大学汽车理论期中期末考试试题及答案

汽车理论期末考试复习题和答案

一、填空题

1、汽车动力性主要由最高车速、加速时间和最大爬坡度三方面指标来评定。

2、汽车加速时间包括原地起步加速时间和超车加速时间。

3、汽车附着力决定于地面负着系数及地面作用于驱动轮的法向反力。

4、我国一般要求越野车的最大爬坡度不小于60%。

5、汽车行驶阻力主要包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。

6、传动系损失主要包括机械损失和液力损失。

7、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率就越小，燃油消耗率越大。

8、在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位是L/100KM，而在美国燃油经济性指标的单位是mile/USgal。

9、汽车带挂车后省油的原因主要有两个，一是增加了发动机的负荷率，二是增大了汽车列车的利用质量系数。

10、制动性能的评价指标主要包括制动效能、制动效能恒定性和制动时方向的稳定性。

11、评定制动效能的指标是制动距离和制动减速度。

12、间隙失效可分为顶起失效、触头失效和托尾失效。

12、车身-车轮二自由度汽车模型，车身固有频率为2.5Hz，驶在波长为6米的水泥路面上，能引起车身共振的车速为54km/h。

13、在相同路面与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越高，后备功率越小，发动机的负荷率就越高，燃油消耗率越低。

14、某车其制动器制动力分配系数β=0.6，若总制动器制动力为20000N，则其前制动器制动力为1200N。

15、若前轴利用附着系数在后轴利用附着系数之上，则制动时总是前轮先抱死。

16、汽车稳态转向特性分为不足转向、中心转向和过多转向。转向盘力随汽车运动状态而变化的规律称为转向盘角阶段输入。

17、对于前后、左右和垂直三个方向的振动，人体对前后左右方向的振动最为敏感。

18、在ESP系统中，当出现向左转向不足时，通常将左前轮进行制动；而当出现向右转向过度时，通常将进行制动。

19、由于汽车与地面间隙不足而被地面托起、无法通过，称为间隙失效。

20、在接地压力不变的情况下，在增加履带长度和增加履带宽度两个方法中，更能减小压实阻力的是增加履带长度。

21、对于具有弹性的车轮，在侧向力未达到地面附着极限的情况下，车轮行驶方向依然会偏离其中心平面的现象称为轮胎的侧偏现象。

22、车辆土壤推力与土壤阻力之差称为挂钩牵引力。

二、选择题

1、评价汽车动力性的指标是（C）

A、最高车速、最大功率、加速时间

B、最高车速、最大功率、最大扭矩

C 、最高车速、加速时间、最大爬坡度

D 、最大功率、最高车速、最大爬坡度 2、同一辆汽车，其车速增加一倍，其空气阻力提高（D ）。 A 、1倍B 、2倍C 、3倍D 、4倍 3、汽车行驶的道路阻力包括（A ）

A 、滚动阻力+坡度阻力

B 、滚动阻力+空气阻力

C 、空气阻力+坡度阻力

D 、空气阻力+加速阻力 4、下列关于改善燃油经济性说法错误的是（B ）

A 、缩减汽车总尺寸

B 、减少档位数

C 、降低汽车总质量

D 、尽量使用高档 5、峰值附着系数对应的滑动率一般出现在（C ）。

A 、1.5%~2%

B 、5%~10%

C 、15%~20%

D 、20%~30% 6、最大传动比选择时，应主要考虑以下三方面的问题（C ）

A 、最大爬坡度、最大加速度、最高车速

B 、最大爬坡度、燃油经济性、附着率

C 、最大爬坡度、附着率、最低稳定车速

D 、附着率、最低稳定车速、燃油经济性 7、最大地面制动力取决于（A ）。

A 、制动器制动力

B 、附着率

C 、附着力

D 、滑动率 8、在下列制动器中，制动效能稳定性最差的是（D ）。

A 、盘式制动器

B 、领从蹄式制动器

C 、双领蹄式制动器

D 、自增力式制动器 9、在下列制动器中，制动效能稳定性最好的是（A ）。

A 、盘式制动器

B 、领从蹄式制动器

C 、双领蹄式制动器

D 、自增力式制动器

10、前、后制动器制动力具有固定比值的汽车，在同步附着系数路面上制动时，将出现（B ）。 A 、前轮抱死，后轮不抱死 B 、前后轮同时抱死

C 、前轮先抱死，再后轮抱死

D 、后轮先抱死，再前轮抱死

11、下列哪种情况会引起过多转向（B ）。A 、稳定因素K>0 B 、前后轮侧偏角绝对值之差0)(21<-ααC 、转向半径比R/R 0=1 D 、静态储备系数S.M.>0

