6.3-6悬架系统固有频率与阻尼比的选择武汉理工大学,汽车理论A
武汉理工大学汽车理论试验题目及答案
1．请说明用试验方法测定某汽车加速能力的方法？（应说明测试的条件、测试的仪器、实验方法步骤、测试结果的处理）。
答：测试的条件：路上试验应在混凝土或沥青路面的直线路段上进行。
路面要求平整、干燥、清洁，纵向坡度在0.1%之内。
大气温度应在0—40℃之间，风速不大于3m/s。
汽车满载。
测试的仪器：五轮仪或非接触式汽车速度计，秒表。
实验方法步骤：汽车加速性能试验包括最高档和次高档加速度性能试验以及起步连续换挡加速性能试验两项。
（1）在进行最高档和次高档加速性能试验时，首先选取合适长度的加速性能试验路段，在两端各放标杆作为记号。
汽车在变速器预订的档位，以预订的车速等速行驶，监控初速度，当车速稳定后，驶入试验路段，迅速将加速踏板踩到底，使汽车加速行驶至该档最大车速的80%以上，对于轿车应达到100km/L以上。
记录汽车的初速度和加速行驶的全过程，试验往返各进行一次，往返加速试验的路段应重合。
（2）起步连续加速换挡加速性能试验在同前一样的试验路段进行，汽车停于试验路段一端，变速器置入该车的起步档位，迅速起步，加速行驶至至该档最大车速的80%以上，对于轿车应达到100km/L以上。
记录汽车加速行驶的全过程，试验往返各进行一次，往返加速试验的路段应重合。
测试结果的处理：根据记录数据，分别绘制试验车往返两次的加速性能曲线（v-t和v-S）。
取两次曲线的平均值绘制汽车的加速性能曲线。
2.请说明用道路试验测定某汽车以直接档稳定行驶时的燃油经济性曲线的方法（应说明测试条件、测试仪器、试验方法步骤、测试结果的处理）？答：测试条件：路上试验应在混凝土或沥青路面的直线路段上进行。
路面要求平整、干燥、清洁，纵向坡度在0.1%之内。
大气温度应在0—40℃之间，风速不大于3m/s。
长度为500m （或1000m）。
测试仪器：燃油流量计、秒表。
试验方法步骤：汽车挂常用档（一般为最高档）以20km/h、30km/h……等10km/h的整倍数等速驶过测量路段，利用燃油流量计与秒表测出通过该路段的油耗与时间，计算出相应的百公里油耗与实际平均车速，即得到百公里油耗与车速的关系曲线。
武汉理工大学 车辆工程汽车理论讲稿(第5章)
第3节 线性二自由度汽车模型对前轮角输 入的响应
表征稳态响应的参数
1、前后侧偏角绝对值之差
如果不知道轮胎侧偏刚度和汽车其他参数，只能通过实验 判断汽车稳态特性。测出前后侧偏角绝对值之差，即可求 出稳定性因数K来。并注意到
ma yb Fy1L, ma ya Fy2 L
K
m L2
(a k2
b) k1
汽车过多转向
K<0称为过多转向。过多转向汽车加速时，和中性转向
相比，稳态横摆角速度增益较大，但R= u / ，故转向
半径随车速增大而减小。显然，当 u 1/ K 时，
/ = 。这时较小的前轮转角都会导致激转而翻车。
为了保持良好的操纵稳定性，汽车都应当具有适度 的不足转向。
三种稳态响应
汽车稳态横摆角速度增益曲线
1、波动的固有频率0
小轿车的固有频率f0(=0/2)在0.8-1.2Hz之间。固有频率高些较好。
r 20r 02r B1 B0
式中0、、B1、 B0是与车速u和汽车参数有关的常数，详 见p124。为输入（前轮转角），设其为阶跃函数：
0
0
0
t0 t0
t0
只考虑t>0的情况，上式变为：
r 20r 02r B0
其解为：
式中
r u / L 1 Ku2
0 1 2
表征瞬态响应的几个参数
轮胎的侧偏现象
轮胎的侧偏特性
在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系。这时，
Fy k
式中，k称为侧偏刚度（N/rad）。为曲线在=0处的斜率。 按轮胎坐标系，侧偏力和侧偏角总是反号，故侧偏刚度总 是负值。
侧偏力与侧偏角的关系
轮胎结构与侧偏特性的关系
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法
泊星石
附 录 Ａ
报告格 式示例
（ 充件 ） 补
悬挂系统的 固有频率与阻 尼比测定试验报告 ａ 试 验车辆 ） 汽车型号 ， 厂， 制造 编号
汽车 最大总质量 相应轴载质量 前轴
