汽车理论复习题 2.docx

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汽车理论复习题2

名词解释

1．制动效能

制动效能即制动距离和制动减速度。

（或指汽车迅速降低车速直至停车的能力

2．汽车的平顺性

保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适程度和保持货物完好的性能。

3．纵向附着系数

地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）即为附着力与FZ—地面作用在车轮上的法向反力的比例系数

＝

即附着系数，

与路面和轮胎都有关。

4．滑转:

作用在驱动轮上的转矩

引起的地面对轮胎切向反作用力大于其极限值时（即为附着力）驱动轮发生打滑的现象。

5、滚动阻力系数；

车轮在一定条件下滚动时所需之推力

与车轮负荷W之比。

6、侧偏力；

地面作用于车轮的侧向反作用力。

7．发动机外特性曲线：

发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。

在发动机节气们全开（或高压油泵在最大供油量位置）时，该转速特性曲线称为发动机外特性曲线。

8．汽车的行驶平顺性；

保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适程度和保持货物完好的性能。

9．挂钩牵引力；

车辆的土壤推力FX与土壤阻力Fr之差，称为挂钩牵引力。

10．回正力矩；轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕OZ轴的力矩，该力矩称为回正力矩。

11．传动效率：

Pin—输入传动系的功率；PT－传动系损失的功率

12．汽车通过性；汽车的通过性（越野性）是指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带（如松软地面、凹凸不平地面等）及各种障碍（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等）的能力。

13．制动效能的恒定性；制动效能的恒定性即抗热衰退性能。

制动器温度上升后，制动器产生的摩擦力矩常会有显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。

14．汽车的操纵稳定性；汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。

汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标。

15．侧偏力；

地面作用于车轮的侧向反作用力。

16．发动机外特性曲线：

发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。

在发动机节气们全开（或高压油泵在最大供油量位置）时，该转速特性曲线称为发动机外特性曲线。

17．汽车的行驶平顺性；

保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适程度和保持货物完好的性能。

18．纵向附着系数

地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）即为附着力与FZ—地面作用在车轮上的法向反力的比例系数

