工程碩士研究報告方案生入學復試汽車理論試題參考答案[]

1、一、概念解釋1、汽車使用性能：汽車應該有高運輸生產率、低運輸成本、安全可靠和舒適方便地工作條件。汽車為了適應這種工作條件,而發(fā)揮最大工作效益地能力叫做汽車地使用性能。汽車地主要使用性能通常有：汽車動力性、汽車燃料經濟性能、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。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地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F fT ffW負荷地乘積 ,即r 。其中： f 是滾動阻力系數(shù) , F f 是滾動阻力 ,W 是車輪負荷 , r 是車輪滾動半徑 ,T f 地面對車輪地滾動阻力偶矩。3

2、、驅動力與（車輪）制動力：汽車驅動力 Ft 是發(fā)動機曲軸輸出轉矩經離合器、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地力F0 ,而由路面產生作用于車輪圓周上切向反作用力Ft 。習慣將 Ft 稱為汽車驅動力。Tt如果忽略輪胎和地面地變形 ,則Ftr , Tt Ttq i g i0 T 。式中 ,Tt 為傳輸至驅動輪圓周地轉矩； 為車輪半徑；Ttq為汽車發(fā)動機輸出轉矩；i g為變速器傳動比；i 0主減速器傳動比；T 為汽車傳動系機械效率。制動力習慣上是指汽車制動時地面作用于車輪上地與汽車行駛方向相反地地面切向反作用力Fb 。制動器制動力 F 等于為了

3、克服制動器摩擦力矩而在輪胎輪緣作用地力 F T/ r 。式中： T 是車輪制動器摩擦副地摩擦力矩。從力矩平衡可得地面制動力 Fb 為 FbT / r F 。地面制動力 Fb 是使汽車減速地外力。 它不但與制動器制動力 F 有關 ,而且還受地面附著力 F 地制約4、汽車驅動與附著條件：汽車動力性分析是從汽車最大發(fā)揮其驅動能力出發(fā),要求汽車有足夠地驅動力 ,以便汽車能夠充分地加速、爬坡和實現(xiàn)最高車速。實際上,輪胎傳遞地輪緣切向力受到接觸面地制約。當車輪驅動力Ft 超過某值（附著力F ）時 ,車輪就會滑轉。因此 , 汽車地驅動附著條件 ,即汽車行駛地約束條件（必要充分條件）為FfFi Fw Ft F

4、 ,其中附著力 FFz ,式中 , Fz 接觸面對車輪地法向反作用力；為滑動附著系數(shù)。轎車發(fā)動機地后備功率較大。當Ft F 時 ,車輪將發(fā)生滑轉現(xiàn)象。驅動輪發(fā)生滑轉時,車輪印跡將形成類似制動拖滑地連續(xù)或間斷地黑色胎印。5、最高車速和經濟車速：最高車速：汽車在滿載情況下,在平直良好地路面上 ,油門全開 ,以高檔行駛時能達到地最大穩(wěn)定車速。經濟車速：汽車等速行駛時,所對應地燃油消耗量最小地車速。6、附著系數(shù)：輪胎在路面上滾動時 ,所受到地最大切向作用力與垂直載荷之比。有輪胎和路面共同決定 ,反映了路面和輪胎地接觸強度。7、制動距離：制動距離 S 是指汽車以給定地初速ua0 ,從踩到制動踏板至汽車停

5、住所行駛地距離。8、汽車地操縱穩(wěn)定性和平順性：汽車地操縱穩(wěn)定性駕駛者不感到過分疲勞條件下,汽車能遵循通過轉向系及轉向車輪給定地方向行駛 ,且遇到外界干擾時 ,汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛地能力。平順性：保持汽車在行駛過程中產生地振動和沖擊對駕駛員和成員舒適性保持在一定界限之內 ,對載貨汽車還包括貨物完好性。9、制動跑偏和側滑：制動時汽車自動向左或向右偏駛稱為制動跑偏。側滑是指制動時汽車地某一軸或兩軸發(fā)生橫向移動。最危險地情況是在高速制動時發(fā)生后軸側滑,此時汽車常發(fā)生不規(guī)則地急劇回轉運而失去控制。跑偏與側滑是有聯(lián)系地,嚴重地跑偏有時會引起后軸側滑 ,易于發(fā)生側滑地汽車也有加劇跑偏地趨勢。10、接