空车质量 ｋ， ｇ
ｋ。 ｇ ｋ； ｇ后轴 ｋ。 ｇ后轴
后端
ｋ， ｇ ｋ， ｇ
相应轴载 质量 前轴
４ 数据处理
４１ 时间历程法 ：由记 录得 到的车身及车轴上 自由衰减振 动曲线 （ ． 见图 ２ ， 时标 比较或在信号处理 机 ）与 上读 出时 间间隔的值都 可以得到车身部分振动周期 Ｔ和车轮部分振动周期 Ｔ 。 ＇然后 按下式算 出各部分的 固有频率 。
ｆａ １Ｔ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ … … （ ） ＝ ／ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・・・ ・・・・・・・・・ ・・ １
测 定 方 法
Ｍｅ ｄ ａｕｅ ｅｔ ｎ ｕａ ｆ ｕｎｙ ｏ ｏ ｍｅｓｒｍ ｎ ｆｒ ｔｒｌ ｑ ｅｃ ｔ ｈ ｆ ｏ ａ ｒ ｅ
ａ ｄ ｍｐｎ ｒ ｔ － Ａｕｏ ｔｖ ｓｓ ｅ ｓｏ ｓ ｓｅ ｎ ｄ ａ ｉｇ ｉ ａｏ ｔｍｏｉｅ ｐ ｎ ｉｎ ｔｍ ｕ ｙ
３２ 用记录仪记 录车身和 车轴上 自由衰减振 动的时间历程 ， ． 每次记录时 间不少 于 ３ 钟 ， ｓ 保证衰 减振 动
曲线完整， 共记录 ３ 次。 －５
３３ 试 验时 ， ． 非测试端悬 架一般不用卡死以限制其 振动。在汽 车前 、 后端振动相互联系较强时 ， 非测试 端 悬架要卡死 ， 并在报告 中注明 。
４ ８８
ｆ， １ Ｔ＇ 二 １ ・ ・ ・ ・ ・・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ … … （ ） ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・・ ・・・・・・・・・・ ２
6.3-2单质量系统的自由振动武汉理工大学,汽车理论A
主讲：余晨光
武汉理工大学汽车工程学院
1
系Байду номын сангаас运动微分方程
m2 z C ( z q) K ( z q) 0
C 令： 2n m2
则齐次方程为：
2 0
K m2
2 0
z 2nz z 0
n C 0 2 m2 K
ω0—振动系统固有圆频率； ζ—阻尼比。
A1 Ae 1 d n (t1 T1 ) enT1 e A2 Ae
1 2
即：ln d
因此ζ↑，减幅系数d↑，振动衰减较快。 可由实测的衰减振动曲线得到减幅系数d，并 求出阻尼比ζ。 试验方法测阻尼比ζ
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5
思考题
• 请写出单质量系统的固有频率和阻尼比。 • 单质量系统中，阻尼比对衰减振动有何影
响？
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6
本知识点内容结束
下一知识点：单质量系统的幅频特性分析
武汉理工大学汽车工程学院
7
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2
齐次微分方程的解
2 z Ae nt sin( 0 n2 t )
有阻尼自由振动 时，质量m2以有阻 尼固有频率
r 02 n2
振动，振幅按 nt 衰减。
e
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3
阻尼比ζ对衰减振动的影响
（1）影响有阻尼固有频率ωr
r n 0 1
2 0 2
2
汽车悬架系统阻尼比ζ的数值通常在0.25左右，
属于小阻尼， ωr比ω0只下降了3%左右，在 工程上可以近似认为ωr≈ω0 。
汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测试实验台设计
参 数 是分 析 悬挂 系 统振 动特 性 和对 汽 车平 顺性 进 行 研 究 和评 价 的基 本数 据 ； ］ 如何 实 现考 查 各 而
参 数对 汽 车 悬挂 系 统 的影 响 ，且各 参 数又 能操 作 简便 地进 行 更改 ，是研 究的方 向和 目的 ；本 文综
（） １
（） ２
，
１ 实验 台设计原理及方法
