汽车理论 学习指南Word文档格式.docx
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1、教学内容
动力装置参数的定义，以及选择的方法。
通过本章的学习，使学员了解汽车动力装置参数的计算方法，并且了解从系统的角度出发，对动力装置参数的相互关系以及协调有一定的了解。
汽车动力装置参数的计算方法。
第四部分汽车制动性
制动性的评价指标，制动时车轮的受力分析。
地面制动力，制动器制动力与附着力的关系，滑动率与附着系数的关系。
汽车的制动效能。
制动距离与制动减速度，汽车制动效能的恒定性。
制动时汽车的方向稳定性：
制动跑偏与制动侧滑。
使学员了解制动性的计算方法，以及制动性的法规要求，并且如何在此要求的条件下去了解汽车结构参数和制动力分配是怎样协调的。
制动性的计算方法，以及制动性的法规要求，汽车结构参数和制动力分配是怎样协调的。
制动性的计算方法。
第五部分汽车的操纵稳定性
操纵稳定性的概述。
车辆坐标系及其刚运动微分方程式。
轮胎的侧偏特性。
轮胎坐标系，轮胎侧偏现象与侧偏特性，影响侧偏特性的诸因素。
有外倾时轮胎的滚动。
汽车操纵系统的简化模型对前轮角输入的响应。
二自由度汽车的运动微分方程式，汽车的稳态响应与瞬态响应，汽车的频率特性。
汽车操纵稳定性与悬架，转向系的关系。
悬架的侧倾特性，侧倾时车轮外倾角的变化，运动侧偏与侧倾时左右车轮垂直载荷变化对汽车转向性能的影响。
侧偏柔度和汽车不足转向量。
通过本章的学习，使学员了解操纵稳定性的分析及试验方法有一定的了解。
操纵稳定性的分析及试验方法。
操纵稳定性的分析。
第六部分汽车的平顺性
行驶平顺性研究的基本方法。
分贝与三分之一倍频程的概念。
人体耐振反应的界限。
研究汽车行驶平顺性的主要方法与主要指标。
路面统计特性。
路面的功率谱，空间频率谱密度化为时间频率谱密度，路面输入谱。
汽车振动系统的简化，和单自由度系统的振动。
单自由度振动系统的动态特性及其在随机激励下的谱分析与方差（均方根值）的计算。
车轮与车身二自由度系统的振动双轴汽车的振动“人体—座椅”系统的振动
通过本章的学习，使学员了解汽车平顺性的计算分析，影响因素以及试验方法。
汽车平顺性的计算分析，影响因素以及试验方法。
汽车平顺性的计算分析。
第七部分汽车的通过性
汽车通过性概述，汽车间隙失效，通过性的几何参数，汽车越过台阶，壕沟的能力。
使学员掌握通过性的计算及试验方法。
通过性的计算及试验方法。
通过性的计算。
三、建议学时分配（按40学时计划）
教学内容
讲课学时
自学学时
第一部分：
汽车的动力性
2
第二部分：
汽车的燃油经济性
4
第三部分：
汽车动力装置参数的选择
第四部分：
汽车的制动性
第五部分：
汽车的操纵稳定性
第六部分：
汽车的平顺性
第七部分：
汽车的通过性
合计
14
26
四、教材及参考书目
教 材：
[1]余志生.汽车理论（第五版）.机械工业出版社2012.2
参考书：
[1]吴光强.汽车理论.人民交通出版社 2007.2
五、习题与作业
第一章：
1．滚动阻力系数与哪些因素有关？
2．空车、满载时汽车动力性有无变化？
为什么？
3．如何选择汽车发动机功率?
4．超车时该不该换入低一档的排档?
5．试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式？
第二章：
1.“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？
2.试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。
3.如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?
4.为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?
试举例说明。
5.试分析超速挡对汽车动力性和燃油经济性的影响。
第四章：
1.一轿车驶经有积水层的—良好路面公路，当车速为100km/h时要进行制动。
问此时有无可能出现滑水现象而丧失制动能力?
轿车轮胎的胎压为179．27kPa。
2.在第四章第三节二中．举出了CA700轿车的制动系由真空助力改为压缩空气助力后的制动试验结果。
试由表中所列数据估算
的数值，以说明制动器作用时间的重要性。
3.在汽车法规中，对双轴汽车前、后轴制功力的分配有何规定。
说明作出这种规定的理由?
