考研汽车理论试题第2套全解

一、概念解释（选其中8题，计２０分）1 回正力矩2 汽车动力因数3 汽车动力性及评价指标4 同步附着系数5 汽车通过性几何参数6 附着椭圆7 地面制动力8 汽车制动性能9 汽车最小离地间隙10 r曲线11 最小燃油消耗特性12 滑动（移）率13 侧偏力14 等效弹簧二、写出表达式、画图、计算并简单说明（选择其中4道题，计２０分）1 用结构使用参数写出汽车行驶方程式（注意符号定义）。

2 画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。

3 画出附着率（制动力系数）与滑动率关系曲线，并做必要说明4 用隔离方法分析汽车加速行驶时整车的受力分析图，并列出平衡方程5 列出可用于计算汽车最高车速的方法，并加以说明。

6 写出汽车的燃料消耗方程式，并解释主要参数（注意符号定义）。

7 列举各种可用于绘制I 曲线的方程及方程组。

三、叙述题（选择其中4道题，计20分）1写出计算汽车动力因数的详细步骤，并说明其在计算汽车动力性的用途。

2 分析变速器速比gi 和档位数对汽车动力性的影响。

3 如何根据发动机负荷特性计算等速行驶的燃料经济性？4 分析汽车在不同路面上制动时最大减速度值，并结合制动力系数曲线加以说明。

5 有几种方式可以判断或者表征汽车角阶跃输入稳态转向特性？请简单叙述之。

6 试用汽车驱动力－行驶阻力平衡或者动力特性分析汽车的动力性。

7 从受力分析出发，叙述汽车前轮抱死拖滑和后轮抱死拖滑对汽车制动方向稳定性的影响。

四、分析题（选择其中4道题，计20分）1 已知某汽车φ0＝0.4，请利用Ｉ、β、ｆ、γ线，分析φ＝0.45,φ＝0.3以及φ＝0.75时汽车的制动过程。

2 试确定汽车弯道半径为R 的横坡不发生侧滑的极限坡角（要求绘图说明）。

3 请分析汽车制动时附着系数大小对前、后轮地面法向反作用力的影响。

4 在划有中心线的双向双车道的本行车道上，汽车以75km/h 的初速度实施紧急制动，仅汽车左侧轮胎在路面上留下制动拖痕，但汽车行驶方向轻微地向右侧偏离，请分析该现象。

5 请比较前驱动和后驱动汽车上坡（坡度角为α）行驶的附着条件，并解释载货汽车通常采用后驱动而小排量轿车采用前驱动的原因。

6 请分析汽车加速时，整个车身前部抬高而后部下沉的原因（提示：考虑悬架及轮胎等弹性元件，并采用受力分析方法）。

7 请以减速器速比为例，叙述汽车后备功率对汽车动力性和燃油经济性的影响。

8 某汽车（装有ABS 装置）在实施紧急制动后，在路面上留下有规律的制动拖痕斑块，即不连续的短拖痕，请分析出现该现象的原因。

五、计算题（选择其中4道题，计20分）1 已知某汽车的总质量m=4600kg,C D =0.75,A=4m 2,旋转质量换算系数δ1=0.03,δ2=0.03,坡度角α=5°,f=0.015,传动系机械效率ηT =0.85, 传动系总速比4.80==g i i i ,车轮滚动半径m r r 368.0=，加速度du/dt=0.2m/s 2,u a =30km/h,请计算此时汽车克服各种阻力需要的发动机输出功率。

2 已知某汽车质量为m=4000kg,前轴负荷1350kg,后轴负荷为2650kg,h g =0.88m ，L=2.8m,同步附着系数为 φ0=0.6，试确定前后制动器制动力分配比例。

3 请叙述驾驶员、制动系结构形式、制动系调整（踏板自由行程、制动鼓/盘与摩擦片之间间隙）以及道路条件对汽车制动性能的影响，并计算单位初速度变化对汽车制动距离的影响（u a0=50km/h ，τ2’=0.2s τ2”=0.15）。

