汽车运用浓缩四合一

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1、1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 答：1)定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力 称为滚动阻力。2)产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载 变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。这 种迟滞损失表现为一种阻力偶。当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当 车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用 力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反 作用力的分布前后不对称，而使他们的合力 Fa 相对于法线前移一个距离 a, 它随弹性迟滞损失的增

2、大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩T =Fa阻 fz 碍车轮滚动。44 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?答：为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率，联合国欧洲经济委员会 制定的 ECE R13 制动对双轴汽车前、后轮制动器制动力提出了明确的要求。我国的行 业标准ZBT24000789也提出了类似的要求。下面以轿车和最大总质量大于3.5t的货 车为例予以说明。法规规定：对于Q二0.2 0.8之间的各种车辆，要求制动强度z 0.1 + 0.85(9 - 0.2)车辆在各种装载状态时，前轴利用附着系数曲线应在后轴利用附着系数曲线之上。对于最大总

3、质量大于3.5t的货车，在制动强度z二0.15 0.3之间，每根轴的利用附着 系数曲线位于9二z 土0.08两条平行于理想附着系数直线的平行线之间；而制动强度 z 0.3时，后轴的利用附着系数满足关系式z 0.3 + 0.74(9 - 0.38)，则认为也满足了 法规的要求。但是对于轿车而言，制动强度在 0.30.4 之间，后轴利用附着系数曲线不 超过直线9 = z + 0.05的条件下，允许后轴利用系数曲线在前轴利用附着系数曲线的上方。Q 0 * 0*4OJS /，危 0：4 60.8 *z图4剥ECE法规轿车的制动力分图EC?法规贷车的制动力分配6等速行驶燃料经济特性:等速行驶燃料经济特性

4、是汽车燃料经济性的一种常见评价指标。它是 指汽车在额定载荷条件下，以最高档或次高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。 通常测出或计算出10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上绘制曲线， 称为等速百公里燃油消耗量曲线，也称为等速行驶燃料经济特性9汽车（转向特性）的瞬态响应:在汽车等速直线行驶时，若急速转动转向盘至某一转角并维持 此转角不变时，即给汽车转向盘一个角阶跃输入。一般汽车经短暂时间后便进入等速圆周行驶， 这也是一种稳态，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。在等速直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡过程是一种瞬态，相应的瞬态运动响 应称

5、为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。10制动力系数:一般将地面制动力与地面法向反作用力（平直道路为垂直载荷）之比称为制动 力系数。它是滑动率的函数。当较小时，近似为的线性函数，随着的增加急剧增加。当趋近于时， 随着的增加，增加缓慢，直到达到最大值。通常被称为峰值附着系数。很多试验表明，。然后， 随着继续增加，开始下降，直至。11侧偏现象:汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中 心沿轴方向将作用有侧向力，在地面上产生相应的地面侧向反作用力，也称为侧偏力。轮胎的侧 偏现象，是指当车轮有侧向弹性时，即使没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的 方向。不同载荷和不

6、同道路上轮胎的侧偏力-侧偏角关系曲线一般称为弹性轮胎的侧偏特性。侧 偏特性曲线表明，侧偏角不超过5时，与成线性关系。131曲线:在设计汽车制动系时，如果在不同道路附着条件下制动均能保证前、后制动器同时抱 死，则此时的前、后制动器制动力和的关系曲线，被称为前、后制动器制动力的理想分配曲线， 通常简称为I曲线。在任何附着条件路面上前、后轮制动器同时抱死，则前、后制动器制动力必 定等于各自的附着力，且前、后制动器制动力（或地面制动力）之和等于附着力。一、填空以及有关的选择1、汽车动力性评价指标：（1）汽车的最高车速umax； （2）汽车的加速时间t： （3）汽车的 最大爬坡度imax。2、原地起步加

7、速时间和超车加速时间来表明汽车的加速能力。3、汽车的行驶阻力有滚动阻力Ff、空气阻力Fw、坡度阻力Fi、加速阻力Fjo4、汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的油耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。我国及欧洲，燃油经济性指标的单位为L/100km5、汽车动力装置参数是指发动机的功率、传动系的传动比。6、确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度、附着率以及汽车最低稳定车速7、制动性的评价指标包括:制动效能、制动效能恒定性、制动时汽车的方向稳定性。8、只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又提供高的附着力时，才能获得足够的地 面制动力。9、附着系数的数值主要决定于道路的

8、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。10、 评价制动效能的指标是制动距离s和制动减速度aobmax11、决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用时间、最大制动减速度即附着力（最大 制动器制动力）以及起始制动车速。12、增力式制动器恒定性差，盘式制动器恒定性妊13、汽车的稳态响应特性有三种类型：不足转向、中性转向、过多转向14、高宽比对轮胎侧偏刚度影响很大，采用高宽比小的轮胎是提高侧偏刚度的主要措施。15、稳态响应的三种类型：1）当K=0时，中性转向；2）当K0时，不足转向。当不足 转向量增加时，K增大，特征车速降低；3）当KV0时，过多转向。临界车速越低，过

