(整理)吉林大學(xué)汽車理論

1、一、概念解釋（選其中 8題，計2 0分）1汽車使用性能2滾動阻力系數(shù)3 驅(qū)動力與（車輪）制動力4汽車驅(qū)動與附著條件5汽車動力性及評價指標(biāo)6附著橢圓7臨界車速8滑移（動）率9同步附著系數(shù)10制動距離11汽車動力因數(shù)12汽車通過性幾何參數(shù)13汽車（轉(zhuǎn)向特性）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)14 汽車前或后輪（總）側(cè)偏角二、寫出表達式、畫圖、計算，并簡單說明（選擇其中4道題，計2 0分） ,津1寫出帶結(jié)構(gòu)和使用參數(shù)的汽車功率平衡方程式（注意符號及說明）。2寫出按傳動比按等比級數(shù)分配的n檔變速器第m檔傳動比表達式（注意符號及說明）3畫圖并敘述地面制動力、制動器制動力、附著力三者之間的關(guān)系。4簡述利用圖解計算等速燃料消耗量的

2、步驟。5寫出汽車的后備功率方程式，分析后備功率對汽車動力性和燃料經(jīng)濟性的影響。6可以用不同的方法繪制 I曲線：寫出丑叱方法所涉及的力學(xué)方程或方程蛆。三、敘述題（選擇其中 4道題，計20分）1從已有的制動側(cè)滑受力分析和試驗.可得出哪些結(jié)論？2寫出圖解法計算汽車動力因數(shù)的步驟：并說明其在汽車動力件計算中的應(yīng)用。3寫出圖解法計算汽車加諫件能的步驟（最好列表說明）。4寫出制作汽車的驅(qū)動力圖的步驟（最好列表說明）。5選擇汽車發(fā)動機功率的基本原則。6畫出制動時車輪的受力簡圖并定義符號。7分析汽車緊急制動過程中減速度（或制動力）的變化規(guī)律。8在側(cè)向力的作用下，剛性輪和彈性輪胎行駛方向的變化規(guī)律（假設(shè)駕駛員不

3、對汽車的行駛方向進行干預(yù)）。四、分析題（選擇其中4道題，計20分）1 確定傳動系最小傳動比的基本原貝限2已知某汽車 蚣=0.4,請利用I、0、f、丫線，分析 片0.5，后0.3以及）=。7時汽車的制動 過程。3汽車在水平道路上，輪距為 B,重心高度為hg,以半徑為 R做等速圓周運動，汽車不發(fā)生側(cè)翻的 極限車速是多少？該車不發(fā)生側(cè)滑的極限車速又是多少，并導(dǎo)出汽車在該路段的極限車速？4在劃有中心線的雙向雙車道的本行車道上，汽車以55km/h的初速度實施緊急制動，僅汽車左側(cè)前后輪胎在路面留下制動拖痕，但是，汽車的行駛方向幾乎沒有發(fā)生變化，請產(chǎn)生分析該現(xiàn) 象的各種原因（提示：考慮道路橫斷面形狀和車輪制

4、動力大?。?。5請分析制動力系數(shù)、峰值附著系數(shù)、滑動附著系數(shù)與滑動率的關(guān)系。1'. 236(2萬匹Ua06某汽車（未裝 ABS）在實施緊急制動后，左后輪留下間斷的制動拖痕，而右后輪則留下均勻 連續(xù)的制動拖痕，請分析該現(xiàn)象。S25.92 jmax可以得出那些結(jié)論。4道題，計20分）7從制動距離計算式 五、計算題（選擇其中1 某汽車的總質(zhì)量 m=4600kge D=0.75,A=4m 2 = 0.032 =0.03 ,f=0.0i5 ,傳動系機械效率i = i i =10W=0.82，傳動系總傳動比0 g，假想發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩為Tj=35000N.m ,車輪半徑r =。360m ,道路附著系數(shù)

5、為0 =。. 已矢口某車總質(zhì)量 m=8025kg,L=4m（車由距），質(zhì)兒、離前車由的距離為 a=2.5m,至后車由距離 b=1.5m,質(zhì) 心高度hg=1.15m,在縱坡度為i=3.5%的良好路面卜等諫下坡時 ，求軸荷再分配系數(shù) （注:再分配系 數(shù) mf1=F 4正乙412=Fz2/Fz）。 4日知某汽車發(fā)動機的外特件曲線回歸公式為Ttq=19+0.4 ne-150*10 -6ne2,傳動系機械效率=0.90-1.35 10-4”,車輪滾動半徑 r=0.367m,汽車總質(zhì)量 4000kg，汽車整備質(zhì)量為 1900kg，滾 動阻力系數(shù)f=0.009+5.0 M0-5Ua,空氣阻力系數(shù)地風(fēng)面積=2

6、.77m2,主減速器速比i0=6.0，飛輪轉(zhuǎn)動 慣量1f=0.2kg m2,前輪總轉(zhuǎn)動慣量Iw1=1.8 kg m2,前輪總轉(zhuǎn)動慣量Iw1=3.6 kg m2,發(fā)動機的最高轉(zhuǎn) 速 nmax=4100r/min,最低車速 nmin=720r/min,各檔速比為：，求汽車全速從 30km/h加速至50km/h所用的時間。2已知某汽車的總質(zhì)量m=4600kg,CD=0.75,A=4m 2,旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)1=0.03, 2 =0.03,坡度角a =5° ,f=0.01陣輪半徑 rr =0.367m :傳動系機械效率迎=0.85,力叵束度 du/dt=0.25m/s 2,u?=30km/h,

7、計算汽車克服各種阻力所需要的發(fā)動機輸出功率？檔位IIIIIIIVV速比5.62.81.61.00.8計算汽車在 V檔、車速為70km/h時汽車傳動系機械損失功率，并寫出不帶具體常數(shù)值的公式。5某汽車總'重力 G=20100N, L=3.2m,靜態(tài)時前軸荷占 55%,后軸荷占 45%, k1=-38920N/ra d,電=-38300N/rad,求特征車速，并分析該車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。6參考汽車理論圖 5-23和圖5-24寫出導(dǎo)出二自由度汽車質(zhì)心沿oy軸速度分量的變化及加速度分量的過程。試題答案一、概念解釋1汽車使用性能汽車應(yīng)該有高運輸生產(chǎn)率、低運輸成本、安全可靠和舒適方便的工作條件。汽車

