汽车动力学试题及答案

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(完整word版)汽车动力学试题及答案

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2.试用恰当的稳态转向特性表征参数说明:(1)汽车装载后,重心后移,对汽车转向特性的影响;(2)将汽车后轮换为扁平率小的轮胎,对转向特性的影响。【10分】
答:1)汽车装载后,重心后移,后轴左右侧车轮垂向载荷增大。根据第5版汽车理论P138页垂直载荷(W/N)与侧偏刚度(K)关系可知,此时汽车后轴车轮侧偏刚度 大于前轴车轮 。由 可知,当 与 保持不变时, 增大,则 减小。故当车装载后,前后轴车轮受到相同的侧向反作用力时,应有 。由表征稳态响应的参数:前后轮侧偏角绝对值之差 ,故为不足转向。但是当汽车过载时,后轮侧偏刚度反而下降,因此汽车变为过多转向。
2.汽车制动性能主要由哪几个方面评价?
答:主要由以下三个方面评价:1)制动效能,及制动距离与制动减速度;2)制动效能的恒定性,即抗热衰退性能。3)制动时汽车的方向稳定性,即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及市区专项能力的性能。
3.汽车制动跑偏的原因主要有哪些?
答: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)制动时悬架导向杆与转向系在运动学上的不协调(互相干涉)。
6.叙述建立“二自由度汽车转向系统模型”的简化假设条件。
答:“二自由度汽车转向系统模型”的简化假设条件有以下几点:1)分析过程忽略转向系统的影响,直接以前轮转角作为输入;2)忽略悬架的作用,认为汽车车厢只作平行与地面的平面运动;3)汽车沿某一方向匀速前进;4)汽车的侧向加速度限定在0.4g以下,轮胎侧偏特性处于线性范围;5)假设驱动力不大,不考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响,没有空气动力作用,忽略左右车轮由于载荷的变化而引起轮胎特性的变化以及轮胎回正力矩的作用。

汽车系统动力学第二版

汽车系统动力学第二版

汽车系统动力学第二版

《汽车系统动力学第二版》是一本关于汽车系统动力学的专业书籍,旨在为读者提供关于汽车动力学的全面理解。本书通过详细介绍汽车动力学的基本概念、原理和数学模型,帮助读者深入了解汽车系统的运行原理,并掌握相关的分析和设计方法。

第一章介绍了汽车系统动力学的基本概念和研究对象。汽车系统动力学是研究汽车运动和力学特性的学科,涉及到车辆的加速、制动、转向和悬挂等方面。本书强调了汽车系统动力学的重要性,指出了它对汽车性能和安全性的影响。

第二章详细介绍了汽车的运动学特性。运动学是研究物体运动规律的学科,而汽车的运动学特性则包括车辆的速度、加速度和位移等参数。本章通过引入几何学和向量分析的知识,解释了汽车运动学的基本原理,并给出了相关的计算方法。

第三章讨论了汽车的轮胎力学特性。轮胎是汽车与地面之间的唯一接触点,它对车辆的牵引、制动和操纵性能起着至关重要的作用。本章介绍了轮胎的结构和工作原理,并详细阐述了轮胎与地面之间的力学相互作用。

第四章介绍了汽车的悬挂系统。悬挂系统是连接车身和车轮的重要组成部分,它对车辆的舒适性、稳定性和操控性起着重要作用。本章从悬挂系统的基本原理入手,介绍了常见的悬挂结构和悬挂元件

的设计原则,并讨论了悬挂系统对车辆动力学性能的影响。

第五章讨论了汽车的转向系统。转向系统是控制车辆转向运动的关键部件,它对车辆的操纵性和稳定性有着重要影响。本章介绍了转向系统的工作原理和组成部分,并讨论了转向系统的设计和调整方法。

第六章介绍了汽车的制动系统。制动系统是保证车辆安全的重要组成部分,它对车辆的制动性能和稳定性起着至关重要的作用。本章详细介绍了制动系统的原理、结构和工作过程,并讨论了制动系统的设计和优化方法。

汽车动力学及其控制

汽车动力学及其控制

汽车动力学及其控制

汽车动力学是研究汽车在运动状态下的力学、运动学和振动学等现象的学科,它涉及到汽车的加速、制动、操纵等方面的问题。汽车动力学的主要目标是理解和优化汽车在不同工况下的运动性能,以提高驾驶安全性、舒适性和燃油经济性。

汽车动力学的主要内容包括:

