汽车设计习题集及答案

汽车设计习题集第一章汽车总体设计一、问答题1.什么叫概念设计？在此阶段应完成什么工作？课本3答：是指从产品创意开始，到构思草图、出模型和试制概念样车等一系列的全过程2.指出汽车设计的基本要求。

课本2答：1.汽车的各项性能、成本等，要达到企业在商品计划中所确定的目标。

2.有关遵守和贯彻有关的法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。

3.尽最大可能去贯彻三化：设计标准化、零部件通用化、产品系列化。

4.进行有关运动学方面的效核。

5.拆装与维修方便。

3.简述汽车新产品开发的流程？课本3答：规划阶段、开发阶段、生产准备阶段、生产阶段4.设计任务书包括哪些内容？5答：（1）可行性分析，其内容包括市场预测，企业技术开发和生产能力分析，产品开发的目的，新产品的设计指导思想，预计的生产领和产品的目标成本以及技术经济分析等。

（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（4）国内、外同类汽车技术性能的分析和对比。

（5）本车拟采用的新技术、新材料和新工艺。

5.简述发动机的悬置结构形式及特点? 9答：发动机的悬置结构形式：传统的橡胶悬置和液压阻尼式橡胶悬置。

传统的橡胶悬置特点是结构简单，制造成本低，但动刚度和阻尼损失角θ的特性曲线基本上不随激励频率变化。

液压阻尼式橡胶悬置的动刚度及阻尼损失角有很强的变频特性，对于衰减发动机怠速频段内的大幅振动十分有利。

6.整车布置中有几条基准线（零线），它们各是什么尺寸的基准线？36答：五条1.车架上平面线——垂直方向的基准线2.前轮中心线——纵向尺寸的基准线3.汽车中心线——横向尺寸的基准线4.地面线——是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙等尺寸的基准线5.前轮垂直线——是标注汽车轴距和前悬的基准线。

7.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？答：汽车轮距的大小会对汽车总质量、最小转弯直径、侧倾刚度产生影响。

就货车而言确定总原则：受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大，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。

8.总布置设计的一项重要工作是作运动校核，运动校核的内容有哪些?意义是什么？答：转向传动机构与悬架运动的校核；传动轴跳动；前轮与前轮罩开口形状的一致性。

保证整车运动的正确性，使有相对运动的部件或零件间不发生干涉，确保汽车能正常工作。

9.汽车的主要参数有几种？答：尺寸参数，质量参数，汽车性能参数10.什么是汽车的整备质量？汽车的总质量？汽车的装载质量？比功率？轴荷分配？答：整车整备质量是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。

汽车的装载量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。

比功率汽车所装发动机的标定最大功率Pemax与汽车最大总质量Ma之比。

轴荷分配：指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支撑平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比表示。

11.汽车的轴荷分配对汽车有什么影响?怎样影响?.答：轴荷分配对轮胎影响的考虑：满载时每个轮胎的载荷应相差不大。

.轴荷分配对通过性、动力性的影响考虑：驱动桥有足够的载荷，而从动载荷可以适当减少轴荷分配对操纵稳定性影响考虑：转向轴载荷不得过小，12.发动机的最大功率及相应转速是如何确定的?答：Pmax的确定：（1）根据所设计汽车应达到的最高车速，再用公式Pmax=1/ηt*(Ma*g*fr*Vmax/3600+Cd*A*Vmax^3/76140)估算发动机最大功率。

（2）参考同级汽车的比功率统计值，然后选定新设计汽车的比功率值，并乘以汽车的总质量。

相应的转速Np的确定：汽油机的Np在3000～Np7000r/min,因乘用车最高车速高，Np多在4000 r/min 以上，总质量小的货车Np在4000～Np5000r/min之间，柴油机Np在1800～4000r/min之间，乘用车和总质量小的货车用高速柴油机，Np常在3200～4000r/min之间，质量大的货车在1800～2600r/min 之间。

13.何谓轮胎的负荷系数，其确定原则是什么？14.将结构与布置均适合右侧通行的汽车，改为适合左侧通行的汽车，问此时汽车上有哪些总成部件需重新设计或布置？15.总体设计要计算汽车的哪几方面性能？16.油箱及其备胎布置应注意什么？17.总布置草图的坐标如何确定？18.与总体设计有关并能作为设计指标的操纵稳定性参数有哪些？其值是如何规定的？19.汽车前悬和后悬尺寸的确定跟哪些通过性参数有关？其关系如何？20.发动机是通过什么安装在车架上的？该装置起什么作用？答：发动机是通过悬置元件安装在车架上，作用：不但可以减小振动、降低噪声以改善乘用车舒适性，还能提高零部件和整车寿命。