＝

即附着系数，

与路面和轮胎都有关。

19．热衰退

热衰退是目前制动器不可避免的现象。

制动器的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。

20确定最大传动比要考虑哪三方面的问题：

最大爬坡度或I档最大动力因数D1max，

附着力以及汽车最低稳定车速。

21．汽车中左右转向轮制动力不等的原因。

a、制造、调整误差引起的。

b、设计造成的总是向右（或向左）一方跑偏

22．根据制动法规要求，在附着系数为0.2-0.8的路面上制动时前轮要先于后轮抱死，因此将同步附着系数提高到0.85以上也不符合汽车的制动系法规要求的理由。

要考虑β曲线和I曲线之间的距离要考虑制动效率的问题

23、地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力：

一个是制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力；

一个是轮胎与地面间的摩擦力——附着力。

24．回正力矩；轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕OZ轴的力矩，该力矩称为回正力矩。

25．传动效率：

Pin—输入传动系的功率；PT－传动系损失的功率

26．制动距离；汽车的制动距离是指制动器起作用和持续制动两个阶段汽车驶过的距离。

27．制动效能的恒定性；制动效能的恒定性即抗热衰退性能。

制动器温度上升后，制动器产生的摩擦力矩常会有显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。

简答题

1、利用功率平衡图分别分析汽车总质量M、空气阻力系数CD、传动效率

η和主传动比i0对最高车速影响的规律。

答；总质量增加，空气阻力系数增加，传动效率降低都导致阻力功率增加，最高车速下降。

表现为阻力曲线向左移动。

主传动比增加，导致最高档驱动功率曲线移动，对最高车速的影响未定，参见图。

最高车速有可能增加也有可能减少，因为最高车速的最大值是最大功率与阻力曲线的交点图中曲线2

2、试判断下面两图中，哪一种前悬架的外倾特性有利于不足转向，并

简要说明理由。

解：

图2.1为双横臂悬架。

车轮外倾倾斜方向与地面侧向反作用力相反，侧偏角绝对值增大。

如果前轮的侧偏角绝对值增大，则有利于不足转向。

图2.2为单横臂悬架，在这种情况下，车轮外倾倾斜方向与地面侧向反作用力相同，侧偏角绝对值减小。

如果前轮的侧偏角绝对值减小，则减少不足转向。

3.写出汽车的等速行驶工况燃料消耗量的公式，并说明主要参数。

a.汽车以ua等速行驶时，燃油消耗量为（ml/s）

b—燃油消耗率；ρ—燃油的密度（kg/L）；

g—重力加速度（m/s2）。

汽油ρg=6.96～7.15N/L；柴油ρg=7.94～8.13N/L

b.等速行驶s（m）行程时，燃油消耗量（ml）

c.折算成等速百公里燃油消耗量（L/100km）

4．选择汽车发动机功率的基本原则。

由uamax确定发动机功率、由比功率确定发动机功率（kw/t）

5．.影响附着系数的因素。

附着系数主要决定于道路的材料，路面的状况与轮胎结构、胎面花纹、材料以及汽车运动的速度等因素。

6．简要分析汽车传动系各挡传动比的确定方法。

a、汽车变速器各挡传动比的基本分配原则；按等比级数分配传动比，

据

Ⅰ挡n=n2时的车速为

Ⅱ挡n=n1时的车速为

.b、等比级数分配传动比的优点

1）发动机工作范围都相同，加速时便于操纵；

2）各挡工作所对应的发动机功率都较大，有利于汽车动力性；

3）便于和副变速器结合，构成更多挡位的变速器

7．汽车中左右转向轮制动力不等的原因。

1、制造、调整误差引起的。

2、设计造成的总是向右（或向左）一方跑偏

8．简述ABS的组成及其工作过程。

如图abs系统它具有三个独立进行压力调节的管路（称三通道系统），轮速传感器将车轮旋转的信号传给计算机控制单元ECU,ECU经过对轮速信号的处理判断，发出指令送到液压调节器，使之调节制动管路的压力，保证车轮不抱死。

9、为什么最高车速能反映了加速能力和爬坡能力？

最高车速越高，要求的发动机的功率越大；汽车后备功率越大，加速与爬坡能力必然越好。

10、轮胎在有积水沉的路面上滚动时接触面分为哪三个区域？

Ａ区是水膜区，Ｃ区是轮面与路面直接接触产生附着力的主要区域，Ｂ区是Ａ区与Ｃ区的过渡区，是部分穿透的水膜区，路面的突出部分与轮面接触，提供部分附着力

11、决定汽车制动距离的主要因素有哪些？

制动器起作用的时间、最大制动减速度即附着力（或最大制动器制动力）、制动的起始车速。

附着力（或制动器制动力）愈大、起始车速愈低，制动距离愈短，这是显而易见的。

12、汽车的稳态转向特性分为哪三种类型，汽车设计时选择哪种类型？

不足转向1分、中性转向1分和过多转向1分。

操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性。

一般汽车不应具有过多转向特性，也不应具有中性转向特性，因为中性转向汽车在使用条件变动时，有可能转变为过多转向特性。

1分

13、几个表征稳态响应的参数

1、前、后轮侧偏角绝对值之差（α1-α2）2、转向半径的比值R/R03、用静态储备系数S.M.来表征汽车稳态响应

六、计算应用题

1、一辆跑车在100km/h速度时能以恒定的加速度（a=0.5m/s）爬5％的

无限长坡，试确定该车在此车速下的阻力功率。

已知：

该车空气阻力系数CD=0.32,迎风面积A=1.71m2,各档速比：

i1=2.17,i2=1.41,i3=1.0，主减速比i0=4.08,总传

动效率0.9;空车质量m0=1100kg,乘客二人的质量和mu=150kg，滚动阻力系数

f=0.013,该车发动机飞轮的转动惯量If=0.25kgm2,每个车轮的转动惯量为

1.25kgm2，车轮滚动半径r=0.30m。

汽车的最高车速是180km/h（由发动机的最

高转速限制）。

2、汽车以22m/s的速度在半径为100米的圆圈上匀速行驶，按二自由度

模型考虑说明该汽车的稳态转向特性，并计算维持汽车在轨道上行驶所必须的前轮转角和后轮的侧偏角。

已知：

汽车的总质量m=1300kg，质心距前轮中心距离a=1.2m,距后轮中心b=1.3m,前轴总侧偏刚度k1=-55000N/rad,后轴总侧偏刚度k2=-60000N/rad。