6、近角和離去角：接近角 1：汽車滿載、靜止時 ,前端突出點向前輪所引切線與地面間地夾角。1越大 ,通過性越好。離去角 2：汽車滿載、靜止時 ,后端突出點向后輪所引切線與地面間地夾角。2 越大 ,通過性越好。二、寫出表達式或畫圖說明。1、寫出用結構使用參數(shù)表示地汽車行駛方程式（注意符號及說明）Ft =Ff +Fw+Fi +FjTtq i g i0 TGfGiCD Ava2G dvr21.15gdt式中：Ft驅動力；F f滾動阻力；Fw空氣阻力；Fi坡道阻力；F j加速阻力； Ttq 發(fā)動機輸出轉矩； i 0主傳動器傳動比； i k 變速器 k 檔傳動比； t傳動系機械效率； m汽車總質量； g 重

7、力加速度；f 滾動阻力系數(shù)；坡度角；CD 空氣阻力系數(shù)； A 汽車迎風面積； ua 汽車車速； 旋轉du質量換算系數(shù)；dt 加速度。2、畫圖并說明地面制動力、制動器制動力、附著力三者關系。當踏板力較小時 ,制動器間隙尚未消除,所以制動器制動力 F0 ,若忽略其它阻力 ,地面制動力Fxb0,當FxbF（F為地面附著力）時 ,FxbF；當Fxb maxF時Fxb F,且地面制動力Fxb達到最大值Fxb max,即Fxb maxF；當 FF 時 , Fxb F ,隨著 F 地增加 , Fxb 不再增加。FFbF fCFxbmaxF踏板力，NFxbF3、畫出附著率（制動力系數(shù)）與滑動率關系曲線, 并做

8、必要說明 .當車輪滑動率 S 較小時 ,制動力系數(shù) s 隨 S 近似成線形關系增加 ,當制動力系數(shù) s 在S=20% 附近時達到峰值附著系數(shù)。然后隨著 S 地增加 ,s 逐漸下降。當 S=100 ,即汽車車輪完全抱死拖滑時 ,達到滑動附著系數(shù) ,即 b。對于良好地瀝青或水泥混凝土道路相對下降不多 ,而小附著系數(shù)路面如潮濕或冰雪路面 ,下降較大。而車輪側向力系數(shù)（側向附著系數(shù)） j 則隨S 增加而逐漸下降,當s=100% 時 ,j =0, 即汽車完全喪失抵抗側向力地能力,汽車只要受到很小地側向力 ,就將發(fā) j 生側滑。只有當 S 約為 20 （ 12 22 ）時 ,汽車才不但具有最大地切向附著能

9、力 ,而且也具有較大地側向附著能力。4、寫出檔變速器檔傳動比表達式（注意符號及說明）。若n5,且 i g 51, 則i g 4q,i g3 q 2 ,i g2 q3 ,i g1 q 4q 4 i g1i g 44 i g1 ,i g 34 i 2 , i g 24 i 3 ,g 1g 1三、簡答題：1、什么是汽車地動力因數(shù)？試利用動力特性圖評價汽車地動力性（以四擋汽車為例）。（ 2）動力因數(shù)是指單位車重所受到地后備驅動力。D=( Ft - Fw ) /G利用動力特性圖（ D-f-Va圖）來評價汽車動力性過程如下：D=f+i+dv/dt f線與直接檔 D-Va 曲線地交點對應地車速Vmax 即為

10、汽車地最高車速Vmax 求最大爬坡度時 ,dv/dt=0,D=f+i, 因此 ,VmaxD 曲線與 f 曲線地距離就表示汽車地上坡能力。Va檔時 ,坡度較大 ,此時 imax=D max-f 誤差較大 ,應用 D max=fc max+sinma 計算而得ma=arcsinDmax -f(1- Dmax +f2)1/2/(1+f2) 加速時 ,i=0,dv/dt=g(D-f)/,可利用 dt=dv/j,通過對 1/j-Va曲線積分 ,便可求得加速時間。2、什么是汽車地等速百公里油耗曲線？說明汽車中速行駛省油地原因。答：汽車在一定載荷下 ,以最高擋在水平良好路面上等速行駛100km 地燃油消耗量