12、人体对垂直方向上的振动最敏感的频率范围是（D ）A 、2~5Hz B 、12~18.5HzC 、20~24Hz D 、4~12.5Hz

13、下列哪种情况会引起不足转向（A ）。 A 、稳定因素K>0 B 、前后轮侧偏角绝对值之差0)(21<-αα

C 、转向半径比R/R 0=1

D 、静态储备系数S.M.<0 14、当汽车制动抱死时，下列说法错误的是（D ）

A 、当前轮抱死时，汽车将失去转向能力。

B 、当后轮先抱死时，汽车可能出现侧滑甩尾现象。

C 、当车轮抱死时，汽车的制动效能将很低。

D 、当前、后轮同时抱死时，汽车将出现急转现象。 15、汽车转弯时的“卷入”现象是指（A ）。

A 、前驱汽车加速转向过程中突然松油门而出现的过多转向特性

B 、前驱汽车加速转向过程中突然松油门而出现的不足转向特性

C 、前驱汽车转向过程中制动而出现的转向不足特性

D 、后驱汽车转向过程中加速而出现的过多转向特性 16、下列方法中可以提高轮胎侧偏刚度的是（A ）

A 、提高胎压

B 、大的H/B

C 、减小垂直载荷

D 、加大驱动力 17、汽车侧滑的原因是（B ）

A 、悬架运动不协调

B 、车轮抱死

C 、左右轮制动力不相等

D 、制动管路泄露

三、名词解释 1、坡度阻力与道路阻力:汽车重力沿坡道的奋力;滚动阻力与坡道阻力均与道路有关且以车重成正比,两种阻力合在一起称为道路阻力. 2、等速百公里油耗:汽车在一定的载荷下,以最高档位在水平良好路面等速行驶100KM 所消耗燃油量 3、动力因素:汽车驱动力减去空气阻力与车重的比值 4、后备功率: 5、制动力系数与侧向力系数:地面(侧向力)制动力与垂直载荷之比; 6、制动效率与利用附着系数:车轮不锁死的最大制动强度与车轮和地面间附着系数的比值;制动强度为Z 时汽车第i 轴产生的地面制动力与地面对第i 轴的法向反力的比值

7、制动器抗热衰退性与抗水衰退性:汽车高速制动或长坡连续制动,制动效能的保持程度;汽车涉水行驶后,连续制动保证制动效能恒定的程度

8、制动器制动力分配系数:对于前后制动器制动力之比为固定值的汽车其前制动器制动力与汽车总制动力之比

9、接近角与离去角:汽车满载静止时,前端突出点(后端)向前轮(后轮)所引切线与地面夹角; 10、牵引系数与牵引效率:单位车重的挂钩牵引力;驱动车轮输出功率与输入功率之比 11、附着力与附着率:地面对车轮胎切向反作用力的极限值;地面切向反力与法向反力比值 12、同步附着系数:β曲线与I 曲线交点处的附着系数 13、滑水现象:在某一车速下,在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷,轮胎将完全漂浮于水面上与路面毫无接触.

14、制动跑偏与制动侧滑:制动时汽车制动向左或向右偏驶;制动时汽车某一轴或两轴发生横向移动 15、滑动率与制动力系数:汽车的实际车速减去轮速与汽车车速之比

四、简答题

1、滚动阻力与哪些因素有关？答：与路面种类、行驶车速及轮胎构造、材料、气压等有关

2、在高速路上行驶时，轮胎气压高些好还是低些好？为什么？若在松软的沙土路面或雪面上又如何？答：气压高好,因为气压高轮胎与地面接触时变形角产生的迟滞损失小驱动力小更经济。气压低好，轮胎与地面变形大，增大接触面积动力增大，利于通过。

3、为追求高的动力性，应如何换档？若追求低油耗，又该如何换档？

4、在设计传动系各档传动比时，应遵循怎样的基本原则？变速器各挡传动比基本按等比级数分配1）发动机工作范围都相同，加速时便于操纵；2）各挡工作所对应的发动机功率都较大，有利于汽车动力性；3）便于和副变速器结合，构成更多挡位的变速器。

5、为降低空气阻力可采取哪些措施？

6、从保证制动时方向稳定性出发，对制动系的要求是？制动时汽车按给定路径行驶的能力。在制动中不发生跑偏、侧滑或失去转向能力的性能。

7、汽车的稳态转向特性分为哪三种类型？一般汽车应具有什么样的转向特性？答：不足转向,中性

)

(1

w f

T e P P P +η—

转向,过多转向；.

