汽车设计考试习题

1、汽车设计的三层次设计原则是什么？

整车总体设计、总成设计和零部件设计。

2、什么是并行工程？汽车设计各阶段是如何开展并行工程的？

并行工程是对产品设计及其相关过程进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。汽车设计各阶段，项目组适时地发布各种信息，使有关部门和相关供应商能在设计阶段及早参加项目，并开展工艺过程设计等。通过不同专业过程的合理交叉与并行，使占项目开发周期较长的过程或活动得以同步进行。 3、试解释汽车产品V形开发模式的含义？ 一个全新车型的开发主要分为三个部分：一是要开发一辆什么样的车，二是如何设计满足要求的车，三是怎样将设计好的新车型批量制造出来。形成一个V形开发模式。开发一辆什么样的车是根据市场、用户需求明确任务，接下来利用各种理论和测试手段对整车进行综合检验，最后批量生产，整车性能调试及可靠性试验。 4、汽车产品开发包括哪些阶段？各阶段的主要任务是什么？ 一、概念设计阶段，主要任务是提出整车的构想方案，并对其可行性进行论证，从而确定切实可行的整车设计目标与方案；二、工程设计阶段，主要任务是根据整车设计方案，从整车到总成到零件详细设计汽车结构；三、试制试验阶段，主要任务是验证产品图样、设计任务的正确性，和产品的实用性、可靠性和安全性，并完成产品的鉴定；四、生产阶段，主要任务是定型投产和持续改进的工作。

5、什么是数字化设计技术？汽车数字化设计包含哪些内容？ 数字化设计技术是一项跨学科的综合性技术，包括汽车数字化定义、仿真、可视化、虚拟现实、数据集成和优化等，主要是指在计算机平台上，通过三维CAD/CAE软件，建立完整的汽车数字化样车 6、总体设计的主要任务是什么？

主要任务包括汽车总体设计选型、外形造型设计、总布置尺寸确定、人机工程分析、各系统或总成的性能要求和主要参数选择等内容

7、总体设计的工作顺序 一、汽车形式的选择；二、汽车主要尺寸和参数的选择；三、汽车总布置设计；四、汽车总布置CAD技术；五、运动校核

8、设计任务书包括哪些内容？

包括任务来源、设计原则和设计依据；产品的用途及使用条件；汽车型号、承载容量、布置形式及主要技术指标和参数；各总成及部件的结构形式和特性参数；标准化、通用化、系列化水平及变型方案，拟采用的新技术、新结构、新装备、新材料和新工艺，维修及其方便性的要求，续驶里程；生产规划、设备条件及预期制造成本和技术经济预测等。 第二章

1、乘用车为什么会普遍采用发动机前置前轮驱动的布置形式？

因为发动机和动力传动系统布置紧凑；由于省掉了传动轴，可使地板低而平，有利于提高乘坐舒适性；前轴的负荷大，有明显的不足转向特性，整车的操纵稳定性好；易于向客货两用车变形。当发动机布置在轴距外时，汽车的轴距可以缩短，因而有利于提高汽车的机动性；汽车散热器布置在汽车的前部，散热条件好，发动机可以得到足够的冷却；汽车后部行李箱空间大；操纵机构简单；发动机横置时，制造和装配难度低。 2、如何选择汽车的轴距和轮距？

一般来说，乘用车级别越高，装载量、载客量越大，轴距越长，对机动性要求越高，轴距应尽量短些；轴距的最终确定是通过总布置和相应的计算来完成的，其中包括检查最小转弯直径和万向节传动夹角是否过大等。受汽车总宽不得超过2.5m的，轮距不宜过大，确定轮距范围时，应能布置下发动机、车架、前悬架和车轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架间有足够的运动间隙，对于越野车，前后轮距应保持一致，以减小滚动阻力，提高通过性。 3、轴荷分配对汽车性能有何影响？乘用车的轴荷一般如何分配？

轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能以及操纵稳定性有显著影响。分配轴荷时，满载时每个轮胎的负荷应大致相等；对于后轮装单胎的双轴货车，空车时后轴负荷大于41%，对于后轮为双轮的的汽车，前后轴荷可大致按1/3和2/3的比例处理，对于越野车，常将满载时的前轮负荷控制在总轴荷的26%到27%；此外，还要考虑到汽车的操纵稳定性，使汽车具有不足转向特性。

