汽車系統(tǒng)動力學復習資料

1、一、名詞解釋狀態(tài)變量：能夠完全描述動態(tài)系統(tǒng)運動的最少的變量組稱為系統(tǒng)的狀態(tài)變量。一個!階 微分方程描述的系統(tǒng)，就有n個狀態(tài)變量，當他們的時間響應都求得時，系統(tǒng)的運動狀 態(tài)也就確定了。ASR/TCS :牽引力控制系統(tǒng)，其在驅動過程中通過調節(jié)驅動車輪牽引力實現(xiàn)驅動滑轉控 制，防止驅動車輪發(fā)生滑轉。側傾轉向：在側向力作用下，車廂發(fā)生側傾，而引起車輪偏轉，即車輪圍繞垂直軸線或 轉向節(jié)主銷轉動。中性轉向點：使汽車前，后輪產(chǎn)生同一側偏角的側向力作用點。附著橢圓：驅動力和制動力在不同側偏角條件下的曲線的包絡線是附著橢圓。它確定了 切向力與側偏力合力的極限值。表明了驅動力或者制動力對輪胎側偏特性的影響，驅動

2、力或者制動力越大，側偏力越小。不足轉向、中性轉向、過多轉向：4WS：四輪轉向，即后輪隨動轉向。使后輪在前輪轉向時，按照不同要求隨動轉動一個 轉向角，用于提高車輛的操縱穩(wěn)定性ARC：主動改變懸架的抗側傾特性，可以保證車身的正常姿勢，并間接改善汽車的轉彎 性能VDC：控制輪胎的側向力，可以改善汽車轉向操縱性能并提高抗側向干擾能力ESP：車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)，ESP系統(tǒng)包含ABS （防抱死剎車系統(tǒng)）及ASR （驅動防滑 轉系統(tǒng)），是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸，它通過對從各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息 進行分析，然后向ABS、ASR發(fā)出糾偏指令，來幫助車輛維持動態(tài)平衡。側偏角、側偏剛度：側偏剛度為側偏力與側偏

3、角的比值，實際上應為側偏力與側偏角構 造曲線在側偏角等于0度時曲線的斜率。側傾中心：懸架側傾中心定義為汽車車身側傾時繞符合每個車輪滾動時瞬時中心約束運 動的瞬時點。主動安全性、被動安全性：通過車輛的設計盡量減少或避免交通事故的發(fā)生；通過車輛 設計師車輛發(fā)生事故時盡量減少對成員的傷害。操縱穩(wěn)定性：在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉向系 及轉向車輪給定的方向行駛，且當遭遇外界干撓時，汽車能抵抗干撓而保持穩(wěn)定行駛的 能力。二、問答第一章系統(tǒng)動力學的研究任務？主要研究內容？（1）研究任務：1系統(tǒng)設計：已知輸入和設計系統(tǒng)的特性，使得它的輸出滿足一定的要 求。2系統(tǒng)識別：已知輸入

4、和輸出來研究系統(tǒng)的特性。3環(huán)境預測：已知系統(tǒng)的特性和輸 出來研究輸入。（2）主要內容：1路面特性分析、環(huán)境分析及環(huán)境與路面對汽車的作用；2汽車系統(tǒng)及 其部件的運動學和動力學，汽車內各個子系統(tǒng)的相互作用；3汽車系統(tǒng)最佳控制和最佳使 用；4車輛-人系統(tǒng)的相互匹配和模型的作用，駕駛員模型，以及車輛的工程技術設計適合 于人的使用，從而使人-機系統(tǒng)的工作效率最高。第一章輪胎的基本功能和輪胎規(guī)格參數(shù)如何理解？（1）基本功能：1.承受垂直載荷同時緩沖路面沖擊；2.產(chǎn)生縱向加速和制動力；3.產(chǎn)生供轉 向的側向力。（2）如9.0R20，其中9.0表示輪胎寬度，R表示子午線輪胎，20表示輪輞直徑。還包含有 如17

