5.4-6侧倾力矩汽车理论A,武汉理工大学,强化版课件,2015年
武汉理工大学车辆工程2003-2015年844汽车理论考研历年真题
武汉理工大学2003年研究生入学考试试题课程代码460 课程名称汽车理论基础（共两页，共十一题，答卷时不必抄题，须标明题目序号）一解释下列术语(每小题3分，一共15分〕1.汽车的上坡能力2.汽车的制动效能3.通过性的几何参数4.轮胎的侧偏现象5.汽车的转向灵敏度二填空题〔每小题2分，共10分)1.汽车行驶时，在一定条件下存在的行驶阻力有和。
2.甲汽车直线行驶时，受到的空气阻力分为和两部分。
3.汽车制动距离包括和两个阶段中汽车行驶的距离。
4.汽车顶起失效与通过性几何参数和. 有关。
5.对于垂直振动来说，人最敏感的频率范围为对于水平振动来说，人最敏感的频率范围为。
三选择题(请将正确答案的序号写到题后括号内.每小题2分，共1分）1.当汽车由3档换入4档行驶时，汽车能够产生的驱动力（）。
A.减少 B增加 C没有变化 D.减少或增加2.某轿车的空气阻力系数为()。
A.0.12B.0.32 C .O.62 D. 0.83.轿车比功率的大小主要取决于（）。
A.汽车总质量B.最高车速C.加速能力D.最大爬坡能力4.峰值附着系数所对应的滑动率为 ( )。
A.(15一20)%B. 50%C.70%D. 100%5.载货汽车的越台能力主要取决于( )。
A后轮 B.前轮 C.后轮或前轮 D.后轮和前轮四.判断改错题(下列命题你认为正确的请在题后括号内打“勾”，错误的打“叉”，并改正。
每小题2分，共10分。
)1.汽车行驶时所遇到的加速阻力作用在汽车的质心。
( )2.汽车行驶时，发动机发出的功率始终等于滚动阻力.坡道阻力，空气阻力,加速阻力四项阻力所消耗的功率之和。
( )3.汽车制动器制动力总是等于地面制动力。
( )4.汽车在道路上行驶时，其最大制动减速度主要取决于汽车制动初速度的大小。
( )5.对于双单横臂独立悬架，如汽车左转弯行驶，则车轮向右侧倾斜。
( )五.某汽车的总质量为2000kg，汽车迎风面积为25.2m，空气阻力系数为0.6，变速器第4档为直接档，第3档传动比为1.5道路阻力系数为0.02，该汽车用直接档在该道路以60km/h的速度作稳定行驶.假如汽车行驶的道路不变，发动机工作情况不变，而变速器挂上第3档行驶，请求此时汽车的动力因数为多少?(15分)六.请说明用试验方法测定某汽车加速能力的方法?(15分)七.请说明利用发动机万有特性图和汽车功率平衡图，求作某汽车以最高档在某平路上行驶 时的等速百公里燃油经济性曲线的方法步骤?（l5分）八.什么叫汽车传动系最小传动比?请说明确定汽车传动系最小传动比的方法?(15分)九.某汽车的满载前轴轴载质盘为满载总质量的30%，轴距为4.0m ，质线心高度为1.1m ，该车制动力分配系数为0.46，请用I 线， 线，f ，r 线组分析说明该车在附着系数为0.7的道路上行驶时的紧急制动过程？(15分)十.汽车的稳态转向特性有那三种类性?各具有什么特点?对汽车稳态转向特性的要求如何? 说明其道理?为保证该转向特性可采用那些措施?并说明其道理(15分)十一.在分析车身振动时，如将车身简化为单质量系统模型，设车身质量为m ，弹簧刚度为k ，减振器阻尼系数为c 车身的垂直位移为z ，输入的路面不平度函数为q ，路面空间频率为m c /5.0路面空间频率功率谱密度为)(n G q ，汽车速度为540km/h ，请求车身垂直振动加速度的功率谱密度为多少?（15分）武汉理工大学2004年研究生入学考试试题课程代码460 课程名称汽车理论基础（共两页，共五题，答卷时不必抄题，须标明题目序号）一、解释下列术语〔每小题3分，共15分)1.汽车的动力因数2.汽车的制动距离3.汽车的通过性4汽车的平顺性5.悬挂质量分配系数二、填空题(每小题2分，共10分)1.汽车在平路上等速行驶时，其行驶阻力有几种。
4.5-6利用附着系数与制动效率武汉理工大学,汽车学院,汽车理论A,强化版
武汉理工大学汽车工程学院
3
利用附着系数的计算
1）＜0 ，前轮先抱死
FXb1 f FZ 1
G du FXb1 Fμ1 F FXb Gz g dt
前轴利用 附着系数
G FZ 1 b zhg L
L z f b zhg
5
利用附着系数的应用
