汽车理论综合练习题.doc

汽车运用工程习题库一、概念解释1 轮胎侧偏刚度：轮胎的侧偏力-侧偏角曲线在0处的斜率，称为侧偏刚度。P652 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。3 汽车动力性及评价指标：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。汽车动力性的主要评价指标通常包括汽车加速性、最高车速及最大爬坡度。4 最高车速，是指汽车在平直的、良好道路（混凝土或柏油）上所能达到的平均最高行驶车速。5 驱动力Ft：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt，驱动轮在Tt的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。6 轮胎迟滞损失：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。7 附着力和附着系数：地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）即为附着力。，为滑动附着系数，通常简称为附着系数。8 汽车制动跑偏：是指汽车在制动过程中自动向左或向右偏驶的现象。9 制动侧滑：指制动时汽车的某轴或多轴发生横向移动的现象。10 道路阻力系数：坡道阻力和滚动阻力均为与道路有关的行驶阻力，通常将这两个阻力合在一起，称作道路阻力，即，则定义道路坡道阻力系数为。11 舒适性降低界限：舒适降低界限与保持舒适有关。在此极限内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，并能顺利完成吃、读、写等动作。返回112 弹性轮胎的侧偏现象：是指当车轮有侧向弹性时，即使有侧向力没有达到附着极限，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。13 汽车使用性能：在一定的使用条件下，汽车以最高效率工作的能力称为汽车使用性能。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。14 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。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，即。其中：是滚动阻力系数，是滚动阻力，是车轮负荷，是车轮滚动半径，地面对车轮的滚动阻力偶矩。15 制动力：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用力。16 汽车驱动与附着条件:，即汽车行驶的约束条件（必要充分条件）为，其中附着力，式中，接触面对车轮的法向反作用力；为滑动附着系数。17 临界车速:当稳定性因素时，当车速为时，横摆角速度增益。称为临界车速，是表征过度转向量的一个参数。18 滑移（动）率:描述制动过程中轮胎滑动成份的多少，即滑动率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。19 制动距离:制动距离S是指汽车以给定的初速，从踩到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。20 汽车动力因数:由汽车行驶方程式可导出则被定义为汽车动力因数。21 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。22 汽车（转向特性）的稳态响应:在汽车等速直线行驶时，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，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。汽车稳态转向特性分为不足转向、中性转向和过度转向三种类型。23 汽车操纵稳定性:汽车操纵稳定性，是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶；且当受到外界干扰（路不平、侧风、货物或乘客偏载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能。24 纵向通过角；汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车体下部较低部位时所夹的最小锐角。25 离去角：汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与地面间的夹角。26 汽车平顺性及评价指标:汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐舒适性。27 等速行驶燃料经济特性: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28 稳定性性因数:，称为稳定性因数。它也是表征汽车稳态响应的一个重要参数。、分别是前后轮的侧偏刚度；分别为轴距、质心到前轴的距离和质心到后轴的距离。