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第一章 汽车的总体设计

一.汽车总体设计工作的基本要求
1.汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。 2.严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。 3.尽可能的贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。 4.进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。
5.拆装和维修方便。
二.乘用车的布置形式
1.发动机前置前驱（FF）
优点：a.前桥轴荷大，有明显的不足转向特性。b.前轮是驱动轮，越障碍能力高。c.主减速器与变速器装在一个壳体内，因而动力总成结构紧凑，且不需要在变速器与主减速器之间设置传动轴，可降低地板凸包高度，有利于提高乘坐舒适性。d.汽车的散热条件好。e.汽车有足够大的行李箱空间。f.汽车的机动性好。
缺点：a.前轮的驱动并转向需采用等速万向节，其结构和制作工艺均复杂。b.前轴负荷较重，故前轮工作恶劣，轮胎寿命短。c.汽车爬坡能力降低。d.后轮容易抱死并引起侧滑。
2.发动机前置后驱（FR）
优点：a.轴荷分配合理，有利于提高轮胎使用寿命。b.操纵机构简单。c.前轮不驱动，减少了制造成本。d.采暖机构简单，且管路短，供暖效率高。e.发动机冷却条件好。f.爬坡能力强。
g.行李箱空间大。
缺点：a地板凸包高，影响乘坐舒适性。b.汽车整车整备质量大，影响燃油经济性和动力性。c.汽车发生碰撞时前排乘客易受到严重伤害。
3.发动机后置后驱（RR）
优点：a.动力总成结构紧凑。b.发动机后置，汽车前部高度有所降低，改善驾驶人视野。C.地板凸包高度低，乘客的乘坐舒适性好。d.整车整备质量小。e爬坡能力高。f.汽车机动性能好。
缺点：a.操纵机构复杂。b.发动机冷却条件不好，且前排挡风玻璃除霜不利。
三.客车的布置形式
1.发动机前置后驱（FR）
优点：a.动力总成操纵机构的结构简单。b.散热器位于汽车前部，发动机冷却效果好。c.冬季易改善发动机的保温条件。d.发动机故障时驾驶员易发现。e.客车底盘可与货车底盘通用，通用件多，有利于配件供应和维修工作。
缺点：a.发动机尺寸大又凸出在地板表面上方，造成车厢面积利用不好。b.传动轴从地板下方通过，致使地板平面较高，乘客上下车不方便。c.轴距长，传动轴长度长，易产生共振。d.乘客的舒适性不好。
2.发动机后置后驱（RR）
优点：a.较好的隔绝发动机的气味和热量，乘坐舒适性好。b.检修发动机方便。c.轴荷分配合理。d.车厢面积利用较好。e.没有传动轴，可降低地板高度，乘客上下车方便。
缺点：a.动力总成的操纵机构复杂。b.发动机的冷却条件不好，必须用冷却效果强的散热器。c.驾驶员不易发现发动机故障。
四.比较汽油机柴油机的优缺点
1.汽油机的振动小，柴油机的振动比较大。 2.汽油机的质量比功率小于柴油机。
3.柴油机尺寸大于汽油机。 4.柴油机的工作可靠性要好于汽油机。 5.柴油机的耐久性要好于汽油机。 6.柴油机的燃油消耗率要低于汽油机，但汽油机的冷启动性能好。
7.总质量较大的货车应应用柴油机。 8.汽油机的排放指标不如柴油机。
五．比较子午线轮胎和斜交胎的优缺点
子午线轮胎的特点是滚动阻力小，温升低，轮胎缓冲性能和胎面附着性能都比斜交胎好。装车后油耗低，耐磨损，寿命长，高速性能好，但子午线轮胎制造困难，造价高于斜交胎，不易翻修。
5.轮胎的选择
185/60（轮宽/高宽比） R（子午线轮胎）13（轮毂直径，英寸） 80H（承重指数，速度等级）
六．运动校核主要包括两个方面的内容
1.从整车角度出发进行运动学正确性的检查。
2.对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉的检查。
.汽车形式的选择主要体现在轴数、驱动形式、布置形式上有区别
概念设计：从产品创意开始，到构思草图、出模型和试制出概念样车等一系列活动的全过程。
汽车的布置形式：发动机、驱动桥和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点。
整车整备质量m0:带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但是没有载货和载人时的整车质量。
质量系数ηm0：汽车载质量与整车整备质量的比值。ηm0=me/m0。
制动性参数：汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车并保持方向稳定，长下坡时能维持较低的安全车速并有一定坡道上长期驻车的能力。
舒适性：汽车具有舒适的乘坐环境和方便的操作条件。
车架上平面：纵梁上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧（前）视图上的投影线。垂直尺寸基准线（面），记为z/o.
前轮中心线：通过左右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。纵向尺寸基准线，记为x/o.
汽车中心线：汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线。横向尺寸基准线，记为y/o
地面线：地平面在侧视图和前视图上的投影线。
前轮垂直线：通过左右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。

