汽车理论考研复习笔记

一. 名词解释

01.附着椭圆 9865

汽车运动时，在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。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。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同侧偏角条件下

的曲线包络线接近于椭圆，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. P140

02.稳态横摆角速度增益 9865

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)r s ωδ

来评价稳态响应. 该比值称为稳态横摆角速度增益或转向灵敏度。它是描述汽车操纵稳定性的重要指标。2

/)1r s u L Ku ωδ=+ . 其中K 为稳定性因数。K=

221(m a b L k k ?). P147 03.侧向力系数 l ? 9765

侧向力与垂直载荷之比称为侧向力系数l ?.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。所以，制动时若能使滑动率保持在较低

值（），汽车便可获得较大的制动力系数与较高的侧向力系数，兼具良好的制动

性与侧向稳定性。 P93

15%s ≈

04.侧偏力和轮胎的侧偏现象 987

侧偏力：汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时的离心力等的

作用，车轮中心沿轮胎坐标系Y 轴方向有侧向力F Y ，相应地在地面上产生地面侧向反作

用力F Y ，F Y 即侧偏力。 侧偏现象：当车轮有侧向弹性时,即使地面侧向反作用力F Y

没有达到附着极限,车轮行驶方向也将偏离车轮平面cc,这就是轮胎的侧偏现象。P136

05.发动机的使用外特性曲线 985

若将发动机的功率P e ,转矩T tq 以及燃油消耗率b 与

发动机曲轴转速n 之间的函数关系以曲线表示,则此

曲线称为发动机特性曲线.带上全部附件设备时的

发动机特性曲线称为发动机的使用外特性曲线.。P4

06.附着率 C ? 875

指汽车直线行驶状况下,充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。不同的直线行驶工

况，要求的最低附着系数是不一样的。在较低行驶车速下，用低速挡加速或上坡行驶，

驱动轮发出的驱动力大，要求的最低附着系数大。此外，在水平路段上以极高车速行驶

时，要求的最低附着系数也大。P26

07.回正力矩 T z 865

在轮胎发生侧偏时,会产生作用于轮胎绕OZ 轴的力矩T z .圆周行驶时,T z 是使转向车轮恢复

到直线行驶的主要恢复力矩之一,称为回正力矩. P140

08.汽车的动力因数 D 765

汽车的行驶方程为F t =F f +F i +F w +F j , 变形得

t w F F du G gdt δψ?=+，则t w F F G ?称为汽车的动力因数，用D 表示。P21

09.实际前、后制动器制动力分配线(β线) 97

不少两轴汽车的前、后制动器制动力为一固定比值。设F μ1为前轮制动器制动力，F μ2为后

轮制动器制动力，F μ= F μ1+ F μ2为总制动器制动力，则β= F μ1/ F μ为制动器制动力分配系

数。F μ2= 1β

β? F μ1的函数曲线为一条过坐标原点的直线，斜率为1β

β?。此即实际前、

后制动器制动力分配线(β线)。 P110

10.制动力系数 φb 97 P92

一般将地面制动力与地面法向反作用力F z （平直道路

为垂直载荷）之比称为制动力系数φb 。它是滑动率s

的函数。当s 较小时，φb 近似为s 的线性函数，随着s

的增加φb 急剧增加。当φb 趋近于φp （峰值附着系数）

时，随着s 的增加，φb 增加缓慢，直到达到最大值φp 。

然后，随着s 继续增加，φb 开始下降，直至s=100% .