8、汽车满载和空载时是否具有相同的操纵稳定性？答：不是。空载时的汽车M小于满载的，即满载的K更大操纵稳定性更好。

9、车辆稳定性控制系统（VSC）的控制原理是什么？

答：在大侧向加速度，大侧偏角的极限情况下工作，利用左，右两侧制动力之差产生的横摆力偶矩来防止出现难以控制的侧滑现象。

10、在制动过程中，若只有前轮抱死或前轮先抱死，会出现什么情况？如果只有后轴抱死或后轴先抱死又如何？最理想的制动情况是？答：在制动过程中，只有前轮抱死或者前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶（减速停车），处于稳定状态；如果只有后轴抱死或者后轴先抱死且车速超过一定值时，汽车在轻微侧向力作用下就会发生侧滑（防止任何车轮抱死，前后车轮都处于滚动状态）。

11、纵向通过角和最小离地间隙对汽车通过性有何影响？答：纵向通过角与最小离地间隙越大，顶起失效的可能性越小，汽车的通过行越好。

12、横向稳定杆起什么作用?其装在前悬架与后悬架效果有何不同?答：增大悬架抗侧倾能力，在前增大不足转向，在后减小不足转向。

一、填空题

1、汽车动力性主要由、和三方面指标来评定。

2、汽车加速时间包括加速时间和加速时间。

3、汽车附着力决定于地面系数及地面作用于驱动轮的反力。

4、我国一般要求越野车的最大爬坡度不小于%。

5、汽车行驶阻力主要包括、、和加速阻力。

6、传动系损失主要包括和。

7、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越低，后备功率越，发动机的负荷率就越，燃油消耗率越。

8、在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位是，而在美国燃油经济性指标的单位是。

9、汽车带挂车后省油的原因主要有两个，一是增加了发动机的，二是增大了汽车列车的。

10、制动性能的评价指标主要包括、和制动时方向的稳定性。

11、评定制动效能的指标是和。

12、间隙失效可分为顶起失效、和。

7、车身-车轮二自由度汽车模型，车身固有频率为2.5Hz，驶在波长为6米的水泥路面上，能引起车身共振的车速为km/h。

13、在相同路面与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越高，后备功率越，发动机的负荷率就越，燃油消耗率越。