第二章 离合器设计

一.离合器的主要功用和构成
主动部分（飞轮、压盘。离合器盖）、从动部分（从动盘）、压紧机构（压紧弹簧）、操纵机构（分离叉、分离轴承、离合器踏板、传动机构）
1. 切断和实现发动机对传动系的动力传递，确保汽车平稳起步。
2. 减少变速器中换挡齿轮间的冲击。
3. 防止传动系各部分零件因过载而损坏。
4. 降低传动系中振动和噪声。
二.膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，具有一系列优点
1. 膜片弹簧具有比较理想的非线性特性，在离合器工作过程中保持传递的扭矩大致不变且离合器分离时降低了踏板力。
2. 膜片弹簧兼起了分离杠杆和压紧弹簧的作用。
3. 高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。
4. 易于实现良好的散热、通风、使用寿命长。
5. 膜片弹簧中心与离合器中心线，平衡性好
6. 膜片弹簧磨损均匀。
缺点：制造工艺复杂，成本高，对材质和尺寸精度要求高，其非线性弹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。
三.与推式相比，拉式膜片弹簧离合器的优点：
1. 结构简单紧凑，零件数目更少，质量更小。
2. 提高了压紧力和传递转矩的能力。
3. 离合器的分离效率更高，传动效率更高，拉式的踏板力比推式的一般可减少25%~30%。
4. 支承环磨损不会产生冲击和噪声。
5. 使用寿命长。
缺点：结构复杂，安装拆卸困难。
四.后备系数β对汽车性能的影响
1. 柴油机的β值应比汽油机大些
2. 汽车总质量越大，β应选得越大
3. 为了可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨时间过长，β不宜选得太小。
4. 为保证操纵轻便，β值不宜过大。
5. 当发动机后备功率大时，β应选小一些。
离合器的后备系数β：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。
离合器间隙：离合器处于正常状态，分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分离轴承与分离杠杆內端之间留有的间隙。Δt=3~4mm

第三章 机械式变速器的设计
变速器用齿轮有直尺圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮
一．直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的优缺点
斜齿圆柱齿轮具有使用寿命长，运转平稳，工作噪声低等优点，缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力，对轴承不利
二．变速器换档机构有直齿滑动齿轮、啮合套、同步器三种。（锁环式：适合传动力矩小，高速档位；锁销式：传动力矩大）
变速器中心距：对中轴式，为输入轴和输出轴之间的距离。对中间轴式，为中间轴和第二轴距离
三．变速器的主要参数的选择 
1.档数：通常变速器档数在六档以下。增加档数，可以改善汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。 
2.传动比范围：乘用车：3.0~4.5；轻型商用车：5.0~8.0； 其它商用车辆更大。通常直接当为1。有的最高档为超车档：0.7~0.8。  
3.中心距A：最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。 中心距越小，齿轮接触应力越大，齿轮寿命越短。
4.齿轮参数
螺旋角β 为使两轴向力平衡tanβ1/tanβ2=r1/r2
齿轮的变位系数（高度变位和角度变位）
作用：避免齿轮根切和配凑中心距
四．齿轮的损坏形式 ：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、移动换挡齿轮端部破坏
第四章 万向传动节设计
不等速万向节：万向节连接的两轴夹角大于零时，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度
比传递运动，但平均角速度相等的万向节。 
准等速万向节：在设计角度下工作时，以等于1的瞬时角速度比传递运动；但在其他角速下
工作时，瞬时角速度近似相等的万向节。 
等速万向节：输出轴和输入轴相等瞬时角速度比传递运动的万向节
一．双十字轴万向节传动
必须保证与传动轴相连的两万向节叉布置在同一平面内，且使两万向节夹角α1与α2相等。
二．空心传动轴具有较小的质量，能传递较大的转矩，比实心传动轴具有更高的临界转速。
三．临界转速
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。   
1， 为什么加中间支承？A，在长轴距汽车上，为了提高传动轴的临界转速，避免共振以及考虑整车总体布置上的需要，常将传动轴分段。B,在乘用车上，有时为了提高传动系的弯曲刚度，改善传动系弯曲振动特性，减小噪声，也将传动轴分成两段，当传动轴等段时，需要加中间支撑。
2， 怎样是不等速万向节等速传动？采用双万向节传动，但必须保证与传动轴相连的两万向节叉布置在同一平面内，且使两万向节夹角a1和a2相等
3， 万向节分类：（1）刚性万向节：A不等速万向节：a,十字轴万向节；B,准等速万向节：a,双联式，b,凸块式，c,三销轴式，d,球面滚轮式；C,等速万向节：a球叉式：圆弧槽滚道型，直槽滚道型；b,球笼式：Birfield型，Rzeppa型；（2）挠性万向节；

