汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)大綱

汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)大綱

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

《汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)》

課程名稱：《汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)》

參考教材：

《汽車設(shè)計(jì)》第3版吉林工業(yè)大學(xué)王望予主編機(jī)械工業(yè)出版社《汽車工程手冊(cè)一基

礎(chǔ)篇》人民交通出版社適用專業(yè)：技術(shù)類、管理類各專業(yè)

考試題型：選擇題、填空題、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、綜合分析題（含計(jì)算）?？荚噺?fù)

習(xí)大綱內(nèi)容：

第一章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能

1.1發(fā)動(dòng)機(jī)概論

1.1.1汽車發(fā)動(dòng)機(jī)歷史

1.1.2發(fā)動(dòng)機(jī)的分類及工作原理

1.1.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)的分類

（-）熱力發(fā)動(dòng)機(jī)定義及分類

熱力發(fā)動(dòng)機(jī)：將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)。

（二）車用內(nèi)燃機(jī)分類

1）按實(shí)際的循環(huán)方式分類

①四沖程內(nèi)燃機(jī)，由活塞移動(dòng)四個(gè)行程或曲軸兩轉(zhuǎn)完成一個(gè)循環(huán)；②二沖程內(nèi)燃機(jī)，

由活塞移動(dòng)二個(gè)行程或曲軸一轉(zhuǎn)完成一個(gè)循環(huán)。

2）按使用的燃料種類分類

①液體燃料內(nèi)燃機(jī)，其中有汽油機(jī)、柴油機(jī)和醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)等;

②多種液體燃料內(nèi)燃機(jī)，可使用輕質(zhì)到重質(zhì)的液體燃料與其他代用燃料；

③氣體燃料內(nèi)燃機(jī)，其中有壓縮天然氣（CNG）發(fā)動(dòng)機(jī)、液化石油氣（LPG）發(fā)動(dòng)機(jī)等；

④液-氣混合燃料內(nèi)燃機(jī)，基本燃料是氣體，少量的液體作為點(diǎn)燃用。

3）按冷卻方式分類

①水冷式內(nèi)燃機(jī)；

②風(fēng)冷式內(nèi)燃機(jī)。

4）按氣缸數(shù)目分類

①單缸內(nèi)燃機(jī)；

②多缸內(nèi)燃機(jī)。多缸內(nèi)燃機(jī)還可根據(jù)氣缸排列形式進(jìn)一步分類為直列、對(duì)置、V型等發(fā)

動(dòng)機(jī)。

5）按進(jìn)氣方式分類

①非增壓式內(nèi)燃機(jī)，也稱自然吸氣式內(nèi)燃機(jī)，它依靠活塞使工作氣體吸入氣缸；②增

壓式內(nèi)燃機(jī)，為增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使進(jìn)入氣缸的工作氣體先經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮增壓后，再

供入氣缸。

6）按點(diǎn)火方式分類

①外部點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，利用點(diǎn)火花點(diǎn)燃工作混合氣，汽油機(jī)屬于此類；②壓燃點(diǎn)火式

內(nèi)燃機(jī)，利用壓縮終了的高溫使燃油自燃，柴油機(jī)屬于此類。

7）按循環(huán)的加熱方式分類

①等容加熱循環(huán)內(nèi)燃機(jī)，如汽油機(jī)；

②等壓加熱循環(huán)內(nèi)燃機(jī)，如高增壓的低速大型柴油機(jī)；

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③混合加熱循環(huán)內(nèi)燃機(jī)，如高速柴油機(jī)。

8）按負(fù)荷的調(diào)節(jié)方式分類

①量調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)，依靠控制每循環(huán)工質(zhì)氣體數(shù)量的多少調(diào)節(jié)負(fù)荷，

②質(zhì)調(diào)節(jié)式內(nèi)燃機(jī)，依靠控制工質(zhì)混合氣的濃度來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷。

1.1.2.2內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)

內(nèi)燃機(jī)具有熱效率高、體積小、質(zhì)量輕、便于移動(dòng)、功率范圍廣、適應(yīng)件好，起動(dòng)性能

好等優(yōu)點(diǎn)。但內(nèi)燃機(jī)也有振動(dòng)大、噪聲大，排放有害成分污染大氣等不足。

1.1.2.3往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造

發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造比較復(fù)雜，它由許多機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成。不同類型和用途的內(nèi)燃機(jī)其構(gòu)造各

不相同，但其功用是一致的。往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)通常有下列部分構(gòu)成：機(jī)體與氣缸蓋、曲柄連

桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、點(diǎn)火系、冷卻系、潤(rùn)滑系和起動(dòng)裝置，對(duì)于電控發(fā)動(dòng)機(jī)還裝

有電控系統(tǒng)。

1.1.2.3往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

1）四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理

①進(jìn)氣行程

進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，活塞上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)，曲軸的曲柄由0°轉(zhuǎn)到180°,

新鮮空氣（或可燃混合氣）被吸入氣缸。

②壓縮行程

進(jìn)、排氣門全部關(guān)閉，曲軸推動(dòng)活寒由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)個(gè)行程，曲柄由180°轉(zhuǎn)

到360°,氣缸內(nèi)的氣體被壓縮。

③膨脹行程

進(jìn)、排氣門全部關(guān)閉，燃?xì)馀蛎?，活塞由上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)，通過(guò)連桿使位曲軸旋轉(zhuǎn)

對(duì)外作功，曲柄由360°轉(zhuǎn)到540°。

④排氣行程

排氣門開啟，活塞由下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)，曲柄由540°轉(zhuǎn)到720°,燃燒后的廢氣從

排氣門處排出氣缸。

2）二沖程內(nèi)燃饑的工作原理

二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮過(guò)程、燃燒過(guò)程和膨脹過(guò)程與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的工作過(guò)程完全

相同、不同之處在于換氣過(guò)程，用排氣和掃氣過(guò)程進(jìn)行換氣。

膨脹行程后期，排氣口開啟，氣缸內(nèi)的廢氣經(jīng)排氣口開始排出?；钊^續(xù)下行，掃氣口

打開，壓縮空氣（或混合氣）開始從掃氣口進(jìn)入氣缸，將廢氣由氣缸內(nèi)趕出（掃氣），活塞

上行，新氣從近期口進(jìn)入曲軸箱內(nèi)，排氣口關(guān)閉，氣體交換過(guò)程結(jié)束，壓縮過(guò)程開始，活

塞運(yùn)行到上止點(diǎn)附近時(shí).開始燃燒過(guò)程。

1.1.3對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求

對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求主要有：排氣污染小、燃油經(jīng)濟(jì)性好、高動(dòng)力輸出、結(jié)構(gòu)緊

湊、質(zhì)量輕、振動(dòng)噪聲低、可靠耐久、成本低等。

1.1.4未來(lái)汽車動(dòng)力

1）新型動(dòng)力裝置

①燃?xì)廨啓C(jī)

②電動(dòng)車

2）新能源燃料及代用燃料

①醇

②壓縮天然氣（CNG）和液化石油氣（LPG）

③氫

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1.2循環(huán)與熱效率

1.2.1效率、功率和平均有效壓力的定義

1.2.1.1熱效率

1）發(fā)動(dòng)機(jī)消耗的熱量

提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的單位質(zhì)量燃料完全燃燒所放出的熱量，被稱為燃料的低熱值。

2）熱效率的定義

轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臒崃颗c發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的熱量的比值。

3）示功圖

圖1-2-1是氣缸內(nèi)壓力隨氣缸內(nèi)容積的變化關(guān)系，對(duì)于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，由進(jìn)氣（ra

線）、壓縮（ac線）、燃燒（cz線）、膨脹（zb線）和排氣（br線）四個(gè)過(guò)程組成，曲

軸每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)四個(gè)沖程，發(fā)動(dòng)機(jī)由此完成一個(gè)工作循環(huán)，做功一次。

4）理論熱效率

理論循環(huán)的熱效率簡(jiǎn)稱理論熱效率，定義為工質(zhì)所作的循環(huán)功與循環(huán)加熱量的比值，它

可用于評(píng)定循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。

5）指示熱效率

發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)指示功與其所消耗的燃料的熱量的比值

6）有效熱效率

發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)的指示功不能完全對(duì)外輸出，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上所輸出的有效功，它是

循環(huán)指示功與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失功之差。

機(jī)械損失功包括：

①發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)零件的摩擦損失；

②發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)附屬機(jī)構(gòu)的損失；

③進(jìn)行進(jìn)、排氣過(guò)程所消耗的泵氣損失。

1.2.2理論空氣循環(huán)

1.2.2.1空氣循環(huán)定義

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理論循環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作的一種抽象與簡(jiǎn)化，目的是為了進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的定量分析處

理。

發(fā)動(dòng)機(jī)可有三種理論空氣循環(huán)，即定容加熱循環(huán)、定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)。

1.2.2.2定容循環(huán)

定容循環(huán)是在容積不變的條件下對(duì)工質(zhì)加熱的循環(huán).汽油機(jī)的混合燃燒迅速，氣缸內(nèi)壓

力、溫度增加很快，可認(rèn)為其燃燒放熱基本上是在氣缸容積一定的條件下進(jìn)行的、可以簡(jiǎn)

化為定容加熱循環(huán)。

如圖1-2-2所示，在這個(gè)循環(huán)中，工質(zhì)由始點(diǎn)a,經(jīng)絕熱壓縮點(diǎn)c,然后定容加入熱量

Q1到z,再絕熱膨脹到b,最后定容派出熱量Q2,由b點(diǎn)回到a點(diǎn)。

圖1-2-2定容加熱循環(huán)

1.2.2.3定壓循環(huán)

在壓力不變的條件下對(duì)工質(zhì)加熱的循環(huán)稱為定壓加熱循環(huán)，如圖11-2-3所示。在高增壓

和低速的大型柴油機(jī)中，由于受燃燒最高壓力的限制，大部分燃燒將在上止點(diǎn)以后燃燒，

燃燒時(shí)氣缸壓力變化不大，可以簡(jiǎn)化為定壓加熱循環(huán)。

圖1-2-3定壓加熱循環(huán)

