3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数
郑州轻工业大学2020年硕士研究生入学考试初试科目考试大纲
郑州轻工业大学2020年硕士研究生入学考试初试科目考试大纲汽车理论（科目代码：810）本考试大纲适用于报考郑州轻工业大学车辆工程、机械（专业学位）专业的硕士研究生的入学考试。
一、考试内容及基本要求1．汽车的动力性（1）掌握汽车动力性的评价指标及表示方法，汽车的驱动力、车速、传动系机械效率、滚动阻力、滚动阻力系数、空气阻力、坡度阻力、加速阻力、汽车后备功率计算式；（2）掌握汽车动力性的评价指标及表示方法；掌握汽车的驱动力、车速、传动系机械效率、滚动阻力、滚动阻力系数、空气阻力、坡度阻力、加速阻力、汽车后备功率计算式；（3）掌握汽车行驶方程式，汽车行驶的驱动-附着条件，汽车的动力因数D及用动力特性图分析汽车的动力性，发动机特性曲线，汽车附着率。
2．汽车的燃油经济性（1）掌握汽车等速行驶百公里燃油消耗量的计算，汽车等加速、等减速、怠速停车等工况燃油消耗量的计算；（2）掌握影响汽车燃油经济性的因素。
3．汽车动力装置参数的选定（1）掌握发动机的最大功率、传动系最大传动比和最小传动比、各档传动比分配的原则，并能进行相应的计算；（2）了解利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数。
4．汽车的制动性（1）掌握汽车的制动性、制动效能、抗热衰退性能、制动时汽车的方向稳定性、地面制动力、制动器制动力、制动力系数、制动跑偏、制动侧滑、同步附着系数的概念；（2）掌握制动性的评价指标及地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系；掌握制动跑偏、制动时后轴侧滑和前轴转向能力的丧失的原因；（3）熟悉汽车的制动过程与制动防抱装置的原理，理想和实际的前后轮制动器制动力分配曲线、同步附着系数及其对汽车行驶工况的影响。
5．汽车的操纵稳定性（1）掌握线性二自由度汽车模型对前轮角输入的稳态响应，了解表征稳态响应的参数及前轮角输入下的瞬态响应；（2）掌握轮胎的侧偏特性，轮胎的结构、工作条件、回正力矩、外倾角对侧偏的影响；掌握稳态横摆角速度增益、稳定性因数K对汽车操纵稳定性的影响；（3）了解汽车的操纵稳定性及其评价，汽车操纵稳定性与悬架的关系、与转向系的关系、与传动系的关系，提高操纵稳定性的电子控制系统。
2015年天津大学研究生入学考试复试大纲
2015年硕士研究生入学复试大纲课程编号：50101 课程名称：力学综合力学学科按一级学科进行复试，其中主要包括一般力学，固体力学，流体力学等三个专业的内容。
考生可以按自己的需求进行选择一、考试的总体要求·一般力学：考察学生对理论力学基本概念、基本理论和基本方法的掌握程度。
要求运用力学的基本理论和基本方法熟练进行研究对象的受力分析、静力学合成与平衡问题求解;运动分析、各运动量的求解;动力学分析及动力学综合问题的求解。
·固体力学：能运用材料力学知识分析解决工程结构模型简单的强度、刚度问题。
·流体力学：对流体力学的基本物理现象、基本概念和基本定律有正确的理解。
对具体的流体问题能正确判断流体及运动的基本类型。
二、考试的内容：·一般力学：1)静力学：受力分析、物系的平衡问题（20 ～40％）2)运动学：点的合成运动、刚体的平面运动及运动学综合应用问题（20 ～40％）3)动力学：应用普遍定理求解动力学问题中的力和运动综合问题。
（40 ～60％）·固体力学：1)了解常用材料拉、压、扭下的基本力学性能和测试方法；2)能熟练地作出杆件在各种变形下的内力图，计算其应力及变形，并进行强度和刚度分析。
3)能利用材料力学的基本知识计算基本组合变形问题的应力及变形，并应用第三或第四强度理论进行校核·流体力学：1）流体的基本方程：连续性方程、运动方程、能量方程。
2）Navier-Stokes方程组精确解：平行平板间的定常流动等。
3）层流边界层：边界层微分方程、边界层厚度、边界层动量积分关系式。
三、试卷题型及比例计算、理论分析题为主，有少量选择、填空题四、考试形式及时间考试形式：笔试。
考试时间：1.5小时。
课程编号：50105课程名称：机制、机电、机设专业综合考试一、考试的总体要求掌握《机械制造技术基础》、《机械控制工程》、《现代设计方法》、《CAD/CAM》等专业课程的基础知识、基本理论和基本方法；初步具备分析、解决机械工程实际问题的能力；了解有关领域的最新发展。