11.轮胎坐标系 87

为了讨论轮胎的力学特性，需要建立一个轮胎

坐标系。规定如下：垂直车轮旋转轴线的轮胎

中分平面称为车轮平面。坐标系的原点O 为车

轮平面和地平面的交线与车轮旋转轴线在地平

面上投影线的交点。车轮平面与地平面的交线

取为X 轴，规定向前为正。Z 轴与地面垂直，

规定指向上方为正。Y 轴在地面上，规定面向

车轮前进方向时，指向左方为正。 P136

12.汽车前或后轮(总)侧偏角 86 P161

汽车前、后轮（总）侧偏角包括：1）考虑到垂直载荷与外倾角变动等因素的弹性侧偏角；

2）侧倾转向角(Roll Steer Angle)；3）变形转向角(Compliance Steer Angle)。这三个角度

的数值大小，不只取决于汽车质心的位置和轮胎特性，在很大程度上还与悬架、转向和

传动系的结构形式及结构参数有关。因此要进一步考虑它们对前、后轮侧偏角的影响。

13.侧倾转向 85

在侧向力作用下车厢发生侧倾,由车厢侧倾所引起的前转向轮绕主销的转动,后轮绕垂直

地面轴线的转动,即车轮转向角的变动,称为侧倾转向. P172

14.利用附着系数 85

在一定制动强度z 下，汽车对应轴产生的地面制动力F Xb 与地面对该轴的法向反力F z 之比，叫做利用附着系数。即Xbi i Zi

F F ?=。利用附着系数越接近制动强度，地面的附着条件发挥得越充分，汽车制动力分配的合理程度越高。通常以利用附着系数与制动强度的关系曲

线来描述汽车制动力分配的合理性。最理想的情况是利用附着系数总是等于制动强度。（制动强度：令du zg dt

=，z 称为制动强度） P114 15.制动器制动力 F μ 65

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F μ,F μ=T μ/r.它相当于把

汽车架离地面，并踩住制动踏板，在轮胎周缘沿切线方向推动车轮，直至它能转动所需

的力。制动器制动力仅由制动器结构参数决定。只有汽车具有足够的制动器制动力，同

时地面又能提供高的附着力时，汽车才能获得足够的地面制动力。 P90

16.同步附着系数 0? 9

β线与I 曲线交点处的附着系数为同步附着系数，可用作图法得到，或用解析法求得，

0g L b h β??=. 同步附着系数说明，对于前后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在同步附着系数的路面上制动时，才能使前、后轮同时抱死。0??<，制动时总是前轮先

抱死，0??，制动时总是后轮先抱死。 P11>1

17.悬架的侧倾角刚度 9

指侧倾时（车轮保持在地面上），单位车厢转角下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力偶

矩。r r T K φφ=。T 为悬架系统作用于车厢的总弹性恢复力偶矩；r φ为车厢转角。可以通

过悬架的线刚度或等效弹簧来计算悬架的侧倾角刚度。 P163

18.横摆角速度频率响应特性 7 P159

在分析汽车的操纵稳定性时，常以前轮转角δ或转向盘转角δsw 为输入，汽车横摆角速度ωr

为输出，来表征汽车的动特性。横摆角速度频率响应特性包括幅频特性和相频特性。

19.悬挂质量分配系数 ε 7

2y

ab ρε=，y ρ为车身绕横轴y 的回转半径，a 、b 为车身质量至前、后轴的距离。大部分汽

车ε=0.8~1.2 . P212

20.汽车的使用性能 6

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。汽车的使用性能主要

包括汽车的动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、通过性。

21.滑移率（滑动率） s 6

车轮运动中滑动成分所占的比例叫滑移率s 。车轮纯滚动时，s=0；边滚边滑时，

0＜s ＜100%；纯滑动时，s=100% .汽车制动时，若滑移率s 保持在15%~20%范围内，则

轮胎与路面间的最大纵向附着系数φz 与侧向附着系数φc 都较大，使汽车有较好的制动性

与侧向稳定性。

22.滚动阻力系数 f 6

滚动阻力系数f= f F W

，即滚动阻力与车轮负荷的比值。良好的沥青或混凝土路面的滚动阻力系数约为0.010~0.018. 滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、

气压等有关。 P8

23.汽车比功率 5

单位汽车总质量具有的发动机功率,常用单位是千瓦/吨.一般中型货车的比功率约为

10kw/t .可利用汽车比功率来确定发动机应有功率。 P74

24.汽车的功率平衡图 5

若以纵坐标表示功率,横坐标表示车速u a ,

将发动机功率P e ,汽车经常遇到的阻力功率

1

(T

f w P P η+)对车速的关系曲线绘在

坐标图上,即得汽车功率平衡图. P30

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

25.制动器制动力分配系数 β

不少两轴汽车的前、后制动器制动力之比为一固定比值。常用前制动器制动力F μ1与汽车

的总制动器制动力F μ之比β= F μ1/ F μ来表明分配的比例。此即制动器制动力分配系数。

26.制动力系数、峰值附着系数、滑动附着系数

地面制动力与垂直载荷之比为制动力系数b ?

制动力系数的最大值称为峰值附着系数p ?

滑动率s=100%时的制动力系数称为滑动附着系数s ? P92

27.附着力、附着率、附着系数

地面对轮胎的切向反作用力的极限值叫做附着力F ?

汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数叫附着率C ?

附着力与驱动轮的法向反力的比值叫做附着系数z F F ??=

28.侧偏刚度k

Y F α?曲线在α=0°处的斜率称为侧偏刚度k ，单位为N/rad . =k Y F α.

