汽车理论
汽车理论
1.什么是汽车的动力性：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。
评价指标：最高车速、加速能力、上坡能力。
2.驱动力的计算公式：F t=T tq i g i0εT/r，T tq (N·m)3.汽车行驶速度计算公式：u a=0.377 r*n/i g i0 n(r/min) ,u a (km/h)4.行驶阻力的4个组成部分：滚动阻力F f、空气阻力F w、坡道阻力F i、加速阻力F j5.影响滚阻系数的因素：1行驶车速大于100km/h时，滚阻系数随车速↑而↑。
2子午线轮胎在各种车速下都有较低的滚阻系数。
3轮胎气压↑，滚阻系数↓。
6.空气阻力的分类：压力阻力、摩擦阻力。
压力阻力又分为形状阻力、干扰阻力、内部阻力、诱导阻力。
7.C D值较小的车身具有的特点：○1汽车头部前段应尽量低矮○2车身各部件交接处过度应圆滑。
○3整个车身应前倾1~2°○4轿车的纵向最大的横截面不宜过分前移○5汽车底部最好采用平滑整体的底板○6对于厢式车身结构的客车，应具有圆滑的拐角○7为了减少汽车发动机冷却和车身内部通风所引起的空气阻力，应将空气散热器及通风系统的进气孔布置在汽车前脸和前风窗下部正压力较大的部位。
8.汽车行驶方程式：T tq i g i0εT/r=G f cosα+C D Au a2 /21.15+ Gsinα+δmd u/d t9.汽车行驶的驱动-附着条件：F f+F w+F i≤F t ≤F Zφφ10.附着利用率：汽车的附着力占四轮驱动汽车附着力的百分比。
11.附着利用率：前轮驱动汽车＜后轮驱动汽车＜四轮驱动汽车。
12.影响附着系数的因素：○1路面越坚硬、微观粗糙，附着系数越高。
松软土壤路面附着系数较小。
潮湿、泥泞土路附着系数有明显的下降。
○2轮胎花纹可提高轮胎的附着系数。
○3子午线轮胎附着系数比一般轮胎高。
○4车速↑附着系数↓。
13.利用驱动力-行驶阻力平衡图确定最高车速：图上F t4 曲线与F t+F w曲线相交点所对应的车速便是汽车的最高车速。
汽车理论
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
1、轮胎垂直载荷对侧偏特性的影响
垂直载荷增大，k增大。但垂直载荷太大k反而减小 。
三、轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
2、轮胎形式和结构参数对侧偏特性的影响
汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的 离心力为
式中，ay是侧向加速度(g) ，Gs是悬挂 重量(N)。 从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为
式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩
从图中有
式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩
第一节 概述
二、车辆坐标系
第二节 轮胎的侧偏特性 轮胎坐标系
二、轮胎的侧偏现象
▪ 1、侧偏力 地面对轮胎作用的侧向反 力称为侧偏力。侧偏力因 转向、路面倾斜、风力等 引起。转向引起的侧偏力 总是指向汽车转弯的内侧 。
第二节 轮胎的侧偏特性 3、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，
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
3、汽车中性转向
K=0时 ，5-11)式变为：
即转向半径
，因此，汽车K=0时只要前轮转角不变
，不同速度下对应的转向半径就不变，它总是等于汽车在极
低速行驶时（无侧偏角）的转向半径。因此K=0时汽车稳态
响应为中性转向。
第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。
第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系
汽车理论
1、汽车重心向前移动，会使汽车的不足转向量减小。
2、地面对轮胎切向反作用力的极限值，称为附着力。
3、车轮的滑动率越低，侧向力系数越大。
4、稳定性因数K值越小，汽车的过多转向量越大。
5、汽车横摆角速度的频率特性包括幅频特性和相频特性。
6、制动效率是指车轮不抱死时最大制动强度与车轮和地面间附着系数的比值。
