汽车理论复习资料要点

1、一 名词解释1.汽车动力性汽车动力性，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。动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。2.汽车的使用性能汽车应该有高运输生产率、低运输成本、安全可靠和舒适方便的工作条件。汽车为了适应这种工作条件，而发挥最大工作效益的能力叫做汽车的使用性能。（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。）3.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。即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

2、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。4.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。以为纵坐标，汽车车速为横坐标绘制不同档位的的关系曲线图，即汽车动力特性图。5.旋转质量换算系数汽车加速行驶时，需要克服本身质量加速运动的惯性力，该力称为加速阻力。加速时平移质量产生平移惯性力，旋转质量产生旋转惯性力偶矩。为了能用一个公式计算，一般把旋转质量惯性力偶矩在数值上等效转换为平移质量惯性力。对于固定档位，常用系数作为考虑旋转质量力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。这时，汽车的加速阻力为。式中，为汽车旋转质量换算系数，；为汽车加速度；为汽车质量。6.道

3、路坡道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。7.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。8.C曲线通常以循环工况油耗Q（L/100km）代表燃油经济性，以原地起步加速时间代表功力性，作出不同参数匹配下的燃油经济性加速时间曲线，通常大体上呈C形，所以有称之为C曲线。9.同步附着系数前后制动器制动力具有固定比值的汽车，在某

4、种路面上制动时前后车轮同时抱死，该路面的俯着系数即为同步附着系数。10. I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。11.地面制动力制动力习惯上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。制动器制动力等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力。式中：是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。从力矩平衡可得

5、地面制动力为。地面制动力是使汽车减速的外力。它不但与制动器制动力有关，而且还受地面附着力的制约。12.热衰退现象汽车在繁重的工作条件下，例如高速制动或下长坡制动时，制动器需要较长时间实施高强度制动，使得制动器温度迅速上升，摩擦力矩显著下降，这种现象通常称为热衰退现象。13.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。汽车操纵稳定性不仅影响汽车驾驶操作的方便程度，而且也是决定汽车高速行驶安全的一个重要性能。14.汽车

6、（转向特性）的稳态响应在汽车等速直线行驶时，若急速转动转向盘至某一转角并维持此转角不变时，即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，这也是一种稳态，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。15.特征车速对于具有不足转向特征的汽车，当车速为时，汽车稳态横摆角速度增益达到最大值，而且其横摆角速度增益为与轴距L相等的中性转向汽车横摆角速度增益的一半，即。称作特征车速，是表征不足转向量的一个参数。当不足转向量增加时，稳定性因数增大，特征车速降低。16. 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，车轮中心沿轴方向将作用有侧向力，在地面上产生相应的地

7、面侧向反作用力，使得车轮发生侧偏现象，这个力称为侧偏力。17.悬挂质量分配系数= 式中，为车身绕横轴y的回转半径；a、b为车身质量部分的质心至前、后轴的距离。18.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。另外，汽车的最小转弯直径和内轮差、转弯通道圆及车轮半径也是汽车通过性的重要轮廓参数。19. 汽车的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。20.最小离地间隙车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离。它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。2

8、1轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。22附着力地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）即为附着力。23汽车的驱动力发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩，驱动轮在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。24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。25汽

9、车制动跑偏和侧滑制动跑偏，是指汽车在制动过程中自动向左或向右偏驶的现象。制动侧滑，是指制动时汽车的某轴或多轴发生横向移动的现象。26制动效能在良好的路面上，汽车以规定的初始车速以规定的踏板力制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。27 汽车（转向特性）的稳态响应在汽车等速直线行驶时，若急速转动转向盘至某一转角并维持此转角不变时，即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，这也是一种稳态，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。28 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

10、，使得车轮发生侧偏现象，这个力称为侧偏力。29悬架的线刚度车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力30 转向灵敏度汽车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应就是等速圆周行驶。常用稳态横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应。该比值被称为稳态横摆角速度增益或转向灵敏度。二 解释与简答1.写出汽车基本行驶方程。当汽车的轮胎半径减少，其它参数不变时，汽车的最大爬坡度是怎样变化的?为什么?答：汽车基本行驶方程汽车的轮胎半径减少，其它参数不变时，汽车的最大爬坡度增大。因为发动机传递到车轮上的转矩不变，车轮半径减少，驱动力增大，由基本行驶方程知，汽车的最大爬坡度