1.2.2.4混合加熱循環(huán)的熱效率

圖1-2-4表示定容加熱和定壓加熱的混合加熱循環(huán)，由圖可以看出定容加熱循環(huán)、定壓

加熱循環(huán)是混合加熱循環(huán)的兩種特殊情況。

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圖1-2-4混合加熱循環(huán)

1.2.4實(shí)際循環(huán)

1.2.4.1實(shí)際循環(huán)中的損失

冷卻傳熱損失、時(shí)間損失、不完全燃燒和后燃引起的損失、換氣損失、漏泄損失。

1.2.4.2機(jī)械損失

活塞、活塞環(huán)與氣缸壁間的摩擦損失，連桿、曲軸與軸承間的摩擦損失，驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)

的損失，驅(qū)動(dòng)各種附屬機(jī)構(gòu)的損失，泵氣損失，帶動(dòng)機(jī)械增壓器的損失。

1.2.4.3發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡

熱量的分配大致可分為四大項(xiàng)：

①轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)有效功的熱量；

②傳遞給冷卻介質(zhì)（冷卻水、冷卻空氣和潤(rùn)滑油等）帶走的熱量；

③隨排出廢氣帶走的熱量；

④余項(xiàng)熱量損失，如輻射熱損失、不完全燃燒和其他沒(méi)有計(jì)及得熱損失等。

1.3燃油消耗率

1.3.1燃油消耗率定義

發(fā)動(dòng)機(jī)每作IkWh的有效功所消耗的燃油量稱為有效燃油消耗率。對(duì)于汽車車輛的燃油

經(jīng)濟(jì)性的衡量指標(biāo)，是指一定行駛里程的汽車燃油消耗量或一定燃油消耗量能使汽車行駛

的里程。

1.3.2對(duì)燃油消耗的影響因素

1）設(shè)計(jì)因素，包括壓縮比、循環(huán)的各種損失以及機(jī)械損失等；

2）運(yùn)轉(zhuǎn)因素，包括點(diǎn)火正時(shí)（柴油機(jī)中為噴射正時(shí)），混合氣成分、空然比、廢氣再

循環(huán)率、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷率等。

1.4輸出功率與轉(zhuǎn)矩

發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由曲軸輸出的轉(zhuǎn)矩稱有效轉(zhuǎn)矩Te,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n（r/min）時(shí)，轉(zhuǎn)矩與

輸出的有效功率有如下關(guān)系：

Te9550Pen

式中：Pe——有效功率，kW；

n---發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；

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Te——有效轉(zhuǎn)矩，Nm?

1.5發(fā)動(dòng)機(jī)增壓

L5.1發(fā)動(dòng)機(jī)增壓的目的

增壓就是設(shè)法將空氣經(jīng)過(guò)增壓器提高進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的允量密度P,以提高充填效率和

平均壓力，從而達(dá)到高功率與燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。

1.5.2發(fā)動(dòng)機(jī)增壓方式

1）機(jī)械增壓；

2）廢氣渦輪增壓；

3）復(fù)合式增壓系統(tǒng)。

第二章汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性

動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)：

1）汽車的最高車速

2）汽車的加速時(shí)間

3）汽車的最大爬坡度

2.1汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力

2.1.1驅(qū)動(dòng)力

汽車驅(qū)動(dòng)力：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)傳動(dòng)系傳至車輪，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩T。該力矩使輪胎

支撐面上產(chǎn)生沿地面向后的作用力，同時(shí)地面給驅(qū)動(dòng)輪一反作用力，這反作用力推動(dòng)汽車

前進(jìn)，稱為汽車的驅(qū)動(dòng)力。

發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率：發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠提供的發(fā)動(dòng)機(jī)特性圖常是在試驗(yàn)臺(tái)上拆下制動(dòng)用空壓機(jī)、

動(dòng)力轉(zhuǎn)向用油泵、懸掛用壓縮機(jī)等條件下測(cè)得的功率，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率。

使用外特性曲線：帶上全部附件設(shè)備測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線稱使用外特性曲線。傳

動(dòng)系機(jī)械效率：傳至驅(qū)動(dòng)輪上的功率與發(fā)動(dòng)機(jī)功率的比值。

傳動(dòng)系功率損失：主要由機(jī)械損失和液力損失組成。輪胎半徑的四種表示方法：自由

半徑、靜力半徑、動(dòng)力半徑、滾動(dòng)半徑。

對(duì)汽車做動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，輪胎半徑應(yīng)采用動(dòng)力半徑；

對(duì)汽車做運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)，輪胎半徑應(yīng)采用滾動(dòng)半徑。

傳動(dòng)系傳動(dòng)比：汽車行駛速度與變速器擋位及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系：

u0.377rnigi0

2.1.2行駛阻力

行駛阻力：汽車行駛必須克服滾動(dòng)阻力Ff、空氣阻力Fw、上坡阻力Fi、加速阻力Fj

滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面種類、行駛速度、輪胎構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)?？諝庾枇Γ嚎諝?/p>

阻力由壓力阻力和摩擦阻力組成；壓力阻力又分為形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力和誘

導(dǎo)阻力四部分。

空氣阻力影響因素：

CDAu2

Fw21.15

空氣阻力與空氣阻力系數(shù)CD和迎風(fēng)面積A成正比，降低CDA值，特別是降低CD值，是

降低空氣阻力的主要手段。

上坡阻力：汽車上坡行駛時(shí)，汽車重力沿坡道的分力稱為上坡阻力。

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加速阻力：汽車加速行駛時(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，稱為加速阻力

Fj。

duFJmdt

2.1.3行駛特性圖

行駛特性圖：指驅(qū)動(dòng)力-速度、行駛阻力-速度、各擋發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速-速度、滾動(dòng)阻力及上

坡阻力與速度關(guān)系的總稱。

從驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖上可以看出：當(dāng)坡度為零時(shí)，行駛阻力曲線與驅(qū)動(dòng)力曲線的

交點(diǎn)即為最高車速Umax。當(dāng)車速低于最高車速時(shí)，驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力，這時(shí)汽車

就可利用剩余的驅(qū)動(dòng)力加速或者爬坡。當(dāng)需要在低于最高車速工作時(shí)，駕駛員可關(guān)小節(jié)

流閥開度，發(fā)動(dòng)機(jī)只在部分負(fù)荷特性工作，達(dá)到驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力新的平衡。

2.2汽車的動(dòng)力性能

2.2.1最高車速：無(wú)風(fēng)條件下，汽車在平坦路面上行駛，行駛阻力與驅(qū)動(dòng)力相平衡時(shí)達(dá)

到的穩(wěn)定車速稱為最高車速。

umax21.15(FtfG)/CDA

2.2.2加速性能

汽車加速性能主要分原地起步加速性能和超車加速性能。

原地起步加速性能指汽車由低擋起步并以最大加速度逐步換至高擋后到達(dá)某一預(yù)定距

離或車速所需要的時(shí)間。

超車加速性能指汽車用最高擋或次高擋從某一中間車速全力加速到某一高速時(shí)所需的

時(shí)間。

2.2.3爬坡性能

汽車的爬坡能力：指汽車滿載在良好路面上等速行駛的最大爬坡度。

aarcsinFt(FfFw)

G

2.3汽車行駛的附著條件和附著率

2.3.1汽車行駛附著條件

汽車行駛的驅(qū)動(dòng)-附著條件：

FtFfFwFi

CFXFZ

影響附著力和附著系數(shù)的因素：附著載荷、輪胎氣壓、輪胎尺寸和輪胎結(jié)構(gòu)、輪胎花

紋、車速。

2.3.2汽車的地面法向反作用力（了解）

2.3.3作用在從動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)輪上的切向反作用力（了解）

2.3.4附著率（了解）

前后驅(qū)動(dòng)輪的附著率大小對(duì)汽車爬坡度大小的影響。

2.4汽車的駕駛性能

駕駛性能：指駕駛員在行駛過(guò)程中對(duì)振動(dòng)、噪聲、起動(dòng)性、怠速穩(wěn)定性及舒適性的感覺

程度。

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2.4.1駕駛性能的表示方法

1）駕駛性方面：①汽車波動(dòng)，②加速不暢，③車速回落，④汽車加速遲緩，⑤熄火；

2）噪聲、振動(dòng)方面：①怠速不穩(wěn)定，②回火，③放炮，④自然點(diǎn)火，⑤爆震；

3）起動(dòng)性方面：①冷起動(dòng)性，②再起動(dòng)性。

2.4.2各種環(huán)境下汽車駕駛性能的變化

惡劣環(huán)境下使用汽車容易發(fā)生的一些現(xiàn)象：①氣阻，②滲漏，③結(jié)冰。

2.4.3汽油特性與駕駛性能

汽油RVP(蒸發(fā)壓力)較高或海拔較高時(shí)，產(chǎn)生氣阻的溫度就低。

2.5汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

2.5.1燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)

汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性：指在保證動(dòng)力性的條件下，汽車以盡量少的耗油量經(jīng)濟(jì)行駛的能

力。評(píng)價(jià)指標(biāo)：一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的油耗量或者一定燃油量能使汽車行駛

的里程。

等速行駛百公里燃油消耗量：常用來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)用燃油經(jīng)濟(jì)性，指汽車在額定載荷下，以最

高擋在水平良好的路面上等速行駛100公里的燃油消耗量。

我國(guó)油耗評(píng)價(jià)指標(biāo)：?jiǎn)雾?xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)有等速百公里燃油消耗量，最高擋全節(jié)氣門加速行駛

500m的加速油耗。綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)有循環(huán)工況燃油量。

汽車燃油消耗方程式：

geCDAu2GduQS(GfGi)3672T21.15gdt

本公式全面反映了汽車燃油消耗量與發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)及行駛條件之間的關(guān)

