾角,發動機缸體面垂線與Z軸的夾角

a)對於前進氣後排氣的發動機而言,發動機後傾;

b)對於前排氣後進氣的發動機而言,發動機前傾。

β角——發動機左右擺角,前置前驅β角為0。

γ角——發動機 仰角,前置前驅γ角為0。

動力總成中心點——定義為發動機缸體左邊端蓋外圓的圓心坐標,

全新布置時儘量坐標圓整完成上述定義後,抽取發動機缸體作為發動機位置進行輸入,作為發動機IA的依據。

二、發動機艙空間的計算與確定

1、發動機艙X向空間的計算與確定

A—前保蒙皮至防撞梁前段距離

B—防撞梁寬度

C—防撞梁至冷凝器的距離

D—兩器厚度(包括電子風扇)

E—發動機前端至電子風扇距離

F—輪心至發動機前端距離

G—BOF至輪心距離

FOH—前懸

其中,A+B+C由CAE確定,E>35mm,對於前排氣發動機,根據根據隔熱措施不同取值(40-70)mm,動力總成與前隔板間隙大於35mm

2、發動機艙Y向空間的計算與確定

A/I—輪胎中心至翼子板邊緣距離

B/H—輪胎中心至大梁距離

C/G—大梁寬度

D—發動機至右大梁間隙,推薦值大於等於25mm

E—動力總成Y向尺寸(包含與大梁處於同一高度的輪系)

F—變速器至左大梁間隙,推薦值大於等於25mm

發動機艙最小Y向尺寸由D+E+F確定,最大Y向尺寸輪胎與大梁寬度確定

3、發動機艙Z向空間的計算與確定

Z向空間主要由以下尺寸構成:

C點高度H4;

變速器輸出點到發動機頂端高度H0;

變速器輸出點到發動機底部高度H1;

動力總成離地間隙H2;

發動機與發蓋間隙H3(行人保護此處經驗值≥85mm);

其中:H4=H0+H1+H2+H3

三、發動機部件的布置與通用位置

1、動力總成懸置布置與匹配

前置前驅的動力總成懸置一般為三點式,其中左右各一點分別通過發動機和變速器固定在左右大梁上,後懸置通過變速器與副車架相連,懸置布置時考慮車架安裝點與副車架安裝點的共用。

懸置布置時,需考慮以下幾點:

1)、動力總成的質心儘量落在左右懸置中心連線ab;

2)、懸置在大梁上支架必須考慮輪胎包絡的影響;

3)、後懸置在副車架上得安裝支架考慮與排氣管的間隙。

2、進氣系統的布置

空濾一般有兩種布置方式:

a、在左右縱梁的上方,濾芯過濾方式為上下方向過濾;

b、布置在發動機上方,由於高度方向的限制,濾芯過濾方式為側向過濾。濾芯的形狀比較規則,箱體的俯視圖最多可在矩形的基礎上切一個角,上下端面可做成異形

c、進氣系統內的容積不小於發動機排量*10,空濾箱體容積應該大於發動機排量*6;

d、吸氣管布置在上彎梁上方,前大燈下方或前輪護板與前輪鼓包之間。

3、排氣系統的布置

排氣系統在前艙的布置主要包括三元催化器、柔性節以及前排氣管等,主要考慮以下方面:

a、對於前排後進發動機,三元催化器與散熱器距離≥45mm;

b、考慮柔性節與油底殼、最小離地間隙滿足要求,以及根據隔熱措施的不同考慮前排氣支管與傳動軸球籠的間隙;

c、對於前進後排發動機,考慮三元催化器與地板以及轉向器的間隙。

4、蓄電池的布置

蓄電池可選如下位置布置,遵循如下原則:

a、蓄電池環境溫度超過70°,使用壽命大幅度降低,蓄電池布置在遠離熱源的位置;

b、儘量布置在靠近發電機和起動機的位置;

c、蓄電池布置在左邊時,蓄電池與制動總泵左右錯開,以免發生正碰時電池撞擊制動總泵侵入前隔板;

d、蓄電池與保險盒不在一條縱向線上,以免正碰時發生短路起火。

5、保險盒的布置

保險盒可選如上位置布置,保險盒盒高不小於100mm,由於保險和繼電器的外形規則,保險盒形狀儘可能能規則,比如俯視圖為矩形,必要時可以為異形。

6、制動模塊的布置

制動模塊可選如上位置布置,其中虛線僅用於不得已的情況,且不得位於輪系正後方,對於ESP模塊,其頂面低於制動油壺面,制動模塊與制動總泵的制動管長度最好小於1M,超過1M時採用變截面管,主要管徑Φ8。

7、外形可異化的零件的布置

外形可異化的零件包括:1)洗滌液壺;2)膨脹箱;3)制動液壺;4)HPS油壺;5)進氣諧振腔,其遵循的布置原則如下:

1)膨脹箱容積不小於2L,膨脹箱的最低液面線高於暖風機進出水口10mm以上;

2)HPS油壺容積不小於1L;

3)制動液油壺容積不小於1L,制動液壺可異形或與制動總泵分離保證制動液的加注。

四、前艙布置維修性評估

維修性應儘可能滿足(布置、成本、零部件品質、維修性間的平衡)。對於日常保養的項目,必須解決維修性問題。下列零部件必須滿足維修方便的要求:

a、空濾芯更換,

b、發動機及變速器機油、冷卻液、轉向助力液、制動液的加注和更換,

c、機油濾清器更換,

d、空調冷媒的加注,

e、保險和繼電器更換,

f、火花塞、氣缸線更換、噴油器拆裝、發動機皮帶更換,

g、前大燈的拆裝或大燈燈泡的更換,

h、油門拉索和離合器拉索的拆裝和調整。

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