第1章 汽车总体设计
1.1 概述
汽车作为重要的工业产品，如今在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，拥有广阔的消费市场与发展前景。同时，汽车工业的发展刺激并带动了其他工业的发展，包括电气、电子、石油、化工、新能源和智能产业等。汽车工业的发展与这些产业息息相关，汽车工业的持续繁荣得益于这些产业的更新与发展。特别在近些年，新能源化与智能化已成为汽车工业的重要发展方向与研究内容。
由于汽车生产一般是按大批量生产方式组织的，一旦设计确定之后，就要以此为基准装备庞大而贵重的生产设施。如果汽车在设计环节存在缺陷，就可能造成巨大的损失。因此，在设计汽车时，应该谨慎采用科学的设计、开发方法和程序，实现汽车高质量的设计，从而得到在性能和成本方面具有竞争力的产品。汽车设计的特点是，要求零件标准化，部件通用化和产品系列化，同时要重视汽车的安全、可靠、经济、环保和轻量化。
近年来，计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System, CIMS）的迅速发展向智能设计提出了新的挑战。在CIMS环境下，产品设计作为企业生产的关键性环节显得尤为重要，为了提高企业对市场需求的快速反应能力和竞争能力，人们对设计自动化提出了更高的要求，在计算机提供知识处理自动化的基础上，逐渐实现决策自动化，即帮助人类设计专家在设计活动中进行决策。
汽车的智能设计强调的是智能设计技术，是指应用现代信息技术，采用计算机模拟人类的思维活动，使计算机更多、更好地承担设计过程中各种复杂任务，成为设计人员的重要辅助工具。综合国内外关于智能设计的研究现状和发展趋势，智能设计按设计能力可以分为三个层次：常规智能设计、联想智能设计和进化智能设计。
1. 总体设计要求
汽车由动力装置、底盘、车身、电器及仪表等四部分组成，是用来载送人员和货物的运输工具。汽车的普及加快了人的生活节奏，提高了工作效率，为个人的远行提供了相当的便利；相比于使用火车、飞机、船舶等交通工具，受到的约束减少了许多。因此，更多的人愿意选择汽车作为交通工具。
交通工具有在自然环境条件下使用的特点，汽车也不例外。影响自然环境变化的因素很多，而且变化范围大，如湿度、温度、天气、白昼与黑夜、各种复杂路面等，汽车要能够适应这些环境而且实现安全行驶，就必须制定有关法规强制企业执行，这也是工程技术人员从事设计工作的依据之一。
进行总体设计工作有如下基本要求：
1）汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。
2）严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。
3）尽最大可能去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。
4）进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。
5）拆装与维修方便。
我国制定的有关汽车方面的法规、标准正在不断完善，它们中有些是根据我国具体情况制定的，有些是参照国外的法规、标准制定的。这些法规、标准涉及的范围很广，如有关汽车外廓尺寸标准、汽车的污染物排放标准以及有关公路法规对汽车轴荷限定的要求等。在进行总体设计工作时，要特别注意正在实施的强制性标准。这些强制性标准与汽车类型有关，设计时一定要严格遵守。
2. 设计人员工作宗旨
竭尽全力设计、制造出优质、价格具有竞争力的汽车是设计和制造部门技术人员的根本工作宗旨。为此，设计人员应该熟悉汽车，最好经常亲自驾驶汽车，进行汽车的检查、维修、保养，从中积累经验，并且能够从使用者的角度出发考虑设计问题。此外，还应该从制造者的立场出发，考虑使设计出来的汽车便于制造、装配，降低制造成本，这要求设计人员对材料和工艺都要有丰富的知识储备。
3. 产品的价位
什么样的汽车才算是一台好的汽车呢？可以归纳出如下几点：
1）要符合使用的需要：货车就要满足运货的要求，乘用车如轿车和各种客车就要满足乘客的需要，以此为目标来设计、生产汽车。
2）工作要可靠：各总成工作要可靠，发生故障的概率低。
3）要有足够的耐久性，寿命要长。
4）行驶性能要高，包括加速性、爬坡能力、制动性能、转向性能、最大车速、燃料消耗等。
5）操纵方便，稳定性好。
6）乘坐舒适，内饰美观。
7）便于检查、保养和修理，使用费用要低。
8）外观和装饰要美。
9）对环境产生的污染（排放、噪声、电磁干扰等）要小。
虽然以上各项随着用户和汽车类别不同，其要求有高有低，并且对各个项目的评价也因人而异，但它们都是评价汽车价值不可缺少的指标。它们的不同组合造就了不同价位的汽车。
4. 产品系列化、零部件通用化、零件标准化和统一加工标准
（1）产品系列化
产品系列化是指：汽车部件（离合器、变速器、传动轴、驱动桥、转向桥、转向器等）专业厂商为了既能供应各种型号汽车所需的部件，又能便于进行大量生产、降低成本，把产品合理分挡，组成系列，并考虑各种变型，使这些系列化产品具有比较多的共用零部件。
（2）零部件通用化
零部件通用化是指：在汽车总质量相近或同一系列的一些车型上，尽可能采用同样结构和尺寸的零部件，以减少零部件的种类，便于采购、储存、管理、生产，达到降低成本的目的。
（3）零件标准化
零件的标准化是指在设计中尽可能采用标准件。汽车是由许多零件组成的产品，在进行多品种汽车生产时，最好是就零部件的形状、尺寸、材质等制定出标准。这样做有以下好处：减少零件种类，降低生产费用；扩大零件通用互换的范围，对生产和修理都有利；可以减少专用机床和工装夹具的数量；可沿用成熟工艺，降低不良品率。关于标准问题，应该尽量依据国家标准来统一各方面的标准。许多工厂和公司都以国家标准为基础制定出本企业的标准。统一标准的对象主要包括：螺栓、螺母、垫圈、轴瓦等的尺寸；型材、圆钢和钢板的材质和尺寸（直径、厚度）等。这样做可减少外购材料的种类，增大单品种的数量，以降低外购费用。
（4）统一加工标准
统一加工标准就是通过制订工艺标准，尽可能减少加工的方式，从而减少工具、机床和夹具的种类。例如，在很多场合下，通过尽可能统一孔的加工规格，就能使加工孔用的钻头和铰刀的种类减少。限制螺纹规格的数量，也能相应减少丝锥、板牙的种类和数量。这样做有利于降低生产成本。大多数汽车以大批量生产为主，在设计中必须尽可能采用专业化生产的部件和实行产品系列化、零部件通用化、零件标准化和统一加工标准，以达到简化生产、提高工效和改进产品质量、降低成本的目的。国内外实践都表明，这样做大大提高了汽车工业的经济效益。