《汽车设计》课后习题答案
第一章汽车总体设计
1-1 在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问为什么要有五条基准线缺一不可？各基准线是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线，结果会怎么样？答：在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求、悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。因此在绘总布置图时，要有五条基准线缺一不可。如果设计时没有统一的基准线，则会影响以后校核各部件以及尺寸是否符合整车尺寸和参数要求，并且也有可能导致方案不合理，对后续的工作造成困扰。交通事故视频集锦
确定整车的零线（三维坐标面的交线）、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。
（1）车架上平面线
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，称为车架上平面线。它作为标注垂直尺寸的基准载（前），即
z坐标线，向上为“+”、向下为“-”，该线标记为z/0。货车的车架上平面在满载静止位置时，通常与地面倾
斜0.5o~1.5o，使车架呈前低后高状，这样在汽车加速时，货箱可接近水平。为了画图方便，可将车架上平面线画成水平的，将地面线画成斜的。
（2）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，称为前轮中心线。它作为标注纵向尺寸的基准线（前），即x坐标线，向前为“-”、向后为“+”，该线标记为x/0。
（3）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，称为汽车中心线。用它作为标注横向尺寸的基准线（前），即y坐标线，向左为“+”、向右为“-”，该线标记为y/0。
（4）地面线
地平面在侧视图和前视图上的投影线，称为地面线。此线是标注汽车高度、接近角、离去角、离地间隙和货台高度等尺寸的基准线。
（5）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，称为前轮垂直线。此线用来作为标注汽车轴距和前悬的基准线。当车架与地面平
行时，前轮垂直线与前轮中心线重合（如乘用车）。
1-2 发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？
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答：（1）发动机前置前轮驱动这种布置形式目前主要在发动机排量为2.5L以下的乘用车上得到广泛应用，主要是因为有下述优点：与后轮驱动的乘用车比较，前轮驱动乘用车的前桥轴荷大，有明显的不足转向性能；因为前轮是驱动轮，所以越过障碍的能力高，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，且不再需要在变速器与主减速器之间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低（此时地板凸包仅用来容纳排气管和加强地板刚度），有利于提高乘坐舒适性；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前部，散热条件好，发动机可得到足够的冷却；行李箱布置在汽车后部，故有足够大的行李箱空间；容易改装为客货两用车或救护车；供暖机构简单，且因管路短而供暖效率高；因为发动机、离合器、变速器与驾驶员位置近，所以操纵机构简单；发动机横置时能缩短汽车的总长，加上取消了传动轴等因素的影响，汽车消耗的材料明显减少，使整备质量减轻；发动机横置时，原主减速器的锥齿轮需用圆柱齿轮取代，这又
降低了制造难度，同时在装备和使用时也不必进行齿轮调整工作，此时，变速器和主减速器可以使用同一种润滑油。（2）发动机后置后轮驱动这种布置形式在客车上得到广泛应用，主要是因为有下述优点：能较好地隔绝发动机的气味和热量，客车中、前部基本不受发动机工作噪声和振动的影响；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，可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，能够在地板下方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时，因而后桥前面的地板下方没有传动轴，则可以降低地板高度，乘客上、下车方便；传动轴长度短。
1-3 汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各质量参数是如何定义的？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。
（1）汽车的主要尺寸参数有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸等。
（2）汽车的质量参数包括整车整备质量m0、载客量、装载质量（载质量）、质量系数ηm0、汽车总质量m a、轴荷分配等。
（3）汽车性能参数包括：①动力性参数：最高车速v amax、加速时间t、上坡能
力、比功率和比转矩等；②燃油经济性参数；③汽车最小转弯直径D min；④通过性几何参数：最小离
地间隙ℎmin、接近角γ1、离去角γ2、纵向通过半径等ρ1；⑤操纵稳定性参数：转向特性参数、车身侧倾角、制动前俯角；⑥制动性参数：制动距离s t、平均制动减速度j、行车制动时的踏板力及应急制动时的操纵力；⑦舒适性：平顺性（频率、振动加速度和悬架动挠度等）、空气调节性能（温度、湿度等）、车内噪声、乘坐环境（活动空间、车门及通道宽度、内部设施等）及驾驶员的操作性能。
