汽车理论

1. 答：充分条件用汽车动力装置参数写出汽车行驶的必要条件和充分条件。 ：r i i T F F F T

g tq i f ηω⋅⋅≤++0或t j i f F F F F F =+++ω（3分） 即dt

du m G Au C Gf r i i T a D t

g tq δααη+++=sin 15.21cos 20（1分） 必要条件：dt du m G Au C Gf r i i T F a D t g tq z δααηϕ+++=≥sin 15.21cos 20（2分） 2. 分析减小汽车行驶空气阻力的措施。

答：车身应该尽量设计成流线型，车身各部分用圆弧过渡（2分）；减少突出附件，发动机舱盖、前挡风玻璃适当向后倾斜（2分）；后窗、后顶盖的长度、倾角的设计要适当（1分）；在适当的位置安装导流板或扰流板（1分）。

3. 有几种方式可以判断或者表示汽车的稳态转向特性？

答：（1）稳定性因数法，即)(1

22k b k a L m K -=。K ＞0时，不足转向；K ＜0时，过多转向，K ＝0时，中性转向；（2分）

（2）前后轮侧偏角之差（α1-α2）法，（α1-α2）＞0，不足转向；（α1-α2）＜0，过多转向，（α1-α2）＝0时，中性转向；（1分）

（3） 转向半径的比值R/R 0，R/R 0＞1不足转向；R/R 0＜1，过多转向，R/R 0＝1时，中

性转向；（1分）

（4） 静态储备系数S.M.法L

a k k k M S -+=212..，当S.M. ＞0，汽车具有不足转向特性；S.M.＜0，汽车具有过多转向特性，S.M.＝0时，汽车具有中性转向

特性。（2分）

4. 机械式变速器的各档传动比理论上如何分配，实际情况怎样？

答：理论上，机械式变速器的各档传动比按等比级数分配，即：

n n i i i i i i 1

3221...-===，主要是为了驾驶员操纵方便和充分利用发动机的有效功率，提高动力性。（3分）

实际的传动比之间的比值并不正好相等，实际的变速器的各档传动比按下列关系分配传动比：n n i i i i i i 1

322

1...-≥≥≥（2分）这主要是因为： 各档利用率不均匀，高档和次高档使用较多，因此高档位之间的传动比间隔应小一些。（1分）

5.路面的统计特性的空间谱密度函数与时间谱密度函数如何转化？ 答：路面不平度的功率谱公式为：W q q n n n G n G -=))(()(0

0，n 为空间频率()1-m ，它是波长λ的倒数；（2分）当汽车以一定车速u 驶过空间频率n 的路面不平度时，输入的时间频率为un f =（1分），将空间频率功率谱密度)(n G q 转化为时间频率功率谱密度：2200200)())((1)(f

u n n G n n n G u f G q q q ==-（3分） 三、问答题（每小题6分，计30分）

1. 写出汽车驱动力—行驶阻力平衡方程式。

答：充分条件： j i f t F F F F F +++=ω（2分）

即dt

du m G Au C Gf r i i T a D t

g tq δααη+++=sin 15.21cos 20（4分） 2．分析说明燃油经济性－加速时间曲线的作用。

答：汽车的燃油经济性－加速时间曲线反映的是在不同传动比下，汽车燃油经济性与动力性之间的关系。（2分）利用该曲线，可以在不改变发动机的条件下，从数种变速器中选择一合适的变速器和一合适的主减速器传动比，来适应汽车的不同要求。（4分）

3．何为汽车制动跑偏？造成制动跑偏的主要原因是什么？

答：制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。（2分）制动时汽车跑偏的原因有两个：1)汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮(转向轮)制动器的制动力不相等。（2分）

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(互相干涉)。（2分）

4．画图说明什么是接近角与离去角，并分析说明其作用。

答：汽车的接近角是汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与地面间的夹角。接近角越大，越不宜发生触头失效。（2分）

汽车的离去角是汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与地面间的夹角。离去角越大，越不宜发生托尾失效。（2分）

5.解释轮胎侧偏时自动回正原理。

答：车轮与地面间的侧向反力的分布如图所示，其合力作用点在接地印迹几何中心的后方，偏移一距离e ，e F Y ⋅即为回正力矩T e 。此力矩有将车轮行驶方向与车轮中心线的行驶方向一致的作用，故称为回正力矩。（4分）

回正力矩产生的原理图（2分）

四、问答 （每小题3分，共15分）

1. 写出汽车驱动力-行驶阻力功率平衡方程式，分析说明后备功率的作用。

答：)36003600761403600(13dt

du mu Giu Au C Gfu P a a a D a T e δη+++=（3分） 后备功率为)(1

ωηP P P f T e +-，表明汽车的加速和爬坡能力，后备功率越大，汽车的

动力性越好。（3分）

2.高速行驶的汽车空气阻力由哪几部分组成，减小空气阻力的措施有哪些？

答：汽车空气阻力由形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力和摩擦阻力和组成。（3分）

减小空气阻力的措施有：

前部低，过渡平滑，后部加扰流板；掠背式；底部导流，平整化，向后应逐步升高；

整车俯视形状为腰鼓式；改进通风进口、出口位置；商用车顶部安装导流罩系统。（3分）

3. 何为汽车制动跑偏？造成制动跑偏的原因是什么？

答：驾驶员在制动时，汽车不按直线方向减速停车，而是自动向左或向右偏驶的现象叫做制动跑偏。（2分）

造成制动跑偏的原因：

（1）制造原因汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮(转向轮)制动器的制动力不相等。（2分）

（2）设计原因制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调(互相干涉)。（2分）

4．有几种方式可以判断或者表示汽车的稳态转向特性？

答：常见的表示汽车操纵稳态转向特性的参数有四种。

（1）稳定性因数K ：

K=0，中性转向 K>0，不足转向 K<0过多转向；（2分）

（2）前、后轮侧偏角绝对值之差(αl —α2)

(αl —α2)=0中性转向；

(αl —α2 )>0不足转向；

(αl —α2 )<0过多转向。（2分）

（3）转向半径的比R/R0

R/R0>1不足转向；R/R0=1中性转向；R/R0<1过多转向。（1分）

（4）用静态储备系数S ．M ．

S ．M ．>0不足转向；S ．M ．=0中性转向；S ．M ．<0过多转向。（1分）

5.路面的统计特性的空间功率谱密度函数与时间功率谱密度函数如何转化，写出速度功率谱密度“白噪声”的表达式。 答：路面不平度的功率谱公式为：W q q n n n G n G -=))(()(0

0，n 为空间频率()1-m ，它是波长λ的倒数；当汽车以一定车速u 驶过空间频率n 的路面不平度时，输入的时间频率为un f =，将空间频率功率谱密度)(n G q 转化为时间频率功率谱密度：2200200)())((1)(f

u n n G n n n G u f G q q q ==-（4分）