29.高宽比

以百分数表示的轮胎断面高H 与轮胎断面宽B 之比100%H B

×叫高宽比，又叫扁平率。 30.滑水现象（hydroplaning ）

在一定车速下，汽车经过有积水层的路面时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不

接触，滑动附着系数s ?≈0，侧偏力完全丧失，方向盘和刹车会完全不起作用，是一种

极度危险的状态。此即滑水现象。

31.制动距离

指汽车在一定车速下，从驾驶员开始踩下制动踏板到汽车完全停住为止所驶过的距离。

32.抗热衰退性能

汽车的制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温

度升高后会在一定程度上降低制动器的制动效能。一般把汽车高速行驶或下长坡连续制

动时，制动效能保持的程度，称为抗热衰退性能。

33.后备功率

汽车在良好平直的路面上等速行驶，此时阻力功率为T

f w

P P η+。发动机功率克服常见阻

力功率后的剩余功率为T

f w

s e P P P P η+=?，该剩余功率s P 被称为后备功率。汽车的后备

功率越大，则用于加速和爬坡的功率就越大，汽车的动力性就越好。利用后备功率可具

体地确定汽车的爬坡度和加速度。 P31

34.等效弹簧

车厢上一侧受到的弹性恢复力，相当于一个上端固定于车厢，下端固定于轮胎接地点，

且垂直于地面，具有悬架线刚度的螺旋弹簧施加于车厢的弹性力。这个相当的弹簧称为

等效弹簧，主要用来确定悬架的侧倾角刚度。

35.驱动力图

一般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。

t F u ?36.自由半径、静力半径、滚动半径

车轮处于无载时的半径称为自由半径。

汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径r s .

2r s r n ω

π=（s 为汽车驶过的距离，n ω为车轮转动圈数）为滚动半径。 37.汽车的动力性

汽车的动力性指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。有三个评价指标：汽车的最高车速u amax ，汽车的加速时间t ，汽车能

爬上的最大坡度i max .

38.汽车的燃油经济性

在保证汽车动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的

燃油经济性。常用一定运行工况下，汽车行驶百公里的燃油消耗量（百公里油耗）或一

定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。

39.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和在下长坡时能维持一定车速的能力

称为汽车的制动性。汽车的制动性主要由三方面来评价：1）制动效能，即制动距离与制

动减速度；2）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能和抗水衰退性能；3）制动时汽车的

方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。（一般称汽车在

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。）

40.汽车的操纵稳定性

指驾驶员在不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶员通过转向系及转向车轮

给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。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

主要性能。

41.汽车的平顺性

汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动

而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。由于行驶平顺性主要

是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐舒适性。

42.汽车的通过性

汽车能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带及各种障碍的能力。描述汽车通过

性的几何参数主要包括最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。

43.道路阻力、道路阻力系数

坡度阻力与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，故可把这两

种阻力合在一起，称作道路阻力，以F ψ表示。cos sin f i F F F Gf G ψαα=+=+，当α

不大时，cos 1α≈，sin tan i αα≈=)，则(F Gf Gi G f i ψ=+=+，令f i ψ+=，

则ψ称为道路阻力系数。

44.驻波现象

车速达到某一临界车速左右时，滚动阻力迅速增长，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，轮胎温度也很快

增加到100°C 以上，胎面与轮胎帘布层脱落，几分钟内就会出现爆胎现象，驻波现象对

高速行驶的车辆非常危险。 P9

45.不足转向、中性转向、过多转向的特点

在转向盘保持一固定转角sw δ下，缓慢加速或以不同车速等速行驶时，随着车速的增加，

不足转向汽车的转向半径R 增大；中性转向汽车的转向半径维持不变；而过多转向汽车

的转向半径越来越小。操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性。 P133

46.地面制动力（Xb F ）

地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，Xb T F r

μ=。地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器内摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力，一个是轮胎与地面间

的摩擦力（即附着力）。地面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

的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才

能获得足够的地面制动力。max Xb z Xb F F F F ??≤=?=（F ?为附着力，为地面对轮

胎的法向反力）。

z F 47.迟滞损失

轮胎在滚动过程中，轮胎各个组成部分间的摩擦以及橡胶元、帘线等分子之间的摩擦，

会产生摩擦热而耗散，这种损失称为弹性元件的迟滞损失。

二. 填空题

01.制动时汽车跑偏的原因有汽车左右轮制动力不相等和制动时悬架导向杆系与转向系拉杆

互相干涉。 9876 P102

02.降低悬架系统固有频率可以减小车身加速度。这是改善汽车平顺性的基本措施。

9865 P218

03.汽车直线行驶时受到的空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分.压力阻力分为：

形状阻力, 干扰阻力, 内循环阻力, 诱导阻力. 形状阻力占压力阻力的大部分. 987 P12

04.在侧向力作用下，若汽车前轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于增大不足转向

量；若后轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于减小不足转向量. 987 P170

05.减小俯仰角加速度的办法主要有使悬挂质量分配系数ε﹥1和使前后悬架交联，轴距加

长有利于减小俯仰角振动. 987 P239

06.确定最大传动比时，要考虑最大爬坡度,附着率及汽车最稳定车速三方面的问题.