5汽车动力装置参数的选定
i
i
1、保证最大爬坡度：汽车爬大坡时车速很低， 、保证最大爬坡度：汽车爬大坡时车速很低， 可忽略空气阻力， 可忽略空气阻力，汽车的最大驱动力为
或
r
t max
= F f + Fi max
Ttq max ig i0ηT
= Gf cosα max + G sin α max
G ( f co s a m ax + sin a m ax ) r 即 i g1 ≥ Ttq m ax i0η T
第一节 发动机功率的选择 第二节 最小传动比的选择 第三节 最大传动比的选择 第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择 利用燃油经济性－ 第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
第一节 发动机功率的选择
一、按最高车速确定发动机功率：设计中常 按最高车速确定发动机功率： 先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机 应有的功率。 应有的功率。最高车速虽然仅是动力性中的一个 指标， 指标，但它实质上也反映了汽车的加速能力与爬 坡能力。 坡能力。 这是因为最高车速越高， 这是因为最高车速越高，要求的发动机功率 越大，汽车后备功率大， 越大，汽车后备功率大，加速与爬坡能力必然较 好。
5、燃油经济性： 、燃油经济性：
• 选择最小传动比时不但要考 虑动力性， 虑动力性，也要考虑燃油经 济性。 济性。 • 通常选择 通常选择2 • 为保证有足够的后备功率， 为保证有足够的后备功率， 可选择较大的最小传动比 • 为了提高燃油经济性，则选 为了提高燃油经济性， 择较小的最小传动比。 择较小的最小传动比。
二、挡数多少的影响因素： 挡数多少的影响因素： 还影响到挡与挡之间的传动比比值。 挡数多少 还影响到挡与挡之间的传动比比值。比值过大会造成 换挡困难。一般认为比值不宜大于1.7~1.8。因此，如最大传动 换挡困难。一般认为比值不宜大于 。因此， 比与最小传动比之比值越大，挡位数也应越多。 比与最小传动比之比值越大，挡位数也应越多。 汽车的类型也影响挡位数： 汽车的类型也影响挡位数： 轿车：车速高，比功率大，高档的后备功率大，常采用3、 轿车：车速高，比功率大，高档的后备功率大，常采用 、4 个挡位； 个挡位； 中小型货车：比功率较小，一般采用4、 个挡位 个挡位； 中小型货车：比功率较小，一般采用 、5个挡位； 重型货车：比功率更小，一般采用6到 几个挡位 几个挡位， 重型货车：比功率更小，一般采用 到10几个挡位，以适应 复杂的使用条件，并使汽车有足够的动力性和良好的经济性； 复杂的使用条件，并使汽车有足够的动力性和良好的经济性； 越野汽车：使用条件最复杂， 越野汽车：使用条件最复杂，挡位数比同吨位的普通货车多 一倍（一般有副变速或分动器）。 一倍（一般有副变速或分动器）。 挡位数受变速器结构限制：挡位数增多，会使变速器结构复杂， 挡位数受变速器结构限制：挡位数增多，会使变速器结构复杂， 挡位数多的汽车常在变速器后接一个副变速器，使挡位数倍增。 挡位数多的汽车常在变速器后接一个副变速器，使挡位数倍增。
长大老师汽车理论试题专业解答答案
1.C 曲线的作用？如何通过C 曲线确定变速器与主减速器速比？答：1）通常以循环工况油耗Q （km L 100/）代表燃油经济性，以原地起步加速时间代表动力性，作出不同参数匹配下的燃油经济性-加速时间曲线，即C 曲线。
根据C 曲线可以确定动力装置参数。
可在动力装置其他参数不变的条件下，选定最佳的主减速器传动比。
可在不改变发动机的条件下，利用C 曲线从数种变速器中选一合适的变速器和一合适主减速器传动比。
可进行考虑不同排量发动机、不同变速器与不同主减速器传动比的动力装置参数的确定。
2）在不改变发动机的条件下，从数种变速器中选一合适的变速器和一合适主减速器传动比。
针对不同挡位的变速器，可以根据变速器的C 曲线对比确定动力性和燃油经济性好的变速器。
针对三种不同传动比档位相同的变速器，做出三种变速器的C 曲线，然后做出三种不同传动比的燃油经济性加速时间曲线的包络线，称为“最佳燃油经济性—动力性曲线”。