14、某车其制动器制动力分配系数β=0.6，若总制动器制动力为20000N，则其前制动器制动力为N。

15、若前轴利用附着系数在后轴利用附着系数之上，则制动时总是先抱死。

16、汽车稳态转向特性分为、和。

转向盘力随汽车运动状态而变化的规律称为。

17、对于前后、左右和垂直三个方向的振动，人体对方向的振动最为敏感。

18、在ESP系统中，当出现向左转向不足时，通常将进行制动；而当出现向右转向过度时，通常将进行制动。

19、由于汽车与地面间隙不足而被地面托起、无法通过，称为失效。

20、在接地压力不变的情况下，在增加履带长度和增加履带宽度两个方法中，更

能减小压实阻力的是。

21、对于具有弹性的车轮，在侧向力未达到地面附着极限的情况下，车轮行驶方向依然会偏离其中心平面的现象称为轮胎的。

22、车辆土壤推力与土壤阻力之差称为。

二、填空题

1、评价汽车动力性的指标是（）

A、最高车速、最大功率、加速时间

B、最高车速、最大功率、最大扭矩

C、最高车速、加速时间、最大爬坡度

D、最大功率、最高车速、最大爬坡度

2、同一辆汽车，其车速增加一倍，其空气阻力提高（）。

A、1倍

B、2倍

C、3倍

D、4倍

3、汽车行驶的道路阻力包括（）

A、滚动阻力+坡度阻力

B、滚动阻力+空气阻力

C、空气阻力+坡度阻力

D、空气阻力+加速阻力

4、下列关于改善燃油经济性说法错误的是（）

A、缩减汽车总尺寸

B、减少档位数

C、降低汽车总质量

D、尽量使用高档

5、峰值附着系数对应的滑动率一般出现在（）。

A、1.5%~2%

B、5%~10%

C、15%~20%

D、20%~30%

6、最大传动比选择时，应主要考虑以下三方面的问题（）

A、最大爬坡度、最大加速度、最高车速

B、最大爬坡度、燃油经济性、附着率

C、最大爬坡度、附着率、最低稳定车速

D、附着率、最低稳定车速、燃油经济性

7、最大地面制动力取决于（）。

A、制动器制动力

B、附着率

C、附着力

D、滑动率

8、在下列制动器中，制动效能稳定性最差的是（）。

A、盘式制动器

B、领从蹄式制动器

C、双领蹄式制动器

D、自增力式制动器

9、在下列制动器中，制动效能稳定性最好的是（）。

A 、盘式制动器

B 、领从蹄式制动器

C 、双领蹄式制动器

D 、自增力式制动器

10、前、后制动器制动力具有固定比值的汽车，在同步附着系数路面上制动时，将出现（ ）。

A 、前轮抱死，后轮不抱死

B 、前后轮同时抱死

C 、前轮先抱死，再后轮抱死

D 、后轮先抱死，再前轮抱死 11、下列哪种情况会引起过多转向（ ）。

A 、稳定因素K>0

B 、前后轮侧偏角绝对值之差0)(21<-αα

C 、转向半径比R/R 0=1

D 、静态储备系数S.M.>0 12、人体对垂直方向上的振动最敏感的频率范围是（ ）

A 、2~5Hz

B 、12~18.5Hz

C 、20~24Hz

D 、4~12.5Hz 13、下列哪种情况会引起不足转向（ ）。

A 、稳定因素K>0

B 、前后轮侧偏角绝对值之差0)(21<-αα

C 、转向半径比R/R 0=1

D 、静态储备系数S.M.<0 14、当汽车制动抱死时，下列说法错误的是（ ） A 、当前轮抱死时，汽车将失去转向能力。 B 、当后轮先抱死时，汽车可能出现侧滑甩尾现象。 C 、当车轮抱死时，汽车的制动效能将很低。 D 、当前、后轮同时抱死时，汽车将出现急转现象。 15、汽车转弯时的“卷入”现象是指（ ）。

A 、前驱汽车加速转向过程中突然松油门而出现的过多转向特性

B 、前驱汽车加速转向过程中突然松油门而出现的不足转向特性

C 、前驱汽车转向过程中制动而出现的转向不足特性

D 、后驱汽车转向过程中加速而出现的过多转向特性 16、下列方法中可以提高轮胎侧偏刚度的是（ ） A 、提高胎压 B 、大的H/B C 、减小垂直载荷 D 、加大驱动力 17、汽车侧滑的原因是（ ）

A 、悬架运动不协调

B 、车轮抱死

C 、左右轮制动力不相等

D 、制动管路泄露

三、名词解释

1、坡度阻力与道路阻力

2、等速百公里油耗

3、动力因素

4、后备功率

5、制动力系数与侧向力系数

6、制动效率与利用附着系数

7、制动器抗热衰退性与抗水衰退性

8、制动器制动力分配系数

8、接近角与离去角

10、牵引系数与牵引效率

11、附着力与附着率

12、同步附着系数

13、滑水现象

14、制动跑偏与制动侧滑

15、滑动率与制动力系数

四、简答题

1、滚动阻力与哪些因素有关？

2、在高速路上行驶时，轮胎气压高些好还是低些好？为什么？若在松软的沙土路面或雪面上又如何？

3、为追求高的动力性，应如何换档？若追求低油耗，又该如何换档？

4、在设计传动系各档传动比时，应遵循怎样的基本原则？

5、为降低空气阻力可采取哪些措施？

6、从保证制动时方向稳定性出发，对制动系的要求是？

7、汽车的稳态转向特性分为哪三种类型？一般汽车应具有什么样的转向特性？

8、汽车满载和空载时是否具有相同的操纵稳定性？

9、车辆稳定性控制系统（VSC）的控制原理是什么？

10、在制动过程中，若只有前轮抱死或前轮先抱死，会出现什么情况？如果只有后轴抱死或后轴先抱死又如何？最理想的制动情况是？

11、纵向通过角和最小离地间隙对汽车通过性有何影响？

12、横向稳定杆起什么作用?其装在前悬架与后悬架效果有何不同?

五、计算题

1、已知某汽车的总质量m=3000kg ，C D =0.75，A=3m 2，旋转质量换算系数δ=1.06，坡度角α=5°，f=0.015，车轮半径r=0.367m ，传动系机械效率η=0.85，加速度du/dt=0.25m/s 2，u a =30km/h ，计算汽车克服各种阻力所需要的发动机输出功率？(g=9.81m/s 2)。

2、设一F.F 驱动轿车轴距L=2.6m ，质心高度h g =0.57m ，其前轴负荷为总重的61.5%。确定其在?=0.2和?=0.7路面上所能达到的极限最高车速与极限最大爬坡度及极限最大加速度（在求最大爬坡度和最大加速度时可设F W =0）。其它有关参数为：m=1600kg ，C D =0.45，A=2m 2，f=0.02，δ=1。

3、已知某车总质量为m=2000kg ，L=4m （轴距），质心离前轴的距离为a=2.5m ，离后轴的距离为b=1.5m ，质心高度h g =0.6m ，在坡度i=3.5%的良好路面上下坡时，求前后轴的轴荷分配系数（注：前轴荷分配系数m f1=F z1/F z ，后轴为m f2=F z2/F z ）。

