汽车是一个庞大产业群体，是由多个零部件组装而成，每个零部件的相互关系，直接影响到汽车的质量。本文研究的动力总成布置方法，就是为了让相关零部件在发动机舱内上拥有相应布置位置，规避零部件之间的干涉、磨损及功能上的质量问题。

汽车动力总成包括汽车发动机和变速器（本文仅针对传统燃油车前舱横置动力总成布置）。汽车研发过程中，汽车动力总成对汽车开发具有重要意义，因此，汽车动力总成基准点坐标和姿态角准确与否，直接影响到汽车项目的开发进度和汽车质量。例如在装车验证阶段，因动力总成与机舱左右纵梁干涉，严重影响汽车的功能要求，导致动力总成基准点坐标和姿态角重新调整，对整车项目开发周期和人力成本带来不可估量的损失。本文重点介绍汽车动力总成的布置定义、方法及应用。

整车三维坐标系

指车辆制造厂在最初设计阶段确定的三个正交平面组成的坐标系统( 图1)。Y 基准平面：车辆纵向对称平面；X 基准平面：垂直于Y 基准平面的铅垂平面；Z 基准平面： 垂直于Y 和X 基准平面的水平面。

动力总成基准点及姿态角

整车横置动力总成布置如图2 所示，动力总成基准点及姿态角如图3 所示。动力总成基准点，发动机曲轴中心线和发动机与变速器结合端面的交点O 点 ( 本论文主要以前置前驱横置动力总成为例)。

动力总成姿态角，表示动力总成基准点和动力总成坐标轴围绕整车X 、Y 和Z 坐标轴旋转后所形成的夹角，即α 角、β 角和γ 角。动力总成基准点及姿态角记作方法：（±X、±Y、±Z）（±α °、±β °、±γ °）。

动力总成布置方法及应用

汽车动力总成布置时，需要满足动力总成与周边零部件的间隙要求和性能要求，根据在汽车布置过程中，总结出“动总布置方法”确定汽车动力总成的基准点坐标和姿态角，下面主要介绍“动总布置方法”的考虑维度。根据汽车的产品定义，确定动力总成形式，汽车的前后轮心位置和汽车的地面线（空载、满载和半载）。

1.-X 向布置方法

确定动力总成与车身前挡板空间，主要考虑动态间隙、前舱温度场及碰撞安全（L1、L3）等。如确定汽车+X 方向间隙，如动力总成到前端风扇最小间隙应≥ a mm，避免动力总成在运动过程中干涉（如前排气发动机，应考虑发动机预催高温区的CFD温度场分析）；应适当考虑碰撞溃缩空间；如有四点悬置，应预留前悬置的设计空间（图4） 。

2.+X 向布置方法

确定动力总成与汽车前端模块的空间，主要考虑动态间隙、前悬的定义、碰撞安全（L1）等。如确定汽车+X 方向间隙，如动力总成到前挡板隔热垫最小间隙应≥ c mm，此处主要考虑排气预催温度场问题，具体还需CFD流场分析；应适当考虑碰撞溃缩空间。

3.+Y 向布置方法

确定动力总成与前舱右纵梁的空间，主要考虑左侧附件及右纵梁的动态间隙、动力总成上线空间等。如确定汽车+Y 方向间隙，如动力总成到右纵梁最小间隙应≥ b mm，且应预留右悬置、膨胀水箱等布置空间。

4.-Y 向布置方法

确定动力总成与前舱左纵梁的空间，主要考虑右侧附件及左的动态间隙，动力总成上线空间等。如确定汽车-Y 方向间隙，如动力总成到左纵梁最小间隙应≥ d mm，且应预留左悬置、蓄电池和线束搭铁等布置空间。

5.+Z 向布置方法

确定动力总成与发盖之间的空间，主要考虑动态间隙、汽车行人保护、前方下视野等。如确定汽车+Z 方向间隙，如动力总成到发盖外板应≥ i mm 的行人保护要求；且发盖外板高度应满足前方下视野的法规要求和设计目标（图5）。

6.-Z 向布置方法

确定动力总成与汽车地面线的高度，主要考虑最小离地间隙、接近角及台阶保护等。如确定汽车-Z 方向间隙，如动力总成到副车架最小间隙应≥ e mm，且需预留后悬置的设计空间； 如动力总成到满载地面线最小间隙应≥ j mm，考虑台阶保护，如超出轮胎区域，动力总成到满载地面线最小间隙应≥ h mm ；根据销售区域，应按当地道路情况进行调整。

7.α 角布置方法

确定动力总成后倾角，需考虑传动轴夹角的大小，并符合发动机自身允许倾角范围，防止发动机倾角过大，导致发动机自润滑不良或机油更换困难等现象。以上动力总成在发动机舱的各个位置均满足要求后，调整动力总成的姿态角。

收集发动机的在X /Y /Z 三个方向的倾角范围，防止因动力总成侧倾角过大，导致整机润滑不良；收集汽车传动轴的固定节中心、移动节中心参数。

根据以上确定后的动力总成基准点位置，求出变速器的差速器上移动节距点的位置；移动节距点和固定点节距点的连线与变速器差速器轴线形成的夹角，即为传动轴夹角。传动轴夹角一般要求为：设计状态（半载）≤n °，具体需根据设计部门的需求进行调整。

根据以上传动轴设计要求，可对动力总成的α 角、β 角和γ 角进行调整，来满足传动轴夹角的设计要求。

传动轴夹角调整满足后，应绘制出传动轴的包络，用以校核传动轴在运动过程中与周边零部件的间隙是否满足要求（副车架、后悬置、动力总成本体、车身纵梁、稳定杆等）一般要求传动轴包络到周边件间隙应。

校核动力总成的可维修性和日常操作方便性，如机油滤清器更换、机油加注和排放、机油标尺检查空间等。

根据以上步骤反复进行调整动力总成基准点和姿态角，使之满足各项技术要求，最终确定动力总成基准点坐标和姿态角。

8. β 角布置方法

如按照以上方案调整后，传动轴角度无法满足要求时，可适当调整β 角，使传动轴夹角满足要求。（三段式传动轴不适宜β 角调整）

9. γ 角布置方法

如调整α 角和β 角均不满足传动角夹角要求，可尝试调整γ 角。（不建议调整γ 角， 如上述布置空间均满足要求，建议按照以上步骤微调，使传动轴夹角满足要求。）

上述动力总成六个方向和三个角度均满足要求后，动力总成基准点和姿态角布置完成。

10. 动力总成边界输出

根据确定后的动力总成基准点和姿态角，输出布置报告和布置边界，驱动下游部门开展整车零部件设计分析，工艺和性能介入评估动力总成方案影响。如动力总成基准点及姿态角记作方法：（-194、-57、66）（6.3°、0.5 °、0 °）。

结束语

通过“动总布置方法”，可有效确定提高动力总成基准点坐标及姿态角，并全面考虑了动力总成在前舱布置位置应该注意的事项，设计前期确认动力总成的周边间隙、碰撞安全、行人保护、台阶保护、前方视野及动力总成上线装配等问题，本文可有效规避以上等问题，为汽车开发周期和产品质量打下坚实的基础。本文根据前人文献和教材，并通过自己总结和思考，提出一套汽车动力总成确定位置分析的方法，规避汽车设计中出现质量问题，提升产品质量。