5、565表示氣壓為1.8bar，65表示扁平比為65%。輪胎滾動阻力公式的推導。前、后輪阻力分別為，轉彎阻力增量為則增加的滾動阻力系數(shù)為所以W輪胎側偏特性的定義？影響側偏特性的主要因素？輪胎的側偏特性是用于研究輪胎在受到側偏力作用時，輪胎抵抗側偏現(xiàn)象防止輪胎行駛方 向偏離輪胎平面的能力，其中輪胎側偏力、回正力矩側偏角之間的特性關系稱為輪胎側偏特 性。通過分析易知側偏力和側偏角存在如下關系:，其中為側偏力，為輪胎側偏剛度，為輪 胎側偏角。因此，輪胎的側偏特性主要與輪胎側偏剛度有關，其影響因素主要包括有：輪胎 載荷，輪胎磨損量，輪胎結構和輪胎直徑等參數(shù)。其中在一定范圍內，輪胎載荷越大，側偏 剛度越大

6、；輪胎磨損量越大，側偏越大；采用子午線胎、增大輪胎直徑及降低輪胎其他和加 大輪胎寬度都會使得輪胎側偏剛度變大。前輪擺振現(xiàn)象主要形式有哪幾種？擺振的原因有哪些？前輪和轉向輪組成的振動系統(tǒng)主要包括前軸繞汽車縱軸振動和轉向輪及轉向機構組成繞主 銷擺動的振動系統(tǒng)。具體包括：1前橋相對車身的橫向振動；2前輪繞主銷的角振動；3前 橋繞汽車縱軸的角振動。前輪擺振的主要原因有：1周期變化的激振力，其中車輪不平衡質 量產(chǎn)生的離心慣性力會使車輪繞主銷擺振和使車軸振跳；車輪螺旋力矩影響車橋振動；懸架 與轉向桿系統(tǒng)運動關系不協(xié)調也會引起車輪繞主銷振動；2偶然和單次性激勵，受到陣風或 側向路面障礙作用，車輪會發(fā)生偏轉和

7、擺振。四輪定位參數(shù)的定義及其對車輛性能的影響？1，主銷后傾角是從側面看車輪，轉向主銷（車輪轉向時的旋轉中心）向后傾斜，該角度稱為 主銷后傾角。功能：主銷后傾角主要是為了保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性，并在汽車轉向時 使前輪具有自動回正作用。2，主銷內傾角是從車前后方向看輪胎時，主銷軸向車身內側傾斜，該角度稱為主銷內傾角。 功能：主銷內傾角的作用是轉向時，車輪因被抬起一個高度，在重力作用下轉向輪以將回 復到中間直線行駛的位置，從而起到自動回正的作用，同時因力臂縮短使轉向操作輕便。車輪外傾角定義：輪胎的上沿偏向車輛外側的角度。功能：使轉向操縱輕便，同時抵 消彈性變形可能產(chǎn)生的車輪內傾。前輪前束的定義:從

8、車輛的前方看，于兩輪軸高度相同處測量左、右輪胎中心線之間的距離， 前端距離小于后端距離為負前束。功能：修正上述前輪外傾角引起的車輪向外側轉動，左 右兩輪可保持直線行進，消除因為車輪外傾會使車輪產(chǎn)生滾動伴隨滑動從而引起車輪的磨損。 綜合影響：主銷后傾角和內傾角的選擇是否合理將直接關系到車輛的直線行駛穩(wěn)定性、回正 性、轉向輕便性、高速制動時方向穩(wěn)定性；前輪的外傾角和前束值的匹配關系將直接影響到 前輪的側滑和異常磨耗，這也間接地影響車輛的動力性和燃油經(jīng)濟性；后傾角、前束值的選 擇不合理能直接影響前輪擺振，車輛的操縱穩(wěn)定性因而變壞，有關零部件載荷增加，降低了 行駛的可靠性與安全性，若擺振嚴重，還會影響

