北京科技大学电动汽车考试内容总结

1电动汽车的发展史与现状电动汽车与内燃机汽车相比谁更早些?电动车辆实际上比内燃机车辆出现的要早。由于当时的技术水平和社会环境所限，电动汽车没有发展起来。是什么原理促使电动汽车研发又起新高潮?一是环境污染。二是石油资源。一百多年来，电动汽车在汽车发展史中经历了三次重大机遇：第一次发生在一百余年前。由于当时电池和电机的发展较内燃机成熟，而且石油的运用还没有普及，使电动汽车在早期的汽车领域中占有举足轻重的位置。20世纪70年代石油危机的爆发，给世界各国政界一次不小的打击，开始考虑替代石油的其他能源，包括风能、太阳能、电能等可再生能源。因此从政治经济方面考虑，才又给了电动汽车第二次机遇，又一次被人瞩目。第三次机遇开始于20世纪90年代，世界上除了已存在的能源问题之外，环境保护问题也逐渐成为了各个方面所关心重大课题，内燃机汽车的排放污染，给全球的环境以灾难性的影响，因此开发生产零污染交通工具成为各国所追求的目标，电动汽车的无（低）污染优点，使其成为当代汽车发展的主要方向。3．电动汽车的特点?电动车辆的优点：1)无污染，噪声低2)能源效率高，多样化3)结构简单，使用维修方便4)动力电源使用成本高，续驶里程短电动车辆的价格比内燃机车辆高，决定了电动车辆的初期投入大、费用支出多，但是电动车辆的维修保养的费用低，随着使用年限的延长，其使用费用支出会逐渐降低，甚至会低于内燃机车辆的使用成本。4.电动车辆三大关键技术.电动汽车电池、电机、电控三大关键技术电动汽车依靠电能驱动车辆，而电能在驱动汽车行驶过程中基本不排放有害气体，对环境不会造成污染。

电动汽车的驱动系统主要由电池组、控制系统、电机等组成。5．电池、电机、电控系统一直是制约电动汽车大规模进入市场的关键因素。6.电动汽车的分类.电动车辆的分类

电动汽车具体可分为三类：即仅以车载蓄电池为动力源的纯电动汽车，以多个车载动力源提供动力的混合动力电动汽车和以燃料电池为动力的燃料电池汽车。1)按电源分类按电动车辆电源的不同可分为蓄电池供电的电动车辆、电网供电的电动车辆和内燃机—发电机供电的电动车辆等。2)按用途分类按电动车辆用途的不同可分为电动汽车(客车，货车)，工业用电动车(电动叉车、电动牵引车)、生活代步车(电动摩托车、三轮车)、娱乐场所用车(娱乐车、高尔夫球场车、游览车)等。3)按驱动控制方式分类按电动车辆的驱动控制方式的不同可分为直流电动机驱动、晶闸管斩波器控制、交流电动机驱动、变频调速器控制、电动机内燃机混合驱动等。4)按电动机的布置形式分类按电动车辆的电动机布置形式的不同分为单电动机中央驱动、双电动机或多电动机电动轮驱动等。2．电动汽车整车设计1.汽车业CAD/CAM/CAE技术发展（见第二章课件）什么是福特建立C3P体系1993年，福特汽车公司制定了面向21世纪的“福特2000年”长远发展规划，决定彻底改造自己的计算机应用状况。福特的目标是：一个新车型的开发周期从目前的36个月缩短到18个月乃至12个月；新车开发的后期设计修改减少50%；原型车制造和测试成本减少50%；投资收益提高30%。福特希望用一个产品数据管理系统（PDM）,把计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM）集成起来，融汇到一个遍布全球的公用数据系统之中，即C3P（CAD/CAM/CAE/PDM）。这是C3P概念在整个业界第一次正式提出。汽车业计算机应用未来发展趋势高质量、低成本、更快的产品上市时间和更新的产品式样是企业注定要追求的共同目标。汽车业计算机应用未来发展趋势：

改进企业过程──有效地利用企业资源，步入全球性大协作；

核心式工程工具──实现电子（或数字）样机需要核心式的主模型技术；

数据管理及控制──用PDM系统构建企业信息框架，实现企业级信息共享；

集成的供应链──制造厂商与零配件供应商的日趋紧密的信息共享形成集成的供应链。电动车辆整车标准体系包括哪几部分电动道路车辆安全要求第1部分：车载储能装置电动道路车辆安全要求第2部分：功能安全方式和故障防护电动道路车辆安全要求第3部分：防止人员触电·电动道路车辆术语电动道路车辆参考能量消耗率和续驶里程乘用车和轻型商用车辆试验规程·电动道路车辆道路操纵特性5．电动车辆的组成与各部件的功用1.电源

电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。2.驱动电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。3.电动机调速控制装置

电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。4.传动装置

电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的多数部件常常可以忽略。5.行驶装置

行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的，由车轮、轮胎和悬架等组成。

6.转向装置

专用装置是为实现汽车的转弯而设置的，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。7.制动装置

电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。

8.工作装置

工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的，如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。【1）电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。】6.电动汽车的总体构造一般由几部分组成,各有什么作用电动汽车的总体构造一般由四部分组成：1.电动机电动机是电动汽车的动力装置。其作用是产生动力，通过传动系驱动车轮使汽车行驶。

电动机主要有直流电动机和交流机两类。

2.底盘底盘作用是支承、安装电动动机及其各部件、总成，形成电动汽车的整体造型，并接受电动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。

底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。3.车身车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。

