考研汽车理论试题 第2套

第 2 套1一、概念解释（选其中 8 题，计分）1 回正力矩 2汽车动力因数3汽车动力性及评价指标4同步附着系数5汽车通过性几何参数6附着椭圆7地面制动力8汽车制动性能9 汽车最小离地间隙10 r曲线11 最小燃油消耗特性12 滑动（移）率13 侧偏力14 等效弹簧二、写出表达式、画图、计算并简单说明（选择其中 4 道题，计分）1用结构使用参数写出汽车行驶方程式（注意符号定义）。2画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。3画出附着率（制动力系数）与滑动率关系曲线，并做必要说明第 2 套24 用隔离方法分析汽车加速行驶时整车的受力分析图，并列出平衡方程5 列出可用于计算汽车最高车速的方法，并加以说明。6 写出汽车的燃料消耗方程式，并解释主要参数（注意符号定义）。7 列举各种可用于绘制 I 曲线的方程及方程组。三、叙述题（选择其中 4 道题，计 20 分）1 写出计算汽车动力因数的详细步骤，并说明其在计算汽车动力性的用途。2 分析变速器速比 gi和档位数对汽车动力性的影响。3 如何根据发动机负荷特性计算等速行驶的燃料经济性？4 分析汽车在不同路面上制动时最大减速度值，并结合制动力系数曲线加以说明。5 有几种方式可以判断或者表征汽车角阶跃输入稳态转向特性？请简单叙述之。6 试用汽车驱动力行驶阻力平衡或者动力特性分析汽车的动力性。7 从受力分析出发，叙述汽车前轮抱死拖滑和后轮抱死拖滑对汽车制动方向稳定性的影响。四、分析题（选择其中 4 道题，计 20 分）1 已知某汽车 0 0.4，请利用 、 、 线，分析 0.45, 0.3 以及 0.75 时汽车的制动过程。2 试确定汽车弯道半径为 R 的横坡不发生侧滑的极限坡角（要求绘图说明）。3 请分析汽车制动时附着系数大小对前、后轮地面法向反作用力的影响。4 在划有中心线的双向双车道的本行车道上，汽车以 75km/h 的初速度实施紧急制动，仅汽车左侧轮胎在路面上留下制动拖痕，但汽车行驶方向轻微地向右侧偏离，请分析该现象。第 2 套35 请比较前驱动和后驱动汽车上坡（坡度角为 ）行驶的附着条件，并解释载货汽车通常采用后驱动而小排量轿车采用前驱动的原因。6 请分析汽车加速时，整个车身前部抬高而后部下沉的原因（提示：考虑悬架及轮胎等弹性元件，并采用受力分析方法）。7 请以减速器速比为例，叙述汽车后备功率对汽车动力性和燃油经济性的影响。8 某汽车（装有 ABS 装置）在实施紧急制动后，在路面上留下有规律的制动拖痕斑块，即不连续的短拖痕，请分析出现该现象的原因。五、计算题（选择其中 4 道题，计 20 分）1 已知某汽车的总质量 m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数 1=0.03, 2=0.03,坡度角 =5°,f=0.015,传动系机械效率 T=0.85, 传动系总速比 4.80gi,车轮滚动半径 mr368.0，加速度 du/dt=0.2m/s2,ua=30km/h,请计算此时汽车克服各种阻力需要的发动机输出功率。2 已知某汽车质量为 m=4000kg,前轴负荷 1350kg,后轴负荷为 2650kg,hg=0.88m，L=2.8m,同步附着系数为 0=0.6，试确定前后制动器制动力分配比例。3 请叙述驾驶员、制动系结构形式、制动系调整（踏板自由行程、制动鼓/盘与摩擦片之间间隙）以及道路条件对汽车制动性能的影响，并计算单位初速度变化对汽车制动距离的影响（u a0=50km/h， 2=0.2s 2”=0.15）。4 参考汽车理论图 523 和图 524 导出二自由度汽车质心沿 ox 轴的加速度分量。5 某轿车轴距 L=3.0m,质心至前轴距离 a=1.55m,质心至后轴距离 b=1.45m,汽车围绕 oz 轴的转动惯量 Iz=3900kg·m2,前轮总侧偏刚度 k 1=-6300N/rad,后轮总侧偏刚度 k 2=-110000N/rad,转向系总传动比 i=20,汽车的总质量为 2000kg,请求（画出）稳态横摆角速度增益曲线、车速为22.35m/s 汽车的稳态横摆角速度增益。