系，對(duì)于分析燃油經(jīng)濟(jì)性有重要指導(dǎo)意義。

2.5.4影響燃油經(jīng)濟(jì)性的因素

影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素：發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車及使用三個(gè)方面。

影響發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的因素：熱效率和機(jī)械損失。

汽車結(jié)構(gòu)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響：汽車總質(zhì)量、變速器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向及空調(diào)等、輪胎。汽

車使用情況對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響：車速、行駛阻力。

不同行駛速度下行駛阻力對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性影響的變化：行駛阻力主要由滾動(dòng)阻力和空氣阻

力組成。滾動(dòng)阻力受輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)和車重的影響。空氣阻力受空氣阻力系數(shù)和迎風(fēng)面

積的影響。等速行駛時(shí)，滾動(dòng)阻力是燃油經(jīng)濟(jì)性的主要影響因素之一，而高速行駛時(shí)空氣

阻力對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性影響較大。改善低速時(shí)的油耗，主要是降低滾動(dòng)阻力，而改善高速時(shí)的

油耗量的有效措施是降低空氣阻力。

2.5.5改善燃油經(jīng)濟(jì)性的途徑

主要途徑：改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能、變速器傳動(dòng)比的合理選擇、空氣阻力的下降、降低滾動(dòng)阻

力及提高輔助裝置的效率。

第三章汽車動(dòng)力傳動(dòng)

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)：指動(dòng)力裝置輸出的動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)到達(dá)驅(qū)動(dòng)車輪之間的一系列部件的

總和，它使汽車實(shí)現(xiàn)起步、變速、減速、差速、變向等功能，為汽車提供良好的動(dòng)力性與

燃油經(jīng)濟(jì)性能。

3.1動(dòng)力傳動(dòng)概述

3.1.1理想的動(dòng)力傳動(dòng)特性

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

理想動(dòng)力傳動(dòng)特性：理想的動(dòng)力傳動(dòng)特性應(yīng)具備在全開節(jié)氣門時(shí)，各種車速工況下，均

對(duì)應(yīng)于動(dòng)力裝置的最大功率點(diǎn)工作；部分節(jié)氣門開啟時(shí).，亦保持該節(jié)氣門開度下所能發(fā)出

的最大功率，從而使車輪輸出恒定的最大功率。

3.1.2最佳燃油經(jīng)濟(jì)性特征

3.1.3動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的功能

動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)功能：起步功能、變速與變矩功能、轉(zhuǎn)矩分配功能、傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。汽

車驅(qū)動(dòng)方式：

①發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)（FF）,

②發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)（FR）,

③發(fā)動(dòng)機(jī)前置四輪驅(qū)動(dòng)（4WD）,

④發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)（RR）,

⑤發(fā)動(dòng)機(jī)后置四輪驅(qū)動(dòng)（4WD）,

⑥發(fā)動(dòng)機(jī)中置后輪驅(qū)動(dòng)（MR）,

⑦發(fā)動(dòng)機(jī)中置四輪驅(qū)動(dòng)（M4WD）。

前置前驅(qū)布置的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、穩(wěn)定性好、高速行駛安全性好。多用于轎車

布置。

后置后驅(qū)布置的優(yōu)點(diǎn)：軸荷分配合理、振動(dòng)噪聲與熱量可由汽車尾部傳出、提高了乘坐

舒適性、視野性好、車廂有效面積利用率高、行李箱容積大。多用于大客車布置。

3.1.4發(fā)展趨勢(shì)

發(fā)展趨勢(shì)：

①進(jìn)一步提高燃油經(jīng)濟(jì)性

②提高安全性與操縱穩(wěn)定性

③提高乘坐舒適性

④電子化

⑤開發(fā)新裝置

3.2離合器

定義：汽車在起步、制動(dòng)與換檔時(shí)必須先切斷動(dòng)力，然后再與內(nèi)燃機(jī)接合將動(dòng)力傳給傳

動(dòng)系，能夠完成此項(xiàng)功能的機(jī)構(gòu)稱為離合器。

分類：

按構(gòu)造分類：

單片

多片

單片

多片

干式圓盤式離合器摩擦離合器

圓錐式離合器

離合器液力離合器

電磁離合器

濕式

干式濕式

按操縱方式分類：

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

連桿式

鋼索式

機(jī)械式

踏板操縱離合器液壓式

離合器

自動(dòng)離合器

電動(dòng)式機(jī)械式

液力式

電磁式

干式離合器功能：

①傳遞動(dòng)力

②動(dòng)力的切斷與接合

③扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的吸收

④發(fā)展趨勢(shì)：提高舒適性及降低噪聲、提高操縱方便性、摩擦材料的

改進(jìn)。

3.3液力傳動(dòng)

定義：以液體為介質(zhì)在閉合的循環(huán)流道內(nèi)，通過(guò)動(dòng)能變化來(lái)傳遞動(dòng)力的葉片傳動(dòng)機(jī)械。

液力傳動(dòng)基本型式：液力偶合器，液力變矩器

液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配意義：

①充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)及液力變矩器的性能

②選定合理的液力傳動(dòng)裝置

③使車輛獲得滿意的使用性能

3.4萬(wàn)向傳動(dòng)

定義：能在兩軸夾角不變或變化時(shí)，將轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從一個(gè)軸傳到另一個(gè)軸的機(jī)械裝

置。

萬(wàn)向傳動(dòng)分類：剛性萬(wàn)向節(jié)，撓性萬(wàn)向節(jié)。

剛性萬(wàn)向節(jié)分類：按傳遞性能不同分為不等速萬(wàn)向節(jié)，準(zhǔn)等速萬(wàn)向節(jié)，等速萬(wàn)向節(jié)。

3.5轉(zhuǎn)矩變化器

3.5.1手動(dòng)變速器(MT)

分類：

按齒輪的種類及排列方式不同分類：

平行2軸式

平行3軸式

平行4軸式平行軸式中間軸式

傾斜軸式

手動(dòng)變速器

行星齒輪式

按齒輪的嚙合方式不同分類：

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

滑動(dòng)選擇式

手動(dòng)變速器常嚙合式

同步嚙合式

同步器：是用在工作表面產(chǎn)生摩擦力矩克服被嚙合件的慣性力矩，使之達(dá)到同步才能換

上新?lián)跷坏臋C(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)換檔輕便、平穩(wěn)。

手動(dòng)變速器發(fā)展趨勢(shì)：

①實(shí)現(xiàn)多擋化

②廣泛采用垂直剖分殼體代替?zhèn)鹘y(tǒng)整體式結(jié)構(gòu)；

③前置前驅(qū)動(dòng)FF化，全輪驅(qū)動(dòng)4WD化，系列化程度不斷提高；

④提高壽命；

⑤操縱輕便性。

3.5.2自動(dòng)變速器

分類：液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）,電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）,機(jī)械式無(wú)級(jí)變

速器（CVT）,

3.6分配機(jī)構(gòu)

3.6.1差速裝置

采用差速裝置的原因：汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，內(nèi)、外側(cè)車輪中心在同一時(shí)間內(nèi)移過(guò)的曲線距

離不同，外側(cè)大于內(nèi)側(cè)，若內(nèi)、外側(cè)車輪固定在同一根軸上，必然是外輪邊滾動(dòng)邊滑移，

內(nèi)輪邊滾動(dòng)邊滑轉(zhuǎn)，結(jié)果增加了輪胎的磨損，惡化了轉(zhuǎn)向和制動(dòng)性能。對(duì)4WD或多軸驅(qū)動(dòng)

汽車軸間如無(wú)差速器同樣也會(huì)在軸間產(chǎn)生類似的現(xiàn)象，并且有寄生功率循環(huán)傳遞，從而增

大驅(qū)動(dòng)輪載荷，增加總的能量耗損；降低汽車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和通過(guò)性，并加速傳動(dòng)

系統(tǒng)的損壞，這就是為什么需要差速裝置的原因。

輪間差速裝置：用于吸收左右輪產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速差和向兩邊分配相等的轉(zhuǎn)矩。

軸間差速裝置：除協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)速差以外，還要向前、后輪按所需比例分配動(dòng)力。

3.6.2動(dòng)力分配裝置

定義：是為了對(duì)前、后輪或多軸汽車進(jìn)行動(dòng)力分配的裝置，以保證汽車有足夠的驅(qū)動(dòng)

力，提高汽車的爬坡能力與行駛中的穩(wěn)定性。通常其中安裝有差速機(jī)構(gòu)，以消除因前后輪

半徑不同而弓I發(fā)的轉(zhuǎn)速差。

3.6.3差速限制裝置(LSD)

使用原因：汽車的一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在泥濘、砂土或冰雪等附著系數(shù)較小的路面上行駛時(shí)，若

該側(cè)驅(qū)動(dòng)輪處于滑轉(zhuǎn)狀態(tài)，則汽車不能從滑動(dòng)中解脫出來(lái)。為彌補(bǔ)這種缺陷，在差速裝置

中裝有差速限制裝置。

分類：

①轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式；

②轉(zhuǎn)速差感應(yīng)式；

③電子控制式；

④電磁控制式；

3.7動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制

3.7.1自動(dòng)變速控制

組成：

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

①控制系統(tǒng)能源；

②換檔范圍與換檔規(guī)律選擇機(jī)構(gòu)；

③控制參數(shù)信號(hào)變換器；

④換檔控制器；

⑤變速執(zhí)行機(jī)構(gòu)

⑥變速(換檔)品質(zhì)控制

3.7.3驅(qū)動(dòng)力防滑控制

定義：驅(qū)動(dòng)防滑控制（ASR）又稱為牽引力控制（TCS）,是適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高功率化，即

使在打滑的路面上行駛，也可以限制驅(qū)動(dòng)輪過(guò)度滑轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生最佳縱向牽引力的安全控制系

統(tǒng)，是制動(dòng)防抱死（ABS）基本思想在驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域上的應(yīng)用和發(fā)展。

第四章離合與制動(dòng)