轿车、客车的车身一般是整体结构，货车车身一般是由驾驶室和货箱两部分组成。4.控制系统及电气设备控制系统是对电动汽车的起动、行驶、前进、倒车、制动等进行控制。电气设备由电源和用电设备两大部分组成。7.外形尺寸参数主要有哪些汽车设计中，外形尺寸包括：长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长和离地距等。8.电动汽车有哪些的结构参数和性能参数,名称的意义汽车的主要特征和技术特性随所装用的原动力机类型和特性的不同，通常有以下的结构参数和性能参数。1.整车装备质量（kg）：汽车完全装备好的质量，包括润滑油、畜电池、随车工具、备胎等所有装置的质量。2.最大总质量(kg)：汽车满载时的总质量。3.最大装载质量(kg)：汽车在道路上行驶时的最大装载质量。4.最大轴载质量（kg）：汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。5.车长(mm)：汽车长度方向两极端点间的距离。6.车宽(mm)：汽车宽度方向两极端点间的距离。7.车高(mm)：汽车最高点至地面间的距离。8.轴距(mm)：汽车前轴中心至后轴中心的距离。9.轮距(mm)：同一车轿左右轮胎胎面中心线间的距离。10.前悬(mm)：汽车最前端至前轴中心的距离。11.后悬(mm)：汽车最后端至后轴中心的距离。12.最小离地间隙(mm)：汽车满载时，最低点至地面的距离。13.接近角(°)：汽车前端突出点向前轮引的切线与地面的夹角。14.离去角(°)：汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。15.转弯半径(mm)：汽车转向时，汽车外侧转向轮的中心平面在车辆支承平面上的轨迹圆半径。转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径。16.最高车速(km/h)：汽车在平直道路上行驶时能达到的最大速度。17.最大爬坡度(%)：汽车满载时的最大爬坡能力。18.平均能量消耗量(畜电池kW/h，燃料L/100km)：汽车在道路上行驶时每百公里平均能量消耗量。19.车轮数和驱动轮数(n×m)：车轮数以轮毂数为计量依据，n代表汽车的车轮总数，m代表驱动轮数。9.汽车由哪几部分构成一个多质量振动系统车辆的动力机旋转部分、传动系、车轮、整个汽车的质量构成一个多质量振动系统10.汽车承受哪两种载荷,举例1）在特定的条件下会产生共振而降低传动系的寿命——这是车辆零部件承受动载荷。动载荷的变化，有些是有规律的，有些则是无规律的。2）车辆处于静止状态时，车辆零部件则承受静载荷。车辆零部件在长期使用中会发生不同形式的损伤和破坏。因此，需要计算零部件在各种工况条件下的强度。11.传动系的最大动载荷通常发生在什么情况下传动系的最大动载荷通常产生于汽车突然起步和紧急制动时。12.传动系静强度计算的载荷有几种工况按三种工况的载荷作为计算载荷1）按电机最大转矩Tdmax2)按驱动车轮与路面的最大附着力矩Tφmax3)按最大动载荷13.材料产生微观裂纹的根源是什么零件材料的内部缺陷和加工缺陷在交变应力的作用下往往是形成微观裂纹的根源。由于在动载荷长期重复加载下形成局部高应力区使较弱晶粒产生微观裂纹车辆的大部分零件在行驶中承受随时间而改变的交变应力。当交变应力的大小超过一定数值时，则在零件的材料中进行着逐渐累积损伤的过程，其表现形式为微观裂纹。14.零件的疲劳强度与什么有关零件的疲劳强度也与其承载下的种类（弯曲、扭转）以及随时间变化的应力循环特性（对称循环、非对称循环）有关。确定材料或零件的疲劳特性可对该材料的标准试件或直接对零件进行疲劳试验。15.什么是零件的可靠性设计机械零件的可靠性设计是以应力-强度分布干涉理论为基础，机械零件的强度和工作应力均随机变量，呈分布状态。16.最优化设计工作包括哪两部分内容最优化设计工作包括两部分内容：1）将设计问题的物理模型转变为数学模型。建立数学模型时要选取设计变量，列出目标函数，给出约束条件。设计变量指在设计过程中需进行选择且最终必须确定的各项独立设计参数。目标函数指设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式。约束条件指对设计变量取值时的限制条件。2）采用适当的最优化方法求解数学模型。可归结为在给定的约束条件下求目标函数的极值或最优值问题。3电动汽车驱动系统复习参考题对储能电源的要求对储能电源提出的要求是：比能量高，比功率大，使用寿命长，成本低廉。此外，缩短电池的充电时间和使用中电池的安全性也是必须考虑的问题。针对电动车辆的具体情况，对储能电源提出的要求：①能量密度高(2h放电率时不小于45W·h/kg)；②制造成本低；③寿命长，维护保养工作量小；④工作物质寿命长，自放电量少；⑤加速和爬坡性能好；⑥充电快、效率高，设备简单；⑦体积、质量小；⑧发生事故和充电失控时安全性好；⑨电池组更换简捷；⑩无需或少量特殊维护设备。什么是比能量，比功率比能量(单位质量或体积输出的电量)决定了电动车辆的续驶里程。电动车辆的储能电源受车重和布置空间的限制，一次充电后的行驶里程决定于电池携带的总电量，比能量提高就可以增加电动车辆的储备能量。比功率(单位质量或体积输出的功率)则决定了电动车辆的动力性(诸如加速能力、爬坡能力和负载运行能力)。目前，电动车辆所采用的储能电源有哪些,优缺点目前，电动车辆所采用的储能电源有:铅酸(Pb-H2SO4)蓄电池铅酸蓄电池是储能电源中最成熟的，它自1859年被发明以来，已有一百四五十年的历史了。因其原料丰富，技术成熟，价格便宜，可靠性高，比功率尚可，仍是电动车辆的首选电源。但它比能量低，难于快速充电，使用寿命不长，难于满足电动车辆的全面要求。铅酸蓄电池仅作为短期发展目标或作为过渡性电源。考虑到对常规铅酸蓄电池的改进，如采用水平电极、准双极性结构、铅丝编制而成的板栅、胶体电解质、免维护型蓄电池，使其比能量、比功率、快速充电性能有较大的改善，但其发展的潜力毕竟有限了。镍镉(Ni-Ca)电池镍镉电池比功率大、比能量高，可快速充电，循环寿命长，成为电动车辆很具吸引力的电源。但价格高，尤其是重金属镉如不能很好地回收，会造成环境污染，这是需要解决的关键问题。钠硫(Na-S)电池钠硫电池也是近期电动车辆看好的电池，它有很高的比功率和比能量，但其工作温度高和基于钠的活化性考虑，要求设计必须保证高度牢固安全。目前尚存在寿命较短，长时间不充电液态钠、硫就会因固化而无法使用的问题。尚在研究的有:镍氯(Ni-MH)电池镍氢电池具有许多与镍镉电池相似的特性，但它不存在重金属污染，被称为“绿色电池”，近几年受到国际上的普遍关注，批量生产的成本约为铅蓄电池的4倍，但因循环寿命长，比能量高，做电动车辆的电源的实际费用要低。锂(Li)电池锂电池有一次电池和二次电池。电动车上用的是二次电池，有锂离子电池、锂熔盐电池、锂聚合物电池等。它具有比能量高等一系列优点，国际上将它作为电动车辆电源发展的长期目标，并作为电动车辆与内燃机车辆全面竞争中获胜的希望。锌(Sn)—空气电池飞轮电池(Fly—wheelBatteries)飞轮电池不同于上述化学电池，它是一只高转速、长时间运转的飞轮带动的发电机，具有比能量高、比功率大、充电快、寿命长、无污染的特点，在电动车辆上应用有美好的前景。但它是一项高新技术，其应用尚有待发展。燃料电池燃料电池也是电动车辆上尝试应用的储能电源。它是将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化成电能的发电装置，也是具有吸引力的发展电源。它与内燃机相比，排放废气少、污染小、噪音低，无二次电池的自放电，但它不能充电，无法利用电动车辆的再生制动能量。太阳能电池等。太阳能电池纯粹无污染，且太阳能无需购买、但它能量密度低，比能量小，且太阳能电池的成本还较高，尚无法作为电动车辆的电源。它可作为一种辅助电源，成为辅助充电服务的部分内容。为什么说飞轮电池,燃料电池,太阳能电池是环保电源,其基本工作原理见上见第三章课件之电池直流电动机,交流电动机基本结构和特点直流电动机直流电动机由磁场、电枢、电刷及刷架等组成，它利用通电导体在磁场中受力的电磁原理制成。磁场由磁场铁心(磁极)、磁场绕组(线圈)、电动机的外壳等组成，它的作用是形成磁场。电枢由电枢绕组(线圈)、电枢铁心、换向器、电枢轴等组成，它的作用是通电后在磁场中受力产生电磁转矩。电动车辆上使用的直流电动机为牵引型电动机，其工作特点是工作电流大，工作时间长(须连续工作)，直流电动机具有启动牵引力大，调速控制简单的优点。但直流电动机因电枢电流由电刷和换向器引入，换向时有电火花，易造成换向器的烧蚀，电刷与换向器的相对运动使电刷易磨损，同时带来噪声、无线电干扰及寿命短等致命弱点。电刷与换向器成为直流电动机工作可靠性的薄弱环节，同时也限制了电动机工作转速，使直流电动机的功率／质量比较小。直流电动机存在整流器、电刷等部件，转动惯量大，速度响应慢，最高工作转速受到限制，维修保养工作最大。交流电动机电动车辆驱动用交流电动机多为三相异步(感应)电动机，它由定子(磁场)、转子和其他辅助装置等部分组成。电动机的定子由三相定子绕组、定子铁心和电动机的外壳等组成。电动机的转子由转子绕组(线圈)、转子铁心等组成。交流异步电动机具有结构简单、坚固耐用、价格便宜、工作可靠、效率高、无需保养等特点，在工程，机械、车辆等方面得到了广泛应用。【使电动车辆具有以下特点：一是直接用变频器控制电动机，实现无级调速，使车辆的操纵控制自动化，可以取消机械变速器，使传动系统效率提高；二是采用交流异步电动机，由于无直流电动机那样的换向器和电刷，并且可以采用鼠笼式转子，使驱动部件的结构简单、无需维护、可靠性高，电动机的转动惯量小，速度响应好。三是交流异步电动机与直流电动机相比，电动机的控制更加完善，正反转(前进与倒车)可轻易实现，制动能量的回收利用更加简单。已经成为电动车辆驱动与控制技术的发展方向。】交流异步电动机具有结构简单、坚固耐用、价格便宜、工作可靠、效率较高、无需保养等特点，特别是采用鼠笼式转子时，交流电动机具有其他电动机不可比拟的优点，正在成为电力驱动与控制的发展方向。电动机的特性如图3—32(b)所示；保持电动机定子三相电压不变，改变转子回路电阻时，电动机的特性如图3-32(c).直流电动机,交流电动机基本工作原理直流电动机是利用通电导体在磁场中受力这一基本原理制成的。在异步电动机中，定子绕组流过交流电时，产生旋转磁场。该旋转磁场在转子绕组中产生感应电流，感应电流的磁场与定子旋转磁场相互作用，便产生电磁力推动转子旋转。电机的转差率及表示方式将转子的转速(即电动机的转速)n与磁场的转速差用转差率S表示：