8、為了適應(yīng)這 種工作條件，而發(fā)揮最大工作效益的能力叫做汽車的使用性能。汽車的主要使用性能通常有： 汽車動力性、汽車燃料經(jīng)濟性能、汽車制動性、汽車操縱穩(wěn)定性、汽車平順性和汽車通過性能。 返回一2滾動阻力系數(shù)滾動阻力系數(shù)可視為車輪在一定條件下滾動時所需的推力與車輪負荷之比，或單位汽車重力所需之推力。也就是說，滾動阻力等于汽車滾動阻力系數(shù)與車輪負荷的乘積，即TfF f = fW = rFr 。其中：f是滾動阻力系數(shù)， f是滾動阻力， W是車輪負荷，r是車輪滾動半徑，Tf地面對車輪的滾動阻力偶矩。返回一3驅(qū)動力與（車輪）制動力汽車驅(qū)動力Ft是發(fā)動機曲軸輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)離合器、變速器（包括分動器）、傳動軸、主減

9、速器、差速器、半軸（及輪邊減速器）傳遞至車輪作用于路面的力F0 ,而由路面產(chǎn)生作用于車輪圓FF,/fFt =TL周上切向反作用力 Ft。習(xí)慣將Ft稱為汽車驅(qū)動力。如果忽略輪胎和地面的變形，則r ,Tt =Ttqigi0"T。式中，Tt為傳輸至驅(qū)動輪圓周的轉(zhuǎn)矩；r為車輪半徑；Ttq為汽車發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩；g為變速器傳動比；i0主減速器傳動比；T為汽車傳動系機械效率。制動力習(xí)慣上是指汽車制動時地面作用于車輪上的與汽車行駛方向相反的地面切向反作用力Fbo制動器制動力 F 口等于為了克服制動器摩擦力矩而在輪胎輪緣作用的力F k TN/ r。式中：T吃車輪制動器摩擦副的摩擦力矩。從力矩平衡可得地

10、面制動力Fb為Fb=Ti/r & F邛。地面制動力Fb是使汽車減速的外力。 它不但與制動器制動力 FN有關(guān)，而且還受地面附著力 F 的制約。返回一4汽車驅(qū)動與附著條件汽車動力性分析是從汽車最大發(fā)揮其驅(qū)動能力出發(fā)，要求汽車有足夠的驅(qū)動力，以便汽車能夠充分地加速、爬坡和實現(xiàn)最高車速。實際上，輪胎傳遞的輪緣切向力受到接觸面的制約。當(dāng)車輪驅(qū)動力Ft超過某值（附著力 F中）時，車輪就會滑轉(zhuǎn)。因此 ，汽車的驅(qū)動-附著條件，即汽F, F F、“ < F < F 4F = F,車行駛的約束條件（必要充分條件）為 Ff Fi Fw - Ft - FP,其中附著力甲Fz,式中，F(xiàn)z接觸面對車輪

11、的法向反作用力；中為滑動附著系數(shù)。轎車發(fā)動機的后備功率較大。當(dāng)Ft -F中時，車輪將發(fā)生滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。驅(qū)動輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時，車輪印跡將形成類似制動拖滑的連續(xù) 或間斷的黑色胎印。返回一5汽車動力性及評價指標(biāo)汽車動力性，是指在良好、平直的路面上行駛時，汽車由所受到的縱向外力決定的、所能達 到的平均行駛速度。汽車動力性的好壞通常以汽車加速性、最高車速及最大爬坡度等項目作為 評價指標(biāo)。動力性代表了汽車行駛可發(fā)揮的極限能力。返回一6附著橢圓汽車運動時，在輪胎上常同時作用有側(cè)向力與切向力。一些試驗結(jié)果曲線表明，一定側(cè)偏角 下，驅(qū)動力增加時，側(cè)偏力逐漸有所減小，這是由于輪胎側(cè)向彈性有所改變的關(guān)系。當(dāng)驅(qū)動力 相當(dāng)大時

12、，側(cè)偏力顯著下降，因為此時接近附著極限，切向力已耗去大部分附著力，而側(cè)向能 利用的附著力很少。作用有制動力時，側(cè)偏力也有相似的變化。驅(qū)動力或制動力在不同側(cè)偏角條件下的曲線包絡(luò)線接近于橢圓，一般稱為附著橢圓。它確定了在一定附著條件下切向力與 側(cè)偏力合力的極限值。返回一7臨界車速. , ' ' r當(dāng)穩(wěn)定性因素 K <0時，橫擺角速度增益 K兒的比中性轉(zhuǎn)向時 K4=°的大。隨著車速的"rT | 一u增加， 公曲線向上彎曲。 K值越?。碖的絕對值越大），過度轉(zhuǎn)向量越大。當(dāng)車速為_ I 1& r田比' K時，口 ' o ucr稱為臨界車

13、速，是表征過度轉(zhuǎn)向量的一個參數(shù)。臨界車速越低，過度轉(zhuǎn)向量越大。過度轉(zhuǎn)向汽車達到臨界車速時將失去穩(wěn)定性。因為°r/0趨于無窮大時，只要極其微小的前輪轉(zhuǎn)角便會產(chǎn)生極大的橫擺角速度。這意味著汽車的轉(zhuǎn)向半徑R極小，汽車發(fā)生激轉(zhuǎn)而側(cè)滑或翻車。返回一8滑移（動）率仔細觀察汽車的制動過程，就會發(fā)現(xiàn)輪胎胎面在地面上的印跡從滾動到抱死是一個逐漸變化 的過程。輪胎印跡的變化基本上可分為三個階段：第一階段，輪胎的印跡與輪胎的花紋基本一致，車輪近似為單純滾動狀態(tài)，車輪中心速度uw與車輪角速度G'w存在關(guān)系式u咫?yún)n；在第二階段內(nèi)，花紋逐漸模糊，但是花紋仍可辨別。此時，輪胎除了滾動之外，胎面和地面之間的

