考研汽車?yán)碚撃M題8

汽車運用工程I（汽車?yán)碚摚┰囶}8（參考答案）交通學(xué)院交通類專業(yè)一、概念解釋（選其中8題，計20分）1附著力與附著系數(shù)2汽車動力性及評價指標(biāo)3汽車操縱穩(wěn)定性4汽車制動跑偏5汽車平順性及評價指標(biāo)6同步附著系數(shù)7地面制動力8汽車制動效能恒定性9汽車通過性幾何參數(shù)10遲滯損失11列出你所知道的汽車使用性能12彈性輪胎的側(cè)偏特性13

汽車驅(qū)動力14

側(cè)偏力15

功率平衡圖二、寫出表達(dá)式或畫圖或計算，并簡單予以說明（選擇4道題，計20分）1寫出帶結(jié)構(gòu)、使用參數(shù)的汽車功率平衡方程式（注意符號及說明）。2寫出帶結(jié)構(gòu)、使用參數(shù)的汽車燃料消耗方程式（注意符號及說明）。3畫出制動減速度與制動時間關(guān)系曲線，并說明制動過程四階段。4畫出前輪驅(qū)動汽車加速上坡時的整車受力分析圖。5

有幾種計算汽車最高車速的方法？并繪圖說明。6

列出各種可以繪制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用表格的形式列出計算汽車動力因數(shù)的步驟，并說明在計算汽車動力性的用途。2敘述制作汽車驅(qū)動力圖的步驟。3試用驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖分析汽車的最大加速度。4制動器制動力、地面制動力和地面附著力三者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別？5車輪滑動率與縱向附著系數(shù)間有什么聯(lián)系？6_列出其敘述汽車在不同路面上制動時最大減速度值及其平均值。7

列出其敘述汽車在不同路面上制動時最大減速度值及其平均值。8

有幾種方式可以判斷或者表示汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？請簡單敘述之。9

道路阻力系數(shù)ψ以及它在不同條件下的表達(dá)式。10

描述剛性車輪在側(cè)向力作用下運動方向的變化特點。四、分析題（選擇其中4道題，計20分）1已知某汽車φ0＝0.4，請利用Ｉ、β、ｆ、γ線，分析φ＝0.5,φ＝0.3以及φ＝0.7時汽車的制動過程。2利用驅(qū)動－附著條件原理，分析不同驅(qū)動型式汽車的適用條件。3敘述變速器檔位數(shù)對汽車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響，并討論當(dāng)前各種汽車選用變速器檔位數(shù)的趨勢，采用何種變速器可以最終解決檔位數(shù)和汽車動力性與經(jīng)濟(jì)性要求之間的矛盾。4在劃有中心線的雙向雙車道的本行車道上，汽車以58km/h的初速度實施緊急制動，僅汽車左輪留下制動拖痕，但汽車行駛方向輕微向右偏駛，請分析該現(xiàn)象（要求繪制受力分析圖）。5某起交通事故現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，地面沒有制動拖痕。事后實施緊急制動，發(fā)現(xiàn)汽車制動系仍有制動力。請分析這種現(xiàn)象（提示：從駕駛員、道路及制動系技術(shù)狀況三個方面分析）。I曲線和β曲線

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)。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、后制動器制動力的實際分配線，簡稱為線。線通過坐標(biāo)原點，其斜率為。具有固定的線與I線的交點處的附著系數(shù),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。

7地面制動力[返回一]

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。制動器制動力等于為了克服制動器摩擦力矩而在輪胎輪緣作用的力。式中：是車輪制動器摩擦副的摩擦力矩。從力矩平衡可得地面制動力為。地面制動力是使汽車減速的外力。它不但與制動器制動力有關(guān)，而且還受地面附著力的制約。