S=(nl—n)／nl于是交流电动机的旋转速度n可用下式表示：

n=60fl(1-s)／p改变异步电动机的转速有几种方法,分别发改变什么改变异步电动机的转速有三种方法，即改变转差率、改变磁极对数和改变电源供电频率三种调速方式。新型电机有哪几种,各有什么特点直流无刷电动机直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗及调速性能好等特点开关磁阻电动机开关磁阻电动机有下列特点：①电动机的结构简单、坚固，制造工艺简单、成本低，转子仅由硅钢片叠成，可工作于极高转速；定子线圈为集中绕组，嵌放容易，端部短而牢固，工作可靠，能适用各种恶劣、高温甚至强振动环境。②耗损主要产生在定子，电极易冷却；转子无永磁体，可允许有较高的温升。③转矩方向与相电流无关，从而可以减少功率变换器的开关器件数，降低系统成本。④功率变换器不会出现常通故障，可靠性高。⑤启动转矩大、低速性能好，没有异步电动机启动时的冲击电流。⑥调速范围广、控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩——转速特性。⑦在宽广的转速和功率范围内均具有高效率。能四象限运行，有较强的再生制动能力。电动车辆的行驶阻力有哪几部分行驶阻力包括车轮滚动阻力、加速阻力、坡道阻力及空气阻力等，当作为工业车辆使用时，因车速较低，空气阻力可忽略不计。车辆行驶的条件是什么车辆行驶的条件是车轮驱动力Ft大于或等于行驶阻力Fz，即：