9、多 转向量越大。16、（1） S.M.二0，中性转向；（2） S.M. 0，不足转向；（3） S.M. 0，过多转向。17、椅面水平轴向x、y的频率加权函数最敏感的频率范围是052Hz。SS18、汽车支承通过性的指标评价：牵引系数、牵引效率及燃油利用指数。19、汽车诵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。四、1、已知某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2，旋转质量换算系数6 1=0.03, 6 2=0.03,坡度角a =5 ,f=0.015,车轮半径=0.367m，传动系机械效率nT=0.85，加速度du/dt=0.25m/s2,ua=

10、30km/h,计算汽车克服各种阻力所需要的发动 机输出功率？1 Gfu cos a Gu sin a CAu3 5m u du、 P 二 ( a+ a+ Da + a )e 可 36003600761403600 dt1=(4600 x 0.015 x 9.81 x 30 cos 5 + 4600 x 9.81 x 30 sin 5 +08576140=57.18kw+ 0.75 % 4 % 303 +1.06 x 4600 x 30 x 0.25) 136002、已知某汽车质量为m=4000kg,前轴负荷1350kg,后轴负荷为2650kg,hg=0.88m，L=2.8m同步附着系数为0 0

11、=0.6，试确定前后制动器制动力分配比例。，解：由合力矩定理：F L = G bz1质心到后轴中心线的距离为：b = z1 = 350x .8 = 0 945G 4000同步附着系数：2.8卩0.945 .6 =解得 B = 0.526前后制动器制动力分配比例：= 1.111p3、某轿车的轴距L=3.0m，质心至前轴距离L1=1.55m，质心至后轴距离L2=1.45m，汽车围绕oz 轴的转动惯量Iz=3900kgm2,前轮总侧偏刚度为-7000N/rad，后轮总侧偏刚度为-110000N/rad, 转向系总传动比i=20,汽车的总质量为2000kg,侧面加速度为0.4g时汽车前后轮侧偏角绝对

12、值之差及车速25m/s时转向半径比值R/R0O解：稳定性因数为K=存I -牛=2000 (1.5532 ( 1100001.45 = 0.0429111-7000丿前后轮侧偏角绝对值之差为|a I-陆 1= Ka L = 0.0429111x0.4x9.81x3 = 0.505deg1 2 yx 25 2 = 27 . 82转向半径比值为：=1 + Ku 2 = 1 + 0.0429111一、填空题2、汽车的驱动力是驱动汽车的外力，即地面对驱动轮_的纵向反作用力。5. 汽车的动力性能不只受驱动力的制约，它还受到地面附着条件 的限制。6. 汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消

13、耗量或一定燃油量能行驶的里程来衡量。等速行驶工况没有全面反 映汽车的实际运行情况，各国都制定了一些典型的循环行驶试验工况 来模拟实 际汽车运行状况。1、汽车重心向前移动，会使汽车的过多转向量减少3、 降低悬架系统固有频率，可以 降低 车身加速度。4、 制动时汽车跑偏的原因有左右轮制动器制动不相等 和 悬架导向杆系与转向系拉杆运动学上不协调6、汽车的加速时间表示汽车的加速能力，它对平均行驶车速有着很大影响。常用原地起步加速时间时间和超车加速度时间来表明汽车的加速能力。7、 车速达到某一临界车速时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波 现象。8、汽车直线行驶时受到的空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部

14、分。压力阻力分为：形状阻力、干扰阻力、 内循环阻力和_诱导阻力四部分。 形状阻力 占压力阻力的大部分。9、 确定最大传动比时，要考虑最大爬波度、附着率及汽车最低稳定车速三方面的问题。10、 盘式制动器与鼓式制动器相比：其制动效能差，稳定性能好，反应时间，短。11、在侧向力作用下，若汽车前轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于增加 不足转向量；若后轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于减少不足转向量。8. 汽车的制动性能主要由 制动效能 、制动效能恒定性_和制动时汽车的稳定性三方面来评价。9. 制动器温度上升后，摩擦力矩常会有显著下降，这种现象称为热衰退性能11. 汽车制动时，某有一轴或两轴