11、增大。2.高速行驶的汽车轮胎会发生爆裂，试论述轮胎发生什么现象和由于什么原因。答：车速达到某一临界车速（如20km/h）左右时，滚动阻力迅速增加，此时轮胎发生驻波现象，轮胎周缘不再是圆形而呈明显的波浪状。出现驻波后，不但滚动阻力显著增加，轮胎的温度也很快增加到100以上，胎面与轮胎帘布层脱落，几分钟内就会出现爆破现象。3.用隔离法分析汽车加速行驶时主动轮的受力分析图，并列出平衡方程组4.影响汽车燃油经济性的结构因素有哪些？答：（1）汽车总尺寸和重量（重量增加，行驶阻力增加）（2）发动机（热效率、机械效率）（3）传动系（效率、档位数）（4）汽车外形（影响空气阻力）（5）轮胎（影响滚动阻力）5.如

12、何分配变速器各档传动比?为什么?答：按等比级数分配各档的传动比。按照等比级数分配变速器各挡速比，若发动机每次都提高到同一转速下换挡，只要发动机都降到同一低转速，离合器就能无冲击结合。就是说，发动机总是在同一转速范围内工作，驾驶员操作方便。此外，按照等比级数分配变速器各挡速比有助于充分利用发动机发出的功率，提高汽车的动力性。6.试写出汽车的附着条件，并简述其意义。答：Fx=Ft-FfFxmax=Fz，作用在驱动轮上的转矩引起的地面切向反作用力不能大于附着力，否则将出现驱动轮滑转现象。7.汽车制动跑偏的原因是什么?为什么说容易侧滑的汽车能加剧跑偏？答：（1）由于制动时左右轮轮特别是前轴左右车轮制动

13、力不相等；（2）由于制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调。若前轮发生侧滑，说明前轮易失去转向能力，将沿切线方向行驶加剧跑偏，若后轮易发生侧滑，则使汽车增加或减少转向量，发生跑偏。 8.试说明装有ABS系统的汽车避免制动侧滑的理论依据。答：由图可知，滑动率越低，同一侧偏角下的侧向力系数值越大，而轮胎保持转向、防止侧滑的能力越强。装有ABS的汽车，通过控制制动力的大小，使滑动率维持在较低值（15%左右）便可得到较高的侧向力系数，从而改善汽车制动时的制动效能方向稳定性，避免制动侧滑。9.某汽车是未装ABS的普通制动系统，试简述制动时制动距离与哪些因素有 关？从制动距离计算式可以得出那些结

14、论。答：（1）汽车的制动距离是制动初始速度二次函数，是影响制动距离的最主要因素之一。（2）是最大制动减速度的双曲线函数，也是影响制动距离的最主要因素之一。 （3）是随行驶条件而变化的使用因素，而是受道路和制动系技术条件制约的因素。（4）是制动器摩擦副间隙消除时间、制动力增长时间的线性函数，是与使用调整有关，而与制动系型式有关，改进制动系结构设计，可缩短，从而缩短10.列出可以绘制I曲线的方程及方程组（符号注解）（写出一种方法即可）答：（以下方法中任意一种即可）如已知汽车轴距、质心高度、总质量、质心的位置(质心至后轴的距离) 就可用前、后制动器制动力的理想分配关系式绘制I曲线。根据方程组也可直接

15、绘制I曲线。假设一组值（0.1,0.2,0.3,1.0）,每个值代入方程组（4-30），就具有一个交点的两条直线，变化值，取得一组交点，连接这些交点就制成I曲线。利用线组和线组对于同一值，线和线的交点既符合，也符合。取不同的值，就可得到一组线和线的交点，这些交点的连线就形成了I曲线。11.有哪几种形式可以判定或表征汽车的稳态转向特性?评价瞬态响应品质的参数有哪些?答：（1）横摆角速度增益 （2）稳定性因数 （3）前后轮侧偏角绝对值之差（4）转向半径之比（5）静态储备系数 评价参数：（1）横摆角速度波动时的固有频率：；（2）阻尼比；（3）反应时间；（4）峰值反应时间。 12.简述IS02631一