实 验 台设 计 的 原理及 操 作方 法 主要 依 据 国标
ｔ — 车轮 部 分 固有 频 率 ，Ｈｚ — ；
’
— —
车 身部 分振 动周 期 ，ｓ 。
Ｇ ７ ３ ４汽 车悬 挂 系统 的 固有频 率和 阻尼 比 Ｂ ４ ８ —８
＝
由 车 身 部 分 振 动 的 半 周 期 衰 减 率
Ｖ
ｓ
率 和 阻尼 比的需要 ，为研 究和 评价 悬挂 系 统振 动
特 性和 汽车 平顺 性提 供 了一种 途径 。
图 ３ 车轮振动时 间历程 曲线
参 考文献： 【］ Ｂ ４ ８ —１８ ，汽车悬挂 系统的固有 频率和阻尼 比测定方法［］ １ Ｇ ７ ３ ９４ Ｓ
为避免所选购产品不能满足实验要求，采用
了 ＭＡ Ｌ ／ｉ ｌ ｋ虚拟仿 真 技术 ， 实验 台参 Ｔ ＡＢＳｍｕｉ ｎ 对 数设 计进 行 虚拟 仿 真 ，悬 挂系 统 仿真 模 型 ，如 图
１ 所示 。
福 建 省科 技厅 重 大专 项专 题项 目（００ Ｚ ０３；福 建 省科 技厅 平 台建设 项 目（０ ８１０） ２ １Ｈ ０ ０） ２ ０Ｊ０ ２；福 建 省 教育厅 项 目（ ８６ ） Ｊ １６。 Ａ０
ｐｏ（ ｕ，ｏ ｔ： ） ｌｔ ｏ ｔ ｕ（ １ ｔ ｙ ，）
武汉理工大学《汽车理论》笔试试题参考答案
一、填空题(本题10分，每小题2分)1、驱动力、最低附着系数2、最大爬坡度、汽车最低稳定车速3、无穷大、越小4、路面功率谱密度、统计特性5、0.063m 、0.4m1、附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥 作用时要求的 。
2、选择汽车传动系统最大传动比时应考虑 、附着率、及 。
3、当汽车车速为临界车速时，汽车的稳态横摆角速度增益趋于 ；过多转向量越大，临界车速 。
4、作为车辆振动输入的路面不平度，由于路面不平度函数是随机的，主要采用描述其 。
5、某4×2R 汽车的驱动轮直径为0.7m ，在附着系数为0.7的路面上能越过的最大台阶高度为 ，能越过的壕沟宽度为 。
二、名词解释题(本题15分，每小题3分)——用自己的语言作答，内容正确可得分。
6、道路阻力系数：道路滚动阻力系数f 与道路坡度i 的和（或ψ=f+i ）。
7、MPG ：mile/USgal ，即每加仑行驶的英里数；MPG 是美国燃油经济性指标。
8、汽车比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率。
9、滑动率：滑动率0100%w r w w u r s u ω-=⨯，式中u w 为车轮中心速度，r r0为没有地面制动力时的车轮滚动半径，ωW 为车轮的角速度。
滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
10、悬架侧倾角刚度：悬架的侧倾角刚度是指侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力矩。
三、判断题(本题10分，每小题1分)11、× 12、× 13、√ 14、× 15、×16、× 17、√ 18、√ 19、√ 20、×11、（ ）滚动阻力就是汽车行驶时的车轮滚动摩擦力。
12、（ ）现代轿车的传动系统通常采用前置前驱布置型式，主要是为了提高汽车的动力性。
13、（ ）拖带挂车后，虽然汽车总的燃油消耗量增加了，但单位运输工作量的油耗却下降了。
14、（ ）汽车主传动比i 0大，后备功率大，汽车的最高车速高，动力性较好；但发动机负荷率低，燃油经济性较差。
汽车理论A》教案(章节备课-武汉理工大学
《汽车理论 A》教案（章节备课）
章节 教学目的 和要求 第五章 汽车的操纵稳定性 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 了解汽车操纵稳定性的评价体系 掌握车辆坐标系和轮胎坐标系的有关术语 掌握轮胎侧偏现象产生的原因和影响侧偏特性的因素 熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素 了解汽车操纵稳定性与悬架的关系 掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件 了解提高操纵稳定性的电子控制系统 理论授课时间 14 学时