采用“最佳燃油经济性—动力性曲线”确定在一定加速时间的要求下燃油经济性的极限值，从而可以选择燃油经济性最好的变速器。
2. 简要说明震动模型的简化过程，不同自由度模型的研究应用范围？答：（1）振动模型的简化过程为：1）首先把汽车简化为把汽车车身质量看做为刚体的立体模型，在讨论平顺性时，该立体模型车车身质量主要考虑垂直、俯仰、侧倾3个自由度，4个车轮质量有4个垂直自由度，整车共7个自由度。
2）然后，把汽车简化为四个自由度的平面模型，当汽车对称与其纵轴线且左、右车辙的不平度函数()()I y I x = ，此时车身只有垂直振动和俯仰振动两个自由度对平顺性影响最大，并忽略轮胎阻尼后，汽车立体模型可简化为平面模型。
同时，把车身按动力学等效的条件分解到前轴上、后轴上及质心上的三个集中质量f 2m 、r 2m 和c 2m 。
⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-===ab m m bL m m aL m m y y y222c 222r 222f 1ρρρ3）悬挂质量分配系数12==ab y ρε时，可得到双轴汽车等效振动系统图，可以分别讨论f 2m 和前轮轴以及r 2m 和后轮轴所构成的两个双质量系统的振动。
汽车理论随堂测验
1.2 汽车的驱动力与行驶阻力
• 4、加速阻力之随堂测验
• （1）道路阻力是包括哪两种阻力？
• 滚动阻力 坡度阻力
• （2）在以下哪种情况下，汽车旋转质量换算系数δ会变大？
• a换一个转动惯量更大的飞轮 b 汽车载荷变大
• c汽车加速度变大
d 三档换到二档
• 换一个转动惯量更大的飞轮和三档换到二档
汽车理论
中压力阻力分为哪四部分？
• 形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力 • （2）计算某车50km/h时的空气阻力（N）。已知参数：迎
风面积2.11m2，空气阻力系数0.33，空气密度 1.2258N⋅s2⋅m−4。
• 82.3N
汽车理论
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• 四、附着率之随堂测验
• 1、汽车在以下哪些工况下的附着率较大
• a低速挡加速或上坡 b中等车速高速挡下坡
• c极高速直线行驶 d在低附着路面上高挡低速行驶
• 2、判断题：汽车全力加速时附着率小于同挡位全力爬坡时
附着率，是因为爬坡时车辆轴荷重新分配，驱动轮附着力 更大
• 是因为加速时发动机有相当一部分动力用于克服旋转部件
系数，这类车型更适合于采用（）驱动形式
• 后驱
汽车理论
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1.4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
• 三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
• 1.判断题：地面作用于驱动轮的切向反作用力的表达式中
包含了驱动轮所受的滚动阻力
•错 • 2.判断题：地面作用于驱动轮的切向反作用力的表达式中
器C曲线的外包络线。
汽车理论随堂测验
• 最佳燃油经济性-动力性曲线是指不同传动比变速
器C曲线的外包络线。
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3.5 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
• 确定动力装置参数之随堂测验 • 判断：由不同排量发动机C曲线可以看出，在同样
2.3 影响汽车燃油经济性的因素
•一、使用方面之随堂测验 •判断题 •一辆载重货车拖带挂车后，其行驶一百公里的耗油
量会减少
•拖带挂车后，由于行驶阻力增加，汽车的总燃油消
耗会增加。但是平均每吨货物所消耗的燃油量会降低， 所以仍然是提高了燃油经济性。
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1.3 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图 一、驱动力-行驶阻力平衡图 之随堂测验
•1.判断：汽车的爬坡能力，是指汽车在良好路面上克服滚动