15、车轮发生横向滑动的现象称为侧滑。13. 0曲线与I曲线交点处的附着系数称为同步附着系数，所对应的制动减速度 称为临界减速度 。14. 汽车的时域响应可以分为稳态响应和瞬态响应。16. 一般而言，最大侧偏力越大，汽车的极限性能 越好，圆周行驶的极限侧 向加速度越大。12、 平顺性要求车身部分阻尼比Z取较小值，行驶安全性要求取较大值。阻尼比增大主要使动挠度的均方根值明显下降。21.减小车轮质量对平顺性影响不大，主要影响行驶安全性。2、地面对轮胎切向反作用力的极限值，称为附着力。4、稳定性因数K值越小，汽车的过多转向量 越大 。6、降低悬架系统固有频率，可以 减少_车身加速度。8、描述道路谱的两种方

16、式为时间_谱和 空间 谱。11、汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制。1、轮胎的气压越高，则轮胎的侧偏刚度（ 越大）。2、汽车重心向前移动，会使汽车的过多转向量（ 减少）。3、 驱动力系数为（驱动力）与径向载荷之比。4、 当汽车质心在中性转向点之前时，汽车具有（不足 ）转向特性。 五、计算题1、一辆轿车总重为21.24kN，轴距L=2.87m，重心距前轴距离a=1.27m，重心高度h =0.508m，制动力分配系数作0.6。试计算：在附着系数申=0.8的路面上制动时，哪一轴车轮将首先抱死？并求出该轴车轮刚抱死时汽车的制动减速度是多 少？解：=0.249L - b

17、 2.87 x 0.6 - (2.87 -1.27)9 c = b=0 h 0.508后轮先抱死抱死时 右召 喘5xb2u2后轮抱死Fxb2=L + phgFPGaxb1+ L + ph gFxb20.8 x 0.5082.87 + 0.8 x 0.508OWxlRxb1 2.87x0.80.508=-0.124Fxb1+6.5864xb1由和，得Fb2=-0.124X1.5F b2+6.5864xb2xb2得 Fxb2=5.553(KN)Fxb1=8.3295(KN)Fb1+F b2=m du =Gzb1 b2 dtX 9.8=6.4(m/s2).du F + F 5.553 + 8.329

18、5=xb1xb 2 =dt m21.242.汽车用某一挡位在f =0.03的道路上能克服的最大坡度I=20%,若用同一挡max位在f=0.02的水平道路上行驶，求此时汽车可能达到的加速度的最大值是多 少？ （6 =1.15且忽略空气阻力）。解：汽车能产生的最大驱动力Ftmax=Gfosa +Gsina 1=Gf2+6 (du)max1 1 1 2 g dt51/ du、 f cosa + sinaa -f g ( )= 1 1 dt max(10.03 x +- 0.02) x 9.8匸=.21261.15=94.762.9673. 二自由度轿车模型有关参数如下：总质量m=1818.2kg；绕

19、Oz轴转动惯量Iz = 3885kg m2；轴距L=3.048m；质心 至前轴距离a=1.463m；质心至后轴距离b=1.585m；前轮总侧偏刚度 k =-62618N/rad；后轮总侧偏刚度 k =-110185N/rad。12试求：1稳定性因数K； 2特征车速u ； 3车速u=22.35m/s时的转向灵ch敏度二。解：1）K=（丄）=0.0023/m2）8L2 K Ksw 2 12)=20.85(m/s)3)r-8swu / L01 + Ku 202Z35 门.048=3.4i(rad/s)1 + 0.0023 x 22.352F 二 0 当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动

20、力卩 ，若忽略其它阻力，地面F =0 F Fxb 卩，且地面制动力xb达到最大值xbm a x,即xbmax9 ;当卩 9F = F F F时，xb 9, xb随着卩的增加不再增加。1 分析等速百公里油耗曲线的变化规律，如何利用它来分析比较汽车的燃料经济性等速行驶燃料经济特性是汽车燃料经济性的一种常见评价指标。它是指汽车在额定载荷条件下，以最高档或次高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。通常测出或计算出 10km/h 或 20km/h 速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上绘制曲线，称为等速百公里 燃油消耗量曲线，也称为等速行驶燃料经济特性。由于等速油耗仅反映了汽车的稳态工况

21、，而在实际行驶中汽车常为非稳态工况。因此，在分析汽 车燃料经济性时，除等速百公里油耗曲线外，还常用数值计算法确定按某行驶工况循环试验行驶 时的总平均百公里油耗量。为此，必须进行加速、减速以及停车怠速的耗油量的计算。5.发动机排出的三种主要污染物形成的主要原因和主要影响因素是 什么？答：CO是碳氢燃料在燃烧过程中的中间产物，主要影响因素为混合气的浓度；HC既有未燃燃料，又有燃烧不完全的产物，也有部分被分解的产物，主要影响因素为混合气过浓、过稀，燃料雾化不良，或混入废气过多等一切妨碍燃料燃烧的条件；NO x是空气中的氧与氮 在高温高压下反应生成的，为主要影响因素为燃烧气体的温度和氧 的浓度，以及停

