汽车理论模拟试题一

汽车理论试题一

一、概念解释（选其中8题，计２０分）

1 汽车使用性能

2 滚动阻力系数

3 驱动力与（车轮）制动力

4 汽车驱动与附着条件

5 汽车动力性及评价指标

6 附着椭圆

7 临界车速

8 滑移（动）率

9 同步附着系数

10 制动距离

11 汽车动力因数

12 汽车通过性几何参数

13 汽车（转向特性）的稳态响应

14 汽车前或后轮（总）侧偏角

参考答案：

一、概念解释

１汽车使用性能

汽车应该有高运输生产率、低运输成本、安全可靠和舒适方便的工作条件。汽车为了适应这种工作条件，而发挥最大工作效益的能力叫做汽车的使用性能。汽车的主要使用性能通常有：汽车动力性、汽车燃料经济性能、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车平顺性和汽车通过性能。

2 滚动阻力系数

滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或单位汽车重力所需之推力。也就是说，滚动阻力等于汽车滚动阻力系数与车轮负荷

的乘积，即

r T fW F f

f =

=。其中：是滚动阻力系数，是滚动阻力，W 是

车轮负荷，f f F r 是车轮滚动半径，地面对车轮的滚动阻力偶矩。

f

T

3 驱动力与（车轮）制动力

汽车驱动力是发动机曲轴输出转矩经离合器、变速器（包括分动器）、传动轴、主减速器、差速器、半轴（及轮边减速器）传递至车轮作用于路面的力，

而由路面产生作用于车轮圆周上切向反作用力

。习惯将称为汽车驱动力。

如果忽略轮胎和地面的变形，则t F 0

F t

F t F r T F t

t =

，T g tq t i i T T η0=。式中，为传输至驱动

轮圆周的转矩；t T r 为车轮半径；

为汽车发动机输出转矩；为变速器传动比；

主减速器传动比；tq

T g i

i T η为汽车传动系机械效率。

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。制动器制动力等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎

轮缘作用的力

。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为b F µ

F r

T F /µµ＝µ

T b F ϕ

µ≤F r T F b /＝。地面制动力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。

b F µ

F ϕ

F

4 汽车驱动与附着条件

汽车动力性分析是从汽车最大发挥其驱动能力出发，要求汽车有足够的驱动力，以便汽车能够充分地加速、爬坡和实现最高车速。实际上，轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当车轮驱动力超过某值（附着力

）时，车轮就会滑

转。因此, 汽车的驱动－附着条件，即汽车行驶的约束条件（必要充分条件）为

t F ϕ

F ϕ

F F F F F t w i f ≤≤++，其中附着力

z

F F ϕϕ=，式中，接触面对车轮的法向反

作用力；z F ϕ为滑动附着系数。轿车发动机的后备功率较大。当

时，车轮

ϕ

F F t ≥

将发生滑转现象。驱动轮发生滑转时，车轮印迹将形成类似制动拖滑的连续或间断的黑色胎印。

5 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。

6 附着椭圆

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。

7 临界车速

当稳定性因素0

K r δω的大。随着车速的增加，u

S r －⎟⎠⎞

δω曲线向上弯曲。K 值越小(即K 的绝对值越大)，过度转

向量越大。当车速为

K u cr 1

－

=时，∞

→⎟⎠⎞δωr 。称为临界车速，是表征过度

转向量的一个参数。临界车速越低，过度转向量越大。过度转向汽车达到临界车速时将失去稳定性。因为cr u δω/r 趋于无穷大时，只要极其微小的前轮转角便会产生极大的横摆角速度。这意味着汽车的转向半径R 极小，汽车发生激转而侧滑或翻车。

8 滑移（动）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，车轮中心速度与车轮角速度

w u w ω存在关系式w w r u ω≈；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，车轮中心速度与车轮角速度w u w ω的关系为

w

w r u ω>，且随着制动强度的增加滑移成份越来越大，即w w r u ω>>；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

0=w ω。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

描述制动过程中轮胎滑移成份的多少，即

s %100×−=

w

w

w u r u s ω滑动率的数值

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（平直道路为垂直载荷）之比成为制动力系数s z F b ϕ。

9 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

β。它是前、后制动器制动力的实际分配线，简称为β线。β线通过坐标原点，

其斜率为

ββ

θ−=

1tg 。具有固定的β线与I 线的交点处的附着系数0ϕ,被称为同

步附着系数，见下图。它表示具有固定β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。