4、设车身—车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f 0=2Hz ，行驶在波长λ=5m 的水泥接缝路面上，求引起车身共振时的车速u 。若该车车轮部分的固有频率f 1=10Hz ，在砂石路上常用的车速为30km/h ，问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路波长λ=？

5、已知某型货车满载时有关参数如下：总质量m=9290kg ，质心高度h g =1.17m ，轴距L=3.95m ，质心到前轴距离a=2.95m ，制动力分配系数β=0.38。

1)求前后轴利用附着系数表达式（制动强度z 的函数），并求出同步附着系数； 2)求当行驶车速u=30km/h ，在?=0.8的路面上车轮不抱死的制动距离。（计算时取制动系反应时间τ

1=0.02s

，制动持续时间τ2=0.2s ，制动距离

m a x

2

2192.25)2(6.31a u u s +

+=ττ）

一、概念解释 １汽车使用性能

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。

2 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。也就

是说，滚动阻力等于汽车滚动阻力系数与车轮负荷的乘积，即r T fW F f

f =

=。其中：f 是滚动阻力系数，f

F 是滚动阻力，W 是车轮负荷，r 是车轮滚动半径，f

T 地面对车轮的滚动阻力偶矩。

3 驱动力与（车轮）制动力

汽车驱动力t F 是发动机曲轴输出转矩经离合器、变速器（包括分动器）、传动轴、主减速器、差速器、半轴（及轮边减速器）传递至车轮作用于路面的力0F ，而由路面产生作用于车轮圆周上切向反作用力t F 。习惯将t F 称为汽车驱动力。如果忽略轮胎和地面的变形，则r T F t

t =

，T g tq t i i T T η0=。式中，t T 为传输至驱动轮圆周的

转矩；r 为车轮半径；tq

T 为汽车发动机输出转矩；g i

为变速器传动比；0i 主减速器传动比；T η为汽车传动系机

械效率。

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b F 。制动器制动力

μ

F 等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力

r

T F /μμ＝。式中：μT

是车轮制动器摩擦副的摩擦

力矩。从力矩平衡可得地面制动力b F 为?μ≤F r T F b /＝。地面制动力b F 是使汽车减速的外力。它不但与制动器

制动力

μ

F 有关，而且还受地面附着力

?

F 的制约。

4 汽车驱动与附着条件

汽车动力性分析是从汽车最大发挥其驱动能力出发，要求汽车有足够的驱动力，以便汽车能够充分地加速、爬坡和实现最高车速。实际上，轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当车轮驱动力t F 超过某值（附着力?

F ）

时，车轮就会滑转。因此, 汽车的驱动－附着条件，即汽车行驶的约束条件（必要充分条件）为

?

F F F F F t w i f ≤≤++，其中附着力

z

F F ??=，式中，z F 接触面对车轮的法向反作用力；?为滑动附着系数。

轿车发动机的后备功率较大。当

?

F F t ≥时，车轮将发生滑转现象。驱动轮发生滑转时，车轮印迹将形成类似

制动拖滑的连续或间断的黑色胎印。

5 汽车动力性及评价指标

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。汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。

6 附着椭圆

汽车运动时，在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。一些试验结果曲线表明，一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。当驱动力相当大时，侧偏力显著下降，因为此时接近附着极限，切向力已耗去大部分附着力，而侧向能利用的附着力很少。作用有制动力时，侧偏力也有相似的变化。驱动力或制动力在不通侧偏角条件下的曲线包络线接近于椭圆，一般称为附着椭圆。它确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限值。 7 临界车速

当稳定性因素0

S r －???

δω曲线向

上弯曲。K 值越小(即K 的绝对值越大)，过度转向量越大。当车速为

K u cr 1

－

=时，∞

→???δωr 。cr u 称为临界

车速，是表征过度转向量的一个参数。临界车速越低，过度转向量越大。过度转向汽车达到临界车速时将失去稳定性。因为δω/r 趋于无穷大时，只要极其微小的前轮转角便会产生极大的横摆角速度。这意味着汽车的转向半径R 极小，汽车发生激转而侧滑或翻车。

8 滑移（动）率

仔细观察汽车的制动过程，就会发现轮胎胎面在地面上的印迹从滚动到抱死是一个逐渐变化的过程。轮胎印迹的变化基本上可分为三个阶段：第一阶段，轮胎的印迹与轮胎的花纹基本一致，车轮近似为单纯滚动状态，车轮中心速度w u 与车轮角速度w ω存在关系式w w r u ω≈；在第二阶段内，花纹逐渐模糊，但是花纹仍可辨别。此时，轮胎除了滚动之外，胎面和地面之间的滑动成份逐渐增加，车轮处于边滚边滑的状态。这时，车轮中心速度w u 与车轮角速度w ω的关系为w w r u ω>，且随着制动强度的增加滑移成份越来越大，即w w r u ω>>；在第三阶段，车轮被完全抱死而拖滑，轮胎在地面上形成粗黑的拖痕，此时0=w ω。随着制动强度的增加，车轮的滚动成份逐渐减少，滑动成份越来越多。一般用滑动率s 描述制动过程中轮胎滑移成份的多少，即