4、汽车的主要性能参数包含哪些内容？

动力性参数、燃油经济性参数、汽车的通过性参数、汽车的操纵稳定性参数、制动性参数、舒适性参数 5、汽车总布置设计的主要内容有哪些？

底盘布置：发动机、传动系统的布置；悬架的布置；变速、转向、制动等操纵系统的布置；油气管路及底盘线束的布置；燃油箱、备胎的布置；空调、暖风的布置；发动机进、排气系统的布置。车身布置：载货空间的布置；座椅的布置；内、外饰件的布置；人机校核，法规校核等。 6、整车布置的基准线有哪些？各有何作用？

车架上平面线：作为垂直方向尺寸的基准线；前轮中心线：汽车中心线：作为横向尺寸的基准线；地面线：是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线；前轮铅垂线：作为标注汽车轴距和前悬的基准线。 7、试简述乘用车车身布置的基本步骤。

（1）首先绘制前后车轮及地面基准线；底盘系统、动力总成和主要附件轮廓；再绘制总高控制线，前后边界线和整车宽度边界线；确定并绘制出接近角、离去角、最小离地间隙、过桥角以及前地板基准面（2）根据前地板基准面的位置并参考同类车型，确定加速踏板中心点的位置（3）对人体模型进行初步布置时，在满足设计要求和整车要求下，要尽量使人体模型处于最佳驾驶坐姿状态（4）同理，可确定5百分位人体布置的设计H5点位置；以H95和H5点间的水平和垂直距离确定座椅水平和垂直调节量（5）在侧视图上，由H95点向上作垂直工作线ZZ，在离H点635mm处作水平工作线XX；根据驾驶员座椅背靠角确定眼椭圆坐标原点相对于垂直工作线和水平工作线交点的偏移值；在俯视图上，汽车纵向中心线与眼椭圆自身坐标线XX的距离为0.85W7+0.075W3，眼椭圆绘制后，可进一步确定前排人体模型眼点的位置，进行驾驶员的视野设计（6）确定前排人体头部包络线位置（7）绘制前排座椅及靠背初步轮廓（8）进行后排人体布置 8、什么是top-down设计方法？ Top-down设计方法是一个从上而下的设计过程，由整车总布置设计开始，提出各系统的系统设计方案，然后指导各系统拆分零部件设计。

9、汽车总体设计时为什么要考虑运动校核？其主要内容有哪些？

是为了防止产生运动干涉和不协调等情况。主要内容有：转向轮在跳动与转向过程中与翼子板、转向杆系之间的运动关系；传动轴跳动时的运动关系；后轮跳动时与翼子板的相对关系；转向杆系与转向轮悬架共同工作所产生的转向干涉；制动时前轴扭转所产生的转向干涉；驾驶区各种操纵机构的运动轨迹，主要是校核各种操纵动作是否会发生干涉或人体的动作是否舒适；可翻转的驾驶室翻转时，连接驾驶室和车架之间的杆件和软管的运动轨迹的校核；校核举升机构的运动轨迹。 第三章

1、发动机的主要结构参数和性能参数有哪些？ 主要机构参数：行程缸径比、连杆比、缸心距比；性能参数：发动机最大功率及相应转速、发动机最大转矩及相应转速

2、发动机的匹配主要包括哪两部分，各自的任务是什么？ 机械匹配：根据汽车要求的性能，对发动机、变速器和主减速器等部件的选型和计算。电器匹配：包括发动机管理系统EMS的开发。

3、发动机总体布置主要包括哪些内容？

1、根据初步确定的主要零部件的结构形式和轮廓尺寸对其进行布置2、根据初步选定的附件及其轮廓尺寸，确定他们在发动机中的合适位置和安装方式，校核他们之间是否会发生干涉、拆装和维修是否方便等3、在上述工作的基础上，确定发动机零部件、系统及其附件的布置和外形尺寸，绘制一套完整的纵横断画图和外形图4、对于系列化产品的总体布置，除了完成发动机基本型的总体布置外，还要进行变形系列产品的总体布置并绘制一套完整的纵横断画图和外形图。 第四章