16、l：1997(E)标准规定的两种平顺性的评价方法。答：（1）基本评价方法加权加速度均方根值。波峰值系数<9时，对记录的加速度历程a（t），通过相应的频率加权系数w（f）的绿波网络得到加权加速度时间历程，按该式计算：，其中，T为振动的分析时间，一般取120s。（2）辅助评价方法振动剂量值。波峰值系数>9时,按该式计算:13.分析三种转向特性的稳定性答：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

17、是一种稳定转向特性，但是在实际中容易变为过度转向。14.作图描述汽车稳定性因数与汽车前后轮侧偏角之差的对应关系，并说明。 答：汽车稳定性因数为       右边分子和分母同乘以侧向加速度，有     整理，得       因，且侧向加速度与前、后轮的侧偏角、符号相反。所以，当、取绝对值时，-的关系为        上式表明，与成线性关系，其斜率为。若，则，为不足转向；

18、当时，则，为中性转向：当时，时，为过度转向。15. 画出汽车简化为单自由度的振动模型，并说明它主要用于哪种评价项目？答：在远离车轮固有频率（）的较低激振频率（）的范围内，轮胎的变形很小，可忽略轮胎的变形和质量，得到单质量垂直振动系统模型，用于评价车体或者座位上的平顺性。三 论述和证明题1.试用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车的最大爬坡度imax。根据汽车行驶方程式或平衡图可确定汽车的爬坡能力。它是指汽车在良好路面克服后剩余的全部动力用来克服坡道阻力时所能爬上的最大坡度。此时汽车在I档以最低稳定车速行驶，即，则汽车行驶方程式变换为 假设汽车滚动阻力仍为平路上的数值，则 通常，用最

19、大坡度表示汽车的爬坡能力（见下图），所以2.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。答：，且，则后驱动       前驱动         四轮驱动        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

20、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。3.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 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

21、间形成的粘滞力形成的，所占分额较小。4.写出汽车的后备功率方程式，分析后备功率对汽车动力性和燃料经济性的影响(8分)汽车在良好平直的路面上以等速行驶，此时阻力功率为,发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率该剩余功率被称为后备功率，其中，为发动机节气门全开时，发动机发出的功率。如果驾驶员仍将加速踏板踩到最大行程，则后备功率就被用于加速或者克服坡道阻力。为了保持汽车以等速行驶，必需减少加速踏板行程，即在部分负荷下工作。另外，当汽车速度不同时，使用不同档位时，汽车后备功率也不同。汽车后备功率越大，汽车的动力性越好。后备功率越小，汽车燃料经济性就越好。通常后备功率约1020时，汽车燃料经济性最好。但后

22、备功率太小会造成发动机经常在全负荷工况下工作，反而不利于提高汽车燃料经济性。5.如何选择汽车发动机功率？(1)根据最大车速uamax选择Pe，即(2)汽车比功率（单位汽车质量具有的功率）6.画出制动力系数和侧向力系数与滑动率关系曲线，并做必要说明（含特征点）。       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，当制动力系数在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

23、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，汽车才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7.某汽车在行驶中突然向左偏驶下路翻车事故，汽车右轮在路面上留下清晰向 左弯曲黑色痕迹。驾驶员自述：在行驶中汽车右轮突然抱死向左偏驶而下

24、道。请问驾驶员陈述是否真实？请推断右侧轮胎向左弯曲黑痕是如何形成的（提示从受力分析入手）。          驾驶员陈述为假。 因为右前轮抱死时，汽车应向右偏驶，弧线向右弯曲；右前轮迹弧线向左弯曲，是因汽车高速行驶时突然向左转，右前轮发生侧滑形成的侧滑印迹。汽车高速左转时，汽车在离心力的作用下外侧车轮的侧向反作用力和法向作用力增加，车轮和车身也出现侧倾趋势，加上车轮存在侧滑趋势，这样就使右侧轮胎接地面积变小，轮胎局部达到附着极限，从而在地面上形成弧形黑色痕迹。8. 画图并说明汽车转向盘转角阶跃输入时汽车转向响应的过