汽车运动学:研究汽车的运动状态,包括速度、加速度、位移等。这涉及到汽车的运动方程、轨迹规划等内容。

汽车力学:研究影响汽车运动的力,包括引擎产生的推进力、刹车产生的阻力、轮胎与路面之间的附着力等。汽车力学是汽车动力学中的一个核心领域。

操纵稳定性:研究汽车在操纵过程中的稳定性,包括横向稳定性(转向稳定性)、纵向稳定性(加速度和刹车时的稳定性)等。

汽车振动学:研究汽车在运动过程中的振动问题,包括悬挂系统、车辆舒适性、悬挂系统的调校等。

汽车动力学与控制是将控制理论和方法应用于汽车动力学问题的学科。在汽车动力学中,控制的目标通常包括提高汽车的稳定性、操纵性、燃油经济性等。

汽车动力学及其控制的关键问题包括:

动力系统控制:包括发动机控制、传动系统控制等,旨在优化动力系统的性能和燃油效率。

悬挂系统控制:通过主动悬挂系统,调整车辆的悬挂刚度和阻尼,

以提高操纵性和舒适性。

刹车系统控制:通过防抱死刹车系统(ABS)等,提高刹车的效果和稳定性。

车辆稳定性控制:通过电子稳定控制系统(ESC)等,提高车辆在横向运动中的稳定性。

巡航控制:通过巡航控制系统,实现汽车在高速公路上的自动巡航。

汽车动力学及其控制在现代汽车工程中起着重要作用,它不仅关乎车辆性能的提升,还涉及到驾驶安全、能源利用效率等方面的问题。

《汽车动力学》课件

《汽车动力学》课件

2
制动性能
制动性能影响着汽车的停车距离和制动稳定性,直接关系到驾驶安全。
3
转向性能
转向性能影响着汽车的操控灵活性和转弯半径,是驾驶乐趣的重要因素。
七、悬挂系统
悬挂类型
悬挂系统根据结构和工作原理的不同,可以分为独 立悬挂、非独立悬挂和气动悬挂等不同类型。
悬挂系统的作用
悬挂系统可以提供更好的乘坐舒适性,保证车辆在 行驶过程中的稳定性和牵引力。
车轮动力的计算公式
车轮动力 = 发动机扭矩 × 变速器齿轮比 × 驱动轴减 速比
牵引力的影响因素
牵引力受到路面摩擦系数、车辆重量分布、胎压等 因素的影响。
五、车速与加速度
车速的计算方法
车速 = 轮胎半径 × 转速 × π
速度的公式
速度 = 路程 / 时间
六、车辆动力性能
1
加速性能
汽车的加速性能取决于发动机输出的功率和扭矩以及车辆的重量和空气阻力。
二、传动系统
手动变速器
手动变速器是一种常见的传动系统,司机可以 通过手动操作来改变车辆的挡位,从而实现不 同速度和扭矩的输出。
双离合器变速器
双离合器变速器结合了手动变速器和自动变速 器的优点,提供更快速的换挡和平稳的驾驶体 验。
自动变速器
自动变速器通过液压系统或电子控制单元自动 调节挡位,使驾驶更加方便和舒适。

汽车类试题库

汽车类试题库

汽车类试题库

1. 四轮定位:

请简述什么是四轮定位以及四轮定位的作用。

四轮定位是指对汽车四个车轮的角度和位置进行调整,以确保车辆行驶时稳定性良好、轮胎磨损均匀、转向快速准确等目的。四轮定位可以提高行车的安全性和驾驶舒适度。

2. ABS防抱死系统:

ABS防抱死系统的原理是什么?它在紧急刹车时的作用是什么?

ABS防抱死系统通过感知车轮速度差异,控制刹车液压系统,避免车轮锁死,确保车辆仍能保持方向稳定性。在紧急刹车时,ABS系统可以防止车轮抱死,使车辆继续保持操控性,避免侧滑或失控。

3. 发动机机油:

机油在发动机工作中的作用是什么?请简述机油的更换周期和重要性。

机油在发动机工作过程中扮演着润滑、清洁、密封和冷却的重要角色,可以延长发动机寿命并提高性能。一般情况下,机油更换周期为5000公里至10000公里,定期更换机油可以保证发动机处于良好工作状态,减少摩擦磨损,并保持发动机的稳定性能。

4. 空调制冷原理:

请简要介绍汽车空调系统的制冷原理,并说明在制冷系统中,压缩

机的作用是什么?