4.1離合器

4.1.1離合器概念：

汽車在起步、制動(dòng)與換檔時(shí)必須先切斷動(dòng)力，然后再與內(nèi)燃機(jī)接合將動(dòng)力傳給傳動(dòng)系,

將能完成此項(xiàng)功能的機(jī)構(gòu)稱為離合器。離合器可按結(jié)構(gòu)和操縱方式不同進(jìn)行分類，見下

表：

離合器分類

1按構(gòu)造分類：

2按操縱方式分類：

員工成K路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

與手動(dòng)變速器或動(dòng)力中斷換檔的自動(dòng)變速器相匹配的離合器為干式離合器，濕式離合器

有小型化和可降低遲滯力矩的優(yōu)點(diǎn)，主要用于動(dòng)力換檔的自動(dòng)變速中。本節(jié)僅對(duì)前者論

述。其功能如下：

1）傳遞動(dòng)力

內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力，經(jīng)離合器蓋通過(guò)傳動(dòng)片傳給離合器壓盤，因彈簧（膜片彈簧或螺旋彈

簧）壓進(jìn)力作用將產(chǎn)生的摩擦力傳給從動(dòng)盤，進(jìn)而傳至變速器輸入軸。

2）動(dòng)力的切斷與接合

（1）分離

換檔開始時(shí)，通過(guò)分離杠桿的作用使從動(dòng)盤的摩擦面在飛輪與壓盤之間產(chǎn)生間隙，用來(lái)

保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不再向變速器傳輸。

(2)接合

汽車起步時(shí)，在離合器接合過(guò)程中傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)方程：

3)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的吸收

傳動(dòng)系是一個(gè)多質(zhì)量的彈性扭振系統(tǒng)，有集中質(zhì)量、往復(fù)質(zhì)量和平移質(zhì)量，其間以彈性

連系著，并存在各類阻尼的扭振系統(tǒng)。

當(dāng)干擾力或汽車部件速度變化產(chǎn)生的慣性力矩的頻率與其一致時(shí)便發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，嚴(yán)重

影響傳動(dòng)系部件壽命和乘坐舒適性，故在從動(dòng)盤上均裝有扭轉(zhuǎn)減震器，其扭轉(zhuǎn)剛度現(xiàn)已多

級(jí)化，且阻尼力矩可變，隨扭轉(zhuǎn)角增大，由低摩擦系數(shù)的襯片轉(zhuǎn)入高摩擦系數(shù)襯片使阻尼

力矩值也逐級(jí)增加

4)發(fā)展趨勢(shì)

(1)提高舒適性及降低噪音

扭轉(zhuǎn)減震器的多級(jí)化，現(xiàn)有的已達(dá)到5級(jí)，扭轉(zhuǎn)角擴(kuò)大到15°,還有的用橡膠代替螺旋

彈簧且用橡膠材料代替由摩擦材料構(gòu)成的阻尼器。可獲得更理想的非線性阻尼特性。近

來(lái)，雙飛輪也已實(shí)用化，它將飛輪轉(zhuǎn)化為兩個(gè)小飛輪，并在其中放置減振彈簧，可降低動(dòng)

力傳動(dòng)系統(tǒng)固有頻率；加大減振彈簧的位置半徑，允許增大轉(zhuǎn)角，從而降低剛度；使其獲

得更好的減振效果，但成木提高3?4倍，故進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料選用和采用先進(jìn)的成

型技術(shù)等來(lái)降低成本是今后的開發(fā)焦點(diǎn)

(2)提高操縱方便性——自動(dòng)離合器

電控自動(dòng)離合器的再度興起，充分說(shuō)明操縱方便性的重要性。目前膜片彈簧已在相當(dāng)多

的車型上取代了螺旋彈簧，其中拉式膜片彈簧離合器與推式膜片彈簧離合器比較，主要優(yōu)

點(diǎn)之一就是拉式的支點(diǎn)在膜片彈簧的外緣處，使分離杠桿比擴(kuò)大，改善了操縱輕

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

便性

(3)摩擦材料的改進(jìn)

摩擦材料的改進(jìn)一方面是出自于環(huán)保和防止公害的要求，使無(wú)石棉材料的使用得到重視

與推廣；另一方面是為了保證可靠地傳遞日益增高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，于是出現(xiàn)了高摩

擦系數(shù)襯片，它具有良好的熱穩(wěn)定性、耐磨損性和高速旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度?？傊?，離合器正向高可

靠性，長(zhǎng)壽命，操縱輕便，行駛舒適和無(wú)須維護(hù)的方向發(fā)展。

汽車制動(dòng)性

4.2制動(dòng)力學(xué)

4.2.1制動(dòng)能力

汽車的地面制動(dòng)力首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力，但同時(shí)又受輪胎一道路附著條件的限制。

所以只有當(dāng)汽車具有足夠的制動(dòng)器摩擦力矩，同時(shí)輪胎與道路又能提供高的附著力時(shí)，汽

車才有足夠的地面制動(dòng)力而獲得良好的制動(dòng)性。

汽車的制動(dòng)能力常用制動(dòng)效能反映。制動(dòng)效能是汽車以一定初速迅速制動(dòng)到停車的制動(dòng)

距離或制動(dòng)過(guò)程中的制動(dòng)減速度。

一般液壓制動(dòng)系的反應(yīng)時(shí)間為0.015-0.03s,氣壓制動(dòng)系為0.05~0.06s；液壓制動(dòng)系

為0.015?0.3s,氣壓制動(dòng)系為0.3?0.8s。

制動(dòng)距離與汽車的行駛安全有直接的關(guān)系。制動(dòng)距離是指在一定制動(dòng)初速度下，汽車從

駕駛員踩著制動(dòng)踏板開始到停住為止所駛過(guò)的距離。

4.2.2制動(dòng)力分配

4.2.2.1理想制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線

在任何輪胎一地面附著系數(shù)之下，汽車在水平路面制動(dòng)時(shí)均能使雙軸汽車前、后軸車輪

同時(shí)接近抱死狀態(tài)的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線稱為理想制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線。

4.2.2.2實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線與同步附著系數(shù)

_實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)B常用前輪制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)力之比來(lái)表

示。

4.2.2.3輪胎一道路附著性能的利用

前軸車輪防止抱死所需的輪胎一地面附著系數(shù)與后軸車輪防止抱死所需的輪胎一地面附

著系數(shù)與制動(dòng)減速度系數(shù)的關(guān)系曲線稱為輪胎一地面附著性能利用曲線

4.2.2.4

具有前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比值為一常數(shù)的制動(dòng)系統(tǒng)，已很難滿足汽車制動(dòng)性能的要求。

目前不少汽車裝有各種調(diào)節(jié)閥，以獲得適應(yīng)制動(dòng)性能要求的實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，

4.3.3駐車制動(dòng)力學(xué)

汽車可能停駐的極限上坡路坡道角a1可根據(jù)后軸上的附著力與制動(dòng)力相等的條

件求得，同理可推導(dǎo)出汽車可能停駐的極限下坡路坡道角。

4.2制動(dòng)力矩計(jì)算

4.2.1制動(dòng)器效能因數(shù)

制動(dòng)器效能因數(shù)是指在制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤的作用半徑上所得的摩擦力與輸入力之比。鼓

式制動(dòng)器是施加于制動(dòng)蹄的張開力，盤式制動(dòng)器為制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力。制動(dòng)器的

效能因數(shù)取決于制動(dòng)器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)參數(shù)等因數(shù)，并受摩擦片的摩擦系數(shù)變化

的影響。此外，由于制動(dòng)器回位彈簧、制動(dòng)鼓、制動(dòng)蹄和摩擦片具有彈性，效能因數(shù)也會(huì)

因制動(dòng)器的輸入力不同而有變化，但對(duì)自行加力作用較低的制動(dòng)器，

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

這一變化大體成線性。

4.2.2鼓式制動(dòng)器效能因數(shù)及制動(dòng)力矩

4.2.2.1效能因數(shù)法及制動(dòng)力矩計(jì)算

鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)器效能因數(shù)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)正確地求出，也可采用分析計(jì)算確定，在分

析計(jì)算時(shí)設(shè)置下列假定：制動(dòng)蹄、制動(dòng)鼓都具有絕對(duì)的剛性；摩擦片和制動(dòng)鼓的整個(gè)包角

范圍是完全緊密接觸的；摩擦片的變形符合虎克定律；摩擦片的摩擦系數(shù)n在整個(gè)接觸

面上不隨壓力變化，為一定值。

4.2.2.2分析圖解法確定制動(dòng)力矩

分析圖解法是在上述分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)作圖來(lái)確定制動(dòng)力矩。

4.2.3盤式制動(dòng)器效能因數(shù)計(jì)算

對(duì)有n個(gè)旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤的多片盤式制動(dòng)器，其效能因素為2nu。實(shí)際上由于盤式制動(dòng)器的

結(jié)構(gòu)或各部分剛性的影響，多少有些增力作用，因此實(shí)際值比上述計(jì)算值高，對(duì)支軸式盤

式制動(dòng)器，在增加自加力作用下，約提高5%。

4.3制動(dòng)時(shí)的發(fā)熱

4.3.1制動(dòng)器的能量負(fù)荷

汽車的制動(dòng)過(guò)程從能量觀點(diǎn)來(lái)看，是將汽車的機(jī)械能（動(dòng)能及勢(shì)能）的一部分或全部，

主要通過(guò)制動(dòng)器的摩擦轉(zhuǎn)換為熱能，并向大氣耗散的過(guò)程。這種能量轉(zhuǎn)換和耗散的大小，

反應(yīng)了制動(dòng)器的能量負(fù)荷。它與汽車的重力、制動(dòng)時(shí)速度變化范圍、制動(dòng)減速度等因素有

關(guān)，同時(shí)造成制動(dòng)器摩擦副的發(fā)熱、溫度升高和磨損，并影響到汽車的制動(dòng)性能和制動(dòng)器

的壽命。

制動(dòng)器的能量負(fù)荷常用比能量耗散率（又稱單位功負(fù)荷）（w/mm2）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，即