%100?-=

w

w

w u r u s ω滑动率s 的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动率越大，滑动成份越多。一般将地

面制动力与地面法向反作用力z F （平直道路为垂直载荷）之比成为制动力系数b ?。 9 同步附着系数

两轴汽车的前、后制动器制动力的比值一般为固定的常数。通常用前制动器制动力对汽车总制动器制动力之比来表明分配比例，即制动器制动力分配系数β。它是前、后制动器制动力的实际分配线，简称为β线。β

线通过坐标原点，其斜率为

ββ

θ-=

1tg 。具有固定的β线与I 线的交点处的附着系数0?,被称为同步附着系数，

见下图。它表示具有固定β线的汽车只能在一种路面上实现前、后轮同时抱死。同步附着系数是由汽车结构参数决定的，它是反应汽车制动性能的一个参数。

同步附着系数说明，前后制动器制动力为固定比值的汽车，只能在一种路面上，即在同步附着系数的路面上才能保证前后轮同时抱死。[返回一] 10 制动距离

制动距离S 是指汽车以给定的初速0a u ，从踩到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。

]

I 曲线和β曲线

11 汽车动力因数

由汽车行驶方程式可导出

dt du g dt du g i f dt du G m G F F G F F D f i w t δψδδ+

=++=++=-=)( 则D 被定义为汽车动力因数。以D 为纵坐标，汽车车速a u 为横坐标绘制不同档位的a u D －的关系曲线图，即汽车动力特性图。 12 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。

13 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。汽车等速圆周行驶，即汽车转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应，在实际行驶中不常出现，但却是表征汽车操纵稳定性的一个重要的时域响应，称为汽车稳态转向特性。汽车稳态转向特性分为不足转向、中性转向和过度转向三种类型。

14 汽车前或后轮（总）侧偏角

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Y 轴方向将作用有侧向力

y

F ，在地面上产生相应的地面侧向反作用力Y F ，Y F 也称为侧偏力。轮胎的侧偏现象，是指当车轮有侧向弹

性时，即使Y F 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，即车轮行驶方向与车轮平面的夹角。

二、写出表达式、画图、计算，并简单说明（选择其中4道题，计２０分） 1 写出带结构和使用参数的汽车功率平衡方程式（注意符号及说明）。

()

)3600761403600sin 3600cos (11

3

dt du mu Au C Gu Gfu P P P P

P a a

D a a t j w i f

t

e δααηη+++=+++=

式中：t F －驱动力；

f

F －滚动阻力；w F －空气阻力；i F －坡道阻力；

j

F －加速阻力；

tq

T －发动机输出转矩；

0i －主传动器传动比；k i －变速器k 档传动比；t η－传动系机械效率；m －汽车总质量；g －重力加速度；f －滚动阻力系数；α－坡度角；D C －空气阻力系数；A －汽车迎风面积；a u －汽车车速；δ－旋转质量换算

系数；dt du

－加速度。

2 写出ｎ档变速器ｍ档传动比表达式（注意符号及说明）。

,,,,,,,1,543242341441

413223451

1

g g i i i i i i i q q i q i q i q i i n g g g g g g g g g g ====?======则且若

3 画图并叙述地面制动力、制动器制动力、附着力三者之间的关系。 ① 当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力

=μF ,若忽略其它阻力，地面制动力

0＝xb F ，当?F F xb ≤（?F 为地面附着力）时，μF F xb =； ②当?

F F xb =max 时

μ

F F xb =，且地面制动力xb F 达到最大值max xb F ,即

?

F F xb =max ；

③当

?

μF F >时,

?

F F xb =,随着

μ

F 的增加，xb F 不再增加。

?