7、汽车的稳态转向特性分成三种类型：不足转向、过多转向、中性转向。
8、动力因数的表达式为。
9、制动时汽车跑偏的原因有：左右轮制动制动力不相等和制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上不协调。
10、与轮胎振动特性有密切关系的刚度主要有轮胎的、、和。
11、汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受附着条件的限制。
1、什么是轮胎的侧偏特性？试分析轮胎侧偏特性产生的原因及其主要影响因素（包括：汽车使用因素与轮胎自身结构与特性的因素）。
答：当汽车曲线行驶时，或受侧向风作用，车轮中心将受到一个侧向力，相应地在地面上产生地面侧向反作用力，由于轮胎具有侧向弹性，因而轮胎胎面中心线上诸点的连线将会发生扭曲。
随着车轮滚动，上述诸点落于其连线所形成的轨迹aa线与原中心面与地面交线cc之间形成夹角，即为侧偏现象影响轮胎侧偏特性的主要因素有轮胎结构、工作条件和路面状况等1)轮胎结构接地面宽、尺寸大、扁平率小的轮胎侧偏刚度大；2)工作条件充气压力在同样的侧偏角值时增加充气压力可降低回正力矩，垂直力增加时会增加轮胎侧偏刚度；的大小对汽车后备功率的影响？2、试分析主传动比i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。
(根据公式ua=0.377·rn/ioig 知不同io时的汽车功率平衡图中的3条线，io1<io2<io3 ,i0越大，后备功率越大，发动机的负荷率越低，燃油经济性越差。
汽车理论
2）由比功率确定发动机功率
汽车比功率
1000Pe CD A fg ua m a u3 x m 3.6ηT 76.14mηT
a max
4、最小传动比的选择：原则：兼顾动力性和经济性 考虑方面：最高车速和汽车后备功率
uamax / u P =1，动力性和燃油经济性都比较好；
< 1，动力性差，燃油经济性好； >1，动力性好，燃油经济性差。 5、驾驶性能：指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。 最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，出现噪声和振动。 最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声大。 6、最大传动比的选择：1）满足汽车的最大爬坡度：
16、汽车的功率平衡：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。
Pe
T
ua
F F
f
w
Fi Fj
Pe
3 Giua mua du 1 Gfua CD Au a T 3600 76140 3600 3600 dt
rr0w
rr0w
rr0w 完全拖滑时w 0
8、滑动率：车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比 值。滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
s
uw rr0w 100% uw
FZ
9、 制动力系数 FX b ： 地面制动力与作用在车轮上的垂直载 b 荷的比值。 10、峰值附着系数 p ：制动力系数的最大值，一般出现在 s =15%～20% 11、滑动附着系数 s ：s =100%时的制动力系数 12、侧向力系数 FY ：地面作用于车轮的侧向力与车轮垂直 l
FZ
汽车理论余志生版
余志生版汽车理论的出现，激发了汽车工业的技 术创新，促进了汽车性能和安全性的提升。
3
提高了汽车设计的效率
余志生版汽车理论的应用，使得汽车设计过程更 加规范、高效，缩短了品研发周期。
余志生版汽车理论对学术界的影响
丰富了学术研究领域
01
余志生版汽车理论为学术界提供了新的研究领域和研究思路，
汽车维修应以预防为主
余志生主张，汽车维修应以预防性维护为主 ，通过定期检查和保养，减少故障发生，延 长车辆使用寿命。
余志生版汽车理论的实践应用
在汽车设计领域
余志生版汽车理论为汽车设计师提供了理论支持和实践指 导，帮助设计师更好地理解用户需求，优化车辆设计。
在汽车使用和维修领域
该理论有助于使用者更好地了解车辆性能，合理使用和保养车辆，减少故障发 生率。同时，也为维修人员提供了故障诊断和维修的理论依据，提高维修效率 和质量。
余志生版的汽车理论涵盖了汽车动力学、发动机、传动系统、制动 系统、转向系统等方面的知识，内容全面且系统。
理论性强