汽车空调系统的制冷原理是利用压缩机将低温低压的制冷剂压缩成

高温高压气体,然后通过冷凝器散热冷却,使气体冷却凝结成液体,

释放热量。压缩机在制冷系统中扮演着将制冷剂压缩成高压气体的关

键作用,从而使制冷循环得以进行,保证车内空调制冷效果。

5. 安全带:

为什么安全带是乘坐汽车时必须要使用的安全装置?请说明安全带

的作用。

安全带是乘坐汽车时的必备安全装置,主要作用是在发生碰撞或急

刹车时,通过束缚乘员身体减小身体动能,有效保护乘员免受伤害。

汽车系统动力学习题答案

汽车系统动力学习题答案

汽车系统动⼒学习题答案

1.汽车系统动⼒学发展趋势

随着汽车⼯业的飞速发展,⼈们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越⾼的要求,这些要求的实现都与汽车系统动⼒学相关。汽车系统动⼒学是研究所有与汽车系统运动有关的学科,它涉及的范围较⼴,除了影响车辆纵向运动及其⼦系统的动⼒学响应,还有车辆在垂向和横向两个⽅⾯的动⼒学内容,随着多体动⼒学的发展及计算机技术的发展,使汽车系统动⼒学成为汽车CAE技术的重要组成部分,并逐渐朝着与电⼦和液压控制、有限元分析技术集成的⽅向发展,主要有三个⼤的发展⽅向:

(1)车辆主动控制

车辆控制系统的构成都将包括三⼤组成部分,即控制算法、传感器技术和执⾏机构的开发。⽽控制系统的关键,控制律则需要控制理论与车辆动⼒学的紧密结合。

(2)多体系统动⼒学

多体系统动⼒学的基本⽅法是,⾸先对⼀个由不同质量和⼏何尺⼨组成的系统施加⼀些不同类型的连接元件,从⽽建⽴起⼀个具有合适⾃由度的模型;然后,软件包会⾃动产⽣相应的时域⾮线性⽅程,并在给定的系统输⼊下进⾏求解。汽车是⼀个⾮常庞⼤的⾮线性系统,其动⼒学的分析研究需要依靠多体动⼒学的辅助。

(3)“⼈—车—路”闭环系统和主观与客观的评价

采⽤⼈—车闭环系统是未来汽车系统动⼒学研究的趋势。作为驾驶者,⼈既起着控制器的作⽤,⼜是汽车系统品质的最终评价者。假如表达驾驶员驾驶特性的驾驶员模型问题得到解决后,“开环评价”与“闭环评价”的价值差别也许就不存在了。因此,在⼈—车闭环系统中的驾驶员模型研究,也是今后汽车系统动⼒学研究的难题和挑战之⼀。除驾驶员模型的不确定因素外,就车辆本⾝的⼀些动⼒学问题也未必能完全通过建模来解决。⽬前,⼈们对车辆性能的客观测量和主观之间的复杂关系还缺乏了解,⽽车辆的最终⽤户是⼈。因此,对车辆系统动⼒学研究者⽽⾔,今后⼀个重要的研究领域可能会是对主观评价与客观评价关系的认识

汽车动力学检测

汽车动力学检测

汽车动力性检测

班级:车辆2012-01班

姓名:苏超然

学号:20120884

摘要

汽车动力性是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。它是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。

汽车的动力性越好,其运行的平均行驶速度越高,则运输生产率也就越高。汽

车动力性可在道路或台架上进行检测。道路检测主要是测定最高车速、加速能

力和最大爬坡度等评价参数。台架上可以进行的汽车动力性试验有驱动轮输出

功率和加速性能等。由于滑行距离能够表明底盘传动系与行驶系的配合间隙与

润滑等技术状况,且可确定汽车的滚动阻力系数。本文主要介绍了汽车动力性

评价指标及常用检测设备、原理及方法。

关键词:汽车动力性台试路试评价指标检测

一、汽车动力性评价指标

表征汽车动力性的参数有:最高车速、加速时间、最大爬坡度、发动机输

出功率和驱动轮输出功率等。其中,最高车速、加速性能和最大爬坡度是汽车

定型试验时评价动力性的指标,发动机输出功率用于评价发动机动力性,驱动

轮输出功率用于评价在用汽车动力性。

交通部行业标准《汽车技术等级评定的检测方法》(JT/T199-1995)中规

定汽车动力性检测项目有:发动机功率、底盘输出功率和汽车直接档加速时间。

1.最高车速

最高车速是指汽车以厂定最大总质量状态在风速≤3m/s的条件下,在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上,能够达到的最高稳定行驶速度。

2.加速性能

汽车加速能力是指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。通常用汽车加

速时间来评价。加速时间是指汽车以厂定最大总质量状态在风速≤3m/s的条件下,在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上,由某一低速加速到某一高速

汽车动力学试题及答案

汽车动力学试题及答案

《汽车动力学》试题

一、名词解释(每题3分)