各质量参数定义如下：
玛莎拉蒂birdcage整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。
汽车的载客量：乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座。
汽车的载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。
质量系数是指汽车载质量与整车整备质量的比值。
汽车总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。
汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载和满载总质量的百分比来表示。
1-4 简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？
答：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时需要注意的一些问题如下：（1）整车布置的基准线（面）——零线的确定
确定整车的零线（三维坐标面的交线）、正负方向及标注方式，均应在汽车满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。
（2）发动机的布置
发动机的上下位置、前后位置、左右位置。
（3）传动系的布置
如何提高汽车舒适性转向盘的位置、转向器的位置；转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵拉杆之间的夹角，在中间位置时应尽可能布置成接近直角。
（4）悬架的布置
前钢板弹簧布置在纵梁下面，钢板弹簧前段通过弹簧销和支架与车架连接，而后端用吊耳和支架与车架相连。减振器应尽可能成直立状，以充分利用其有效行程；空间不允许时才布置成斜置状。
（5）制动系布置
制动踏板应布置在更靠近驾驶员处，并且还要做到脚制动踏板和手制动操纵
轻便。应检查杆件运动时有无干涉和死角，更不应当在车轮跳动时自行制动。布置制动管路要注意安全可靠，整齐美观。
（6）踏板的布置
离合器踏板、制动踏板和油门踏板，布置在地板凸包与车身内侧壁之间。在离合器踏板左侧，应当留出在离合器不工作时可以放下左脚的空间，因此轮罩最好不要凸出到客厢内。油门踏板一般比制动踏板稍低，油门踏板布置成朝外转的样子。
（7）油箱、备胎、行李箱和蓄电池的布置
油箱应远离消声器和排气管，更不应当布置在发动机舱内。行李箱底部应平整。蓄电池与起动机应位于同侧。
（8）车身内部布置
以运送人为主，兼顾运送少量行李的乘用车车身内部布置，必须考虑有良好的乘坐舒适性和足够的安全性。进行车身内部布置，并使之适合人体特性要求。（9）乘用车外廓尺寸的确定
H点和R点、顶盖轮廓线的确定、车身横截面。
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（10）安全带的位置
腰带在车体上的固定点位置、肩带固定点位置。
1-5 总布置设计的一项重要工作是作运动校核，运动校核的内容与意义？变速箱原理
答：（1）运动校核包括两方面内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于有相对运动的部件或零件进行运动干涉检查。
（2）运动校核的意义：上述检查关系到汽车能否正常工作，必须引起重视。
由于汽车是由许多总成组装在一起，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，如发动机前置时，会采用中间轴式或两轴式变速器的不同，使变速器输
出轴的转动方向不同，这就影响主减速器的结构，因此必须进行运动学方面的检查，以保证有足够的前进挡数。又如，转向轮的转动方向必须与转向盘的转动方向保持一致，为此应对螺杆的旋向、摇臂的位置、转向传动机构的构成等进行运动学正确性的检查。
由于车轮跳动、前轮转向运动等原因造成零、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。原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查，如转向传动机构与悬架运动的校核；作转向跳动图，确定转向轮上跳并转向到极限位置时所占用的空间，然后据此确定翼子板开口形状、轮罩形状、减振器的最大拉伸和压缩长度，同时检查转向轮与纵拉杆、车架等之间的间隙是否足够；根据悬架的跳动量，作传动轴跳动图，确定传动轴上、下跳动的极线及最大摆角，
检查传动轴与横梁的间隙，以及传动轴长度的变换量。
1-6 具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车（俗称跑车），不仅加速性好，速度高，这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点？
答：（1）优点：轴荷分配合理；传动轴的长度短；车厢内面积利用最好，并且布置座椅不会受发动机限制；乘客车门能布置在前轴之前，以利于实现单人管理。（2）缺点：发动机必须用水平对置的，因而布置在地板下部，给检修发动机带来困难；驾驶员不容易发现发动机故障；发动机在热带的冷却条件和在寒带的保温条件均不好；发动机的工作噪声、气味、热量和振动均能传入车厢内，影响乘坐舒
适性；动力总成的操纵机构复杂；受发动机所在位置影响，地板平面距地面较高，乘客上、下车要么不用低踏板，要么增加踏板级数，两者都增加了上、下车的困难；汽车质心位置高；在土路上行驶时，发动机极易被泥土弄脏。