该理论注重数学模型和物理概念的运用，对汽车各系统的原理和运 行机制进行了深入的理论分析。
实践指导意义
余志生版的汽车理论不仅提供了丰富的理论知识，还结合实际应用， 为汽车设计和性能优化提供了实践指导。
促进了学术研究的深入发展。
促进了学术交流与合作
02
余志生版汽车理论的出现，促进了学术界之间的交流与合作，
推动了学术研究的进步。
提高了学术研究的水平
03
余志生版汽车理论的应用，提高了学术研究的水平，为学术界
的发展做出了重要贡献。
余志生版汽车理论的未来发展前景
持续优化和完善
随着汽车工业的发展和技术的进步，余志生版汽车理论将 不断得到优化和完善，以适应新的市场需求和变化。
汽车理论
第一章汽车的动力性第一节汽车的动力性指标从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定:1)汽车的最高车速uamax2)汽车加速时间t3)汽车能爬上的最大坡度imax最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶车速。
要进一步说明的是：imax代表了汽车的极限爬坡能力，它应比实际行驶中遇到的道路最大坡度超出很多，这是因为应考虑到在实际坡道行驶时，在坡道上停车后顺利起步加速、克服松软坡道路面的大阻力、克服坡道上崎岖不平路面的局部大阻力等要求的缘故。
越野汽车要在坏路或无路条件下行驶，因而爬坡能力是一个很重要的指标，它的最大爬坡度可达60％即31‘左右。
应指出，上述三方面指标均应在无风或微风条件下测定。
有时也以汽车在一定坡道上必须达到的车速来表明汽车的爬坡能力。
第二节汽车的驱动力与行驶阻力确定汽车的动力性，就是确定汽车沿行驶方向的运动状况。
为此，需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力，即驱动力与行驶阻力。
根据这些力的平衡关系建立汽车行驶方程式，就可以估算汽车的最高车速、加速度和最大爬坡度。
汽车的行驶方程式为Ft=ΣF式中，Ft为驱动力；ΣF为行驶阻力之和。
驱动力是由发动机的转矩经传动系传至驱动轮上得到的。
行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、加速阻力和坡度阻力。
现在分别研究驱动力和这些行驶阻力，并最后把Ft=ΣF 这一行驶方程式加以具体化，以便研究汽车的动力性。
一、汽车的驱动力汽车发动机产生的转矩，经传动系传至驱动轮上。
此时作用于驱动轮上的转矩rt产生一对地面的圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft(方向与F。
相反)即是驱动汽车的外力(图1—2)()，此外力称为汽车的驱动力。
其数值为Ft=Tt/r式中，rl为作田于驱动轮上的转矩；r为车轮半径。
作用于驱动轮上的转矩TL是由发动机产生的转矩经传动系传至车轮上的。
若令Ttq表示发动机转矩，ig表示变速器的传动比，i0表示主减速器的传动比，VT表示传动系的机械效率，则有Tt=Ttqigi0ηt对于装有分动器、轮边减速器、液力传动等装置的汽车，上式应计人相应的传动比和机械效率。
汽车理论
第1-3章1、汽车的动力性系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。
2、汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定，即：汽车的最高车速u amax，单位为km/h;汽车的加速时间t，单位为s；汽车能爬上的最大坡度i max3、最高车速是指汽车在良好的水平路面上能达到的最大行驶速度。
4、加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。
①原地起步加速时间指汽车由第I档或第II档起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换档时机）逐步换至最高档后到某一预定的距离或车速所需的时间。
②超车加速时间指用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。
5、汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度i max表示的。