14、滑動成份逐漸增加，車輪處于邊滾邊滑的狀態(tài)。這時，車輪中心速度uw與車輪角速度8w的關(guān)系為uw > rw ,且隨著制動強度的增加滑移成份越來越大，即 uwA儂川；在第三階段,6w = 0。隨著制動強度的增加, s描述制動過程中輪胎滑動成份車輪被完全抱死而拖滑，輪胎在地面上形成粗黑的拖痕，此時 車輪的滾動成份逐漸減少，滑動成份越來越多。一般用滑動率的多少,u wS =100%即uw滑動率S的數(shù)值代表了車輪運動成份所占的比例,滑動率越Fz （平直道路為垂直載荷）之比實際分配線，簡稱為 。線。0線通過坐標(biāo)原點，其斜率為1 - -tg八下。具有固定的R線與I大，滑動成份越多。一般將地面制動力與地面

15、法向反作用力呼成為制動力系數(shù)b o 返回一9同步附著系數(shù)兩軸汽車的前、后制動器制動力的比值一般為固定的常數(shù)。通常用前制動器制動力對汽車總制動器制動力之比來表明分配比例，即制動器制動力分配系數(shù)。它是前、后制動器制動力的中B線的交點處的附著系數(shù)0,被稱為同步附著系數(shù)，見下圖。它表示具有固定線的汽車只能在一種路面上實現(xiàn)前、后輪同時抱死。同步附著系數(shù)是由汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的，它是反應(yīng)汽車制動性能的一個參數(shù)。同方叼著疾數(shù)n同步附著系數(shù)說明，前后制動器制動力為固定 比值的汽車，只能在一種路面上，即在同步附 著系數(shù)的路面上才能保證前后輪同時抱死。返回一10制動距離制動距離S是指汽車以給定的初速ua0,從踩到制

16、動踏板至汽車停住所行駛的距離。返回一11汽車動力因數(shù)Fi Ff m du一G "G dt=(fi)、du g dtdu g dt由汽車行駛方程式可導(dǎo)出則D被定義為汽車動力因數(shù)。以D為縱坐標(biāo)，汽車車速ua為橫坐標(biāo)繪制不同檔位的 D ua的關(guān)系曲線圖，即汽車動力特性圖。返回一12汽車通過性幾何參數(shù)汽車通過性的幾何參數(shù)是與防止間隙失效有關(guān)的汽車本身的幾何參數(shù)。它們主要包括最小離 地間隙、接近角、離去角、縱向通過角等。另外，汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑和內(nèi)輪差、轉(zhuǎn)彎通道圓 及車輪半徑也是汽車通過性的重要輪廓參數(shù)。返回一13汽車（轉(zhuǎn)向特性）的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)在汽車等速直線行駛時，若急速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤至某一轉(zhuǎn)角并維持

17、此轉(zhuǎn)角不變時，即給汽車轉(zhuǎn)向盤一個角階躍輸入。一般汽車經(jīng)短暫時間后便進入等速圓周行駛，這也是一種穩(wěn)態(tài)，稱為轉(zhuǎn)向 盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。汽車等速圓周行駛，即汽車轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài) 響應(yīng)，在實際行駛中不常出現(xiàn)，但卻是表征汽車操縱穩(wěn)定性的一個重要的時域響應(yīng)，稱為汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分為不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向三種類型。返回一14汽車前或后輪（總）側(cè)偏角FY也稱為側(cè)偏力。輪汽車行駛過程中，因路面?zhèn)认騼A斜、側(cè)向風(fēng)或曲線行駛時離心力等的作用，車輪中心沿Y軸方向?qū)⒆饔糜袀?cè)向力Fy,在地面上產(chǎn)生相應(yīng)的地面?zhèn)认蚍醋饔昧μサ膫?cè)偏現(xiàn)象，是指當(dāng)車輪有側(cè)向彈性時，即使FY沒有達到附著極

18、限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向，即車輪行駛方向與車輪平面的夾角。返回一二、寫出表達式、畫圖、計算，并簡單說明（選擇其中4道題，計2 0分）1寫出帶結(jié)構(gòu)和使用參數(shù)的汽車功率平衡方程式（注意符號及說明）。_1_ _ ,Pe = （Pf + P + PW +Pj ） nt/c 八 3 n，1 .Gfuacosa GUaSina CpAUa ,8mua du、=（十十十）、3600360076140 3600dtTtq i g i o" TU a"FtUa =r式中：Ft-驅(qū)動力；Ff-滾動阻力；Fw-空氣阻力；Fi-坡道阻力；Fj-加速阻力；Ttq-發(fā)動機 輸出轉(zhuǎn)矩；i0

19、-主減速器傳動比；ik-變速器k檔傳動比；7-傳動系機械效率；m-汽車總質(zhì)量; g-重力加速度；f -滾動阻力系數(shù)；"-坡度角；Cd-空氣阻力系數(shù)； A-汽車迎風(fēng)面積；Uadu汽車車速；臺-旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；出-加速度。返回二2寫出n檔變速器m檔傳動比表達式（注意符號及說明）Jr n =5,Jlig5 =1,則 ig4 =q,ig3 = q2,ig2 =q3,ig1 = q4= q = 4ig1 ig4 =4ig1 ,ig3 =4 i21,ig2 =4 i；,由此可導(dǎo)出 n擋變速器的各擋傳動比：ig2 =ninr,ig3 =。/334 =ndin/，對于第 m擋,則igm =呻1廣返

