汽车设计考试参考习题.docx
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汽车设计考试参考习题
名词解释
轴荷分配——指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。
汽车的最小转弯直径——转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径。
汽车整车整备质量——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。
商用车——指在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。
乘用车——指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和临时物品的汽车，包括驾驶员在内最多不超过9个座位。
它也可以牵引一辆挂车；
汽车的装载质量——指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。
离合器的后备系数β——离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比。
CVT——速比可实现无级变化的变速器，即无级变速器。
准等速万向节——在设计角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节。
不等速万向节——万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴与输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度相等；
等速万向节——输出轴与输入轴之间以始终相等的瞬时角速度传递运动的万向节；
静挠度——汽车满载静止时悬架上的载荷Fw与此时悬架刚度c之比，即fc=Fw/c。
轴转向——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。
动挠度——指从满载静平衡位置开始，悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。
独立悬架——左、右车轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接。
悬架的线性弹性特性——当悬架变形f与所受垂直外力F之间成固定的比例变化时，弹性特性为一直线，称为线性弹性特性，此时悬架刚度为常数。
非独立悬架——左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（或车身）连接
悬架的非线性弹性特性——当悬架变形f与所受垂直外力F之间不成固定的比例变化时，弹性特性不是直线，称为非线性弹性特性，此时悬架刚度是变化的。
悬架的弹性特性——悬架受到的垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于车身位移f的关系曲线，称为悬架的弹性特性。
转向系的力传动比ip——从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2FW与作用在转向盘上的手力Fh之比，ip=2FW/Fh。
转向器的正效率η+——功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率，η+=（P1-P2）/P1P2为转向器中的摩擦功率；
转向器的逆效率η－————功率P3从转向摇臂轴输入，经转向轴输出所求得的效率，η－=（P3-P2）/P3P2为转向器中的摩擦功率；
转向系的角传动比iω0——转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比。
制动器效能因数——在制动鼓或制动盘的作用半径R上所得到摩擦力（Mμ/R）与输入力F0之比。
制动器效能——制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩。
制动器效能的稳定性——效能因数K对摩擦因数f的敏感性（dK/df）；
制动器的能量负荷——单位时间内衬片（衬块）单位摩擦面积耗散的能量。
问答题：
平头式货车有哪些优缺点？
优点：
a、驾驶室位于发动机之上，不需要发动机罩和翼子板，整备质量减小；
b、汽车面积利用率高、视野好；
c、汽车总长和轴距短，最小转弯半径小，机动性良好；
缺点：
a、前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；
b、驾驶室有翻转机构和锁住机构，机构复杂；
c、进、出驾驶室不如长头式货车方便；
d、驾驶室内受热及振动均比较大；
e、正面碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。
发动机后置后桥驱动的大客车有什么优缺点？
答：
优点：
a、能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；
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；
e、行李箱大（旅游客车）、地板高度低（城市客车）；
f、传动轴长度短。
缺点：
a、发动机的冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；
