汽车理论复习精简版课件

1、第一章 汽车的动力性1、汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的所能达到的平均行驶速度。2、汽车的动力性指标：汽车的最高车速Uamax：在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶车速。 汽车的加速时间t ：原地起步加速时间：汽车由I档或II档起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换档时机）逐步换至最高档后到某一预定的距离或车速所需的时间。超车加速时间：用最高档或次高档由3040km/h全力加速行驶至某一高速所需的时间；汽车的最大爬坡度Imax：满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度，即为I档最大爬坡度。爬坡能力的其他表示方法：1）一定坡道上达到的车速；2）一定坡道上的加速时

2、间。3、汽车的行驶方程式：行驶阻力：有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力滚动阻力和空气阻力在任何行驶条件下均存在，而坡度阻力和加速阻力则不然。驱动力：（发动机转矩，：变速器传动比、主减速器转动比，：传动系效率）4、发动机特性曲线：如将发动机的功率、转矩以及燃油消耗量与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线此曲线称为发动机特性曲线。节气门全开：发动机外特性曲线；节气门部分开启：发动机部分负荷曲线；带上全部附件设备：使用外特性曲线。5、传动系功率损失分为机械损失和液力损失。机械损失是指齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失；液力损失指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等

3、功率损失。6、传动效率影响因素：档位、转速和转矩。7、车轮半径：a) 自由半径：车轮处于无载时的半径。b) 静力半径：静止时车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径Rs。c) 滚动半径：实际车轮滚动距离与车轮转动圈数之间的比值即车轮的滚动半径（Rr=S/(2n)）。对汽车作动力性分析时，采用静力半径；做运动学分析时，应该用滚动半径。8、档位不同，驱动力也不同高档，传动比小，汽车行驶速度高，适于好路面，坡度小。 低档，传动比大，速度低，适于较差路面和爬坡。9、汽车的驱动力图：用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。（驱动力图中的驱动

4、力为驱动力极限值）10、滚动阻力：定义：滚动阻力是由于弹性轮胎在硬路面滚动时受径向载荷变形时所产生的弹性迟滞损失而产生的，该弹性迟滞损失以滚动阻力偶矩出现，表现为阻碍汽车行驶的阻力，这种阻力就是滚动阻力。迟滞损失：由于轮胎在硬支撑路面受径向载荷变形时由内部摩擦产生的损失，称为弹性迟滞损失。产生机理：1）不滚动时，地面对车轮的法向反作用力前后对称。2）车轮滚动时，由于迟滞损失，压缩段d的法向反作用力大于恢复过程的d，合力Fz相对于法线前移a。3）Tf=Fz *a，滚动阻力偶矩。4）为使从动轮在硬路面上等速滚动，须在车轮中心加以推力Fp1,，5）f为滚动阻力系数。f的影响因素：与路面的种类、行驶车

5、速、轮胎的构造、材料及气压等相关。11、空气阻力：定义：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。组成： 1）压力阻力：作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。（主）形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力：空气升力的切向分量2）摩擦阻力：由于空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。（次）空气阻力表达式：； CD空气阻力系数12、坡度阻力定义：当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力为汽车坡度阻力。坡度i：道路坡度为坡高与底长之比。道路阻力：坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力，而且均与汽车重力成正比，故把这两种阻力和称为道路阻力。；道路阻

6、力系数13、加速阻力定义：汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力，就是加速阻力Fj。汽车质量：包括平移质量（惯性力）和旋转质量（惯性力偶矩）。表达式：以汽车质量换算系数来考虑旋转质量，故加速阻力为，其中与飞轮和车轮转动惯量，传动系的传动比有关。14、汽车行驶方程式；（0）作用：分析汽车行驶能力，即确定汽车节气门全开时可能达到的最高车速、加速能力和爬坡能力。15、驱动力-行驶阻力平衡图定义：为清晰形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系，在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力也算出并画上，即为驱动力-行驶阻力平衡图。作用1）可清晰形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平

