汽車設(shè)計(jì)期末考試試卷2011

汽車設(shè)計(jì)試卷2011年11月一.概念及解釋(每小題3分，共30分)1.整車整備質(zhì)量？答：整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。2.轉(zhuǎn)向操縱輕便性的評價(jià)指標(biāo)？答：通常用轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)多少兩項(xiàng)指標(biāo)來評價(jià)操縱輕便性。3.變速比轉(zhuǎn)向器？答：轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比不是固定值而是變化的，以解決轉(zhuǎn)向“輕”和“靈”這對矛盾。齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸式指銷式轉(zhuǎn)向器都可以制成變速比轉(zhuǎn)向器。4.汽車制動(dòng)系的組成及功能？答：制動(dòng)系至少有行車制動(dòng)裝置和駐車制動(dòng)裝置。有些汽車還設(shè)有應(yīng)急制動(dòng)和輔助制動(dòng)裝置。制動(dòng)系的功用是使汽車以適當(dāng)?shù)臏p速度降速行駛直至停車，在下坡行駛時(shí)使汽車保持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定車速，使汽車可靠地停在原地或坡道上。5.離合器的主要功用？答：離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，以保證將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合與分離。6.發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)？答：發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置結(jié)構(gòu)形式：傳統(tǒng)的橡膠懸置和液壓阻尼式橡膠懸置。傳統(tǒng)的橡膠懸置特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，但動(dòng)剛度和阻尼損失角θ的特性曲線基本上不隨激勵(lì)頻率變化。液壓阻尼式橡膠懸置的動(dòng)剛度及阻尼損失角有很強(qiáng)的變頻特性，對于衰減發(fā)動(dòng)機(jī)怠速頻段內(nèi)的大幅振動(dòng)十分有利。7.公路車輛法規(guī)規(guī)定的單車外廓尺寸？答：公路車輛法規(guī)規(guī)定的單車外廓尺寸：長不應(yīng)超過12m；寬不超過2.5m；高不超過4m。8.雙十字軸萬向節(jié)等速傳動(dòng)的條件？答：處于同一平面的雙萬向節(jié)等速傳動(dòng)的條件：1）保證同傳動(dòng)軸相連的兩萬向節(jié)叉應(yīng)布置在同一平面內(nèi)；2）兩萬向節(jié)夾角α1與α2相等。9.汽車總布置草圖三維坐標(biāo)系的基準(zhǔn)線及作用？答：車架上平面線作為垂直方向尺寸的基準(zhǔn)線，即z坐標(biāo)線的基準(zhǔn)線；汽車中心線作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線，即y坐標(biāo)線的基準(zhǔn)線；前輪中心線作為縱向方向尺寸的基準(zhǔn)線，即x坐標(biāo)線的基準(zhǔn)線。10.鋼板彈簧葉片在自由狀態(tài)下曲率半徑不同的原因？答：鋼板彈簧葉片在自由狀態(tài)下曲率半徑不同的原因是：使各片厚度相同的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，裝配后各片產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，減少主片工作應(yīng)力，使各片壽命接近。二.簡答題（每小題4分，共20分）1.在進(jìn)行汽車總布置草圖設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)進(jìn)行那些運(yùn)動(dòng)校核？答：轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與懸架運(yùn)動(dòng)的校核：作轉(zhuǎn)向輪跳動(dòng)圖；根據(jù)懸架跳動(dòng)量，作傳動(dòng)軸跳動(dòng)圖。原則上有相對運(yùn)動(dòng)的地方都要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉校核。2.汽車總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)？答：要對各部件進(jìn)行較為仔細(xì)的布置，應(yīng)較為準(zhǔn)確地畫出各部件的形狀和尺寸，確定各總成質(zhì)心位置，然后計(jì)算軸荷分配和質(zhì)心位置高度，必要時(shí)還要進(jìn)行調(diào)整。此時(shí)應(yīng)較準(zhǔn)確地確定與汽車總體布置有關(guān)的各尺寸參數(shù)，同時(shí)對整車主要性能進(jìn)行計(jì)算，并據(jù)此確定各總成的技術(shù)參數(shù)，確保各總成之間的參數(shù)匹配合理，保證整車各性能指標(biāo)達(dá)到預(yù)定要求。3.半軸的支承方式及受力特點(diǎn)？答：半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩。3/4浮式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕。全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動(dòng)輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來承受。4.評價(jià)獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)從哪幾方面進(jìn)行分析？答：評價(jià)時(shí)常從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：1）側(cè)傾中心高度；2）車輪定位參數(shù)的變化；3）懸架側(cè)傾角剛度；4）橫向剛度。5.如何確定汽車前后懸架的靜撓度？答：懸架的靜撓度直接影響車身振動(dòng)的偏頻。后懸架的靜撓度fc2比前懸架的靜撓度fc1小些，這有利于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角振動(dòng)。