1.回正力矩

答:在轮胎发生侧偏时,产生作用于轮胎绕OZ轴(轮胎坐标系)的力矩,即为回正力矩。

2.轮胎侧偏现彖

答:半车轮冇侧向弹性时,即使侧向力没有达到附着极限,车轮行驶方向亦将偏离车轮平面,这就是轮胎的侧偏现彖。

3.同步附着系数

答:对丁-前后制动器制动力为固定比值的汽车,车辆制动时使得车辆前后轮同时抱死的路而附着系数即为同步附着系数。(或采用卩线与I线交点说明也可以,但是必须交代卩线与I线的具体含义)

4.旋转质量换算系数

答:汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。汽车加速时,不仅平移质量产生惯性

力,旋转质量也要产生惯性力偶矩。为了便于计算,-•般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质最的惯性力,对于固定传动比的汽车,常以常数6作为计入旋转质鼠惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。

5.理想的制动力分配特性

答:汽车制动时,前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的分配特性。

二、简答题(每题5分)

1.汽车的驱动附着条件是什么?

答:汽车驱动条件:F t>F^x汽车附着条件:尸心< 伦护:上式中,听表示驱动力,

心I表示行驶阻力,代匸表示作用在驱动轮上的转矩引起的地面切向反作用力,F, 示驱动轮

法向反作用力(亦可以直接指定驱动轮后进行描述),0为附着系数。

2.汽车制动性能主要由哪几个方面评价?

答:主要由以卜三个方面评价:1)制动效能,及制动距离与制动减速度;2)制动效能的恒定性,即抗热衰退性能。3)制动时汽车的方向稳定性,即制动时汽车不发生览偏、测滑以及市区专项能力的性能。

汽车动力学题库

汽车动力学题库

2006.6

1.简要按形成原因汽车空气阻力怎么分类?简单概述各种阻力的形成。(P82)

汽车空气阻力分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力以及摩擦阻力;1)形状阻力占压差阻力的大部分,主要与边界层流态和车身后的流体分离产生的尾涡有关;2)干扰阻力是由于车身表面凸起物、凹坑和车轮等局部的影响着气流的流动而引起的空气阻力;3)内循环阻力是流经车身内部的气流对通道的作用以及流动中的能量损耗产生的;4)诱导阻力是在侧面由下向上的气流形成的涡流的作用下,车顶上面的气流在后背向下偏转,产生的实际升力中一向后的水平分力;5)摩擦阻力是由于空气粘性使其在车身表面产生的切向力.

2.简述汽车的楔形造型在空气动力特性方面的特点。

1)前端低矮,进入底部的空气量少,底部产生的空气阻力小;

2)发动机罩与前风窗交接处转折平缓,产生的空气阻力小;

3)后端上缘的尖棱,使得诱导阻力较小;

4)前低后高,‘翼形’迎角小,使空气升力小;

5)侧视轮廓图前小后大,气压中心偏后,空气动力稳定性好。

3.假设某电动汽车的质心位置在前后轮轴中间位置,且前后车轮的侧片刚度相

同,电池组放在中间质心位置,试问该车稳态转向特性类型属于哪一类?在以下三种情况下,该车的稳态转向也行会如何变化?

1)将电池组移到前轴放置;

2)将电池组移到后轴放置;

3)将电池组分为两部分(质量相等),分别放在前后轴上.

根据稳定性因数公式

该车稳态转向特性属于中性转向。

1)电池组移至前轴上放置,质心前移,变为不足转向;

2)将电池组移到后轴上放置,质心后移,变为过多转向;

汽车动力学

汽车动力学

汽车动力学第三次作业

【问题描述】

计算三自由度模型的瞬态响应曲线,并讨论结构参数的影响。参数表见附录。

【问题解答】

所采用的坐标系如上图,其中x 轴平行于地面,位于汽车纵向对称平面内,z 轴通过汽车重心且垂直于地面,y 轴过原点垂直于xoz 平面。则三自由度模型的数学表达如下:

()()s r z xz r p s x xz s p M v rV M h Y Y r Y Y I r I N N r N N N p I I r M h v rV L L βφδ

βφδφφβφδφβφδφφφ⎫++=+++⎪-=++++⎬⎪-++=+⎭

其中各个参数的意义如下: 符号 参数名称 单位 数值 M 整车质量 Kg 3021 v 汽车的侧向速度 m/s r 汽车横摆角速度 rad/s V 汽车的纵向车速 m/s Ms 悬挂质量