第五章 驱动桥设计
4， 半轴据其车轮端支承方式不同，分为：半浮式，3/4浮式和全浮式三种。半浮式除传递转矩外，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：3/4浮式受载与半浮式相似，只是载荷有所减轻；全浮式只承受转矩；
5， 主减速器主动锥齿轮的支承形式分为：悬臂式支承 和 跨置式支承 两种
6， 圆柱齿轮传动广泛用于发动机横置的前置前驱乘用车驱动桥和双级主减速器驱动桥以及轮边减速器，此时皆应该采用斜齿轮。
7， 主减速器可根据：齿轮类型，减速器形式，主、从动齿轮的支承形式 不同分类。
8， 主减速器的齿轮齿轮有弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮 和 蜗轮蜗杆 等形式。
9， 驱动桥功用：A，增扭、降速改变转矩的传递方向. B, 承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。
10， 驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置 和 桥壳 等组成。
11， 驱动桥的分类：断开式 、非断开式
12， 临界速度：指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。
13， 差速器作用：在两输出轴分配转矩，并保证驱动桥两侧车轮在行程不等时以不同的转速行驶，

第六章 悬架设计

一．悬架的组成和功用
组成：弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块、横向稳定器
功用：1.传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩
2.缓和路面传递给车架的冲击载荷，保证汽车的行使平顺性
3.保证汽车在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行使能力。
二．非独立悬架与独立悬架的优缺点及运用
1.非独立悬架
优点：结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。
缺点：1.刚度较大，汽车平顺性较差。2.簧下质量大。3.在不平路面行使时，左右车轮相互影响。并使车轴和车身倾斜。4.前轮跳动时，悬架易与转向传动机构产生干涉。
应用：质量大些的商用车前后悬架，某些乘用车的后悬架。
2.独立悬架
优点：1.簧下质量小。2.悬架占用空间小。3.汽车行使平顺性好4.改善了汽车的行使稳定性5.可减小车身倾斜和振动，同时在起伏路面上获得良好的地面附着能力。
缺点：结构复杂，成本较高，维修困难。
应用：主要用于乘用车和部分质量不大的商用车。
三．轴转向效应是由什么引起的
轴转向效应指前后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向时，内测悬架处于减载，而外侧悬架处于加载状态，于是内测悬架缩短，而外侧悬架伸长，结果与悬架固定连接的车轴轴线相对汽车纵向中心线偏转了一定角度α。对前轴，这种偏转使汽车不足转向增加，对后轴，则增加了汽车过多转向的趋势。
四．钢板断面形状采用非对称截面
中性面上移使受拉应力作用的一面拉应力绝对值减小，而受压应力作用的一面压应力绝对值增大，从而改善了应力在断面上的分布状况，提高了钢板弹簧的疲劳强度并节约了近10％的材料。
悬架的静扰度fc：汽车满载静止时悬架上的载荷fw与此时悬架刚度之比，即fc=fw/c

偏频：n=1/2pai根号下c/m

悬架的动绕度fd：从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车架的垂直位移。

悬架的弹性特性：悬架受到的垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对车身位移f的关系曲线。
15、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F3=，横向力越大，则作用在导向套上的摩擦力F3f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F3，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。
（2）、弹簧轴线与减振器轴线在一条线上的原因：
为了发挥弹簧反力减小横向力F3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。
L—Jo(总惯性矩)和Wo(截面系数)—hp（平均厚度）---b（断面宽度）
为什么钢板弹截面选非对称式的？因材料的抗拉性能低于抗压性能，受拉侧首先疲劳断裂，非对称断面中心轴均上移，使受拉侧应力拉应力降低，受压侧压应力增加，进而提高了钢板弹簧的疲劳强度。
第七章 转向系的设计
一．机械式转向器：齿轮齿条式转向器，循环球式，蜗杆滚轮式转向器，蜗杆指销式
二．转向器逆效率不同分：可逆式（逆效率高，自动回正，不平路易打手），极限可逆式（逆效率较低），不可逆式。
三．转向梯形
整体式，作用于非独立悬架。断开式，作用于独立悬架。
作用：汽车转弯时，保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，使在不同圆周上的车轮，作无滑动的纯滚动运动。
四．传动路径：转向盘～转向轴～转向器～转向摇臂～转向直拉杆～转向节臂～左右转向节。