7、衡关系。2）可确定汽车的动力性，即最大车速、加速时间、爬坡度。最大爬坡能力指汽车在良好路面上克服Ff+Fw后的余力全部用来（即等速）克服坡度阻力时能爬上的坡度。16、汽车行驶的附着条件：附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值。；为附着系数，由路面和轮胎决定。 附着率：是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用所要求的最低附着系数。汽车行驶的驱动-附着条件：驱动轮的附着率是表明汽车附着性能的一个重要指标，是汽车驱动轮在不滑转的工况下充分发挥驱动力作用所要求的最低地面附着系数。附着系数影响因素：路面种类和状况、行驶车速、车轮运动状况。地面法向反作用力影响因素：汽车的总体布置、车身形状、行驶状况及道

8、路的坡度 。空气升力产生原因：由于流经汽车顶部与底部的空气流速不同产生。17、附着率：附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用所要求的最低附着系数。附着利用率：汽车附着力与四轮驱动汽车附着力之比来表达汽车对附着潜力的利用程度，即附着利用率。18、汽车行驶满足1）驱动力和行驶阻力相互平衡；2）发动机功率和行驶阻力功率相互平衡。19、汽车的功率平衡图1）定义：以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率Pe，汽车经常遇到的阻力功率(Pf+Pw)/T 对车速的关系曲线绘在坐标图上，即得汽车功率平衡图。2）特点：i)不同档位，功率大小不变；ii)各档发动机功率曲线对应车速不同；低档车速低变化

9、范围窄，高档车速高，范围宽。3）作用：确定汽车动力性指标，能看出汽车行驶时发动机的负荷率，常用于燃油经济性分析。4）后备功率Pe-(Pf+Pw)/T，后备功率越大，汽车的动力性越好。第二章 汽车的燃油经济性1、汽车的燃油经济性：定义: 在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。意义：1）降低汽车的使用费用；2）降低CO2温室气体排放。前提：1）保证动力性；2）满足排放法规要求。2、车的燃油经济性的评价指标：一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量；一定燃油量能使汽车行驶的里程；速行驶百公里油耗：车在一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km

10、的燃油消耗量。3、燃油经济性的影响因素：行驶道路：城市、市郊、一般公路、高速公路等；交通状况：行人和车辆的密集程度；驶习惯：平均速度，加速度，制动减速度等；周围环境：气温，风，雨，雪等。4、经济性测定的试验方案：路上试验：a)不控制的路上试验工况：对上述因素均不加控制；b)控制的路上试验工况：维持上述一个或几个因素不变；c)路上的循环行驶试验工况。室内试验：汽车测功器：转鼓试验台上的循环试验工况。5、循环行驶试验工况1）定义：汽车完全按规定的车速-时间规范进行试验。规范中规定何时换档、何时制动以及行车的速度、加速度，制动减速度等。2）汽车测功器的循环试验工况：汽车测功器能模拟汽车滚动阻力、空气

11、阻力与加速阻力以模拟道路上的行驶工况。若气温也能控制，则室内汽车测功器能控制大部分的使用因素。3）优点：a)室内进行试验，不受外界天气条件的限制；b)试验条件能控制，周围环境影响修正系数可以减到最小。c) 可在不同气温条件下试验；d)便于控制行驶的状况，可采用符合实际的行驶循环；e)可以同时进行燃油经济性和排放测试；d)可采用各种测量油耗的方式，重量法，体积法等等。4）缺点：a）不易准确模拟道路上的滚动阻力与空气阻力，惯性阻力等。b）室内冷却风扇产生的冷却气流与道路行驶时的实际情况不一致。5）应用：循环工况多在室内试验；路上试验的为简单循环工况。6、影响汽车燃油经济性的因素：一）使用方面：（1

12、）行驶车速：汽车在接近于低速的中等车速时Qs最低，随车速增大Qs迅速增大。（2）档位选择：档位越低,后备功率越大,发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗越大。（3）挂车的应用：带挂车是提高运输生产率和降低成本，包括降低燃油消耗量。原因：一是阻力增加，发动机负荷率增加，燃油消耗率b下降；二是质量利用系数增加。（4）正确地保养与调整：汽车的保养与调整会影响到发动机的性能与汽车行驶阻力。二）汽车结构方面（1）缩减轿车总尺寸和减轻质量大型轿车费油原因：1）增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力；2）负荷率低。为减轻质量，轿车选用铝与复合材料的比例增加。（2）发动机：提高现有汽油发动机