Kg 2687 h

悬挂质量重心至侧倾轴线的距离 m 0.488 φ 侧倾角

rad

Y β 单位整车侧偏角引起的地面侧向反作用力 N/rad r Y

单位横摆角速度引起的地面侧向反作用力 N.s/rad Y φ 单位侧倾角引起的地面侧向反作用力 N/rad Y δ

单位前轮转角引起的地面侧向反作用力

N/rad

β 质心侧偏角 rad δ

汽车前轮转角 rad

Iz

汽车绕垂直轴转动惯量 2

kg m ⋅ 10437 xz I

汽车质量对x 轴z 轴的惯性积 2kg m ⋅

0 N β 单位质心侧偏角产生的对z 轴的力矩 N.m/rad

r N

单位横摆角速度产生的对z 轴的力矩 N.m.s /rad N φ 单位侧倾角速度产生的对z 轴的力矩 N.m.s /rad N δ

汽车动力学

汽车动力学

T为振动的分析时间,一般取120s
汽车动力学-汽车的平顺性
对记录的加速度时间历程a(t)进行频谱分析得 到功率谱密度函数Ga(f),按下式计算
aw [

80
0.5
W ( f )Ga ( f )df ]
2
1 2
汽车动力学-汽车的平顺性
2)当同时考虑椅面xs、ys、zs这三个轴向振动时, 三个轴向的总加权加速度均方根值按下式计算
对上式进行傅氏变换 z ( m2 2 jC K ) q( jC K )
得频率响应函数为: H ( j ) z ~ q z jC K q ( m2 2 K ) jC
将 / 0、=C /(2 Km2 )代入上式 H ( j ) z ~ q 1 2 j 1 2 2 j 1 ( 2 ) 2 [ ]2 2 2 2 (1 ) (2 )
汽车动力学-汽车的平顺性
汽车动力学-汽车的平顺性
(二)辅助评价方法 当峰值系数>9时,用均4次方根值的方法来评价 它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰 值系数振动对人体的影响, 此时采用辅助评价方法——振动剂量值为
VDV [ a (t )dt] / ms1.75
0 4 w
1 4

T
汽车动力学-汽车的平顺性
汽车动力学
机械学院机械设计与汽车系

汽车动力学试题及答案

汽车动力学试题及答案

《汽车动力学》试题

一、 名词解释(每题3分)

1. 回正力矩

答:在轮胎发生侧偏时,产生作用于轮胎绕OZ 轴(轮胎坐标系)的力矩,即为回正力矩。

2. 轮胎侧偏现象

答:当车轮有侧向弹性时,即使侧向力没有达到附着极限,车轮行驶方向亦将偏离车轮平面,这就是轮胎的侧偏现象。

3. 同步附着系数

答:对于前后制动器制动力为固定比值的汽车,车辆制动时使得车辆前后轮同时抱死的路面附着系数即为同步附着系数。(或采用β线与I 线交点说明也可以,但是必须交代β线与I 线的具体含义)

4. 旋转质量换算系数

答:汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。汽车加速时,不仅平移质量产生惯性力,旋转质量也要产生惯性力偶矩。为了便于计算,一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力,对于固定传动比的汽车,常以常数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。

5. 理想的制动力分配特性

答:汽车制动时,前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的分配特性。

二、 简答题(每题5分)

1. 汽车的驱动附着条件是什么?

答:汽车驱动条件:t F F ≥阻;汽车附着条件:1,21,2X Z F F ϕ≤;上式中,t F 表示驱动力,F 阻表示行驶阻力,1,2X F 表示作用在驱动轮上的转矩引起的地面切向反作用力,1,2Z F 表示驱动轮法向反作用力(亦可以直接指定驱动轮后进行描述),ϕ为附着系数。

2. 汽车制动性能主要由哪几个方面评价?

答:主要由以下三个方面评价:1)制动效能,及制动距离与制动减速度;2)制动效能的恒定性,即抗热衰退性能。3)制动时汽车的方向稳定性,即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及市区专项能力的性能。

车辆动力学练习题及参考答案(可编辑修改word版)

车辆动力学练习题及参考答案(可编辑修改word版)

车辆动力学练习题及参考答案(可编辑修改word版)

车辆动力学练习题

一、单项选择题

1.轨道车辆通常由()、驱动部、走行部、制动部与连接部等组成。

A.车体B.转向架

C.轮对D.电动机

2.EDS 型磁悬浮的悬浮高度一般为()mm,因而对轨道精度和维护要求相对不高。

A.10 B.30

C.100 D.50

3.铁道车辆的()是指车辆每一根轮轴能够承受的允许静载。

A.轴重B.额定载重C.轮对重D.车体重

4.车轮必须具有(),以引导车轮沿道岔形成的线路方向运行,并产生变道时所需的横向导向力。

A.轮缘B.踏面

C.缓冲装置D.车轴

5.铁路轨道可以分为()轨道和曲线轨道。

A.缓和曲线B.坡度

C.直线D.圆曲线

6.人对频率在()Hz 以下的横向振动最敏感。

A.1B.2

C.5 D.10

7.轨道车辆的轮对由左右轮子和车轴固接组成,左右轮对滚动角速度一致,则称为()轮对。

A.弹性B.普通

C.刚性D.磁悬浮

8.轮轨蠕滑是指具有弹性的钢质车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时,在车轮与钢轨的()间产生