20、回二3畫圖并敘述地面制動力、制動器制動力、附著力三者之間的關(guān)系。當(dāng)踏板力較小時，制動器間隙尚未消除，所以制動器制動力 FR = 0,若忽略其它阻力，地面制動力Fxb = 0，當(dāng)Fxb W "( F中為地面附著力)時，F(xiàn)xb 二 F±當(dāng)Fxb max廄寸Fxb = F艮且地面制動力Fxb 達到最大值 Fxbmax，即 Fxbmax = FP .當(dāng)fn > F中時，F(xiàn)xb - F?隨著FR的增加,Fxb不再增加返回二4簡述利用圖解計算等速燃料消耗量的步驟。已知(nei, Pi, gei)j =1,2,n,以及汽車的有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和道路條件(fqni),求作出Qs=f(ua)

21、等速油耗曲線。根據(jù)給定的各個轉(zhuǎn)速和不同功率下的比油耗ge值,采用擬合的方 法求得擬合公式ge =f(P2,ne)1)由公式= 0.377Aefi ki 0Pr 和 Pw計算找出人和 ne對應(yīng)的點(n1, Ua1),( n2 ,Ua2),.,( nm,Uam)2)分別求出汽車在水平道路上克服滾動阻力和空氣阻力消耗功率FwUaCd Au33600 21.15 3600FruauaPr = = Gfr cos、工360036003）求出發(fā)動機為克服此阻力消耗功率4）由1和對應(yīng)的Pe,從ge =f （F2,ne）計算ge5）計算出對應(yīng)的百公里油耗 Qs為6)Qs 二選取一系列轉(zhuǎn)速n1, n2, n3,

22、 n4,Rge1.02uanm,找出對應(yīng)車速ua1 ua2 ua3 ua45555Uam。據(jù)此計算出 QS1,QS2,QS3,QS4, QSm把這些Qs-ua的點連成線，即為汽車在一定檔位下的等速油耗曲線，為計算方便，計算過程列于表3-7 o等速油耗計算方法ne / .,r/min計算公式n1n3.nmu a ,km/hrne 0.377i小u a1ua2ua3u a4.uamPrkW,mgfrua3600Pr1Pr2Pr3P-4.PrmPw kw ,3C DAua76140Pw1Pw2Pw3Pw4.PwmPe(Pw +P)3PP2P3P4.Pmge ,g/(kWh)ge1ge2ge3ge4.

23、gemQSS ,L/100kmPge 1.02uaYQS1QS2QS3QS4.QSm返回二5寫出汽車的后備功率方程式，分析后備功率對汽車動力性和燃料經(jīng)濟性的影響。利用功率平衡圖可求汽車良好平直路面上的最高車速Uamax,在該平衡點，發(fā)動機輸出功率與常見阻力功率相等，發(fā)動機處于100%負荷率狀態(tài)。另外，通過功率平衡圖也可容易地分析在不同檔位和不同車速條件下汽車發(fā)動機功率的利用情況。Pf Pw汽車在良好平直的路面上以等速ua3行駛，此時阻力功率為“t，發(fā)動機功率克服常見阻1 P _Pe（Pf Pw）P力功率后的剩余功率 PsT，該剩余功率Ps被稱為后備功率。如果駕駛員仍將加速踏板踩到最大行程，則后

24、備功率就被用于加速或者克服坡道阻力。為了保持汽車以等速ua3行駛，必需減少加速踏板行程，使得功率曲線為圖中虛線，即在部分負荷下工作。另外，當(dāng)汽車速度為 ua1和ua2時，使用不同檔位時，汽車后備功率也不同。汽車后備功率越大，汽車的動力性越好。利用后備功率也可確定汽車的爬坡度和加速度。功率平衡圖也可用于分析汽車行駛時的發(fā)動機負荷率，有利于分析汽車的燃油經(jīng)濟性。后備功率越小，汽車燃料經(jīng)濟性就越好。通常后備功率約10%20%時，汽車燃料經(jīng)濟性最好。但后備功率太小會造成發(fā)動機經(jīng)常在全負荷工況下工作，反而不利于提高汽車燃料經(jīng)濟性。返回二6可用不同的方法繪制 I曲線，寫出這些方法所涉及的力學(xué)方程或方程組。

25、h如已知汽車軸距L、質(zhì)心圖度 g、總質(zhì)量m、質(zhì)心的位置 L2 （質(zhì)心至后軸的距離）就可用前、后制動器制動力的理想分配關(guān)系式I曲線F.1 F2 =*mg&二邑_ L2十一hg根據(jù)方程組lF Fz2 L1 *hg也可直接繪制I曲線。中 中假設(shè)一組值（=0.1,0.2,03cp,1 ）.0，每個值代入方程組（4-30）,就具有一個交點的cp兩條直線，變化 值，取得一組交點，連接這些交點就制成I曲線。L - hg mgL2, hgmgLiFxb2 =F xbi -F xb2 =一Fxb1利用f線組隊hg和線組Lhg對于同一中值，f線和r線的交點既符合 Fxb1 =<PFZ1 ,也符合Fx

26、b2 =<PFZ2。取不同的中值, 就可得到一組 f線和r線的交點，這些交點的連線就形成了i曲線。返回二三、敘述題（選擇其中4道題，計20分）1從已有的制動側(cè)滑受力分析和試驗，可得出哪些結(jié)論？在前輪無制動力、后輪有足夠的制動力的條件下，隨ua的提高側(cè)滑趨勢增加；當(dāng)后輪無制動力、前輪有足夠的制動力時，即使速度較高，汽車基本保持直線行駛狀態(tài)；當(dāng)前、后輪都有 足夠的制動力，但先后次序和時間間隔不同時，車速較高，且前輪比后輪先抱死或后輪比前輪 先抱死，但是因時間間隔很短，則汽車基本保持直線行駛；若時間間隔較大，則后軸發(fā)生嚴重 的側(cè)滑；如果只有一個后輪抱死，后軸也不會發(fā)生側(cè)滑；起始車速和附著系數(shù)對