29 侧向力与侧偏力: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，车轮中心沿轴（横向）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。30 最小燃油消耗特性:发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。把各功率下最经济工况的转速和负荷率标明在外特性曲线图上，便得到最小燃油消耗特性。31 理想的前后制动器制动力分配曲线: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。32 在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。33 汽车行驶时能在短距离内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，称为汽车的制动性。34 汽车平顺性: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。二、叙述题1.画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系P51当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力,若忽略其它阻力，地面制动力，当（为地面附着力）时，；当时，且地面制动力达到最大值,即；当时,随着的增加，不再增加。2.写出汽车的行驶方程式（要求有结构和使用参数说明）。P17汽车行驶方程式的普遍形式为，即式中：驱动力；滚动阻力；空气阻力；坡道阻力；加速阻力；发动机输出转矩；主传动器传动比；变速器档传动比；传动系机械效率；汽车总质量；重力加速度；滚动阻力系数；坡度角；空气阻力系数；汽车迎风面积；汽车车速；旋转质量换算系数；加速度。 3.写出图解法计算汽车动力因数的步骤，并说明其在汽车动力性计算中的应用。P19-20根据公式，求出不同转速和档位对应的车速，并根据传动系效率、传动系速比求出驱动力，根据车速求出空气阻力，然后求出动力因素，将不同档位和车速下的绘制在-直角坐标系中，并将滚动阻力系数也绘制到坐标系中，就制成动力特性图。利用动力特性图就可求出汽车的动力性评价指标：最高车速、最大爬坡度（汽车最大爬坡度和直接档最大爬坡度）和加速能力（加速时间或距离）。4.说明驱动力与切向反作用力之间的关系，在什么条件下，可以认为。当车轮纯滚动前进运动或者当车轮未抱死滚动时式中：-切向力；驱动力；-制动力；-滚动阻力。通常,或,所以。5.有几种确定汽车最高车速的方法？并有哪几种作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。驱动力行驶阻力平衡图法，即使驱动力与行驶阻力平衡时的车速功率平衡图法，即使发动机功率与行驶阻力功率平衡时的车速动力特性图法，即动力因数与道路阻力系数平衡5.汽车行驶阻力的组成P8-9汽车行驶阻力包括克服道路对轮胎的阻力偶矩的滚动阻力，克服空气阻力的力，克服坡道沿着坡道斜面的坡道阻力和克服加速时的惯性力的加速阻力。6.试用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车的最高车速。P17-18为了形象地说明汽车行驶时驱动力和行驶阻力的关系，通常将汽车驱动力以及始终存在的两个行驶阻力和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，即最高档驱动力曲线和常见阻力曲线的平衡点（两条曲线交点）对应的车速 。7.汽车制动过程从时间上大致可以分为几个阶段，并绘图说明。P53汽车反应时间，包括驾驶员发现、识别障碍并做出决定的反应时间，把脚从加速踏板换到制动踏板上的时间，以及消除制动踏板的间隙等所需要的时间，制动力上升（增加）时间，持续制动时间（汽车制动减速度达到最大平均值），解除制动时间。8.写出制作汽车的驱动力图的步骤。P8列出发动机外特性数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）；根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式），按式求出各档在不同车速下的驱动力，并按式计算对应的车速；按式计算滚动阻力，按式计算对应车速的空气阻力；将、绘制在-直角坐标系中就形成了驱动力图或驱动力-行驶阻力平衡图。9.选择汽车发动机功率的基本原则。P44根据最大车速uamax选择Pe，即 汽车比功率（单位汽车质量具有的功率）10.汽车的燃料经济性评价试验方法有哪些？P32 常选取单位行程的燃料消耗量，即L/100km，或单位运输工作的燃料消耗量，即L/100tkm、L/kpkm。前者用于比较相同容量的汽车燃料经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃料经济性的影响；后者常用于比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性。其数值越大，汽车燃料经济性越差。 