相对微小滑动。

A.上方B.下方C.侧面D.接触面

9.稳定性的含义包含静态平衡稳定性和()稳定性两大类。

A.动态B.准静态

C.安全D.非平衡

10.目前国内外最常用的轨道不平顺数值模拟方法主要有()、三角级数法和白噪声滤波法等。

A.二次滤波法B.五次滤波法

C.四次滤波法D.三次滤波法

11.轨道交通车辆使用的轮胎一般是高压充气轮胎,轮胎内压力高达()kPa。

A.200~300 B.400~500

C.600~700 D.800~900

汽车系统动力学作业

汽车系统动力学作业

2.输出总的车身加权加速度方均根值
mb=317.5;mw=45.4;Ks=22000;Kt=192000;Cs=1500; G0=5*10.^(-6);p=2.5;u=20; aw=0; f=0.25:0.1:15;w=0.25*2*pi:0.1*2*pi:15*2*pi; for n=1:length(w) HZ1=-(Kt*(- mb*w(n)^2 + Cs*w(n)*1i + Ks))/(Ks*mb*w(n)^2 - mb*mw*w(n)^4 - Cs*Kt*w(n)*1i + Cs*mb*w(n)^3*1i + Cs*mw*w(n)^3*1i - Ks*Kt + Kt*mb*w(n)^2 + Ks*mw*w(n)^2); HZ2=-(Kt*(Ks + Cs*w(n)*1i))/(Ks*mb*w(n)^2 - mb*mw*w(n)^4 - Cs*Kt*w(n)*1i + Cs*mb*w(n)^3*1i + Cs*mw*w(n)^3*1i - Ks*Kt + Kt*mb*w(n)^2 + Ks*mw*w(n)^2); SIn=5*10^(-6)*(u^(p-1))/(f(n)^2.5); if f(n)<=1 Weight=10^(-0.6);
应用克莱姆法则即可求得车轮位移和车身位移的频率响应函数,分别为:

汽车动力学作业

汽车动力学作业

一.轮胎的分类及各自特点

轮胎作为连接车身与路面的唯一部件,除空气阻力以外,车辆的其它外力几乎都是通过其与路面的作用产生的。轮胎的力学特性对汽车的操纵稳定性、舒适性、动力性和制动安全性起着极其重要的作用。

(一)按用途分类

1.轿车轮胎——是装于轿车上的轮胎,它主要用于良好路面上高速行使,最高行驶速度可达200千米/小时以上,要求乘坐舒适,噪声小,具有良好的操纵性和稳定性。轮胎结构多数采用子午线结构。根据行驶速度的要求分为不同系列,在标准与手册中常见的有95、88系列为斜交轮胎,80、75、70、65系列为子午线轮胎。

2. 轻型载重汽车轮胎——通常指轮辋直径16英寸及其以下的断面宽9英寸及其以上的载重汽车轮胎。这类轮胎主要行驶于公路,行驶速度一般可达80~100km/h.

3. 载重和公共汽车轮胎通常指轮辋直径18~24英寸,断面宽7英寸及其以上的载重汽车,自卸货车,各种专用和拖车等轮胎。其行驶路面较为复杂,有良好的柏油路,也有较差的碎石路,泥土路,泥泞路,冰雪路,甚至无路面条件等,行驶速度一般不超过80km/h.

4.工程机械轮胎——工程机械轮胎是装于专用性作业的工程机械车辆上,例如装载机、推土机、挖掘机、平整土地机、压路机和石方作业机等。行驶速度不高,但使用的路面条件和载荷性能要求苛刻。轮胎主要采用斜交胎结构,但如法国米其轮(粤音,普通话叫米其林)公司也采用子午线结构。从轮胎断面宽度分类可分为标准轮胎和宽基轮胎两种系列。

5. 越野汽车轮胎——越野汽车为前后轮驱动。越野汽车轮胎主要行驶在坏路面上如沙漠、泥泞地、松软土壤或其它无路面道路,要求轮胎具有较高的通过性能,越野轮胎往往采用低气压,有的还采用调压轮胎,根据路面条件来调节轮胎气压的大小。为了提高越野通过性,一般采用加宽轮胎断面和轮辋宽度,及降低轮辋直径等措施,以便增大接地面积和降低接地压力。轮胎结构除采用斜交胎结构外,也用子午线结构。