第五章：
1.一轿车（每个）前轮胎的侧偏刚度为-50176N／rad、外倾刚度为-7665N／rad。
若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为4°
。
设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响．试求由外倾角引起的前轮侧偏角。
2.汽车的稳态响应有哪几种类型?
表征稳态响应的具体参数有哪些?
它们彼此之间的关系如何?
3.举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？
4.汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？
5.汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性?
6.转向盘力特性与哪些因素有关，试分析之。
第六章：
1.设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，Ga（f）=0.1
求在0.5～80HZ频率范围加权加速度均方根值aw和加权振级Law，并由表6-2查出相应人的主观感觉。
2.设车速u=20m／s，路面不平度系
，参考空间频率no=0.1
画出路面垂直位移、速度和加速度
、
的谱图。
画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。
执笔人：
杨年炯 教研室：
车辆教研室 分管教学院长审核签名：
廖抒华
复习思考题
编写者：
《汽车理论》课程复习思考题一
一、填空题（每空1分，本题共20分）
1、某小轿车在实验场地上侧的结果为中性转向，若将后轮气压降低，则可变为（过多）转向特性，并存在一个（临界）车速。
2、车辆行驶过程中受到的阻力通常由以下四部分组成：
（滚动阻力、空气阻力、坡道阻力、加速阻力）。
空气阻力的表达式为（Fw=CDAua2/21.15）。
3、汽车制动性的评价指标有：
（制动效能）、（制动效能的恒定性）和（制动时汽车的方向稳定性力）。
4、确定最大传动比时，要考虑三个方面的问题：
（最大爬坡度）、（附着率）、（汽车最低稳定车速）。
5、悬架系统对车身位移来说，是将高频输入（衰减的低通滤波器），对于悬架动挠度来说是将低频输入（衰减的高通滤波器）。
6、决定汽车制动距离的主要因素是（制动器起作用的时间）、（最大制动减速度即附着力）和（起始制动车速）。
7、汽车的加速能力通常用（原地起步加速时间）和（超车加速时间）来表示。
二、判断题（每小题1分，本题共15分）
（对）1、具有不足转向特性的汽车，其后轮侧偏角的绝对值大于前轮侧偏角的绝对值。
（错）2、最小离地间隙表示汽车无碰撞地越过小丘和拱桥的能力。
（对）3、汽车的动力特性图可以比较不同车重和空气阻力的车辆动力性能。
（对）4、为了降低吨公里耗油量，提高汽车燃料经济性，应尽量增加汽车载重量，以提高负荷率。
（对）5、利用汽车的驱动力－行驶阻力平衡图不仅可以评价不同类型汽车的动力性，还可以确定该汽车的最高车速、加速能力和上坡能力。
（对）6、只要汽车的动力因素相等，汽车都能克服同样的坡度，产生同样的加速度。
（错）7、变速器在不同档位时，发动机的最大功率不同。
（错）8、汽车拖挂运输可使汽车的百公里油耗下降，从而起到节油效果。
（错）9、试验表明，一般发动机在较低的转速范围和低负荷率时，其经济性较好。
（对）10、为了提高汽车的经济性，变速器档位设置应采用适当增加档位数。
（错）11、汽车在紧急制动时，制动距离随制动减速度的增加而增大，随道路附着系数的增大而增大。
（错）12、对于普通行车制动系统来讲，汽车制动时的最佳状态时后轮先抱死，然后前轮抱死。
（对）13、轮胎侧偏刚度绝对值越大，在同样侧偏力作用下，产生的侧偏角越小，相应的操纵稳定性越好。
（对）14、对于有过多转向的汽车，当其车速超过临界车速时，转动转向盘汽车会发生激转而侧滑或翻车。
（错）15、在进行机动车制动检测时，发现制动效能不合格，应从增大制动力及降低制动初速度两方面解决。
三、简答题（每小题各8分，本题共40分）
1、如何改善汽车行驶平顺性？