Ft>=Fz

当Ft=Ff+Fw时，车辆等速行驶。

当Ft>Ff+Fw时，车辆可加速，加速度aj=dv／dt由下式决定：

Ft-Ff-Fw=δG／g·dv／dt

当Ft>Fff+Fw时，车辆可在坡道上行驶，其爬坡度tgα=h／s,可由下式求出：

Ft-Ff-Fw=G·Sinα电动机驱动功率的确定电动机的输出功率PM与电动车辆行驶的驱动功率Pt是平衡的，即

PM=Pt／η=(Ff+Fi+Fw+Fj)·va/η式中η——传动系统的效率。

图3—46为电动车辆的功率平衡图，Pm1、Pm2、Pm3分别为电动机的瞬时、短式和连续输出功率，(Pf+Pw)／η为仅计及电动车辆滚动阻力和迎风阻力时的驱动功率。驱动功率与电动机连续输出功率的交点即为电动车辆的最大运行速度。显然，电动机输出功率大于Pf+Pw／η时，车辆可以获得加速或爬坡所需的功率。根据电动机的实际工作情况，计算电动车辆加速度和爬坡度时，可以按短时电动机输出功率求取。电动汽车对电驱动系统的要求电动汽车对电驱动系统的要求为，高可靠性，高性能，高效率，低成本。电动机的调速控制方式电动机的调速控制方式因电动机的形式不同而不同。对于直流电动机，可以采用串接电阻、改变磁场强弱和调压变流调速。对于交流电动机，可采用调压变流调速、串级调速和变频调速。串接电阻调速控制方式的基本电路图和原理见第三章PPT之驱动系统改变磁场强弱调速控制方式的基本电路图和原理见第三章PPT之驱动系统调压变流调速控制方式的基本电路图和原理见第三章PPT之驱动系统串级调速控制方式的基本电路图和原理见第三章PPT之驱动系统变频调速控制方式的基本电路图和原理见第三章PPT之驱动系统常用的电力电子器件及基本符号电力电子器件就是通常所说电力半导体器件。在电路中，电力电子器件处于受控的通、断状态，具有理想的开关特性。根据不同的开关特性，电力电子器件可分为三大类型。①不可控器件。这种器件为两端器件，它只有整流的作用，而无可控的功能。如PN结整流二极管。②半控器件。这种器件通常为三端器件，通过控制信号只能控制器件的导通，而不能控制其关断。普通的晶闸管(SCR)及其大部分派生器件属于这一类。③全控器件。这种器件也为三端器件。通过控制信号，既能使其导通，也能使其关断。目前这类器件有可关断可控硅(GTO)、电力晶体管(GTR)和各种场控器件。根据器件内电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为单极型、双极型和混合型三种类型。①单极型。只有一种载流子参与导电的器件称为单极型。如功率场效应晶体管(MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)等。②双极型。电子和空穴两种载流子均参与导电的器件称为双极型。如PN结整流二极管、普通晶闸管和电力晶体管等。③混合型。由单极型和双极型两种器件组成的复合型器件称为混合型。如绝缘栅双极晶体管(IGBT)和MOS控制晶闸管(MCT)等。依据控制信号的不同，电力电子器件还可以分为电流控制型和电压控制型两种。①电流控制型。一般从控制极注入或抽出电流信号，实现器件的导通与关断。如电力晶体管、可关断可控硅等。与电压控制型器件相比，器件的控制功率较大，控制电路复杂，工作频率较低。②电压控制型。这种器件的开通与关断是由电压信号控制的。如功率场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管和MOS控制晶闸管等。这种器件控制方便，控制器件动作的功率很小，工作频率高，可以实现高电压、大电流的开关功能，获得了很快的发展和应用。（符号见第三章课件之驱动系统）何为交流变频调速,变频器有几类,变频调速的主电路原理和调速特性变频器分为两类，一类是交—交变频器(又称直接变频器)，它把固定频率和电压的交流电源直接转换成电压可调的交流电源。交—交变频器输出的交流电源的最高频率不会超过电网频率的1／3~1／2。此装置所用的元件数量很多，但它的优点是使电动机以低速直接拖动生产机械，可以省去庞大的齿轮减速箱。另—类是交—直—交变频器(又称间接变频器)。它先把交流电源整流成直流，再由逆变器转换成频率和电压可调的交流电源。这种变频器实际上是由整流电路、滤波电路和逆变电路三部分组成。如图3.3—15所示。随着电力电子器件技术的发展，新型的电力器件如功率晶体管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管等正在逐步取代晶闸管。图3.3—15即为功率晶体管控制的交流脉宽调制(SPWM)的变频器的电路。（见课件第三章之驱动系统P28）22.电动机的制动控制方式有串励直流电动机的制动控制串励直流电动机的制动有反接(反转)制动、能耗制动和和再生制动等方法。交流异步电动机的制动控制交流异步电动机的制动控制可使电动机处于电磁制动和发电制动工作状态。4电动汽车传动系统传动系的功能传动系的基本功能是将电动机发出的动力传给汽车的驱动车轮，产生驱动力，使汽车能在一定速度上行驶。对于中央驱动的电动车辆，传动装置由减速器、差速器等组成，与传统车辆的驱动桥相近。对于电动轮驱动的车辆，电动机的动力输出后，经减速器传给车辆。传动系的类型中央驱动式传动装置双电动机驱动式传动装置电动轮式驱动装置传动系的结构布置中央驱动式传动装置也称为驱动桥。驱动桥由减速器、差速器，半轴和桥壳等部件组成。减速器、差速器，半轴用于传力，桥壳用来安装这些机构，同时把车辆的重量传到车轮，并将地面作用在驱动轮上的力传给车架。(p4)按电动机轴线与车辆纵向中心线的关系，电动机有纵向布置和横向布置两种方式。双电动机驱动的传动装置构成的驱动桥结构图，它由两只电动机分别驱动两侧车轮，两侧车轮的传动轴是断开的(半轴)，中间不设差速器，依靠电动机的不等速旋转，实现车轮在转弯和不平路面行驶时的不等速旋转。(p15)电动轮式驱动装置的结构图，它只有减速装置，并可省略半轴，制动装置采用电磁式。但这种驱动装置增加了悬架的质量。(p16)机械传动系的工作特点及设计要求工作特点：传动系是一个多质量的弹性扭转振动系统，其负荷随汽车使用工况的不同而异。车辆行驶时，由电动机和路面的干扰力以及传动系构件转速变化产生的惯性力矩，都能引起传动系的载荷变化甚至扭振。如传动轴等动平衡不好会引起弯振；车辆在起步、换档、制动等非稳定工况下，传动系受非周期的冲击性干扰力而受激振动，产生很大的动载荷；即使在稳定工况下，传动系也会由于电动机、传动系本身等周期性干扰力的作用下发生强迫振动。为了避免引起共振，应使传动系的固有频率避开汽车经常工作的转速范围，至少应采取措施减小共振振幅，降低共振载荷。可以通过加装弹性元件来降低传动系的扭转刚度，从而降低固有频率，加装阻尼元件来消耗振动能量、降低共振载荷包以及非共振下的载荷变化幅度。设计要求：要求传动系符合整车使用寿命要求，可按其最大负荷验算各零件强度；按实测载荷谱进行疲劳设计和程控模拟随机加载的台架试验，并在整车的可靠性道路试验和使用试验中考核其可靠性、耐久性、使用与维修的方便性及各项性能。汽车噪声也是一种城市污染源，降噪程度已成为评价汽车质量的重要标准之一。差速器的作用差速器的作用是将发电动机传来的转动和转矩分别传给两根半轴，从而使左、右驱动轮在车辆转弯或在不平路面行驶时，以不同的角速度旋转，以达到驱动轮相对于路面的运动接近于纯滚动，保证车辆行驶过程中车轮不等速运转，以减少车轮对路面的滑转和滑移所造成的磨损。减速器的功用都是降低转速，增大扭矩，并将扭矩传给半轴。减速器分为单级和双级两种。驱动桥壳的作用驱动桥壳用来支承和保护减速器、差速器和半轴等零部件，并储油润滑这些零部件。驱动桥壳还承受车辆的一部分重量，并将它传递给车轮。当电动机的扭矩传到驱动车轮时，产生牵引力，再通过驱动桥壳将牵引力传到车架上，推动车辆行驶。驱动桥设计应当满足的基本要求驱动桥设计应当满足如下基本要求：1)所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和能源(燃料或畜电池)经济性。2)外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。3)齿轮及其它传动件工作平稳，噪声小。4)在各种转速和载荷下具有高的传动效率。5)在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性。6)与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调。7)结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装、调整方便。驱动桥的结构形式结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关。