汽车理论

第一章：汽车的动力性

1、汽车的动力性和动力性指标。

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。指标：1.最高车速 2.加速时间 3.最大爬坡度.

2、汽车的行驶方程式详细表达式。

3、汽车的驱动力如何产生的，如何定义？如何绘制汽车的驱动力图？ 产生：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩T t ，驱动轮在T t 的作用下给地面作用

一圆周力F 0，地面对驱动轮的反作用力F t 即为驱动力。

一般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 Ft — Ua 来全面表达汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。根据上面公式求出各个档位的Ft 值，再根据发动机转速与汽车行驶速度关系公式求出Ua 。

4、汽车的行驶阻力如何产生的，由哪些阻力组成。

5、轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式。滚动阻力系数的影响因素。

定义：车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑路面的变形。

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。

影响因素：1.车速 2.轮胎结构 3.气压 4.驱动力. 7、动力特性图分析汽车的动力性。 1）计算最高车速 2）计算爬坡度

3）计算加速时间

8、汽车行驶的附着条件相关理论。

地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）即为附着力。

后轮驱动时，附着条件是：地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮的附着力。 附着率：

9、汽车的功率平衡。

汽车行驶过程中，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率。 发动机功率与滚动阻力和空气阻力消耗的发动机功率的差值是后备功率。后备功率用于加速和爬坡。

t f w i j

F F F F F =+++tq g 0T

2

D a d cos sin 21.15

d T i i C A u Gf u G m

r

t

=+

++ηααδcos 1

≈αsin tan i

≈=ααtq g 0T

2

D a d 21.15

d T i i C A u G f u G i m

r

t

=+

++ηδtq g 0T

t T i i F r

η=

g a 377

.0i i nr u =j

i w f F F F F F

+++=∑t

g u

D d d δψ+

=t

g u

i f d d δ+

+=0

d d =t

u 0

=i f

D =0

d d =t

u f

D i -=0

=i )

(d d f D g

t

u -=δ

m ax X Z

F F F ?==?

222f t Z X F F r

T T ≤=-2

22

Z

X F F C =

?

)

(1

w f T

e P P P +-

η

第二章：汽车的燃油经济性 1、汽车燃油经济性。

在保证动力性的前提下，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。 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。

2、等速工况燃油经济性计算。燃油消耗率的确定方法。 在万有特性图上有等燃油消耗率曲线。根据这些曲线， 可以确定发动机在一定转速n 、发动机一定功率Pe 时的燃油 消耗率b 。

3、影响燃油经济性因素。

1）燃油消耗率b 。与发动机负荷率及发动机自身有关。 2）行驶中消耗的发动机功率 （或行驶阻力∑F ）。 3）怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗。

使用方面：1.车速 2.档位选择 3.带挂车运输 4.正确地保养与调整

机构方面：1缩减轿车总尺寸和减轻质量 2.发动机改进 3.传动系（档位越多，油耗越低。） 4.汽车外形与轮胎 第三者：汽车动力装置参数选定 1、选择发动机功率。

1）最高车速 2）比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率，单位：kW/t 。 2、什么是直接档和超速档？

变速箱内主、被动齿轮的齿比是1：1的情况下的挡位叫直接挡。 变速箱内主、被动齿轮的齿比小于1情况下的档位叫超速档。 4、最大传动比的选择原则。

1）保证最大爬坡度 2）满足最低稳定车速的要求3）满足附着条件

第四章：汽车制动性

1、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能维持一定车速的能力，称为汽车的制动性。

制动性的评价指标包括：1）制动效能—制动距离与制动减速度 2）制动效能恒定性 3）制动时的方向稳定性

2、地面制动力 制动器制动力和附着力关系。

地面制动力：由制动力矩所引起的、地面作用在车轮上的切向力。 制动器制动力F μ：在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的切向力。 3、制动力系数：地面制动力与作用在车轮上的垂直载荷的比值。 制动力系数的最大值为峰值附着系数。

滑动率s=100%的制动力系数称为滑动附着系数。

侧向力系数：侧向力与垂直载荷之比。

滑水现象：在某一车速下，在胎面下的水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触。

4、在不同路面上，汽车最大减速度

)

(w f

T

e P P P +=

η

1

μb X T F r

=

r

T F μμ=

Z X F F b

b =?bm ax b a g

?=

允许汽车的前、后轮同时抱死

装有ABS 时候

5、汽车制动距离的主要因素：

1）制动器起作用的时间 2）最大制动减速度即附着力 3）起始制动车速

6、汽车制动过程时间分为：1）驾驶员反应时间2）制动器起作用时间3）持续制动时间 4）放松制动器时间

7、 制动效能的恒定性即抗热衰退性能。

制动器温度上升后，制动器产生的摩擦力矩常会有显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。 抗热衰退性能主要与制动器摩擦副材料及制动器结构有关。 8、制动时汽车自动向左或向右偏驶称为：自动跑偏。

原因：1）汽车左、右轮，特别是前轴左、右轮(转向轮)制动器的制动力不相等。 2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干扰）

9、制动时，若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。若能使前、后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。

制动过程中，如果只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶，汽车处于稳定状态，但丧失转向能力；

若后轮比前轮提前一定时间先抱死拖滑，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。

10、当制动力足够时，制动过程可分为：1）前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑。 2）后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑。3）前、后轮同时抱死拖滑。