教学重点
1. 车辆坐标系 2. 轮胎坐标系 3. 轮胎侧偏现象 4. 影响侧偏特性的因素 5. 制动跑偏，制动时后轴侧滑 6. 线性二自由度汽车模型的运动微分方程 7. 汽车的稳态响应 8. 悬架的侧倾特性 9. 侧倾时左右车轮垂直载荷变化对汽车转向性能的影响 10. 侧倾时车轮外倾角的变化对汽车转向性能的影响 11. 汽车横向稳定性条件 12. 提高操纵稳定性的电子控制系统 1. 2. 3. 4. 轮胎侧偏现象 线性二自由度汽车模型的运动微分方程 汽车的稳态响应 悬架的侧倾特性 （1） 14 学时 （630’） 为 理论授课。 （2） 各部分 时间分配可 根据实际授 课 情 况 调 整，总计时 间不超过 14 学时 （630’） 。 2） 采用多媒 体 课 件 教 学，在多媒 体 教 室 讲 授。 3）插播《汽
《汽车理论 A》教案
1）人-汽车闭环系统的概念 2）汽车试验的两种评价方法 强调主观评价法始终是操纵稳定性的最终评价方法
2. 轮胎的侧偏特性（90’ ）
（1）轮胎的坐标系与术语（15’ ） 1）轮胎坐标系的建立 2）轮胎坐标系中力、力矩、外倾角、侧偏角的正负定义 3）侧偏角的概念 侧偏角的概念十分关键，强调学生理解和掌握 （2）轮胎的侧偏现象（25’ ） 1）刚性车轮受侧向力时的运动学分析 2）谭性车轮受侧向力时的运动学分析 3）侧偏现象的定义 4）侧偏现象的表达式
6.3-5悬架弹簧动挠度和车轮与路面间相对动载的分析武汉理工大学,汽车理论A
• 车轮与路面间相对动载与车身加速度的关
系如何？
武汉理工大学汽车工程学院点：悬架系统固有频率与阻尼比的选择
武汉理工大学汽车工程学院
8
悬架弹簧动挠度和车轮与路面 间相对动载对q 幅频特性的分析
主讲：余晨光
武汉理工大学汽车工程学院
1
悬架动挠度功率谱
（ 1） fd z q
（2）频响函数： fd z q z 1 q q q 1 2 j 2 1 2 (1 2 j ) (1 ) 2 j 2
2 2
（6）共振处的均方根值谱: fd G fd ( f ) ∝ =1 q 1 1 2 2 2 (1 ) (2 ) 0 2 1
3
1
2
武汉理工大学汽车工程学院
分析
0:1 2:1
1:1 -1:1
fd G fd ( f ) ∝ =1 q
武汉理工大学汽车工程学院
1 1 = 0 2 1
4
分析
0 , f d fd , f d
动挠度f d 静挠度f s
0 , z z , z
m2 g fs = K
fs ↑ 0 ↓ f d↑
如果f d = f d 铁碰铁 需要: f d < f d
武汉理工大学汽车工程学院
5
相对动载功率谱
车轮与路面间的动载Fd： Fd m2 z
相对动载： Fd m2 z z G m2 g g
相对动载功率谱与z相似, 振动系统参数0、 对其影响与对z的影响一致。 相对动载过大主要影响行驶安全性。
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6
2023年武汉理工大学研究生入学汽车理论考试试题
武汉理工大学2023研究生入学考试试题一．名词解释（3*3）1.传动系的最小传动比：变速器最高档位的传动比与主减速器传动比的乘积。
2.汽车的制动效率：车轮不锁死的最大制动减速度与车轮和地面间附着系数的比值，也就是车轮将要抱死时的制动强度与被运用的附着系数之比。
a '与轴距L的3.汽车的静态储备系数：中性转向点至a’与汽车质心至前轴距离a之差a比值。
二．填空（2*5）1．汽车行驶时，总存在的行驶阻力有滚动阻力和空气阻力。
2．汽车顶起失效与通过性几何参数最小离地间隙h和纵向通过角β有关。
3．汽车动力因素是驱动力Ft与空气阻力Fw之差和汽车重力的比值。
4．汽车制动器的作用时间是消除蹄片与制动鼓间隙的时间t1和制动增长过程所需的时间t2之和。
5．对于垂直振动来说，人敏感的频率范围为4—12.5Hz,对于水平振动来说，人敏感的频率范围为0.5—2Hz。