13、的热效率与机械效率；扩大柴油机的应用范围；增压化；电控技术；（3）传动系：传动系的档位增加后，发动机处于经济工作状况的机会增加，提高燃油经济性 。无级变速器若能维持较高的机械效率，则燃油经济性显著提高。发动机的最经济工作工况：即确定“最小燃油消耗特性”和“无级变速器调速特性”。a）最小燃油消耗特性各个转速下负荷特性的包络线为发动机最低燃油消耗率曲线；据此可以找出发动机提供一定功率时的最经济工况（转速和负荷）；约90%的负荷率时，燃油消耗率最小。b)无级变速器调速特性根据发动机的“最小燃油消耗率特性”，可确定无级变速器的调节特性, 即传动比i、发动机转速n与汽车行驶速度之间关系。目前轿车上为自动

14、液力变速器，传动效率较低，燃油经济性有所下降。但起步平稳、操作简便、乘坐舒适性好。c）无级变速器提高燃油经济性措施：较大功率时功率分流，不经液力变矩器直接输出。锁止离合。手动变速器自动化。钢带式CVT等。双模式。（4） 汽车外形与轮胎：降低CD值是节约燃油的有效途径。子午线轮胎综合性能最好，滚动阻力小。7、新一代高效率节能汽车（1）当前汽车技术的发展动向：高效率、低排放、性能优、价格低。（2）技术策略：采用复合动力的电力驱动装置；制动能耗回收利用装置；大幅度降低汽车整备质量、滚动阻力系数、空气阻力系数及附属设备能耗等。（3）混合动力与传统发动机对比：传统汽车节气门开度小，负荷率低，燃油消耗率高

15、。混合动力汽车只需装备较小的发动机，且发动机可以常在高负荷、高效率下运转，燃油消耗率低。传统汽车发动机设计要考虑多方面的要求，要求的升功率高和很好的动态特性等。混合动力汽车中发动机不要求过高的升功率和很好的动态特性，可以按最好热效率原则设计。混合动力汽车在停车或低速滑行时可以关机。混合动力汽车起电动机能变作发电机工作，减速时可以将动能转化为电能储存。（4）燃料电池汽车优越性机械零件大大简化，无需常规发动机、传动系统等。洁净无污染，SOx、NO和PM接近零排放，无CO2。噪音低。能量转换效率高。模块化结构，方便配置。第三章 汽车动力装置参数的选定1、汽车选型和制定设计任务书时，需确定汽车动力装置

16、参数即发动机功率、传动系参数(包括最小、最大传动比、挡数和各挡传动比),还要考虑以下因素：汽车的动力性；汽车的燃油经济性；驾驶性的要求。2、发动机功率的选择根据最高车速初步选择发动机功率：最高车速也反映了加速性能和爬坡能力。(原因）根据汽车比功率确定发动机应有功率：汽车比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率，kW/t。3、对机械有级式变速器，设计中应确定最小传动比，最大传动比，变速器的档数，中间各档的传动比。汽车多以最高档行驶，即最小传动比档位。故最小传动比很重要。4、最小传动比选择1. 最小传动比：传动系的总传动比：1）普通变速器最高档是直接档, 则最小传动比为i02）若最高档不是直接档，则

17、最小传动比为i0ig选择原则：（讨论最小ig=1时i0的选择）满足动力性、经济性要求，兼顾驾驶性能。选择步骤：1）首先按照已知的功率平衡图，选使Uamax最大的i值。i01<i02<i03只有i02的阻力功率曲线正好与发动机功率曲线交在最大功率点。不可能达到；未充分利用功率,且Uamax1 ，Uamax3 都小于Uamax2。i02时，最高车速才是最大的。2）再按照后备功率（燃油经济性）来考虑。a) i01<i02时，发动机功率曲线在曲线2的右方，Up1 >Uamax1,后备功率小，动力性差。但功率利用率高，燃油经济性较好。b) i03>i02时，发动机功率曲线在