阻力、空气阻力和加速阻力后的余力全部用来克服坡度阻力 时能加速爬上的坡度
•汽车的爬坡能力是指等速克服坡度阻力能爬上的坡度 •2.一辆汽车的加速度曲线中，Ⅰ挡和Ⅱ挡曲线有交点。汽车
能大于地面的附着系数
•对
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1.4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 二、汽车的附着力与地面法向反作用力之随堂测验
•1.汽车在向前加速的过程中，相对于汽车静止时，其前轴地
面法向反作用力变（），后轴地面法向反作用力变（）
4.1 制动性的评价指标
制动性的评价指标之随堂测验
•单选题 •以下哪一项是制动性能中最为基本的评价指标？
《汽车理论(第3版)》试卷及参考答案
汽车理论（第三版）试卷绪论第一题填空1.汽车使用性能分为：对自然环境条件的适应性、技术经济性、劳动保护性。
2.汽车对自然环境条件的适应性包括：动力性、通过性、操纵性。
3.汽车的通过性包括：支承通过性、几何通过性，主要取决于地面的物理性质及汽车的几何参数和结构参数。
4. 汽车的技术经济性主要用生产率和燃油经济性来表示，主要评价指标有：生产率、油耗、可靠性与耐用性、维修保养方便性。
5. 劳动保护性的主要评价指标有：舒适性、稳定性（操纵稳定性）、制动性、驾驶室的牢固程度。
第二题名词解释1.动力性：指汽车在良好、平直的路面上行驶时所能达到的平均行驶速度。
2.通过性：汽车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、坎坷不平地段)和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障）的能力。
3.纵向通过角: 汽车前、后轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面,两切平面交于车体下部较低位置时所夹锐角。
4.汽车的操纵性：是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
5.最小转弯半径：方向盘转至极限位置时从转向中心到前外轮接地中心的距离，表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。
第三题应用题1.标出下图中汽车的主要通过性参数，说明其含义。
解：γ1－接近角；γ2－离去角；γ3－纵向通过角；h－最小离地间隙第四题简答题1.简述间隙失效的主要形式、几何参数及其含义。
答：1）间隙失效：汽车因离地间隙不足而被地面托住无法通过的现象。
2）顶起失效：车辆中间底部的零部件碰到地面而被顶住的现象。
3）触头或托尾失效：因车辆前端或尾部触及地面而不能通过的现象。
4）几何参数h：最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角。
最小离地间隙h：汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离，反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。
汽车理论知识点
②δ—汽车旋转质量换算系数
1。3汽车的驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图
动力因素D指：驱动力和空气阻力的差值与汽车重力之比。
1.4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
1）附着力Fφ指：地面对轮胎切向反作用力的最大值.
2）附着条件:①后轮驱动时，附着条件是
6）等效坡度q：后驱动轮：前驱动轮：
1。5汽车的功率平衡
1）汽车的功率平衡指：汽车行驶的每一瞬间，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.
2）后备功率：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。
汽车的后备功率越大,汽车的动力性越好，但经济性越差.Ⅰ挡后备功率最大，Ⅴ挡经济性最好。
1）档位数越多，动力性与经济性越好.
2)传动系各挡的传动比大体按等比级数分配.