三．选择题（2*5）1．某轿车的空气阻力系数为（B）A0.1 B0.3 C0.6 D0.82.东风EQ1092汽车的越沟能力重要取决于(A)A后轮B前轮C后轮或前轮D后轮和前轮3.某轿车的比功率大小重要取决于（B）A加速能力B最高车速C汽车总质量D最大爬坡能力4.当汽车由抵档换入高档行驶时，汽车可以产生的动力因素（A）A减少B增长C没有变化D减少或增长5.当汽车车身振动时，假如车身固有频率增大，则（A）A车身振动加速度增大B车身振动加速度减小C悬架动挠度增大D悬架动挠度减小四．判断（2*5）1.汽车制动器制动力总是等于地面制动力（×）2.汽车行驶时，发动机发出的功率始终等于滚动阻力，坡道阻力，加速阻力，空气阻力四项阻力之和（×）3.滑动附着系数出现在滑动率为15%到20%时（×）4.对于单横臂独立悬架：在小侧向加速度时，如汽车右转弯行驶，则车轮向右倾斜（√）5.对于车身，车轮振动系统，车身固有频率小于低的主频率（×）五．请说明拟定汽车变速器头档传动比的方法？（6分）解析：拟定最大传动比时，要考虑三方面的问题最大爬坡度，附着率以及最低稳定车速。
6.3-4车身加速度功率谱密度的计算分析武汉理工大学,汽车理论A
2 2
武汉理工大学汽车工程学院
车身加速度功率谱密度和均方根值谱的计算
z 4 z Gz ( f ) Gq ( f ) Gq ( f ) q q z 2 z Gz ( f ) Gq ( f ) Gq ( f ) q q z z Gz ( f ) Gq ( f ) Gq ( f ) q q
2 2 2 2 2 2
z z 2 q q z z q q
2
z z q q z z q q
z Gz ( f ) Gq ( f ) q z Gz ( f ) Gq ( f ) q z Gz ( f ) Gq ( f ) q
武汉理工大学汽车工程学院
3
车身加速度均方根值谱的分析
共振点: 0 , 1 Gz ( f )
1
பைடு நூலகம்
0 1
1 (2 )
2
,
z 0 1
1 4 2
5
武汉理工大学汽车工程学院
思考题
• 单质量系统车身加速度的功率谱密度和均 方根值谱的计算。
• 车身加速度均方根值谱的分析。
武汉理工大学汽车工程学院
6
本知识点内容结束
车身加速度功率谱密度的 计算分析
主讲：余晨光
武汉理工大学汽车工程学院
1
振动响应量的计算方法
响应量（输出）的功率谱 幅频特性2 输入功率谱
2
z ( ) （1）GZ ( f ) Gq ( f ) q( ) f d ( ) （2）G fd ( f ) Gq ( f ) q( ) Fd ( ) （3）G Fd ( f ) G Gq ( f ) q( ) G
下一知识点：悬架弹簧动挠度和车轮与路面间相 对动载对 q 幅频特性的分析
武汉理工汽车理论基础真题（无答案）
武汉理工汽车理论基础真题（无答案）武汉理工2002年研究生入学考试试题汽车理论一、解释下列术语1.传动系的最小传动比2.汽车的制动效率3.汽车的静态储备系数二、填空题1.汽车行驶时，总存在的行驶阻力有（）和（）。
2.汽车顶起失效与通过性几何参数（）和（）有关。
3.汽车的动力因数是（）和（）的比值。
4.汽车制动器的作用时间是（）和（）之和。
5.对于垂直振动来说，人最敏感的频率范围为（），对于水平振动来说，人最敏感的频率范围为（）。
三、选择题1.某轿车的空气阻力系数为（）A.0.10B.0.30C.0.60D.0.802.东风EQ1092汽车的跨沟能力主要取决于（）A.后轮B.前轮C.后轮或前轮D.后轮和前轮3.某轿车的比功率大小取决于（）A.加速能力B.最高车速C.汽车总质量D.最大爬坡能力4.当汽车由低档换入高档行驶时，汽车能够产生的动力因数（）A.减少B.增加C.没有变化D.减少或增加5.当汽车车身振动时，如果车身固有频率增大，则（）A.车身振动加速度增大B.车身振动加速度减小C.悬架动挠度增大D.悬架动挠度减小四、判断改错题1.汽车制动器制动力总是等于地面制动力。
（）2.汽车行驶时，发动机发出的功率始终等于滚动阻力，坡道阻力，空气阻力，加速阻力四项阻力所消耗的功率之和。
（）3.滑动阻力系数出现在滑动率为15%~20%时。
（）4.对于单横臂独立悬架，在小侧向加速度时，如汽车右转弯行驶，则车轮向右倾斜。
（）5.对于车身-车轮振动系统，车身固有频率小于低的主频率。