制動(dòng)器每單位襯片摩擦面積，在單位時(shí)間耗散的能量。

摩擦襯片的磨損除受溫度影響外，還與制動(dòng)鼓（盤）和摩擦襯片的材質(zhì)、加工質(zhì)量和制

動(dòng)時(shí)它們之間的滑磨速度等因素有關(guān)，在理論上計(jì)算磨損量較為困難。通常對(duì)磨損特性除

了用能量耗散率作定性評(píng)價(jià)外，也有用每單位摩擦面積的制動(dòng)器摩擦力f（比摩擦力）作

為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

4.3.2制動(dòng)器的溫度

4.3.2.1制動(dòng)器的發(fā)熱及溫度計(jì)算

制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的熱量引起制動(dòng)器零件溫度上升，同時(shí)在行駛過(guò)程中通過(guò)零件表面足漸向

大氣散熱。重復(fù)制動(dòng)時(shí)，每次制動(dòng)所產(chǎn)生的熱量.不能及時(shí)散出、使制動(dòng)器溫度逐步升

高。所達(dá)到的溫度與產(chǎn)生熱量的條件.如制動(dòng)的初速度、終速度、制動(dòng)減速度、制動(dòng)的頻

率程度和汽車的總質(zhì)量等因素有關(guān)，也與散熱條件如大氣溫度、行駛速度、制功器通風(fēng)環(huán)

坡和制動(dòng)露的容量（受熱零件熱容量、散熱面積）等因素有關(guān)。

4.3.2.2制動(dòng)器的散熱計(jì)算

制動(dòng)器溫度升高后，在汽車行駛過(guò)程中不斷向大氣散熱并冷卻。在理論上可根據(jù)傳熱原

理確定散熱時(shí)制動(dòng)鼓（制動(dòng)盤）溫度T的變化。

4.4制動(dòng)穩(wěn)定性

4.4.1制動(dòng)效能的穩(wěn)定性

汽車的制動(dòng)效能是指汽車以一定初速度迅速制動(dòng)直至停車的能力，通常以制動(dòng)距離或制

動(dòng)減速度來(lái)評(píng)價(jià)。在不同的使用環(huán)境下，制動(dòng)效能會(huì)發(fā)生改變，制動(dòng)效能的穩(wěn)定性就是指

抗制動(dòng)效能下降的能力。

4.4.1.1熱衰退

制動(dòng)器的制動(dòng)力矩是由其摩擦副產(chǎn)生的摩擦力形成的，摩擦襯片對(duì)摩擦性能起決定性作

用。?般采用石棉摩擦材料在高溫下摩擦系數(shù)將顯著下降。

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

汽車在高速下制動(dòng)或短時(shí)間內(nèi)連續(xù)制動(dòng)，尤其是下長(zhǎng)坡連續(xù)和緩制動(dòng)時(shí)，都可能由于制

動(dòng)器內(nèi)溫度過(guò)高、摩擦系數(shù)下降而導(dǎo)致制動(dòng)效能降低，這種現(xiàn)象稱為制動(dòng)效能的熱衰退。

熱衰退對(duì)制動(dòng)效能的影響程度與制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。

在產(chǎn)生相同制動(dòng)力的條件下，制動(dòng)器冷狀態(tài)所需的操縱力（制動(dòng)系統(tǒng)壓力）與熱狀態(tài)下

所需操縱力之比稱為熱衰退率，可用來(lái)評(píng)價(jià)制動(dòng)器熱衰退程度。

制動(dòng)器發(fā)生熱衰退后，汽車經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的行駛和一定次數(shù)的和緩制動(dòng)使用，由于散熱

作用，制動(dòng)器的溫度下降，摩擦材料表面得到磨合，制動(dòng)器的制動(dòng)力可重新提高，稱為恢

復(fù)。

4.4.1.2水衰退

制動(dòng)器摩擦表面浸水后，將因水的潤(rùn)滑作用使摩擦系數(shù)下降，并使汽車制動(dòng)效能降低，

稱為制動(dòng)效能水衰退。若水衰退發(fā)生在汽車一側(cè)車輪制動(dòng)器上，則會(huì)造成左右車輪制動(dòng)力

不等，使汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性變壞。

汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量可使摩擦片干燥，因而制動(dòng)器浸水后，經(jīng)過(guò)若干次（-?般為5~

15次）制動(dòng)后，制動(dòng)器可逐漸恢復(fù)水前的性能，稱為水恢復(fù)，水衰退的程度可用浸水后的

制動(dòng)效能與浸水前的制動(dòng)效能的比值（％）反應(yīng)。

盤式制動(dòng)器的水衰退影響比鼓式制動(dòng)器要小，效能的恢復(fù)也較快。

4.4.1.3制動(dòng)初速度的影響

汽車的制動(dòng)效能受到制動(dòng)速度的影響。制動(dòng)初速度提高后，在相同的踏板力（制動(dòng)系統(tǒng)

壓力）操縱時(shí)，制動(dòng)減速度有所降低，這是由于在制動(dòng)過(guò)程中，摩擦襯片的熱衰退效應(yīng)造

成的影響。

4.4.2制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性

一般稱汽車在制動(dòng)過(guò)程中維持直線行駛的能力或按預(yù)定彎道行駛的能力為汽車制動(dòng)時(shí)的

方向穩(wěn)定性。

4.4.2.1制動(dòng)跑偏

汽車直線行駛制動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)向盤固定不動(dòng)的條件下，汽車有自動(dòng)向左側(cè)偏或向右側(cè)偏駛

的現(xiàn)象，稱為制動(dòng)跑偏。制動(dòng)跑偏的主要原因是汽車左右車輪、特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制

動(dòng)力不相等造成的；也會(huì)由于在制動(dòng)時(shí)，汽車懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上不協(xié)

調(diào)，發(fā)生桿系間的運(yùn)動(dòng)干涉，致使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)造成跑偏。

4.4.2.2前輪抱死時(shí)的方向穩(wěn)定性

由車輪與路面的附著特性可知，隨著制動(dòng)時(shí)地面制動(dòng)力的增大，車輪的滑移率也增加，

當(dāng)滑移率超過(guò)一定數(shù)值后（通常為15%?20%）,路面附著系數(shù)（縱向）逐漸減小，橫向

附著系數(shù)則迅速降低。車輪滑移率達(dá)100%（車輪抱死）時(shí)，橫向附著系數(shù)降為零，這時(shí)

車輪不能承受側(cè)向外力作用，將沿外力的作用方向滑移。

4.4.2.3后輪抱死時(shí)的方向穩(wěn)定性

汽車后輪抱死時(shí)，在側(cè)向力作用下，后輪發(fā)生側(cè)滑，并使汽車失去方向穩(wěn)定性制動(dòng)初

速度對(duì)后軸側(cè)滑引起汽車的方向穩(wěn)定性有較大影響。

路面的附著系數(shù)對(duì)后軸的側(cè)滑引起的危險(xiǎn)程度有影響O

后輪抱死相對(duì)于前輪抱死的次序和間隔時(shí)間對(duì)后軸的側(cè)滑也有影響。

4.4.2.4前后輪同時(shí)抱死及防抱死時(shí)的方向穩(wěn)定性

汽車制動(dòng)時(shí)前后輪同時(shí)抱死，可以避免后軸側(cè)滑帶來(lái)的危險(xiǎn)，而且只有在最大制動(dòng)強(qiáng)度

下，才使汽車喪失轉(zhuǎn)向能力，可以認(rèn)為是一種較好的制動(dòng)情況。從前述制動(dòng)力學(xué)分析可

知，在前后輪同時(shí)抱死及抱死以前，產(chǎn)生的地面制動(dòng)力總是等于前后輪制動(dòng)器的制動(dòng)力，

因而在抱死時(shí)獲得的最大地面制動(dòng)力等于此時(shí)的制動(dòng)器制動(dòng)力，即產(chǎn)生最大地面

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

制動(dòng)力所需的踏板力（制動(dòng)系統(tǒng)壓力）最小，制動(dòng)系的效率最高，充分發(fā)揮了輪胎一道

路的附著性能。

4.4.2.5汽車列車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性

汽車列車由牽引車和半掛車（或掛車）組成，它們之間通過(guò)較接，車軸的側(cè)滑或兩車間

制動(dòng)時(shí)間不協(xié)調(diào)，會(huì)引起牽引車和半掛車間相互位置發(fā)生變化而失去控制。常出現(xiàn)的方向

穩(wěn)定性問(wèn)題是汽車列車的折疊和半掛車（掛車）的擺動(dòng)。

制動(dòng)時(shí)列車的折疊一般是由牽引車后軸先抱死側(cè)滑引起的，同時(shí)半掛車的慣性推力方向

偏離牽引車的縱向軸線，將促使?fàn)恳嚭桶霋燔囬g的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)生汽車列乍折疊的不穩(wěn)

定現(xiàn)象。

4.5制動(dòng)性能的控制

4.5.1制動(dòng)力的控制

汽車制動(dòng)時(shí)，要求制動(dòng)器踏板能為正常體形和體力的駕駛員所適應(yīng)，滿足操縱輕便性的

要求，各國(guó)法規(guī)的最大踏板力一般為500N（轎車）?700N（載貨汽車）。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，

轎車緊急制動(dòng)踏板力的取值范圍為200?350N。踏板力的大小與制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式有

關(guān)。根據(jù)制動(dòng)能源的不同，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和飼服制動(dòng)三大類。

簡(jiǎn)單制動(dòng)又稱為人力制動(dòng)，它以駕駛員的肌體為唯一制動(dòng)能源，分機(jī)械式與液壓式兩

種。機(jī)械式簡(jiǎn)單制動(dòng)已不再用作行車制動(dòng)。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)常稱為液壓制動(dòng)，它以制動(dòng)液