22、留在高温下的时间。四、计算题(每题 10 分，共30 分)1.已知车速V =30km/h，道路坡度i=0.1,汽车总重G =38000N,aa车轮动力半径rd = 0.367m,传动效率耳=0.85，滚动阻力系数f = dt0.013，空气阻力系数CD = 0.75,汽车迎风面积A=3.8m2汽油机ioiD 0 g =18。求发动机的输出扭矩 Me。e解：M ii nC A G ：dv（e-g t = G i + G f + d v 2 + a o（5分）r a a 21.15 a g dt因为:：=0（2分）dtC Av2（G （i + f）+ D aM =-xr = 106Nm （3分）e

23、iin0 g t2.某乘用车总重G = 1000kg，汽车滚动阻力系数f=0.013,汽车迎a风面积C A=0.8m2，车速V =30km/h，传动效率n =0.8,汽油密D a t度p=0.714kg/L(7N/L),发动机的比油耗g =280g/kWh。求汽车上坡e(i=0.1)时的百公里油耗。解：Q = 367爲卩tCAD V 221.15 a（5分）2803672 x 0.8 x 0.710000（0.1+ 0.013） + 忖=16L /100km （5分）4.某轿车轴距L=3.0m,质心至前轴距离a=1.55m,质心至后轴距离b=1.45m,汽车围绕oz轴的转动惯量I =3900k

24、gm2,前轮总侧偏刚度ki=-6300N/rad后轮总侧偏刚度 z1k2=-110000N/rad转向系总传动比i=20,汽车的总质量为2000kg,请求（画出）稳态横摆角 速度增益曲线、车速为u =22.35m/s汽车的稳态横摆角速度增益。解：u/L1 + Ku 2u/Lm L1L21 + C1 - 72)u2L2 k 2k1_ 44.7d e gs/d e g22.35 x 3.0_67.051 + 2000(1.55_- 1.45)_ 1.5084222+ 3.02 (-110000 - - 6300)1. 用图叙述地面制动力、制动器制动力、附着力三者之间的关系。F F FF _ F当x

25、b 申（申为地面附着力）时，xb 卩；F _F F _ FFFF _F当xbmax 轴寸xb卩，且地面制动力xb达到最大值xbmax，即xbmax 申;2画出附着率（制动力系数）与滑动率关系曲线，并做必要说明。 当车轮滑动率S较小时，制动力系数b随S近似成线形关系增加，当制动力系数b在S=20%附近时达到峰值附着系数 P。 然后随着S的增加，b逐渐下降。当S=100%，即汽车车轮完全抱死拖滑时，b达到滑动附着系数es,。对于良好的沥青或水泥混凝土道路es相对9 b下降不多，而小附着系数路面如潮湿或冰雪路面，下降较大。e 而车轮侧向力系数（侧向附着系数）1则随S增加而逐渐下降，当s=100%时，

26、9 =0l ，即汽车完全丧失抵抗侧向力的能力，汽车只要受到很小的侧向力，就将发生侧 滑。 只有当S约为20%（1222%）时，汽车才不但具有最大的切向附着能力，而且也具有较大的侧向附着能力。3 在侧向力的作用下，刚性轮和弹性轮胎行驶方向的变化规律（假设驾驶员不对汽车的行 驶方向进行干预）。F当有y时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况:FF Q F 当地面侧向反作用力3未超过车轮与地面间的附着极限时（Y屮1 z ），车轮与地 面间没有滑动，车轮仍沿其本身平面的方向行驶。 当地面侧向反作用力fy达到车轮与地面间的附着极限时（FY lFz ），车轮发生侧 向滑动，若滑动速度为AU，车轮便沿合成速度

27、U的方向行驶，偏离了车轮平面方向。F当车轮有侧向弹性时，即使Y没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向,出现侧偏现象。一、分析题3请分析汽车制动时附着系数大小对前、后轮地面法向反作用力的影响。Fz19b ），Fz29b）。由式可知，制动时汽车前轮的地面法向反作用力Fzl随制动强度和质心高度增加而增大；后轮的地面法向反作用力Fz2随制动强度 和质心高度增加而减小。大轴距 L 汽车前后轴的载荷变化量小于短轴距汽车载荷变化量。AF例如，某载货汽车满载在干燥混凝土水平路面上以规定踏板力实施制动时，AFz1为静载荷AF的90%,z2为静载荷的38%，即前轴载荷增加90%，后轴载荷降低38%。

28、1 /T ”、U 2S =(T + 2)U +a0 3.6 2 2 a0 25.92 j4. 从制动距离计算式 3.6225.92 jmax 可以得出那些结论。uu汽车的制动距离S是其制动初始速度a0二次函数，a0是影响制动距离的最主要因素u之一；S是最大制动减速度的双曲线函数，也是影响制动距离的最主要因素之一。a0 是随行驶条件而变化的使用因素，而max是受道路条件和制动系技术条件制约的因素；ST，Tt，是制动器摩擦副间隙消除时间 2、制动力增长时间 2 的线性函数， 2是与使用调整有关，T ，2与制动系型式有关，改进制动系结构设计，可缩短2，从而缩短S。7从受力分析出发，叙述汽车前轮抱死拖

