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汽车设计习题

汽车设计习题

第一章汽车的总体设计

一、简答题：

1.总体设计的任务？

答：

1．正确选择性能指标、重量和尺寸参数，提出整车总体设计方案。

2．对各部件进行合理布置，并进行运动校核。

3.对汽车性能进行精确控制和计算，保证主要性能指标的实现。

　４.协调各种矛盾。

2.总体设计的工作顺序？

1）设计任务书编制阶段、

a、调查分析：

社会调查使用调查生产调查

b、市场预测及形体设计

C、总体设计方案

d、编写设计任务书

2）技术设计阶段

3）试制、试验、改进、定型阶段

4）生产准备阶段

5）生产销售阶段

3.设计任务书包括哪些内容？

1）可行性分析。

2）产品型号及其主要使用功能，技术规格和性能参数;

3）整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参数。

标准化、通用化、系列化水平;

4）国内、外同类汽车技术性能分析和对比;5）本车拟用的新技术、新材料和新工艺。

4.按发动机的位置分，汽车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？

（1）发动机前置前驱动

优点：

a、有明显的不足转向性能；

b、越过障碍的能力高；

c、动力总成结构紧凑；

d、有利于提高乘坐舒适性；（车内地板凸包高度可以降低）

e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短）

f、有利于发动机散热，操纵机构简单；

g、行李箱空间大；

h、变形容易。

缺点：

结构与制造工艺均复杂；（采用等速万向节）

前轮工作条件恶劣，轮胎寿命短；（前桥负荷较后轴重）

汽车爬坡能力降低；

发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。

（2）发动机前置后驱动

a、轴荷分配合理；

b、有利于减少制造成本；（不需要采用等速万向节）

c、操纵机构简单；

优点：

d、采暖机构简单，且管路短供暖效率高；

e、发动机冷却条件好；

f、爬坡能力强；

g、行李箱空间大；h、变形容易。

a、地板上有凸起的通道，影响了乘坐舒适性；

b、汽车正面与其它物体发动碰撞易导致发动机进入客

主要缺点：

厢，会使前排乘员受到严重伤害；

c、汽车的总长较长，整车整备质量增大，影响汽车的燃油经济性和动力性。

（3）发动机后置后驱动

a、结构紧凑；（发动机、离合器、变速器和主减速器布置成一体）

b、改善了驾驶员视野；（汽车前部高度有条件降低）

c、整车整备质量小；

优点：

d、客厢内地板比较平整；

e、乘客座椅能够布置在舒适区内；f、爬坡能力强；g、汽车轴距短，机动性能好。

a、后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向；

b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵

主要缺点：

稳定性；c、行李箱在前部，行李箱空间不够大；

d、操纵机构复杂；f、变形困难。

6.大客车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？

（1）发动机前置后桥驱动

a、动力总成操纵机构结构简单；

特点b、散热器位于汽车前部，冷却效果好；

c、冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发动机的保温条件；

d、发动机出现故障时驾驶员容易发现。

a、布置座椅时会受到发动机的限制；

b、地板平面离地面较高；

缺点c、传动轴长度长；

d、发动机的声、气味和热量易于传入车厢内；隔绝

发动机振动困难，影响乘坐舒适性；

f、采用前开门布置会使前悬加长，同时可能使前轴超载

（2）发动机后置后桥驱动

a、能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；

特点b、检修发动机方便；轴荷分配合理；

c、能改善车厢后部的乘坐舒适性；

d、当发动机横置时，车厢面积利用较好，并有布置座椅受发动机影响较少；

f、行李箱大（旅游客车）、地板高度低（城市客车）g、传动轴长度短。

a、发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；

缺点b、动力总成操纵机构复杂；

c、驾驶员不容易发现发动机故障。

3）发动机中置后桥驱动

优点：

a、轴荷分配合理；b、传动轴的长度短；c、车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受发动机的限制；d、乘客车门能布置在前轴之前等。

缺点：

a、发动机必须用水平对置式的，且布置在地板下部，给检修发动机带来困难；

b、驾驶员不容易发现发动机故障；c、发动机在热带的冷却条件和寒带的保温条件均不好；d、发动机的噪声、气味、热量和振动均能传入车厢；f、动力总成操纵机构复杂；e、受发动机影响，地板平面距地面较高；

