《 汽车构造》习题解

《汽车构造》习题解《汽车构造》习题解PAGEPAGE/NUMPAGESPAGE11《汽车构造》习题解《汽车构造》习题解答教材：《汽车构造》（第四版）吉林大学陈家瑞人民交通出版社2002.10§1汽车发动机的工作原理及总体构造P.443．四冲程汽油机和柴油机在基本工作原理上有何异同？答：共同点：1.每个工作循环都包括进气、压缩、作功和排气四个行程。每个行程各占180°曲轴转角，即曲轴每旋转两周完成一个工作循环。2．四个活塞行程中,只有一个作功行程,其余三个是耗功行程。在作功行程，曲轴旋转的角速度要比其它三个行程大得多。不同点：1.汽油机的可燃混合气在缸外开始形成并延续到进气和压缩行程终了，时间长。柴油机的可燃混合气在缸内形成，从压缩行程接进终了时开始，并占小部分作功行程，时间很短。2.汽油机可燃混合气用电火花点燃，柴油机则是自燃。4.CA488型四冲程汽油机有四个气缸，气缸直径87.5mm，活塞行程92mm，压缩比为8.1，试计算其气缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量。答：气缸工作容积V=πD/（4×10）=π×87.5×92/（4×10）=0.55(L)燃烧室容积V：ε=1+V/VV=V/（ε-1）=0.55/（8.1-1）=0.077（L）发动机排量V=iV=4×0.55=2.2（L）§2机体组及曲柄连杆机构P.932.无气缸套式机体有何利弊？为什么许多轿车发动机都采用无气缸套式机体？答：无气缸套式机体的优点是可缩短气缸中心距，从而减小机体的尺寸和质量，机体的刚度大，工艺性好，缺点是为了保证气缸的耐磨性，整个铸铁机体需采用耐磨合金铸铁制造，浪费了贵重的材料，提高了制造成本。许多轿车都采用无气缸套式机体是因为机体的尺寸小，质量轻，刚度大，工艺性好。4.曲柄连杆机构的功用如何？由哪些主要零件组成？答：曲柄连杆机构的功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。曲柄连杆机构主要由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组零件组成。8.曲拐布置形式与发动机工作顺序有何关系？答：曲拐布置形式主要取决于发动机工作顺序、缸数、气缸排列形式。气缸数不同；它们的发火间隔角不同；曲拐的布置形式不同。如：四冲程直列三缸发动机发火间隔角为720°/3=240°，三个拐互成120°，发动机工作顺序为1—2—3或1—3—2。则曲拐布置简图为：1工作顺序为1—2—3321工作顺序为1—3—223四冲程直列四缸发动机发火间隔角为720°/4=180°，四个拐互成180°，发动机工作顺序为1—3—4—2或1—2—4—3。则曲拐布置简图为：两者之间的曲拐布置简图无差别1、41、43、22、3发动机工作顺序为1—3—4—2发动机工作顺序为1—2—4—3§3配气机构P.114试比较凸轮轴下置式、中置式和上置式配气机构的优缺点及其各自的应用范围。答：凸轮轴下置式配气机构的优点是凸轮轴离曲轴近，可以简单地用一对齿轮传动。缺点是零件多，传动链长，整个机构的刚度差。因此多用于转速较底的发动机。凸轮轴中置式配气机构的优点是减少了配气机构的往复运动质量，增大了机构的刚度，更适用于较高转速的发动机。凸轮轴上置式配气机构的优点是运动件少，传动链短。整个机构的刚度大，适合于高速发动机。进、排气门为什么要早开晚关？答：进气门早开的目的是为了在进气开始时进气门能有较大的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气顺畅，减少进气过程消耗的功率。进气门晚关则是为了充分利用气流的惯性，在进气滞后角内继续进气，以增加进气量。排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，并在极短的时间内排出大量废气。排气门晚关则是为了利用废气流动的惯性，在排气滞后角内继续排气，以减少气缸内的残余气量。4.如何根据凸轮轴判定发动机工作顺序？答：凸轮轴上各同名凸轮（各进气凸轮或各排气凸轮）的相对角位置与凸轮轴旋转方向、发动机工作顺序及气缸数或作功间隔角有关。如凸轮轴的相对角位置与凸轮轴旋转方向如图1所示，则发动机为四缸，其工作顺序为1—2—4—3，发动机的作功间隔角=2×各同名凸轮转角=2×90°=180°（曲轴转角）图1：各同名凸轮（各进气凸轮或各排气凸轮）的相对角位置与凸轮轴旋转方向5．进、排气门为什么要早开晚关？