6 请推导出下述公式（注意单位和常数换算）第 2 套4gaee irnunTP037.9547 请推导出公式(参考 P42,注意单位和常数换算) )360714360(11.36 dtumAuCGfPbPQ aaDaTeet 其 中一、概念解释（选其中 8 题，计分）1 回正力矩轮胎发生侧偏时会产生作用于轮胎绕 Oz轴的回正力矩 zT。 是圆周行驶时使转向车轮恢复到直线行驶位置的主要恢复力矩之一。回正力矩是由接地面内分布的微元侧向反力产生的。车轮静止受到侧向力后，印迹长轴线 a与车轮平面 c平行， a线上各点相对于 c平面的横向变形均为 h，即地面侧向反作用力沿 a线均匀分布。车轮滚动时a线不仅与车轮平面错开距离 h，且转动了 角，因而印迹前端离车轮平面近，侧向变形小；印迹后端离车轮平面远，侧向变形大。地面微元侧向反作用力的分布与变形成正比，故地面微元侧向反作用力的合力大小与侧向力 YF相等，但其作用点必然在接地印迹几何中心的后方，偏移距离 e，称为轮胎拖距。 eFY就是回正力矩 zT。 返回一2 汽车动力因数由汽车行驶方程式可导出 dtugtifdtuGmFDfiwt )(则 D被定义为汽车动力因数。以 为纵坐标，汽车车速 a为横坐标绘制不同档位的 aD 的关系曲线图，即汽车动力特性图。 返回一第 2 套53 汽车动力性及评价指标汽车动力性，是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。 返回一4 同步附着系数两轴汽车的前、后制动器制动力的比值一般为固定的常数。通常用前制动器制动力对汽车总制动器制动力之比来表明分配比例，即制动器制动力分配系数 。它是前、后制动器制动力的实际分配线，简称为 线。 线通过坐标原点，其斜率为 1tg。 具有固定的 线与 I 线的交点处的附着系数 0,被称为同步附着系数，见下图。它表示具有固定 线的汽车只能在一种路面上实现前、后轮同时抱死。同步附着系数是由汽车结构参数决定的，它是反应汽车制动性能的一个参数。 返回一5 汽车通过性几何参数汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。它们主要包括最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。另外，汽车的最小转弯直径和内轮差、转弯通道圆及车轮半径也是汽车通过性的重要轮廓参数。返回一6 附着椭圆第 2 套6汽车运动时，在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。一些试验结果曲线表明，一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。当驱动力相当大时，侧偏力显著下降，因为此时接近附着极限，切向力已耗去大部分附着力，而侧向能利用的附着力很少。作用有制动力时，侧偏力也有相似的变化。驱动力或制动力在不通侧偏角条件下的曲线包络线接近于椭圆，一般称为附着椭圆。它确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限值。 返回一7 地面制动力制动力习惯上是指汽车制动时地面作用于车轮上的与汽车行驶方向相反的地面切向反作用力 bF。制动器制动力 F等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力 rTF/ 。式中： 是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。从力矩平衡可得地面制动力 bF为 rT/ 。地面制动力 b是使汽车减速的外力。它不但与制动器制动力 有关，而且还受地面附着力 的制约。 