987 P79

07.平顺性要求车身部分阻尼比ζ取较小值，行驶安全性要求取较大值。阻尼比增大主要使

动挠度的均方根值明显下降. 987 P229

08.盘式制动器与鼓式制动器相比：其制动效能低,稳定性能好,反应时间短.

987 （车构下P310）

09.与轮胎振动特性有密切关系的刚度主要有轮胎的垂直刚度、侧偏刚度、外倾刚度、

径向滑移刚度。 986

10.汽车的稳态转向特性分成三种类型:不足转向,中性转向和过多转向. 976 P133

11.汽车速度越高，时间频率功率谱密度G q(f)的值越小. 965 P208

12.车轮的滑动率越低,侧向力系数越大. 865 P93

13.汽车的重心向前移动,会使汽车的过多转向量减小. 865 P152

14.汽车的时域响应可以分为稳态响应和瞬态响应. 97 P132

15.一般而言，最大侧偏力越大,汽车的极限性能越好,圆周行驶的极限侧向加速度越高.

97 P138

16.减小车轮质量对平顺性影响不大，主要影响行驶安全性. 97 P230

17.汽车的动力性能不只受驱动力的制约,它还受到轮胎与地面附着条件的限制. 97 P22

18.汽车制动时，某一轴或两轴车轮发生横向滑动的现象称为侧滑. 97 P102

19.对于双轴汽车系统振动，当前、后轴上方车身位移同相位时，属于垂直振动，当反相位

时，属于角振动. 87 P238

20. 汽车在弯道行驶中，因前轴侧滑而失去路径跟踪能力的现象称为驶出，后轴侧滑甩尾而

失去稳定性的现象称为激转。 87 P186

21.车速达到某一临界车速时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波现象. 87 P9

22.汽车的加速时间表示汽车的加速能力，它对平均行驶车速有着很大影响.常用原地起步加

速时间和超车加速时间来表明汽车的加速能力. 87 P1

23.地面对轮胎切向反作用力的极限值,称为附着力. 65 P22

24.稳定性因数K值越小，汽车的过多转向量越大. 65

25.在路面随即输入下，车身各点垂直位移的均方根值，在轴距中心处最小，距轴距中心越

远处越大。9 P227

26. β线位于I曲线下方，制动时，总是前轮先抱死，

β线位于I曲线上方，制动时总是后轮先抱死。 9 P113

27.汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使

汽车行驶的里程来衡量.等速行驶工况没有全面反映汽车的实际运行情况,各国都制定了一些典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车运行状况. 7 P40

28.汽车的驱动力是驱动汽车的外力，即地面对驱动轮的纵向反作用力. 7

29.汽车的制动性能主要由制动效能，制动效能的恒定性和制动时汽车的方向稳定性三方面来评价. 7 P89

30.制动器温度上升后，摩擦力矩常会有显著下降，这种现象称为制动器的热衰退. 7 P100

31.β线与I 曲线交点处的附着系数称为同步附着系数,所对应的制动减速度称为临界减速度.

7 P111

32.汽车横摆角速度的频率特性包括相频特性和幅频特性. 7 P159

33.描述道路谱的两种方式为空间频率功率谱和时间频率功率谱. 6 P207

34.汽车的地面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限制. 6 P91

35.最大土壤推力是指地面对驱动轮或履带的切向反作用力. 6 P253

36.由轮胎坐标系有关符号规定可知，负的侧偏力产生正的侧偏角. 5 P138

37.当汽车质心在中性转向点之前时，汽车具有不足转向特性. 5 P152

38.驱动力系数为驱动力与径向载荷之比.随着驱动力系数增大,滚动阻力系数迅速增加。 5 P10

39.轮胎的气压越高,则轮胎的侧偏刚度越大. （气压过高后刚度不变） 5 P139 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