18、曲线2的左方，Up2 >Uamax2,后备功率大，动力性好。但功率利用率低，燃油经济性差。c)主传动比选择的变化趋势：过去考虑动力性，选择i0使Up=Uamax。现在考虑经济性因素，使UpUamax。3）再参考驾驶性能。a)驾驶性能：包括平稳性在内的加速性，系指动力装置的转矩响应、噪声和振动。b)影响因素：发动机排量；气缸数目；最小传动比（或最高档时n/ua）；传动系刚度。大排量、缸数多转矩响应较快、较平稳。前驱动汽车转矩响应较后驱动好。最小传动比(或n/ua)小，则加速性差；大则经济性差，噪声大.可根据最小允许的n/ua值选择最小传动比。5、传动系档数与各档传动比的选择传动系档数选择的

19、考虑因素：（1）档位数与动力性、燃油经济性关系（一二章）1）档位增多，改善了动力性；2）档位增多，改善了燃油经济性。（2）传动系结构因素：1）传动比<=1.71.8。传动比变化范围越大，则档位数越多。2）档位数超过五个（前进档）会使结构大为复杂。同时操纵机构也相应复杂。接2档或3档位的副变速器。越野汽车因要求多轴驱动，故采用分动器。 （3）考虑汽车类型的不同：1)使用条件不同，比功率、动力性、经济性也不同。2)各种车辆的使用特点及传动系档数各档传动比的确定原则（1）各档传动比大体按等比级数分配。等比分配的优点：1）充分利用发动机功率，提高汽车的动力性。2）换档过程中发动机总在n1n2内工

20、作，起步加速时操作方便。3）便于和副变速器结合构成更多档位的变速器。（2）各挡传动比并不正好相等。高档位传动比间隔小些。原因：各挡利用率差别很大，高档更常用。第四章 汽车的制动性1、汽车的制动性：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维持一定车速的能力，称为汽车的制动性。驻车制动性能：在一定坡道上长时间停车不动的驻车制动性能。2、制动性的三个评价指标：制动效能：制动距离与制动减速度。良好路面；一定车速。制动效能的恒定性：抗热衰退性能和抗水衰退性能。温度升高；涉水。制动时汽车的方向稳定性：汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。3、地面制动力影响因素：制动器内制动摩擦片与

21、制动鼓或制动盘间的摩擦力；轮胎与地面间的摩擦力附着力。4、制动器制动力：在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力。影响因素：由制动器结构参数决定，即取决于制动器的形式；结构尺寸；制动器摩擦副的摩擦因数；车轮半径；与制动踏板力成正比。5、地面制动力、制动器制动力与附着力的关系：（1）滚动：踏板力较小，车轮滚动，地面制动力等于制动器制动力，且随踏板力增长成正比例地增长。地面制动力不超过附着力。（2）抱死拖滑：车轮抱死拖滑时，制动器制动力由于制动器摩擦力矩的增长而仍按直线关系继续上升，地面制动力达到附着力后就不再上升。总之：汽车的制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的

22、限制。6、制动过程中轮胎印痕的变化（三个阶段）：1）印痕形状与轮胎花纹基本一致，接近单纯滚动。2）印痕中轮胎花纹可以辨认，但逐渐模糊。边滚边滑。3）粗黑的印痕，看不出花纹印痕。车轮被制动器抱住，完全拖滑。7、滑动率：，车轮中心的速度；没有地面制动力时车轮滚动半径；车轮的角速度8、制动力系数：地面制动力与垂直载荷之比。1）制动力系数曲线：OA段：随s增加而迅速增加。AB段：缓慢上升至最大值B点。制动力系数的最大值称为峰值附着系数。此时s=1520%。BC段：滑动率在增加，制动力系数有所下降。滑动附着系数：s=100%的制动力系数称为滑动附着系数。2）制动过程分析：OA段：滑动率大于零是由于轮胎的