（）五、请说明确定汽车变速器头挡传动比的方法？六、请用简图并简述利用汽车驱动力-行驶阻力平衡图，来分析某四档变速器汽车动力性的方法？七、请利用发动机负荷特性图和汽车频率平衡图，来分析说明使用因数对汽车燃油经济性的影响。
八、某汽车的前轴轴载质量为满载总质量的46%,轴距为2.6m，质心高度为0.9m，该车制动力分配系数为0.6.请问：1）该车的同步附着系数为多少？2）当该车在附着系数为0.8的道路上高速行驶时，如进行紧急制动，可能会发生什么现象？请从受力情况分析说明汽车发生此现象的道路？九、在分析车身振动时，如将车身简化为单质量系统模型，设车身质量为m，弹簧刚度为k，减震器阻尼系数为c，车身的垂直位移为z ，输入的路面不平度函数为q，路面空间频率为n，路面空间频率功率谱密度为Gq（n），汽车速度为72km/h，请问车身垂直振动加速度的功率谱密度为多少？十、某轿车的总质量为1820kg，汽车前轴轴载质量为汽车总质量的53%，轴距为3.10m，一个前轮侧偏刚度为31310N/rad，一个后轮侧偏刚度为55095N/rad，该车以36km/h的车速进行稳态圆周行驶时，其转向半径为20m。
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量一、测量仪器DH5902坚固型动态数据采集系统，DH105E加速度传感器，DHDAS基本控制分析软件，阻尼比计算软件。
二、测量方法1、试验在汽车满载时进行。
根据需要可补充空载时的试验。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
2、DH105E加速度传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3、可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3.1滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块（凸块断面如图所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于凸块上），在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3.2抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3.3拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注：用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
对于特殊的汽车类型与悬架结构可以选取60、90、120mm以外的值。
4、数据处理4.1用DH5902采集仪记录车身和车轴上自由衰减振动的加速度信号；4.2 在DHDAS软件中对车身与车轴上的加速度信号进行自谱分析，截止频率使用20Hz低通滤波，采样频率选择50Hz，频率分辨率选择0.05Hz；4.3加速度自谱的峰值频率即为固有频率；4.4在DHDAS软件中选择频响分析，车轴上的信号作为输入，车身上的信号作为输出得到幅频特性曲线，采样频率选择200Hz，该曲线的峰值频率为车轮部分不运动时的车身部分的固有频率f’,有软件中的阻尼比计算模块直接得出阻尼比。
三、仪器指标1、DH5902数据采集仪1.1通道数：每个模块由控制单元、供电单元和最多四组各种类型测试单元任意组合而成，每单元有4个测试通道；1.2控制单元内置了高性能嵌入式计算机、抗振高速电子硬盘(32G)，100M 以太网接口；无线以太网接口。
武汉理工大学《汽车理论》笔试试题参考答案
一、填空题(本题10分，每小题2分)1、驱动力、最低附着系数2、最大爬坡度、汽车最低稳定车速3、无穷大、越小4、路面功率谱密度、统计特性5、0.063m 、0.4m1、附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥 作用时要求的 。
2、选择汽车传动系统最大传动比时应考虑 、附着率、及 。
3、当汽车车速为临界车速时，汽车的稳态横摆角速度增益趋于 ；过多转向量越大，临界车速 。
4、作为车辆振动输入的路面不平度，由于路面不平度函数是随机的，主要采用描述其 。