答：
改善汽车行驶平顺性主要从以下几方面着手：
（1）减小悬架刚度C，可降低固有频率f0，可减小车身振动加速度，这是改善平顺性的一个基本措施。
（2）为了防止汽车在不平路面上行驶时经常冲击缓冲块，悬架应有足够的动挠度fd。
（3）采用变刚度特性曲线的悬架，对于载荷变化较大的货车而言，可明显地改善行驶平顺性。
（4）对于不同悬架结构型式及不同的使用条件，满足平顺性要求的相对阻尼系数的大小应有所不同。
即应选择适当的阻尼。
（5）减小非悬挂质量，增大悬挂质量。
非悬挂质量与悬挂质量之比，比值越小，平顺性越好。
2、试作等速行驶的汽车在方向盘角阶跃输入下的瞬态响应曲线简图，标出汽车瞬态响应品质的几个参数值，并加以说明。
（1）反应时间τ。
它是汽车横摆角速度第一次达到稳态横摆角速度ωr0的时间。
反应时间τ越短，转向响应越迅速、及时。
（2）超调量ωr1/ωr0×
100%。
反映执行指令误差的大小。
（3）横摆角速度波动。
（4）进入稳态所经历的时间。
越短越好。
3、画受力图求出单质量系统的位移幅频特性，分析阻尼系数和频率比对幅频特性的影响。
单质量系统位移输入与位移输出的幅频特性如下图所示。
由图可知：
（1）在低频段，
，|z/q|略大于1，不呈现明显的动态特性，阻尼比ζ对这一频段的影响不大。
（2）在共振段，
，|z/q|出现峰值，将输入位移放大，加大阻尼比ζ，可使共振峰值明显下降。
（3）在高频段，
，
，与ζ无关。
，阻尼比ζ减小对减振有利。
4、什么是制动时汽车的方向稳定性？
如何保证制动时的方向稳定性？
制动时汽车按给定路径行驶的能力，即在制动中不发生跑偏、侧滑或失去转向能力的性能，即为制动时汽车的方向稳定性。
保证制动时方向稳定性的措施：
（1）只有前轮抱死或前轮先抱死，使汽车基本沿直线行驶，处于稳定状态；
（2）避免后轮抱死，从而避免发生侧滑。
5、“车开得慢，油门踩得小，就一定省油。
”这种说法对不对？
请说明理由。
这种说法不对。
因为车速低时，发动机负荷率小，燃油消耗率大，从而油耗大；
而车速高时，虽然发动机负荷率高，但行驶阻力大幅增加，油耗也大。
只有在中等车速行驶时，油耗最低，最经济。
四、计算与分析题（本题共25分，其中第1小题10分，第2小题15分）
1、某双轴汽车满载时质心至前、后轴距离分别为a=2.315m，b=0.985m，质心hg=1.25m，制动器制动力分配系数β=0.45.求该车的同步附着系数φ0？
并回答在φ=0.6的道路上制动时，哪一个轴的车轮先抱死拖滑？
解：
（1）
（2）在φ=0.6的道路上制动时，由于
，后轴的车轮先抱死拖滑。
2、某一辆前后均为单胎的车辆，有关参数为，总质量m=3000kg，轴距L=3000mm，轴荷分配为：
前53%，后47%。
单个前轮侧偏刚度为-38900N/rad，单个后轮侧偏刚度为-38250N/rad，试求：
（1）静态储备系数S.M.，及相应的特征车速。
（2）该车为过多转向还是不足转向？
（1）由题意，前轴荷53%，后轴荷47%，则a=0.47L，b=0.53L。
>
0，具有不足转向特性。
（2）该车的转向特性为不足转向。
《汽车理论》课程复习思考题二
一、填空题（每空1分，本题共20分）
1、决定汽车制动距离的主要因素是（制动器起作用的时间）、（最大制动减速度即附着力）和（起始制动车速）。
2、汽车的加速能力通常用（原地起步加速时间）和（超车加速时间）来表示。
3、某四档变速器，其一档速比为ig1，四档速比为1，根据一般速比分配规律估计，其余二档的速比大约分别为（
）和（
）。
4、制动跑偏的两个主要原因分别是（汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器的制动力不相等）和（制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调）。
5、进行舒适性评价时ISO2631-1:
1997（E）标准规定的人体座姿受振模型考虑了（座椅支承面）、（座椅靠背）和（脚支承面）共三个输入点（12）个轴向的振动。
6、汽车的制动性主要由（制动效能）、（制动效能的恒定性）、（制动时汽车的方向稳定性）等三方面来评价。