当车轮采用非独立悬架时，驱动桥应为非断开式(或称为整体式)，即驱动桥壳是一根连接左右驱动车轮的刚性空心粱(图4—10)。(p22)当采用独立悬架时，为保证运动协调，驱动桥应为断开式。这种驱动桥无刚性的整体外壳，主减速器及其壳体装在车架或车身上，两侧驱动车轮则与车架或车身作弹性联系，并可彼此独立地分别相对于车架或车身作上下摆动，车轮传动装置采用万向节传动(图4—11)。为了防止运动干涉，应采用滑动花键轴或一种允许两轴能有适量轴向移动的万向传动机构。具有桥壳的非断开式驱动桥结构简单、制造工艺性好、成本低、工作可靠、维修调整容易，广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和部分小轿车上。但整个驱动桥均属于簧下质量，对汽车平顾性和降低动载荷不利。断开式驱动桥结构较复杂，成本较高，但它大大地增加了离地间隙；减小了簧下质量，从而改善了行驶平顺性，提高了汽车的平均车速；减小了汽车在行驶时作用于车轮和车桥上的动载荷，提高了零部件的使用寿命；由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好，大大增强了车轮的抗侧滑能力；与之相配合的独立悬架导向机构设计得合理，可增加汽车的不足转向效应，提高汽车的操纵稳定性。这种驱动桥在轿车和高通过性的越野汽车上应用相当广泛。主减速器的齿轮主要有主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动的优缺点1)当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比。2)当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。3)当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点：1)在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。2)由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的β1大于从动齿轮的β2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30％。3)双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高。4)双曲面主动齿轮的β1变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。5)双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长。6)双曲面主动齿轮轴布置在从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。但是，双曲面齿轮传动也存在如下缺点：1)沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮副传动效率约为96％，螺旋锥齿轮副的传动效率约为99％。2)齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即抗胶合能力较低。3)双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。4)双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油，螺旋锥齿轮传动用普通润滑油即可。由于双曲面齿轮具有一系列的优点，因而它比螺旋锥齿轮应用更广泛。主减速器的减速形式主减速器的减速形式可分为单级减速、双级减速、双速减速、单双级贯通、单双级减速配以轮边减速等。(p37)主减速器锥齿轮主要参数主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动锥齿轮齿数z1和z2、从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数ms、主、从动锥齿轮齿面宽b1和b2、双曲面齿轮副的偏移距E、中点螺旋角、法向压力角等。(p66)格里森齿制锥齿轮计算载荷的三种确定方法。(p86)主减速器锥齿轮轴承的载荷计算当锥齿轮齿面上所受的圆周力，轴向力和径向力计算确定后，根据主减速器齿轮轴承的布置尺寸，即可求出轴承所受的载荷。差速器结构形式(一)对称锥齿轮式差速器1．普通锥齿轮式差速器2.摩擦片式差速器3．强制锁止式差速器(二)滑块凸轮式差速器(三)蜗轮式差速器(四)牙嵌式自由轮差速器(第四章PPT2)差速器齿轮主要参数选择(一)差速器齿轮主要参数选择1．行星齿轮数n行星齿轮数n需根据承载情况来选择。通常情况下，轿车：n=2；货车或越野车n=4。2．行星齿轮球面半径Rb行星齿轮球面半径Rb反映了差速器锥齿轮节锥距的大小和承载能力，可根据经验公式来确定(4—31)式中，Kb为行星齿轮球面半径系数，Kb=2.5～3.0，对于有四个行星齿轮的轿车和公路用货车取小值，对于有两个行星齿轮的轿车及四个行星齿轮的越野车和矿用车取大值；Td为差速器计算转矩(N·m)，Td=min[Tce，Tcs]；Rb为球面半径(mm)。行星齿轮节锥距A0为A0=(0.98~0.99)Rb(4—32)3．行星齿轮和半轴齿轮齿数z1、z2为了使轮齿有较高的强度，希望取较大的模数，但尺寸会增大，于是又要求行星齿轮的齿数z1应取少些，但z1一般不少于10。半轴齿轮齿数z2在14—25选用。大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比z2／z1在1．5—2．0的范围内。为使两个或四个行星齿轮能同时与两个半轴齿轮啮合，两半轴齿轮齿数和必须能被行星齿轮数整除，否则差速齿轮不能装配。4．行星齿轮和半轴齿轮节锥角γ1、γ2，及模数m行星齿轮和半轴齿轮节锥角γ1、γ2分别为γ1=arctan(z1／z2)(4-33)γ2=arctan(z2／z2)锥齿轮大端端面模数m为m=2A0sinγ1/z1=2A0sinγ2/z2(4-34)5．压力角a汽车差速齿轮大都采用压力角为22°30'，齿高系数为0.8的齿形。某些重型货车和矿用车采用25°压力角，以提高齿轮强度。6．行星齿轮轴直径d及支承长度L行星齿轮轴直径d(mm)为(4-35)式中，T0为差速器壳传递的转矩(N·m)，n为行星齿轮数；rd为行星齿轮支承面中点到锥顶的距离(mm)，约为半轴齿轮齿宽中点处平均直径的一半；[σc]为支承面许用挤压应力，取98MPa。行星齿轮在轴上的支承长度L为L=1.1d(4—36)17.车轮传动装置的半轴根据其车轮端的支承方式半轴根据其车轮端的支承方式不同，可分为半浮式、3／4浮式和全浮式三种形式。（第四章PPT2P29）5电动汽车行驶系行驶系的主要功用是什么?电动汽车作为一种地面交通运输工具，行驶系的主要功用是：1)承受汽车的总质量。2)接受传动系传来的动力，通过驱动轮与地面之间的附着作用，产生驱动力，从而克服外界阻力，保证汽车正常行驶。3)传递并承受路面作用于车轮上的各种反力及所形成的力矩。4)缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车平顺行驶。轮式行驶系的组成如何?【车辆行驶系的基本类型主要有轮式、履带式、半履带式、车轮-履带式和水陆两用汽车等几种形式。车辆行驶在比较坚实的道路上，其行驶系中直接与路面接触的部分是车轮，这种行驶系称为轮式行驶系。】车辆(轮式汽车)行驶系一般由车架1、车桥6、3、车轮5、4和悬架7、2等组成，图5-1。车轮支承着车桥，车桥又通过弹性悬架和与车架相连接。车架是整个汽车的基体，它将汽车的各相关总成连接成一个整体，构成汽车的装配基础。1-车架2-后悬架3-驱动桥4-后轮5-前轮6-从动桥7-前悬架何谓边粱式车架?为什么这种结构车架应用广泛?边粱式车架是由两根位于两边的纵梁和若干根横梁通过铆接或焊接而连成的坚固的刚性构架。由于边粱式车架便于安装车身和布置总成，有利于改装变形车和发展多品种车型的需要，所以被广泛采用。（P5）中梁式车架的优点有哪些?中梁式车架的优点：有较好的抗扭转刚度和较大的前轮转向角，在结构上容许车轮有较大的跳动空间，便于装用独立悬架，从而提高了汽车的越野性；与同吨位的载货汽车相比，其车架轻，整车质量小，同时质心也较低，故行驶稳定性好，车架的强度和刚度较大：脊梁还能起封闭传动轴的防尘罩作用。中粱式车架的缺点：制造工艺复杂，精度要求高，总成安装困难，维护修理也不方便，故目前应用较少。转向桥的基本组成如何?其前轴中部向下弯曲的目的是什么?