為傳力介質(zhì)，將駕駛員施加于制動(dòng)踏板上的力放大后再傳至制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)機(jī)

械能一液壓能一機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換與傳遞。如果路面附著性能良好，則汽車的制動(dòng)力也與

踏板力成線性關(guān)系。制動(dòng)系的此項(xiàng)性能稱為制動(dòng)踏板感（又稱路感），駕駛員可由此而直

接感知汽車的制動(dòng)強(qiáng)度，以便及時(shí)加以必要的控制與調(diào)節(jié)。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)中踏板力和

踏板行程之間的必然的反比例關(guān)系在動(dòng)力和伺服制動(dòng)中便不復(fù)存在，從而能使制動(dòng)系統(tǒng)踏

板力較小，同時(shí)又具有適當(dāng)?shù)奶ぐ逍谐?。?dòng)力制動(dòng)有氣壓制動(dòng)、氣頂液制動(dòng)和全液壓動(dòng)

力制動(dòng)三種形式。

氣壓制動(dòng)是發(fā)展最早且應(yīng)用最多的一種動(dòng)力制動(dòng)，其供能裝置均為氣壓式。駕駛員僅需

按不同的制動(dòng)強(qiáng)度要求，通過(guò)制動(dòng)踏板操縱氣壓控制元件——制動(dòng)閥氣頂液制動(dòng)由氣壓

系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)復(fù)合而成。

全液壓動(dòng)力制動(dòng)有開式和閉式兩種形式，其供能、控制和傳動(dòng)裝置全是液壓式。伺服

制動(dòng)是在液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)的基礎(chǔ)上增設(shè)一套動(dòng)力伺服系統(tǒng)，是一種兼用人力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力

為制動(dòng)能源的制動(dòng)系。

按伺服力源的不同，伺服制動(dòng)有真空伺服制動(dòng)、空氣伺服制動(dòng)和液壓伺服制動(dòng)三類，其

伺服力源分別為真空能（負(fù)氣壓力）、氣壓能和液壓能。

按伺服裝置位置及控制方式的不同，伺服制動(dòng)又可分為直動(dòng)式（助力式）和遠(yuǎn)動(dòng)式（增

壓式）兩種。

液壓伺服制動(dòng)的制動(dòng)能源來(lái)自于油泵產(chǎn)生的高壓油

制動(dòng)器管路壓力之間保持一定的比例關(guān)系，即將實(shí)際制動(dòng)力按一定比例反饋至制動(dòng)踏板

機(jī)構(gòu)，從而造成踏板感。

4.5.2前后輪制動(dòng)力分配的控制

現(xiàn)代汽車大多采用不同形式的制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，以使實(shí)際的制動(dòng)力分配特征盡可能地接

近理想特征。

制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置大多串連在后輪制動(dòng)管路中，其作用是當(dāng)前輪制動(dòng)管路壓力增長(zhǎng)到一定

程度以后，即自動(dòng)限制或控制后輪制動(dòng)管路的壓力增長(zhǎng)。

4.5.2.1限壓閥

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

限壓閥適用于軸距短，且質(zhì)心高、制動(dòng)時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移多的輕型車輛，尤其是輕型荷微型轎

車。

4.5.2.2比例閥

比例閥的作用是當(dāng)前、后制動(dòng)管路中壓力同步增長(zhǎng)到一定值后，便自動(dòng)對(duì)后輪制動(dòng)管路

壓力的增長(zhǎng)加以節(jié)制。

4.5.2.3感載閥

感載閥是能根據(jù)車輛實(shí)際裝載質(zhì)量的變化，改變節(jié)壓作用起始點(diǎn)位置的比例閥或限壓

閥。

4.5.2.4慣性閥（G閥）

慣性閥有慣性式限壓閥和慣性式比例閥兩種。

4.5.2.5安全保護(hù)機(jī)能

為了提高制動(dòng)系統(tǒng)工作的可靠性，現(xiàn)在汽車采用了分路系統(tǒng)，即全車的所有行車制動(dòng)器

的液壓或氣壓管路分屬兩個(gè)或更多的互相隔絕回路，一旦系統(tǒng)某一回路失效，仍可利用其

他回路起制動(dòng)作用。常見的分路系統(tǒng)為雙回路形式，有的轎車也采用三回路制動(dòng)系統(tǒng)。

雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有多種形式；常用的為前后軸方式（H型）或?qū)蔷€分路方

式（X型）。

在多回路制動(dòng)系統(tǒng)中通常裝有多回路壓力保護(hù)裝置。

4.5.3防追尾碰撞的控制

當(dāng)高速行駛的汽車貼近前方車輛尾部或遇到障礙物時(shí)，為防止撞車事故的發(fā)生，可采用

自動(dòng)控制的防追尾系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要作用：

1）當(dāng)后車車頭貼近前方車尾部或遇到障礙物時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出防追尾警告；

2）在發(fā)出警告后若駕駛員未采取制動(dòng)措施時(shí)，則該系統(tǒng)便啟動(dòng)緊急制動(dòng)裝置，以避免

追尾事故。

3）通常，防追尾控制系統(tǒng)由三部分的控制裝置組成，即包含行車環(huán)境監(jiān)測(cè)、防碰

撞判定及車輛控制等子系統(tǒng)。

4.5.4制動(dòng)能量的回收

制動(dòng)能量的回收，是指回收制動(dòng)時(shí)以熱的形式逸散的能量，并進(jìn)行再利用。一般將其用

作車輛起動(dòng)加速時(shí)的動(dòng)力源。

4.5.4.1制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的形式

作為制動(dòng)能量的回收系統(tǒng)，一般應(yīng)具有制動(dòng)（將動(dòng)能變換為可以儲(chǔ)存的能量形式）、能

量的釋放和驅(qū)動(dòng)（將釋放的能量再變換為動(dòng)能）的功能?；厥障到y(tǒng)有可能回收的能量?jī)H限

于制動(dòng)時(shí)由制動(dòng)裝置轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿牟糠?，它不能回收因克服行駛阻力等所消耗的能量。?/p>

此回收系統(tǒng)本身也存在著效率等問(wèn)題，因而僅助于回收系統(tǒng)要使汽車重新獲得制動(dòng)開始時(shí)

所具有的動(dòng)能是不可能的。

制動(dòng)能量的蓄存方法，常見的有三種：

1）使飛輪旋轉(zhuǎn)，以動(dòng)能的形式蓄存；

2）利用液壓蓄能器，以液壓能的形式蓄存;

3）變換為電能，蓄存于蓄電池內(nèi)。

制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的構(gòu)成因采用蓄能方法不同而有很大詫異，常見的為：由發(fā)電機(jī)、電

動(dòng)機(jī)、蓄電池構(gòu)成的電能式；由飛輪、無(wú)極變速器（CVT）構(gòu)成的動(dòng)能式；由液壓馬達(dá)，

蓄電器構(gòu)成的液壓式三種。

4.5.4.2城市客車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)

城市客車的突出特點(diǎn)是頻繁制動(dòng)和起動(dòng)，若在制動(dòng)時(shí)將車輛的動(dòng)能回收、加速時(shí)再

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

利用，則會(huì)減少啟動(dòng)加速噪聲，降低燃料消耗量，并減少排出廢氣對(duì)環(huán)境的污染。

4.6防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

4.6.1概述

汽車是陸地行駛車輛中機(jī)動(dòng)性極強(qiáng)的交通工具，它即可能行駛在高附著系數(shù)的干燥路面

也可能行駛于雨、雪氣候條件下的濕滑路面。當(dāng)汽車行駛在后一種路面上，或?yàn)榱硕惚苷?/p>

礙，或?yàn)榱朔乐棺肺才鲎沧鲬?yīng)急制動(dòng)時(shí)，汽車有可能發(fā)生側(cè)滑甩尾。如果左右車輛分別行

駛在雪后一側(cè)積雪路面和一側(cè)已經(jīng)清掃露出地面的路段上，或正行駛在彎道外，汽車有可

能產(chǎn)生急轉(zhuǎn)調(diào)頭，或駛?cè)肽嫘熊嚨?，或滑移出路面，呈現(xiàn)不穩(wěn)定的失控狀態(tài)。

4.6.2防抱死制動(dòng)的基本工作原理和控制技術(shù)

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ABS,是基于汽車輪胎與路面之間的附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動(dòng)

系統(tǒng)。

4.6.2.1防抱死制動(dòng)的基本工作原理

1）附著系數(shù)與滑移率特性

實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)輪胎在路面上滑動(dòng)時(shí)，將改變輪胎與路面之間的附著系數(shù)，因而也改變汽

車的制動(dòng)力。

路面附著力能跟隨汽車制動(dòng)力矩的增加，提供足夠的地面制動(dòng)力（矩），并且，此時(shí)的

橫向附著系數(shù)也較大，具有足夠的抗側(cè)滑能力，故一般稱為穩(wěn)定區(qū)。

2）應(yīng)急制動(dòng)時(shí)汽車車輪動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)筒析

應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

制動(dòng)時(shí)汽車動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)析

3）防抱死控制的基本工作原理

4.6.2.2ABS控制邏輯與控制技術(shù)

1）ABS控制邏輯

邏輯門限值控制方法是當(dāng)今世界各國(guó)著名ABS公司采用的實(shí)用技術(shù)。

2）實(shí)現(xiàn)控制邏輯的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)ABS控制，得到最大的制動(dòng)效能，車輪應(yīng)當(dāng)在峰值左右側(cè)工作，也就是應(yīng)當(dāng)識(shí)

別車輪是在穩(wěn)定區(qū)間還是在非穩(wěn)定區(qū)間轉(zhuǎn)動(dòng)。

實(shí)現(xiàn)控制邏輯的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)分別是：

輪速的檢測(cè)與計(jì)算。

角加、減速度計(jì)算。

參考速度和滑移率計(jì)算。

路面附著狀態(tài)識(shí)別。

階梯形制動(dòng)壓力脈沖控制技術(shù)。

4.6.3轎車用液壓ABS

4.6.3.1ABS系統(tǒng)在汽車上的配置

所謂ABS的配置，是指汽車車輪或車軸的制動(dòng)力矩是否直接受控于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和其