汽车燃料经济性也可用单位量燃料消耗汽车所经过的行程，即km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每加仑燃料能行驶的英里数，即MPG或mile/USgal。其数值越大，汽车燃料经济性越好。 汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃料的消耗影响很大，也可采用燃料消耗量Q(单位为L/100km)与有效载荷G (单位为t)之间的关系曲线，评价在不同道路条件下的汽车燃料经济性。11.试用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车的最大爬坡度。P19见下图，式中：驱动力；滚动阻力；空气阻力；坡道阻力；加速阻力；发动机输出转矩；主传动器传动比；变速器档传动比；传动系机械效率；汽车总质量；重力加速度；滚动阻力系数；空气阻力系数；汽车迎风面积；汽车车速； 加速度。12.简述影响通过性因素。P86-87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13.造成制动跑偏的主要原因。P55汽车制动跑偏有两个主要原因：因制造或调整误差造成汽车左、右车轮，特别是左、右前轮制动器制动力不相等；因结构设计原因，使汽车制动时悬架受力状态发生变化，造成悬架导向杆系在运动学上不协调。14.汽车空气阻力组成部分以及在不同行驶工况空气阻力对汽车使用性能的影响P11空气阻力由压力阻力和摩擦阻力两部分组成。压力阻力主要受形状、扰动和诱导阻力组成。形状阻力主要与汽车的形状有关。干扰阻力由汽车突出部件，如后视镜、门把手、导水槽、驱动轴、悬架导向杆等形成。内循环阻力是由发动机冷却系、车身通风、气流流过汽车内部的阻力形成。诱导阻力是由空气升力在水平方向的分力。摩擦阻力是表面与空气之间形成的粘滞力形成的，所占分额较小。15.描述刚性车轮在侧向力作用下运动方向的变化特点。P64在侧向力的作用，若汽车车轮为刚性轮，则在侧向力不大于附着力的条件下，汽车保持原行驶方向；当侧向力超过附着极限时，车轮即汽车偏离原行驶方向。而对于弹性车轮，即使侧向力未达到附着极限，车轮也将发生侧向偏离原始行驶方向的现象，即侧偏现象。三、分析题1.分析汽车三种转向特性的稳定性。P70汽车的三种稳态转向特性分别为不足转向、中性转向和过度转向。对于不足转向，汽车转向灵敏度随车速增加而下降，是一种稳定转向特性;对于过度转向，汽车转向灵敏度随车速增加而增加，是一种不稳定转向特性;对于中性转向，汽车转向灵敏度不随车速变化，也是一种稳定转向特性，但是在实际中容易变为过度转向。2.已知某汽车00.4，请利用I、f、线，分析0.4,0.3以及0.6时汽车的制动过程。P57-60时，踏下制动踏板，前后制动器制动力沿着增加，、，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。当与的线相交时，符合前轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着增加，而,，即前后制动器制动力仍沿着线增长，前轮地面制动力沿着的线增长。当与相交时，的线也与线相交，符合前后轮均抱死的条件，汽车制动力为。当时，踏下制动踏板，前后制动器制动力沿着增加，、，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。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增加，而,，即前、后制动器制动力仍沿着线增长，后轮地面制动力沿着的线增长。当与相交时，的线也与线相交，符合前后轮都抱死的条件，汽车制动力为。，踏下制动踏板，前后制动器制动力沿着增加，、，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。继续增加，、，同时与的线和线相交，前后车轮同时抱死。返回43.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。4.汽车在水平道路上，轮距为B,重心高度为hg,以半径为R做等速圆周运动,汽车不发生侧翻的极限车速是多少?该车不发生侧滑的极限车速又是多少，并导出汽车在该路段的极限车速?不发生侧滑的极限车速：不侧翻的极限车速：5 请分析制动力系数、峰值附着系数、滑动附着系数与滑动率的关系。P51-52当车轮滑动率S较小时，制动力系数随S近似成线形关系增加，制动力系数在S=20%附近时达到峰值附着系数。然后，随着S的增加，逐渐下降。当S=100，即汽车车轮完全抱死拖滑时，达到滑动附着系数,即。（对于良好的沥青或水泥混凝土道路相对下降不多，而小附着系数路面如潮湿或冰雪路面，下降较大。）而车轮侧向力系数（侧向附着系数）则随S增加而逐渐下降，当s=100%时，。（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。6写出稳定性因数时汽车的转向灵敏度表达式，并绘图说明。，若，则即转向灵敏度与车速 成线形变化关系。7解放CA1150PK2L3T1双后桥载货汽车设计核定装载质量为9000kg，整备质量为6000kg，在水平良好路面()，实施紧急制动时恰好前后轮同时抱死，试问该车装载20000kg水泥在水平良好路面()实施紧急制动时，试近似计算此时汽车的制动力和减速度。