27、制動方向穩(wěn)定 性也有很大影響。即制動時若后軸比前軸先抱死拖滑，且時間間隔超過一定值，就可能發(fā)生后 軸側(cè)滑。車速越高，附著系數(shù)越小，越容易發(fā)生側(cè)滑。若前、后軸同時抱死，或者前軸先抱死 而后軸抱死或不抱死，則能防止汽車后軸側(cè)滑，但是汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。返回三2寫出圖解法計算汽車動力因數(shù)的步驟，并說明其在汽車動力性計算中的應(yīng)用。D二D ,將不同檔位和車速下的D繪制根據(jù)公式G ,求出不同轉(zhuǎn)速和檔位對應(yīng)的車速，并根據(jù)傳動系效率、傳動系速比求出驅(qū)動力，根據(jù)車速求出空氣阻力，然后求出動力因素在ua-D直角坐標(biāo)系中，并將滾動阻力系數(shù)也繪制到坐標(biāo)系中，就制成動力特性圖。利用動力特性圖就可求出汽車的動力性評價指標(biāo)：

28、最高車速、最大爬坡度（汽車最大爬坡度和直接檔最大爬坡度）和加速能力（加速時間或距離）。返回三3寫出圖解法計算汽車加速性能的步驟（最好列表說明）手工作圖計算汽車加速時間的過程:列出發(fā)動機外特性 Ttq -ne數(shù)據(jù)表（或曲線轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表,或回歸公式）；根據(jù)給定的發(fā)動機外特性曲線（數(shù)據(jù)表或回歸公式），按式F _ Tt _ Ttqig i0nTr r 求出各檔rne 2一ua e 在不同車速下的驅(qū)動力Ft,并按式 igi060X3.6rne:0.377；e1gi0計算對應(yīng)的車速u按式Ff=mgf c0sa計算滾動阻力Ff，按式_12Fw = Cd A ： Ur2計算對應(yīng)車速的空氣阻力Ff FwduFt

29、 -（Ff Fw）按式dt5m計算不同檔位和車速下的加速度以及加速度的倒數(shù)，畫出xua曲線以及1/xua曲線；t ,對At求和，則得到加速時間按式t " * = Z下計算步長.a/3.6的加速時間, u .udu- u u0ds 二一如二 s 二一 s :s=（ ：u u ）/362同理，按式 xxX，計算步長（uaua）/5U的加速距離As,對As求和得到加速距離。一般在動力性計算時，特別是手工計算時，一般忽略原地起步的離合器滑磨時間，即假設(shè)最 初時刻汽車已經(jīng)具有起步到位的最低車速。換檔時刻則基于最大加速原則，如果相鄰檔位的加 速度（或加速度倒數(shù)）曲線相交，則在相交速度點換檔；如果

30、不相交，則在最大轉(zhuǎn)速點對應(yīng)的 車速換檔。 返回三4寫出制作汽車的驅(qū)動力圖的步驟（最好列表說明）。列出發(fā)動機外特性 Ttq -ne數(shù)據(jù)表（或曲線轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表，或回歸公式）；TtTtqigi。TFt =-=根據(jù)給定的發(fā)動機外特性曲線（數(shù)據(jù)表或回歸公式），按式r r 求出各檔在不同車速下的驅(qū)動力Ft ,并按式rne2 二igi0 60 3.60.377rneigi。計算對應(yīng)的車速1- 2按式Ff =mgf co/計算滾動阻力FfFw = CdA”,按式 2計算對應(yīng)車速的空氣阻力Ff +Fw;將Ft、Ff *Fw繪制在ua-Ft直角坐標(biāo)系中就形成了驅(qū)動力圖或驅(qū)動力-行駛阻力 平衡圖。返回三5選擇汽車發(fā)

31、動機功率的基本原則。根據(jù)最大車速uamax選才P Pe,即Pe=（幽 Uamax + SDAuIax）,若給定m、Cd、A、f、勺，則可求出功率Pe t 360076140汽車比功率（單位汽車質(zhì)量具有的功率）CdA _ 3 -u a max76.14m t1000Pefg汽車比力卒=367uamax 若已知f、9、CD及uamax大致差不多，一fguamax之const,但是，A/m變化較大。3.6"t返回三6畫出制動時車輪的受力簡圖并定義符號Fz地面法向反作用力，W重力；TN制動器制動力矩，與車輪角速度，F(xiàn)p車橋傳遞的推力，fn制動器制動力，F(xiàn)b地面制動力。返回三7分析汽車緊急制動

32、過程中減速度（或制動力）的變化規(guī)律。駕駛員反應(yīng)時間 ,包括駕駛員發(fā)現(xiàn)、識別障礙并做出決定的反應(yīng)時間7,把腳從加速踏板換到制動踏板上的時間%,以及消除制動踏板的間隙等所需要的時間。制動力增長時間T2,從出現(xiàn)制動力（減速度）到上升至最大值所需要的時間。在汽車處于空擋狀態(tài)下， 如果忽略傳動系和地面滾動摩擦阻力的制動作用，在“十三2時間內(nèi),車速將等于初速度u 0 （m/s）不變。在持續(xù)制動時間 /內(nèi)，假定制動踏板力及制動力為常數(shù)，則減速度j也不變。返回三8在側(cè)向力的作用下，剛性輪和彈性輪胎行駛方向的變化規(guī)律（假設(shè)駕駛員不對汽車的行駛 方向進行干預(yù)）。當(dāng)有FY時，若車輪是剛性的，則可以發(fā)生兩種情況：FF

33、、，F(xiàn)_當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧?丫未超過車輪與地面間的附著極限時（FY lFz）,車輪與地面間沒有滑動，車輪仍沿其本身平面的方向行駛（oFF、，.F_當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧?FY達到車輪與地面間的附著極限時（FYlFz）,車輪發(fā)生側(cè)向滑動，若滑動速度為 口,車輪便沿合成速度 u的方向行駛，偏離了車輪平面方向當(dāng)車輪有側(cè)向彈性時，即使FY沒有達到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向,出現(xiàn)側(cè)偏現(xiàn)象。返回三四、分析題（選擇其中4道題，計20分）1確定傳動系最小傳動比的基本原則。假設(shè) io = 5 時 uamax2 = up2 ' ua = uamax , i0 < 5時uamax3 u