1）由利用附着系数计算车轮不抱死条件下的zmax L b 0 hg
如果 ＜ 0 ，前轮先抱死 如果 ＞ 0 ，后轮先抱死
L z f b zhg
b zmax L hg
L(1 ) z r a zhg
a zmax L(1 ) hg
6
武汉理工大学汽车工程学院
利用附着系数的应用
2）车轮不抱死条件下能达到的最大制动减速度
ab max zmax g
3）没有ABS又不允许车轮抱死时的最短制动距离
2 " ua 1 ' 2 0 s ( 2 )ua 0 3.6 2 25.92ab max
武汉理工大学汽车工程学院，汽车第i轴产生的地面制动力；
i ——第 i 轴对应于制动强度 z 的利用附着系数；
武汉理工大学汽车工程学院
FZi——制动强度为 z 时，地面对第 i 轴的法向反力；
2
利用附着系数与制动强度的关系曲线
最理想的情况是
z
空载时总是后轮 先抱死；
满载时在 ＞0
1 ）＜0
z
前轴制动效率Ef
b Ef f L f hg
2）＞0
z
后轴制动效率Er
a Er r L(1 ) r hg
武汉理工大学汽车工程学院
武汉理工大学汽车理论复习——武汉理工车辆课件PPT
Ch5 汽车的操纵稳定性
汽车的稳态转向特性的三种类型，对汽车稳态 转向特性的要求
车辆坐标系与轮胎坐标系 侧偏刚度、侧偏刚度的影响因素 线性二自由度模型 稳定性因数的计算；稳态转向特性的五种判断
与步骤 汽车燃油经济性的影响因素
Ch3 汽车动力装置参数的选定
比功率，比功率的确定（轿车、货车） 传动系最小传动比、最大传动比的概念及确
定方法 汽车各档传动比的确定方法
Ch4 汽车的制动性
汽车制动性的评价指标 地面制动力、制动器制动力和路面附着力之间的
关系
附着系数（制动力系数、侧向力系数）与滑动率 的关系
方法；特征车速和临界车速的计算 中性转向点和静态储备系数
Ch6 汽车的行驶平顺性
三种感觉界限 机械振动对人体的影响方面 人最敏感的振动频率范围 路面统计特性：计算公式 振动系统的简化：汽车悬挂质量分配系数 单质量振动系统的幅频特性图，振动频率和相对
阻尼系数对振动的影响；
计算和试验测定汽车车身部分固有频率及阻尼比 的方法
Hale Waihona Puke Ch7 汽车的通过性汽车间隙失效、间隙失效形式 通过性几何特性参数的含义，失效与通过性
几何参数的关系 越台、跨沟能力的计算，且由驱动轮决定
填空 名词解释 判断 简答 分析 计算
题型
《汽车理论》复习
2011-12-28
Ch1 汽车动力性
汽车动力性的评价指标 驱动力和四项行驶阻力的定义、存在条件和计
算公式 汽车行驶方程式 三种分析汽车动力性的方法 动力因数 汽车的驱动附着条件 附着力 汽车的功率平衡、汽车后备功率
武汉理工大学 车辆工程汽车理论讲稿(第5章)
第3节 线性二自由度汽车模型对前轮角输 入的响应
表征稳态响应的参数
1、前后侧偏角绝对值之差
如果不知道轮胎侧偏刚度和汽车其他参数，只能通过实验 判断汽车稳态特性。测出前后侧偏角绝对值之差，即可求 出稳定性因数K来。并注意到
ma yb Fy1L, ma ya Fy2 L
K
m L2
(a k2
b) k1
汽车过多转向
K<0称为过多转向。过多转向汽车加速时，和中性转向
相比，稳态横摆角速度增益较大，但R= u / ，故转向
半径随车速增大而减小。显然，当 u 1/ K 时，
/ = 。这时较小的前轮转角都会导致激转而翻车。
为了保持良好的操纵稳定性，汽车都应当具有适度 的不足转向。
三种稳态响应
汽车稳态横摆角速度增益曲线
1、波动的固有频率0
小轿车的固有频率f0(=0/2)在0.8-1.2Hz之间。固有频率高些较好。
r 20r 02r B1 B0
式中0、、B1、 B0是与车速u和汽车参数有关的常数，详 见p124。为输入（前轮转角），设其为阶跃函数：
0
0
0
t0 t0
t0
只考虑t>0的情况，上式变为：
r 20r 02r B0
其解为：
式中
r u / L 1 Ku2
0 1 2
表征瞬态响应的几个参数
轮胎的侧偏现象
轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系。这时，
Fy k
式中，k称为侧偏刚度（N/rad）。为曲线在=0处的斜率。 按轮胎坐标系，侧偏力和侧偏角总是反号，故侧偏刚度总 是负值。
