汽车理论重点习题

①轮胎的结构、帘线和橡胶的品种，对滚动阻力 都有影响，轮胎的滚动阻力系数还会随车速与充 气压力变化。滚动阻力系数的大小直接影响汽车 的最高车速、极限最大加速度和爬坡度。 ②汽车 车速达到某一临界值时，滚动阻力迅速增长，轮 胎会发生很危险的驻波现象，所以汽车的最高车 速应该低于该临界车速。③轮胎与地面之间的附 着系数直接影响汽车的极限最大加速度和爬坡度。
• 总质量
m=1818.2kg
• 绕Oz轴转动惯量 • 轴距
Iz 38k8g5m2
L=3.048m
• 质心至前轴距离
a=1.463m
• 质心至后轴距离
b=1.585m
• 前轮总侧偏刚度
k1=-62618N/rad
• 后轮总侧偏刚度
k2=-110185N/rad
• 转向系总传动比
i=20
• 试求：
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• 2.10达到动力性最佳换档时机是什么？达 到燃油经济性的最佳换档时机是什么？二 者是否相同？
• 答：达到动力性最佳应该使汽车加速到一 定车速的时间最短，换档时机应根据加速 度倒数曲线确定，保证其覆盖面积最小。 达到燃油经济性的换档时机应该根据由 “最小燃油消耗特性”确定的无级变速器 理想变速特性，考虑道路的值，在最接近 理想变速特性曲线的点进行换档。二者一 般是不相同的。
Tr1 Kr1r Tr2 Kr2r
K r
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• 5.3汽车的稳态响应有哪几种类型？表征稳 态响应的具体参数有哪些？它们彼此之间 的关系如何？
• 答：汽车的稳态响应有三种类型，即中性 转向、不足转向和过多转向。
• 表征稳态响应的参数有稳定性因数，前、 后轮的侧偏角角绝对值之差(1 2) ，转向半 径的比R/R0，静态储备系数S.M.等。
前、后轴的利用附着系数公式为：
f
1 L
z
b zhg
r
(1 )z
1 L
a zhg
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• 前、后轴的制动效率为
Ef
z
f
b/L
f hg /L
Er
z
r
a/L
(1)rhg
/L
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• 求车轮不抱死的制动距离 s?
•
已知
2
1 2
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1）稳定性因数K、特征车速uch。
K L m 2 k a 2 k b 1 1 3 .08 .2 2 4 1 1 1 8 .4 8 1 6 0 1 3 6 .5 12 8 8 6 0 5 .0 510 s2 8 /m 2 2
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K a1yL(a1 a2)
R 1 Ku2 R0
S.M.= k2 a k1 k2 L
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• 5.5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行 驶时一样？
• 答：不一样。汽车转弯时由于侧倾力矩的 作用，左、右车轮的垂直载荷不再相等， 所受阻力亦不相等。另外，车轮还将受到 地面侧向反作用力。
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• 2.2试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的 关系。
• 答：为了最大限度提高汽车的动力性，要求无级 变速器的传动比似的发动机在任何车速下都能发 出最大功率。为了提高汽车的燃油经济性，应该 根据“最小燃油消耗特性”曲线确定无级变速器 的调节特性。二者的要求是不一致的，一般地， 无级变速器的工作模式应该在加速阶段具有良好 的动力性，在正常行驶状态具有较好的经济性。
• 答：ECE R13制动法规和我国行业标准关 于双轴汽车前、后轴制动力分配的要求见 书P116。
• 作出这种规定的目的是为了保证制动时汽 车的方向稳定性和有足够的制动效率。
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• 4.5一轿车结构参数同题1.8中给出的数据一 样。轿车装有单回路制动系，其制动力分 配系数 0.65 。试求：
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• 4.2在第四章第三节二中，举出了CA700轿
车的制动系由真空助力改为压缩空气助力
后的制动试验结果。试由表中所列数据估
•
算
' 2
1 2
'' 2
的数值，说明制动器作用时间的
• 重要性。
s31 .6(2'2 2")u025.9u 20 2 abm ax
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• 2）轮胎对燃油经济性的影响
• 轮胎的滚动阻力系数直接影响汽车的燃油经济性。 滚动阻力大燃油消耗量明显升高。