34、p3 , u a max 3 ua max2其中up3不可能達到！但后備功率小，動力性變差，燃油經(jīng)濟性變好。i0 >5時，uamax1 >up1,uamax1 <uamax2；后備功率大，動力性變好，燃油經(jīng)濟性變差。迤回四2已知某汽車 8=0.4,請利用I、B、f、丫線，分析4= 0.5,后0.3以及4=0.7時汽車的制動 過程。= 03, _ 0.0.3時，蹋下制動踏板，前后制動器制動力沿著增加,Fxb1 = F1Fxb2 = F2、 ,即前后輪地面制動力與制動器制動力相等。當(dāng)I '- ：d ： 0 3 , f 產(chǎn)與 0.3的f線相交時，符合前輪先抱死的條件，前后制

35、動器制動力仍沿著口增加，而Fxb1 ' F1 , Fxb2 = FW,即前后制動器制動力仍沿著中線增長，前輪地面制動力沿著=0.3的f線增長。當(dāng)f與I相交時，中=0.3的r線也與I線相交，符合前后輪均抱死的條件，汽車制動力為63gm。當(dāng)中 = 0.5時，蹋下制動踏板，前后制動器制動力沿著°增加，F(xiàn)xb1 - F岫、Fxb2 - F物，即前后輪地面0 5，制動力與制動器制動力相等。當(dāng)與 0.5的線相交時，符合后輪先抱死的條件，前后制動器制動力仍沿著增加，而Fxb1FN1, Fxb2 < FP2,即前、后制動器制動力仍沿著線增長，后輪地面制動力沿著0 =0.5的r線增長。當(dāng)

36、r與I相交時，* = 0.5的f線也與I線相交，符合前后輪都抱死的條件，汽車制動力為 0.5gm O中=0.7的情況同中0 0.5的情形。返回四3汽車在水平道路上， 輪距為B,重心高度為hg,以半徑為R做等速圓周運動，汽車不發(fā)生側(cè)翻的 極限車速是多少？該車不發(fā)生側(cè)滑的極限車速又是多少，并導(dǎo)出汽車在該路段的極限車速？不發(fā)生側(cè)滑的極限車速:FZ = mg F l = l FZ = l mgu)3.62Fc - F lm-l m gRua < . 3.62 R 1 gF0= mcu2/3.62不側(cè)翻的極限車速:Fzr = mgFc hg 一 Fzr u?/3.62Bm hg 三 m g 一R

37、g22B 1ua _3.6R g 2hg返回四4在劃有中心線的雙向雙車道的本行車道上，汽車以 55km/h的初速度實施緊急制動，僅汽車左側(cè)前后輪胎在路面留下制動拖痕，但是，汽車的行駛方向幾乎沒有發(fā)生變化，請產(chǎn)生分析該現(xiàn)象的各種原因（提示：考慮道路橫斷面形狀和車輪制動力大?。?。汽車在制動過程中幾乎沒有發(fā)生側(cè)偏現(xiàn)象說明汽車左右車輪的制動力近似相等。出現(xiàn)這種現(xiàn) 象的原因是因為道路帶有一定的橫向坡度（拱度），使得左側(cè)車輪首先達到附著極限，而右側(cè) 車輪地面 法向力較大，地面制動力尚未達到附著極限，因此才會出現(xiàn)左側(cè)有制動拖印，而右 側(cè)無拖印的現(xiàn)象。 返回四5請分析制動力系數(shù)、峰值附著系數(shù)、滑動附著系數(shù)與滑

38、動率的關(guān)系。平當(dāng)車輪滑動率 S較小時，制動力系數(shù)b隨S近似成線形關(guān)系增加，制動力系數(shù)在 S=20%邛附近時達到峰值附著系數(shù)P O中中然后，隨著 S的增加，b逐漸下降。當(dāng) S=100%,即汽車車輪完全抱死拖滑時，b達 中 軋=中 中 .5.到滑動附著系數(shù)S，即b so （對于良好的瀝青或水泥混凝土道路S相對 b下降不多，而小附著系數(shù)路面如潮濕或冰雪路面，下降較大。）0而車輪側(cè)向力系數(shù)（側(cè)向附著系數(shù)）l則隨S增加而逐漸下降，當(dāng) s=100%時，l U。（即汽車完全喪失抵抗側(cè)向力的能力，汽車只要受到很小的側(cè)向力，就將發(fā)生側(cè)滑。）返回四只有當(dāng)S約為20% （1222%）時，汽車不但具有最大的切向附著能

39、力，而且也具有較大的側(cè)向附著能力。6某汽車（未裝 ABS）在實施緊急制動后，左后輪留下間斷的制動拖痕，而右后輪則留下均勻 連續(xù)的制動拖痕，請分析該現(xiàn)象。返回四2Ua02592jmax可以得出那些結(jié)論。制動鼓失圓或制動盤翹曲；左側(cè)路面不平左側(cè)懸架振動。1 / '2、s=（2 Rui7從制動距離計算式3.62汽車的制動距離 S是其制動初始速度 u a0二次函數(shù)，ua0是影響制動距離的最主要因素之一；S是最大制動減速度的雙曲線函數(shù)，也是影響制動距離的最主要因素之一。ua0是隨行駛條件而變化的使用因素，而j max是受道路條件和制動系技術(shù)條件制約的因素；S是制動FFFFFF器摩擦副間隙消除時間

40、三2、制動力增長時間72的線性函數(shù)，2是與使用調(diào)整有關(guān)，而72與FF制動系型式有關(guān)，改進制動系結(jié)構(gòu)設(shè)計，可縮短 "2 ,從而縮短So 返回四五、計算題（選擇其中4道題，計20分）1 某汽車的總質(zhì)量 m=4600kg,C D=0.75,A=4m 2, & 0.03 , °2 -0.03 ,f=0.015，傳動系機械效率i = i i 二10年=0.82，傳動系總傳動比0 g，假想發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩為Te=35000N.m,車輪半徑r =0.360m ,道路附著系數(shù)為 ，=。4,求汽車全速從30km/h加速至50km/h所用的時間。1） Ft和F Q十算（略）F F2）由于