侧偏力与侧偏角的关系
轮胎结构与侧偏特性的关系
武汉理工大学《汽车理论》笔试试题参考答案
一、填空题(本题10分，每小题2分)1、驱动力、最低附着系数2、最大爬坡度、汽车最低稳定车速3、无穷大、越小4、路面功率谱密度、统计特性5、0.063m 、0.4m1、附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥 作用时要求的 。
2、选择汽车传动系统最大传动比时应考虑 、附着率、及 。
3、当汽车车速为临界车速时，汽车的稳态横摆角速度增益趋于 ；过多转向量越大，临界车速 。
4、作为车辆振动输入的路面不平度，由于路面不平度函数是随机的，主要采用描述其 。
5、某4×2R 汽车的驱动轮直径为0.7m ，在附着系数为0.7的路面上能越过的最大台阶高度为 ，能越过的壕沟宽度为 。
二、名词解释题(本题15分，每小题3分)——用自己的语言作答，内容正确可得分。
6、道路阻力系数：道路滚动阻力系数f 与道路坡度i 的和（或ψ=f+i ）。
7、MPG ：mile/USgal ，即每加仑行驶的英里数；MPG 是美国燃油经济性指标。
8、汽车比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率。
9、滑动率：滑动率0100%w r w w u r s u ω-=⨯，式中u w 为车轮中心速度，r r0为没有地面制动力时的车轮滚动半径，ωW 为车轮的角速度。
滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
10、悬架侧倾角刚度：悬架的侧倾角刚度是指侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力矩。
三、判断题(本题10分，每小题1分)11、× 12、× 13、√ 14、× 15、×16、× 17、√ 18、√ 19、√ 20、×11、（ ）滚动阻力就是汽车行驶时的车轮滚动摩擦力。
12、（ ）现代轿车的传动系统通常采用前置前驱布置型式，主要是为了提高汽车的动力性。
13、（ ）拖带挂车后，虽然汽车总的燃油消耗量增加了，但单位运输工作量的油耗却下降了。
14、（ ）汽车主传动比i 0大，后备功率大，汽车的最高车速高，动力性较好；但发动机负荷率低，燃油经济性较差。
汽车理论A》教案(章节备课-武汉理工大学
《汽车理论 A》教案（章节备课）
章节 教学目的 和要求 第五章 汽车的操纵稳定性 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 了解汽车操纵稳定性的评价体系 掌握车辆坐标系和轮胎坐标系的有关术语 掌握轮胎侧偏现象产生的原因和影响侧偏特性的因素 熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素 了解汽车操纵稳定性与悬架的关系 掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件 了解提高操纵稳定性的电子控制系统 理论授课时间 14 学时
教学重点
1. 车辆坐标系 2. 轮胎坐标系 3. 轮胎侧偏现象 4. 影响侧偏特性的因素 5. 制动跑偏，制动时后轴侧滑 6. 线性二自由度汽车模型的运动微分方程 7. 汽车的稳态响应 8. 悬架的侧倾特性 9. 侧倾时左右车轮垂直载荷变化对汽车转向性能的影响 10. 侧倾时车轮外倾角的变化对汽车转向性能的影响 11. 汽车横向稳定性条件 12. 提高操纵稳定性的电子控制系统 1. 2. 3. 4. 轮胎侧偏现象 线性二自由度汽车模型的运动微分方程 汽车的稳态响应 悬架的侧倾特性 （1） 14 学时 （630’） 为 理论授课。 （2） 各部分 时间分配可 根据实际授 课 情 况 调 整，总计时 间不超过 14 学时 （630’） 。 2） 采用多媒 体 课 件 教 学，在多媒 体 教 室 讲 授。 3）插播《汽
《汽车理论 A》教案
1）人-汽车闭环系统的概念 2）汽车试验的两种评价方法 强调主观评价法始终是操纵稳定性的最终评价方法
2. 轮胎的侧偏特性（90’ ）