3、某轿车的制动系是x型布置，并且在后轮的轮缸中安装有比例阀。

假设在直线制动时，当路面附着系数为0.7时，汽车刚好能保证前轮与后轮同时抱死。

如果该车在0.7的路面上转弯行驶并且进行制动，试分析之,并回答如下问题（假设z为制动强度L为轴距；a为汽车质心至前轴距离；b为质心到后轴距离；

为侧向加速度；A为轮距；G为整车重量）。

⑴同步附着系数是多少？

⑵列出直线制动时，外前轮、内后轮载荷转移后，地面法向反作用力计算式

⑶列出转弯并制动时，外前轮、内后轮载荷转移后，地面法向反作用力计算式

⑷分析X型制动管路布置，①外前轮、内后轮谁先抱死：

②内前轮、外后轮谁先抱死？

答：

由题意知，0.7为该车同步附着系数（2分）。

转弯行驶时，由于有前后和内外载荷转移，外前轮载荷最大，内后轮载荷最小，对于x型布置车辆，不能保证外前轮先于内后轮抱死，而内前轮先于外后轮抱死是能够保证的（2分）。

要求分成两部分来分析；同时要指明加速度的变化对载荷转移量的影响。

1、直线制动时前后载荷转移，地面法向反作用力。

2、转弯并制动时，外前轮、内后轮载荷转移后，地面法向反作用力计算式。

4、一轿车的有关参数如下：

总质量1600kg；质心位置：

a=1450mm,b=1250mm,hg=630mm；发动机最大扭矩Memax=140Nm2，Ⅰ档传动比i1=3.85；主减速器传动比i0=4.08；传动效率ηm=0.9；车轮半径r=300mm；飞轮转动惯量If=0.25kg·m2；全部车轮惯量∑Iw=4.5kg·m2（其中后轮Iw=2.25kg·m2,前轮的Iw=2.25kg·m2）。

若该轿车为前轮驱动，问：

当地面附着系数为0.6时，在加速过程中发动机扭矩能否充分发挥而产生应有的最大加速度？

应如何调整重心在前后方向的位置（b位置），才可以保证获得应有的最大加速度。

若令

为前轴负荷率，求原车得质心位置改变后，该车的前轴负荷率。

分析：

本题的解题思路为比较由发动机扭矩决定的最大加速度和附着系数决定的最大加速度的大小关系。

如果前者大于后者，则发动机扭矩将不能充分发挥而产生应有的加速度。

解：

忽略滚动阻力和空气阻力，若发动机能够充分发挥其扭矩则

；

＝6597.4N；

=1.42；解得

。

前轮驱动汽车的附着率

；

等效坡度

。

则有，Cφ1＝0.754>0.6,所以该车在加速过程中不能产生应有的最大加速度。

为在题给条件下产生应有的最大加速度，令Cφ1＝0.6，

代入q=0.297，hg=0.63m，L=2.7m，

解得b≈1524mm，则前轴负荷率应变为b/L=0.564，即可保证获得应有的最大加速度。

5、统计数据表明，装有0.5～2L排量发动机的轿车，若是前置发动机前轮驱动（F.F.）轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的61.5％；若是前置发动机后轮驱动（F.R.）轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的55.7％。

设一轿车的轴距L=2.6m，质心高度h=0.57m。

试比较采用F.F及F.R.形式时的附着力利用情况，分析时其前轴负荷率取相应形式的平均值。

确定上述F.F轿车在φ＝0.2及0.7路面上的附着力，并求由附着力所决定的极限最高车速与极限最大爬坡度及极限最大加速度（在求最大爬坡度和最大加速度时可设Fw=0）。

