2011长安大学汽车理论复试答案

一、解释与简答题
1、汽车总体设计的任务
2、半轴的种类及特点，并画图表示
半轴根据其车轮端的支承方式不同，可分为牛浮式、3／4浮式和全浮式三种形式。

半浮式半轴(图5—28a)的结构特点是半轴外端支承轴承位于半轴套管外端的内孔，车轮装在半轴上。

半浮式半轴除传递转矩外，其外端还承受由路面对车轮的反力所引起的全部力和力矩。

半浮式半轴结构简单，所受载荷较大，只用于轿车和轻型货车及轻型客车上。

3／4浮式半轴(图5—28b)的结构特点是半轴外端仅有一个轴承并装在驱动桥壳半轴套管的端部，直接支承着车轮轮毂，而半轴则以其端部凸缘与轮毂用螺钉联接。

该形式半轴受载情况与半浮式相似，只是载荷有所减轻，一般仅用在轿车和轻型货车上。

全浮式半轴(图5—28c)的结构特点是半轴外端的凸缘用螺钉与轮毂相联，而轮毂又借用两个圆锥滚子轴承支承在驱动桥壳的半轴套管上。

理论上来说，半轴只承受转矩，作用于驱动轮上的其它反力和弯矩全由桥壳来承受。

但由于桥壳变形、轮毂与差速器半轴齿轮不同女、半轴法兰平面相对其轴线不垂直等因素，会引起半轴的弯曲变形，由此引起的弯曲应力一般为5～70MPa 。

全浮式半轴主要用于中、重型货车上。

3、悬架的设计要求
悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性地连接起来，传递作用在车轮与车架之间的一切力和力矩，所以悬架的设计要求：
1）保证汽车有良好的行驶平顺性2）具有合适的衰减振动的的能力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，在满足零部件质量较小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

4、主副弹簧刚度如何正确配置
原则上，载荷小时副簧不工作，载荷达到一定值时副簧与托架接触，开始与主簧共同工作。

要求车身从空载到满载时的振动频率变化较小，以保证汽车有良好的平顺性；还要求副簧参加工作前后悬架的振动频率变化不大。

这两项要求不能同时满足。

使副簧开始起作用时的悬架挠度f a 等于汽车空载时悬架的挠度f 0，而使副簧开始起
作用前一瞬间的挠度f K 等于满载时悬架的挠度f c 。

副簧、主簧的刚度比为
使副簧开始起作用时的载荷等于空载与满载时悬架载荷的平均值，即F K=0.5
（F 0+F W ），并使F 0和F K 间平均载荷对应的频率与F K 和F W 间平均载荷对应的频率相等，此时副簧与主簧的刚度比为 c a/c m=（2λ-2）（λ+3）
具体确定的方法有两种：第一种方法是使副簧开始起作用时的悬架挠度f a 等于汽车空载时悬架的动挠度f 0，而使副簧开始起作用前一瞬间的动挠度f K 等于满载时悬架的挠度f c 。

用次方法确定的主副弹簧刚度的比值，能保证在空、满载使用范围内悬架振动的频率变化不大，但副簧接触托架前、后振动频率变化比较大。

第二种方法是使副簧开始起作用时的载荷等于空载与满载时悬架载荷的平均值，即F k =0.5(F 0+F w ),并使F 0与F k 间的平均载荷对应的频率与F k 与F w 间的平均载荷对应的频率相等。

用此方法确定的主副簧刚度的比值，能保证副簧起作用前后悬架振动频率变化不大。

对于经常处于半载运输状态的车辆，采用此方法较为合适。

5、传动轴的设计要求
万向传动轴由万向节、轴管及其伸缩花键等组成。

它主要用于工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和运动。

因此万向传动轴设计应满足如下基本要求：
W
m a F F c c 01/=-λλ
1）保证所连接的两轴的夹角及相对位置在一定范围内变化时，能可靠而稳定的传递动力。

2）保证所连接的两轴尽可能等速运转。

由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动噪声应在允许的范围内，在使用车速范围内不应产生共振现象。