23、半径变大。滚动半径与地面制动力成正比增大。AB段：A点以后，轮胎接地面积中出现局部滑动，增大速度减慢。BC段：由于摩擦副间的动摩擦因数小于静摩擦因数，故b在B点达最大之后又逐渐降低。3）侧向力系数：侧向力与垂直载荷之比。滑动率越低，同一侧偏角条件下的侧向力系数越大，即轮胎保持转向，防止侧滑的能力越大。4）制动力系数的影响因素：道路材料、路面状况、轮胎及车速。9、汽车制动时两种附着能力很小的危险情况：刚开始下雨，雨水与尘土、油污混合形成粘度高的水液膜，附着能力大为降低。高速行驶的汽车经过有积水层的路面，出现了滑水现象。当动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上而与路面毫不接触，直接接

24、触区、为过渡区不复存在，这就是滑水现象。滑水车速的影响因素：a) 水层深度超过沟槽深度时，可根据流体力学原理确定滑水车速。b)水层深度不超过沟槽深度时，与路面结构、水层深度、水液粘度和密度、轮胎充气压力、垂直载荷、花纹形式及轮胎磨损程度有关。10、制动效能的评定指标：制动距离；制动减速度制动距离：1）定义：汽车速度为u0时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停住为止所驶过的距离。2）影响因素：制动踏板力、路面附着条件、车辆载荷、发动机是否结合、制动器的热状况。制动减速度：1）定义：制动时车速对时间的导数，反映了地面制动力的大小。2）影响因素：制动器制动力（车轮滚动）、附着力（抱

25、死拖滑）。3）评价方法：平均减速度（我国）、充分发出的平均减速度。11、制动距离的分析定义：包括驾驶员见到信号后作出行动反应、制动器起作用、持续制动和放松制动四个阶段。制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。包括制动器起作用和持续制动两个阶段中汽车驶过的距离。 1)驾驶员反应时间：2)制动器的作用时间：3)持续制动时间：4)制动力的消除：计算：制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。包括制动器起作用阶段和持续制动阶段。影响因素：1)制动器起作用的时间:制动系的结构形式。2)最大制动减速度3)起始制动车速。12、制动效能的恒定性：（1）热衰退：1）定义：高速制动时，制动器温度也会很快上升

26、，致使摩擦力矩常会有显著下降，称为制动器的热衰退。2）影响因素：a)制动器摩擦副材料；b)制动器结构3）盘式制动器和鼓式制动器对比：稳定性好；反应时间短，不会因热膨胀而增加制动间隙。（2）水衰退：汽车涉水时，水进入制动器，短时间内制动效能的降低称为水衰退。要求能在短时间内恢复原制动效能。13、制动时汽车的方向稳定性汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力为制动时汽车的方向稳定性。包括制动跑偏、后轴侧滑和前轮失去转向能力。制动跑偏：制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。侧滑：侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。前轮失去转向能力：指弯道制动时汽车不再按原来的弯道行驶而沿

27、弯道切线方向驶出；直线行驶制动时，虽然转动转向盘但汽车仍按直线方向行驶的现象。14、汽车的制动跑偏原因：1）汽车左右车轮，特别是前轴左右车轮（转向轮）制动器的制动力不相等。2）悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）。15、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。前后轴车轮同时抱死或前轴车轮先抱死，后轴车轮再抱死或不抱死，则能防止后轴侧滑。不过前轴车轮抱死将失去转向能力。当起始车速大于某一值时，后轴侧滑才是危险的。低附着系数上制动，侧滑增加。制动时间增加。结论：1) 只有前轮抱死或前轮先抱死，汽车基本上沿直线向前行驶(减速停车)；汽车

28、处于稳定状态，但丧失转向能力。2)若后轮比前轮提前一定时间抱死，且车速超过某一数值，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。16、制动过程可能出现三种情况：1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑：稳定工况，但汽车丧失转向能力，附着条件没有充分利用。2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑：可能出现侧滑，不稳定工况，附着利用率也低。3）前后轮同时抱死拖滑：可以避免后轴侧滑，只有在最大制动强度下才使汽车失去转向能力，附着条件利用较好。前后轴制动器制动力分配的比例影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度。17、理想的前、后制动器制动力分配曲线（I曲线）定