5、某4×2R 汽车的驱动轮直径为0.7m ，在附着系数为0.7的路面上能越过的最大台阶高度为 ，能越过的壕沟宽度为 。
二、名词解释题(本题15分，每小题3分)——用自己的语言作答，内容正确可得分。
6、道路阻力系数：道路滚动阻力系数f 与道路坡度i 的和（或ψ=f+i ）。
7、MPG ：mile/USgal ，即每加仑行驶的英里数；MPG 是美国燃油经济性指标。
8、汽车比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率。
9、滑动率：滑动率0100%w r w w u r s u ω-=⨯，式中u w 为车轮中心速度，r r0为没有地面制动力时的车轮滚动半径，ωW 为车轮的角速度。
滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
10、悬架侧倾角刚度：悬架的侧倾角刚度是指侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力矩。
三、判断题(本题10分，每小题1分)11、× 12、× 13、√ 14、× 15、×16、× 17、√ 18、√ 19、√ 20、×11、（ ）滚动阻力就是汽车行驶时的车轮滚动摩擦力。
12、（ ）现代轿车的传动系统通常采用前置前驱布置型式，主要是为了提高汽车的动力性。
13、（ ）拖带挂车后，虽然汽车总的燃油消耗量增加了，但单位运输工作量的油耗却下降了。
14、（ ）汽车主传动比i 0大，后备功率大，汽车的最高车速高，动力性较好；但发动机负荷率低，燃油经济性较差。
%a6%e6%8c%af%e5%8a%a8%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e7%9a%84%e7%ae%80%e5%8c%96%e4%b8%8e%e5%8d%95%e8%b4%a8%e9%87%
6.3.2 车身单质量系统的自由振动
& ) + k( z − q ) = 0 & + c( z &−q 运动微分方程： m 2 & z
运动微分方程的解：通解＋特解（自由振动齐次解＋非 齐次解） 令：
c 2n = m2
k ω = m2
2 0
2 & + 2nz & + ω0 z z=0 则齐次方程为： &
(
)
2.频率响应特性推导
& ) + k ( z − q) = 0 & + c( z &−q m2 & z
m2 ( jω ) z (ω ) + c ( jω )( z (ω ) − q(ω )) + k ( z (ω ) − q(ω )) = 0
2
z (ω ) − m2ω 2 + c( jω ) + k = q(ω )[c( jω ) + k ]
6.3 汽车振动系统的简化、 单质量系统的振动
n
思考题
如何将复杂的汽车简化成比较简单的多自由 度系统？
n
本节应掌握的内容
6.3.1 7、4、2、1个自由度简化模型； 6.3.2 单质量系统的自由振动； 6.3.3 单质量系统的频率响应特性； 6.3.4 单质量系统对路面随机输入的响应；
《汽车理论》 汽车工程系
车身加速度
& & 对三种路面输入的幅频特性： z
& & zω 2 z 2 z = =ω q q q & & zω z z = =ω & q qω q
2 2 & & z zω = = 2 && qω q
6.3-1汽车振动系统的简化武汉理工大学,汽车理论A
动有何影响？
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7
本知识点内容结束
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8
武Hale Waihona Puke 理工大学汽车工程学院2简化步骤2
• 当汽车对称于其纵轴 线，且左、右车辙的 不平度函数x(I)= y(I) ， 此时汽车车身只有垂 直振动z和俯仰振动φ (ly) ，这两个自由度的 振动对平顺性影响最 大。另外平面模型2个 车轮质量有2个垂直自 由度，共4个自由度。
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3
简化步骤3