答：进气门早开的目的是为了在进气开始时进气门能有较大的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进气顺畅，减少进气过程消耗的功率。（2.5分）进气门晚关则是为了充分利用气流的惯性，在进气滞后角内继续进气，以增加进气量。排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高的压力，使废气能以很高的速度自由排出，并在极短的时间内排出大量废气。）排气门晚关则是为了利用废气流动的惯性，在排气滞后角内继续排气，以减少气缸内的残余气量。§4化油器式发动机的燃油系统P.1482.汽车发动机运行工况对混合气有什么要求？答：随着汽车行驶速度和牵引功率的不断变化，汽车发动机的转速和负荷也在很大范围内频繁变动。为适应发动机工况的这种变化，可燃混合气成分应随发动机转速和负荷作相应的调整。冷起动：Φ=0.2—0.6，以使进入气缸的混合气在火焰传播界限之内。怠速：Φ=0.6—0.8的浓混合气，以补偿废气的稀释作用。小负荷：Φ=0.7—0.9的较浓混合气，以保证汽油机小负荷工况的稳定性。中等负荷：Φ=1.05—1.15的经济混合气，以保证发动机有较好的燃油经济性。大负荷和全负荷：Φ=0.85—0.95的功率混合气，以保证发动机发出最大功率。加速：在节气门突然开大时，将会出现混合气瞬时变稀的现象，需由化油器中附设的特殊装置瞬时快速地供给一定数量的汽油，使变稀的混合气得到重新加浓。何谓化油器特性？何谓理想化油器特性？它有何实际意义？答：1）化油器特性：混合气成分随发动机负荷的变化关系称为化油器特性。2）理想化油器特性：对于经常在中等负荷下工作的汽车发动机，为了保证其正常的运转，从小负荷到中等负荷要求化油器能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气，直到供给经济混合气，以保证发动机工作的经济性。从大负荷到全负荷阶段，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率。满足上述要求的化油器特性称为理想化油器特性。在进行化油器与发动机的匹配试验时，理想化油器特性是化油器调整的依据，也是确定化油器结构 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、选择各种油量孔和空气量孔尺寸的基础，所以一个调整好的化油器，其实际供油特性应当和理想化油器特性基本相符。现代汽车化油器由哪些工作系统组成，各有何作用？答：1）怠速系统：是向在怠速工况工作的发动机供给浓混合气。2）主供油系统：是在怠速工况以外的所有工况都起供油作用，而且其供油量随发动机负荷的增加或节气门开度的增大而增加。3）大负荷加浓系统：当发动机由中等负荷转入大负荷工作时，通过加浓系统额外地供给部分燃油，使混合气由经济混合气加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率，满足理想化油器特性在大负荷段的加浓要求。4）加速系统：其功用是当节气门急速开大时将一定数量的汽油一次喷入喉管，维持一定的混合气成分，以满足汽车加速的需要。5）起动系统：是在发动机冷起动时，供给足够多的汽油，以使进入气缸内的混合气中有充足的汽油蒸气，保证其成分在火焰传播界限之内，实现发动机的顺利起动。何谓理想化油器特性？它有何实际意义？答：理想化油器特性：对于经常在中等负荷下工作的汽车发动机，为了保证其正常的运转，从小负荷到中等负荷要求化油器能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气，直到供给经济混合气，以保证发动机工作的经济性。从大负荷到全负荷阶段，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到功率混合气，以保证发动机发出最大功率。满足上述要求的化油器特性称为理想化油器特性。在进行化油器与发动机的匹配试验时，理想化油器特性是化油器调整的依据，也是确定化油器结构方案、选择各种油量孔和空气量孔尺寸的基础，所以一个调整好的化油器，其实际供油特性应当和理想化油器特性基本相符。§7进排气系统及排气净化装置P.2391．为什么发动机在大负荷、高转速时应装备粗短的进气歧管，而在底转速和中、小负荷时应装备细长的进气歧管？答：这样主要是为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高、底速运转时进气速度的差别，从而达到改善发动机经济性和动力性的目的。2．为什么说恒温进气系统是一种排气净化装置？