汽车设计作业

第一章汽车总体设计。

1、按发动机的位置分，乘用车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？

乘用车的布置形式：乘用车的布置形式主要有发动机前置前轮驱动（ff）、发动机前置后轮驱动（fr）、发动机后置后轮驱动（rr）三种。

发动机前置前轮驱动乘用车的主要优点：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； e、有利于提高汽车的机动性；（轴距可以缩短）f、发动机散热条件好；g、行李箱空间大；h、变形容易；i、供暖效率高；j、操纵机构简单；k、整备质量轻；l、制造难度降低。

主要缺点：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；后轮容易抱死，并引起侧滑；发动机横制时总体布置工作困难，维修保养的接近性差；发生正面碰撞事故，发动机及其附件损失较大，维修费用高。

发动机前置后轮驱动乘用车的主要优点：a、轴荷分配合理，因而有利于提高轮胎的使用寿命；b、前轮不驱动，因而不需要采用等速万向节，并有利于减少制造成本；c、客厢较长，乘坐空间宽敞，行驶平稳；d、上坡行驶时，因驱动轮上的附着力增大，故爬坡能力强；e、有足够大的行李箱空间；f、因变速器与主减速器分开，故拆装、维修容易。

主要缺点：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生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。

发动机后置后轮驱动乘用车的主要优点：a、结构紧凑； b、改善了驾驶员视野； c、改善后排座椅中间座位成员出入的条件d、整车整备质量小；e、乘客座椅能够布置在舒适区内；客厢内地板比较平整；f、爬坡能力强；g、当发动机布置在轴距外时轴距短，机动性能好。

主要缺点：a、后桥负荷重，使汽车具有过多转向的倾向，操纵性变坏； b、前轮附着力小，高速行驶时转向不稳定，影响操纵稳定性；c、行李箱在前部，空间不够大；d、操纵机构复杂； f 、驾驶员不易发现发动机故障；g、发动机工作噪声容易传给成员；h、改装变形困难。

2、按发动机的相对位置分，货车有哪几种布置型式，各自特点如何？

货车按照发动机位置不同，可分为发动机前置、中置和后置三种布置形式。

发动机前置后桥驱动货车主要优点：维修发动机方便；离合器、变速器等操纵机构简单；货箱地板高度低；可以采用直列发动机、v型发动机或卧式发动机；发现发动机故障容易。

主要缺点：如采用平头式驾驶室，而且发动机布置在前轴之上的中部，则驾驶室内部隔热、隔振等问题难以解决；如采用长头式驾驶室，为保证视野，驾驶员座椅须布置高些，这又影响整车和质心高度以及增加其他方面显而易见的缺点。

发动机中置后桥驱动货车：可以采用水平对置式发动机布置在货箱下方，因发动机通用性不好，需特殊设计，维修不便；离合器、变速器等操纵机构复杂；发动机距地面近，容易被车轮带动起来的泥土弄脏；受发动机位置影响，货箱地板高度高。目前这种布置形式的货车已不采用。

发动机后置后轮驱动货车：是由发动机后置后轮驱动的乘用车变型而来，所以极少采用。这种形式的货车主要缺点是后桥容易超载，操纵机构复杂；发现发动机故障和维修发动机都困难，以及发动机容易被泥土弄脏等。

3、大客车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？

客车有下列布置形式：发动机前置后桥驱动；发动机中置后桥驱动；发动机后置后桥驱动。

发动机前置后桥驱动布置方案的主要优点：动力总成操纵机构结构简单；散热器冷却效果好；冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被，能改善发动机的保温条件；发动机出现故障时驾驶员容易发现。

主要缺点：车厢面积利用不好，布置座椅时受发动机限制；地板平面离地面较高，乘客上、下车不方便；传动轴长度长；发动机的噪声、气味和热量易于传入车厢内；隔绝发动机振动困难，影响乘坐舒适性；检修发动机必须在驾驶室内进行，检修工作舒适性差；如果乘客门布置在轴距内，使车身刚度削弱；若采用前开门布置，虽可改善车身刚度，但使前悬加长，同时可能使前轴超载。

发动机后置后桥驱动布置方案的主要优点：能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量；检修发动机方便；轴荷分配合理；同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大，能改善车厢后部的乘坐舒适性；当发动机横置时，车厢面积利用较好，并且布置座椅受发动机影响较少；作为城市间客车使用时，能够在地板下部和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱。作为市内用客车不需要行李箱，则可以降低地板高度；传动轴长度短。