41、t 5所以,a =t ，即t50-303.6 0.4 9.81=1.42s詆回五2已知某汽車的總質(zhì)量 m=4600kg,C D=0.75,A=4m 2,旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)8=0.03, 2=0.03,坡度角a =5° ,f=0.01率輪半徑 rr =0.367m ,傳動系機械效率邛=0.85，力口速度 du/dt=0.25m/s 2,ua=30km/h,計算汽車克服各種阻力所需要的發(fā)動機輸出功率？1 Gfu cos：Gussin：CDAu3mu, du/ a_ _a .-Da. aJ 36003600761403600 dt)1 (4600 0.015 9.81 30cos5 4600

42、 9.81 30sin5 0.850.75 4 30311.06 4600 30 0.25)761403600-57.18kw返回五3已知某車總質(zhì)量為 8025kg, L=4m（軸距）,質(zhì)心離前軸的距離為 a=2.5m,至后軸距離為b=1.5m,質(zhì) 心高度hg=1.15m,在縱坡度為i=3.5%的良好路面上等速下坡時 ，求軸荷再分配系數(shù)（注:再分配系 數(shù) mf1=F Z1/FZ,mf2=F z2/Fz）。1.5 1.15 iFzi = 8025 9.81 =3090 9.81N1.5 2.52.5 -1.15 iFz2 = 8025 9.81 =4935 9.81N1.5 2.5mf1 =30

43、90/8025 =0.385 mf2 -1 -0.385 -0.615返回五4已知某汽車發(fā)動機的外特性曲線回歸公式為Ttq=19+0.4ne-150 X0-6ne2,傳動系機械效率=0.90-1.35 10-4ne,車輪滾動半徑 rr=0.367m,汽車總質(zhì)量 4000kg，汽車整備質(zhì)量為1900kg，滾動阻力系數(shù)f=0.009+5.0 M0-5ua,空氣阻力系數(shù)地風(fēng)面積=2.77m2,主減速器速比i0=6.0，飛輪轉(zhuǎn)動 慣量If=0.2kg m2,前輪總轉(zhuǎn)動慣量Iw1=1.8 kg m2,前輪總轉(zhuǎn)動慣量Iw1=3.6 kg m2,發(fā)動機的最高轉(zhuǎn) 速 nmax=4100r/min,最低車速 n

44、min=720r/min,各檔速比為：檔位IIIIIIIVV速比5.62.81.61.00.8計算汽車在 V檔、車速為70km/h時汽車傳動系機械損失功率，并寫出不帶具體常數(shù)值的公式。Pm =p5（i_nT）= Ttqne1_（0.9 _1.35x10ne）9549ne60uai0ig 12二 3.6 r60 70 6.0 0.82429Pm =19 0.4 2429 -150 10 6 242995492429 1 - 0.9 -1.35 104 24292 3.14 3.6 0.367 r/min二169kW5某汽車的總重力為20100N,L=3.2m,靜態(tài)時前軸荷占55%,后軸荷占45%

45、,k1=-38920 N/rad ,k2=-38300 N/rad ,求特征車速，并分析該車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。，/20100 （0.45父3.2 0.55父3.2、八K =2- - 1=0.016因為 9.81父3.2 < -38300-38920 ），所以汽車為不足轉(zhuǎn)向特性。特征車速Uch,1 = 8.0m/S = 28.8km/h K6參考汽車理論 加速度分量的過程。圖 5-23和圖5-24寫出導(dǎo)出二自由度汽車質(zhì)心沿oy軸速度分量的變化及沿oy軸速度分量:（u 十 Au） sin A9+ （u + Au） cos A6 一 u uA0 + AuA0 + u + Au u uA+ Av沿

46、oy軸加速度分量:第二套一、概念解釋（選其中8題，計2 0分）1回正力矩2汽車動力因數(shù)3汽車動力性及評價指標(biāo)4同步附著系數(shù)5汽車通過性幾何參數(shù)7地面制動力 8汽車制動性能9 汽車最小離地間隙10 r曲線11最小燃油消耗特性12滑動（移）率13側(cè)偏力14等效彈簧二、寫出表達式、畫圖、計算并簡單說明（選擇其中4道題，計2 0分） 建1用結(jié)構(gòu)使用參數(shù)寫出汽車行駛方程式（注意符號定義）。2畫圖并說明地面制動力、制動器制動力、附著力三者關(guān)系。3畫出附著率（制動力系數(shù)）與滑動率關(guān)系曲線，并做必要說明4 用隔離方法分析汽車加速行駛時整車的受力分析圖，并列出平衡方程5 列出可用于計算汽車最高車速的方法，并加以

47、說明。6 寫出汽車的燃料消耗方程式，并解釋主要參數(shù)（注意符號定義）。7 列舉各種可用于繪制 I曲線的方程及方程組。三、敘述題（選擇其中4道題，計20分）1寫出計算汽車動力因數(shù)的詳細步驟，并說明其在計算汽車動力性的用途。2分析變速器速比ig和檔位數(shù)對汽車動力性的影響。3如何根據(jù)發(fā)動機負荷特性計算等速行駛的燃料經(jīng)濟性？4分析汽車在不同路面上制動時最大減速度值，并結(jié)合制動力系數(shù)曲線加以說明。5有幾種方式可以判斷或者表征汽車角階躍輸入穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？請簡單敘述之。6試用汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡或者動力特性分析汽車的動力性。7從受力分析出發(fā)，敘述汽車前輪抱死拖滑和后輪抱死拖滑對汽車制動方向穩(wěn)定性的影響。四

