汽车理论-期末考试试题-及其答案(2)

汽车理论-期末考试试题-及其答案(2)

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b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

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）。

动系合乎法规的要求。答：错。还要考虑β曲线和I曲线之间的距离，要考虑制动效率的问题。

6、设车身—车轮二自由度汽车模型，它行驶在波长λ=10m的水泥接缝路上，在车速ua= 72km/h时引起车身部分共振，那么其车身部分的固有频率 f0=2Hz。答:对

7、增加轿车后轮的侧偏刚度，有利于操纵稳定性。答:对

8、汽车的前后总侧偏角应当包括：弹性侧偏角（要考虑到垂直载荷和外倾角等因素的变化），侧倾转向角，变形转向角。答:对

9、汽车车轮部分的固有频率ft= 10Hz，由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载荷所形成的搓板路的波长λ=1.5m则该沙石路上常用的车速是27Km/h。答：错。101.515/54/ufmskmhλ==×==

10、汽车因数T.B是汽车峰值反应时间和质心侧偏角的乘积。是汽车稳态转向特性的重要评价指标。答：错。是瞬态特性评价指标。1、(10分)利用功率平衡图分别分析汽车总质量M、空气阻力系数CD、传动效率η和主传动比i0对最高车速影响的规律。解：画出功率平衡图。

总质量增加，空气阻力系数增加，传动效率增加都导致阻力功率增加，最高车速下降。表现为阻力曲线的移动。主传动比增加，导致最高档驱动功率曲线移动，对最高车速的影响未定，参见书P60页图（上图）。最高车速有可能增加也有可能减少，因为最高车速的最大值是最大功率与阻力曲线的交点图中曲线

2、（10分）试判断下面两图中，哪一种前悬架的外倾特性有利于不足转向，并简要说明理由。

解：图2.1 为双横臂悬架。车轮外倾倾斜方向与地面侧向反作用力相反，侧偏角绝对值增大。如果前轮的侧偏角绝对值增大，则有利于不足转向。图2.2为单横臂悬架，在这种情况下，车轮外倾倾斜方向与地面侧向反作用力相同，侧偏角绝对值减小。如果前轮的侧偏角绝对值减小，则减少不足转向。

3、（10分）某轿车的制动系是x型布置，并且在后轮的轮缸中安装有比例阀。假设在直线制动时，当路面附着系数为0.7时，汽车刚刚好能保证前轮先于后轮抱死。如果该车在0.7的路面上转弯行驶并且进行制动，是否也能保证前轮先于后轮抱死？试分析之（要求有必要的假设与计算公式）。

答：由题意知，0.7为该车同步附着系数。转弯行驶时，由于有前后和内外载荷转移，外前轮载荷最大，内后轮载荷最小，对于x型布置车辆，不能保证外前轮先于内后轮抱死，而内前轮先于外后轮抱死是能够保证的。要求分成两部分来分析；同时要指明加速度的变化对载荷转移量的影响，以及对抱死时间差别的影响公式：

前后载荷转移，地面法向反作用力： z为制动强度。左右载荷转移类似

ya为侧向加速度，A为轮距。

三(12分)、一辆跑车在 100km/h速度时能以恒定的加速度（a=0.5m/s）爬5％的无限长坡，试确定该车在此车速下的阻力功率。已知：该车空气阻力系数CD=0.32,迎风面积A=1.71m2,各档速比：i1=2.17,i2=1.41,i3=1.0，主减速比i0=4.08,总传动效率0.9;空车质量m0=1100kg,乘客二人的质量和mu=150kg，滚动阻力系数 f=0.013,该车发动机飞轮的转动惯量If=0.25kgm2 ,每个车轮的转动惯量为 1.25kgm2 ，车轮滚动半径r=0.30m。汽车的最高车速是180km/h（由发动机的最高转速限制）。

解：最高车速 180 km/h，必然在3档时达到。由于最高车速由发动机的最高转速限制，因此可以确定 1档最高车速＝180/2.17＝82.9 km/h，2 档最高车速＝180/1.41＝127.6 km/h 本题需要计算的车速可以在2档和3档达到，因此本题应该分为2档和3档计算。坡度5％，

因此角度总质量

滚动阻力功率

空气阻力功率

坡度阻力功率

3 档时，质量换算系数

3档时加速阻力功率

所以，3 档时阻力功率

2档时，质量换算系数

2档时加速阻力功率

四、（13分）汽车以22m/s的速度在半径为100米的圆圈上匀速行驶，按二自由度模型考虑说明该汽车的稳态转向特性，并计算维持汽车在轨道上行驶所必须的前轮转角和后轮的侧偏角。已知：汽车的总质量m=1300kg，质心距前轮中心距离a=1.2m,距后轮中心b=1.3m,前轴总侧偏刚度k1=-55000N/rad,后轴总侧偏刚度k2=-60000N/rad。