29、义：制动时前、后车轮同时抱死，对附着条件的利用、制动时汽车的方向稳定性均较为有利，此时的前后轮制动力的关系曲线即是I曲线。前后车轮同时抱死时前、后车轮制动器制动力的关系曲线I曲线。作图法求I曲线：1）先按不同值划出第一式，得到一组45度的平行线。2）再对第二式按不同值，得到一组通过原点、不同斜率的直线。3）同一值对应的两直线的交点，便是满足两式的前后制动器制动力。4）不同值的两直线交点A,B,C,.连接起来，便得到I曲线。I曲线意义：1）I曲线是车轮同时抱死时的前后制动力分配曲线，也是前后附着力曲线。2）对于前后车轮不同时抱死，I曲线是车轮抱死后的前后制动力分配曲线。18、具有固定比值的前、后

30、制动力与同步附着系数（1）制动器制动力分配系数：前制动器制动力与汽车总制动力之比表示分配的比例，称为制动器制动力分配系数。（2）线：若用表示，则为一直线，斜率，这条直线称为实际前后制动器制动力分配线，简称线。（3）同步附着系数：定义：线与I曲线交点处的附着系数为同步附着系数，所对应的制动减速度为临界减速度。只有在同步附着系数路面上制动时才能使前后车轮同时抱死。19、定汽车制动过程分析1）两组线组f线组与r线组f线组：后轮没有抱死，在各种值路面上前轮抱死时的前后地面制动力关系曲线。r线组：前轮没有抱死，在各种值路面上后轮抱死时的前后地面制动力关系曲线。2）两线组分析对f曲线：制动时，前轮先抱死后

31、，Fxb1与Fxb2沿a,b,c,. 增加，最后与I曲线相交，此时后轮也抱死。I曲线以上部分无意义。对r曲线：后轮先抱死， Fxb1与Fxb2沿a,b,c.变化，最后与I曲线相交，此时前轮也抱死。I曲线以下部分无意义。3）利用线、I曲线、f与r线组分析制动过程：开始时，前、后制动器制动力按线上升；线与f线相交，前轮抱死；后轮地面制动力将沿f线变化，与I曲线相交，后轮抱死；线位于I曲线下方，制动时前轮先抱死。为稳定工况，但丧失转向能力。：开始时，前、后制动器制动力按线上升；线与r线相交，后轮开始抱死；沿r线变化；r线与I曲线相交，前、后轮均抱死；线位于I曲线上方，制动时后轮先抱死。易发生后轴侧滑

32、而使汽车失去方向稳定性。：制动时前后轮将同时抱死。稳定工况，但失去转向能力。20、利用附着系数1）定义：，：汽车第i轴产生的地面制动力；：地面对第i轴的法向反力。i越接近z（制动强度），附着条件发挥得越充分。2）利用附着系数曲线的分析a），前轮提前抱死，r曲线无意义。b），后轮提前抱死，f曲线无意义。总之，应选取在对角线上方的曲线作为汽车利用附着系数曲线。c）空车时，r曲线全在45度对角线上方，所以总是后轮先抱死，而且利用附着系数很大，远超过制动强度，制动力分配不合理。21、制动效率：车轮将要抱死时的制动强度与利用附着系数之比。22、对前、后制动器制动力分配的要求根据I线和线分析：1)为防止后

33、轴抱死侧滑，线应在I曲线下方；2)为减少前轮抱死而失去转向能力，提高附着率，线应靠近I曲线。 根据利用附着系数曲线图：1)为了防止后轮抱死，前轴利用附着系数应总在45度对角线上方；2)为提高制动效率，还应靠近对角线=z；23、变的前后制动器制动力的分配特性。1)为满足法规要求，应随制动强度、载荷等因素而改变，使之接近于I曲线。2)制动力分配曲线的设计，兼顾制动稳定性和最短制动距离，但优先稳定性。24、制动防抱死装置：ABS和TCS组成汽车统一的防滑控制体系。ABS控制过程：转速传感器将车轮旋转的信号传给ECU，ECU根据转速信号判断，发出指令送给液压调节器，调节制动管路压力，保证车轮不抱死。第