其它有关参数为：

m=1600kg,CD=0.45,A=2.00m2,f=0.02,δ≈1.00。

分析：

分析本题的核心在于考察汽车的附着力、地面法向反作用力和作用在驱动轮上的地面切向反作用力的理解和应用。

应熟知公式（1-13）～（1-16）的意义和推导过程。

分析1）比较附着力利用情况，即比较汽车前（F.F）、后轮（F.R.）地面切向反作用力与地面作用于前（F.F）、后轮（F.R.）的法向反作用力的比值。

解题时应注意，地面法向发作用力包括静态轴荷、动态分量、空气升力和滚动阻力偶矩产生的部分，如若进行简化要对简化的合理性给予说明。

地面作用于车轮的地面切向反作用力则包括滚动阻力和空气阻力的反作用力。

2）求极限最高车速的解题思路有两个。

一是根据地面作用于驱动轮的地面切向反作用力的表达式（1－15），由附着系数得到最大附着力，滚动阻力已知，即可求得最高车速时的空气阻力和最高车速。

二是利用高速行驶时驱动轮附着率的表达式，令附着率为附着系数，带入已知项，即可求得最高车速。

常见错误：

地面切向反作用力的计算中滚动阻力的计算错误，把后轮的滚动阻力错计为前轮或整个的滚动阻力。

3）最极限最大爬坡度时依然要明确道路坡度的定义和计算中的简化问题，具体见1.3题的分析。

但经过公式推导本题可以不经简化而方便得求得准确最大爬坡度。

解：

1.比较采用F.F及F.R.形式时的附着力利用情况

i>对于前置发动机前轮驱动（F.F.）式轿车，

空气升力

，

由m=1600kg，平均的前轴负荷为汽车总重力的61.5％，

静态轴荷的法向反作用力Fzs1=0.615X1600X9.8=9643.2N，

∴汽车前轮法向反作用力的简化形式为：

Fz1=Fzs1-Fzw1＝9643.2

地面作用于前轮的切向反作用力为：

Fx1=Ff2+Fw=

+

＝120.7＋

附着力利用情况：

ii>对于前置发动机后轮驱动（F.R.）式轿车同理可得：

一般地，CLr与CLf相差不大，且空气升力的值远小于静态轴荷的法向反作用力，以此可得

，前置发动机前轮驱动有着更多的储备驱动力。

结论：

本例中，前置发动机前轮驱动（F.F）式的轿车附着力利用率高。

2．对F.F.式轿车进行动力性分析

1）附着系数

时

i>求极限最高车速:

忽略空气升力对前轮法向反作用力的影响，Fz1＝9643.2N。

最大附着力

。

令加速度和坡度均为零，则由书中式（1－15）有：

，

则

=1928.6-0.02X0.385X1600X9.8=1807.9N，

又

由此可推出其极限最高车速：

=206.1km/h。

ii>求极限最大爬坡度:

计算最大爬坡度时加速度为零，忽略空气阻力。

前轮的地面反作用力

最大附着力

由书中式（1－15），有

以上三式联立得：

＝0.095。

iii>求极限最大加速度：

令坡度阻力和空气阻力均为0，Fz1＝9643.2N

＝1928.6N

由书中式（1－15）

解得

1.13。

2）当附着系数Φ＝0.7时，同理可得：

最高车速：

=394.7km/h。

最大爬坡度：

。

最大加速度：

4.14

方法二：

忽略空气阻力与滚动阻力，有：

，最大爬坡度

，最大加速度

所以

时，

。

时，

等效坡度

分析题

1、已知某汽车φ0=0.4请利用I、β、f、γ线分析φ=0.5,φ=0.3以

φ=0.7时汽车的制动过程。

见下图

2、试用有关公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标的影响。

答：

以静态储备系数为例说明汽车质心位置对稳态响应指标的影响：

（

，为中性转向点至前轴的距离当中性转向点与质心位置重合时，S.M.＝0，汽车为中性转向特性；

当质心在中性转向点之前时，

，S.M.为正值，汽车具有不足转向特性；

当质心在中性转向点之后时，

，S.M.为负值，汽车具有过多转向特性。

3、论述影响汽车通过性的间隙失效的种类，汽车通过性几何参数有哪些？

各影响间隙失效那种失效？

顶起失效：

当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住的情况

触头失效：

当车辆前端触及地面而不能通过的情况。

托尾失效：

当车辆尾部触及地面而不能通过的情况。

汽车通过性几何参数包括；最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径等。

最小离地间隙、纵向通过角；影响顶起失效

接近角；影响触头失效；离去角；影响托尾失效