一般i max在30%即16.5 °左右6、F t=∑F=F f+F i+F w+F i F t——驱动力；∑F——行驶阻力之和若令T tq表示发动机转矩，i g表示变速器的传动化，i o表示主减速器的传动比，ηT表示传动系的机械效率，则有Tt=T tq i g i oηT7、如将发动机的功率P e、转矩T tq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称发动机特性曲线。
如果发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量位置），则此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），则称为发动机部分负荷特性曲线。
8传动系的功率损失可分为机械损失和液力损失9、图1-7数据表明，直接挡的传动效率比超速挡的高，因为直接挡没有经啮合齿轮传递转矩；同一挡位转矩增加时，润滑油损失所占的比例减少，传动效率较高；转速低时搅油损失小，传动效率比转速高时要高。
10、汽车传动系机械效率轿车ηT=0.90~0.92商用车ηT=0.82~0.85越野车ηT=0.80~0.8511、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。
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时域响应：汽车在转向盘输入或外界侧向干扰输入下的侧向运动响应。
角阶跃输入：汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变稳定因数：表征汽车稳态响应的一个重要参数评价方法：1.特征车速、临界车速的概念？中性转向点、静态储备系数的概念？中性转向点：使汽车前后轮产生同一侧偏角的侧向力作用点静态储备系数：中性转向点到前轮的距离 a，与汽车质心到前轴距离 a 之差与轴距L之比。
临界车速：此时汽车稳态横摆角速度增益趋于无穷大特征车速：此时汽车稳态横摆角速度增益达到最大值.5．瞬态响应品质评价参数包括那些？频率响应的评价参数包括那些？瞬态；横摆角速度波动时固有频率阻尼比反应时间频率；频率为零时幅值比共振峰频率共振时增幅比 f=0.1hz时相位滞后角f=0.6hz时相位滞后角6.何为侧倾？侧倾时垂直载荷变化对操纵稳定性的影响？汽车曲线行驶时前后轴左右两侧车轮垂直载荷发生变化，位于悬架上的车厢在曲线行驶时发生的侧向偏移影响轮胎的侧偏特性，导致汽车稳态响应发生变化，有的汽车会从不足转向变为过多转向7.侧倾转向、变形转向的概念？位于悬架上的车厢在曲线行驶时将发生侧偏，即使转向盘转角固定不变，由于车厢侧倾时前悬架导向杆系和转向杆系的运动及变形，前车轮轮辋平面也可能发生绕主销的小角度转动，车厢侧倾时后悬架的导向杆系的运动和变形，也会使后轮轮辋发生绕垂直于地面轴线小角度转动，这种车轮轮辋的平面转动叫汽车平顺性？人对振动反应的影响因素？平顺性：保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对乘员在一定范围内，根据乘员主观感觉的舒适性来评价频率、强度、持续时间、作用方向3 主频（双质量振动系统，两个质量以相同频率与相位振动所具有的频率）偏频（双质量振动系统，只有单独一个质量振动时的部分频率）牵引系数TC：单位车重的挂钩牵引力（净牵引力）。
表明汽车在松软地面上加速、爬坡及牵引其他车辆的能力。
挂钩牵引力=土壤推力-土壤阻力牵引效率（驱动效率）TE ：驱动轮输出功率与输入功率之比。
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汽车理论（第四版）
各章均有所涉及，各章侧重点不同，所占比例也不同。
重点看基础，记住公式，特别是最近几年常出现的公式。
1 。
07-08年真题弄懂、熟记，课后习题作业
2.答题思路清晰，原理示意图准确
一汽车动力性
汽车动力性：评价指标及定义（最高车速，加速时间：原地起步加速时间和超车加速时间，最大爬坡度），汽车行驶方程式（及其相关的内容），滚动阻力系数成因及影响因素、与车速的关系；空气阻力（压力阻力的定义，摩擦阻力的定义），空气阻力系数（轿车0.2左右，货车0.9）及影响因素；平行质量及旋转质量，旋转系数的范围
汽车驱动力图：会描绘、制作、相应的换算公式
汽车动力性评价的三种图线:1 汽车驱动力于行驶阻力平衡图：描绘制作过程；如何利用该图评价汽车动力性的三个指标（汽车的最高车速，加速时间，爬坡能力如何确定的）
2 动力特性图：动力因数的定义，用动力特性图评价汽车的动力性
3 功率平衡图：的定义、公式；绘制功率平衡图的方法；利用其评价动力性的方法；后备功率的定义、公式；汽车后被功率越大，汽车的动力性越好经济型越差；发动机的负荷率