8.简要回答汽车轴距的长短会对汽车的性能产生哪些影响？

影响：

整备质量

汽车总长车厢长度不足或后悬过长

L汽车总长L汽车制动性和操纵稳定性变坏

传动轴长度对平顺性不利

纵向通过半径万向节传动轴的夹角增大轴荷分配

9.简要回答汽车轮距的大小会对汽车产生哪些影响？

单就货车而言，如何确定其前后轮距？

汽车总宽

影响总质量

最小转弯直径

侧倾刚度

货车：

前轮距B1：

应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前

轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之

间有足够的运动间隙。

后轮距B2：

应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。

10.前后悬的长短会对汽车产生哪些影响？

1）整车协调性2）轴荷分配的要求3）安装要求4）通过性要求5）撞车安全性

11.各种车辆的汽车装载质量（简称装载量）是如何定义的？

定义：

指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。

注：

越野汽车的装载量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。

货车装载质量确定：

首先应与行业产品规划的系列符合，其次要考虑到汽车的用途和使用条件。

a、货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车；

b、货源变化频繁、运距短的市内运输车采用中、小吨位的货车比较经济。

12.什么叫整车整备质量？

指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。

13.汽车轴荷分配的基本原则是什么？

a、轮胎磨损均匀和寿命相近；

b、保证足够的附着能力；（驱动桥应有足够大的载荷）

c、转向轻便；

d、轴荷转移尽量小；

f、良好的操纵稳定性；（不足转向特性）

g、通过性要求。

14.汽车的动力性参数包括哪些？

（1）最高车速vamax

（2）加速时间t（3）上坡能力（4）汽车比功率和比转矩

15.按汽缸排列的形式来分，发动机有哪几种型式？

简述各自的特点？

直列式：

结构简单、宽度窄、布置方便。

但当发动机缸数多时，在汽车上布置

困难，且高度尺寸大。

适用于6缸以下的发动机

水平式：

平衡好，高度低。

在少量大客车上得到应用。

v型式：

曲轴刚度高度，尺寸小，发动机系列多。

但用于平头车时，发动机宽布置

较为困难，造价高。

主要用于中、高轿车以及重型货车上。

17.简述画转向轮跳动图的目的？

确定转向轮上跳并转向至极限位置时占用的空间，从而决定轮罩形状及翼子扳开孔形状；

检查转向轮与纵拉杆、车架之间的运动间隙是否足够。

18.简述画传动轴跳动图的目的？

（1）确定传动轴上下跳动的极限位置及最大摆角θ；

（2）确定空载时万向节传动的夹角；

（3）确定传动轴长度的变化量（伸缩量）。

设计时应保证传动轴长度最大时花键套与轴不致脱开，而在长度最小时不致顶死。

19.简述采用独悬架时转向轮跳动图的画法？

1）、在俯视图上画出转向轮绕主销中心O点向左转和向右转的极限位置;

2）、沿轮胎外侧倒角部分划分几条等分线（面）B、C、D、E、F；

3）、将这些等分线及轮胎最大直径线A与翼子板开口部分卷边处最低的X线所在垂直面的一系列交点投影到侧视图上，得到处于X线正下方的轮胎截面形状；

4）、此处最易发生干涉。

在轮胎极限位置时的截面形状再加上足够的间隙就可确定轮罩开口部分的形状和高度。

20.简述转向传动装置与悬架共同工作校核图的目的，并介绍当前悬架用纵置钢板弹簧时的校核方法？

目的：

检查转向拉杆与悬架导向机构的运动是否协调

作图方法侧视图上画出转向器与转向杆系与纵置钢板弹簧的相对位置；

转向节臂球销小心A1点的摆动中心；O2和B1

GH和G‘H’即为运动不协调造成的轨迹偏差，这一偏差越小越好

第二章离合器设计

1离合器在切断和实现对传动系的动力传递中，发挥了什么作用？

（1）汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；

（2）在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；

（3）限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；

（4）有效地降低传动系中的振动和噪声。

2在机械传动系中，按传递转矩方式和操纵方式，离合器可分为哪几种类型？

3汽车离合器一般应满足哪些基本要求？

1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。

2）接合时平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。

3）分离时要迅速、彻底。

4）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。

5）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用寿命。

6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力。

7）操纵轻便、准确。

8）作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过

程中变化要尽可能小，保证有稳定的工作性能。

9）应有足够的强度和良好的动平衡。

10）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等

4按从动盘数目，盘形离合器分哪几类？

简述各类盘形离合器特点？

单片：

结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底、接合平顺。

双片：

传递转矩的能力较大，径向尺寸较小，踏板力较小，接合较为平顺。

但中间压盘通风散热不良，分离也不够彻底。

多片：

具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨损较小，使用寿命长等优点，主要应用于重型牵引车和自卸车上。