考慮到貨車前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，取前懸架的靜撓度值大于后懸架的靜撓度值。為了改善微型轎車后排乘客的乘坐舒適性，有時(shí)取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。三.論述題（共38分）1.分析被動(dòng)懸架的不足之處，并說明主動(dòng)懸架的工作過程？（6分）答：由彈性元件和減振器所構(gòu)成的被動(dòng)懸架系統(tǒng)，其彈性特性和阻尼特性是一定的，當(dāng)受到外界激勵(lì)時(shí)，只能“被動(dòng)”地做出響應(yīng)。在多變環(huán)境或性能要求高且影響因素復(fù)雜的情況下，難以滿足期望的性能要求。主動(dòng)懸架主要由執(zhí)行元件、各種必要的傳感器、信號(hào)處理器和控制單元等組成。主動(dòng)懸架的傳感器、信號(hào)處理器對行駛路面、汽車的工況和載荷等狀況的進(jìn)行監(jiān)測，系統(tǒng)控制單元根據(jù)檢測到的各種信號(hào)判斷汽車的當(dāng)前狀態(tài)，并根據(jù)事先設(shè)定的控制策略決定執(zhí)行元件輸出力的大小，控制懸架本身的特性及工作狀態(tài)，對振動(dòng)進(jìn)行“主動(dòng)”干預(yù)。2.簡述具有前后軸制動(dòng)力固定比值分配車輛前后軸最大制動(dòng)力確定方法？（6分）答：選定同步附著系數(shù)φ0，并用下式計(jì)算前、后輪制動(dòng)力矩的比值式中，Mμ1、Mμ2為前、后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力矩；L1、L2為汽車質(zhì)心至前軸和后橋的距離；hg為汽車質(zhì)心高度。根據(jù)汽車滿載在柏油、混凝土路面上緊急制動(dòng)到前輪抱死拖滑，計(jì)算出前輪制動(dòng)器的量大制動(dòng)力矩Mμ1max；再根據(jù)前面已確定的前、后輪制動(dòng)力矩的比值計(jì)算出后輪制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩Mμ2max。3.傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速及提高傳動(dòng)軸臨界轉(zhuǎn)速的方法？（6分）答：所謂臨界轉(zhuǎn)速，就是當(dāng)傳動(dòng)軸的工作轉(zhuǎn)速接近于其彎曲固有振動(dòng)頻率時(shí)，即出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以致振幅急劇增加而引起傳動(dòng)軸折斷時(shí)的轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速為式中，nk為傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速（r/min）；Lc為傳動(dòng)軸長度（mm），即兩萬向節(jié)中心之間的距離；dc和Dc分別為傳動(dòng)軸軸管的內(nèi)、外徑（mm）。在長度一定時(shí)，傳動(dòng)軸斷面尺寸的選擇應(yīng)保證傳動(dòng)軸有足夠高的臨界轉(zhuǎn)速。由上式可知，在Dc和Lc相同時(shí)，實(shí)心軸比空心軸的臨界轉(zhuǎn)速低。當(dāng)傳動(dòng)軸長度超過1.5m時(shí)，為了提高nk以及總布置上的考慮，常將傳動(dòng)軸斷開成兩根或三根。4.試畫草圖說明確定鋼板彈簧長度的方法？（6分）答：確定鋼板彈簧長度的作圖方法如下：1）將各片厚度hi的立方值hi3按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上；2）沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半L/2和U形螺栓中心距的一半s/2，得到A、B兩點(diǎn)；3）連接A、B即得到三角形的鋼板彈簧展開圖。AB線與各葉片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度。各片實(shí)際長度尺寸需經(jīng)圓整后確定。5.變速器傳動(dòng)比范圍的定義及確定傳動(dòng)比范圍的影響因素？（7分）答：變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)傳動(dòng)比的比值。最高擋通常是直接擋，傳動(dòng)比為1.0；變速器最高擋是超速擋，傳動(dòng)比為0.7～0.8。影響最低擋傳動(dòng)比選取的因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所要求的汽車最大爬坡能力、驅(qū)動(dòng)輪與地面間的附著力、主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑以及所要求達(dá)到的最低穩(wěn)定行駛車速等。傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車的最高車速和使用條件（如要求的汽車爬坡能力）等因素有關(guān)。目前乘用車的傳動(dòng)比范圍在3.0～4.5之間，輕型商用車在5.0～8.0之間，其它商用車則更大。6.對于鉗盤式制動(dòng)器，制動(dòng)鉗在車軸安裝有那幾種形式？各自的特點(diǎn)？（畫出受力圖）（7分）答：制動(dòng)鉗的安裝位置可以在車軸之前或之后。由圖可見，制動(dòng)鉗位于軸后能使制動(dòng)時(shí)輪轂軸承的合成載荷F減??；制動(dòng)鉗位于軸前，則可避免輪胎向鉗內(nèi)甩濺泥污。四．計(jì)算題（12分）若輕型汽車的有關(guān)參數(shù)如下：總重Ga=26000N，軸距L=2700mm，重心高h(yuǎn)g=905mm，重心到前軸的距離L1=1428mm，車輪的工作半徑rr=350mm，若該車在φ＝0.7的道路上行駛，試計(jì)算：1.若采用車輪制動(dòng)器作為應(yīng)急制動(dòng)，試確定應(yīng)急制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩？2.該車可能停駐的極限上坡路傾角α1和極限下坡路傾角α2（要求進(jìn)行任一工況受力分析）？3.駐車的上極限制動(dòng)力矩？解：1)應(yīng)急制動(dòng)時(shí)，后橋制動(dòng)力矩為將mag=Ga=26000N、L=2.7m、hg=0.905m、L1=1.428m、re=0.350m、φ＝0.7代入計(jì)算式，得應(yīng)急制動(dòng)力矩為2728.77N·m。2)該車可能停駐的極限上坡路傾角為該車可能停駐的極限下坡路傾角為將L、hg、L1和φ值代入計(jì)算式，