各种类型汽车的转向桥结构基本相同，主要由前轴(梁)、转向节、主销和轮毂等四部分组成，如图5-12所示。前轴是转向桥的主体，其断面形状采用工字型和管形两种。中部向下弯曲成凹形，其目的是使发动机位置得以降低，从而降低汽车质心；扩展驾驶员视野；减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。什么叫转向轮定位?其包括哪些参数?各起什么作用?它们各自是如何形成的?为了保持汽车直线行驶的稳定性、转向的轻便性和减小轮胎与机件间的磨损，转向轮、转向节和前轴三者之间与车架必须保持一定的相对位置，这种具有—定相对位置的安装称为转向轮定位，也称前轮定位。（P24）前轮定位包括：主销后倾、主销内倾、前轮外倾及前轮前束。主销装在前轴上后，在纵向平面内，其上端略向后倾斜，这种现象称为主销后倾。在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角γ叫主销后倾角主销后倾的作用是保持汽车直线行驶的稳定性，并力图使转弯后的前轮自动回正。主销安装到前轴上后，在横向平面内，其上端略向内倾斜，这种现象称为主销内倾。在横向垂直平面内，主销轴线与垂线之间的夹角β主销内倾角主销内倾的作用是使前轮自动回正，转向轻便。主销后倾和主销内倾都有使汽车转向自动回正，保持直线行驶位置的作用。但主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用几乎与车速无关。因此，高速时主销后倾的回正作用起主导地位，而低速时则主要靠主销内倾起回正作用。此外，直行时前轮偶尔遇到冲击而偏转时，也主要依靠主销内倾起回正作用。前轮安装在车轮上，其旋转平面上方略向外倾斜，这种现象称为前轮外倾。前轮旋转平面与纵向垂直平面之间的夹角α称为前轮外倾角为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷，安装车轮时预先使车轮有一定的外倾角，以防止车轮出现内倾。同时，车轮有了外倾角也可以与拱形路面相适应。前轮外倾角大虽然对安全和操纵有利，但是过大的外倾角将使轮胎横向偏磨增加，油耗增多，一般前轮外倾角为1°左右。汽车两个前轮安装后，在通过车轮轴线而与地面平行的平面内，两车轮前端略向内束，这种现象称为前轮前束。左右两车轮间后方距离A与前方距离B之差(A-B)称为前轮前束值前轮前束的作用是消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使两前轮前端向外张开的不利影响。前轮前束还可以抵消滚动阻力造成的使两前轮前部向外张开的作用，使两前轮基本上是平行地向前滚动。车轮与轮胎的主要功用是什么?车轮与轮胎是汽车行驶系中的主要部件，汽车通过车轮由轮胎直接与地面接触在道路上行驶，其主要功用是：①支承汽车总质量；②吸收和缓和汽车行驶时所受到的路面冲击和振动；③保证轮胎与路面的良好附着性能，以提高汽车的动力性、制动性和通过性；④产生平衡汽车转向行驶时离心力的侧向力，在保证汽车正常转向行驶的同时，通过轮胎产生的自动正力矩，使汽车保持直线行驶。（P42）子午线轮胎的结构特点是什么?其优缺点有哪些?（P68）子午线轮胎(图5-30)帘布层2的帘线与轮胎子午断面接近一致(即与胎面中心线成90°或接近90°)排列，以带束层3箍紧胎体。其特点是帘线的这种排列能使其强度被充分利用，故它的帘布层数比普通轮胎可减少将近一半，且没有偶数限制，所以胎体柔软；帘线在圆周方向上只靠橡胶来联系。为了承受汽车行驶时产生的较大切向力，子午线轮胎具有若干层帘线与子午断面呈大角度(交角70°~75°)、高强度、不易拉伸的周向环形的类似缓冲层的带束层，同时带束层采用强度高、伸缩率小的帘线材料制成，故带束层像一条刚性环带似地箍在胎体上，极大地提高了胎面的刚度和强度。子午线轮胎与普通斜交胎相比，具有耐磨性好、弹性大、行驶里程长(比普通胎长50％以上)；滚动阻力小、节约燃料(滚动阻力可减小25％-30％，油耗降低8％左右)；承载能力大、减振性能和附着性能好，胎面耐刺穿和自重轻等优点。但其胎侧易裂口，胎圈易损坏，且侧向稳定性差，成本高。无内胎轮胎的优缺点有哪些?无内胎轮胎的优点是：只在爆破时才会失效，而穿孔时漏气缓慢，胎压不会急剧下降仍能继续行驶；同时因无内胎，故摩擦生热少，散热快，适于高速行驶；此外，它结构简单，质量较小。无内胎轮胎的缺点是：密封层和自粘层易漏气，途中修理较为困难。此外，自粘层只有在穿孔尺寸不大时方能粘合。天气炎热时自粘层可能软化而向下流动从而破坏车轮平衡，因此，一般多采用无自粘层的无内胎轮胎。它的外胎内壁只有一层密封层，当轮胎穿孔后，由于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物，故能长期不漏气，即使将穿刺物拔出，亦能暂时保持胎内气压。国产轮胎规格的表示方法如何表示?（P73）轮胎规格的表示方法基本上有公制和英制两大系统，目前大多数国家包括我国在内均采用英制表示法。充气轮胎的尺寸标注如图5-33所示。高压胎用二个数字之间加一乘号来表示，即D轮胎的名义外径(英寸)×表示高压胎B轮胎断面高度(英寸)高压胎在汽车上应用较少，汽车上广泛应用的是低压胎。低压胎亦用两个数字和中间一个对开线分开，即B-dB轮胎断面宽度(英寸)-表示低压胎d轮辋直径(英寸)超低压胎的表示方法与低压胎相同。悬架主要有哪几部分组成?其主要作用是什么?悬架主要由弹性元件1、导向装置2、5和减振器3等三部分组成。悬架的主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力(支承力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所形成的力矩传递到车架(或承载式车身)上，以保证汽车的正常行驶。常用弹性元件有哪几种?试比较它们的优缺点?（P9）悬架所用的弹性元件可分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧等，一般载货汽车的非独立悬架广泛采用钢板弹簧；大多数轿车的独立悬架应用螺旋弹簧和扭杆弹簧；而在重型载货汽车上气体弹簧得到广泛的应用。钢板弹簧钢板弹簧端部有三种结构型式(图5-39)。图5-39a端部为矩形的钢板，其制造简单，广泛应用在载货汽车上。图5-39b端部为梯形的钢板，其质量小、节省钢材，较多的用在载货汽车上。图5-39c端部为椭圆形的钢板，这种结构改善了应力分布状况，片端弹性好，片间摩擦小，重量也较轻，但制造工艺复杂，成本较高，一般在轿车上应用较多。螺旋弹簧螺旋弹簧(图5-40)与钢板弹簧相比，具有无需润滑，不忌泥污，所占纵向空间不大，弹簧质量小等优点。螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。螺旋弹簧常用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距的，前者刚度不变，后者刚度是可变的。扭杆弹簧扭杆弹簧与钢板弹簧相比较，具有质量小，不需润滑的优点。气体弹簧气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧的刚度增大。反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故它具有较理想的弹性特性。气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。橡胶弹簧橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来缓和冲击、减小振动的。它可以承受压缩载荷与扭转载荷。橡胶弹簧的优点是：单位质量的储能量较金属弹簧多，隔音性能好，多用在悬架的副簧和缓冲块。独立悬架的结构特点是什么?按车轮的运动形式，独立悬架分哪几类?结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接(图5-36b)。与非独立悬架相反，很少用钢板弹簧作为弹性元件，而多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件，因而有导向机构。具有以下优点：①悬架弹性元件的变形在一定的范围内，两侧车轮可以单独运动而互不影响，这样可减少车架和车身在不平道路上行驶时的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的现象；②减轻了汽车上非弹簧承载部分的质量非簧载质量)，从而减小了悬架所受到的冲击载荷，可以提高汽车的平均行驶速度；③由于采用断开式车桥，发动机位置可降低和前移并使汽车重心下降，有利于提高汽车行驶的稳定性。