2010级试题解答版.pdf

一、填空题(本题 10 分，每小题 2 分) 1、汽车的制动效率是指 与 的比值 2、选择汽车传动系统最小传动比时应考虑 、汽车后备功率和 燃油经济性以及 3、当汽车为不足转向且车速为特征车速时，汽车的稳态横摆角速度增益 ；不 足转向量越大，特征车速 4、机械振动对人体的影响，取决于振动的频率、强度、 和 5、4×2FF 汽车的越台能力可表示为 ，跨沟能力可 表示为 参考答案： 1、车轮不锁死的最大制动强度（或即将抱死的制动强度） 、车轮和地面间附着系数 2、最高车速、驾驶性能 3、达到最大值（或为中性转向横摆角速度增益的一半） 、越低 4、作用方向、持续时间 5、 2 1 11 1 2 1 w h D         、 2 2 dww lhh DDD     二、名词解释题(本题 15 分，每小题 3 分) 6、附着率：汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。

7、碳平衡法：汽(柴)油经过发动机燃烧后，排气中的碳质量的总和与燃烧前的燃油中碳质 量的总和应该相等，利用该原理求燃油消耗量 8、侧偏特性：主要是指侧偏力、回正力矩与侧偏角的关系，是研究汽车操纵稳定性的基础 9、悬挂质量分配系数： ab y 2  ，其中 y 为车身质量绕横轴 y 的回转半径，a、b 为车 身质量的质心至前、后轴的距离 10、纵向通过角：汽车满载、静止时，分别通过前、后车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部位时所夹的最小锐角 三、判断题(本题 10 分，每小题 1 分) 11、 （ ）滚动阻力与路面的种类，行驶车速，轮胎的结构型式、材料、气压，驱动力系 数，垂直载荷以及转向行驶等都有较大的关系 12、 （ ）为了提高汽车的加速性能，大型豪华轿车通常采用后驱或四驱结构 13、 （ ）大型轿车费油一是因其大幅度地增加了各项阻力，二是因为要保证高动力性而 装用大排量发动机，大部分时间内负荷率较高导致燃油消耗率过高 14、 （ ）汽车主传动比 i0越小，发动机负荷率越高，燃油经济性较好；因此从燃油经济 性考虑应尽可能选用小的主传动比 i0。

15、 （ ）防抱死制动系统的主要作用是提升了汽车的制动效能，制动距离缩短 16、 （ ）轿车的主销后倾角一般较小甚至为负值主要是因为其采用低压胎，侧偏产生的 回正力矩较大 17、 （ ）载货汽车如满载时的转向特性为中性转向，那么空载时就为不足转向 18、 （ ）单横臂独立悬架在大侧向加速度时，内、外侧车轮倾斜方向相反 19、 （ ）当汽车车身振动时，如阻尼比增大，则车身振动加速度增大，悬架动挠度减小 20、 （ ）汽车最小离地间隙越大，越不容易出现拖尾失效 参考答案： 11、√ 12、√ 13、× 14、× 15、× 16、√ 17、√ 18、√ 19、× 20、× 四、简答题(本题 25 分，每小题 5 分) 21、驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图有何异同点？ 答：相同点：驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图都是利用力平衡方程（汽车行驶方程式） 来分析汽车动力性，横坐标都是车速，都是动力线与阻力线的交点得到最高车速，动力线和 阻力线的差别来分析得到加速时间和最大爬坡度 （2 分） 不同点：1）一个是 Ft与 Ff+FW的关系，一个是 D 与 f 的关系 2）因为动力因数直接反映了动力性的优劣，因此动力特性图对于分析不同类型、不同质量 车辆的动力性更直观、更便利。

（3 分） 22、轮胎对汽车动力性、燃油经济性有些什么影响? 答：1）轮胎的结构型式：子午线胎较斜交胎滚动阻力系数小、附着系数大，动力性、燃油 经济性好 2）轮胎尺寸：轮胎半径越大，汽车驱动力越小，汽车动力性变差；轮胎扁平率越小，轮胎 宽度越大，滚动阻力系数增大，动力性、经济性变差但轮胎半径越大，轮胎扁平率越小， 增大了与地面的接触面积增大， 提高了附着系数， 对于大排量发动机的汽车动力性有所提升 3）轮胎花纹：不同的轮胎花纹对不同路面的附着系数影响很大，对滚动阻力系数也有一定 影响；宽而深的花纹可明显提高湿滑道路的附着系数，提升了动力性，但在良好干燥路面上 滚动阻力系数增大，动力性、经济性变差 4）轮胎气压：轮胎气压越大，滚动阻力系数越小，动力性、经济性较好，但过高的轮胎气 压会减小与路面的接触面积，附着系数降低，不利于汽车动力性的提升 （以上项目答出 1 项以上并适当说明得 2 分，总分不超过 5 分） 23、选择汽车发动机功率的方法有哪些？ 答： 1） 保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机应有的功率3 maxmax 1 () 360076140 D eaa T C AGf Puu   2）利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。

货车的比功率随总质量的增大而减小； 轿车的比功率随最高车速的增大而增大 （答出 1 项得 3 分，总分不超过 5 分） 24、什么是地面制动力、制动器制动力？它们和附着力的关系如何？ 答： 地面制动力是车轮制动时地面给轮胎向后的切向作用力， 是使汽车制动而减速行驶的外 力 （1 分） 制动器制动力是在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力 （1 分） 汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力， 但同时又受到地面附着条件的限制 它们三者 的关系是： Xb Xb FFFF FFFF        ＜ ≥ （或用图形说明，3 分） 25、在分析汽车操纵稳定性时如何将汽车简化为线性二自由度汽车模型？ 答：简化过程如下： 1）忽略转向系统的影响，直接以前轮转角δ作为输入； 2）忽略悬架的作用；车身只作平行于地面的平面运动（即 w、ωP、ωq均为 0） ； 3）汽车前进速度 u 不变； 4）汽车的侧向加速度 ay0.4g 5）这样汽车简化为仅有沿 y 轴的侧向速度 v 和绕 z 轴的横摆运动 ωr，且轮胎的侧偏特性处 于线性范围的线性二自由度汽车模型 （每答出 1 点得 1 分，第 5 点未答也可给分。