7、汽车的时域响应可分为不随时间变化的（稳态响应）和随时间变化的（瞬态响应）。
8、汽车加速时产生的惯性阻力是由（平移质量）和（旋转质量）对应的惯性力组成。
（对）1、汽车的动力特性图可以比较不同车重和空气阻力的车辆动力性能。
（错）2、传动系内损失的功率可分为机械损失功率和轴承摩擦损失功率两大类。
（对）3、汽车行驶时滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下均存在。
上坡阻力和加速阻力仅在一定行驶条件下存在。
（错）4、影响柴油机燃烧噪声的主要因素是气缸压力增长率。
（对）5、利用汽车的驱动力－行驶阻力平衡图不仅可以评价不同类型汽车的动力性，还可以确定该汽车的最高车速、加速能力和上坡能力。
（对）6、汽车在高温条件下使用，发动机充气系数下降。
（错）7、变速器在不同档位时，发动机的最大功率不同。
（错）8、试验表明，一般发动机在较低的转速范围和低负荷率时，其经济性较好。
（错）9、汽车列车之所以能节省燃料，是由于它的百公里油耗减少了。
（对）10、当变速器处于直接档时，主减速器传动比越大，汽车的动力性就越大。
（错）11、一般来说，道路条件越好，发动机的功率利用率越低。
（错）12、当地面制动力达到附着力数值后，地面制动力随着制动踏板力的上升而增加。
（错）13、柴油机的燃烧噪声主要取决于燃烧终了的最高压力。
（对）14、适当减小汽车轮胎径向刚度，可以改善汽车行驶平顺性。
（错）15、加速度的大小与档位和行驶速度有关。
低档位时的加速度较大，同一档位下速度较高时加速度较大。
1、用高速档行驶与采用低速档行驶相比哪种情况节油？
当主减速比一定时，在一定的道路条件下，用高速挡行驶较为省油。
这是因为在同样的道路和车速条件下，虽然发动机输出功率相差不大，但挡位越高，后备功率越小，发动机负荷率越高，发动机有效比油耗越小。
所以一般尽可能选用高档位行驶，以便节油。
2、说明主减速器传动比i0的大小，对汽车动力性和燃油经济性的影响。
如果主减速器传动比i0过小，则汽车的后备功率较小，汽车的动力性较差，但发动机功率利用率高，燃油经济性好。
如果主减速器传动比i0过大，汽车的后备功率有较大的增加，动力性得到加强，但燃油经济性差。
3、汽车传动系的功率损失有哪些？
分析其影响因素。
传动系的功率损失有：
（1）机械损失；
（2）液力损失。
机械损失是指齿轮、传动副、轴承、油封等处的磨擦损失,与相互啮和齿轮的对数、传递的扭矩有关。
液力损失指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面磨擦等功率损失,与润滑油的品种、温度、箱体内的油面高度以及齿轮等旋转零件的转速有关.
4、增加传动系的档位数，对改善汽车的动力性和燃油经济性有何作用？
就动力性而言，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。
就燃油经济性而言，档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低了油耗。
5、请简述汽车动力性及评价指标。
汽车动力性，是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。
四、计算与分析题（本题共25分，其中第1小题15分，第2小题10分）
1、已知：
某双轴汽车，总质量m=1200kg，质心位置a=1100mm，b=1400m，hg=500mm,g=10m/s2。
前后轮制动器制动力采用固定比值，同步附着系数φ0=0.8。
试计算：
前后轮制动器制动力分配比值β。
2、某汽车用直接档以Ua＝47km/h的速度匀速行驶时，测得发动机转速n＝2000r/min，已知主减速器传动比i0=6.67，求驱动轮的滚动半径。
由
有
《汽车理论》课程复习思考题三
一、填空题（每空1分，共10分）
1、汽车制动距离包括（制动器起作用）和（持续制动）两个阶段中汽车行驶的距离。
2、汽车顶起失效与通过性几何参数（最小离地间隙）和（纵向通过角）有关。
3、载货汽车的比功率主要是根据（货车总质量）来确定。
4、汽车行驶时，总存在滚动阻力和空气阻力，在一定条件下存在的行驶阻力有（坡度阻力）和（加速阻力）。