25、渡过程。一辆等速行驶汽车在时，驾驶员急速转动转向盘至角度并维持此转角不变(即转向盘角阶跃输入)时的汽车瞬态响应曲线。给汽车以转向盘角阶跃输入后，汽车横摆角速度经过一段过渡过程后达到稳态横摆角速度，此过渡过程即汽车的瞬态响应汽车横摆角速度需要经过时间后才能第一次达到，这一段滞后时间称为反应时间。反应时间短，则驾驶员感到转向响应灵敏，否则就会觉得转向迟钝。也可用到达第一峰值的时间来描述滞后时间。最大横摆角速度常大于稳态值。/×100%称为超调量，它表示执行指令误差的大小。在瞬态响应中，横摆角速度在值附近波动。波动频率与汽车动力学系统的结构参数有关，它也是表征汽车操纵稳定性的一个重要参数。

26、进入稳态所经历的时间，即横摆角速度达到稳态值95%105%之间的时间，称为稳定时间，它表明进入稳态响应所经历的时间。9.有几种方式可以判断或者表征汽车角阶跃输入稳态转向特性？请简单叙述之。（1）横摆角速度增益（2）稳定性因数 （3）前后轮侧偏角绝对值之差（4）转向半径之比（5）静态储备系数 10.试画出车的车身与车轮双质量系统振动模型简图，分析车身与车轮质量比、悬架与轮胎的刚度比的改变对汽车行驶平顺性的影响。答：影响：车身质量m2一定时，值改变相当于改变车轮部分质量，影响车轮部分系统与值。增大，相当于m1减小，与值均提高，使三个响应频幅特性的的高频共振峰向高频方向移动，而峰值下降。减小车轮分质

27、量对平顺性影响不大，主要影响安全性。影响：值增大相当于悬架刚度K不变而轮胎刚度增大，从而使车轮部分系统参数提高而下降，使三个响应频幅特性的的高频共振峰向高频方向移动，而且值提高。由此可看出，采用软的轮胎对改善平顺性，尤其是提高车轮与地面间的附着性能有明显好处。11.试从车厢侧倾引起车轮外倾角的变化来分析采用单横臂独立悬架在小侧向加速度和大侧向加速度时的操纵稳定性。答：单横臂独立悬架在小侧向加速度时，车轮倾斜方向与地面侧向力相同，有减小侧偏角的效果。但是在大侧向加速度时，装有单横臂独立悬架的车厢可能被显著抬高，出现“举升”现象，内侧车轮离地，外侧车轮内侧车轮逆着地面侧向力方向倾斜，侧偏角增大，汽

28、车操纵稳定性突然变坏。四 计算题1.某汽车为了节油，采用拖挂运输，其主车(4x2后驱动)总重50KN，前后轴垂直重量分别为20 KN、30 KN，挂车总重40KN。主车最高档(4档)为直接档，该档最大驱动力Ft=4KN，变速器第3、2、1档传动比分别为1.6l、2.56、4.2，路面平直，滚动阻力系数f=O.06，不计空气阻力。问：当路面附着系数=O.23和=0.4时，该车在哪些档位能正常行驶?答：Ff=(50000+40000)f=90000×0.06=5400N Ft=4KN F1=4.2*Ft=4.2*4=16.8KN F2=2.56*Ft=10.24KN F3=1.61*Ft

29、=6.44KN 正常行驶: 驱动条件FtFf,附着条件Ft-FfF，计算出二三档在0.4路面上，三档在0.23路面满足要求。2.某汽车的结构参数如下：总重（kN）重心高度（m）轴距（m）重心至前轴距离（m）160.632.71.45制动力分配系数。试求：（1）同步附着系数。（2）在的路面上的制动效率。（3）汽车能到达的最大制动减速度（指无任何车轮抱死）。解：（1）同步附着系数：。（2）制动效率，前轮先抱死。制动效率为：。（3）最大制动减速度：。3.已知某双回路轻型货车满载有如下尺寸关系：a/L=0.68，b/L=0.32，hg/L=0.18（L为轴距；a、b分别为质心到前后轴的距离；hg为质心高度）。试求：（1）当该车在滚动阻力系数为f=0.01，附着系数的道路上行驶时，其前后制动力应按怎样的比例分配，才能使前后车轮同时产生最大制动力？（2）若该车前后制动器制动力的分配比例为。那么该车在附着系数的路面上制动效率是多少？（3）若该车前后制动器制动力的分配比例为。求该车在附着系数的路面上当后轴管路失效时汽车所能达到的最大制动减速度。解