仅答出 线性以及两个自由度给 2 分） 五、分析题(本题 240 分，每小题 10 分) 26、无级变速器（CVT）能够显著提高汽车的燃油经济性，试分析其理论依据 解：1）下图为发动机的负荷特性图，将各等转速曲线的最低点相连，得到各曲线的包络线， 即发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线 （3 分，含作图） 2）将最低燃油消耗率曲线画在发动机外特性图上（Pe～n，A1A2A3线） ，可得到发动机某输出 功率（此时汽车以某车速 ua行驶）时最经济工况的发动机转速，如发动机输出功率 Pe’时， 最经济工况的发动机转速为 ne’ （4 分，含作图） 3）根据公式 0 0.377 e a n r i i u    ，可计算出此时变速器应提供的最佳传动比 i’，以使汽车获得 最佳的经济性 无级变速器既是按照上述原理进行传动比控制的， 因此能达到显著提高汽车 的燃油经济性的作用 （3 分） 27、已知某货车（无 ABS） ：轴距为 4.0m，满载时后轴轴载质量为汽车总质量的 65%，质心 高度为 0.8m， 制动力分配系数为 0.43 试分析该车空载空载 ．． 在附着系数为 0.45 的路面上紧急制 动时，可能会发生什么方向稳定性的问题？为什么？ 解： 该车满载时的同步附着系数为 0 4.0 0.434.0-% ==0.4 0.8 g Lb h     满载 （1 65 ） （3 分） 空载时同步附着系数 00 =0.4 空载满载 ＜，因此 0 =0.45 空载＜ ，无 ABS 汽车在大于同步 附着系数路面上行驶时采取紧急制动时会发生后轮先抱死， 如果车速较高会出现侧滑甩尾甚 至掉头（2 分） 。

如图为汽车后轴先于前轴制动抱死时的运动情况： 1） 因后轴抱死，受侧向力 FY作用将发生侧滑，后轴中点的前进速度变为 u2’，前轴因未发 生抱死，前进速度方向仍然为汽车纵轴方向 u1 2） 此时汽车将发生类似转弯的运动，其瞬时回转中心为速度 u2’和 u1两垂线的交点 O；汽 车作圆周运动时产生了作用于汽车质心的惯性力 Fj 3） 显然 Fj的方向与后轴发生侧滑的方向一致，于是惯性力加剧后轴侧滑；后轴侧滑有加剧 惯性力，汽车将急剧转动，是不稳定、非常危险的工况 （3 分） 汽车后轴先于前轴制动抱死时的运动（图形 2 分） （若利用 I 线、β线、f 线组、r 线组作出汽车制动过程图形，如果分析正确，且说明后轮 先抱死有可能导致侧滑、甩尾危险现象，也可酌情给分 ） 六、计算题(本题 20 分，每题 10 分) 28、已知汽车质量 1700kg，轴距为 2.9m，单个单个前轮侧偏刚度为-45000N/rad，单个单个后轮侧偏 刚度为-60000N/rad，前轴轴载荷为汽车质量的 48% （1）判断该车的稳态转向特性 （2）计算该车的特征车速或临界车速 （3）计算 S.M.及车速为 72km/h 时的 R/R0。

解： （1）计算稳定性因数： 422 22 21 17000.52 2.90.48 2.9 ()()5.862 10/ 2.92 600002 45000 mab Ksm Lkk       （3 分） 0K＞，故该车稳态转向特性为不足转向 （1 分） （2）因为该车稳态转向特性为不足转向，故计算其特征车速： 4 ch u1/K1/5.862 1041.3m/s  （2 分） （3） 2 12 60000 =0.52=0.0514 4500060000 ka S M kkL   （2 分） 242 0 /1=1 5.862 1020 =1.234R RKu   （2 分） （公式正确，计算错误，酌情扣分 1 处错误扣 1 分，最多扣 3 分单位没写或写错扣 1 分， 多处总扣分不超过 2 分） ） 29、当把汽车简化为单质量系统振动模型时，设车身质量为 2=800kg m，弹簧刚度为 80000/KN m，减振器阻尼系数为2000/(m s)CN，路面波长为2m，路面不 平度系数为 62-1 0 (n )64 10 m /m q G  ， 空间频率指数为2w， 汽车速度为54km/h a u 。

试计算该车悬架动挠度 d f功率谱密度( ) d f Gf 解： （1）输入功率谱： 2 672 0 0 13.60.5 ( )()64 101.71 10 ms 540.1 w n GfG n un          （3 分） 其中 -1 1/0.5mn （2） 0 221515 1.5 80000 800 fun KKK mmm    （1 分） 2000 0.125 22 80000 800 C Km   （1 分） 故幅频特性： 22 222222 ( )(1.5 ) 1.046 ( ) (1)(2)(1 (1.5 ) )(2 0.125 (1.5 )) d f q      （2 分） （3）输出功率谱=幅频特性 2×输入功率谱 单质量系统悬架弹簧动挠度的功率谱密度： 2 2772 ( ) ( )( )1.0461.71 10 =1.87 10 ms ( ) d fdq f GfGf q    （3 分） （公式正确，计算错误，酌情扣分 1 处错误扣 1 分，最多扣。