F

μ

xb N

f

F

4 简述利用图解计算等速燃料消耗量的步骤。

已知(ei n ,i P ,ei g ),=i 1,2,……,n ,以及汽车的有关结构参数和道路条件(

r

f 和i )，求作出)

(a S

u f Q =等速油耗曲

线。根据给定的各个转速e n 和不同功率下的比油耗e g 值,采用拟合的方法求得拟合公式)

,(2e e n P f g =。

1) 由公式

0377

.0i i r

n u k e a =

计算找出a u 和e n 对应的点(1n ,1a u ),(2n ,2a u ),......,(m n ,am u )。 2) 分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率r P 和w P 。

360015.2136003

?=

=a D a w w Au C u F P

αcos 36003600r a a r r Gf u

u F P ==

3) 求出发动机为克服此阻力消耗功率e P 。 4) 由e n 和对应的e P ,从)

,(2e e n P f g =

计算e g 。

5) 计算出对应的百公里油耗S Q 为

γ

a e e S u g P Q 02.1=

6) 选取一系列转速1n ，2n ，3n ，4n ，......，m n ,找出对应车速1a u ，2a u ，3a u ，4a u ，……，am u 。据此计算出Sm S S S S Q Q Q Q Q ,,,,,4321 。

把这些S Q －a u 的点连成线, 即为汽车在一定档位下的等速油耗曲线,为计算方便,计算过程列于表3-7。

等速油耗计算方法

5 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。

利用功率平衡图可求汽车良好平直路面上的最高车速max a u ，在该平衡点，发动机输出功率与常见阻力功率相等，发动机处于100%负荷率状态。另外，通过功率平衡图也可容易地分析在不同档位和不同车速条件下汽

车发动机功率的利用情况。

汽车在良好平直的路面上以等速3a u 行驶，此时阻力功率为t

w

f P P η+,发动机功率克服常见阻力功率后的剩

余功率=s P )(1

w f T

e P P P +η-

,该剩余功率s P 被称为后备功率。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3a u 行驶，必需减少加速踏板行程，使得功率曲线为图中虚线，即在部分负荷下工作。另外，当汽车速度为1a u 和2a u 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。利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。功率平衡图也可用于分析汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽车的燃油经济性。后备功率越小，汽车燃料经济性就越好。通常后备功率约10％～20％时，汽车燃料经济性最好。但后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。

6 可以用不同的方法绘制I 曲线，写出这些方法所涉及的力学方程或方程组。

①如已知汽车轴距L 、质心高度

g

h 、总质量m 、质心的位臵2L (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

??

?????????? ??+-+=121

2222421μμμF h mgL F mg L

h L h mg F g g g

绘制I 曲线。

②根据方程组??

???-+===+g g z z h L h L F F F F

mg

F F ???μμμμ12212121也可直接绘制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。

③利用f 线组

g

xb g

g

xb h mgL F h h L F 212-

-=

??和r 线组

g

xb g g xb h L mgL F h L h F ????+-

+=

1

12对于同一?值，f 线和r 线的

交点既符合11Z xb F F ?=，也符合22Z xb F F ?=。取不同的?值，就可得到一组f 线和r 线的交点，这些交点的连线就形成了I 曲线。

三、叙述题（选择其中4道题，计20分）

1 从已有的制动侧滑受力分析和试验，可得出哪些结论？

在前轮无制动力、后轮有足够的制动力的条件下，随a u 的提高侧滑趋势增加；当后轮无制动力、前轮有足够的制动力时，即使速度较高，汽车基本保持直线行驶状态；当前、后轮都有足够的制动力，但先后次序和时间间隔不同时，车速较高，且前轮比后轮先抱死或后轮比前轮先抱死，但是因时间间隔很短，则汽车基本保持直线行驶；若时间间隔较大，则后轴发生严重的侧滑；如果只有一个后轮抱死，后轴也不会发生侧滑；起始车速和附着系数对制动方向稳定性也有很大影响。即制动时若后轴比前轴先抱死拖滑，且时间间隔超过一定值，就可能发生后轴侧滑。车速越高，附着系数越小，越容易发生侧滑。若前、后轴同时抱死，或者前轴先抱死而后轴抱死或不抱死，则能防止汽车后轴侧滑，但是汽车丧失转向能力。

2 写出图解法计算汽车动力因数的步骤，并说明其在汽车动力性计算中的应用。 根据公式

G F F D w

t -=

，求出不同转速和档位对应的车速，并根据传动系效率、传动系速比

求出驱动力，根据车速求出空气阻力，然后求出动力因素D ，将不同档位和车速下的D 绘制在a u -D 直角坐标系中，并将滚动阻力系数也绘制到坐标系中，就制成动力特性图。利用动力特性图就可求出汽车的动力性评价指标：最高车速、最大爬坡度（汽车最大爬坡度和直接档最大爬坡度）和加速能力（加速时间或距离）。 3 写出图解法计算汽车加速性能的步骤（最好列表说明）。