48、、分析題（選擇其中4道題，計20分）1已知某汽車 3 o= 0.4 ,請利用I、8、f、丫線，分析 3 =0.45, 3 =0.3以及3 =0.75時 汽車的制動過程。2試確定汽車彎道半徑為R的橫坡不發(fā)生側(cè)滑的極限坡角（要求繪圖說明）。3請分析汽車制動時附著系數(shù)大小對前、后輪地面法向反作用力的影響。4在劃有中心線的雙向雙車道的本行車道上，汽車以 75km/h的初速度實施緊急制動，僅汽車左側(cè)輪胎在路面上留下制動拖痕，但汽車行駛方向輕微地向右側(cè)偏離，請分析該現(xiàn)象。5請比較前驅(qū)動和后驅(qū)動汽車上坡（坡度角為 后驅(qū)動而小排量轎車采用前驅(qū)動的原因。a ）行駛的附著條件，并解釋載貨汽車通常采用6請分析汽車加

49、速時，整個車身前部抬高而后部下沉的原因（提示：考慮懸架及輪胎等彈性元 件，并采用受力分析方法）。7請以減速器速比為例，敘述汽車后備功率對汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的影響。8某汽車（裝有 ABS裝置）在實施緊急制動后，在路面上留下有規(guī)律的制動拖痕斑塊，即不連續(xù)的 短拖痕，請分析出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因。五、計算題（選擇其中4道題，計20分）1已知某汽車的總質(zhì)量m=4600kg,CD=0.75,A=4m 2,旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)"=0.03, ） 2=0.03,坡度角i =iJ =84a=5。，f=0.015, 傳動系機械效率 個=0.85,傳動系總速比i i0ig8 ,車輪滾動半徑rr =0.368m

50、,加速度du/dt=0.2m/s 2,ua=30km/h,請計算此時汽車克服各種阻力需要的發(fā)動機輸 出功率。2已知某汽車質(zhì)量為m=4000kg,前軸負荷 1350kg，后軸負荷為 2650kg,h g=0.88m, L=2.8m,同步附著系數(shù)為（I）0=0.6 ,試確定前后制動器制動力分配比例。3請敘述駕駛員、制動系結(jié)構(gòu)形式、制動系調(diào)整（踏板自由行程、制動鼓/盤與摩擦片之間間隙）以及道路條件對汽車制動性能的影響，并計算單位初速度變化對汽車制動距離的影響（Ua0=50km/h , t 2 =0.2s t 2 =0.15 ）。4參考汽車理論圖5 23和圖5 24導(dǎo)出二自由度汽車質(zhì)心沿ox軸的加速度

51、分量。5 某轎車軸距 L=3.0m,質(zhì)心至前軸距離 a=1.55m,質(zhì)心至后軸距離 b=1.45m,汽車圍繞 oz 軸的轉(zhuǎn) 動慣量Iz=3900kg m 2,前輪總側(cè)偏剛度 k 1=-6300N/rad, 后輪總側(cè)偏剛度 k 2=-110000N/rad,轉(zhuǎn) 向系總傳動比 i=20,汽車的總質(zhì)量為2000kg，請求（畫出）穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線、車速為u = 22.35m/s汽車的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益。6請推導(dǎo)出下述公式（注意單位和常數(shù)換算）TenrnPe = -eu a = 0 .377 -9549i°igg7請推導(dǎo)出公式（參考P42,注意單位和常數(shù)換算）Qt367 .1其中Pe_3

52、(Gfu a . C D Au a360076140、.mu a du )3600 dt '一、概念解釋（選其中8題，計2 0分）1回正力矩輪胎發(fā)生側(cè)偏時會產(chǎn)生作用于輪胎繞Oz軸的回正力矩Tz。Tz是圓周行駛時使轉(zhuǎn)向車輪恢復(fù)到直線行駛位置的主要恢復(fù)力矩之一?；卣厥怯山拥孛鎯?nèi)分布的微元側(cè)向反力產(chǎn)生的。車輪靜止受到側(cè)向力后，印跡長軸線aa與車輪平面cc平行，aa線上各點相對于 cc平面的橫向變形均為&h ,即地面?zhèn)认蚍醋饔昧ρ?aa線均勻分布。車輪滾動時 aa線不僅與車輪平 面錯開距離&h,且轉(zhuǎn)動了 "角，因而印跡前端離車輪平面近，側(cè)向變形?。挥≯E后端離車輪平

53、面遠，側(cè)向變形大。地面微元側(cè)向反作用力的分布與變形成正比，故地面微元側(cè)向反作用力 的合力大小與側(cè)向力 FY相等，但其作用點必然在接地印跡幾何中心的后方，偏移距離e,稱為輪胎拖距。FYe就是回正力矩TZo 返回一2汽車動力因數(shù)由 汽 車 行 駛 方 程 式 可 導(dǎo) 出Ft -Fw Fi Ff mdudu 一 duD =二=(f i)=-G G G dtg dt g dt則D被定義為汽車動力因數(shù)。 以D為縱坐標(biāo)，汽車車速ua為橫坐標(biāo)繪制不同檔位的D ua的關(guān)系曲線圖，即汽車動力特性圖。返回一3汽車動力性及評價指標(biāo)汽車動力性，是指在良好、平直的路面上行駛時，汽車由所受到的縱向外力決定的、所能 達到的平均行駛速度。汽車動力性的好壞通常以汽車加速性、最高車速及最大爬坡度等項目作 為評價指標(biāo)。動力性代表了汽車行駛可發(fā)揮的極限能力。返回一4同步附著系數(shù)通常用前制動器制動力對汽車口。它是前、后制動器制動力O =-O具有固定的0線兩軸汽車的前、后制動器制動力的比值一般為固定的常數(shù)?？傊苿悠髦苿恿χ葋肀砻鞣峙浔壤?，即制動器制動力分配系數(shù)的實際分配線，簡稱為 0線。0線通過坐標(biāo)原點，其斜率為中B與I線的交點處的附著系數(shù)0,被稱為同步附著系數(shù)，見下圖。它表示具有固定 口線的汽車只 能在一種路面上實現(xiàn)前、后輪同時抱死。同步附著系數(shù)