驱动力大并不等于汽车的动力型号
汽车的行驶-附着条件？附着系数，附着力，附着率（第六节不用看）
二汽车的燃油经济性（四五节不用看）
1评价指标：等速百公里油耗定义极其曲线图（分析，如何绘制）及其计算；燃油经济性中的循环工况油耗概念、循环工况概念
2等速行驶工矿燃油消耗量的计算，万有特性图以及相应的计算公式。
影响汽车燃油经济性的因素（第三节）
3汽车动力装置参数的选定：
发动机功率的选择、计算公式、比功率的定义
最小传动比的选择：传动比的定义，如何选择？P77图3-3要理解会用图线分析
最大传动比的选择：最大传动比的定义、制约因素，相应公式理解
三汽车的制动性
概念评价指标
1 距离制动减速度
2制动效能的恒定性
3方向稳定性：跑偏，侧滑
制动器制动力（组成）地面附着力地面制动力附着系数的概念
地面制动力的大小取决于制动器制动力又受地面附着条件的影响
三个制动力的关系第91页详细看图4-3
滑动率的概念、计算公式；制动力系数、附着系数、峰值附着系数、滑动附着系数的概念
侧向力系数；滑动的三种状态；春滚动、春华东、边滚边滑第93页4-5 4-6
制动效能制动距离的概念
制动时后轴侧滑与前轴失去转向能力的概念分析
第五节前五部分详细看（理解）相应公式、概念、结论、图形要熟记
第109页图4-28知道怎么做的会绘制
同步附着系数（计算公式、概念）重点I曲线贝塔曲线f线组r线组及分析，兵熟练运用以上曲线进行制动过程分析第114页图4-31
利用附着系数与制动效率：概念及两者之间关系；熟练运用利用附着系数与制动强度图线进行制动过程分析，要包括相应的公式，思路清晰（今年讲座中新添的部分）第115页图4-32 理解
制动强度的概念
制动防抱死装置的定义：功能、原理图P93 4-6
典型ABS系统的组成、常用控制参数；ABS控制过程分析（新加）
四汽车操纵稳定性（内容）
包含的内容横摆角速度（重点打星号）P105图5-2稳态响应特性
轮胎的测片特性定义、侧偏现象的产生P137 5-6 5-7
侧偏角侧偏刚度侧偏刚度的影响因素P138 图5-8 及下面的文字
P116 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的影响因素：简化条件及假设
P146页公式5-5 5-7 5-8 5-9知道各参数的物理意义
P147前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态相应—等速圆周形式（定义）、专项灵敏度的定义是重点*
稳态相应因素1、2、3、怎么影响要弄懂
静态储备系数的定义
前轮角介阶跃瞬态相应：什么是瞬态过程超调周期，知道就可以非重点频率不用看了
第四节要知道轮胎弹性侧偏角侧倾中心的概念P162 侧倾中心的内容仔细看一下其余了解即可
五汽车的平顺性
汽车平顺性的概念评价标准（ISO2631）《人体承受全身震动评价指南》记住名字
舒适度与振动强度的大小和持续时间有关系
平顺性名次解释：均方根值加权均方根值
敏感频率的范围水平垂直各多少
查看第一版书：暴露极限—疲劳-功效降低—舒适降低（了解）
评价方法P204 P205
路面不平度（功率普密度定义）时间和空间两个方面主要是相应的定义，要记住公式6-4 6-7 6-10 6-11 6-12 6-13
单质量系统汽车振动（六章第三节：详细看全部内容）：质量，阻尼，相对阻尼系数，加速度均方根值，固有频率，幅频特性，相频特性，通过均方根值判顶是否舒适等如何计算以07 08 年的最后一题为例弄懂做题方法，主要是相应公式的推导
图6-13 6-14 P180页而部分三部分P215的对图6-15 分成三个频率段加以讨论的1、2、3要认真看，重点公式结论及图形记忆；四部分6-34 6-35 6-36 6-37 6-40 公式
08年最后一题便用了P217中的车身加速度功率谱密度的计算，要把其中的参数换成已知量
对悬架动脑度要类比车身加速度，弄懂公式的推导
最好把6-17 6-20图记住学会分析固有频率、阻尼系数参数变化对系统的影响
人体座椅系统的振动（了解）
P232（新添内容）主动悬架与半主动悬架：定义；主动悬架与一般悬架相比较：弹性元件和减震器被执行机构代替；执行机构包括动力源和动力控制系统；ECU调节给车身和车轴的力主动悬架与半主动悬架的比较：主动悬架响应快，固有频率地不随载荷变化悬架动态变化小主动悬架分类：慢主动悬架（定义涵盖的频率）全主动悬架（定义涵盖的频率）
七汽车的通过性（仅在硬路上的内容）
概念：评价指标及集合参数见习失效汽车跃台阶的能力（不要推导过程，只要记住相应的结论：前轮后轮）。