汽车尺寸参数的确定：为汽车总体设计奠定基础

汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬等。汽车外形尺寸所要考虑的因素主要是布置和使用要求：其中布置要视各汽车公司方案有所差异；使用要求则主要由汽车所针对的目标市场级别而定。

轿车的车身尺寸与轿车排量密切相关，一般情况下，轿车尺寸越大，排量越大，档次也越高。轿车尺寸参数之间有一定的匹配关系，例如车的长度与轴距、长度与宽度、宽度与轮距，它们呈现对应的关系，不是随意的。就整车尺寸而言，长、宽和轮距等参数会给汽车的性能和造型带来重大影响。例如车长与车宽有一定的匹配关系，长度增大，宽度也应当有所增大，这主要考虑两个方面：一是车身造型比例的和谐，给人以视觉上的平衡；二是长度与宽度比例适当，对汽车的驾驶平稳性有好处，乘坐也舒适。

（1）外廓尺寸

汽车的外廓尺寸包括总长、总宽、总高。它应根据汽车的类型、用途、承载量、道路条件、结构选型与布置以及有关标准、法规限制等因素来确定。在满足使用要求的前提下，应力求减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车的质量，降低制造成本，提高汽车的动力性、经济性和机动性。长度是对汽车的用途、功能、使用方便性等影响最大的参数，因此一般以长度来划分车的等级。车身长意味着纵向可利用空间大，这是显而易见的；但太长的车身会给掉头、停车造成不便。4m长与5m长的汽车在驾驶感觉上会有很大的差异，一般中小型乘用车长4m左右，长度接近5m的可算作大型车了。

GB 1589—2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》规定了汽车外廓尺寸长：轿车总长L_a是轴距L、前悬L_F和后悬L_R的和。它与轴距L有下述关系

L_a=L/C

式中，C为比例系数，其值在0.52～0.66之间。发动机前置前轮驱动汽车的C值为0.62～0.66，发动机后置后轮驱动汽车的C值为0.52～0.56。

宽度主要影响乘坐空间和灵活性。对于乘用轿车，宽度尺寸一方面由乘员必需的室内宽度和车门厚度来决定，要求横向布置的3个座位都有宽阔的乘坐感（主要是足够的肩宽），那么车宽一般都要达到1.8m；另一方面应保证能布置下发动机、车架、悬架、转向系和车轮等。近年来由于对安全性的要求，车门壁的厚度有所增加，因此车宽也普遍增加。轿车总宽B_a与车辆总长L_a之间有下述近似关系

B_a=（L_a/3）+（195±60）mm

由此可知，后座乘3人的轿车，B_a不应小于1410mm。

离地间隙即车体最低点与地面的距离。后驱车的离地最低点一般在后轴中央，前驱车一般在前轴，也有些轿车的离地间隙最低点在前防撞杆下缘（气流动力学部件）。离地间隙必须确保汽车在行走崎岖道路、上下坡时的通过性，即保证不“刮底”。但离地间隙高也意味着重心高，影响操控性，一般轿车的最小离地间隙为130～200mm，符合正常道路状况的使用要求。越野车离地间隙普遍大于200mm。影响轿车总高H_a的因素有轴间底部离地高h_m、地板及下部零件高h_p、室内高H_B和车顶造型高度h_t等。

轴间底部离地高h_m应大于最小离地间隙h_min。由座位高、乘员上身长和头部及头上部空间构成的室内高h_B一般为1120～1380mm。车顶造型高度在20～40mm范围内变化。

（2）轴距L、轮距B

在车长被确定后，轴距是影响乘坐空间的最重要因素，因为绝大多数的两厢和三厢轿车，乘员的座位都是布置在前后轴之间的。长轴距使乘员的纵向空间增大，直接得益的是对乘坐舒适性影响很大的脚部空间。在行驶性能方面，长轴距能提高直路巡航的稳定性，但转向灵活性下降，回旋半径增大，因此在稳定性和灵活性之间必须做出取舍，取得适当的平衡。轴距L对整备质量、轿车总长、最小转弯直径、传动轴长度和纵向通过半径有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；上坡或制动时轴荷转移过大，会使轿车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大。原则上轿车的级别越高，轴距取得越长；对机动性要求高的轿车，其轴距宜取短些。(www.xing528.com)

