汽车总布置设计：整车硬点要求及整车总布置线框图设计

在汽车总布置设计中，整车硬点（Hard Points）和总布置线框图（Layout Drawing）是核心框架，直接影响整车性能、人机工程、法规符合性及零部件布置。以下是系统化的设计要点和流程：

一、整车硬点（Hard Points）定义与要求

硬点是整车设计中不可变的关键基准点、线、面，通常由法规、性能、人机等因素锁定。主要分类如下：

1. 法规与安全硬点

碰撞安全：

前碰撞吸能区边界（距保险杠≥150mm，满足GB 11551）。

乘员舱生存空间（如A柱铰链点、门槛梁高度）。

行人保护：

前罩前沿高度（距地面≤800mm，Euro NCAP要求）。

保险杠下部腿部碰撞区域（离地高度300-500mm）。

2. 人机工程硬点

驾驶姿态：

H点（髋点）：驾驶员座椅R点（参考SAE J826假人定位），决定坐姿和视野。

眼椭圆（Eyellipse）：SAE J941定义的驾驶员视野基准，影响前罩倾角、仪表板高度。

踏板基准点（PRP）：加速踏板中心点，与H点水平距离（通常650-750mm）。

上下车便利性：

车门开口高度（≥1,200mm）、门槛离地高度（SUV≤450mm，轿车≤400mm）。

3. 动力总成与底盘硬点

发动机布置：

曲轴中心线位置（决定前舱高度，与防火墙间距≥80mm）。

悬置点（刚度匹配NVH要求）。

悬架硬点：

前悬架塔顶（影响轮包与翼子板间隙）、后桥安装点（与油箱间距≥30mm）。

4. 车身与开闭件硬点

前罩/行李箱铰链点：开闭轨迹需避让周边零件（如大灯、雨刮）。

车门旋转中心：校核最小开门半径（参考GB 15086）。

二、整车总布置线框图设计流程

总布置线框图是硬点的可视化表达，需包含以下核心内容：

1. 基准坐标系建立

整车坐标系：原点通常在前轮中心或防火墙基准面，X向（车头为正）、Y向（驾驶员侧为正）、Z向（向上为正）。

关键基准面：

前轮中心线（X=0）、整车对称面（Y=0）、地面线（Z=0）。

2. 总布置线框图分层内容

图层

关键要素

法规层 碰撞区域、视野盲区、排放部件（如排气管路径）

人机层 H点、眼椭圆、手伸及界面（SAE J287）、踏板行程

动力底盘层 发动机轮廓、悬架运动包络、传动轴跳动空间

车身层 开闭件铰链、玻璃升降轨迹、安全带固定点（GB 14166）

储物空间层 行李箱容积线、油箱位置、杯托/手套箱操作域

3. 典型断面设计

前舱断面：展示前罩高度、散热器与保险杠间距、行人保护吸能空间。

乘员舱断面：仪表板与H点关系、方向盘与膝部间隙（≥100mm）。

后舱断面：行李箱与后悬架/排气管的间隙（≥20mm）。

4. 动态校核

悬架跳动：极端工况下轮胎包络与轮罩间隙（≥25mm）。

转向干涉：方向盘全打时与脚踏板的间隙（≥50mm）。