答：恒温进气系统的功用句就是在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气，这时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了CO和HC的排放。所以说恒温进气系统是一种排气净化装置。3．在什么情况下不进行排气再循环，为什么？答：在暖机期间、怠速、全负荷或高转速下工作时，不进行排气再循环。因为在暖机期间或怠速时，NO生成量不多，为了保持发动机运转的稳定性，不进行排气再循环。在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性，也不进行排气再循环。§8发动机冷却系统P.2511.冷却系统的功用是什么?发动机的冷却强度为什么要调节?如何调节?答:1）功用：使发动机在所有功况下都保持在适当的温度范围内。2）调节：防止发动机过冷（冷起动、怠速）和过热（中等负荷、全负荷）。3）如何调节：当负荷增加时，排气温度升高，通过增大通过散热器的风量即增大冷却风扇的转速、百叶窗开启或改善冷却水的循环水路（大循环）来提高冷却强度。2．如果腊式节温器中的石腊漏失，节温器将处于怎样的工作状态？发动机会出现什么故障？答：节温器将处于小循环的工作状态，发动机会出现过热的故障。§9发动机润滑系统P.2611．机油有哪些功用?机油SAE5W—40和SAE10W—30有什么不同？答：机油有如下功用：润滑、冷却、清洗、密封和防锈。机油SAE5W—40和SAE10W—30都是多粘度等级的合成机油，但机油SAE5W—40适应的温度范围更广，即冬季的温度更底、夏季的温度更高。2．采用双机油滤清器时，它们是串联还是并联于润滑油路中？为什么？答：在货车特别是重型货车上一般采用粗、细双级滤清器。其中机油粗滤器与主油道串而分流式机油细滤器则与主油道并联，经过粗滤器的机油进入主油道，而流过细滤器机油直接返回油底壳。以保证有足够的机油进入润滑油道，又滤除机油中的杂质。§10汽车发动机增压P.2701.何为增压?增压有几种基本类型?各有何优缺点?答:1）增压就是将空气预先压缩然后再供入汽缸，以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。2）增压有涡轮增压、机械增压和气波增压等三种基本类型。3）优缺点：涡轮增压的优点是经济性比机械增压和非增压发动机都好，并可大幅度地降低有害气体的排放和噪声水平。涡轮增压的缺点是底速时转矩增加不多，而且在工况发生变化时，瞬态响应差，致使汽车加速性，特别是底速加速性较差。机械增压能有效地提高发动机功率，与涡轮增压相比，其底速增压效果更好。另外，机械增压器与发动机容易匹配，结构也比较紧凑。但是，由于驱动增压器需消耗发动机功率，因此燃油消耗率比非增压发动机越略高。气波增压与涡轮增压相比，其底速转矩特性好，但是体积大，噪声水平高，安装位置受到一定的限制。目前，这种增压器还只能在底速范围内使用。由于柴油机的最高转速比较底，因此多用于柴油机上。§11发动机点火系统P.3071．试说明传统点火系由哪些部分组成？各组成部分的作用是什么？答：1）组成：点火线圈—是将电源的底电压转变为高压电的基本元件。分电器—是由断电器、配电器以及点火提前调节装置组合而成的一个部件。断电器—是周期地接通或切断点火线圈初级绕组的电路，使初级电流和点火线圈铁心中的磁通发生变化，以便在其次级绕组中感应出高电压。配电器—是将点火线圈中产生的高电压，按发动机的工作次序轮流分配给各汽缸的火花塞。电容器—用来减小断电器触点分开瞬间，在触点之间产生的火花。火花塞—将点火线圈产生的高电压引入燃烧室，并提供一个可以跳火的间隙。电源—供给点火系工作时所需要的能量。2．汽车发动机的点火系为什么必需设置真空点火提前和离心点火提前调节装置？它们是怎样工作的？答：1）真空点火提前装置的作用是按发动机负荷不同而自动调节点火提前角。2）离心点火提前装置的作用是能随发动机转速的变化而改变点火提前角。§12发动机起动系统P.3211.电磁操纵式起动机的电磁开关,为什么必需带有吸引和保持两个线圈?答：接通起动开关起动发动机时，吸引和保持两个线圈中有电流通过并在铁心中产生磁场，使活动铁心向左移动，将驱动齿轮推出与飞轮环齿完全进入啮合，起动机起动，吸引线圈断电，保证起动机正常工作。2.车用起动机为什么必须带有单向离合器?说明滚柱式单向离合器的结构和工作原理.答：发动机起动后，曲轴转速升高飞轮齿圈将带着驱动齿轮高速旋转，在单向离合器的作用下，驱动齿轮与电枢轴脱开，防止电动机超速。《汽车构造》下§14汽车传动系统概述P.91．汽车传动系统的功能是什么？答：①实现汽车减速增矩。②实现汽车变速。