解：稳定性因数

因此，为不足转向。侧向加速度

前轮转角

1.一轿车驶经过有积水层的一良好路面公路，当车速为100Km/h 时要进行制动。问此时有无可能出现滑水现象而丧失制动能力？轿车轮胎的胎压为179.27kpa 。

答：由Home 等根据实验数据给出的估算滑水车速的公式 所以，车速为100Km/h 进行制动可能出现滑水现象。V=6.34*跟号p

1.8 一轿车的有关参数如下：

总质量1600kg ；质心位置：a=1450mm,b=1250mm,hg=630mm ；发动机最大扭矩Memax=140Nm2，Ⅰ档传动比i1=3.85；主减速器传动比i0=4.08； 传动效率ηm=0.9；车轮半径r=300mm ；飞轮转动惯量If=0.25kg ·m2；全部车轮惯量∑Iw=4.5kg ·m2(其中后轮Iw=2.25 kg ·m2,前轮的Iw=2.25 kg ·m2)。若该轿车为前轮驱动，问：当地面附着系数为0.6时，在加速过程中发动机扭矩能否充分发挥而产生应有的最大加速度？应如何调

整重心在前后方向的位置（b 位置），才可以保证获得应有的最大加速度。若令b

L 为前轴负荷率，求原车得质心位置改变后，该车的前轴负

荷率。

分析：本题的解题思路为比较由发动机扭矩决定的最大加速度和附着系数决定的最大加速度的大小关系。如果前者大于后者，则发动机扭矩将不能充分发挥而产生应有的加速度。

解：忽略滚动阻力和空气阻力，若发动机能够充分发挥其扭矩则

max max

Ft a m =

δ；

01max max r

m

Me i i Ft η=

g ＝6597.4 N ；

22

w f 1022

I I 1m

i i mr mr ηδ+∑=＋

=1.42；

解得

2

max 2.91/a m s =。

前轮驱动汽车的附着率

1q C b hg q L L

ϕ=

-；

等效坡度

max

0.297a q g =

=。

则有，Cφ1＝0.754>0.6,所以该车在加速过程中不能产生应有的最大加速度。 为在题给条件下产生应有的最大加速度，令Cφ1＝0.6， 代入q=0.297，hg=0.63m ，L=2.7m ，

解得b ≈1524mm ，则前轴负荷率应变为 b/L= 0.564，即可保证获得应有的最大加速度。 速度。

1.9一辆后轴驱动汽车的总质量2152kg,前轴负荷52％，后轴负荷48％，主传动比i0=4.55，变速器传动比：一挡：3.79，二档：

2.17，三档：1.41，四档：1.00，五档：0.86。质心高度hg ＝0.57m ，CDA=1.5m2，轴距L=2.300m ，飞轮转动惯量If=0.22kg ·m2，四个车轮总的转动惯量Iw=

3.6kg ·m2，车轮半径r ＝0.367m 。该车在附着系数

0.6ϕ=的路面上低速滑行曲线和直接档加速曲线如习题图1所示。图上给出

了滑行数据的拟合直线v=19.76-0.59T ，v 的单位km/h ，T 的单位为s ，直接档最大加速度amax ＝0.75m/s2（ua ＝50km/h ）。设各档传动效率均为0.90，求：

1） 汽车在该路面上的滚动阻力系数。 2） 求直接档的最大动力因数。 3） 在此路面上该车的最大爬坡度。 解：1）求滚动阻力系数

汽车在路面上滑行时，驱动力为0，飞轮空转，质量系数中该项为0。

w 22

I 3.6

11 1.01221520.367mr δ+

=+=⨯∑=。

行驶方程退化为：

0du

Gf m

dt δ+=，

减速度：

du Gf dt m δ=-。

根据滑行数据的拟合直线可得：

20.590.164/3.6du m s dt =-=。

解得：

0.0169

du

f g dt δ=-=g 。

2）求直接档最大动力因数 直接档：

22w f 4022

I I 1 1.027m

i i mr mr ηδ+=∑=＋。

动力因数：

du

D f gdt

δ=+

。

最大动力因数：

max max 1.027

0.01690.750.0969.8D f a g

δ

=+

=+

⨯=。

3）在此路面上该车的最大爬坡度

由动力因数的定义，直接档的最大驱动力为：

max 04max 4max 4r

tq t

t w T i i F F D G η=+=

g

最大爬坡度是指一挡时的最大爬坡度：

max 01max

r

tq t

T i i Gf Gi η=+g

以上两式联立得：

max max 414

w Gf Gi F D G

i i ++=

2

max 1max 4(

)0.654

21.15D a C A i i u D f G =+-=

由地面附着条件，汽车可能通过的最大坡度为：

/0.338

1//g a L

q h L

ϕ=

=-。

所以该车的最大爬坡度为0.338。