同时能给予车轮较大的上下运动空间，悬架刚度可设计得较小，使车身振动频率降低，以改善行驶平顺性；④可保证汽车在不平道路上行驶时，车轮与路面有良好的接触，增大了驱动力。此外具有特殊要求的某些越野汽车采用独立悬架后，可增大汽车的离地间隙，提高了汽车的通过性能。独立悬架按车轮的运动形式可分为横臂式独立悬架(车轮在汽车横向平面内摆动的悬架)、纵臂式独立悬架(车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架)、烛式和麦弗逊式悬架(车轮沿主销移动的悬架)三种类型14电子控制主动悬架组成如何?（P55）电子控制悬架分为半主动悬架和全主动悬架(简称主动悬架)两大类电子控制空气式主动悬架主要由信号输入装置、悬架刚度及减振器阻尼力调节装置、车身高度调节装置及悬架电控单元ECU组成，6．电动汽车转向制动系1.转向系的作用转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。2.设计转向系有哪些要求对转向系提出的要求有：1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。5)保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。6)操纵轻便。7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。3.机械式转向器结构类型（P6）机械式转向器应用比较多，根据结构特点不同，可分为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆滚轮式转向器和蜗杆指销式转向器等。4．根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向器有几种形式,主要优缺点（P9）根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向器有四种形式：中间输入，两端输出(图6-2a)；侧面输入，两端输出(图6—2b)；侧面输入，中间输出(图6—2c)；侧面输入，一端输出(图6—2d)。主要的优点是：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90％；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用图6—1装在齿条背部的弹簧，可自动消除齿间间隙，不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用的体积小；没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大；制造成本低。主要缺点是：因逆效率高(60％一70％)，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至转向盘，称之为反冲。反冲现象会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成打手，对驾驶员造成伤害。为什么要设置自动消除间隙装置循环球式转向器的主要优缺点优点是：在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦变为滚动摩擦，因而传动效率可达到75％一85％；在结构和工艺上采取措施，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨损性能，可保证有足够的使用寿命；转向器的传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条和齿扇之间的间隙调整工作容易进行(图6-8)；适合用来做整体式动力转向器。主要缺点是：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。蜗杆滚轮式转向器的主要优缺点蜗杆滚轮式转向器由蜗杆和滚轮啮合而构成。其主要优点是：结构简单；制造容易；因为滚轮的齿面和蜗杆上的螺纹呈面接触，所以有比较高的强度，工作可靠，摩损小，寿命长；逆效率低。主要缺点是：正效率低；工作齿面摩损以后，调整啮合间隙比较困难；转向器的传动比不能变化。这种转向器曾在汽车上广泛使用过。蜗杆指销式转向器的主要优缺点蜗杆指销式转向器的销子若不能自转，称为固定销式蜗杆指销式转向器；销子除随同摇臂轴转动外，还能绕自身轴线转动的，称之为旋转销式转向器。根据销子数量不同，又有单销和双销之分。优点是：转向器的传动比可以做成不变的或者变化的；指销和蜗杆之间的工作面摩损后，调整间隙工作容易进行。磨损快、工作效率低，结构复杂。蜗杆指销式转向器应用较少。为什么设计防伤安全机构防伤安全机构根据交通事故统计资料和对汽车碰撞试验结果的分析表明：汽车正面碰撞时，转向盘，转向管柱是使驾驶员受伤的主要元件。因此，要求汽车在以48km／h的速度正面同其它物体碰撞的试验中，转向管柱和转向轴在水平方向的后移量不得大于127mm；在台架试验中,用人体模型的躯干以6．7m／s的速度碰撞转向盘时，作用在转向盘上的水平力不得超过11123N，见GB11557-1998。为此，需要在转向系中设计并安装能防止或者减轻驾驶员受伤的机构。当转向传动轴中采用有万向节连接的结构时（图6—9所示），这种结构虽不能吸收碰撞能量，但其结构简单，只要万向节连接的两轴之间存在夹角，正面撞车后转向传动轴和转向盘就处在图中双点划线的位置，转向盘没有后移便不会危及驾驶员安全。转向系的主要性能参数转向器的效率1．转向器的正效率(1)转向器类型、结构特点与效率(2)转向器的结构参数与效率2．转向器逆效率η-二、传动比的变化特性1．转向系传动比2．力传动比与转向系角传动比的关系3．转向系的角传动比iω04．转向器角传动比及其变化规律三，转向器传动副的传动间隙Δt1．转向器传动间隙特性转向系计算载荷有哪些（P42）首先确定作用在各零件上的力。主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。精确地计算出这些力是困难的。为此推荐用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩MR(N·mm)齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用什么齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮。动力转向机构的优缺点及基本组成（P59）液压式动力转向因为油液工作压力高，动力缸尺寸小、质量小，结构紧凑，油液具有不可压缩性，灵敏度高以及油液的阻尼作用可吸收路面冲击等优点而被广泛应用。由分配阀、转向器、动力缸、液压泵、贮油罐和油管等组成液压式动力转向机构。动力转向器的评价指标有哪些（P72）动力转向器的评价指标(1)动力转向器的作用效能用效能指标s=Fh／F'h来评价动力转向器的作用效能。式中，Fh和F'h为没有动力转向器和有动力转向器时，转动转向轮所必须作用在转向盘上的力。现有动力转向器的效能指标s=1—15。(2)路感驾驶员转动转向盘，除要克服转向器的摩擦力和回位弹簧阻力外，还要克服反映路感的液压阻力。液压阻力等于反作用阀面积与工作液压压强的乘积。(3)转向灵敏度转向灵敏度可以用转向盘行程与滑阀行程的比值i来评价i=Dswφ/(2δ)(6—22)式中，Dsw为转向盘直径；φ为转向盘转角；δ为滑阀行程。当Dsw和δ的数值不变时，转向盘转角φ仅仅取决于比值i，所以这完全可以表达转向灵敏度。比值i越小，则动力转向作用的灵敏度越高。高级轿车的i值在6.7以下。转向灵敏度也可以用接通动力转向时，作用到转向盘的手力和转角来评价，要求此力在20~50N，转角在10°～15°范围。(4)动力转向器的静特性动力转向器的静特性是指输入转矩与输出转矩之间的变化关系曲线，是用来评价动力转向器的主要特性指标。因输出转矩等于油压压力乘以动力缸工作面积和作用力臂，对于已确定的结构，后两项是常量，所以可以用输入转矩Mc与输出油压p之间的变化关系曲线来表示动力转向的静特性，如图6-24所示。常将静特性曲线划分为四个区段。在输入转矩不大的时候，相当于图中A段，是直线行驶位置附近小角度转向区，曲线呈低平形状，油压变化不大；汽车原地转向或调头时，输入转矩进入最大区段(图中C段)，要求助力转向效果应当最大，故油压曲线呈陡而直状上升；B区段属常用快速转向行驶区段，要求助力作用要明显，油压曲线的斜率变化应较大，曲线由较为平缓变陡。除此之外，上述三个区段之间的油压曲线过渡要求平滑，D区段曲线就表明是一个较宽的平滑过渡区间。什么是转向梯形?