车辆系统动力学复习题 (2)

车辆系统动力学复习题 (2)

《车辆系统动力学》

(此复习题覆盖大部分试题。考试范围以课堂讲授内容为准。) 一、概念题

1. 约束和约束方程(19)

力学系统在运动时会受到某些几何和运动学特性的限制,这些构成限制条件的物体称为约束。 用数学方程表示的约束关系称为约束方程。 2. 完整约束和非完整约束(19)

如果系统约束方程仅是系统位形和时间的解析方程,则这种约束称为完整约束;

如果约束方程不仅包括系统的位形,还包括广义坐标对时间的倒数或者广义坐标的微分,而且不能通过积分使之转化为包括位形和时间的完整约束方程,则这种约束就称为非完整约束。 3. 轮胎侧偏角(31)

车轮回转平面与车轮中心运动方向的夹角。 4. 轮胎径向变形(31)

定义为无负载时的轮胎半径rt 与负载时的轮胎半径rtf 之差。 5. 轮胎的滚动阻力系数(40)

相应载荷下的滚动阻力与轮胎垂直载荷的比值。 6. 轮胎驱动力系数(50)

轮胎驱动力系数定义为驱动力与法向力的比值 7. 边界层(70)

当流体绕物体流动时,在物体壁面附近受流体粘性影响显著的薄层称为边界层。 8. 压力系数(74)

假设车身某点压力p 、速度v ,来流压力p ∞、速度v ∞,定义压力系数

2

1⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-==∞∞∞

v v q p-p C p

9. 风洞的堵塞比(77)

车辆迎风面积和风洞送风横断面面积的关系(堵塞比) 10. 雷诺数(79)

雷诺数定义为气流速度v 、流体特性长度L 的乘积与流体运动粘度ν的比值。Re=vL/ν 11. 空气阻力系数(82-83)

q /A F Aq F C D D D ==

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《汽车动力学》试题

一、 名词解释(每题3分)

1. 回正力矩

答:在轮胎发生侧偏时,产生作用于轮胎绕OZ 轴(轮胎坐标系)的力矩,即为回正力矩。

2. 轮胎侧偏现象

答:当车轮有侧向弹性时,即使侧向力没有达到附着极限,车轮行驶方向亦将偏离车轮平面,这就是轮胎的侧偏现象。

3. 同步附着系数

答:对于前后制动器制动力为固定比值的汽车,车辆制动时使得车辆前后轮同时抱死的路面附着系数即为同步附着系数。(或采用β线与I 线交点说明也可以,但是必须交代β线与I 线的具体含义)

4. 旋转质量换算系数

答:汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。汽车加速时,不仅平移质量产生惯性力,旋转质量也要产生惯性力偶矩。为了便于计算,一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力,对于固定传动比的汽车,常以常数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。

5. 理想的制动力分配特性

答:汽车制动时,前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的分配特性。

二、 简答题(每题5分)

1. 汽车的驱动附着条件是什么?

答:汽车驱动条件:t F F ≥阻;汽车附着条件:1,21,2X Z F F ϕ≤;上式中,t F 表示驱动力,F 阻表示行驶阻力,1,2X F 表示作用在驱动轮上的转矩引起的地面切向反作用力,1,2Z F 表

示驱动轮法向反作用力(亦可以直接指定驱动轮后进行描述),ϕ为附着系数。

2. 汽车制动性能主要由哪几个方面评价?

答:主要由以下三个方面评价:1)制动效能,及制动距离与制动减速度;2)制动效能的恒定性,即抗热衰退性能。3)制动时汽车的方向稳定性,即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及市区专项能力的性能。

3. 汽车制动跑偏的原因主要有哪些?

答: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)制动时悬架导向杆与转向系在运动学上的不协调(互相干涉)。

4. 汽车的稳态转向特性有几种类型?实际的汽车应具有哪种稳态转向特性,简述理由。

答:汽车的稳态转向特性分为三种类型:不足转向、中性转向和过多转向。实际汽车应具有不足转向的特性,由于不足转向时汽车的转向半径增大,这有利于汽车的操纵稳定性。

5. 汽车转向轮摆振有哪两种类型?如何加以区分?

