长安大学汽车设计试题1

汽车设计试题（B）

一.判断题（每题2分，共16分）

1.汽车型号FT1028E中2代表该车载重2吨。（）

=30km/h）满载和空载状态下车2.GB7258-1997规定四轮农用运输车制动时（V

辆任何部位不得超出试车道宽度2.5m。（）

3.5.00-13LT中的“LT”表示微型载重汽车代号。（）

4.汽车电动汽油泵不能布置在汽油箱中（）

5.冬天发动机难启动的一个原因是因为气温低，造成蓄电池电压降低。

6.一车辆实际车速3

7.5km/h，车速表显示为40 km/h，符合GB7258-199的规定。 7.BJ1022E2F5型轻型货车，最高车速95 km/h。按GB7258-1997的规定可不装安全带。（）

8.轻型车最常用的方向机为齿轮齿条式方向机。（）

二.单项选择题（每题3分，共24分）

1.FT6350属车。

A.O类

B.N1类

C.M1类

D.N2类

2.以下三种断面的纵梁，断面纵梁制成的车架抗扭性能最好。

A. 槽型

B. Z字型

C.矩形管

3. 轻型汽车前独立悬架多采用。

A.双横臂纵置扭杆独立悬架

B.麦弗逊式悬架

C.空气弹簧独立悬架

4.驾驶员常用的制动强度为

A. ≤0.3

B.0.4到0.7之间

C.＞0.7

5.车用发动机在整机散热性能最差。

A.怠速时

B.最大功率时

C. 最大扭矩时

6.以下几种发动机中运转最平稳。

A.汽油机

B.柴油机

C.三角活塞转子发动机

7.以下四种制动器中的制动效能因素最高、

A.领从蹄式

B.双向双领蹄

C.双从蹄。

D.双向增力式

8.GB7258-1997规定对封闭式车厢的四轮农用运输车，后悬不能超过轴距的

A.55%

B.50%

C.60%

D.65%

三.多项选择题（每题2.5分，全选对才得分，共10分）

1.柴油发动机的主要污染物为。

D.微粒

A.HC

B.CO

C.NO

X

2.以下措施能降低整车油耗

A.加装ABS系统

B.换装子午线轮胎

C.提高汽油机压缩比

D.废气循环燃烧

E.采用稀燃混合气

3.以下原因会造成蓄电池极板硫化。

A.长期充电不足

B.电解液密度过高.

C.气温太底

4. 下列制动器中，属于平衡式制动器

A、双向自增力式

B、双领蹄式

C、领从蹿式

D、双从蹿式

E、双向双领蹄式

四.简答体（四选三，每题7分，共21）

1.简述在进行汽车总体设计时，布置发动机应考虑的主要因素。

2.简述子午线轮胎的优缺点

3、简述车架所承受的载荷

4.近年来柴油机在汽车上应用越来越多，与汽油车相比，它有哪些特点？

五.论述题（共29分）

1.汽车制动性能主要用哪些指标来衡量？产生制动跑偏的原因有哪些？什么原因产生制动跑偏？（14分）

2.根据《汽车理论》的分析，悬架与汽车的多种使用性能有关，请简述在悬架设计中需满中的性能要求。（15分）

一.判断题（每题2分，共16分）

1.（ X ）

2.（√）

3.（ X ）

4.（ X ）

5.（√）

6.（ X ）

7.（√）

8.（ X ）

二.单项选择题（每题3分，共24分）

1.C

2.C

3.A

4.A

5.C

6.C

7.D

8.C

三.多项选择题（每题2.5分，全选对得分，共10分）

1.C D

2.B C E

3.A B

4.B D E

四.简答体（四选三，每题7分，共21）

1.答：1）轴荷分配 2）离地间隙

3）运动空间校核（前轴跳动与发动机、油底壳与横拉杆）

4）传动轴与车架上平面线的夹角

5）散热器散热 6）发动机与驾驶室的关

7）货厢与驾驶室的间隙 8）维修空间

9）发动机曲轴中心线与车身中心线的统一性

2.答：1）优点：子午线轮胎与普通轮胎相比，弹性大，耐磨性好，滚动阻力小，附着性能好，缓冲性能好，承载能力大，不易穿刺。缺点：胎侧易裂口，由于侧面变形大导致汽车的侧向稳定性差,制造技术高，成本高。

3、答： 1）静载荷 2）对称的垂直动载荷3斜对称动载荷

3）其它载荷包括：

4.1转弯时产生的侧向的作用

4.2加速制动时的惯性力及通过不平路面时的冲击载荷

4.3安装在车架上的总成（如发动机、转向摇臂及减振器等）工作时所

产生的力

4.4由于载荷作用线下通过纵梁截面的弯曲中心（如油箱、备胎和悬架

等）而使纵梁产生附加的局部转矩

4.答：柴油机与汽油机相比,经济性好,工作可靠,耐久性好,并且可以通过增压造成大功率的发动机。

另一方面,柴油机也有一些缺点,如工作粗暴、振动大、噪声大、尺寸重量大、造价高、起动困难等,尽管这样,随着技术的不断进步,这些缺点逐步被克服,使柴油机在汽车上的应用越来越多。