3)等比级数分配的优点：①换挡过程中，发动机工作范围都相同,加速时便于操纵；②充分利用发动机提供的功率，提高汽车的动力性；③便于和副变速器结合构成更多挡位的变速器。
3.5利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
C曲线：燃油经济性加速时间曲线。
2）滑动率s指：车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比值。
-车轮中心的速度—无地面制动力时的车轮滚动半径
—车轮的角速度
一般S=15％-20%时制动效果最好
1纯滚动时,s=0；纯拖滑时，=0，s=100％；边滚边滑时，0<s〈100%。
2峰值附着系数φp：制动力系数的最大值。
3滑动附着系数φs:s=100％时的制动力系数。
2)I曲线:在各种附着系数的路面上制动时，要使前、后车轮同时抱死,前、后轮制动器制动力应满足的关系曲线.
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3.5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数
初步选择参数之后，可拟定供选用参数数值的范围，近一步具体分析、计算不同参数匹配下汽车的燃油经济性与动力性，然后综合考虑各方因素，最终确定动力装置的参数。
通常以循环工况油耗Q(L/100km)代表燃油经济性，以原地起步加速时间代表功力性，作出不同参数匹配下的燃油经济性一加速时间曲线，并根据此曲线确定动力装置参数。
3.5.1 主减速器传动比确定
在动力装置其他参数不变的条件下，若要选定最佳
主减速器传动比，可根据燃油经济性与动力性的计算，
绘制如图3-4所示的，不同时的燃油经济性—加速时
间曲线。
图3-4中的纵坐标是0→ 966km/h(0→ 60mile/h)
时的加速时间(s)，横坐标为EPA 循环工况的燃油经济性
(km/L 或mile/gal)。
计算出0i 时的加速时间与每升燃油
行驶公里数后，即可作出图示曲线。
曲线表明，0i 值较大，加速时间较短但燃油经下降；0i 值较小时，加速时间延长但燃油经济性改善。
若选定2.6作为主减器传动比，则能兼顾汽车的燃油经济性与动力性。
若以动力性为主要目标，则可选用较大的0i 值；若以燃油经济性为主要目标，可选较小的0i 值。
0i .时
0 燃油经济性—加速时间曲线通常大体上呈C 形，所以有称之为C 曲线的。
3.5.2变速器与主减速器传动比的确定
在发动机一定的条件下。
可由 C 曲线从数种变速器中选一种合适的变速器和—个合适的主减速器传动比。
下图3-5为装有不同变速器时的 C 曲线。
图 a 是三挡变速器与四挡变速器的曲线，变速器都有直接挡。
由于四挡变速器的变速范围广，汽车动力性比较高。
图 b 是四挡变速器与五挡变速器的曲线，五挡变速器有超速挡，汽车的燃油经济性与动力性都比较高。
因此，选用五挡变速器比较合适。
图 C 是装用三种不同传动比的五挡变速器A 、B 、C 时汽车的曲线，可以根据主要指标来选用其中的一种变速器，并确定主传动比i 。
3.5.3 发动机、变速器与主减速器传动比的确定
下面是一个不同排量发动机、不同变速器与不
同主减速器传动比的功力装置参数确定的实例。
若
要求的加速时间为13.5s，则只能选用大或中排量发
动机。
因为中排量发动机的燃油经济性较好，所以应
当选用中排量发动机，然后利用中排量发动机的C
曲线确定最佳主减速器传功比。
为了便于进行不同变速器的选定，图3-6a上还
画出一条三种不同排量发动机C曲线的包络线，也
称作“最佳燃油经济性和动力性曲线”:它表明该轿
车装用一种变
速器、装用不同排量发动机与匹配不同主减速器传
动比时，一定加速时间的动力性要求下所能达到的
燃油经济性的极限值。
图3-6b .L:画出了该轿车装用三
种具有不同传动比的4挡变速器时的“最佳燃油经济
性和动力性曲线”。
可以看出，在加速时间要求为13.5s
的条件下，C型变速器的燃油经济性最好，比A型提
高4.4%。
该实验还比较了装用自动液力变速器时的情况。
图3-6c是3挡自动液力变速器与在第三挡能锁止的3
挡自动液力变速器的“最佳燃油经济性和动力性曲线。
”分析表明，在加速时间要求为13.5s 的条件下，具有第三挡能锁止的自动液力变速器的燃油经济性可提高6.7%。
上述用燃油经济性一加速时间曲线来确定动力装置参数的方法，是一种经常采用的方法。