吉大汽車理論試juan

1、一、概念解釋（選其中8題，計分）汽車使用性能juan汽車應該有高運輸生產(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。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。其中：是滾動阻力系數(shù)，是滾動阻力，是車輪負荷，是車輪滾動半徑，地面對車輪的滾動阻力偶矩。3 驅動力與（車輪）制動力juan汽車驅動力是

2、發(fā)動機曲軸輸出轉矩經(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。習慣將稱為汽車驅動力。如果忽略輪胎和地面的變形，則，。式中，為傳輸至驅動輪圓周的轉矩；為車輪半徑；為汽車發(fā)動機輸出轉矩；為變速器傳動比；主減速器傳動比；為汽車傳動系機械效率。制動力習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，

3、而且還受地面附著力的制約。4 汽車驅動與附著條件juan汽車動力性分析是從汽車最大發(fā)揮其驅動能力出發(fā)，要求汽車有足夠的驅動力，以便汽車能夠充分地加速、爬坡和實現(xiàn)最高車速。實際上，輪胎傳遞的輪緣切向力受到接觸面的制約。當車輪驅動力超過某值（附著力）時，車輪就會滑轉。因此, 汽車的驅動-附著條件，即汽車行駛的約束條件（必要充分條件）為，其中附著力，式中，接觸面對車輪的法向反作用力；為滑動附著系數(shù)。轎車發(fā)動機的后備功率較大。當時，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的連續(xù)或間斷的黑色胎印。5 汽車動力性及評價指標汽車動力性，是指在良好、平直的路面上行駛時，汽車由所受到的縱

4、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。動力性代表了汽車行駛可發(fā)揮的極限能力。 6 附著橢圓汽車運動時，在輪胎上常同時作用有側向力與切向力。一些試驗結果曲線表明，一定側偏角下，驅動力增加時，側偏力逐漸有所減小，這是由于輪胎側向彈性有所改變的關系。當驅動力相當大時，側偏力顯著下降，因為此時接近附著極限，切向力已耗去大部分附著力，而側向能利用的附著力很少。作用有制動力時，側偏力也有相似的變化。驅動力或制動力在不同側偏角條件下的曲線包絡線接近于橢圓，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偏力合力的極限值。

5、7 臨界車速當穩(wěn)定性因素時，橫擺角速度增益比中性轉向時的大。隨著車速的增加，曲線向上彎曲。值越小(即的絕對值越大)，過度轉向量越大。當車速為時，。稱為臨界車速，是表征過度轉向量的一個參數(shù)。臨界車速越低，過度轉向量越大。過度轉向汽車達到臨界車速時將失去穩(wěn)定性。因為趨于無窮大時，只要極其微小的前輪轉角便會產(chǎn)生極大的橫擺角速度。這意味著汽車的轉向半徑極小，汽車發(fā)生激轉而側滑或翻車。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)，車輪中心速度與車

6、輪角速度存在關系式；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，車輪中心速度與車輪角速度的關系為，且隨著制動強度的增加滑移成份越來越大，即；在第三階段，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。隨著制動強度的增加，車輪的滾動成份逐漸減少，滑動成份越來越多。一般用滑動率描述制動過程中輪胎滑動成份的多少，即滑動率的數(shù)值代表了車輪運動成份所占的比例，滑動率越大，滑動成份越多。一般將地面制動力與地面法向反作用力（平直道路為垂直載荷）之比成為制動力系數(shù)。9 同步附著系數(shù)兩軸汽車的前、后制動器制動力的比

7、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)是由汽車結構參數(shù)決定的，它是反應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。   10 制動距離制動距離S是指汽車以給定的初速，從踩到制動踏板至汽

8、車停住所行駛的距離。11 汽車動力因數(shù)由汽車行駛方程式可導出則被定義為汽車動力因數(shù)。以為縱坐標，汽車車速為橫坐標繪制不同檔位的的關系曲線圖，即汽車動力特性圖。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，汽車的最小轉彎直徑和內(nèi)輪差、轉彎通道圓及車輪半徑也是汽車通過性的重要輪廓參數(shù)。 13 汽車（轉向特性）的穩(wěn)態(tài)響應在汽車等速直線行駛時，若急速轉動轉向盤至某一轉角并維持此轉角不變時，即給汽車轉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)，稱為轉向盤角階躍輸