答:汽车转向轮的摆振类型主要有两种:强迫振动类型和自激振动类型。区别二者可以从摆振自身特点加以判断:1)当车轮发生强迫振动类型的摆阵时,必然存在周期性的外界激励持续作用,如车轮不平衡。在波形路面上的陀螺力矩、悬架与转向系运动不协调等,系统的振动频率与激励频率一致,摆振明显发生在共振区域,而共振车速范围较窄;激励的存在于振动体运动无关;2)当转向轮发生自激振动形式的摆振时,系统无

须有持续周期作用的激励,只要有单次性激励、系统的振动频率接近系统绕主销振动的固有频率,与车轮的转动频率等不一致,发生振动的车速范围较宽,激励力伴随振动体的运动而产生,振动体运动停止,激励力消失。

6. 叙述建立“二自由度汽车转向系统模型”的简化假设条件。

答:“二自由度汽车转向系统模型”的简化假设条件有以下几点:1)分析过程忽略转向

系统的影响,直接以前轮转角作为输入;2)忽略悬架的作用,认为汽车车厢只作平行与地面的平面运动;3)汽车沿某一方向匀速前进;4)汽车的侧向加速度限定在0.4g 以下,轮胎侧偏特性处于线性范围;5)假设驱动力不大,不考虑地面切向力对轮胎侧偏特性的影响,没有空气动力作用,忽略左右车轮由于载荷的变化而引起轮胎特性的变化以及轮胎回正力矩的作用。

三、计算与分析题

1. 已知某汽车的总质量kg m 4600=,75.0=D C ,24m A =,旋转质量换算系数δ=1.35,

道路坡度角︒=5α,滚动阻力系数015.0=f ,传动系效率85.0=T η,加速度2/2.0s m dt du

=,h km u a /30=,此时克服各种阻力需要的发动机输出转矩是多少?【5分】 解:由汽车行驶方程为:t f w i j F F F F F =+++

02cos sin 21.15tq g T

D a T i i C A du Gf u G m r dt

ηααδ=+++ 3

0.754301046009.80.015cos546009.8sin 5 1.3546000.221.153600

669.438 1.18268.5212421981.14

⨯⨯=⨯⨯⨯++⨯⨯+⨯⨯=+++= 则可得发动机输出转矩:0

2330.8tq g T r i i = 式中,t F 为驱动力,f F 为滚动阻力,w F 为风阻,i F 为坡道阻力,j F 为加速阻力。

2. 试用恰当的稳态转向特性表征参数说明:(1)汽车装载后,重心后移,对汽车转向特性的影响;(2)将汽车后轮换为扁平率小的轮胎,对转向特性的影响。【10分】

答:1)汽车装载后,重心后移,后轴左右侧车轮垂向载荷增大。根据第5版汽车理论P138页垂直载荷(W/N )与侧偏刚度(K )关系可知,此时汽车后轴车轮侧偏刚度2k 大于前轴车轮1k 。由Y Y Y F F F k k αγγαγ=+=+可知,当k γγ与Y F 保持不变时,k 增大,则α减小。故当车装载后,前后轴车轮受到相同的侧向反作用力时,应有12αα>。由表征稳态响应的参数:前后轮侧偏角绝对值之差120αα->,故为不足转向。但是当汽车过载时,后轮侧偏刚度反而下降,因此汽车变为过多转向。

2)将其车后轮换为扁平率小的轮胎后,后轮侧偏刚度增大,同样采用前后轮侧偏角绝对值之差可知,汽车为不足转向。

3. 绘图并说明:制动器制动力、地面制动力和地面附着力三者之间的关系。【6分】

答:o F ϕ

X b F F F μϕ,,F μ=X b F F μ

a

P P P F max =Xb F F ϕ

在制动时,若只考虑车轮的运动为滚动与抱死拖滑两种状况,当制动踏板力较小时,制动器摩擦力矩不大,地面与轮胎之间的摩擦力即地面制动力,足以克服制动器摩擦力距而使车轮滚动。显然,车轮滚动式的地面制动力就等于制动器制动力,且随着踏板力的增长成正比地增长,它的值不能超过附着力,即Xb z F F F ϕϕ≤=。当制动器踏板力p F 或制动系液压力p 上升到某一值(a p )、地面制动力Xb F 达到附着力F ϕ时,车轮即抱死不转而出现拖滑现象。制动系液压力a p p >时,制动器制动力F μ由于制动器摩擦力矩的增长而仍按照直线关系继续上升。但是,若作用在车轮上的法向载荷为常数,地面制动力Xb F 达到附着力F ϕ的值后就不再增加。

4. 绘图并分析说明:制动时后轴侧滑是一种不稳定的工况。【6分】

答:

Y 2 0

根据刚体平面运动微分方程:12++0Y Y j F F F =,即地面侧向反力与侧向惯性力平衡;

12+0Y Y j F a F b M -=, j M = z r I ω-(式中,z I 为汽车绕通过质心C 垂直地面轴线的转动惯量,

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