9、到車輛的平順性。第二章汽車縱向動力學的主要研究內容？各自評價指標及影響因素？汽車縱向動力學的主要研究內容包括：汽車驅動和制動動力學。其中，汽車驅動動力學主要 研究車輛動力性，其主要評價指標有：最高車速、加速時間、最大爬坡度。其中發(fā)動機功率 決定車輛最高車速，驅動輪附著極限決定車輛低速加速性能，行駛阻力也有一定影響。汽車 制動力學主要涉及車輛制動性能主要評價指標有：制動效能、制動穩(wěn)定性、制動恒定性。主 要受車輪定位參數(shù)、地面附著系數(shù)和前后制動力分配關系影響。分析前輪驅動、后輪驅動和四輪驅動在同一路面條件下的動力性（最大車速、 加速性能、爬坡能力）和操作穩(wěn)定性的影響。汽車制動不穩(wěn)定主要有哪幾種表現(xiàn)

10、？前輪或后輪抱死（滑轉）會導致什么后果? 主要影響因素有哪些？汽車制動不穩(wěn)定主要包括：制動跑偏、后軸側滑、前輪失去轉向能力。其中制動跑偏的原因 主要是：1.左右車輪制動力不等；2.制動時，懸架導向桿系與轉向拉桿運動不協(xié)調。制動時， 如果前輪先抱死，汽車基本沿直線行駛，處于穩(wěn)定狀態(tài)，但前輪失去轉向能力。制動時，后 輪先抱死，會加劇跑偏，導致車輛后軸發(fā)生側滑。主要影響因素：車速、地面附著系數(shù)、前 后制動力分配。車速越大，后軸越容易發(fā)生側滑；地面附著系數(shù)小于同步附著系數(shù)時，前輪 易抱死；反之，后輪易抱死。驅動時，前輪滑轉，前后輪作用力矩使質心側偏角變小，車輛 趨于穩(wěn)定；后輪滑轉，合力矩使質心側偏角變

11、大，車輛趨于不穩(wěn)定。ABS和ASR的工作原理，其工作相同點和不同點。ABS :制動防抱死系統(tǒng)，其主要防止車輪在制動工程中被制動抱死，避免車輪在路面上進行 純粹的滑移，提高汽車在制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉向操縱能力，縮短制動距離。ASR :驅動防滑控制系統(tǒng)，防止驅動車輪驅動過程中發(fā)生滑轉，通過調節(jié)驅動車輪的牽引力 實現(xiàn)驅動車輪滑轉控制。相同點：ABS和ASR都是通過控制作用于被控車輪的力矩，將車輪的滑移率控制在設定的理 想范圍內，以提高車輪附著理得利用率，從而縮短汽車的制動距離和提高加速性能，改善行 駛方向的穩(wěn)定性和轉向操縱能力。不同點：1.ABS對所有車輪都可以控制，ASR只對驅動車輪進行控制

12、；2.ABS控制時，離合器 分離，ASR控制時，離合器常處于結合狀態(tài)；3.ABS控制時各車輪相互影響不大，ASR控制 時，由于差速器作用會使驅動車輪之間產(chǎn)生較大相互影響。第四章穩(wěn)態(tài)轉向特性有哪幾種？其主要評價指標有哪一些？哪些主要因素會導致汽 車趨于何種轉向特性？穩(wěn)態(tài)轉向特性主要有：不足轉向特性、中性轉向特性、過多轉向特性。主要評價指標1穩(wěn)定性因數(shù)K（占=了（廿一飛土），KX不足轉向；KT過多轉向；K=。,中性轉向） Ad 0,不足轉向；（的過多轉向；（的）=0中性轉向）下列因素將導致不足轉向：車體質量分配不平衡:如果車體前部質量大于后部，車輛將表現(xiàn)為轉向不足.反之如果車體前 部質量小于后部，