主要缺点：发动机冷却条件不好，必须采用冷却效果强的散热器；动力总成操纵机构复杂；驾驶员不易发现发动机故障。

发动机中置后桥驱动布置方案的主要优点：轴荷分配合理；传动轴的长度短；车厢内面积利用最好，并且座椅布置不会受发动机的限制；乘客车门能布置在前轴之前等。

主要缺点：必须用水平对置式发动机，且布置在地板下部，检修困难；不易发现故障；发动机在热带的冷却条件和在寒带的保温条件均不好；发动机的噪声、气味、热量和振动均能传入车厢；动力总成操纵机构复杂；受发动机影响，地板平面距地面较高；在土路上行驶发动机极易被泥土弄脏。

4、汽车轴荷分配的基本原则是什么？

汽车的发动机位置与驱动形式、汽车结构特点、车头形式和使用条件等均对轴荷分配有显著影响。

1）从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑，各个车轮的负荷应相差不大；

2）为了保证汽车有良好的动力性和通过性，驱动桥应有足够大的负荷，而从动轴负荷可以适当减少，以利减小从动轮滚动阻力和提高在坏路面上的通过性；

3）为了保证汽车有良好的操纵稳定性，转向轴的负荷不应过小；

4）常在坏路上行驶的越野汽车，前轴负荷应该小些；

5）各使用性能对轴荷要求是相互矛盾的，因此，要求设计时应根据对整车的性能要求、使用条件等，合理选取轴荷分配。

5、汽车的动力性参数包括哪些？

1）最高车速随着道路条件的改善，汽车特别是中、高级轿车的最高车速有逐渐提高的趋势。轿车的最高车速大于货车、客车的最高车速。级别高的轿车的最高车速要大于级别低些轿车的最高车速。

微型、轻型货车最高车速大于中型、重型货车的最高车速，重型货车最高车速较低。有关客车的车速见交通部行业标准jt／t325—1997。其它车型的最高车速范围。

2)加速时间t 汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大的加速强度加速到一定车速所用去的时间称为加速时间。对于最高车速秒》1ookm／h的汽车，常用加速到100km／h所需的时间来评价，如中、高级轿车此值一般为8～17s，普通级轿车为12～25s。对于低于100km／h的汽车，可用o--60km／h的加速时间来评价。

3)上坡能力用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数来表示汽车上坡能力。因轿车、货车、越野汽车的使用条件不同，对它们的上坡能力要求也不一样。通常要求货车能克服30％坡度，越野汽车能克服60％坡度。

4)汽车比功率和比转矩比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。它可以综合反映汽车的动力性。轿车的比功率大于货车和客车，货车的比功率随总质量的增加而减小。

为保证路上行驶车辆的动力性不低于一定的水平，防止某些性能差的车辆阻碍交通，应对车辆的最小比功率做出规定。我国gb7258—1997《机动车运行安全技术条件》规定：农用运输车与运输用拖拉机的比功率不小于4.

0kw／t，其它机动车不小于4.8kw／t。

比转矩是汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。它能反映汽车的牵引能力。

第二章离合器设计。

1.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？

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.离合器的压紧弹簧有哪几种型式，有几种布置型式。哪种型式的压紧弹簧比较适用于乘用车？并简述各自优缺点。

离合器的压紧弹簧有圆柱螺旋弹簧、圆锥弹簧、膜片弹簧三种型式。

1）周置弹簧离合器。

周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，并均匀的分布在一个或同心的两个圆周上。

优点：结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。

缺点：压紧弹簧直接与压盘接触，易受热退火，且当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递转矩的能力随之降低。此外，弹簧定位面上接触部位磨损严重，甚至会出现弹簧断裂现象。

2）**弹簧离合器。

**弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心。

优点：此结构轴向尺寸较大。由于可选较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，且有利于减小踏板力，使操纵轻便。

此外，压紧弹簧不与压盘直接接触，不会使弹簧受热退火，通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整。

缺点：构较复杂，轴向尺寸较大。

3）斜置弹簧离合器。

斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力盘上，并通过压杆作用在压盘上。

优点：在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。与上述两种离合器相比，具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。

4）膜片弹簧离合器。

膜片弹簧离合器中的膜片弹簧是一种具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。

优点：1）膜片弹簧具有较理想的非线性特性，弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变。

2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。

3）高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。

4）膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。

5）通风散热良好，使用寿命长。

6）膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。

缺点：1）制造工艺较复杂，成本较高。

2）对材质和尺寸精度要求高。

3）其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。

膜片弹簧离合器适用于乘用车。

3.选择离合器的后备系数β时应考虑哪些因素？

为离合器的后备系数，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，β必须大于1。后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择β时，应考虑以下几点：

1）摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。

2）要防止离合器滑磨过大。

3）要能防止传动系过载。

显然，为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长，β不宜选取太小；为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，β又不宜选取太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；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，β应选取大些；货车总质量越大，β也应选得越大；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的β值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小些；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取的β值可比螺旋弹簧离合器小些；双片离合器的β值应大于单片离合器。

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