1、设计离合器时应满足哪些基本要求? 1.既能可靠的传递发动机的最大扭矩，又能防止传动系统过载2.接合时要安全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有剧烈抖动和冲击。3.分离时要迅速，彻底4.工作性能稳定5.从动部分转动惯量小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损6.应能避免和衰减传动系统的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力7.操作轻便8.具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠，使用寿命长9.通风散热性能好。10.结构简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。

2、离合器有哪些结构形式?它们各有什么优缺点? 1).单片干式摩擦离合器.优点:结构简单,轴向尺寸紧凑,散热量好,维修调整方便,从动部分转动惯量小2).双片离合器.优点:由于摩擦面数增加一倍,因而传递转矩的能力更大,接合更为平顺/柔和,在传递相同扭矩的情况下,径向尺寸较小,踏板力较小;缺点:中间压盘通风散热性差,容易引起摩擦片过热,加快其磨损甚至损坏;分离行程较大,不易分离彻底.3)多片湿式离合器.

优点:摩擦面更多,接合更加平顺、柔和，摩擦片浸在油中工作，摩擦表面温度较低，表面磨损小，使用寿命长。 缺点：分离行程大，分离不彻底，轴向尺寸和从动盘转动惯量大。 3、离合器的主要参数有哪些？这些参数如何选取？

主要参数：1.离合器转矩能力2.离合器的后备系数3.摩擦片外径D和其他尺寸4.单位压力P0。 4、默片弹簧的弹性特性是怎样的?影响弹性特性的主要因素是哪些?如何确定工作点位置? 1)膜片弹簧是由弹簧钢板冲压而成的,具有弹性好,耐热性好,结果简单,工作稳定,耐磨性好等特点.2)影响弹性特性的主要因素有材料和热处理,形状结构. 第五章

1、变速器中心距的大小对变速器有何影响？其确定的依据是什么？

中心距的大小对变速器的体积、质量、使用寿命和成本都有很大的影响。依据：按式A=k√T1max进行初选,待齿轮强度,轴承寿命,轴的刚度和同步器性能等计算后,总布置草图布置完以后,才能最终确定. 2、什么是齿轮的螺旋角?中间轴式变速器各轴上的齿轮的螺旋角方向如何确定? 螺旋角是表征斜齿轮的主要参数.

中间轴斜齿轮螺旋角的方向为右旋,这可使中间轴的轴承所承受的轴向力尽量减小;一、二轴上的斜齿轮螺旋角为左旋，目的是是两轴上的轴向力通过轴承，轴承盖，最后由壳体承受。 3、变速器操纵机构设计时要考虑的因素? 1)变速器在任何情况下，只允许挂一个档，变速器的互锁机构能可靠的保证实现这一要求2）换入档位的拨叉又应能保持在所指定的位置，不能自动脱挡3）为了防止驾驶员在换挡操作过程中无挂入倒档，必须在挂倒档时给驾驶员以明显的手感提示，以与其他前进挡相区别4）汽车在倒车时必须有倒车灯和蜂鸣器，以提醒周围的人们加以注意，因此在设计中必须考虑装倒车指示开关5）必须保证只有变速器在空档时才能启动发动机，故在设计中要留有装空挡开关的位置6）在变速叉的设计中要充分考虑它的强度和刚度7）变速器在结构尺寸布置完成后，应对操纵机构的有关零件进行运动校核，以避免运动出现干涉和其他问题。 4、简述双离合变速器的结构和原理？ 典型的双离合变速器主要由多片湿式双离合器，三轴式齿轮变速器，自动换挡机构，电子控制液压控制系统组成。 输入轴1为实心轴，与变速器C1相连，输入轴套在输入轴1上的空心轴,与变速器2 相连.一、三、五、倒档与C1连接在一起，二、四、六挡与C2连接在一起，一、二、三、四挡的动力又输出轴1输出，五、六、倒档的动力由输出轴2输出，输出轴1、2左边的小圆柱齿轮与差速器壳上的主减速器从动齿轮相啮合，降动力传递给差速器。

车辆处于停车状态时，C1、C2都分离，不传递动力，当起步时，自动换挡机构将挡位切为一档，C1接合，C2分离，当车辆加速接近换挡点时，ECU控制，提前换入二档，达到时，C1分离，同时C2接合，完成换挡，进入二档后，自动变速器电控单元根据传感器信号判断升档或将挡。 5、简述在CAD软件中进行齿轮参数化建模的步骤？ 1）创建新零件，输入齿轮参数2）画渐开线3）端面齿形轮廓4）齿形线的绘制5）端面齿轮廓的复制6）齿胚的形成7）单个齿槽的切制8）齿槽复制与阵列 第六章