5离合器的压紧弹簧有哪几种型式，有几种布置型式。

哪种型式的压紧弹簧比较适用于轿车？

并简述各自优缺点。

圆柱螺旋弹簧：

结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。

当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使离合器传递转矩能力随之降低。

中央弹簧离合器的压紧弹簧，布置在离合器的中心。

可选较大的杠杆比，有利于减小踏板力。

通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整，多用于重型汽车上。

斜置弹簧离合器：

优点：

是摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。

具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点

6压盘的驱动方式有哪些？

简述各自优缺点。

7离合器操纵机构应满足哪些要求？

1）踏板力要小，轿车：

80～150N，货车：

<150～200N。

2）踏板行程在一定的范围内，轿车：

80～150mm，货车：

<180mm。

3）摩擦片磨损后，踏板行程应能调整复原。

4）有对踏板行程进行限位的装置，防止操纵机构因受力过大而损坏。

5）应具有足够的刚度。

6）传动效率要高。

7）发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。

8离合器操纵机构有哪些型式？

应如何对其进行选择？

常用的离合器操纵机构主要有机械式、液压式等。

机械式操纵机构有杆系和绳索两种形式。

杆系传动机构结构简单、工作可靠，被广泛应用。

但其质量大，机械效率低，在远距离操纵时布置较困难。

绳索传动机构可克服上述缺点，且可采用吊挂式踏板结构。

但其寿命较短，机械效率仍不高。

多用于轻型轿车中。

液压式操纵机构主要由主缸、工作缸和管路等部分组成，具有传动效率高、质量小、布置方便、便于采用吊挂踏板、驾驶室容易密封、驾驶室和车架变形不会影响其正常工作、离合器接合较柔和等优点。

广泛应用于各种形式的汽车中。

第三章机械式变速器设计

1为保证变速器具有良好的工作性能，汽车对变速器有哪些基本要求？

1）保证汽车有必要的动力性和经济性。

2）设置空挡，用来切断发动机的动力传输。

3）设置倒挡，使汽车能倒退行驶。

4）设置动力输出装置。

5）换挡迅速、省力、方便。

6）工作可靠。

变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。

7）变速器应有高的工作效率。

8）变速器的工作噪声低。

除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。

2根据轴的不同型式，变速器可分为哪些类型？

根据轴的形式：

固定轴式旋转轴式

固定轴式：

两轴式变速器中间轴式变速器双中间轴式变速器多中间轴式变速器

3在变速器的使用当中，常常会出现自动脱档现象，除从工艺上解决此问题外，在结构上可采取哪些比较有效的措施？

4变速器操纵机构应满足哪些要求？

（1）换挡时只能挂入一个挡位；

（2）换挡后应使齿轮在全齿长上啮合；（3）防止自动脱挡或自动挂挡；（4）防止误挂倒挡；（6）换挡轻便。

5简述同步器的工作原理，并说明同步器的计算目的是什么？

第四章万向节和传动轴设计

1等速万向节最常见的结构型式有哪些？

简要说明各自特点？

1．球叉式万向节

球叉式万向节结构较简单，可以在夹角不大于32°～33°的条件下正常工作。

2．球笼式万向节

应用最为广泛这种等速万向节可在两轴之间的夹角达到35°～37°的情况下工作。

2传动轴总成的不平衡有哪些影响因素？

如何降低传动轴总成的不平衡度？

传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键和万向节叉组成。

传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。

传动轴在工作时，其长度和夹角是在一定范围变化的。

设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。

传动轴夹角的大小直接影响到万向节的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。

在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。

所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。

第五章驱动桥设计

1简述驱动桥的作用和组成。

基本功能：

增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮；承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。

组成：

驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。

2在对驱动桥的设计当中，应满足哪些基本要求？

1）所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。

2）外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。

3）齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。

4）在各种转速和载荷下具有高的传动效率。

5）在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。

6）与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调。

7）结构简单，加工工艺好，制造容易，拆装、调整方便。

3按齿轮副的数目不同，主减速器可分为单级主减速器和双级主减速器，简要说明各减速器的特点。

4为什么会在驱动桥的左右车轮之间都装有差速器（轮间差速器）？

5轴间差速器在多轴驱动的汽车上的应用起到了哪些作用？

6按结构特征的不同，差速器可分为哪些不同的型式？

7车轮传动装置的基本功用是什么？

在不同型式的驱动桥中，充当车轮传动装置的主要部件各是什么？

8根据车轮端的支承方式不同，半轴可分为哪几种型式，简述各自特点。

9驱动桥壳应满足哪些要求？

10驱动桥壳可分为哪几种型式？

第六章悬架设计

1悬架有哪些作用？

传递车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩;