由于该车严重超载，地面附着力远大于制动器制动力，所以前后车轮并未抱死，地面制动力 仅为制动器制动力，即:制动减速度: 8请比较前驱动和后驱动汽车上坡（坡度角为）行驶的附着条件，并解释载货汽车通常采用后驱动而小排量轿车采用前驱动的原因。P15-16 如果，且，则后驱动；前驱动四轮驱动前后轮动载荷变化量对于前轮其动态地面法向反作用力的增量为,而后轮的为。显然，当汽车以极限附着能力在大坡度角加速上坡时，动载荷的绝对值达到最大。货车经常在公路行驶，而轿车主要在城市道路行驶，由于货车需要爬坡较大，所以采用后驱动。轿车主要在城市平路行驶，而前轴附着力下降较小，所以采用前驱动。越野汽车行驶条件较为恶劣，所以采用四轮驱动。9说明小排量轿车、豪华轿车、商用车（载货汽车、大客车）、越野汽车采取何种驱动型式，并说明原因。 如果，且，则后驱动 前驱动 四轮驱动 前后轮动载荷变化量 对于前轮其动态地面法向反作用力的增量为,而后轮的为。显然，当汽车以极限附着能力在大坡度角加速上坡时，动载荷的绝对值达到最大。货车经常在公路行驶，而轿车主要在城市道路行驶，由于货车需要爬坡较大，所以采用后驱动。轿车主要在城市平路行驶，而前轴附着力下降较小，所以采用前驱动。越野汽车行驶条件较为恶劣，所以采用四轮驱动。10某汽车在干燥的柏油路面上实施紧急制动时，左、右车轮均未留下制动拖痕，而在压实的冰雪路面上实施紧急制动时，左、右车轮均留下明显的制动拖痕，请分析上述现象原因或该车制动系技术状况。在柏油路面行驶时 由于柏油路面附着系数比较大，驾驶员采取紧急制动时车轮抱死所需要的制动力打不到地面能提供的最大附着力，所以不产生制动拖印；而在冰雪路面上行驶时，由于路面的附着系数比较小，能提供的附着力比较小，所以制动时制动力打到路面所能提供的最大附着力，所以出现制动拖印。该车的制动系工作正常。四、计算题1某汽车总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数（其中,），,f=0.025,传动系机械效率T=0.82,传动系总传动比（其中,假设发动机输出转矩为Te=20000Nm, 车轮半径，道路附着系数为,求汽车全速从20km/h加速10s所能达到的车速。计算结果：由于，所以，2某发动机前置轿车的轴距L=2.6m,质心高度hg=0.60m,汽车总质量为m=1200kg,静止不动时前轴负荷为汽车总重的60，后轴负荷为汽车总重的40，分别计算汽车在平直道路上以的加速度加速时汽车前轴和后轴的动载荷（法向反力）。3已知某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数1=0.03,2=0.03,坡度角=5,f=0.015, 车轮半径=0.367m，传动系机械效率T=0.85,加速度du/dt=0.25m/s2,ua=30km/h,计算汽车克服各种阻力所需要的发动机输出功率？4已知某车总质量为8025kg,L=4m(轴距),质心离前轴的距离为a=2.5m,至后轴距离为b=1.5m,质心高度hg=1.15m,在纵坡度为i=3.5%的良好路面上等速下坡时 ,求轴荷再分配系数(注:再分配系数mf1=FZ1/FZ,mf2=FZ2/FZ)。 5已知某汽车发动机的外特性曲线回归公式为Ttq=19+0.4ne-15010-6ne2，传动系机械效率T=0.90-1.3510-4ne，车轮滚动半径rr=0.367m,汽车总质量4000kg，汽车整备质量为1900kg，滚动阻力系数f=0.009+5.010-5ua,空气阻力系数迎风面积2.77m2,主减速器速比i0=6.0,飞轮转动惯量If=0.2kgm2,前轮总转动惯量Iw1=1.8 kgm2, 前轮总转动惯量Iw1=3.6 kgm2,发动机的最高转速nmax=4100r/min,最低转速nmin=720r/min,各档速比为:档位IIIIIIIVV速比5.62.81.61.00.8计算汽车在V档、车速为70km/h时汽车传动系机械损失功率，并写出不带具体常数值的公式。r/min5某汽车的总重力为20100N,L=3.2m,静态时前轴荷占55，后轴荷占45，k1=-38920N/rad,k2=-38300N/rad, 求特征车速，并分析该车的稳态转向特性。因为，所以汽车为不足转向特性。 特征车速6某轿车的轴距L=3.0m,质心至前轴距离L1=1.55 m,质心至后轴距离L2=1.45m,汽车围绕oz轴的转动惯量Iz=3900kgm 2,前轮总侧偏刚度=-7000N/rad,后轮总侧偏刚度=-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值之差及车速25m/s时转向半径比值R/R0。9已知某汽车发动机外特性曲线回归公式为Ttq=-100+0.7-10010-6，传动系机械效率T=0.90-1.3510-4，车轮滚动半径,汽车总质量，滚动阻力系数=0.009+5.010-5,主减速器速比=6.0,各档速比为:档位IIIIIIIVV速比5.6:12.8:11.6:11.0:10.8:1计算汽车在V档、车速为40km/h时汽车传动系机械损失功率。机械损失功率