轮距直接影响汽车的前后宽度比例。与其他尺寸相比，轮距更受机械布局（尤其是悬架类型）的影响，是造型设计师需要在设计初期就确定的参数。一般轿车的前轮距比后轮略大（相差10～50mm），即车身前半部比后半部略宽，这与空气动力学有关，各型轿车的轴距和轮距取值范围见表8-2。

表8-2 各型轿车的轴距和轮距

（3）前悬、后悬长度

车长=前悬+后悬+轴距，车长确定后，轴距越长，前、后悬便越短。最短的悬长可以短至只有车轮半径的1/2。但除了一些小型车要竭力增加轴距来扩大乘坐空间外，一般轿车的悬长都不能太短，一来轴距太长会影响灵活性，二来要考虑机械零件的布局。另外，前悬处要布置发动机、散热器、风扇、弹簧前支架、车身前部或驾驶室的前支点、保险杠、转向器等，要有足够的纵向布置空间。其长度与汽车的类型、驱动形式、发动机的布置形式和驾驶室的形式及布置密切相关。汽车的前悬也不宜过长，以确保爬坡通过性，如越野车为了保证爬坡、越台阶的能力，前悬都很短，以免使汽车的接近角过小而影响通过性。近年来，为了满足严格的正面撞击测试法规，有加长前悬的趋势，目的是容纳车架的撞击缓冲结构。

汽车的后悬长度主要取决于行李箱、燃油箱、备胎的布置，它与整车的长度、轴距及轴荷分配有关。后悬可以比前悬稍长一些，但也不宜过长，以免使汽车的离去角过小而引起上下坡时“刮地”，同时降低转弯灵活性。一般轿车的后悬为0.4～1.2m。

布置好燃油箱和备胎后，行李箱尺寸基本确定。在确定保险杠之后，可得到后悬长。累加之后可得到整车长度。

简单地说，轴距的长短对轿车舒适性、操纵稳定性的影响很大。一般而言，轿车级别越高，轴距越长，车厢长度越大，乘员乘坐的座位空间也越宽敞，抗俯仰和横摆性能就越好，转向操纵也越容易。但是，轴距越大，其转弯半径也越大，汽车的机动性也越差。

轮距也要根据车宽确定，轮距越大，对操纵平稳性越有利，也对车身造型和车厢的宽敞程度有利。但是若轮距太接近车身宽度，会产生车轮向车身侧面甩泥、使车身容易污染的问题。为了解决这一问题，许多车辆在翼子板上设计有凸边的轮口罩，以阻挡泥沙溅击车身侧面。

轿车高度直接影响重心（操控性）和空间，轿车高度与车厢内高度和离地间隙有关。大部分轿车高度在1.5m以下，与人体的自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全车重心的考虑，以确保高速拐弯时不会翻车。一些轿车为了使乘坐者感到空间的宽阔，避免压抑感，增大内棚顶至椅面的距离，也就是增大头顶空间。但是，这会使汽车的重心位置发生变化，降低汽车行驶的平稳性，同时也会增大汽车的风阻系数。因此，高速跑车的高度总是设计得很低，离地间隙小，通常它的车高只有1.1m，比一般轿车矮了300mm以上。

按照以往的设计观点，汽车高度应当尽量减少，以减少空气阻力，提高汽车行驶性能。但为了在有限的长度内争取到尽量大的车厢容积，现在有一个趋势是增大高度以增加车厢的空间，这样必然要考虑到汽车的行驶平稳性以及经济性问题。为了提高稳定性，现在通常采用降低底盘的高度、采用扁宽轮胎，以及加装电子稳定系统（ESP）、侧倾角传感器、横向速度传感器等方法。

汽车轮距对汽车的总宽、总质量、横向稳定性和机动性都有较大的影响。轮距越大，悬架的角刚度越大，汽车的横向稳定性越好，车厢内横向空间也越大。但轮距也不宜过大，否则会使汽车的总宽和总质量过大，轮距必须与汽车的总宽相适应。

典型轿车的外形尺寸布置参数如图8-1所示。