9、入下進入的穩(wěn)態(tài)響應。汽車等速圓周行駛，即汽車轉向盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應，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，稱為汽車穩(wěn)態(tài)轉向特性。汽車穩(wěn)態(tài)轉向特性分為不足轉向、中性轉向和過度轉向三種類型。14 汽車前或后輪（總）側偏角汽車行駛過程中，因路面?zhèn)认騼A斜、側向風或曲線行駛時離心力等的作用，車輪中心沿軸方向將作用有側向力，在地面上產(chǎn)生相應的地面?zhèn)认蚍醋饔昧Γ卜Q為側偏力。輪胎的側偏現(xiàn)象，是指當車輪有側向彈性時，即使沒有達到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向，即車輪行駛方向與車輪平面的夾角。二、寫出表達式、畫圖、計算，并簡單說明（選擇其中4道題，計分）1

10、寫出帶結構和使用參數(shù)的汽車功率平衡方程式（注意符號及說明）。式中：-驅動力；-滾動阻力；-空氣阻力；-坡道阻力；-加速阻力；-發(fā)動機輸出轉矩；-主減速器傳動比；-變速器檔傳動比；-傳動系機械效率；-汽車總質量；-重力加速度；-滾動阻力系數(shù)；-坡度角；-空氣阻力系數(shù)；-汽車迎風面積；-汽車車速；-旋轉質量換算系數(shù)；-加速度。                        

11、;                                             2 寫出檔變速器檔傳動比表達式（注意符號及說明）。由此可導出 n 擋變速器的各擋傳動比：

12、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,若忽略其它阻力，地面制動力，當（為地面附著力）時，； 當時，且地面制動力達到最大值,即； 當時,隨著的增加，不再增加。        4 簡述利用圖解計算等速燃料消耗量的步驟。已知(,),1,2,以及汽車的有關結構參數(shù)和道路條件(和)，求作出等速油耗曲線。根據(jù)給定的各個轉速和不同功率下的比油耗值,采用擬合的方法求得擬合公式。1) 由公式計算找出和對應的點(,),(,),.,(,)。2) 分別求出汽車在水平道路上克服滾動

13、阻力和空氣阻力消耗功率和。3) 求出發(fā)動機為克服此阻力消耗功率。4) 由和對應的,從計算。5) 計算出對應的百公里油耗為6) 選取一系列轉速，.，,找出對應車速，。據(jù)此計算出。把這些-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。等速油耗計算方法,r/min計算公式.,km/h.,.,.,g/(kWh) .,L/100km.     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，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

14、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。汽車在良好平直的路面上以等速行駛，此時阻力功率為,發(fā)動機功率克服常見阻力功率后的剩余功率,該剩余功率被稱為后備功率。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，當汽車速度為和時，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

15、。后備功率越小，汽車燃料經(jīng)濟性就越好。通常后備功率約1020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。    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方程或方程組。如已知汽車軸距、質心高度、總質量、質心的位置(質心至后軸的距離) 就可用前、后制動器制動力的理想分配關系式繪制I曲線。根據(jù)方程組也可直接繪制I曲線。假設一組值（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。利用線組和線組對于同一值，線和線

16、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從已有的制動側滑受力分析和試驗，可得出哪些結論？在前輪無制動力、后輪有足夠的制動力的條件下，隨的提高側滑趨勢增加；當后輪無制動力、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)生嚴重的側滑；如果只有一個后輪抱死，后軸也不會發(fā)生側滑；起始車速和附著系數(shù)對制動方向穩(wěn)定性也有

17、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)生后軸側滑。車速越高，附著系數(shù)越小，越容易發(fā)生側滑。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滑，但是汽車喪失轉向能力。      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用。根據(jù)公式，求出不同轉速和檔位對應的車速，并根據(jù)傳動系效率、傳動系速比求出驅動力，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-直角坐標系中，并將滾動阻力系數(shù)也繪制到坐標系中，就制成動力特性圖。利用動力特性圖就可求出汽車的動力

18、性評價指標：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）。   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)動機外特性數(shù)據(jù)表（或曲線轉化為數(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），按式求出各檔在不同車速下的驅動力，并按式計算對應的車速；按式計算滾動阻力，按式計算對應車速的空氣阻力；按式計算不同檔位和車速下的加速度以及加速度的倒數(shù)，畫出曲線以及曲線；按式計算步長的加速時間，對求和，則得到加速時間。同理，按式，計算步長的加速距離，對求和得到加

19、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；如果不相交，則在最大轉速點對應的車速換檔。    4寫出制作汽車的驅動力圖的步驟（最好列表說明）。列出發(fā)動機外特性數(shù)據(jù)表（或曲線轉化為數(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），按式求出各檔在不同車速下的驅動力，并按式計算對應的車速；按式計算滾動阻力，按式計算對應車速的空氣阻力；將、繪制在-直角坐標系中就形成了驅動力圖或驅