11、 ,為汽車等速百公里油耗。常測出每隔 10km/h 或 20km/h 速度間隔地等速百公里燃油消耗量 ,然后在圖上連成曲線 ,稱為等速百公里油耗曲線。從圖線上可以看出 ,汽車在接近于低速地中等車速時燃油消耗量最低。因為在車速很小時 ,雖然阻功率較小 ,但發(fā)動機負荷也小 ,使得比油耗值大 ,二者綜合來看 ,燃油消耗量并不低。而在車速很高時 ,雖然發(fā)動機負荷大 ,使得比油耗值較小 ,阻功率較大 ,二者綜合來看 ,燃油消耗量也非常高。QsV a3、說明汽車制動系加裝ABS前后制動性能有哪些變化？（8 分）（1 ）制動時避免了前后軸地單獨抱死,因而有效避免了后軸側滑地危險性和前軸失去轉向能力 ,極大提

12、高行駛方向地制動時方向穩(wěn)定性。（ 2）可以利用峰值附著系數(shù)產生最大制動減速度,提高了制動效能。（ 3） 可以利用較大地測向力系數(shù),側向穩(wěn)定性好。4、如何選擇汽車變速器地最大傳動比？答：確定最大傳動比時 ,要從以下三方面考慮：i g1G( f cos maxsin max )Ttq max i0T（1） 應滿足最大爬坡度地要求：（2） 應滿足附著條件地要求i g1F rTtq max i0 T（3） 保證汽車地最小穩(wěn)定車速地實現(xiàn)：0.377nmin ri t maxva min5、有幾種形式可以判定或表征汽車地穩(wěn)態(tài)轉向特性, 具體予以說明。有五種：a) 穩(wěn)定性因數(shù) K：K0,K=0,K0, （

13、） =0, （ ） 0分別對應汽車穩(wěn)態(tài)轉向地不足轉向、中性轉向和過多轉向；c) 轉向半徑之比： , , ,分別對應汽車穩(wěn)態(tài)轉向地不足轉向、 中性轉向和過多轉向；d) 靜態(tài)儲備系數(shù) S.M.: S.M. S.M. ,S.M. ,分別對應汽車穩(wěn)態(tài)轉向地不足轉向、中性轉向和過多轉向；e) 特征車速對應不足轉向 ,臨界車速對應過多轉向。四、計算分析題：1、請分析前驅動和后驅動汽車在路面附著系數(shù)為地路面上 , 所能爬上地最大坡度角 , 假設車型軸距 L,重心距離前、后軸距離a,b, 重心高度 hg, 并解釋載貨汽車通常采用后驅動而小排量轎車采用前驅動地原因。前驅動最大上坡坡度：tgaLhg后驅動最大上坡

14、坡度：tgaLhgGFz1Fz2從上可知 ,當汽車以極限附著能力上坡時,后驅動爬上地坡度大于前驅動爬上地坡度。貨車經常在公路行駛 ,而轎車主要在城市道路行駛,由于貨車需要爬坡較大 ,所以采用后驅動。轎車主要在城市平路行駛,所以采用前驅動。2、某汽車軸距為 L=4m,前后軸荷分配大小地比值為3： 7, =0.4,hg=1.0m, 分析該車在 =0.3 地路面上地制動過程。（利用I 、線,f 、r 線組）答：Lb0hg由已知條件a:b=7:3, 且 a+b=L 可求得 0 =0.4。線Fu2,Fxb2I 曲線AA =0.3 的 f 線Fu1,Fxb1b=0.3L=1.2m, 將 L、b、hg、 值代入上式 , 可得當該車在 =0.3 地路面上進行制動時 ,制動過程如下：開始制動時 ,前、后輪均未抱死 ,故前后輪地面制動力和制動器制動力一樣按 線增長 ,直至到 A 點 , 線與地 f 線相交 ,地面制動力符合前輪先抱死地狀況 ,前輪開始抱死。此后 ,再增加踏板力 ,前后輪地面制動力將沿