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• 2.9为什么公共汽车起步后，驾驶员很快换 入高档？
• 答：因为汽车在低档时发动机负荷率低， 燃油消耗量高，高档时则相反，所以为了 提高燃油经济性应该在起步后很快换入高 档。
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第四章 汽车的制动性
• 4.1一轿车驶经有积水层的一良好路面公路， 当车速为100km/h时要进行制动。为此时 有无可能出现划水现象而丧失制动能力？ 轿车轮胎的胎压为179.27kPa。
u h 6 .3 4p i 6 .3 4 1 7 9 .2 7 8 4 .9 k m /h
汽车的动力性
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第二章 汽车的燃油经济性
• 简答与判断题目 • 2.1“车开得慢，油门踩得小，就一定省油”，或
者“只要发动机省油，汽车就一定省油”这两种 说法对不对？
• 答：不对。由汽车百公里等速耗油量图，汽车一 般在接近低速的中等车速时燃油消耗量最低，并 不是在车速越低越省油。由汽车等速百公里油耗 算式（2-1）知，汽车油耗量不仅与发动机燃油消 耗率有关，而且还与发动机功率以及车速有关， 发动机省油时汽车不一定就省油。
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第三章 汽车动力装置参数的选定
• 掌握和理解“C”曲线的含义 • 改变1.3题中轻型货车的主减速器传动比，
做出为5.17、5.43、5.83、6.17、6.33时的 燃油经济性—加速时间曲线，讨论不同值 对汽车性能的影响。
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i 因此应该对 0
的影响进行两方面的计算与测量，然后再从 中找出一个能够兼顾动力性和经济性的值。
• 汽车转向轮的回正力矩来源于两个方面，一个是 主销内倾角，依靠前轴轴荷，和车速无关；一个 是主销后倾角，依靠侧倾力，和车速有关；速度 越高，回正力矩就越大。
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• 5.7横向稳定杆起什么作用？为什么有的车 装在前悬架，有的装在后悬架，有的前后 都装？
• 答：横向稳定杆的主要作用是增加汽车的 侧倾刚度，避免汽车在转向时产生过多的 侧倾。另外，横向稳定杆还有改变汽车稳 态转向特性的作用，其机理在题5.2中有述。 横向稳定安装的位置也是由于前、后侧倾 刚度的要求，以及如何调节稳态转向特性 的因素决定的。
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• 5.8某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎 的型号已定。按照二自由度操纵稳定性模 型，其稳态转向特性为过多转向，试找出 五种改善其特性的方法。
• 答：①增加主销内倾角；②增大主销后倾 角；③在汽车前悬架加装横向稳定杆；④ 使汽车前束具有在压缩行程减小，复原行 程增大的特性；⑤使后悬架的侧倾转向具 有趋于不足转向的特性。
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• 2.6试分析超速档对汽车动力性和燃油经济 性的影响。
• 答：汽车在超速档行驶时，发动机负荷率 高，燃油经济性好。但此时，汽车后备功 率小，所以需要设计合适的次一挡传动比 保证汽车的动力性需要。
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• 2.8轮胎对汽车动力性、燃油经济性有些什么影响？ • 答：1）轮胎对汽车动力性的影响主要有三个方面：
离s，制动系后部管路损坏时汽车的制动距
离 s ' (解法同上) • 得：制动系前部管路损坏时
z a L hg
空载时， a b m ＝a x 3.56
。
m / s2
满载时
a b m a＝x 4.73
m / s2
解得空载时 s=10.1m, 满载时s=7.63m。
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• 4.4在汽车法规中，对双轴汽车前、后轴制 动力的分配有何规定。说明作出这种规定 的理由。
• 1)同步附着系数。
• 2)在 0.7 的路面上的制动效率。
• 3)汽车能到达的最大制动减速度（指无任何 车轮抱死）
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• 解：1）同步附着系数：
0Lhg b2.70 0 ..6 6 5 31.250.80
• 2）制动效率
0
前轮先抱死。制动效率为：
E f L b h g2 .7 0 .6 1 5 . 2 5 0 .7 0 .6 30 .9 5
2
=0.03s,
=30km/h,φ=0.80,需求出a b
。 max
利用制动效率曲线，从图中读出：φ=0.80的
路面上，空载时后轴制动效率约等于0.68，
满载时后轴制动效率为0.87。
•
ab max =制动效率*φ*g
s31.6222 ua02.5u9a0a 22bmax