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。
发动机前置前驱动的乘用车有什么优缺点？
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。
发动机前置后驱动的乘用车有什么优缺点？
优点：
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；
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。
缺点：
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。
汽车轴荷分配的基本原则是什么？
答：
轴荷分配对汽车的主要使用性能和轮胎使用寿命有着显著的影响，在进行汽车总体设计时应对轴荷分配予以足够的重视。
（1）应使轮胎磨损均匀：
希望满载时每个轮胎的负荷大致相等，但实际上由于各种因素的影响，这个要求只能近似地得到满足。
（2）应满足汽车使用性能的要求：
对后轴使用单胎的4X2汽车，为防止空车时后轮易抱死发生侧滑，常选择空车时后轴负荷大于41％。
对后轮使用双胎，而行驶条件较差的4X2货车，为了保证在坏路上的通过性，减小前轮的滚动阻力，增加后轮的附着力，常将满载时前轴负荷控制在总轴荷的26％~27％。
（3）对轿车而言，确定轴荷分配时一方面要考虑操纵稳定性的要求，使汽车具有不足转向的倾向，另一方面根据发动机布置和驱动型式的不同，对满载时的轴荷分配做适当的调整。
对前置前驱动的轿车，为得到良好的上坡附着力和行驶的稳定性，前轴负荷应不小于55％；对前置后驱动的轿车，为得到不足转向倾向，后轴负荷一般不大于52％；对后置后驱动的轿车，为防止后轴过载造成过度转向，后轴负荷不应超过59％。
今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片、外径尺寸相同，传递的最大转矩Temax相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力Ff是否相等？
如果不相等，哪个踏板上的力小？
为什么？
答：
作用到踏板上的力Ff不相等，双片离合器的踏板上的力Ff小一些。
根据式：
Tc=fFZRc，相同的Tc、f、Rc，双片离合器的Z=4，而单片离合器的Z=2，故而双片离合器的压盘力F小一些，由于操纵机构的传动比一样，故踏板力Ff也小一些。
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？
答：
（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。
膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比有哪些优缺点？
答：
膜片弹簧是一种特殊的蝶形弹簧，与其他形式的离合器相比有如下一系列优点：
1）膜片弹簧具有较理想的非线性特性；
2）结构简单，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；
3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；
4）压力分布均匀，摩擦片磨损均匀；
5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；
6）平衡性好；
7）有利于大批量生产，降低制造成本。
其缺点是：
膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材质和尺寸精度要求高。
同步器的计算目的是什么？
答：
同步器的计算目的是确定摩擦锥面和锁止面的角度，这些角度是用来保证在满足连接件角速度完全相等以前不能进行换挡时所应满足的条件，以及计算摩擦力矩和同步时间。
为什么中间轴式变速器的中间轴上斜齿轮的螺旋方向一律要求取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮的螺旋方向取为左旋？
答：
可以确保第一轴、第二轴上的斜齿轮所受的轴向力经轴承盖作用到壳体上，中间轴轴向力平衡。
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？
答：
1）将两接合齿的啮合位置错开，使接合齿端部超过被接合齿约1~3mm。
使用中接触部分挤压和磨损，在接合齿端部形成凸肩，用来阻止接合齿自动脱挡。
2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄，这样，换挡后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱挡。
3）将接合齿的工作面加工成斜面，形成倒锥角，使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力。
为使同一平面的输出轴与输入轴等速旋转，采用双十字轴万向节传动必须满足什么条件？
答：
采用双十字轴万向节传动必须保证与传动轴相连的两万向节叉布置在同一平面内，且使两万向节夹角α1与α2相等。
什么叫传动轴的临界转速？
临界转速的高低与传动轴的哪些参数有关？
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。
传动轴的临界转速与传动轴的长度、传动轴轴管的内、外径尺寸有关，长度越长，临界转速越低，轴管的内、外径尺寸越大，临界转速越高。