29、滑和后轮抱死拖滑对汽车制动方向稳定性的影响。从受力情况分析，也可确定前轮或后轮抱死对制动方向稳定性的影响。(a) 前轴侧滑(b) 后轴侧滑例图 汽车侧滑移分析例图a是当前轮抱死、后轮自由滚动时，在干扰作用下，发生前轮偏离角Q (航向角)。 若保持转向盘固定不动，因前轮侧偏转向产生的离心惯性力Fc与偏离角a的方向相反，Fc 起到减小或阻止前轴侧滑的作用，即汽车处于稳定状态。例图b为当后轮抱死、前轮自由滚动时，在干扰作用下，发生后轴偏离角 （航向角）。 若保持转向盘固定不动，因后轮侧偏产生的离心惯性力FC与偏离角的方向相同，FC起 到加剧后轴侧滑的作用，即汽车处于不稳定状态。由此周而复始，导致侧滑

30、回转，直至翻车。 在弯道制动行驶条件下，若只有后轮抱死或提前一定时间抱死，在一定车速条件下，后轴将 发生侧滑；而只有前轮抱死或前轮先抱死时，因侧向力系数几乎为零，不能产生地面侧向反 作用力，汽车无法按照转向盘给定的方向行驶，而是沿着弯道切线方向驶出道路，即丧失转 向能力。1. 根据公路交通量及其使用任务和性质，交通部颁布的公路工程技术标准将公路分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路2. 汽车通过性的几何参数有：最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过半径、最小转弯 直径和转弯通道圆。3. 汽车制动方向不稳定主要表现为：制动跑偏、前轮失去转向能力。4汽车动力性主要可由三方面

31、指标来评定，即:最高车速、加速时间和最大爬坡度。5传动系功率损失可分为：机械损失和液力损失两大类。6. 汽车的公害包括三个方面，汽车排气对大气的污染:噪声对环境的危害:汽车电器设备对 无线电通讯及电视广播等的电波干扰。7. 汽车的走合里程通常为汽车的走合里程通常为1500-3000公里，相当于4060个工作 小时。&汽车平顺性影响“人一汽车”系统的操纵稳定性和行驶安全性。9. 汽车的制动性主要的评介指标有：制动效能、制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定 性。10. 转向盘输入有两种形式，分别为角输入和力输入（角位移输入和力矩输入）11. 间隙失效主要有：顶起失效、触头失效、托尾失效。1.弹性

32、轮胎的侧偏现象与侧偏特性（5分）汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中心沿FF FY轴方向将作用有侧向力y，在地面上产生相应的地面侧向反作用力y， y也称为侧偏P一力。轮胎的侧偏现象，是指当车轮有侧向弹性时，即使Y没有达到附着极限，车轮行驶方 向也将偏离车轮平面的方向。不同载荷和不同道路上轮胎的侧偏力-侧偏角关系曲线一般称 为弹性轮胎的侧偏特性。侧偏特性曲线表明，侧偏角不超过5时，Fy与成线性关系。汽车正常行驶时，侧向加速度不超过0.4g,侧偏角不超过45,可以认为侧偏角与侧偏 力成线性关系。（叙述 4 分，整体 1 分）2 为什么前轮较后轮先制动抱死不易产生

33、剧烈侧滑？后轮较前轮先制动抱死易产生“甩尾” 现象？（8 分）答：如果前轮在制动力作用下还在滚动，而后轮已经抱死。若在制动惯性力的基础上还存在 一个侧向干扰力，那么合力将与车辆纵轴线成一定夹角。侧向干扰力必须用地面作用在车轮 上的等值侧向力来平衡，因为后轮已经滑移，所以侧向力实际上只能作用在前轮上，由侧向 干扰力与地面侧向形成的力矩使合力与车辆纵轴线形成的夹角增大，汽车回转趋势增大，处 于不稳定状态，易发生甩尾现象（5 分）；如果前轮抱死，后轮仍继续滚动，则相应的力矩 将使上述的夹角减小，车辆处于稳定状态，车辆将继续沿着原来的方向运动，既不易产生侧 滑（3 分）。3已知车速V =30km/h,

34、道路坡度i=0.1,汽车总重G =38000N,车轮动力半径r =0.367m,a a d传动效率q=0.85，滚动阻力系数f=0.013，空气阻力系数CD = 0.75，汽车迎风面积A=3.8m2汽油机i0i =18。求发动机的输出扭矩M。（10分）0 ge解：r a a 21.15 a gMet = G i + G f + -CDAv 2 + G5丝（5分）（G （i+f）+黔2a21.15M21仝 x r = 106Nm （3分）ei i耳4 汽车制动过程从时间上大致可以分为几个阶段,并综合绘图说明？ （ 6 分）deg0tTTTT1T 1T 4T 3Fpa b cF2T2TT汽车反应时