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• 所以车轮不抱死的制动距离： • 空载时
s1 0 .0 3 3 0 320 6 .8m 6
3 .6
2.9 5 0 2 .6 0 7 .8 9 .8
• 满载时
1
320
s 0 .0 3 3 0
5 .3m 3
3 .6
2.9 5 0 2 .8 0 7 .8 9 .8
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• 3）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距
20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1/10/10
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• 2.4如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃 油经济性？
• 答：汽车底盘设计应该从合理匹配传动系 传动比、缩减尺寸和减轻质量来提高燃油 经济性。
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• 2.5为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响 汽车燃油经济性与动力性？试举例说明。
• 答：在一定道路条件下和车速下，虽然发动机发 出的功率相同，但传动比大时，后备功率越大， 加速和爬坡能力越强，但发动机负荷率越低，燃 油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，传动 比小时则相反。所以传动系统的设计应该综合考 虑动力性和经济性因素。如最小传动比的选择， 根据汽车功率平衡图可得到最高车速umax(驱动 力曲线与行驶阻力曲线的交点处车速)，发动机达 到最大功率时的车速为up。当主传动比较小时， up>umax，汽车后备功率小，动力性差，燃油经 济性好。当主传动比较大时，则相反。最小传动 比的选择则应使up与umax相近，不可为追求单纯 的的动力性或经济性而降低另一方面的性能。
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• 5.6主销内倾角和后倾角功能有何不同？
• 答：主销内倾角的作用，是使车轮在方向盘收到 微小干扰时，前轮会在回正力矩作用下自动回正。 另外，主销内倾还可减少前轮传至转向机构上的 冲击，并使转向轻便。
• 主销后倾的作用是当汽车直线行驶偶然受外力作 用而稍有偏转时，主销后倾将产生车轮转向反方 向的力矩使车轮自动回正，可保证汽车支线行驶 的稳定性。
2
'（ 2s"）
2
不简化计算 简化计算
真空助力制动系 0.97（无解）
0.895
压缩空气－液压制动 系
无解
0.445
• 制动器起作用时间的减少是缩短制动距离 的主要原因。
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• 4.3一中型货车装有前后制动器分开的双 管路制动系，其有关参数如下：
• 计算并绘制利用附着系数曲线和制动效率 曲线
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• 5.9汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳 定性？
• 答：不具有相同的操纵稳定。因为汽车空 载和满载时汽车的总质量、质心位置会发 生变化，这些将会影响汽车的稳定性因数、 轮胎侧偏刚度、汽车侧倾刚度等操纵稳定 性参数。
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• 5.11二自由度轿车模型的有关参数如下：
3）最大制动减速度：
2021/10/1a 0 b m aE xf g 0 .9 5 0 .7 g 0 .6g 6523
第五章 汽车的操纵稳定性
• 5.1 一轿车（每个）前轮的侧偏刚度为50176N/rad、外倾刚度为-7665N/rad。若轿 车向左转弯，将使前轮均产生正的外倾角， 其大小为4°。设侧偏刚度与外倾刚度均不 受左、右轮负载转移的影响，试求由外倾角 引起的前轮侧偏角。
• 答：根据题意：
FY kk
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1
k k
a1 0.6101
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• 5.2 6450N轻型客车在试验中发现过多转向和中 性转向现象，工程师们在悬架上加装横向稳定杆 以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特 性变为不足转向。试分析其理论依据。
• 答：由以上的分析易知，当增加横向稳定杆后汽 车前悬架的侧倾角刚度增大，后悬架侧倾角刚度 不变，所以前悬架作用于车厢的恢复力矩增加 （总侧倾力矩不变），由此汽车前轴左、右车轮 载荷变化量就较大。由书图5-46知在这种情况下， 如果左右车轮轮胎的侧偏刚度在非线性区，则汽 车趋于增加不足转向量。