转向器效率：功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的为正效率，反之为逆效率。η+=（P1-P2）/P1 P2转向器中的摩擦功率。η-=（P3-P2）/P3 P3为作用在转向摇臂轴上的功率。
力传动比：从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在转向盘上的手力Fh之比。即ip=2Fw/Fh。
角传动比：转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比。iω0=ωw/ωk。可近似用转向节臂L2与摇臂臂长L1之比来表示。
发动机悬置的作用
a.承受动力总成的重量。b.良好的隔振性能（液压悬置改变刚度和阻尼）

第八章 制动系设计

一．制动系效率高低的评价标准
制动器效能：制动器在单位输入压力或力的作用下所输出的力或力矩
制动器效能因数k：在制动鼓或制动盘的作用半径R上所得的摩擦力（Mｕ/R）与输入力Fo之比
.制动能力的热稳定性：指其效能因数K对摩擦因数f的敏感性dK/df.
二．不同形式的鼓式制动器的主要区别
1.蹄片的数量和位置不同2.张开装置的形式和数量不同3.制动时两块蹄片有无相互作用
三．鼓式制动器的分类
1.领从蹄式 两蹄上的张开力相等（液压驱动）或不等（非平衡式制动凸轮） 前进，倒退制动效果不变。两蹄片上单位压力不等，磨损不均，寿命不同
2.单向双领蹄式 前进制动时，制动效能相当高，不适宜安装在后轮，两蹄片上单位压力相等。
3.双向双领蹄式 无论前进，后退制动，两块蹄片始终为领蹄，制动效能相当高。两套管路，一套管路失效后，制动器转为领从蹄式。调整间隙困难。较广泛运用。
4.双从蹄式 制动效能稳定性好，但制动效能低，很少采用。
5.单向增力式 前进制动效能高，居各式制动器之首，双领蹄，制动器效能稳定性相当差。
6.双向增力式 调整间隙困难
四．盘式制动器分钳盘式，全盘式。
钳盘式分固定钳，浮动钳。
浮动钳分滑动钳，摆动钳。
五．制动器驱动机构可分为简单制动，动力制动，伺服制动
六．与鼓式制动器比较，盘式制动器的优缺点：
优点：1.热稳定性好；2.水稳定性好；3.制动力矩与汽车运动方向无关；4.易于构成双回路制动系，使系统有较高的可靠性和安全性；5.尺寸小、质量小、散热量好；6.压力在制动衬块上的分布比较均匀，故衬块磨损也均匀；7.更换衬块简单容易；8.陈快于制动盘之间的间隙小（0.05~0.15mm），从而缩短了制动协调时间；9.易于实现间隙自动调整
缺点：1.难以完全防止尘污和锈蚀；2.兼做驻车制动器时，所需附加的手驱动机构比较复杂；3.在制动驱动机构中必须装用助力器；4.因衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，需要高材质的衬块
6. ABS参考的是车轮滑移率

填空、判断题

1. 汽车的分类
M类：用于载客的机动车辆（至少4个车轮，座位数M1<9，其他>9，M1包括人数包括驾驶员，其他不包括）
A级（可站）、B级（不可站）人数不多于22人
Ⅰ级（允许站且走）Ⅱ级（允许站）Ⅲ级（不允许站）人数可多于22人
M1类：不超过9座（包括驾驶员）<5000kg
M2类：<5000kg A级、B级 Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级
M3类：>5000kg A级、B级 Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级
N类：用于载货的机动车辆（至少4个车轮）
N1类：≤3500kg N2类：3500kg ~12000kg N3类：＞12000kg
汽车外廓尺寸限界规定：
货车、整体式客车<12m 单铰接式客车<18m 半挂汽车列车<16.5m
全挂汽车列车<20m 不包括后视镜，车宽不超过2.5m 汽车高不超过4m
后视镜外伸量250mm 不高出300mm
3.发动机的最大功率Pemax的确定方法
a．最高车速法 公式Pemax=？ b．比功率法
4.
乘用轮胎：高速行使稳定性，安全性良好
非公路用轮胎：在恶劣条件下使用
公路花纹轮胎：在铺装路面上使用
越野花纹轮胎：在坏路面或无路地带使用
混合花纹轮胎：在路面条件变化不定的场合使用
6.发动机的布置考虑因素
上下：离地间隙和驾驶员视野
前后布置：轴荷分配和前排乘坐舒适性有影响 左右布置：
7.离合器的设计与计算
后备系数β取决于离合器工作压力F和离合器内外径
9.阻力F与减振器振动速度v之间的关系
F＝δv δ为减振器阻尼系数
相对阻尼系数ψ＝δ/（2√cms）ms为簧上质量 c为悬架系统的垂直刚度
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