8汽車制動效能恒定性[返回一]汽車在繁重的工作條件下，例如高速制動或下長坡制動時，制動器需要較長時間實施高強度制動，使得制動器溫度迅速上升，摩擦力矩顯著下降，這種現(xiàn)象通常稱為熱衰退現(xiàn)象。當(dāng)汽車涉水后，因水進(jìn)入制動器，短時間內(nèi)制動效能的降低，稱為水衰退現(xiàn)象。汽車應(yīng)能在短時間內(nèi)迅速回復(fù)制動效能。汽車制動效能抵抗熱衰退現(xiàn)象和水衰退現(xiàn)象的能力，稱為汽車制動效能的恒定性。

9汽車通過性幾何參數(shù)[返回一]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)。

10遲滯損失[返回一]輪胎在滾動過程中，輪胎各個組成部分間的摩擦以及橡膠元、簾線等分子之間的摩擦，產(chǎn)生摩擦熱而耗散，這種損失稱為彈性元件的遲滯損失。

11

列出你所知道的汽車使用性能[返回一]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(jì)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。12彈性輪胎的側(cè)偏特性[返回一]不同載荷和不同道路上輪胎的側(cè)偏力-側(cè)偏角關(guān)系曲線一般稱為彈性輪胎的側(cè)偏特性。側(cè)偏特性曲線表明，側(cè)偏角不超過5°時，與成線性關(guān)系。汽車正常行駛時，側(cè)向加速度不超過0.4g，側(cè)偏角不超過4°~5°，可以認(rèn)為側(cè)偏角與側(cè)偏力成線性關(guān)系。13

汽車驅(qū)動力[返回一]汽車驅(qū)動力是發(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，而由路面產(chǎn)生作用于車輪圓周上切向反作用力。習(xí)慣將稱為汽車驅(qū)動力。如果忽略輪胎和地面的變形，則。式中，為傳輸至驅(qū)動輪圓周的轉(zhuǎn)矩；為車輪半徑；為汽車發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩；為變速器傳動比；主減速器傳動比；為汽車傳動系機械效率。

14

側(cè)偏力[返回一]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，車輪中心沿軸方向?qū)⒆饔糜袀?cè)向力，在地面上產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)偏力。當(dāng)車輪有側(cè)向彈性時，即使沒有達(dá)到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向。15

功率平衡圖[返回一]汽車在行駛時，不但驅(qū)動力與行駛阻力平衡，而且發(fā)動機輸出功率也與行駛阻力功率向平衡。用縱坐標(biāo)表示功率，橫坐標(biāo)表示車速，將發(fā)動機功率及經(jīng)常遇到的阻力功率對車速的關(guān)系繪制在直角坐標(biāo)圖上，就得到功率平衡圖。利用功率平衡圖可求汽車良好平直路面上的最高車速。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(fù)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。二、寫出表達(dá)式或畫圖或計算，并簡單予以說明（選擇4道題，計20分）1寫出帶結(jié)構(gòu)、使用參數(shù)的汽車功率平衡方程式（注意符號及說明）。[返回二]式中：－驅(qū)動力；－滾動阻力；－空氣阻力；－坡道阻力；－加速阻力；－發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩；－主傳動器傳動比；－變速器檔傳動比；－傳動系機械效率；－汽車總質(zhì)量；－重力加速度；－滾動阻力系數(shù)；－坡度角；－空氣阻力系數(shù)；－汽車迎風(fēng)面積；－汽車車速；－旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；－加速度。2

寫出帶結(jié)構(gòu)、使用參數(shù)的汽車燃料消耗方程式（注意符號及說明）。[返回二]式中：－傳動系機械效率；－汽車總質(zhì)量；－重力加速度；－滾動阻力系數(shù)；－坡度角；－空氣阻力系數(shù)；－汽車迎風(fēng)面積；－汽車車速；－旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；－加速度；－發(fā)動機功率；－發(fā)動機燃料消耗率（比油耗）；-燃油重度。3

畫出制動減速度與制動時間關(guān)系曲線，并說明制動過程四階段。[返回二]汽車反應(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，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，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，在時間內(nèi)，車速將等于初速度(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)，則減速度也不變。制動力的消除也需要一段時間。4