40.汽车传动系统参数主要包括发动机功率、变速器挡位数与传动比、主减速器的型式与传

动比。

41.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。

42.汽车前后轮总侧偏角包括弹性侧偏角、变形转向角、侧倾转向角。

ch =43. 具有不足转向特性的汽车，当车速为u 时，汽车稳态横摆角速度增益达到最

大值。即为特征车速。当不足转向量增大时K 增大，降低。 P147

ch u ch u

44.具有过多转向特性的汽车，当车速为cr u =时，稳态横摆角速度增益趋于无穷大。

cr u 即为临界车速。越低，K 值越小（即|K|越大），汽车过多转向量越大。P148

cr u 45.在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越低，后备功率越大，

发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高。 P50

46.常用滑行距离来检查底盘的技术状况。 P50

47.车轮的滑动率越低，汽车轮胎保持转向，防止侧滑的能力越大。 P93

48.汽车悬架系统的固有频率f 0降低，则悬架动挠度f d 增大。 P220

49.汽车的上坡能力是用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度i max 表示的，显然，最大爬坡度是指I 挡最大爬坡度。 50.传动系最大传动比是变速器I 挡传动比与主减速器传动比的乘积。P79

51.车厢侧倾时，因悬架形式不同，车轮外倾角的变化有三种情况：保持不变、沿地面侧向 反作用力方向倾斜、沿地面侧向反作用力作用方向相反方向倾斜。P170

52.左、右车轮垂直载荷差别越大，平均侧偏刚度越小。 P170

53.为了保持汽车的稳定性，当后轴要侧滑时，应对汽车施加外侧的横摆力偶矩；当前轴要 侧滑时，应对汽车施加内侧的横摆力偶矩。此外还应对汽车施加纵向减速度。

三. 问答题

01.分析轮胎结构、工作条件对轮胎侧偏特性的影响? 98765 P138

答：1）轮胎的尺寸、形式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。尺寸较大的轮胎侧偏刚度高。子午线轮胎侧偏刚度高，钢丝子午线轮胎比尼龙子午线轮胎的侧偏刚度还要

高些。

2）高宽比对侧偏刚度影响很大，高宽比小的宽轮胎侧偏刚度高。

3）垂直载荷的变化对轮胎侧偏特性有显著影响。一定范围内增大垂直载荷，轮胎侧偏刚度增大，但垂直载荷过大侧偏刚度反而减小。

4）轮胎的充气压力对侧偏刚度也有显著影响。随着轮胎充气压力的增大侧偏刚度增大，但气压过高后刚度不变。

5）在一定侧偏角下，驱动力或制动力增加时，侧偏力会逐渐减小。

6）路面粗糙程度、干湿状况对轮胎侧偏特性尤其是最大侧偏力有很大影响，路面有薄水层时，由于滑水现象，会出现完全丧失侧偏力的情况。

7）行驶车速对侧偏刚度的影响很小。

02.分析主传动比i0的大小对汽车后备功率及燃油经济性能的影响? 9865

答:主传动比i0较小时，汽车的后备功率较小，汽车的动力性较差，但此时发动机功率利用率高，燃油经济性好。主传动比i0较大时，汽车的后备功率较大，汽车的动力性较好，但此时发动机功率利用率低，燃油经济性差。P77 图3-3

03.何为I曲线？用作图法作出理想的前后制动器制动力分配曲线?并写出有关公式. 9865

答: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Fμ1和Fμ2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I曲线。设地面对前、后轮的法向反作用力为F Z1，F Z2，路面附着系数为?，汽车重力为G，汽车质心高度为h g，质心到前轴中心线距离为a，质心到后轴中心线距离为b，a+b=L为轴距。则有下列方程组：

①

12

11

22

Z

Z

F F

F F

F F

G

μμ?

μ?

μ?

+=

=

=

，②

1

2

()

()

Z g

Z g

G

F b h

L

G

F a

L

?

?

=+

=?h

，由①②得③

12

1

2

g

g

F F

F b h

F a h

G

μμ?

μ?

μ?

+=

+

=

?

先将③中第一式按不同?值（0.1，0.2，0.3…）

作图，得到一组与坐标轴成45°的平行线；再对

第二式按不同?值带入，也在同一坐标系中作图，

得到一组通过原点、斜率不同的射线。把对应于

不同?值的两直线的交点A、B、C…连接起来，

便得到了I曲线。P109

04.在一个车轮上，其由制动力构成的横摆力偶矩的大小，取决于那些因素? 987 P190

答:由制动力构成的横摆力偶矩会使车厢绕车辆坐标系z轴旋转，从而产生横摆角速度，影响汽车的稳态响应，进而影响汽车的操纵稳定性。在一个车轮上，由制动力构成的横摆力偶矩的大小取决于以下因素：1）制动器制动力的大小；2）车轮垂直载荷的大小；