（1）轮胎的坐标系与术语（15’ ） 1）轮胎坐标系的建立 2）轮胎坐标系中力、力矩、外倾角、侧偏角的正负定义 3）侧偏角的概念 侧偏角的概念十分关键，强调学生理解和掌握 （2）轮胎的侧偏现象（25’ ） 1）刚性车轮受侧向力时的运动学分析 2）谭性车轮受侧向力时的运动学分析 3）侧偏现象的定义 4）侧偏现象的表达式
1.1 汽车的动力性指标,汽车理论A,武汉理工大学强化版
主讲：余晨光
武汉理工大学汽车工程学院
1
汽车动力性定义
• 汽车在良好路面上直线行驶时由受
到的纵向外力决定的、所能达到的
平均行驶速度。
武汉理工大学汽车工程学院
2
汽车的动力性指标
最高车速uamax(km/h) 加速时间t(s) 最大爬坡度imax(%)
Maximum Vehicle Speed Acceleration Time Maximum Gradeability
飞度1.5L 红旗CA7460 捍马H2 宝马523Li 奥迪A8 宝马750 奔驰S600 12.0s 10.5s 10.0s 9.6s 7.0s 6.6s 6.5s 宝来1.8 M（手动挡）/A（自动挡）11.1s/12.7s 宝来1.8T M （手动挡）/A（自动挡）9.0s/10.5s 手动挡汽车的加速时间更短
陆虎览胜(4.0L)
宝马X5(3.0L) 大众途锐(3.0L)
210km/h
202km/h 197km/h
宾利雅致(6.8L )
迈巴赫(5.5L )
27.0L)
帕杰罗速跑(3.0L)
180km/h
175km/h
武汉理工大学汽车工程学院
5
超级跑车的最高车速
武汉理工大学汽车工程学院
法拉利 575M Maranello 4.2s 宝时捷911 3.9s 兰博基尼 Gallardo 4.2s
武汉理工大学汽车工程学院
8
2.加速时间t
超车加速时间
实验条件：最大加速度、最高挡或次高挡
• 在最高挡或次高挡工作时，以最大加速度由该 挡的某一较低车速全力加速至某一高速所需时 间，或通过某一预定距离所需的时间。
【汽车理论-武汉理工课件】1.2
15
Chapter 1 Acceleration Performance
（1）Rolling Resistance —— F（f 滚动阻力） load(W ) / KN
D
C
deflection of tire(h) / mm
Radial Deflection Curve of Tire 轮胎径向变形曲线
11
Chapter 1 Acceleration Performance
Ft Tractive Force驱动力
Ft1 Ft 2
Ft 3
Ft 4
车速，ua
Graph of Tractive Force(汽车驱动力图)
12
Chapter 1 Acceleration Performance
F t/N
Pe Ttq n ，Unit：Pe [W] ；Ttq [N·m]；n[rad/s]
radian：弧度
1000Pe
Ttq
2
60
n
Pe
Ttq n 9550
, Unit：Pe[kW] ；Ttq[N·m]； n[r/min]。
6
Chapter 1 Acceleration Performance
（2）Efficiencies of Driveline(Transmission) 传动系统机械效率
由于轮胎内部橡胶分子的摩擦转化为热能。
17
Chapter 1 Acceleration Performance
Rolling
resistance
torque
—
T
（滚动阻力偶矩）
f
Tf FZ a
ua
a
FZ
18
1.5汽车的功率平衡,汽车理论A,武汉理工大学强化版
主讲：余晨光
武汉理工大学汽车工程学院
1
汽车的功率平衡方程
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。
Pe u F
T
Pe
u
T
( Ff FW Fi Fj )
2 ua C D Au a du Pe G sin m Gf cos 3600 T 21.15 dt
下一知识点：汽车燃油经济性的评价指标
武汉理工大学汽车工程学院
10
80
P/kW
60
40
20
0
ua /(km h 1 )
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4Hale Waihona Puke 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。