35、间 1，包括驾驶员发现、识别障碍并做出决定的反应时间 1 ，把脚从加速踏板TT换到制动踏板上的时间 1 ，以及消除制动踏板的间隙等所需要的时间 2 ，制动力上升（增加）T Tt时间 2 ，持续制动时间 3 （汽车制动减速度达到最大平均值），解除制动时间 4。5某乘用车总重Ga=1000kg，汽车滚动阻力系数f=0.013,汽车迎风面积CDA=0.8m2，车 速V =30km/h,传动效率q = 0.8,汽油密度p =0.714kg/L（7N/L）,发动机的比油耗g = ate 280g/kWh。求汽车上坡（i=0.1）时的百公里油耗。（10分）解：ge3672qptG (i + f) +aCA

36、D V 221.15 a（5分）2803672 x 0.8 x 0.7叫1 + .13) + 忖=16L /100km (5分)6、问答题（8 分）：请用图形解释“同步附着系数”两轴汽车的前、后制动器制动力的比值一般为固定的常数。通常用前制动器制动力对汽车总制动器制动力之比来表明分配比例，即制动器制动力分配系数卩。它是前、后制动器制动力的实际分配线，简称为卩线。卩线通过坐标原点,tgO其斜率为1卩具有固定的卩线与I线的交点处的附着系数9 0，被称为同步附着系数，见下图。它表示具有固定0线的汽车只能在一种路面上实现前、后轮同时抱死。同步附着系数是由汽车结构参数决定的，它是反应汽车制动性能的 一个

37、参数。I曲线和B曲线写出公式 1 分，图 3 分，叙述 3分，整体1分）7 请推导出公式dud0duu=udtdtdtr（8 分）。(u + Au) cos A0 (u + Au) sin A0 一 u 沁 u + Au 一 uA0 一 AuA0 一 u Au 一 uA0(其中 cos A0 u 1 和 sin A0 A0)Au 一 uA0Atduu udt rx二 limAt tO3 简述图解计算等速燃料消耗量的步骤 已知(nei, Pi, gei ), i = 1,2, ，以及汽车的有关结构参数和道路条件(fr和和),求作出QS = f (Ua)等速油耗曲线。根据给定的各个转速ne和不同功

38、率下的比油耗ge值,采用拟合的方法求得拟合公式g = f (P2,ne)。nru = 0.377 十a i iu nn u n u n u1) 由公式k 0 计算找出 a 和 e 对应的点( 1, a1),( 2, a2 ),(m, am )。2) 分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率Pr和Pw。Fuw a3600CDAu 321.15 x 3600Pr =龜=歳33)求出发动机为克服此阻力消耗功率Pe4) 由e和对应的Pe,从ge = f (P2,ne)计算g5) 计算出对应的百公里油耗Qs为QS =Pegeee1.02u Ya4 有几种确定汽车最高车速的方法？并有哪几种作

39、图法可确定最高车速。通常有三种方法可求的汽车的最高车速，它们分别是驱动力行驶阻力平衡图法、动力因数滚动阻力平衡图法、功率平衡图法。一一F - (F, + F ) = 0驱动力一行驶阻力平衡图法，即使驱动力与行驶阻力平衡时的车速t f w 功率平衡图法，即使发动机功率与行驶阻力功率平衡时的车速Pp -(Pf + Ppw= 0 动力特性图法，即动力因数D与道路阻力系数平衡D0-(f +i) = 05 画图并说明最小传动比的选取原则。“ i 二 5 u 二 u n u 二 u i 5 u u , u 5 u u , u u、0 时，amax1p1 amax1amax2 ；后备功率大，动力性变好，燃油

40、经济性变差。叙述题1 简述影响通过性因素。汽车的最大单位驱动力、行驶速度、汽车车轮、液力传动、差速器、悬架、拖带挂车、驱动防滑系统(ASR)、驾驶方法.2 分析滚动阻力偶与滚动阻力系数的关系轮胎在滚动过程中，轮胎各个组成部分间的摩擦以及橡胶元、帘线等分子之间的摩擦，产 生摩擦热而耗散，这种损失称为弹性元件的迟滞损失。将充气轮胎视为由无数弹簧阻尼器单 元组成的弹性轮。当每个单元进入印迹时，弹簧阻尼器组成的轮胎单元首先被压缩，然后松 弛。由于存在阻尼消耗压缩能量，轮胎内部阻尼摩擦产生迟滞损失，这种迟滞损失表现为阻碍 车轮运动的阻力偶。滚动阻力可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或