3）附着(椭)圆规定的纵向力与侧向力的关系；4）车轮相对于汽车质心的位置。

05.用弹性轮胎的弹性迟滞现象,分析弹性轮胎在硬路上滚动时滚动阻力偶矩产生的机理. 865

答:弹性轮胎在硬路面上滚动时,轮胎发生变形,由于轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失,使轮胎变形时对它作的功不能全部回收，具体表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶矩。当车轮不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的,但当车轮滚动时,在法线l前后相对应点d1、d2变形虽然相同，但由于弹性迟滞现象, d1点的地面法向反作用力会大于d2点的地面法向反作用力，这样使地面法向反作用力呈前大后小分布,产生滚动阻力偶矩，阻碍车轮滚动. P8

06.分析悬架系统阻尼比ζ对衰减振动的影响. 865 P213

答：悬架系统阻尼比ζ对衰减振动有两方面的影响：

=

1）与有阻尼固有频率ωr有关rωω

，其中d为减幅系数。

2）决定振幅的衰减程度，d=

07.试从汽车操纵稳定性的角度出发,分析电控四轮转向系统(4WS, Four Wheel Steering)和车

辆稳定性控制系统(VSC, Vehicle Stability Control System)的控制的实质及特点. 97 P186 答：4WS汽车转弯行驶时，后两轮也随着前两轮有相应的转向运动。一般两轮转向汽车(2WS)在中、高速作圆周行驶时，车身后部甩出一点，车身以稍稍横着一点的姿态作曲线运动（如图所示），增加了驾驶者在判断与操作上的困难。电控4WS汽车的质心侧偏角总接近与零，车厢与行驶轨迹方向一致，汽车自然流畅地作曲线运动，驾驶者能方便地判断与操作，显著地改善了操纵稳定性。

改变制动力在前、后轴上的分配比例，可以起到控制汽车曲线运动的作用。车辆稳定性控制系统（VSC）是以ABS为基础发展而成的。系统主要在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下工作。它利用左、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，如在弯道行驶中因前轴侧滑而失去路径跟踪能力的驶出（Drift Out）现象以及后轴侧滑甩尾而失去稳定性的激转（Spin）现象等危险工况，从而显著地改善了汽车的安全性和操纵稳定性。

08.车厢的侧倾力矩由哪几部分组成? 87 P166

答:由以下三部分组成,

1）悬挂质量离心力引起的侧倾力矩r I

Mφ;

2）侧倾后,悬挂质量重力引起的侧倾力矩r II

Mφ;

3）独立悬架中,非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩.

r III

Mφ

09.影响汽车动力性的因素有哪些? 85

答: 汽车的动力性指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。有三个评价指标：汽车的最高车速u amax，汽车的加速时间t，汽车能爬上的最大坡度i max . 影响汽车动力性的因素主要有：

1）动力装置（主要指发动机与传动系统）所确定的驱动力是决定动力性的主要因素，发动机功率越大，驱动力越大，汽车的加速能力与爬坡能力越强，动力性越好。

2）传动系的挡位数较多的汽车，发动机发挥最大功率附近高功率的机会就越大，能提高汽车的加速与爬坡能力，动力性较好。

3）主传动比越大的汽车，后备功率

0i

1

(

T

e f

P P P

η

?+)w也越大，汽车的动力性越好。

4）汽车的动力性还受到轮胎与地面附着条件的限制。只有在附着条件良好的路面上行驶时，汽车的动力性才能得到充分发挥。P21，22，31，79

10.从使用与结构方面简述改善汽车燃油经济性的因素. 76

答：使用方面（针对驾驶员而言）

1）保持接近于低速的中等车速行车，以减少行驶阻力；

2）路况好的条件下，尽可能使用高挡位行车；

3）运输企业拖带挂车；

4）正确地对汽车进行保养和调整。

结构方面（针对汽车制造商而言）

1）缩减轿车总尺寸，减轻质量以降低行驶阻力；

2）提高发动机热效率、机械效率，推广使用柴油机和增压技术，广泛采用电控系统；

3）增加传动系挡位，使用无级变速器；

4）使用子午线轮胎，降低车身C D值。

11.设地面附着系数为?＝0.8，经过试验后分析得出，汽车的加速度为1.0g（g为重力加速

度）。请根据学过的汽车理论知识分析其原因。 65

答：若不考虑气流对汽车的影响，在附着系数?＝0.8的水平路面上行驶，汽车能达到的最大加速度为0.8g，这是因为地面对驱动轮的切向反作用力制约了汽车的最大加速度。将气流对汽车行驶的影响加以考虑，则一方面空气会产生一定的行驶阻力，降低汽车最大加速度，但另一方面，对于经过良好空气动力学设计的汽车，在高速行驶时，相对于汽车高速流动的气流会对汽车产生“下压力（downforce）”，从而使汽车车轮产生很大的附着力，也就是说这在未增加车重的前提下，使地面对驱动轮的切向反作用力增加。例如F1赛车的空气动力套件能产生的下压力是赛车自重的2倍。这样，在?＝0.8的路面行驶，汽车能达到1.0g的加速度就不难理解了。