5、确定最大传动比时，主要考虑的有：
（最大爬坡度）、（附着率）和（汽车最低稳定车速）。
二、名词解释（每题4分，共20分）
1、动力因数：
驱动力与空气阻力之差与汽车重量的比值。
2、负荷率：
汽车在平路上行驶时，需要发动机发出的功率与对应转速下发动机能发出的最大功率之比。
3、同步附着系数：
β线与I曲线交点处的附着系数。
4、特征车速：
具有不足转向特性的汽车，最大横摆角速度所对应的车速。
5、间隙失效：
由于汽车与地面间隙的不足而被地面托住、无法通过的情况。
三、判断题（每题1分，共5分）
（错）1、汽车在最低档获得最大爬坡能力，在最高档获得最高车速。
（错）2、汽车低速行驶时，燃油经济性最好。
（对）3、汽车β线在I曲线下方，制动时总是前轴先于后轴抱死。
（对）4、载货汽车如满载时的转向特性为中性转向，那么空载时就是不足转向。
（错）5、汽车车身振动固有频率越低，其车身振动加速度就越小，动扰度也就越小。
四、简答题（每小题5分，共20分）
1、说明汽车变速器传动比的分配方法。
1）确定传动系统最小传动比（主减速比）、最大传动比（即一档传动比）及变速器的档位数后，即可确定变速器的各档传动比。
2）按等比级数来分配变速器各档传动比，即
3）实际上，考虑到：
a、汽车换挡时车速要下降，档位越高，车速变化越大；
b、高档位利用率高；
c、传动比最终由齿轮齿数（为整数）来确定，因此变速器传动比一般按照下式的关系来分配：
2、什么是汽车的附着率？
在哪些情况下汽车的附着率应较大？
附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时所要求的最低附着系数。
在较低行驶车速下，用低速挡加速或上坡行驶时以及在水平路段上以极高车速行驶时，汽车的附着率应较大。
3、什么是汽车制动效能恒定性？
如何评价？
汽车制动效能恒定性，即抗热衰退性能，是指汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。
汽车制动器的抗热衰退性能一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。
4、《人体承受全身振动的评价指南》规定的人体对振动反应的三个感觉界限分别是哪些？
各是何含义？
《人体承受全身振动的评价指南》规定的人体对振动反应的三个感觉界限分别是暴露极限、疲劳-降低工作效率界限和舒适降低界限。
暴露极限是指当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康或安全。
通常把此极限作为人体可以承受振动量的上限。
疲劳-降低工作效率界限与保持工作效率有关。
当驾驶员承受的振动在此界限内时，能保持正常地进行驾驶。
舒适降低界限与保持舒适有关。
它影响人在车上吃、读、写等动作。
5、增加传动系的档位数，对改善汽车的动力性和燃油经济性有何作用？
五、分析题。
（第1小题15分，第2小题10分，本题共25分）
1、分析汽车后轴先于前轴制动抱死容易产生侧滑的原因。
如图为汽车后轴先于前轴制动抱死时的运动情况。
1）后轴因抱死，受侧向力FY作用将发生侧滑，后轴中点的前进速度变为u2’，即与汽车纵轴线有一夹角；
前轴因未发生抱死，前进速度方向仍然为汽车纵轴方向u1。
2）此时汽车将发生类似转弯的运动，其瞬时回转中心为速度u2’和u1两垂线的交点O；
汽车作圆周运动时产生作用于汽车质心的惯性力Fj。
3）Fj的方向与后轴发生侧滑的方向一致，于是惯性力加剧后轴侧滑；
后轴侧滑有加剧惯性力，汽车将急剧转动，是不稳定、非常危险的工况。
2、分析影响汽车燃油经济性的主要因素，并分析汽车传动系统相关参数对汽车燃油经济性的影响。
分析影响汽车燃油经济性的主要因素，并分析汽车传动系统相关参数对汽车燃油经济性的影响。
分析：
汽车等速百公里油耗的公式为
，其中，C为常数，F为行驶阻力。
由上述分析可知，汽车燃油经济性和发动机燃油消耗率成正比，和行驶阻力成正比和传动效率成反比。
发动机的燃油消耗率，一方面和发动机的种类，涉及制造水平有关；
另一方面又和汽车行驶时发动机的负荷率
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