缓和、抑制路面对车身的冲击和振动；

保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特

性。

保证汽车的操纵稳定性。

2在悬架设计中应满足哪些性能要求？

1）保证汽车有良好的行驶平顺性。

2）具有合适的衰减振动能力。

3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。

4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯

时车身侧倾角要合适。

5）有良好的隔声能力。

6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。

7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部

件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

3悬架主要钢板弹簧的主要参数和尺寸如何确定？

4在汽车的设计当中，对前轮和后轮的独立悬架导向机构是如何要求的？

前、后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向行驶时，内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载状态，于是内侧悬架受拉抻，外侧悬架受压缩，结果与悬架固定连接的车轴（桥）的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度α。

轿车将后悬架纵置钢板弹簧的前部吊耳位置布置得比后边吊耳低，于是悬架的瞬时运动中心位置降低，与悬架连接的车桥位置处的运动轨迹b所示，即处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹是oa段，结果后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。

5新式独立悬架在纵由哪些元件组成，各元件有何功用？

6简述独立悬架和非独立悬架的特点。

7按车轮运动形式的不同，独立悬架可分为哪些形式？

8向平面内有几种布置形式？

第七章转向系设计

1掌握汽车转向系的组成与功用，以及转向器的特点。

汽车转向系的功用：

汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。

在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。

汽车转向系的形式和组成：

汽车转向机构分为机械转向和动力转向两种形式。

机械转向主要是由转向盘、转向器和转向传动机构等组成，动力转向还包括动力系统。

机械转向是依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。

动力转向是在机械转向的基础上，加装动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。

动力转向包括液压式动力转向和电控式动力转向。

液压式动力转向已在汽车上广泛应用。

近年来，电控动力转向已得到较快发展。

2对汽车转向系设计有哪些要求？

1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。

2）转向轮具有自动回正能力。

3）在行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。

4）转向传动机构和悬架导向装置产生的运动不协调，应使车

轮产生的摆动最小。

5）转向灵敏，最小转弯直径小。

6）操纵轻便。

7）转向轮传给转向盘的反冲力要尽可能小。

8）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。

9）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。

10）转向盘转动方向与汽车行驶方向的改变相一致。

3何为转向器的，在设计中如何提高，哪一种转向器的最高？

4何为转向器的，根据所分的三种转向器各有什么优缺点？

目前汽车上广泛使用的是哪一种转向器？

为什么？

5转向器的角传动比，传动装置的角传动比和转向系的角传动比指的是什么？

他们之间有什么关系？

转向器角传动比如何选择？

6转向系的力传动比指的是什么？

力传动比和角传动比有何关系？

7转向器角传动比的变化特性是什么？

在不装动力转向的车上采用什么措施来解决轻和灵的矛盾？

8转向系刚度和方向盘转角对转向性能有何影响？

9汽车转向轴内外轮必须满足的理论转角关系式是什么？

试证明EC线就是满足该式的转向特性曲线？

10最小转弯半径指的是什么？

如何计算？

当考虑轮胎的侧偏影响后，又如何计算？

11考虑轮胎的侧偏影响后，瞬时转向中心如何确定？

12对汽车的转向梯形机构有哪些要求？

常用的是那种结构形式？

在布置设计时应注意什么？

13在设计梯形机构时，需要确定哪几个参数？

对一辆已知梯形机构参数的汽车，如何用作图法来校核？

是说明其作图步骤？

14如何评价转向轻便性？

15计算转向系计算载荷的方法有几种？

是说明之。

16计算原地转向阻力矩的几个经验公式是什么？

最常用的是哪个？

17如何计算方向盘上的手里和方向盘上的总回转圈数？

18提高转向轻便性和操纵性的途径是什么？

试分析采用动力转向的优缺点？

19对动力转向得有什么要求？

掌握动力转向的结构与工作原理。

20动力转向系统有几种布置形式？

今打算在现有客车底盘上加装动力转向，采用哪种布置形式最好？

为什么？

21如何评价动力转向的灵敏度？

22转向系传动副中的间隙随转向盘转角应如何变化？

为什么？

23转向系刚度与不足转向的关系如何？

第八章制动系设计

1制动装置都有哪些？

简要说明其功用？

2制动系应满足哪些主要的要求？

3对制动系的设计应遵循哪些原则？

4什么叫领蹄？

什么叫从蹄？

5如何保证制动器有较好的热稳定性？

6鼓式制动器可分为哪些型式？

简述各自特点？

7盘式制动器与鼓式制动器相比较，有哪些优缺点？

8制动器主要包括哪些主要的制动元件？

9制动驱动机构有哪几种型式？

10双轴汽车的双回路制动系统有哪几种型式？

简要说明之？