（另：氮气加速系统NOS，Nitrous Oxide System 或下坡路）

12.汽车横摆角速度的瞬态响应的特点是什么？用什么量来表示？ 9 P133

答:有以下几个特点：

1）在时间上有滞后（反应时间τ）

汽车的横摆角速度要经过一段时间后才能第一次达到稳态横摆角速度0r ω。用反应时 间τ来表示。τ应小些为好，这样转向响应才迅速。

2）在执行上有误差（超调量10

100%r r ωω×） 最大横摆角速度1r ω常大于稳态值0r ω，

10100%r r ωω×称为超调量，它表示执行指令误 差的大小。

3）横摆角速度有波动（波动频率ω）

横摆角速度r ω以频率ω在0r ω值上下波动。ω叫做波动频率，它是表征汽车操纵稳定 性的一个重要参数，值小些为好。

4）进入稳态需要经历一段时间（稳定时间δ）

横摆角速度达到稳态值0r ω的95%~105%之间的时间δ称为稳定时间，它表明进入稳 态响应所经历的时间。

13.试从轮胎滑水现象分析下雨天高速公路为什么要限制最高车速。9 P94

答：高速行驶的汽车经过有积水层的路面时，会产生滑水现象（hydroplaning ）：高速滚

动的轮胎迅速排挤水层，由于水的惯性，轮胎与水接触区的前部水中产生动压力，其值与车速的平方成正比。这个动压力使胎面与地面分开，当达到一定车速，胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷时，产生滑水现象，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触，此时的滑动附着系数接近于零，侧偏力完全丧失，方向盘与刹车会完全不起作用，是一种极度危险的状态。故下雨天高速公路要限制最高车速，以避免汽车高速行驶时产生滑水现象。

14.分析混合动力电动汽车（HEV，Hybrid Electric Vehicle）的节油原理。 8 P60

答：为了满足急加速、以很高车速行驶与快速上坡对驱动功率的要求，传统的内燃机汽车所配备的发动机功率往往相当大，这样大的功率储备主要是用于大加速度、高车

速以及坡道等行驶工况。因此在一般情况下，发动机节气门开度小、负荷率低，发

动机常常工作在一个不经济的区域内，相应的燃油消耗率高。

1）对于HEV，其储能原件（如蓄电池）的补偿作用平滑了内燃机的工况波动，在

汽车的一般行驶中能够吸收、储存电能，而在需要大功率时提供电能，从而在混合

动力驱动系统中可以使用小型发动机，并可以使发动机的工作点处于高效率的最优

工作区域内。

2）HEV可以在汽车停车等候或低速滑行等工况下关闭内燃机，节约燃油。

3）在HEV的电力驱动部分中，电动机能够作为发电机工作。当汽车减速滑行或紧

急制动时，可以利用发电机回收部分制动能量，转化成电能存入蓄电池，从而进一

步提高汽车燃油经济性。

15.以载货汽车为例，试分析超载对制动性能的影响。8（注意评定制动性能的三个方面）

答：由于汽车的地面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限制，因此，当载货汽车的轴荷不足以使制动器发挥最大制动力时（即轴荷较小时），汽车

超载与否对制动性能影响不大，此时的最大制动减速度主要与路面的附着系数有关。

当轴荷超过了让制动器发挥最大制动力的地面制动力时（即轴荷较大，严重超载时），超载越多，制动减速度越小，制动距离越长。超载还会使制动器的热衰退现象表现得更明显，降低制动器制动效能，从而延长制动距离。时速30km，≥3t的载货汽车，每增加1t的货物，由于热衰退现象，制动距离要延长0.5~1m，至于超载的汽