13、車輛將表現(xiàn)為轉向過度.過高的前懸掛硬度（roll stiffness,包括彈簧硬度，減震器硬度，防傾桿硬度），過低的后懸掛硬 度（roll stiffness,包括彈簧硬度，減震器硬度，防傾桿硬度）前側傾點（roll centre）相對于后側傾點過高，后側傾點（roll centre）相對于前側傾點過低.過寬的后輪間距（track,左側后輪中心線到右側后輪中心線的距離）過寬的后輪輪胎寬度（輪胎與地面接觸面的寬度）驅動或制動時轉向特性分析。汽車的不足一過度轉向特性主要取決于輪胎側偏特性。而輪胎側偏特性又受車輪上縱向力和 垂直負荷的影響。同一側向力時，當輪荷較大時對應的側偏角小；當縱向力較大時對應

14、的側 偏角較大。（1）只考慮縱向力影響時，當前輪驅動力或制動力分配較大時，前后輪側向力不 變時，前輪側偏角則大而后輪側偏角減小，從而增加不足轉向的傾向；反之，則增加過多轉 向的傾向。（2）轉彎制動時，后輪有過多轉向傾向，因為制動車身前后傾使懸架大幅伸張。全輪轉向的定義，有幾種形式，對車輛性能如何影響？全輪轉向的含義是在轉向時，除前輪轉向外，再附加后輪轉向，這種附加后輪轉向角是有限 的，與前輪轉向存在一定比例關系。主要有后輪附加轉向和前輪同向以及后輪附加轉向和前 輪反向。當后輪轉向與前輪同向時，可以增大車輛不足轉向量，減小車輛橫擺，提高高速行 駛穩(wěn)定性；當后輪轉向與前輪轉向反向時，可以改善車輛中

15、低速行駛的操縱性，減小轉彎半 徑、提高快速轉向性，轉彎靈活。zrr 立第五章1.簡述懸架定義，主要功能，分類，懸架評價指標，主要影響因素及對車輛性能 影響。懸架系統(tǒng)是指車身與車軸之間連接的所有組合零件的總稱，一般由彈性元件、減震裝置和導 向機構組成。其主要基本功能有：1.緩和路面不平?jīng)_擊，使汽車行駛平順、乘坐舒適；2.車 輪跳動時使車輪定位參數(shù)變化小，保證良好的操縱穩(wěn)定性；使車輪與地面具有良好附著性， 較小車輪動載變化，以保證良好的安全性。主要評價指標：1車身垂直加速度；2.車輪相對 動載；3.彈簧行程。主要影響因素包括懸架垂直剛度和懸架側傾角剛度，懸架垂直剛度和側 傾角剛度大，則操縱穩(wěn)定性會

16、好，但平順性會變差，反之，則平順性好，操縱穩(wěn)定性差。前 后懸架側傾角剛度會影響前后輪側偏角，應使前軸側傾角剛度略大于后軸側傾角剛度，使得 前軸輪胎側偏角大于后軸輪胎側偏角。K&C特性的定義，其對車輛性能的影響以及懸架設計原則。懸架的K&C特性主要包括運動學特性和彈性運動學特性，簡稱K&C特性。其中K特性：車 輪上下跳動和轉向時，車輪定位參數(shù)的變化特性，主要包括車輪的四個定位參數(shù)和側傾中心 的變化。C特性：懸架在承受外力及力矩作用是，車輪定位參數(shù)的變化特性。懸架設計的主 要準則有：1.懸架應緩和路面沖擊，使汽車行駛平順；2.車輪跳動時，應使車輪定位參數(shù)變 化小，保證良好操縱穩(wěn)定性；3.使車輪和地面有良好的附著性，較小車輪動載變化，保證安 全性。車輛側傾中心定義，影響車輛側傾中心高度的