1 Pe ( Pf Pw ) T
后备功率用于加速和 爬坡。
武汉理工大学汽车工程学院
后备功率的分析
行驶中消耗的发动机功率
1 ( Pf Pw ) bc T
挡位越低，负荷率越小 ，发动机燃油消耗率越 高，汽车经济性越差。
武汉理工大学汽车工程学院
汽车的后备功率曲线
武汉理工大学汽车工程学院
8
思考题
• 什么是汽车功率平衡图？通常用功率平衡 图来分析汽车的什么性能？
• 什么是汽车的后备功率？
• 什么是发动机的负荷率？
武汉理工大学汽车工程学院
9
本知识点内容结束
发动机能提供的功率
Pe ac
后备功率 1 Pe ( Pf Pw ) T
ac bc ab
武汉理工大学汽车工程学院
5.4-2车厢侧倾轴线汽车理论A,武汉理工大学,强化版
3
2
O31 Om
O23
vd
O12 1
vg
4
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2）双横臂独立悬架的侧倾中心
5 2
Or
v d
O12
D
O23 3
O35 O45 O25 O
G
4
O24
l
1
O51 Om
v g
5
武汉理工大学汽车工程学院
双横臂独立悬架的等效单横臂悬架
武汉理工大学汽车工程学院
6
思考题
• 什么是车厢侧倾轴线？什么是侧倾中心？ • 如何求车厢侧倾轴线和悬架侧倾中心？
武汉理工大学汽车工程学院
2
侧倾中心的确定
确定侧倾中心时
①假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动； ②假定车轮与地面间无相对滑动； ③对四连杆机构会用到三心定理。
O12
1
2
Байду номын сангаас
O23
3
O13
四连杆机构中相对
O14
4
O34
两杆的相对运动瞬心
是相邻两杆延长线的 交点。
3
O24
武汉理工大学汽车工程学院
1）单横臂独立悬架车厢的侧倾中心
• 什么是等效单横臂悬架？
武汉理工大学汽车工程学院
7
本知识点内容结束
下一知识点：悬架的线刚度
武汉理工大学汽车工程学院
8
车厢侧倾轴线
主讲：余晨光
武汉理工大学汽车工程学院
1
侧倾轴线和侧倾中心的概念
1）侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线； 2）侧倾中心：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的 瞬时转动中心；其位置由悬架导向机构决定，常用 图解法确定。 侧倾轴线是侧倾中心的连线。 先确定侧倾中心再确定侧倾轴线。 侧倾中心的位置决定于悬架的导向机构，可用图解 法或试验法求得。
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主讲：余晨光
武汉理工大学汽车工程学院
1
1）悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅠ
h1b s h 2 a s h hs H N hs L
武汉理工大学汽车工程学院
2
u2 Fs y m s R
M rⅠ Fsy h
2）侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩MΦrⅡ
M ΦrΠ Gs e Gs h r
武汉理工大学汽车工程学院
3
3）独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅢ
Fl '和Fr'对车身的 力矩即为M ΦrIII Fuy Fr NG r 2
r Fr 2 NG
KF Fuy r NG
Fuy
M ΦrIII FrEF
Fl
车轮上的重新分配
武汉理工大学汽车工程学院
6
ΔFZ
Fuy 2
'
Fr
Fuy 2
KF h0 r r NG M ΦrIII Fuy h0 r
武汉理工大学汽车工程学院
Fl
Fr
'
ΔFY
ΔFY
ΔFZ
4Leabharlann 思考题• 侧倾力矩由哪三部分组成？各部分如何 计算？
武汉理工大学汽车工程学院
5
本知识点内容结束
下一知识点：侧倾时垂直载荷在左、右侧