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？
答：
车轮传动装置的基本功用是：
接受从差速器传来的转矩并将其传给车轮。
对于非断开式驱动桥，充当车轮传动装置的主要部件各是半轴；
对于断开式驱动桥和转向驱动桥，充当车轮传动装置的主要部件各是万向传动装置。
对半浮式半轴进行设计计算时，应考虑哪三种载荷工况？
答：
（1）纵向力最大，侧向力为0；
（2）侧向力最大，纵向力为0，此时意味着发生侧滑；（3）汽车通过不平路面，垂向力最大，纵向力、侧向力为0。
格里森制主减速器锥齿轮计算载荷的三种确定方法是什么？
答：
三种确定方法是：
（1）按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转距Tce
（2）按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs
（3）按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩TcF
当计算锥齿轮最大应力时，Tc=min[Tce，Tcs]；
当计算锥齿轮的疲劳寿命时，Tc取TcF。
主动锥齿轮的计算转矩：
Tz=Tc/i0ηG
ηG为传动效率，i0为主传动比。
某货车为典型布置方案，驱动桥为单级主减速器，且从动齿轮布置在左侧。
如果将其移至右侧，会出现什么现象？
答：
从动齿轮移至右侧后，将使驱动轮的旋转方向反向，即前进挡向后行驶，倒挡向前行驶。
对驱动桥壳进行强度计算时，桥壳的危险断面在什么位置，验算工况有哪几种？
答：
危险断面：
钢板弹簧座内侧附近；桥壳端部的轮毂轴承座根部。
验算工况有三种，即：
牵引力或制动力最大、侧向力最大、汽车通过不平路面。
主减速器中，主、从动锥齿轮的齿数应当如何选择才能保证具有合理的传动特性和满足结构布置上的要求？
答：
（1）为了磨合均匀，主动齿轮齿数z1、从动齿轮齿数z2应避免有公约数；
（2）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不少于40；
（3）为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车，z1一般不少于9；对于商用车，z1一般不少于6；
（4）主传动比i0较大时，z1尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙；
（5）对于不同的主传动比，z1和z2应有适宜的搭配。
汽车转向轴内外轮必须满足的理论转角关系式是什么？
答：
汽车转向轴内外轮必须满足的理论转角关系式是：
cotθo-cotθi=K/L
θi、θo分别为内、外转向车轮转角，L为汽车轴距，K为两主销中心线延长线到地面交点之间的距离。
齿轮齿条式转向器有哪些优缺点?
答：
齿轮齿条式转向器的主要优点是：
结构简单、紧凑、体积小、质量轻；传动效率高达90%；可自动消除齿间间隙；没有转向摇臂和直拉杆，转向轮转角可以增大；制造成本低。
齿轮齿条式转向器的主要缺点是：
逆效率高（60%~70%）。
因此，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至转向盘。
齿轮齿条式转向器广泛应用于微型、普通级、中级和中高级轿车上。
装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车也用齿轮齿条式转向器。
循环球式转向器有哪些优缺点？
答：
循环球式转向器的优点是：
传动效率可达到75%~85%；转向器的传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条和齿扇之间的间隙调整容易；适合用来做整体式动力转向器。
循环球式转向器的主要缺点是：
逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。
循环球式转向器主要用于货车和客车上。
何谓汽车转向的“轻”与“灵”矛盾？
如何解决这对矛盾？
试以齿轮齿条转向器为例说明。
答：
１）汽车转向的‘轻’与‘灵’矛盾：
‘轻’：
增大角传动比可以增加力传动比。
从IP=2Fw/Fh可知，当Fw一定时，增大IP能减小作用在转向盘上的手力Fh，使操纵轻便。
‘灵’：
对于一定的转向盘角速度，转向轮偏转角速度与转向器角传动比成反比。
角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速度的响应变得迟钝，使转向操纵时间增长，汽车转向灵敏性降低。
２）解决办法：
采用变速比转向器
３）举例：
（1）相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即Pb1=Pb2。
其中，齿轮基圆齿距Pb1=πm1cosα1、齿条基圆齿距Pb2=πm2cosα2，当具有标准模数m1和标准压力角α1的齿轮与一个具有变模数m2、变压力角α2的齿条相啮合，并始终保持
πm1cosα1=πm2cosα2时，它们就可以啮合运转。
（2）如果齿条中部（相当于汽车直线行驶位置）齿的压力角最大，向两端逐渐减小（模数也随之减小），则主动齿轮啮合半径也减小，致使转向盘每转动某同一角度时，齿条行程也随之减小。
某商用车制动系采用双回路系统，希望任一制动回路失效时，仍然具有50％制动能力，且不失去稳定性。
请选择合适的制动回路系统和前后轮鼓式制动器形式。
答：