畫出前輪驅(qū)動汽車加速上坡時的整車受力分析圖。[返回二]5

有幾種計算汽車最高車速的方法？并繪圖說明。[返回二]

通常有三種方法可求的汽車的最高車速，它們分別是驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖法、動力因數(shù)－滾動阻力平衡圖法、功率平衡圖法。

6

列出各種可以繪制I曲線的方程及方程組。[返回二]①如已知汽車軸距、質(zhì)心高度、總質(zhì)量、質(zhì)心的位置(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)系式繪制I曲線。②根據(jù)方程組也可直接繪制I曲線。假設(shè)一組值（＝0.1,0.2,0.3,……,1.0）,每個值代入方程組（4-30），就具有一個交點的兩條直線，變化值，取得一組交點，連接這些交點就制成I曲線。③利用線組和線組對于同一值，線和線的交點既符合，也符合。取不同的值，就可得到一組線和線的交點，這些交點的連線就形成了I曲線。三、敘述題（選擇其中4道題，計20分）1用表格的形式列出計算汽車動力因數(shù)的步驟，并說明在計算汽車動力性的用途。[返回三]

根據(jù)公式，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，將不同檔位和車速下的繪制在-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)：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）。2

敘述制作汽車驅(qū)動力圖的步驟。[返回三]①列出發(fā)動機外特性數(shù)據(jù)表（或曲線轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表，或回歸公式）；②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），按式求出各檔在不同車速下的驅(qū)動力，并按式計算對應(yīng)的車速；③按式計算滾動阻力，按式計算對應(yīng)車速的空氣阻力；將、繪制在-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。3

試用驅(qū)動力－行駛阻力平衡圖分析汽車的最大加速度。[返回三]由圖可以看出最大的加速度的產(chǎn)生應(yīng)該在一擋時驅(qū)動力與阻力相差最大的時候即4制動器制動力、地面制動力和地面附著力三者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別？[返回三]

①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,若忽略其它阻力，地面制動力，當(dāng)（為地面附著力）時，；②當(dāng)時，且地面制動力達(dá)到最大值,即；③當(dāng)時,,隨著的增加，不再增加。5車輪滑動率與縱向附著系數(shù)間有什么聯(lián)系？[返回三]

縱向附著系數(shù)與車輪滑動率S的關(guān)系如圖所示，縱向附著系數(shù)的最大值出現(xiàn)在滑動率為S=15%20%，滑動率再增加縱向附著系數(shù)將逐漸下降，直至滑動率達(dá)到100%。

6

列出其敘述汽車在不同路面上制動時最大減速度值及其平均值。[返回三]當(dāng)車輪滑動率15％～25％時，；當(dāng)車輪滑動率100％時，。汽車在不同路面上的最大制動減速度。、g分別附著系數(shù)和重力加速度。7

有幾種方式可以判斷或者表示汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？請簡單敘述之。[返回三]①橫擺角速度增益②穩(wěn)定性因數(shù)③前后輪側(cè)偏角絕對值之差()④轉(zhuǎn)向半徑之比⑤靜態(tài)裕度。8