3）传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。

6、汽车的尺寸要求
汽车的主要尺寸参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸等。

1）外廓尺寸汽车的长宽高称为汽车的外廓尺寸。

在公路和市内行驶的汽车最大外廓尺寸受有关法规限制不能随意确定，而非公路用车可以不受法规限制。

货车、
整体式客车总长不应超过12m，单铰接式客车不应超过18m，半挂汽车列车不
超过16.5m，全挂汽车列车不超过20m；不包括后视镜，汽车宽不超过2.5m；
空载、顶窗关闭时，汽车高不超过4m；后视镜等单侧外伸量不得超过最大宽度
处250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。

2）轴距L 原则上对发动机排量大的乘用车、载质量或载客量多的货车或客车，轴距取得长。

对机动性要求高的汽车，轴距宜取短些。

3）前轮距B1和后轮距B2受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。

但在选定的前轮距范围内，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。

在确定后
轮距时，应考虑在车架两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应
留有必要的间隙。

4）前悬L F和后悬L R 初选的前悬尺寸，应当在保证能保证能布置下各总成、部件的同时尽可能短些。

对载客量少些的平头车，考虑到正面碰撞能有足够多的结构
件吸收碰撞能量，保护前排乘员的安全，这有要求前悬有一定的尺寸。

长头货
车前悬一般在1100~1300mm范围内。

后悬长，则汽车离去角减少，是通过性降
低；而后悬短的乘用车行李箱尺寸不够大，所以客车后悬长度不得超过轴距的
65%，绝对值不大于3500mm。

总质量在1.8~14t的货车后悬一般在1200~2200mm
之间，特长货箱的汽车后悬可达到2600mm，但不得超过轴距的55%。

5）货车车头长度长头型货车车头长度尺寸一般在2500~3000mm之间，平头型货车一般在1400~1500mm之间。

6）货车车厢尺寸车厢边板高度一般应在450~650范围内选取。

车厢内宽应在汽车外宽符合国家标准的前提下适当取宽些，以利缩短边板高度和车厢长度。

车厢内
长应在满足运送货物达到额定吨位的条件下尽可能取短些，以利于减小整备质
量。

7、防伤安全装置吸收碰撞能量，减小转向盘的后移量的原理
分析可知，符合题议要求的防伤安全装置应当是一种联轴套管吸收冲击能量的机构。

分析其结构，位于两万向节之间的转向传动轴，是由套管和轴组成。

套管经过挤压处理后形成的内孔形状与两侧经铣削加工后所形成的轴断面与尺寸完全一致。

装配后从两侧的孔中注入塑料，形成塑料销钉将套管与轴连接为一体。

汽车与其他物体正面碰撞时，作用在套管与轴之间的轴向力使塑料销钉受到剪切作用，达到一定值后剪短销钉，然后套管与轴相对移动，存在其间的塑料能增大摩擦阻力吸收冲击能量。

此外，套管与轴相互压缩，长度缩短，可以减小转向盘向驾驶员一侧的移动量，起到保护驾驶员的作用。

这种防伤机构的结构简单，制造容易，只要合理的选取铆钉数量与直径，便能保证它可靠的工作和吸收冲击能量。

装车后因套管与轴仍处于连接
状态，所以汽车仍有可能转向行驶到不妨碍交通的路边。

二、论述与分析题
1、三种四档变速器的特点
共同点：变速器的第一轴后端与长啮合主动齿轮做成一体。

第二周前端经轴承支承在第一轴后端的孔内，且保证两轴轴线在一条直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档。

使用直接档，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时的变速器的效率高，可达到90%以上，噪声低、齿轮和轴承的磨损减小；在其他前进挡位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴、中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴和第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一档仍然有较大的传动比；挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮（一挡）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；多数传动方案中除一挡以外的其他挡位的换挡机构，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的一挡也采用同步器和啮合套换挡，还有各档同步器和啮合套多数情况下装在第二轴。

在除直接档以外的其他挡位工作时，中间轴式的变速器的传动效率略有降低，这是他的缺点。

不同点：图a、b所示方案有四对常啮合齿轮，倒挡用直齿滑动齿轮换挡。

第二轴为三点支承，前端支承在第一轴的末端孔内，轴的中部和后端分别支承在变速器壳体和附加壳体上。

A所示传动方案又能达到提高中间轴和第二轴刚度的目的；c所示传动方案的二、三、四挡常用常啮合齿轮传动，而一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡，第二轴为两点支承。