21.提高汽车性能的主要措施有哪些？22.公路车辆法规规定的单车外廓尺寸？答：公路车辆法规规定的单车外廓尺寸：长不应超过12m；宽不超过2.5m；高不超过4m。

二、计算题已知一汽车总质量为1200kg,滚动阻力系数f=0.013,传动系机械效率η=0.85，空气阻力系数×迎接风面积CD A=0.70m2,现需求最高车速v amax=140km/h,试求应有功率数值。

第二章离合器设计一、问答题1.说出离合器的作用。

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。

2.对离合器的设计要求是什么？答：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，以减轻驾驶员的疲劳。

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）限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。

3.何谓离合器后备系数β，选择时应考虑哪几方面因素？答：后备系数定义为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。

所以有：T R T e e c NZ max βμ==，T R e eNZmaxμβ=4.摩擦片内外径D 、d 的求取步骤。

5.根据车型不同离合器后备系数的取值范围是如何规定的？答：根据车型、车的总质量跟摩擦片的型式有所不同6.离合器基本参数的优化设计的约束条件有哪些？它们是如何规定的？627.离合器摩擦片单位压力的选择原则是什么？答：对于离合器使用频繁、后备系数较小、载质量大或经常在坏路面上行驶的汽车， P 0应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，P 0应取小些；后备系数较大时，可适当增大P 08.摩擦片的材料有哪些？根据材料的不同，摩擦因数选择范围如何？61答：石棉基材料、粉末冶金材料和金属陶瓷材料9.什么是膜片弹簧的载荷变形特性，膜片弹簧的载荷变形特性的优点是什么？答：变形特性：膜片簧大端轴向变形与轴向力的关系。

优点：非线性特性，在磨损极限范围内，压紧力变化不大，分离过程中分离力也不大；10.膜片弹簧要选择哪些主要性能参数？应如何选择？6511.膜片弹簧的材料及制造工艺要求是怎样规定的？6612.依据书中图2-14，叙述B 、C 、A 各为什么工作点，摩擦片的磨损范围，B 、C 点的一般选择依据。

另外，F 1A 与F 1B 那个值应该大些？13.如何确定膜片弹簧的最大应力点，以及该点何时出现最大应力？答：首先确定子午断面的零应力线，然后依据结构上距离零应力线最远的点是最大应力点的原则，确定最大应力点。

根据σtB =f （φ），d σtB /d φ=0求出极值时的φ值，即为该点出现最大应力的时候。

14．比较扭转减振器的设计中极限转矩T j 、离合器的静摩擦力矩Tc 、后轮驱动最大附着力矩T ψmax 值的大小，并阐述原因。

答：为能在传递Tc 时，不会出现传动噪声，T j ＞Tc ，当Tj= T φmax 时，传动系的动载荷最小，当Tj ﹤T φmax 时系统将会受到冲击载荷，当Tj ﹥T φmax 时则会增大减振器的角刚度，使传动系动载荷有所增大14.在离合器中装设扭转减振器的目的是什么？15.在扭转减振器的设计中，为什么要设置阻尼装置？答：由于减振器扭转刚度受结果及发动机最大转矩的限制，不能很低，为了在发动机工作转速范围内有效地消震，必须加装阻尼装置。

16.在扭转减振器的设计中，为什么要设置预紧装置？18.今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片内、外径相同，传递的最大转矩Temax相同，操纵机构的传动比也一样，问作用用到踏板上的力Ft是否相等，如果不相等，哪个踏板上的力小，为什么？答：双片的小，因为双片传递的扭矩比单片的大一倍，故不需要过大的压紧力，所以踏板力就小。

19.离合器操纵机构有哪几种形式，其踏板行程和踏板力如何计算？答：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。

20.设计离合器和离合器操纵机构时，各自应当满足哪些基本要求？答：（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；（5）换挡轻便。

21.何谓离合器的后备系数？影响其取值大小的因素有哪些？答：后备系数β：离合器所能传递的最大静摩擦力矩和发动机最大转矩之比。

影响β值要大些的因素：1、可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长。

2.当使用条件恶劣、需要拖带挂车时，为提高起步能力，减少离合器滑磨。

3.柴油机工作比较粗暴，转矩不稳。

4.双片离合器相对于单片离合器。

影响β值要小些的因素1.为要能防止传动系过载，操纵轻便，β值要小些。