34、五章 汽车的操纵稳定性1、汽车的操纵稳定性：驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。决定高速汽车安全行驶的主要性能，“高速汽车的生命线”。2、汽车的操纵稳定性包含的内容（1）时域响应：汽车在转向盘输入或外界侧向干扰输入下的侧向运动响应。1）转向盘输入：a 角位移输入；b 力矩输入。2）外界侧向干扰输入：a 侧向风：b 路面不平产生的侧向力。直线行驶性能（侧向风稳定性和路面不平度稳定性）是汽车直线行驶时在外界侧向干扰下的时域响应。时域响应又可以分为：稳态响应：汽车等速直线行驶（稳态）时，给以转向盘

35、角阶跃输入，最终进入等速圆周行驶（稳态），即稳态转向特性。（转角）固定，随车速增加：i) R增大：不足转向；ii) R不变：中性转向；iii) R减小：过多转向。瞬态响应：等速直线行驶与等速圆周行驶之间的过渡过程。（2）频域响应：横摆角速度频率响应特性：转向盘正弦输入下，频率由0时，汽车横摆角速度与转向盘角的振幅比及相位差的变化特性。转向盘中间位置操纵稳定性：高速行驶时的操纵稳定性。（3）其他性能：典型行驶工况性能；极限行驶性能。3、汽车试验的两种评价方法（1）客观评价法：1）通过测试仪器测量；2）用表征性能的物理量评价操纵稳定性，如横摆角速度、侧向角速度、侧倾角及转向力等。（2）主观评价法：

36、1) 感觉评价；2) 按规定的项目和评分办法评分。4、轮胎的侧偏特性1）侧偏特性主要指侧偏力、回正力矩与侧偏角间的关系。2）侧偏角：轮胎接地印迹中心位移方向与X轴夹角。3）侧向力：由于路面的倾斜、侧向风或曲线行驶时的离心力作用，车轮中心沿Y轴作用有侧向力，相应地在地面上产生地面侧向反作用力FY，也称作侧偏力。4）侧偏现象：当车轮有侧向弹性时，即使侧偏力FY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，这就是轮胎的侧偏现象。5、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响轮胎应有较高的侧偏刚度以保证操纵稳定性。1）轮胎的尺寸、形式和结构参数：尺寸大，侧偏刚度高；子午线轮胎接地面宽，侧偏刚度高；钢

37、丝子午线轮胎比尼龙者高。2）扁平率H/B：扁平率愈小，刚度越大。3）垂直载荷：侧偏刚度随垂直载荷的增加而加大；垂直载荷过大时，与地面接触区的压力极不均匀，侧偏刚度减小。4）充气压力：随气压增大，侧偏刚度加大；过高后不再变化。5）行驶车速对侧偏刚度影响很小。6）切向反作用力：驱动力增加，侧偏力减小。驱动力相当大时，侧偏力显著下降，因此时接近附着极限。制动力类似。7）路面及其粗糙程度、干湿状况对侧偏特性，尤其是最大侧偏力有很大影响。“滑水现象”，车速较高时完全丧失侧偏力。6、回正力矩1）定义：轮胎发生侧偏时，会产生绕Oz轴的力矩TZ，是使转向车轮恢复到直线行驶位置的主要恢复力矩之一，称为回正力矩。

38、2）产生：是由接地面内分布的侧向反力产生。微元侧向反作用力与变形成正比。其合力Fy作用点偏离几何中心。FYe即回正力矩。3）影响因素侧偏角：0=46，随增加而增加；然后下降；=1016, Tz降为0； 继续上升，Tz为负值。轮胎形式及结构参数。同样侧偏角下，尺寸大的轮胎回正力矩大；子午线轮胎比斜交轮胎大。轮胎气压低，接地印迹长，轮胎拖矩大，回正力矩大。切向反作用力：随驱动力增加，回正力矩先增加后下降；随制动力增加，回正力矩不断减小直至负值。7、有外倾角时轮胎的滚动：轮胎特性参数的正负关系：正侧偏角对应负侧偏力与正回正力矩；正外倾角对应负侧向力与负回正力矩。8、线性二自由度汽车模型简化为两轮摩托