11、前、后制动器制动力的分配比例，将影响制动时前后轮的抱死顺序，从而影响汽车制动时的方向稳定性和附着条件利用程度。

在任何附着系数的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：前、后轮制动器动力之和等于附着力，并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力。

同步附着系数：F μ1、F μ2具有固定比值的汽车，使前、后车轮同时抱死的路面附着系数。同步附着系数是β

第五章：汽车的操纵稳定性。

1、汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统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。

2、车轮中心沿Y 轴方向将作用有侧向力，相应地在地面上产生地面侧向反作用力F Y ,为侧偏力。 当车轮有侧向弹性时，即使侧偏力F Y 没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面cc ，这就是轮胎的侧偏现象。侧偏角：轮胎接地印迹中心的位移方向与X 轴的夹角。

FY －α曲线在α=0°处的斜率称为侧偏刚度k 。侧偏刚度为负值。

3、轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕OZ 轴的力矩，该力矩称为回正力矩。

回正力矩随垂直载荷的增大而增加；轮胎的形式及结构参数（尺寸大的轮胎回正力矩大，子午线轮胎回正力矩比斜交轮胎大）；轮胎的气压低，接地印迹长，轮胎拖距大，回正力矩也大。

4、瞬态相应的几个参数：1）横摆角速度ωr 波动的固有（圆）频率ω0 2）阻尼比ζ 3）反应时间τ 4）达到第一个峰值ωr1的时间ε

bmax s a g

?=bm ax p a g

?=

5、横摆角速度频率响应特性：转向盘转角正弦输入下，频率由0→∞变化时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律。

6、车厢侧倾轴线：车厢相对地面转动时的瞬时轴线。该轴线通过车厢在前、后轴处横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时中心为：侧倾中心。

车厢的侧倾角：车厢在侧向力作用下绕侧倾轴线的转角。

侧倾力矩主要由3部分组成：

1）悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅠ

2）侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩MΦrⅡ

3）独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅢ

7、汽车侧翻是指汽车在行驶过程中绕其纵轴线转动90°或更大的角度，以至车身与地面相接触的一种极其危险的侧向运动。分为两类：1）曲线运动引起的侧翻2）绊倒侧翻

第六章：汽车平顺性

1、汽车平顺性：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。评价指标：1加权加速度均方根值2撞击悬架限位的概率3行驶安全性

评价方法：基本评价法1）计算各轴向加权加速度均方根值aw

2）三个方向总加权加速度均方根值3）总加权振级L aw

4）辅助评价方法——加权加速度4次方根值

2、ISO2631－1舒适性评价：三个输入点：座椅支承面（3个方向的线振动和3个方向的角振动）、座椅靠背（3个方向的线振动）、脚支承面（3个方向的线振动）

3、人体对垂直振动敏感频率区域：4~12.5Hz。水平振动的敏感区域：0.5~2Hz

4、路面相对基准平面的高度q ，沿道路走向长度I 的变化q（I）称为路面不平度函数。

5、车身单质量的系统模型图。

6、车身速度、悬架弹簧的动挠度f d 、车轮与

路面间的动载Fd用于确定悬架系统的设计

参数。

第七章：汽车的通过性能

1、汽车的通过性（越野性）是指它能以足够高

的平均车速通过各种坏路和无路地带（如松软地

面、凹凸不平地面等）及各种障碍（如陡坡、

侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等）的能力。

通过性又分为支承通过性和几何通过性。

通过性取决于地面的物理和力学性质及汽车

的结构参数和几何参数。

2、汽车支承通过性评价指标：1）牵引系数TC 2）牵引效率（驱动效率）TE

3）燃油利用指数Ef

3、汽车通过性的几何参数：1）最小离地间隙2）纵向通过角3）接近角

4）离去角5）最小转弯半径

1.7、统计数据表明，装有0.5～2L排量发动机的轿车，若是前置发动机前轮驱动(F.F.)轿车，其平均的轴负荷为汽车总重力的61.5％；若是前置发动机后轮驱动(F.R.)轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的55.7％。设一轿车的轴距 L＝

2.6m，质心高度h＝0.57m。试比较采用F.F.及F. R．形式时的附着力利用情况，分析时其前轴负荷率取相应形式的平均值。确定上述F. F.型轿车在φ＝0. 2及0. 7路面上的附着力，并求由附着力所决定的权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)。其他有关参数为：m＝1600kg，C D＝0.45，A＝2.00

2

m，f＝0.02，δ＝1.00。

答：1> 对于F-F 型轿车： 最大驱动力等于前轮附着力

?

??mg F F z %5.61F xbmax ===

对于F-R 型轿车： 最大驱动力等于后轮附着力

?

??mg F F z %)7.551(F xbmax -===

?

44.3%mg =

显然F-F 型轿车总的附着力利用情况较好。

2 > (1)对于

0.2

=?：

N

F F z 64.1928F xbmax ===??

极限车速： 2

xbmax 15

.21F a

D w f U A C Gf F F +

=+=

?h km /8.194U amax =

极限爬坡度：

Gi

Gf F F i f +=+=xbmax F

?

f

G F xb -=

max

max i

?

02

.08

.9*160064

.1928i max -=

13

.0=

极限加速度：dt

dU m

Gf F F j f δ+=+=xbmax F

?

)/(01.1)(

max hs km m

Gf

F dt

dU =-=

δ

（2）同理可有：当7.0=?时，

h km /0.388U amax = 4105

.0i max

=

)/(023.4)(max hs km dt

dU =