控制方式，以及ABS輪速傳感器、電磁閥的安裝數(shù)量以及安裝部位的設(shè)計(jì)形式。

4.6.3.2ABS液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)成與基本工作原理

典型液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)由2X2的加壓和減壓電磁閥、液壓蓄能器、減振器、節(jié)流閥、單向

閥和泵電機(jī)組成

該系統(tǒng)共有四種工況

4.6.4輪速傳感器和齒圈

齒圈安裝于車輪或驅(qū)動(dòng)軸差速器輸入端，并跟隨車輪或驅(qū)動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器固

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

定于制動(dòng)底板或轉(zhuǎn)向節(jié)支架，以間隙方式對(duì)準(zhǔn)齒圈，它相對(duì)于車輪和驅(qū)動(dòng)軸靜止不動(dòng)。

當(dāng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器能產(chǎn)生正比于轉(zhuǎn)速的交流感應(yīng)信號(hào)。利用電磁效應(yīng)制作的被動(dòng)式輪

速傳感器，輸出信號(hào)為近似正弦波。

4.6.6載貨汽車氣壓ABS

中噸位以上載貨汽車通常采用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，因此與之相匹配需采用氣壓ABS或氣液混

合型ABS。此時(shí)氣壓作為促動(dòng)源，液壓機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣壓ABS的基本工作原理與液

壓ABS是同類的，同樣通過(guò)加壓、保壓和減壓完成對(duì)制動(dòng)壓力的控制。其控制方式可細(xì)分

為以下三種：

a）獨(dú)立控制（IR）

b）修正的獨(dú)立控制（IRM）

c）低選控制（SL）

4.7汽車行駛安全性發(fā)展動(dòng)向

汽車的制動(dòng)性能是保證汽車安全行駛的一項(xiàng)重要性能，汽車基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展也包含著制

動(dòng)裝置的不斷完善和現(xiàn)代化。但在現(xiàn)代汽車行駛的“人一汽車一環(huán)境”系統(tǒng)中，汽車行駛

的安全性已不是單向技術(shù)措施的改善和提高所能解決的，而是以集車輛的基礎(chǔ)技術(shù)、道路

的基礎(chǔ)設(shè)施和電子信息技術(shù)相結(jié)合形成一體的綜合技術(shù)。

第五章：懸架與轉(zhuǎn)向

1.懸架

1.1懸架概述：

懸架的概念：汽車懸架是車架（或車身）與車橋（或車輪）之間彈性連接的部件,主要由彈

性元件、導(dǎo)向裝置及減振器三個(gè)基本部分組成。

懸架的作用：

1、緩和、抑制由不平路面引起的振動(dòng)和沖擊，保證乘員乘坐舒適和所運(yùn)貨物完好；

2、除傳遞汽車垂直力以外，還傳遞其他各方向的力和力矩，并保證車輪和車身（或車

架）之間有確定的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，使汽車具有良好的駕駛性能。

1.2懸架的結(jié)構(gòu)

懸架的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)：

汽車懸架按導(dǎo)向機(jī)構(gòu)型式可分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架兩大類，獨(dú)立懸架的車輪通過(guò)各

自的懸架和車架（或車身）相連；非獨(dú)立懸架的左、右車輪裝在一根整體軸上，再通過(guò)其

懸架與車架（或車身）相連。

獨(dú)立懸架的分類：

1.單橫臂式

2.單縱臂式

3.單斜臂式

4.縱臂扭轉(zhuǎn)梁式

5.雙橫臂式

6.多連桿式

7.麥弗遜式

非獨(dú)立懸架分類：

1.鋼板彈簧式

2.四連桿式

3.多迪奧式

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

4.扭矩套筒式

1.3懸架參數(shù)選擇懸架參數(shù)：

1.前束

汽車的前束角是汽車縱向中心面與車輪中心面和地面的交線之間的夾角。

2.外傾

汽車輪胎與路面垂直方向上的相對(duì)夾角

3.主銷內(nèi)傾角

轉(zhuǎn)向主銷內(nèi)傾角是指從車輛正面看在轉(zhuǎn)向輪上轉(zhuǎn)向主銷軸線與鉛垂直線的夾角。

4.主銷后傾角

主銷后傾角是指從車輛側(cè)面看，轉(zhuǎn)向主銷軸與鉛垂線的傾角

5.輪距變化

指隨著車輪的上下跳動(dòng)輪胎接地點(diǎn)產(chǎn)生的橫向位移。

6.側(cè)傾中心

指在前軸及后軸各輪心的橫向垂直平面內(nèi)，汽車在橫向力作用下汽車車身側(cè)傾的瞬時(shí)回

轉(zhuǎn)中心。

7.側(cè)傾角剛度

在側(cè)傾角不大的條件下，車身傾斜單位角度所必需的側(cè)傾力矩

8.縱傾中心

在車輪上下跳動(dòng)時(shí)，車輪縱向運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)中心的位置。

9.縱向剛度

使車輪輪心相對(duì)車體在前后方向移動(dòng)單位距離所必需的水平力稱為懸架縱向剛度2汽

車運(yùn)動(dòng)

2.1汽車的運(yùn)動(dòng)

汽車的運(yùn)動(dòng)及坐標(biāo)系：

汽車的運(yùn)動(dòng)通常是指車身的運(yùn)動(dòng)，圖描述了車身在空間運(yùn)動(dòng)中的六個(gè)自由度及坐標(biāo)系。

圖中O-XYZ坐標(biāo)系固定在地面上，稱為慣性坐標(biāo)系或大地坐標(biāo)系，C-xyz固定在車身上，

原點(diǎn)C為車身質(zhì)心，x軸為車身縱向水平軸，方向向前，y軸水平向左，z軸鉛直向上，構(gòu)

成一個(gè)右手直角坐標(biāo)系。

車身運(yùn)動(dòng)速度：

員工成長(zhǎng)路徑系列教材考試復(fù)習(xí)大綱

車身的六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度中，側(cè)向運(yùn)動(dòng)、側(cè)傾運(yùn)動(dòng)、橫擺運(yùn)動(dòng)是汽車的操縱穩(wěn)定性研究最

關(guān)心的。

2.2汽車系統(tǒng)

轉(zhuǎn)彎半徑：

汽車在作轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)時(shí)，在輪胎側(cè)偏角不大時(shí)，前輪轉(zhuǎn)角6與轉(zhuǎn)彎半徑R之間有如下近

似關(guān)系：R1

(12)

其中：1——軸距

B1——前輪側(cè)偏角

B2——后輪側(cè)偏角

轉(zhuǎn)向定義：

如果向心加速度ay增大后使R增大，則稱為不足轉(zhuǎn)向；如果向心加速度ay增大而使R

減小，則稱為過(guò)多轉(zhuǎn)向；如果不管向心加速度ay增大或減小，R保持不變，則稱為中性轉(zhuǎn)

向。

2.3操縱穩(wěn)定性

定義：

操縱穩(wěn)定性是汽車的一種運(yùn)動(dòng)性能，這種性能通過(guò)駕駛員在一定路面和環(huán)境下的操縱反

映出來(lái)，通常認(rèn)為汽車的操縱穩(wěn)定性包含相互聯(lián)系的兩個(gè)部分：一是操縱性，二是穩(wěn)定

性。操縱性是指汽車能夠確切地響應(yīng)駕駛員轉(zhuǎn)向指令的能力。穩(wěn)定性是指汽車受到外界擾

動(dòng)(路面擾動(dòng)或突然陣風(fēng)擾動(dòng))后恢復(fù)原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力。兩者很難斷然分開，穩(wěn)定性

好壞直接影響操縱性好壞，因此通常只統(tǒng)稱為操縱穩(wěn)定性。

駕駛員一汽車系統(tǒng)：

駕駛員一汽車系統(tǒng)在一定路面和環(huán)境下的操縱運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，一方面取決于汽車的操縱穩(wěn)定

性，另一方面也取決于駕駛員的行為特性和駕駛技術(shù)，二者配合良好才能使駕駛員一汽車

系統(tǒng)獲得良好的操縱運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。

第六章：懸置

1.汽車振動(dòng)

1.1汽車振動(dòng)的常用分析方法:

拉格朗日方程法：

對(duì)于振動(dòng)系統(tǒng)，如果能用函數(shù)形式寫出其勢(shì)能及動(dòng)能的表達(dá)式，可以用拉格朗日方程法

有限元法：

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有限元法的基本思想是把連續(xù)體視為由有限個(gè)基本單元在結(jié)點(diǎn)處彼此相連接的組合體，

把具有無(wú)窮多個(gè)自由度的連接結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題變成為有限多個(gè)自由度的振動(dòng)問(wèn)題。有限元法

的分析過(guò)程可以歸納為結(jié)構(gòu)離散化、單元特性分析、坐標(biāo)變換、邊界條件處理和結(jié)構(gòu)綜合

這幾個(gè)基本步驟。

試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法：

對(duì)于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)要做振動(dòng)分析時(shí)，無(wú)論是試驗(yàn)還是計(jì)算，都是很艱巨的任務(wù)，工作量

很大，采用動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)法，就可以計(jì)算機(jī)工作量或試驗(yàn)難道度

1.2發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)：

懸置的定義與作用：

為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)對(duì)車架的影響，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都是用彈性支承一般都采用如圖所示的

橡膠墊，安裝時(shí)它的一端固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上，而另一端固定在車架上。

懸置彈性主軸：

橡膠墊在空間三維方向上都有彈性，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)的各支點(diǎn)位置相距較遠(yuǎn)，故常略去支

承墊的扭轉(zhuǎn)彈性，而把橡膠墊簡(jiǎn)化為沿空間三個(gè)有彈性軸的彈簧，此三軸稱為橡膠墊的彈

性主軸。

隔振頻率

從隔振的角度，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)總成及其懸置所組成的彈性系統(tǒng)，其固有頻率通常為6?