1、什么是传动轴临界转速？提高传动轴临界转速的方法？ 临界转速是指传动轴的工作转速接近其弯曲振动的固有频率时，出现共振，旋转轴失去稳定性的最低转速。

它决定于传动轴的尺寸，结构及其支撑情况，相同情况下，将实心轴改为空心轴管，可提高临界转速；当传动轴长度超过1.5m时，将传动轴分为2-3段，并设置中间支撑，可提高临界转速。 3、双十字轴的万向节等速传动的条件是什么？ 1）第一个万向节两轴间的夹角与第二个万向节两轴间的夹角相等2）第一个万向节的从动叉与第二个万向节的主动叉处于同一平面

4、等速万向节最常见的结构形式有哪些？简要说明各自的特点？

1）球叉式万向节：结构比较简单，可以再夹角不大于32°-33°的条件下正常工作，单位压力大，易磨损，只有传动钢球与滚道之间具有一定的预紧力时，才能保证等角速传动2）球笼式万向节：分为Rzeppa型和Birfield型两种结构，Rezppa型万向节采用内部自定心结构，不会发生钢球脱落，承受载荷小，磨损小，寿命长，具有良好的匀速性能。Birfield型承载能力和耐冲击能力强，效率高，结构紧凑，安装方便3）伸缩型球笼式万向节：兼具了万向等速传动和伸缩的功能，通过钢球实现伸缩功能，摩擦阻尼很小4）三枢轴万向节：是一种具有枢轴型系列和球型系类结构特点的等速万向节5）扰性万向节：依靠其中的弹性元件的弹性变形来保证在相交两轴间传动时不发生干涉，能够减少传动系统的扭转振动、动载荷和噪声。结构简单，使用中不需要润滑，一般用于两轴间夹角较小和轴向位移很小的万向传动场合。 5、传动轴总成的不平衡有哪些影响因素？如何降低传动轴总成的不平衡度？

影响因素：万向节十字轴的轴向窜动、传动轴滑动花键的间隙、传动轴两端连接处的定心精度、告诉旋转时传动轴的弹性变形、传动轴上点焊平衡时的热影响等因素。

提高滑动花键的耐磨性和万向节花键的配合精度，缩短传动轴长度并增加其弯曲刚度，都能降低传动轴的不平衡度。 第七章

2、汽车驱动桥是汽车传动系统的主要组成部分，也是汽车振动和噪声的主要来源之一，为降低噪声，在设计过程中应注意哪些因素？

汽车驱动桥引起的振动和噪声，主要来源于主减速器，差速器，驱动桥壳等组成的设计。

在设计主减速器，锥齿轮主要参数的选择，为了啮合平稳，噪声小和具有较高的抗疲劳强度，对于乘用车，Z不小于9，对于商用车，Z不小于6，选择螺旋角时，螺旋角越大，传动越平稳，噪声越低。选择压力角时，轻负荷工作齿轮选择较小压力角，可使运转平稳，差速器的合理选择，可使工作平稳，减小振动，噪声低。驱动半轴，驱动桥壳的支撑刚度材

3

料处理都将影响整车噪声，振动。

3、半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式，不同的形式在设计方面存在什么差异？ 半浮式半轴的结构特点是半轴外端支撑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，半浮式半轴的结构简单，所承受载荷较大，一般只用于乘用车和总质量较小的商用车。

3/4浮式半轴的结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，直接支撑车轮轮毂，而半轴则以其端部凸缘与轮毂用螺钉连接，该形式半轴受载荷载荷情况和半浮式相似，只是载荷有所减轻，一般只用于乘用车和总质量较小的商用车上。

全浮式半轴的结构特点是半轴外端的凸缘用螺钉和轮毂联接，而轮毂又借用两个圆锥滚子轴承支撑在驱动桥壳的半轴套管上。从理论来说，半轴只承受转矩，作用于驱动轮上的其他反力和弯矩全由桥壳来承受。 4、在驱动桥壳的设计过程中，桥壳的强度是如何校核的？桥壳的实际强度和理论值有什么联系？ 过去：对桥壳样品进行台架试验和整车试验来校核其强度和刚度，电测方法。现在：有限元分析。