返回一8 汽车制动性能汽车制动性能，是指汽车在行驶时在短距离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。另外也包括在一定坡道能长时间停放的能力。汽车制动性能是汽车的重要使用性能之一。它属于主动安全的范畴。制动效能低下，制动方向失去稳定性常常是导致交通安全事故的直接原因之一。9 汽车最小离地间隙汽车最小离地间隙 C 是汽车除车轮之外的最低点与路面之间的距离。它表征汽车无碰撞地越过石块、树桩等障碍物的能力。汽车的前桥、飞轮壳、变速器壳、消声器和主传动器外壳等通常有较小的离地间隙。汽车前桥的离地间隙一般比飞轮壳的还要小，以便利用前桥保护较弱的飞轮壳免受冲碰。后桥内装有直径较大的主传动齿轮，一般离地间隙最小。在设计越野汽车时，应保证有较大的最小离地间隙。 返回一10 r曲线简单地说， r线组就是当后轮制动抱死时，汽车前后轮制动力关系。当后轮抱死时，存在 LhFmghLgFgxbgzxb 112。因为 mgxb，并且 21xbxbF，所以有Fmxbxb )(212，将式表示成 )(12xbxbf的函数形式，则得出汽车在不同路面上只有后轮第 2 套7抱死时的前、后地面制动力的关系式为121gxbxbghmLFLh，不同 值代入式中，就得到 r线组，见下图。r线组与横坐标的交点为 ghmL1，而与 的取值无关。当 01xbF时， gxbh 12。由于 r线组是经过（ ghmL1，0）的射线，所以取不同的 值就可得出 r线组。 返回一2xbF1xbF)0,(ghmL11 最小燃油消耗特性发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。把各功率下最经济工况的转速和负荷率标明在外特性曲线图上，便得到最小燃油消耗特性。 返回一12 滑动（移）率仔细观察汽车的制动过程，就会发现轮胎胎面在地面上的印迹从滚动到抱死是一个逐渐变化的过程。轮胎印迹的变化基本上可分为三个阶段：第一阶段，轮胎的印迹与轮胎的花纹基本一致，车轮近似为单纯滚动状态，车轮中心速度 wu与车轮角速度 w存在关系式 wru；在第二阶段内，花纹逐渐模糊，但是花纹仍可辨别。此时，轮胎除了滚动之外，胎面和地面之间的滑动成份逐渐增加，车轮处于边滚边滑的状态。这时，车轮中心速度 wu与车轮角速度w的关系为 wru，且随着制动强度的增加滑移成份越来越大，即 wru；在第三阶段，车轮被完全抱死而拖滑，轮胎在地面上形成粗黑的拖痕，此时 0w。随着制动强度的增加，车轮的滚动成份逐渐减少，滑动成份越来越多。一般用滑动率 s描述制动过程中轮胎滑移成份的第 2 套8多少，即%10wurs滑动率 s的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动率越大，滑动成份越多。一般将地面制动力与地面法向反作用力 zF（平直道路为垂直载荷）之比成为制动力系数 b。 返回一13 侧偏力汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中心沿 Y轴方向将作用有侧向力yF，在地面上产生相应的地面侧向反作用力 YF，使得车轮发生侧偏现象，这个力 F称为侧偏力。 返回一14 等效弹簧车厢（或车身）在发生侧倾时，所受到悬架的弹性恢复力相当于一个具有悬架刚度的螺旋弹簧，称之为等效弹簧。 返回一二、写出表达式、画图、计算并简单说明（选择其中 4 道题，计分）用结构使用参数写出汽车行驶方程式（注意符号定义）。汽车行驶方程式的普遍形式为 jiwft FF，即 dtumguACfgmriT aDdtktq sin15.2cos0式中： tF驱动力； f滚动阻力； wF空气阻力； i坡道阻力； jF加速阻力； tqT发动机输出转矩；0i主减速器传动比； ki变速器 档传动比； t传动系机械效率； 汽车总质量； g重力加速度； f滚动阻力系数； 坡度角； DC空气阻力系数； A汽车迎风面