41、 单位汽车重力所需之推力。也就是说，滚动阻力等于汽车滚动阻力系数与车轮负荷的乘积。4 试用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车的最高车速 uamax。图223汽车驱动力一行驶阻力平衡图F为了形象地说明汽车行驶时驱动力和行驶阻力的关系，通常将汽车驱动力 t 以及始终存在FF的两个行驶阻力 f 和 w 绘制成力和车速的关系曲线图，称为汽车驱动力-行驶阻力平衡图， 见图 2-23。这样就可利用图解法来分析汽车的动力性。驱动力-行驶阻力平衡图清楚地描述了不同档位、不同车速条件下驱动力和常见行驶阻力的u关系。利用驱动力-行驶阻力平衡图可方便地确定汽车的最高车速 amax ，即最高档驱动力曲线F u(F + F

42、) ui4a和常见阻力曲线 f / a的平衡点(两条曲线交点)对应的车速。5分析汽车质量重力G = mg对汽车动力性的影响。P = (Gf cos a + G sin a + J a + 8mdu) a- 耳21.15 dt 3600T_ 1 Gfu cos a Gu sin a C Au 38m u du(a + a +Da +a)耳 36003600761403600 dtT丄(P + P + P + P)耳 f W i jT由上述公式可以得出G = mg是影响汽车动力行的重要因素。1 分析等速百公里油耗曲线的变化规律，如何利用它来分析比较汽车的燃料经济性等速行驶燃料经济特性是汽车燃料经济

43、性的一种常见评价指标。它是指汽车在额定载荷条件下，以最高档或次高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。通常测出或计算出 10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上绘制曲线，称为等速百公里 燃油消耗量曲线，也称为等速行驶燃料经济特性。由于等速油耗仅反映了汽车的稳态工况，而在实际行驶中汽车常为非稳态工况。因此，在分析 汽车燃料经济性时，除等速百公里油耗曲线外，还常用数值计算法确定按某行驶工况循环试验 行驶时的总平均百公里油耗量。为此，必须进行加速、减速以及停车怠速的耗油量的计算。2已知某汽车000.3，请利用I、0、f、y线，分析（p0.4,（p0.3以及（p

44、0.75时汽车的制动过程。Q = .4时，蹋下制动踏板，前后制动R F = F器制动力沿着 增加，xb1M、F =F血卩2，即前后轮地面制动力与制R 9 =0.4 f动器制动力相等。当 与的线相交时，符合后轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着卩增加，而F F Fxb1卩1xb2=F卩2，即前后制动器制动力仍沿着卩线增长，前轮地面制动力沿着9 = 0.4的f线增长。当f与1相交时,9 = 0.4 rI0.3gm屮0.4的r线也与1线相交，符合前后轮均抱死的条件，汽车制动力为当9 = 0.3时，蹋下制动踏板，前后制动器制动力沿着卩增加，Fb1 = 41、F =FR 9=0.3xb2卩2，即前后轮

45、地面制动力与制动器制动力相等。当与9 = 0.3的r线相交时，符RF =F F合前轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着增加，而xb1 以，xb2 后制动器制动力仍沿着卩线增长，后轮地面制动力沿着9 =0.3的r线增长。 F卩2，即前、当 r 与 I 相交时，9 = 0.3的f线也与1线相交，符合前后轮都抱死的条件，汽车制动力为0.45gm9 = 0.75的情况同9 = 0.4的情形。3汽车在水平道路上，轮距B = 1.45m，重心高度hg = 0.97m，道路横向附着系数9 l = 0.39 ,以弯道半径R= 1000m做等速圆周运动，求汽车既不发生侧翻的极限车速和也不发生侧滑的极 限车速。

46、不发生侧滑的极限车速：厂厂厂厂u 2/3.62F = mg F =申 x F =申 x m x g F = ma-z申ii z icRu 2 13.62F Fmr x m x gclRlu *3.62 xRx申 x g =x. 3.62 x 1000x0.39x9.8 = 222.6km/h al不侧翻的极限车速：FZr=mgF x h F x Cg Zr 2u 2/3.62mrx hR g(1 mg sinl0 x h2gv 11.26m / s 40.53km / h5某发动机前置轿车的轴距L=2.6m,质心高度hg=0.60m，汽车的总质量为m=1200kg，静止du1m / s 2 不

47、动时前轴负荷为汽车总重的 60，后轴负荷为汽车总重的40，计算汽车以 dt的加速度加速时汽车前后轴动载荷。F -伫(ma)1200 x 9.81x 0.6 - 06 x 1200 x 1 6779NZ1LL2.6F + 伫(ma)1200 x 9.81x 0.4 - 06 x 1200 x 1 4981NZ2LL2.6一、概念解释1汽车使用性能汽车的主要使用性能通常有：汽车动力性、汽车燃料经济性能、汽车制动性、汽车操纵 稳定性、汽车平顺性和汽车通过性能。2侧偏力汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中心沿Y轴F方向将作用有侧向力y，在地面上产生相应的地面侧向反作