• 忽略轮胎阻尼，同时把质量为m2，转动惯量为Iy的车身按 动力学等效的条件分解为前轴上、后轴上及质心上的三 个集中质量m2f、m2r、m2c 。这三个质量由无质量的刚性 杆连接，它们的大小由下述三个条件决定： 1)总质量保持不变 m2 f m2r m2c m2 m2 f a m2r b 0 2）质心位置不变 2 I y m2 y m2 f a 2 m2r b2 3）转动惯量保持不变
• 得出三个集中质量的值为
2 y m2 f m2 aL 2 y m2 r m2 bL 2 y 1 m2 c m2 ab
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4
简化步骤3
• 令悬挂质量分配系数
2 y
ab
• 当ε=1时，联系质量m2c=0。 • 大部分汽车ε=0.8～1.2，即 接近1。此时集中质量m2f、 m2r的垂直方向运动是相互独 立的。 • 这样在ε=1的情况下，可以 分别讨论右图上m2f和前轮轴 以及m2r和后轮轴所构成的两 个双质量系统的振动。
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5
汽车理论6-3讲解
0
1
0
-1:1
-2:1 0.1 0.1 1 2 频率比λ=ω/ω0 单质量系统位移输入与位移输出的幅频特性 10 -1
0.5时
z/q 2
0
lg|z/q|
1 1 2 4ζ
|z/q|
0.5
6-3 单质量系统的振动
幅频特性曲线的讨论
1）低频段
0 0.75
|z/q|略大于1， 阻尼比ζ对这一频 段的影响不大。
10
-1
“频率指数”为-2。
lg|z/q|
|z/q|
1 z/q 2 λ
6-3 单质量系统的振动
幅频特性曲线
当λ>>1时，ζ=0.5
λ2 1 z/q 2 2 λ λ λ 1
-1 10
2 z 1 2λ 2 2 2 q 1 λ 2λ
1.四轮汽车简化 的立体模型
6-3 单质量系统的振动
一、汽车振动系统的简化
2.两轴汽车简化的立体模型-4自由度模型
假设汽车对称于其纵轴线，且左、右车辙的不 平度函数相等：x(I)=y(I)，模型简化为三部分 ：
悬挂质量：车身＋车架＋车架上的总成 m2——2自 由度（垂直、俯仰）
减振器＋悬架弹簧
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主讲：余晨光
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1
振动系统参数对车身振动加速度及悬架动挠度的影响
思考：悬架系统固有频率f0和阻尼比ζ 对车身振动加速度及 悬架动挠度的影响有何不同？
0 , f d fd , f d
考虑，固有频率f0应取大值。
0 , z z , z
从车身加速度考虑，固有频率f0应取小值；从悬架动挠度
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2
悬架系统f0、fs、[fd]、ζ值的实用范围
车 轿车 货车 大客车 型 f0/Hz 1.2~1.1 2~1.5 1.8~1.2 fs /cm 15~30 6~11 7~15 [fd]/cm 7~9 6~9 5~8 02.~0.4
ζ
越野汽车
2~1.3
6~13
7~13
轿车舒适性要求高，而行驶的路面较好，fd引起的撞击限位 概率很小，故f0选低值（1～1.5Hz），以减小车身加速度。 货车和越野车行驶的路面较差，为减少撞击限位的概率，f0 较高（1.5～2Hz）。 某些越野车在f0较低，行驶路面又比较差的情况下， fd会相 当大。为减少撞击限位的概率，此时ζ应取得偏大些。
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3
思考题
• 悬架系统固有频率f0与阻尼比ζ 的选择原则
是什么？
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4
本知识点内容结束
下一知识点：双质量振动系统的偏频和振型分析
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