20Hz；

1.3發(fā)動(dòng)機(jī)干擾力

慣性力引起的干擾力

曲柄連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的慣性力是使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的一個(gè)原因。其慣性

力是由旋轉(zhuǎn)質(zhì)量和往復(fù)質(zhì)量所引起的。它變化的頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)角速度有關(guān)。可分為一級(jí)

和二級(jí)。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程不勻衡引起的干擾力矩

發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)進(jìn)氣、壓縮、氣體爆發(fā)（膨脹）、排氣各過(guò)程，汽缸內(nèi)壓力在周期性地變

化，因此，作用在曲軸上的轉(zhuǎn)矩亦呈周期性變化，成為很重要的干擾力矩

1.4懸置設(shè)計(jì)

目的：

設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的目的是控制發(fā)動(dòng)機(jī)激振力向底盤的傳遞，使懸置起到隔離振動(dòng)的作

用。

隔振系數(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)隔振效果的好壞，主要是看支承處響應(yīng)的大小，其數(shù)量指標(biāo)是隔振系

數(shù)，或傳遞率T,即傳給車架的激振力百分比，當(dāng)T<1時(shí)，懸置才能起到隔振的作用，且

T越小，隔振效果越好

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的布置：

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常采用三點(diǎn)懸置或四點(diǎn)懸置

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發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)成為可

能，并可以大大減輕設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程。優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是建立目標(biāo)函數(shù)和

約束條件。

對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以從不同的角度提出目標(biāo)函數(shù)和約束條件來(lái)建立不

同的數(shù)學(xué)模型，這些工作均與振動(dòng)分析有關(guān)

長(zhǎng)期以來(lái)一直是以發(fā)動(dòng)機(jī)固有頻率為目標(biāo)，以支承位置和支承剛度為變量進(jìn)行優(yōu)化的，

它不涉及任何響應(yīng)計(jì)算，只要求系統(tǒng)的固有頻率有一合理的安排，而且要求系統(tǒng)的各振動(dòng)

模態(tài)盡量不耦合，使系統(tǒng)容易避開共振區(qū)。這種方法進(jìn)行優(yōu)化的好壞仍取決于以往的經(jīng)

驗(yàn)。目前已能對(duì)懸置系統(tǒng)作出比較精確的振動(dòng)分析，發(fā)動(dòng)機(jī)的隔振計(jì)算也有較為可靠的理

論基礎(chǔ)。

1.5車架和車身的振動(dòng)

振源:

1.具有寬頻帶的路面不平；

2.車輪的不平衡

3.動(dòng)力傳動(dòng)裝置

子結(jié)構(gòu)振動(dòng)：

設(shè)計(jì)中要注意車架和車身的振避開一些子結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，如:

1.懸架以上車身振動(dòng)頻率：1Hz左右

2.動(dòng)力總成在其懸置上的振動(dòng)頻率：6、15Hz

3.非懸掛質(zhì)量振動(dòng)頻率：15Hz

4.乘員座椅：2?3Hz

5.對(duì)承載式車身要求的一扭頻率：＞30Hz

6.對(duì)承載式車身要求的一扭頻率：＞40Hz

第7章汽車噪聲及其控制

7.1概述

汽車給世界帶來(lái)了現(xiàn)代物質(zhì)文明，但同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)境污染等社會(huì)問(wèn)題。當(dāng)人暴露于噪

聲污染中時(shí)，噪聲無(wú)論從生理上還是心里上，都在無(wú)時(shí)不刻地影響人的正常工作、生活核

身體健康。有關(guān)試驗(yàn)和大量調(diào)查表明，高聲級(jí)的噪聲不僅損害人的聽覺器官，還傷害神經(jīng)

系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)等，引起生理病變，長(zhǎng)時(shí)間暴露在噪聲污染中

也容易使人產(chǎn)生緊張、心情煩躁和疲勞等不良心理反應(yīng)。為了保護(hù)環(huán)境，針對(duì)汽車噪聲，

各國(guó)政府已經(jīng)頒布了相關(guān)的法規(guī)，對(duì)其加以限制，在政府法規(guī)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的雙重激勵(lì)機(jī)制

下，各大汽車廠家也在積極地采取措施，盡量減少汽車給環(huán)境造成的噪聲污染。

汽車是一個(gè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的復(fù)雜組合式噪聲源，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，高

速行駛中汽車輪胎在地面上的滾動(dòng)、車身與空氣的作用，是產(chǎn)生汽車噪聲的根本原因。

根據(jù)汽車噪聲對(duì)環(huán)境的影響，可將汽車噪聲分為車外噪聲和車內(nèi)噪聲。車外噪聲主要影

響車外道路兩旁的聲學(xué)環(huán)境；車內(nèi)噪聲主要影響車內(nèi)的聲學(xué)環(huán)境。

車外噪聲是指汽車各部分噪聲輻射到車外空間的那部分噪聲。能直接向車外輻射的汽車

噪聲源主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、排氣噪聲、輪胎噪聲、制動(dòng)噪聲和傳動(dòng)噪聲等。

車內(nèi)噪聲是指車箱外的汽車各部分噪聲通過(guò)各種聲學(xué)途徑傳入車內(nèi)的那部分噪聲，以及

汽車各部分振動(dòng)傳遞路徑激發(fā)車身板件的結(jié)構(gòu)振動(dòng)向車箱內(nèi)輻射的噪聲。這些噪聲

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聲波在車內(nèi)空間聲學(xué)特性的制約下，生成較為復(fù)雜的混響聲場(chǎng)，從而形成車內(nèi)噪聲。傳

聲的聲學(xué)途徑主要有通過(guò)車身板件及內(nèi)飾材料的聲透射，以及通過(guò)車箱縫隙的聲漏射。通

過(guò)聲學(xué)途徑傳入車內(nèi)的汽車噪聲來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、排氣噪聲、空氣動(dòng)力學(xué)噪聲、輪胎噪聲

和傳動(dòng)噪聲等。通過(guò)振動(dòng)途徑激發(fā)車身板件振動(dòng)的汽車激振源包括發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、傳動(dòng)系振

動(dòng)和路面振動(dòng)等。

無(wú)論車外還是車內(nèi)噪聲，都來(lái)自汽車的各個(gè)噪聲源。本章對(duì)汽車的各個(gè)噪聲源的發(fā)聲原

因和控制方式進(jìn)行討論。

7.1.1車外低噪聲技術(shù)動(dòng)向

7.1.1.1車外噪聲控制對(duì)象，低噪聲化技術(shù)

1）噪聲的發(fā)生源車外噪聲包括受法規(guī)限制的車外行駛通過(guò)噪聲及早晚間車輛的怠速噪

聲。應(yīng)控制的車外噪聲，按發(fā)生噪聲的聲源可分為：發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲、排氣系

統(tǒng)噪聲、輪胎噪聲。在發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲中，除發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體發(fā)生的機(jī)械噪聲外，還包括進(jìn)氣系統(tǒng)

噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲。

傳動(dòng)系噪聲是由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的振動(dòng)引起離合器蓋、變速器蓋等輻射出的噪聲，齒輪嚙合

激振引起殼體輻射出的噪聲。排氣系統(tǒng)噪聲是由消聲器支撐架以及管道殼體振動(dòng)輻射出的

噪聲、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)及排氣脈動(dòng)作為激勵(lì)源而引起的輻射噪聲，還包括由排氣口出來(lái)的排氣

噪聲，輪胎噪聲是由輪胎與路面接觸引起的，它是由法規(guī)限制的勻速行駛噪聲主要成分之

一、在加速行駛時(shí)，降低輪胎噪聲是很重要的。

2）降噪方法

降低噪聲，并不是簡(jiǎn)單地降低聲源強(qiáng)度或聲的傳播，而是要在滿足各種制約條件下，提

出不同方案，并做出最佳選擇，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)各種制約條件是指排氣凈化、輸出功率、燃

油消耗及其他性能。此外還有質(zhì)量、成本等制約因素。

為了降低噪聲，應(yīng)設(shè)計(jì)振力小，或即使產(chǎn)生振動(dòng)卻不易形成噪聲的結(jié)構(gòu)。比如為了凈化

排放氣體，采用了高壓燃料噴射裝置而導(dǎo)致了激振力增大。為此必須采用相應(yīng)的低噪聲結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)措施。

對(duì)于隔聲方法，因材料、位置、隔聲結(jié)構(gòu)等的不同效果亦不同。一般都是在不改動(dòng)各部

件總成的基本結(jié)構(gòu)和對(duì)其他性能的影響，盡可能小的條件下來(lái)進(jìn)行隔聲的。在確定隔聲方

法之前，應(yīng)仔細(xì)調(diào)查噪聲的特性，然后在保證輕量化的基礎(chǔ)上采取成本最低的有效對(duì)策。

車輛結(jié)構(gòu)部件的機(jī)械特性主要包括。

發(fā)動(dòng)機(jī)：振動(dòng)?聲輻射特性，支承隔振特性；

排氣系統(tǒng)：振動(dòng)?聲輻射特性、消聲器的排氣噪聲衰減特性、齒輪嚙合激振力、扭轉(zhuǎn)振

動(dòng)特性；

車身：振動(dòng)?聲響靈敏度、車內(nèi)吸聲特性。隔聲特性。外部空氣流動(dòng)；

底盤：懸架系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞特性，輪胎的振動(dòng)傳遞特性。輪胎胎面噪聲。

3）發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的改善

下列方法可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲及由發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)引起的其他噪聲；改造發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒

過(guò)程以降低燃燒爆發(fā)的沖擊；降低由此沖擊產(chǎn)生的激振力引起的導(dǎo)致噪聲的發(fā)動(dòng)機(jī)各部件

的振動(dòng)；降低由活塞的上下運(yùn)動(dòng)、曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)引起的不平衡力及降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械振動(dòng)等。

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