我国推荐计算时将桥壳复杂的受力情况简化成静载、加速、侧滑三种典型工况，只要这载荷计算工况下桥壳的强度得到的保证，就可以认为该桥壳在汽车的各种行驶条件下是可靠的。 第八章

1、车架的设计要求是什么？车架上承受的载荷大致可分为几类？简述其有限元的分析流程。

车架的设计要求：有足够的强度；有足够的弯曲刚度；有适当的扭转刚度；尽量减轻质量 车架所受载荷有静载荷：对称的垂直动载荷；斜对称的动载荷；其他载荷。 2、为保证悬架性能良好，悬架设计应满足哪些要求？

合理设计悬架的弹性特性及阻尼特性；合理设计导向机构；侧倾中心及纵倾中心位置恰当、 3、悬架有哪些具体类型？各有什么特点？如何根据车型选择合适的悬架结构形式？ 悬架分悬架和非悬架；

特点：非悬架特点：左右轮用一根刚性轴连接起来，再通过悬架与车架（或车身）相连。 悬架特点：左右轮通过各自的悬架与车架（或车身）连接，可运动，互不影响。 非悬架一般用于商用车的前、后悬架上以及某些乘用车的后悬架上。

悬架多用于乘用车和小型商用车的前悬，部分乘用车的后悬，越野车的前后悬

4、悬架的导向机构的设计有哪些要求？前轮定位参数的变化特性与导向机构有哪些关系？ 前悬架导向机构的要求：1）悬架上载荷变化时，保证轮距变化不超过±4.0mm，过大会引起轮胎早期磨损。2）悬架上载荷变化时，前轮定位参数要有合理的变化特性，车轮不应产生纵向加速度。 3）汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小。 4）汽车制动时，应使车身有抗前俯作用；加速时有抗后仰作用。

后轮悬架导向机构的要求：1）悬架上的载荷变化时，轮距无显著变化。 2）汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小，并使车轮与车身的倾斜反向，一减少过多转向效应。

第二问自己解决

5、轮胎如何分类？如何选用合适的轮胎？

按胎体结构不同：子午线轮胎和斜交轮胎

按胎内空气压力的大小不同：高压胎，低压胎，超低压胎

按用途不同：乘用车轮胎，商用车轮胎，非公路用车轮胎，特种车轮胎

按胎面花纹不同：公路花纹轮胎，越野花纹轮胎，混合花轮轮胎，特种花轮轮胎 按帘线材料不同：钢丝轮胎，半钢丝轮胎，人造纤维轮胎，天然棉帘线轮胎 按断面形状不同：普通断面轮胎，宽断面轮胎

按胎体结构不同：实心轮胎和充气轮胎（有内胎轮胎和无内胎轮胎）

轮胎的选用应具有针对性，应根据实际使用条件与要求选择性能合适的轮胎 第九章

1、转向系统的性能参数包括哪些？各自是如何定义的？

性能参数有转向系统的效率、转向系统的角传动比与力传动比、转向器传动副的传动间隙特性、转向系统的刚度以及转向盘的总转动圈数

转向系统效率：转向系统中，功率P从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率。 角传动比：转向盘角速度与同侧转向节偏转角速度之比 转向器传动副的传动间隙特性：转向器传动副之间的间隙。 转向系统的刚度：转向系各零件的刚度

转向盘的总转动圈数：转向盘从一个极端位置转到另一个极端位置时的转过的圈数。 2、电动助力转向系统的结构和工作原理，其转向机构的布置方案有哪些？

答：1）转向助力方式 2）齿轮助力式 3）齿条助力式 第十章

1、设计制动系统时应当满足哪些基本要求？

具有足够的制动效能；制动稳定性好；工作可靠性高；操纵轻便；制动热稳定好、制动水稳定好；能调整制动间隙 2、什么是制动效能因数？其主要因素是什么？ 在制动鼓或制动盘的作用半径R上所得的摩擦力与输入力F之比。。。与摩擦因数有关 3、前后制动力矩如何分配？盘式、鼓式制动器的制动力矩与那些因素有关？

根据常遇路面情况选取同步附着系数，要使制动器符合前轮抱死状态下提高利用附着系数 4、汽车有哪几种制动驱动形式，应用范围？

液压制动驱动机构；气压制动驱动机构