20、動力-行駛阻力平衡圖。 5選擇汽車發(fā)動機功率的基本原則。根據(jù)最大車速uamax選擇Pe，即         汽車比功率（單位汽車質量具有的功率）                                &

21、#160;                              6 畫出制動時車輪的受力簡圖并定義符號。                

22、0;            地面法向反作用力，         重力；         制動器制動力矩，          車輪角速度，         車橋傳遞的推力，

23、         制動器制動力，         地面制動力。               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。駕駛員反應時間，包括駕駛員發(fā)現(xiàn)、識別障礙并做出決定的反應時間，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，

24、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。8在側向力的作用下，剛性輪和彈性輪胎行駛方向的變化規(guī)律（假設駕駛員不對汽車的行駛方向進行干預）。當有時，若車輪是剛性的，則可以發(fā)生兩種情況：當?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧ξ闯^車輪與地面間的附著極限時()，車輪與地面間沒有滑動，車輪仍沿其本身平面的方向行駛(。當?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧_到車輪與地面間的附著極限時()，車輪發(fā)生側向滑動，若滑動速度為，車輪便沿合成速度的方向行駛，偏離了車輪平面方向

25、。當車輪有側向彈性時，即使沒有達到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向，出現(xiàn)側偏現(xiàn)象。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。假設時，；時，其中不可能達到！但后備功率小，動力性變差，燃油經(jīng)濟性變好。時，；后備功率大，動力性變好，燃油經(jīng)濟性變差。  2 已知某汽車00.4，請利用、線，分析0.5,0.3以及0.7時汽車的制動過程。  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

26、增長，前輪地面制動力沿著的線增長。當與相交時，的線也與線相交，符合前后輪均抱死的條件，汽車制動力為。當時，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。的情況同的情形。   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)生側翻的極限車速是多少?該車不發(fā)生側滑的極限車速又是多少，并導出汽車在該路段的極限車速?

27、不發(fā)生側滑的極限車速： 不側翻的極限車速： 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?。?#160;  汽車在制動過程中幾乎沒有發(fā)生側偏現(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），使得左側車輪首先達到附著極限，而右側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)左側有制動拖印，而右側無拖印的現(xiàn)象。 5 請分析制動力系數(shù)、峰值附著系數(shù)、滑動

28、附著系數(shù)與滑動率的關系。 當車輪滑動率S較小時，制動力系數(shù)隨S近似成線形關系增加，制動力系數(shù)在S=20%附近時達到峰值附著系數(shù)。 然后，隨著S的增加，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。（對于良好的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)）則隨S增加而逐漸下降，當s=100%時，。（即汽車完全喪失抵抗側向力的能力，汽車只要受到很小的側向力，就將發(fā)生側滑。）    只有當S約為20（1222）時，汽車不但具有最大的切向附著能力，而

29、且也具有較大的側向附著能力。  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。制動鼓失圓或制動盤翹曲；左側路面不平左側懸架振動。             7 從制動距離計算式可以得出那些結論。汽車的制動距離S是其制動初始速度二次函數(shù)，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。是隨行駛條件而變化的使用因素，而是受道路條件和制動系技術條件制約的因

30、素；S是制動器摩擦副間隙消除時間、制動力增長時間的線性函數(shù)，是與使用調(diào)整有關，而與制動系型式有關，改進制動系結構設計，可縮短，從而縮短S。 五、計算題（選擇其中4道題，計20分）1 某汽車的總質量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2, ,f=0.015,傳動系機械效率T=0.82,傳動系總傳動比,假想發(fā)動機輸出轉矩為Te=35000N.m, 車輪半徑，道路附著系數(shù)為,求汽車全速從30km/h加速至50km/h所用的時間。1) 和計算（略）2）由于,所以，,即          

31、    2 已知某汽車的總質量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋轉質量換算系數(shù)1=0.03,2=0.03,坡度角=5°,f=0.015, 車輪半徑=0.367m，傳動系機械效率T=0.85,加速度du/dt=0.25m/s2,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？3 已知某車總質量為8025kg,L=4m(軸距),質心離前軸的距離為a=2.5m,至后軸距離為b=1.5m,質心高度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=FZ1/FZ,mf2=FZ2/FZ)。,                           4 已知某汽車發(fā)動機的外特性曲線回歸公式為Ttq=19+0