5、汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？

答：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数。（2%）1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。（2%）2）质量参数：整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。（2%）3）性能参数：（2%）(1) 动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距(2) 燃油经济性参数(3) 汽车最小转弯直径(4) 通过性几何参数(5) 操

纵稳定性参数6) 制动性参数(7) 舒适性

6、何谓汽车制动器效能？何谓汽车制动器效能的稳定性？哪些制动器的效能稳定性较好哪些较差？

答：汽车制动器制动效能是指制动器在单位输入压力或力的作用下所输入的力或力矩。（2%）汽车制动器效能的稳定性是指其效能因数K对摩擦因数f的敏感性。（2%）

1）、盘式制动器的制动效能稳定性比鼓式制动器好。鼓式制动器中领从蹄式制动器的效能稳定性较好。（２%）

2）、双领蹄、双向双领蹄式制动器的效能稳定性居中。（０%）

3）、单向增力和双向增力式制动器的效能稳定性较差。（2%）

7、主减速器主动齿轮的支承形式有哪几种结构形式？简述各种结构形式的主要特点及其应用。

答：主动锥齿轮支承有悬臂式和跨置式两种。（1%）

1）悬臂式

(1) 结构特点： a、圆锥滚子轴承大端向外，（有时用圆柱滚子轴承）b、为↑支承刚度，两支承间的距离b应＞2.5a（a为悬臂长度）c、轴颈d应≮a.d、左支承轴颈比右大(2) 优缺：结构简单，刚度差(3) 用：传递转矩小的 (3%)

2）跨置式(1)结构特点： a、两端均有支承（三个轴承）→刚度大，齿轮承载能力高

b、两圆锥滚子轴承距离小→主动齿轮轴长度↓，可减少传动轴夹角，有利于总体布置

c、壳体需轴承座→壳体结构复杂，加工成本高

d、空间尺寸紧张→(2) 优缺：刚度强，结构复杂(3) 用：传递转矩大的 (3%)

8、为什么中间轴式变速器的中间轴上齿轮的螺旋方向一律要求取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋？

答：（1）斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。（2%）

（2）在设计时，力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命。（2%）

（3）图为中间轴轴向力的平衡图（2%）

(4) 中间轴上齿轮的螺旋方向取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋后，图中轴向力Fa1和Fa2可相互平衡，第一轴、第二轴上斜齿轮所产生的轴向力由箱体承担。（2%）

9、以纵置钢板弹簧悬架为例说明轴转向效应。为什么后悬架采用钢板弹簧结构时，要求钢板弹簧的前铰接点比后铰接点要低些？

答：轴转向效应是指前、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，于是内侧悬架缩短，外侧悬架因受压而伸长，结果与悬架固定连接的车轴的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度，对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加，对后桥，则增加了汽车过多转向趋势。（4%）

使后悬架钢板弹簧前铰接点（吊耳）比后铰接点（吊耳）低，是为了使后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。由于悬架钢板弹簧前铰接点（吊耳）比后铰接点（吊耳）低，所以悬架的瞬时运动中心位置降低，处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹发生偏移。（4%）

10、液压动力转向的助力特性与电动助力转向的助力特性或电控液压助力转向的助力特性之间有什么区别？车速感应型的助力特性具有什么特点和优缺点？

答：液压动力转向的助力特性与电动助力转向的主要区别在于：

液压动力转向不适应汽车行驶速度多变和既要求有足够的转向操纵轻便性的同时又不能有转向发飘感觉的矛盾，而电动助力转向的助力特性可适应汽车行驶速度多变，且满足

既有足够的转向操纵轻便性的同时又不能有转向发飘感觉的要求。 （４%）

车速感应型的助力特性特点：助力特性由软件设定，通常将助力特性曲线设计成随汽

车行驶速度V a 的变化而变化。助力既是作用到转向盘上的力矩函数，同时也是车速的函数，

当车速V a =0时，相当于汽车在原地转向，助力强度达到最大。随着车速V a 不断升高，助

力特性曲线的位置也逐渐降低，直至车速V a 达到最高车速为止，此时的助力强度已为最小，

而路感强度达到最大。 （4%）

11、解释为什么设计麦弗逊式悬架时，它的主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线三条线不在一条

线上？

答：（1）、主销轴线与滑柱轴线不在一条线上的原因：在对麦弗逊悬架受力分析中，作用在

导向套上的横向力F 3=)

)((1c d b c ab F -+，横向力越大，则作用在导向套上的摩擦力F 3f 越大，这对汽车平顺性有不良影响，为减小摩擦力，可通过减小F 3，增大c+b 时，将使悬架占用