③实现汽车倒车。④必要时中断传动系统的动力传递。⑤应使车轮具有差速功能。2．试分析汽车传动系统的各种布置方案的优缺点？答：①发动机前置后轮驱动（FR）方案：主要应用于大、中型载货汽车上，其优点是前后轮的质量分配比较理想；其缺点是需要一根较长的传动轴，这不仅增加了车重，而且也影响了传动系统的效率。②发动机前置前轮驱动（FF）方案：应用于轿车上，其优点是省去了万向节和传动轴，结构紧凑，有助于提高汽车高速行驶时的操纵稳定性。③发动机后置后轮驱动（RR）方案：应用于大、中型客车，其优点是易做到汽车总质量在前后轴之间的合理分配，而且具有车厢内噪声底，空间利用率高等，其缺点是发动机冷却条件差，发动机、离合器和变速器的操纵机构都较复杂。④发动机中置后轮驱动（MR）方案：应用于赛车，其优点是易实现前后轮较为理想的质量分配，其缺点介于FF和RR方案之间。⑤全轮驱动（nWD）方案：如4×4，6×6，应用于越野车，其优点是充分利用所有车轮与地面之间的附着条件，以获得尽可能大的驱动力，其缺点是结构复杂。§15离合器P.441．汽车传动系统中为什么要装离合器？答：①保证汽车平稳起步。②保证传动系统换档时工作平顺。③防止传动系统过载。4．为了使离合器接合柔和，常采取什么措施？答：从动盘应具有轴向弹性，常采用以下几种结构形式：①整体式弹性从动盘。F15—20a②分开式弹性从动盘。F15—20b③组合式弹性从动盘。F15—20c6．膜片弹簧离合器有何优缺点？答：①转矩容量大且较稳定：当摩擦片磨损后，螺旋弹簧压紧力便降底很多，而膜片弹簧压紧力则基本不变；图15—4：离合器两种压紧弹簧的弹性特性②操纵轻便：当离合器分离时，膜片弹簧所需的作用力比螺旋弹簧所需的作用力底。③结构简单且较紧凑。④高速时平衡性好。⑤散热通风性能好。⑥摩擦片的使用寿命长。§16变速器和分动器P.801．在普通变速器中，第二轴的前端为什么采用滚针轴承支承？为了润滑滚针轴承，在结构上都采取了哪些措施？答：①以减小径向尺寸，只承受径向力。②在第一轴常啮合传动齿轮上钻有径向油孔。在第二轴的大部分齿轮的轮毂端面开有径向油槽，一半润滑所在部位的滚针轴承。2．在变速器的同步器中常见到把接合齿圈与常啮合斜齿轮制成两体（二者通过花键齿连接），这是为什么？接合齿圈把由常啮合斜齿轮传来的转矩传给接合套，但接合齿圈的齿宽较小而常啮合斜齿轮的齿宽较大，这是什么道理？答：①加工工艺的需要。②常啮合斜齿轮只有几对齿同时参加工作，而接合齿圈是全部齿同时工作，为了强度的要求，故接合齿圈的齿宽较小而常啮合斜齿轮的齿宽较大。§17汽车自动变速器P.1231．液力耦合器的结构和工作原理，汽车上安装液力耦合器有无必要？它可否取代摩擦离合器，为什么？答：①结构：主动元件-泵轮，从动元件-涡轮，工作介质-液压油。②工作原理：泵轮接受发动机传来的机械能，传给工作液，使其动能提高，然后再由工作液将动能传给涡轮。③有必要，它可以取代摩擦离合器（自动变速器中），因为液力耦合器具有发动机转速越大，则作用于涡轮的力矩也越大的特点，可减少传动系统的冲击载荷，使汽车平稳起步和加速，防止传动系统过载，能够衰减传动系统的扭转振动。2．试述液力变矩器的工作原理和液力变矩器特性。答：①工作原理：泵轮Mb、涡轮Mw、导轮Md。Mw=Mb±Md②液力变矩器特性：变矩系数K=Mw/Mb是随涡轮转速的改变而连续变化的，涡轮转速越底，变矩系数K越大。汽车传动系统中为什么要装离合器？答：即离合器的功用①保证汽车平稳起步②保证传动系统换档时工作平顺③防止传动系统过载3.为了使离合器接合柔和，常采用什么措施?答;为了使离合器接合柔和，保证汽车平稳起步，从动盘应具有轴向弹性。具有轴向弹性装置的从动盘大致有如图14-17（P.28）所示的几种结构形式。①整体式弹性从动盘②分开式弹性从动盘③组合式弹性从动盘4.膜片弹簧离合器有何优缺点?答：优点：①转矩容量大且稳定②操纵轻便③结构简单且较紧凑④高速时平衡性好⑤散热通风性能好⑥摩擦片的使用寿命长缺点：①在制造上有一定难度，因为它对弹簧钢片的尺寸精度、和热处理条件等要求都比较严格。②在结构上分离指部分的刚度较低，使分离效率降低③而且分离指根部易形成应力集中，使蝶簧部分的应力增大，容易产生疲劳裂纹而损坏④分离指舌尖部易磨损，而且难以修复。5.试以东风EQ1090E型汽车驱动桥为例，具体指出动力从叉形凸缘输入一直到驱动车轮为止的传动路线。答：动力—叉形凸缘—主动锥齿轮—从动锥齿轮—差速器壳—行星齿轮轴—行星齿轮—半轴齿轮—半轴—轮毂。§18万向传动装置P.140§19驱动桥P.176§20汽车行驶系统概述P.183§21车架P.191§22车桥和车轮P.218§23悬架P.259