39、车模型，具有侧向和横摆两自由度。前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态响应：评价稳态响应，称稳态横摆角速度增益，或转向灵敏度。稳态响应的三种类型 称为稳定性因数1）中性转向（K=0）极低车速而无侧偏角时的转向关系。2）不足转向（K>0）：K越大，曲线越低，不足转向量越大，特征车速越低。3）过多转向（K<0）：临界车速时汽车失去稳定性。几个表征稳态相应的参数：1）前、后轮侧偏角绝对值之差时，K>0，为不足转向；时，K=0，为中性转向 ；时，K<0，为过多转向2）转向半径比R/R0K=0，R/R0=1，中性转向，半径不随车速发生变化；K>0，R/R0>1，不足转向，R&

40、gt;R0，且随车速增加而增加；K<0，R/R0<1，过多转向,R<R0 ，且随车速增加而减小。3)静态储备系数S.M.S.M=0, a=a,中性转向；S.M>0, a>a, ,不足转向；S.M<0, a<a, ，过多转向。9、线性二自由度汽车横摆角速度频率响应特性（1）定义：对线性系统,输出、输入的幅值比是频率f的函数，称为幅频特性。反映驾驶员以不同频率输入指令时，汽车执行指令失真的程度。相位差是频率f的函数，即为相频特性。反映汽车横摆角速度滞后于转向盘转角的失真程度。两者统称为频率特性。（2）要求：幅频特性曲线平坦，共振频率高；相位差小，保证汽车有

41、快速灵活的反应（3）频率特性意义：幅频特性反映了驾驶员以不同频率输入指令时，汽车执行驾驶员指令失真的程度。相频特性反映了汽车横摆角速度滞后于转向盘转角的失真程度。（4）频率特性的评价1）稳态增益：频率为零时的幅值比a；2）共振峰频率fr；3）共振幅值比b，应小些。4）0.1Hz时的相位滞后角f=0.1，代表缓慢转动转向盘时响应。5）0.6Hz时的相位滞后角f=0.6 ，代表较快转动转向盘时响应。10、汽车操纵稳定性与悬架的关系 悬架上的车厢发生倾侧，前悬架导向杆系和转向系的运动及变形，前车轮平面发生小角度转动；后轮同样。称为倾侧转向与变形转向。前、后轮总倾侧角包括：1）考虑垂直载荷与外倾角变动

42、等因素的弹性侧偏角；2）倾侧转向角；3）变形倾侧角侧倾中心：车厢相对地面转动时的瞬时轴线称为车厢侧倾轴线。该轴线通过车厢在前、后轴处横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时中心称为侧倾中心。悬架的侧倾角刚度指侧倾时单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性回复力偶矩。悬架总刚度为前后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。在侧向力作用下车厢发生侧倾，引起1）前转向轮绕主销、2）后轮绕垂直于地面轴线的转动，称为侧倾转向。悬架导向杆系各元件在各种力、力矩作用下发生的变形引起的车轮绕主销或垂直于地面轴线的转动，称为变形转向。11、汽车操纵稳定性与转向系关系 不同工况下对操纵稳定性的要求1）低车速、低侧向加速度下，应具有适度的转向盘力与转向盘总回转角，应有良好的回正性能。2）高车速、转向盘小角度、低侧向加速度范围内，汽车应具有良好的横摆角速度频率特性、直线行驶能力与回正性能。汽车还应有良好的转向盘力特性。3）中、高侧向加速度曲线行驶时，转向盘力与侧向加速度成正比。12、汽车操纵稳定性与传动系关系 驱动力增加前驱动汽车的不足转向趋势。制动时，1、2、3项将使汽车有增加过多转向的趋势，发生“卷入”现象。后驱动汽车制动力增大后轴侧偏角，产生过多转向趋势，也有“卷入”现象。可以通过自动变速器、有限差速作用差速器和悬架设计来减少消除卷入现