空间增加，在布置上有困难；若采用增加减振器轴线倾斜度的方法，可达到减小a 的目的，

但也存在布置困难的问题。因此，在保持减振器轴线不变的条件下，将图中（图6-49）的

G 点外伸至车轮内部，既可以达到缩短尺寸a 的目的，又可获得较小的甚至是负的主销偏

移距，提高制动稳定性，移动G 点后的主销轴线不再与减振器轴线重合。（5%）

（2）、弹簧轴线与减振器轴线在一条线上的原因：（3%）

为了发挥弹簧反力减小横向力F 3的作用，有时还将弹簧下端布置得尽量靠近车轮，从

而造成弹簧轴线成一角度。

12总布置设计的一项重要工作是作运动校核，请问运动校核的内容是什么？

并简要进行这些校核的意义？

答：运动校合包括两方面内容：

（1） 从整车角度出发进行运动学正确性的检查； （2%）

（2） 对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查 （2%）

校核的意义：

（1） 由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出

发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查。 （2%）

（2） 由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干

涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。 （2%）

13、现有一款车型采用的是周置弹簧离合器，由于市场要求的改变，要将此离合器改为膜片

弹簧离合器，改装后的离合器有哪些优缺点？

答：改装后的优点：

（1）具有较理想的非线性弹性特性 （0.5%）

（2） 膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、质量小 （0.5%）

（3）高速旋转时，性能稳定 （0.5%）

（4）压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀 （0.5%）

（1） 散热好，使用寿命长 （0.5%）

（2） 平衡性好 （0.5%）

缺点：

（1）传递的最大转矩不大 （1%）

（2）膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高 （1%）

14、写出传动轴临界转速的公式及字母意义？说明影响传动轴临界转速的因素有哪些？答：

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。（2%）

影响因素：

传动轴的支承长度（2%）

传动轴轴管的内径（2%）

传动轴轴管的外径（2%）

15、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（1.5%）（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。（2%）

（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。（1.5%）

（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。（1.5%）

（5）对于不同的主传动比，z1和z2应有适宜的搭配。（1.5%）

16、汽车悬架分非独立悬架和独立悬架两类，独立悬架又分为几种形式？它们各自有何优缺点？

答：（1）双横臂式侧倾中心高度比较低，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较多的空间，结构稍复杂，前悬使用得较多。（1.5%）

（2）单横臂式侧倾中心高度比较高，轮距变化大，轮胎磨损速度快，占用较少的空间，结构简单，但目前使用较少。（1.5%）

（3）单纵臂式侧倾中心高度比较低，轮距不变，几乎不占用高度空间，结构简单，成本低，但目前也使用较少。（1.5%）

（4）单斜臂式侧倾中心高度居单横臂式和单纵臂式之间，轮距变化不大，几乎不占用高度空间，结构稍复杂，结构简单，成本低，但目前也使用较少。（1.5%）（5）麦弗逊式侧倾中心高度比较高，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较小的空间，结构简单、紧凑、乘用车上用得较多。（2%）

17、设计制动系时，应当满足哪些基本要求？（每条1%，答对８点即８分）

答：（1）具有足够的制动效能（2）工作可靠（3）在任何速度下制动时，汽车都不应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）制动能力的热稳定性良好。（6）操纵轻便，并具有良好的随动性（7）制动时，制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。8）作用滞后性应尽可能好（9）摩擦衬片应有足够的使用寿命（10）摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。（11）当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提示。

18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

I P=2Fw/F h可知，当Fw一定时，增大I P能减小作用在转向盘上的手力F h，使操纵轻便。（1.5%）‘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。（1.5%）

２）解决办法：采用变速比转向器（２%）

３）举例：（1）相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即P b1=P b2。其中，齿轮基圆齿距P b1=πm1cosα1、齿条基圆齿距P b2=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。（1.5%）

（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。（1.5%）

五.论述题（共29分）

1.（14分）答：汽车制动性能主要由制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性来衡量。

产生制动跑偏有两点原因：

1、汽车左、右车轮、特别是前轴左、右转向轮的制动器制动力不

相等。

2、制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相

干涉）。

第一个原因是制造、调整误差造成的，汽车究竟向左向右跑偏，要根据具体情况而定；第二个原因是设计造成的，制动时汽车总向或向右一方跑偏。2.（15分）

答：1、保证汽车有良好的行驶平顺性。

2、有合适的减振性能。它应与悬架的弹性特性很好匹配，保证车身与车轮在共振区的振幅小，振动衰减快。

3、保证汽车有良好的操纵稳定性。导向机构在车轮跳动时，应不使主销定位参数变化过大，车轮运动与导向机构运动应协调，不出现摆振现象。转向时整车应有一些不足转向。

4、汽车制动和加速时应能保持车身平稳，减少车身纵倾的可能性。

5、能可靠地传递车轮与车身间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命。