48、用力Y，使得车轮发生侧偏现 象，这个力Fy称为侧偏力。3地面制动力 制动力习惯上是指汽车制动时地面作用于车轮上的与汽车行驶方向相反的地面切向反作F用力 b 。4汽车制动性能 汽车制动性能，是指汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时 能维持一定车速的能力。另外也包括在一定坡道能长时间停放的能力。5. 滑动（移）率u rws 二一ww X 100%描述制动过程中轮胎滑移成份的多少，即Uw滑动率s的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动率越大，滑动成份越多。6. 同步附着系数具有固定的0线与I线的交点处的附着系数e 0，被称为同步附着系数。7. 汽车动力因数F F由汽车行驶方程式

49、可导出D =十，则D被定义为汽车动力因数。G8. 汽车通过性几何参数汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。它们主要包括最 小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。9. 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。10回正力矩回正力矩是轮胎发生侧偏时会产生作用于轮胎绕Oz轴方向恢复直线行驶的力矩。11. 汽车最小离地间隙汽车最小离地间隙C是汽车除车轮之外的最低点与路面之间的距离。制动距离S是指汽车以给定的初速a0，从踩到

50、制动踏板至汽车停住所行驶的距离。13. 滚动阻力系数滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或单位汽车 重力所需之推力。14临界车速u当车速为 cr时，T g的Ucr称为临界车速。二、简答题1. 写出汽车功率平衡方程式。P = 1 (- + P + P + P )e n f i w jt1 Qfu cos a Gu sin a C Au 3 Smw du) aI D a Ia )3600761403600 dtan 3600t4简述利用图解计算等速燃料消耗量的步骤。1) 由公式nru 二 0.377 一ai ik0计算找出Ua和ne对应的点(ni, Ua1 ),( ,

51、 a 2 ),nu,( m , am )。2)分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率Pf和。P = -Fa =3600C Au 3Da21.15 x 36003)FuC_aP = fa =f 36003600Gf COS a求出发动机为克服此阻力消耗功率Pe。4)由e和对应的Pe ,从ge = f (P2,e)计算g。5)计算出对应的百公里油耗Qs为PgQS = -ege_S1.02u ya6)选取一系列转速1 , “2 , “3 , “4,n,nm，找出对应车速Ua1 , Ua2ua2 ，a3 ，ua4，“ am。据此计算出 QS1, QS 2, QS 3, QS 4, QS

52、m。把这些QS ua的点连成线，即为汽车在一定档位下的等速油耗曲线。7用结构使用参数写出汽车行驶方程式。汽车行驶方程式的普遍形式为F = F + F + F + F 口口t f w i j ，即T -i - i 耳/C - A - u2du-q_0_kl = m g f cosa + -Da + m g sma + mo -厂21.15dtd10写出汽车的燃料消耗方程式，并解释主要参数。P g、一 1.2：丫，式中：QS、Pe、ge（或be）、a、丫分别是百公里油耗（L/100km）、发动机功率（kW）、发动机燃料消耗率（或比油耗，g /（kWh）、车速（km/h）和燃油重度（N/L）。11写

53、出汽车的后备功率方程式，分析后备功率对汽车动力性和燃料经济性的影响。P + Pf w汽车在良好平直的路面上以等速a3行驶，此时阻力功率为t，发动机功率克服常见1D P （Pf + P）DP =幺 x /wP阻力功率后的剩余功率snT，该剩余功率s被称为后备功率。汽车后备 功率越大，汽车的动力性越好。利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。功率平衡图 也可用于分析汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽车的燃油经济性。后备功率越小 汽车燃料经济性就越好。通常后备功率约10%20%时，汽车燃料经济性最好。但后备功 率太小会造成发动机经常在全负荷工况下工作，反而不利于提高汽车燃料经济性。3请分析汽车制动时附着系数大小对前、后轮地面法向反作用力的影响。Fz1+h b)，Fz 2。由式可知，制动时汽车前轮的地面法向反作用力Fz1随制动强度和质心高度增加而增大；后轮的地面法向反作用力Fz2随制动强度和质心高度增加而减小。大轴距 L 汽车前后轴的载荷变化量小于短轴距汽车载荷变化量。AF例如，某载货汽车满载在干燥混凝土水平路面上以规定踏板力实施制动时，AFz1为静载荷AF的90%,z2为静载荷的38%，即前轴载荷增加90%，后轴载荷降低38%。u2a01TS =(T + 2)U +3.622a025.92 j4. 从制动距离计算式 3.