道路阻力系數(shù)ψ以及它在不同條件下的表達(dá)式。[返回三]由于，當(dāng)不大時，，，則有令，稱為道路阻力系數(shù)9

描述剛性車輪在側(cè)向力作用下運動方向的變化特點。[返回三]在側(cè)向力的作用，若汽車車輪為剛性輪，則在側(cè)向力不大于附著力的條件下，汽車保持原行駛方向；當(dāng)側(cè)向力超過附著極限時，車輪即汽車偏離原行駛方向。四、分析題（選擇其中4道題，計20分）1已知某汽車φ0＝0.4，請利用Ｉ、β、ｆ、γ線，分析φ＝0.5,φ＝0.3以及φ＝0.7時汽車的制動過程。[返回四]①時，蹋下制動踏板，前后制動器制動力沿著增加，、，即前后輪地面制動力與制動器制動力相等。當(dāng)與的線相交時，符合前輪先抱死的條件，前后制動器制動力仍沿著增加，而,，即前后制動器制動力仍沿著線增長，前輪地面制動力沿著的線增長。當(dāng)與相交時，的線也與線相交，符合前后輪均抱死的條件，汽車制動力為。②當(dāng)時，蹋下制動踏板，前后制動器制動力沿著增加，、，即前后輪地面制動力與制動器制動力相等。當(dāng)與的線相交時，符合后輪先抱死的條件，前后制動器制動力仍沿著增加，而,，即前、后制動器制動力仍沿著線增長，后輪地面制動力沿著的線增長。當(dāng)與相交時，的線也與線相交，符合前后輪都抱死的條件，汽車制動力為。③的情況同的情形。[返回四]2利用驅(qū)動－附著條件原理，分析不同驅(qū)動型式汽車的適用條件。如果，且，，則后驅(qū)動

前驅(qū)動

四輪驅(qū)動

前后輪動載荷變化量

[返回四]對于前輪其動態(tài)地面法向反作用力的增量為－,而后輪的為。顯然，當(dāng)汽車以極限附著能力在大坡度角加速上坡時，動載荷的絕對值達(dá)到最大。貨車經(jīng)常在公路行駛，而轎車主要在城市道路行駛，由于貨車需要爬坡較大，所以采用后驅(qū)動。轎車主要在城市平路行駛，而前軸附著力下降較小，所以采用前驅(qū)動。越野汽車行駛條件較為惡劣，所以采用四輪驅(qū)動。3

敘述變速器檔位數(shù)對汽車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響，并討論當(dāng)前各種汽車選用變速器檔位數(shù)的趨勢，采用何種變速器可以最終解決檔位數(shù)和汽車動力性與經(jīng)濟(jì)性要求之間的矛盾。[返回四]檔位數(shù)增加有利于充分利用發(fā)動機的功率，使汽車的動力性提高，同時也使燃料經(jīng)濟(jì)性提高；但檔位數(shù)增加使得變速器制造困難，一般可采用副變速器解決，這增加了駕駛員的操作難度，故而采用無級變速器可以最終解決擋位數(shù)和汽車動力性與燃油經(jīng)濟(jì)性要求之間的矛盾。4

在劃有中心線的雙向雙車道的本行車道上，汽車以58km/h的初速度實施緊急制動，僅汽車左輪留下制動拖痕，但汽車行駛方向輕微向右偏駛，請分析該現(xiàn)象（要求繪制受力分析圖）。汽車在制動過程中稍微向右側(cè)發(fā)生側(cè)偏現(xiàn)象說明汽車右車輪的制動力稍大。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(dá)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(dá)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某起交通事故現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，地面沒有制動拖痕。事后實施緊急制動，發(fā)現(xiàn)汽車制動系仍有制動力。請分析這種現(xiàn)象（提示：從駕駛員、道路及制動系技術(shù)狀況三個方面分析）。地面沒有制動拖痕，一般是地面制動力尚未達(dá)到附著極限。對于汽車方面的原因可能是汽車制動力不足，對于駕駛員方面的原因可能是駕駛員采取制動措施過晚或者踏板力不夠，對于道路方面的原因可能是在潮濕路面，輪胎產(chǎn)生的印跡過于淡。[返回四]6請分析汽車急加速時，整個車身前部上升而后部下降的原因（提示：考慮輪胎等彈性、阻尼元件的作用，并采用受力分析方法）。汽車加速時，加速阻力的方向向后，從而使后輪的地面法向反作用力增加，而使汽車后懸架彈性元件受到壓縮，而前輪地面法向反作用力減小，而使前懸架彈性元件得以伸張。綜合效應(yīng)使汽車前部抬升，而后部下降。這可通過對汽車整車進(jìn)行力分析得出，即，。[返回四]7請分析不同道路（路面材料及路況