有几种形式（P76）转向梯形有整体式和断开式两种，选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系。转向减振器的作用有些车辆在转向传动机构中装有转向减振器，用来衰减转向轮的摆振和缓和来自路面的冲击载荷。是内部充满液体的筒式减振器，并利用液体分子的内摩擦产生的粘性阻尼来衰减振动。因转向减振器是呈水平状态布置，故对其密封要求严格，并备有隔离工作液体和空气的补偿室。减振器工作时，补偿室的容积要发生变化，因此补偿室常由具有弹性的皮囊制成，如图6-28所示。在压缩行程，液体挤开活塞上的流通阀之后流过流通孔，与此同时活塞排挤液体压开压缩阀座上的压缩阀后进入补偿室，使皮囊膨胀。在拉伸行程，液体挤开活塞上的复原阀通过复原孔，同时皮囊靠本身弹性复位，使补偿室内的液体挤开阀座上的补偿阀后进入工作腔，以补偿活塞杆所空出的容积。液体如此往复地通过这些孔道时，其分子间的内摩擦阻力就逐步衰减了活塞往复拉伸和压缩所形成的振动。因为转向减振器要衰减车轮的左右摆动，所以它的减振特性是对称的，即拉伸和压缩行程S有对称的阻尼力F。其示功图如图6-29所示。制动系的作用制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置,其作用有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。行车制动装置和驻车制动装置都由哪两部分组成。行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。设计制动系时应满足如下主要要求设计制动系时应满足如下主要要求：1)足够的制动能力。行车制动能力，用一定制动初速度下的制动减速度和制动距离两项指标评定；驻坡能是指汽车在良好路面上能可靠地停驻的最大坡度。2)工作可靠。行车制动至少有两套独立的驱动制动器的管路。当其中的一套管路失效时，另一套完好的管路应保证汽车制动能力不低于没有失效时规定值的30％。行车和驻车制动装置可以有共同的制动器，而驱动机构各自独立。行车制动装置都用脚操纵，其它制动装置多为手操纵。3)用任何速度制动，汽车都不应当丧失操纵性和方向稳定性。4)防止水和污泥进入制动器工作表面。5)要求制动能力的热稳定性良好。6)操纵轻便，并具有良好的随动性。7)制动时制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害。8)作用滞后性应尽可能短。作用滞后性是指制动反应时间，以制动踏板开始动作至达到给定的制动效能所需的时间来评价。气制动车辆反应时间较长，要求不得超过0．6s，对于汽车列车不得超过0．8S。9)摩擦衬片(块)应有足够的使用寿命。10)摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构。11)当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系应装有音响或光信号等报警装置。防止制动时车轮被抱死，有利于提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以近年来制动防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。制动器有几种形式制动器有摩擦式、液力式和电磁式等几种摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同，分为几种摩擦式制动器按摩擦副结构形式不同，分为鼓式、盘式和带式三种。带式只用作中央制动器。鼓式制动器分为几种鼓式制动器分为领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式等几种制动器效能的稳定性是指制动器效能的稳定性是指其效能因数K对摩擦因数f的敏感性(dK/df)。使用中f随温度和水湿程度变化。要求制动器的效能稳定性好，即是其效能对f的变化敏感性较低。盘式制动器按摩擦副中固定元件的结构不同分为几种（P19）盘式制动器按摩擦副中固定元件的结构不同，盘式制动器分为钳盘式和全盘式两类。盘式制动器的主要优缺点盘式制动器与鼓式制动器比较，优点：热稳定性好。原因是一般无自行增力作用，衬块摩擦表面压力分布较鼓式中的衬片更为均匀。此外，制动鼓在受热膨胀后，工作半径增大，使其只能与蹄中部接触，从而降低了制动效能，这称为机械衰退。制动盘的轴向膨胀极小，径向膨胀根本与性能无关，故无机械衰退问题。因此，前2)水稳定性好。制动块对盘的单位压力高，易于将水挤出，因而浸水后效能降低不多；又由于离心力作用及衬块对盘的擦拭作用，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常。鼓式制动器则需经十余次制动方能恢复。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、散热良好。6)压力在制动衬块上分布比较均匀，故衬块磨损也均匀。7)更换衬块工作简单容易。8)衬块与制动盘之间的间隙小(0.05—0.15mm)，这就缩短了制动协调时间。9)易于实现间隙自动调整。盘式制动器的主要缺点是：1)难以完全防止尘污和锈蚀(封闭的多片全盘式制动器除外)。2)兼作驻车制动器时，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)因为衬块工作面积小，所以磨损快，使用寿命低，需用高材质的衬块。盘式制动器在轿车前轮上得到广泛的应用。轮采用盘式制动器，车辆制动时不易跑偏。27.鼓式制动器主要参数的确定（P27）1．制动鼓内径D2．摩擦衬片宽度b和包角β3．摩擦衬片起始角一般将衬片布置在制动蹄的中央，即令=90°-/2。有时为了适应单位压力的分布情况，将衬片相对于最大压力点对称布置，以改善磨损均匀性和制动效能。4．制动器中心到张开力F0作用线的距离e在保证轮缸或制动凸轮能够布置于制动鼓内的条件下，应使距离e(图6—35)尽可能大，以提高制动效能。初步设计时可暂定e=0．8R左右。5．制动蹄支承点位置坐标a和c应在保证两蹄支承端毛面不致互相干涉的条件下，使a尽可能大而c尽可能小(图6—35)。初步设计时，也可暂定a=0.8R左右。28.盘式制动器主要参数的确定1．制动盘直径D制动盘直径D应尽可能取大些，这时制动盘的有效半径得到增加，可以降低制动钳的夹紧力，减少衬块的单位压力和工作温度。受轮辋直径的限制，制动盘的直径通常选择为轮辋直径的70％-79％。总质量大于2t的汽车应取上限。2．制动盘厚度h制动盘厚度h对制动盘质量和工作时的温升有影响。为使质量小些，制动盘厚度不宜取得很大；为了降低温度，制动盘厚度又不宜取得过小。一般实心制动盘厚度可取为10—20mm，通风式制动盘厚度取为20-50mm，采用较多的是20—30mm。3．摩擦衬块外半径R2与内半径R1推荐摩擦衬块外半径R2与内半径R1的比值不大于1．5。若此比值偏大，工作时衬块的外缘与内侧圆周速度相差较多，磨损不均匀，接触面积减少，最终导致制动力矩变化大。4．制动衬块面积A对于盘式制动器衬块工作面积A，推荐根据制动衬块单位面积占有的汽车质量在1．6—3．5kg／cm2范围内选用。29.制动蹄有几个自由度之分30.摩擦村片(衬块)的磨损的主要原因（P54）从能量的观点来说，车辆制动过程即是将车辆的机械能的一部分转变为热量而耗散的过程。在制动强度很大的紧急制动过程中，制动器几乎承担了汽车全部动能耗散的任务。此时，由于制动时间很短，实际上热量还来不及逸散到大气中，而被制动器所吸收，致使制动器温度升高。这就是所谓制动器的能量负荷。能量负荷越大，则衬片(衬块)磨损将越严重。32.前、后轮制动器制动力矩的确定（P59）32.应急制动和驻车制动所需的制动力矩所考虑的因素（P60）33.制动驱动机构的形式有几种（P66）根据制动力源的不同，制动驱动机构一般可分为简单制动、动力制动和伺服制动三大类。34.什么是制动防抱死机构(ABS),作用是什么（P87）35.滑动率如何定义?反映什么出（P88）为了定量描述车轮的运动状态，引入车轮滑动率S这一参数，用来表示车轮滑动成分的多少，其定义为S=(v-rdω)/v式中，v为车轮中心速度即汽车车身速度；rd为车轮动力半径；w为车轮的角速度。36.ABS的组成（P90）汽车的防抱制动系统一般由转速传感器、电子控制器和压力调节器三部分组成7．汽车动力学与仿真1.汽车动力学可分为几个部分?它们主要研究什么汽车动力学可分为四个部分[1]：车轮和轮胎、驱动和制动、汽车振动、操纵性和线路保持性。

车轮和轮胎：主要研究车轮和轮胎的滚动、附着-滑动、驱动制动，受垂直载荷及弹性，侧向载荷和空间问题的受力和运动规律。

驱动和制动：主要研究汽车在行驶过程中，受到的空气力和空气力矩，行驶阻力，原动机、发动机特性，行驶功率，行驶极限，