手工作图计算汽车加速时间的过程： ①列出发动机外特性

e

tq n T -数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）；

②根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式），按式r i i T r T F T

g tq t t η=

0＝求出各档在不同车速下的

驱动力t F ，并按式

0377.06.3602i i rn i i rn u g e g e a ≈??=

π

计算对应的车速a u ；

③按式

α

cos mg F f =计算滚动阻力f

F ，按式

2

21

r D w u A C F ρ=

计算对应车速的空气阻力w

f F F +；

④按式m F F F dt du w f t δ)

(+-=计算不同档位和车速下的加速度以及加速度的倒数，画出a u x － 曲线以及

a u x － /1曲线；

⑤按式

∑∑

?=?≈x

u

t t 计算步长6.3/a u ?的加速时间t ?，对t ?求和，则得到加速时间。同理，按式∑∑

??=?≈=?=

x u

u s s x

udu

s du x u ds ，计算步长)6.3/()(2x u u a a ?的加速距离s ?，对s ?求和得到加

速距离。

一般在动力性计算时，特别是手工计算时，一般忽略原地起步的离合器滑磨时间，即假设最初时刻汽车已经具有起步到位的最低车速。换档时刻则基于最大加速原则，如果相邻档位的加速度（或加速度倒数）曲线相交，则在相交速度点换档；如果不相交，则在最大转速点对应的车速换档。 4 写出制作汽车的驱动力图的步骤（最好列表说明）。

①列出发动机外特性

e

tq n T -数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）；

②根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式），按式r i i T r T F T g tq t t η=0＝

求出各档在不同车速下

的驱动力t F ，并按式

0377.06.3602i i rn i i rn u g e g e a ≈??=

π

计算对应的车速a u ；

③按式α

cos mg F f =计算滚动阻力f

F ，按式

2

21

r D w u A C F ρ=

计算对应车速的空气阻力w

f F F +；

将t F 、

w

f F F +绘制在a u -t F 直角坐标系中就形成了驱动力图或驱动力－行驶阻力平衡图。

5 选择汽车发动机功率的基本原则。 ①根据最大车速uamax 选择Pe ，即

e T D a D a T e P

f A C m u A C u mgf

P ，则可求出功率、、、、，若给定η+η=

)761403600(13max max

②汽车比功率（单位汽车质量具有的功率）

变化较大。

，但是，大致差不多，及、、若已知汽车比功率＝m A const u fg

u C f u m A C u fg m P a T

a D T a T

D a T e /6.314.766.31000max max 3max

max ≈ηηη+η= 6 画出制动时车轮的受力简图并定义符号。

z F 地面法向反作用力，W 重力；μT 制动器制动力矩，ω车轮角速度，p F 车桥传递的推力，μF 制动器制动力，b F 地面制动力。

7 分析汽车紧急制动过程中减速度（或制动力）的变化规律。

1

τ'1

τ"1

τ2

τa 4

τ"

2τ'2τp

F j t

p

F b c

d

e

f

g

3

τj

汽车反应时间1τ，包括驾驶员发现、识别障碍并做出决定的反应时间1τ'，把脚从加速踏板换到制动踏板上的时间1

τ''，以及消除制动踏板的间隙等所需要的时间2τ'。 制动力增长时间2

τ''，从出现制动力(减速度)到上升至最大值所需要的时间。 在汽车处于空挡状态下，如果忽略传动系和地面滚动摩擦阻力的制动作用，在21ττ'＋时间内，车速将等于初速度0u (m/s)不变。

在持续制动时间3τ内，假定制动踏板力及制动力为常数，则减速度j 也不变。

8 在侧向力的作用下，刚性轮和弹性轮胎行驶方向的变化规律（假设驾驶员不对汽车的行驶方向进行干预）。 当有Y F 时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况：

①当地面侧向反作用力Y F 未超过车轮与地面间的附着极限时(z l Y F F ?<)，车轮与地面间没有滑动，车轮仍沿其本身平面的方向行驶(。

②当地面侧向反作用力Y F 达到车轮与地面间的附着极限时(z l Y F F ?≥)，车轮发生侧向滑动，若滑动速度为u ?，车轮便沿合成速度u '的方向行驶，偏离了车轮平面方向。

当车轮有侧向弹性时，即使Y F 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，出现侧偏现象。 四、分析题（选择其中4道题，计20分） 1 确定传动系最小传动比的基本原则。

燃油经济性变差。

变好，；后备功率大，动力性时，油经济性变好。率小，动力性变差，燃不可能达到！但后备功其中时，；时，假设2max 3max 33max 012

max 1max 11max 0max 22max 0,5,55a a p a p a a p a a a p a u u u u i u u u u u i u u u u i <>><<<=?==

2 已知某汽车φ0＝0.4，请利用Ｉ、β、ｆ、γ线，分析φ＝0.5,φ＝0.3以及φ＝0.7时汽车的制动过程。