要想获得一套管路失效时仍能剩余50％制动力，且不使汽车丧失稳定性，只有LL，HH型回路能够达到要求。
采用LL型回路，前轮采用双从蹄式制动器或双向双领蹄式制动器，后轮采用任意一种鼓式制动器都可以，推荐领从蹄式制动器
采用HH型回路，前轮采用双从蹄式制动器或双向双领蹄式制动器，后轮采用双向双领蹄式制动器或双领蹄式制动器。
盘式制动器与鼓式制动器相比较，有哪些优缺点？
答：
优点：
热稳定性好；水稳定性好；制动力矩与汽车运动方向无关；易于构成双回路制动系；尺寸小、质量小、散热良好；衬块磨损均匀；更换衬块容易；缩短了制动协调时间；易于实现间隙自动调整。
缺点：
难以完全防止尘污和锈蚀；兼作驻车制动器时所需附加的手驱动机构比较复杂；在制动驱动机构中必须装用助力器；因为衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块；成本较高。
制动系设计应满足哪些主要的要求？
答：
制动系应满足如下要求：
1）足够的制动能力。
2）工作可靠。
3）不应当丧失操纵性和方向稳定性。
4）防止水和污泥进入制动器工作表面。
5）热稳定性良好。
6）操纵轻便，并具有良好的随动性。
7）噪声尽可能小。
8）作用滞后性应尽可能短。
9）摩擦衬片（块）应有足够的使用寿命。
制动装置有哪些？
简要说明其功用？
答：
制动装置有：
行车制动装置、驻车制动装置、应急制动装置、辅助制动装置。
制动装置的功用：
使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上
填空题
大客车的布置形式有发动机前置后桥驱动、发动机后置后桥驱动、发动机中置后桥驱动；
乘用车的布置形式有发动机前置前驱动、发动机前置后驱动、发动机后置后驱动；
我国公路标准规定：
单轴最大允许轴载质量为10t，总质量小于19t的公路运输车辆采用双轴汽车；
货车按驾驶室与发动机相对位置的不同可分为长头式、短头式、平头式、偏置式；四种布置型式；
汽车的动力性参数包括最高车速、加速时间、上坡能力、汽车比功率和比转矩。
；
膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，比值H/h对膜片弹簧的弹性特性影响极大；
离合器的压紧弹簧有圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧、膜片弹簧，其中膜片弹簧在乘用车上被大量采用；
盘形离合器按从动盘数目不同分单片离合器、双片离合器、多片离合器；
摩擦离合器由主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构组成；
离合器压盘的驱动方式主要有凸块—窗孔式、销钉式、键块式、弹性传动片式等多种；
两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车和发动机后置后轮驱动的客车上；
变速器由变速传动机构和操纵机构组成；
变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮，常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮；
变速器的中心距A对轮齿的接触强度有影响，中心距越小，轮齿的接触应力越大，齿轮的寿命越短；
变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式；
主减速器主动锥齿轮的支承分悬臂式支承和跨置式支承两种；
驱动桥壳可分为可分式、整体式和组合式三种形式；
主减速器齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式；
驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等组成；
半轴根据其车轮端的支承方式分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式；
对于差速器齿轮，在进行强度计算时，主要应进行弯曲强度计算；
在进行主减速器锥齿轮的强度验算时，应计算单位齿长圆周力、轮齿弯曲强度、轮齿接触强度；
汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器、强制锁止式差速器等；
悬架由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成；
汽车前、后悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一；
独立悬架的评价指标有侧倾中心高度、车轮定位参数的变化、悬架侧倾角刚度、横向刚度、悬架占用的空间尺寸等；
选择转向梯形方案与悬架采用何种方案有关，当前悬架采用非独立悬架时，应当采用整体式转向梯形，当前悬架采用独立悬架时，应当采用断开式转向梯形；
转向系主要性能参数包括转向器的效率、传动比的变化特性、转向器传动副的传动间隙三大类；
机械式转向器根据其结构特点不同分为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆滚轮式转向器和蜗杆指销式转向器等；
鼓式制动器摩擦衬片所受的压力沿其长度方向符合曲线规律；
制动装置由制动器和制动驱动机构两部分组成；
汽车的地面制动力首先取决于，但同时又受的限制；
按伺服力源不同，伺服制动有伺服制动、伺服制动和伺服制动三类。
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