车，由于惯性加大，制动距离会更长。超载还会加速轮胎磨损，从而减小轮胎与路

面间的附着力，降低附着系数，使制动时存在安全隐患。严重超载的汽车在紧急制

动时，对轮胎的机械损伤和热损伤相当大，有可能发生爆胎，非常危险。另外，超载的汽车一般重心较高，制动时货物前倾会使前轴负荷增加，后轴负荷减小，这对

于前、后轴制动器制动力为固定比值的货车来说，会使前、后轴制动力的分配变得

不合理，从而降低汽车制动时的方向稳定性。

16.试从汽车平顺性和安全性的角度出发,分析铝合金轮辋的优点. 7

答：铝合金轮辋与传统钢制轮辋相比，在汽车行驶平顺性和安全性方面主要有以下优点：1）刚性好。可以有效地减少路面冲击对轮辋形状的破坏，提高行驶安全性；

2）散热性能好。可以提高轮胎寿命，有些铝合金轮辋还可以依靠本身的造型，在旋转时将气流导向制动器，提高制动器的散热能力，使之保持较好的制动性能从而提高行驶安全性；

3）质量小。减小车轮部分的质量可以减小车轮转动惯量，从而缩短制动距离，提高行驶安全性；

4）真圆度高。可以提高车轮运动精度，保证汽车在高速行驶时的安全性和平顺性；

5）吸振性好。可以有效吸收来自路面的振动与噪声，提高车辆行驶的平顺性。

17.什么叫汽车的稳态横摆角速度增益?如何用前、后轮侧偏角绝对值之差来评价汽车的稳态转向特性? 7 P147，149 ，150

答:稳态横摆角速度与前轮转角之比称为稳态横摆角速度增益，121()y K a L

αα=? ，其中为侧向加速度的绝对值，y a 1α、2α分别为前、后轮侧偏角的绝对值。

12αα?>0时，K>0，为不足转向；

12αα?=0时，K=0，为中性转向；

12αα?<0时，K<0，为过多转向。

18.何为I 曲线,如何得到?何为β线?何为同步附着系数?如何得到? 6

答：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F μ1和F μ2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I 曲线，可用作图法得到。实际前、

后制动器制动力分配线简称β线。

β= F μ1/ F μ，F μ= F μ1+ F μ2，则F μ2=B(F μ1)

为一直线，它过坐标原点，斜率k=(1-β)/β，

此即β线。β线与I 曲线交点处的附着

系数为同步附着系数0?。同步系数0?还

可以用解析法求得，0?=(L β-b)/h g .

19.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? 6 P150

y 0R 为前轮转角一定的时，令车速极低、侧向加速度接近于零时的转向半径。

R 为一定车速下，有一定侧向加速度时的转向半径。

20.汽车安装ABS （Antilock Braking System 制动防抱死系统）后，对汽车制动时的方向稳 定性有什么改善？分析其原因。 5 （车构下P362~P363）

答：当车轮抱死滑移时，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。如果是前轮（转向轮） 制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力（跑偏）。如果是后轮制动到

抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将产生侧滑（甩尾）现象。这些都极易造成严重的交通事故。安装ABS 后，汽车在制动时车轮处于边滚变滑的状态，且车轮滑动率保持在15%~20%范围内，从而使轮胎与路面间的纵向附着系数z ?和侧向附着系数c ?都较大，汽车便不再发生因丧失侧向附着力而发生的跑偏和甩尾现象，显著提高了汽车制动时的方向稳定性。

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21.画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。 P91

22.有几种计算汽车最高车速的方法？并绘图说明。

①驱动力－行驶阻力平衡图法，即使驱动力与行驶阻力平衡时的车速=0 ()t f F F F ?+w ②功率平衡图法，即使发动机功率与行驶阻力功率平衡时的车速()/T e f w P P P η?+=0 ③动力特性图法，即动力因数D 与道路阻力系数平衡()D f i ?+=0

23.汽车制动过程从时间上大致可以分为几个阶段，并绘图说明？ P98

24.请分析汽车急加速时，整个车身前部上升而后部下降的原因。

汽车加速时，加速阻力的方向向后，从而使后轮的地面法向反作用力增加，而使汽车后

悬架弹性元件受到压缩，而前轮地面法向反作用力减小，而使前悬架弹性元件得以伸张。综合效应使汽车前部抬升，而后部下降。这可通过对汽车整车进行力分析得出。

25.简述影响汽车行驶平顺性因素。

① 汽车的最大单位驱动力② 行驶速度③ 汽车车轮：轮胎花纹、轮胎直径与宽度、轮胎的气压、前轮距与后轮距、前轮与后轮的接地比压、从动车轮和驱动车轮④ 液力传动⑤ 差速器⑥ 悬架⑦ 拖带挂车⑧ 驱动防滑系统⑨ 驾驶方法。

26.简述系统参数对振动响应均方根值的影响。227

27.HEV 与纯电动汽车相比的优势。 P59