4 参考《汽车理论》图5－23和图5－24导出二自由度汽车质心沿ox 轴的加速度分量。

5 某轿车轴距L=3.0m,质心至前轴距离a=1.55m,质心至后轴距离b=1.45m,汽车围绕oz 轴的转动惯量I z =3900kg·m 2,前轮总侧偏刚度 k 1=-6300N/rad,后轮总侧偏刚度 k 2=-110000N/rad,转向系总传动比i=20,汽车的总质量为2000kg,请求（画出）稳态横摆角速度增益曲线、车速为ｕ＝22.35m/s 汽车的稳态横摆角速度增益。

6 请推导出下述公式（注意单位和常数换算）ga e e i i rn u nT P 0377.09549==7 请推导出公式(参考P42,注意单位和常数换算) )3600761403600(11.3673dtdumu Au C Gfu P bP Q a a D a T e e t δηγ++==其中一、概念解释（选其中8题，计２０分）1 回正力矩轮胎发生侧偏时会产生作用于轮胎绕Oz 轴的回正力矩z T 。

z T 是圆周行驶时使转向车轮恢复到直线行驶位置的主要恢复力矩之一。

回正力矩是由接地面内分布的微元侧向反力产生的。

车轮静止受到侧向力后，印迹长轴线aa 与车轮平面cc 平行，aa 线上各点相对于cc 平面的横向变形均为h ∆，即地面侧向反作用力沿aa 线均匀分布。

车轮滚动时aa 线不仅与车轮平面错开距离h ∆，且转动了α角，因而印迹前端离车轮平面近，侧向变形小；印迹后端离车轮平面远，侧向变形大。

地面微元侧向反作用力的分布与变形成正比，故地面微元侧向反作用力的合力大小与侧向力Y F 相等，但其作用点必然在接地印迹几何中心的后方，偏移距离e ，称为轮胎拖距。

e F Y 就是回正力矩z T 。

{返回一]2 汽车动力因数由汽车行驶方程式可导出dt dug dt du g i f dt du G m G F F G F F D f i w t δψδδ+=++=++=-=)(则D 被定义为汽车动力因数。

以D 为纵坐标，汽车车速au 为横坐标绘制不同档位的au D －的关系曲线图，即汽车动力特性图。

{返回一] 3 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。

{返回一]4 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ββθ-=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。

{返回一]5 汽车通过性几何参数汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。

它们主要包括最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。

另外，汽车的最小转弯直径和内轮差、转弯通道圆及车轮半径也是汽车通过性的重要轮廓参数。

{返回一]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。

{返回一] 7 地面制动力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b F。

制动器制动力μF 等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力rT F /μμ＝。

式中：μT 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b F 为ϕμ≤F r T F b /＝。

地面制动力b F是使汽车减速的外力。

它不但与制动器制动力μF 有关，而且还受地面附着力ϕF 的制约。

{返回一]8 汽车制动性能汽车制动性能，是指汽车在行驶时在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。

另外也包括在一定坡道能长时间停放的能力。

汽车制动性能是汽车的重要使用性能之一。

它属于主动安全的范畴。

制动效能低下，制动方向失去稳定性常常是导致交通安全事故的直接原因之一。

9 汽车最小离地间隙汽车最小离地间隙C 是汽车除车轮之外的最低点与路面之间的距离。

它表征汽车无碰撞地越过石块、树桩等障碍物的能力。

汽车的前桥、飞轮壳、变速器壳、消声器和主传动器外壳等通常有较小的离地间隙。

汽车前桥的离地间隙一般比飞轮壳的还要小，以便利用前桥保护较弱的飞轮壳免受冲碰。

后桥内装有直径较大的主传动齿轮，一般离地间隙最小。

在设计越野汽车时，应保证有较大的最小离地间隙。

{返回一] 10 r 曲线简单地说，r 线组就是当后轮制动抱死时，汽车前后轮制动力关系。

当后轮抱死时，存在()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=-==L h F L mgL h L L mgF F g xb g z xb 1122ϕϕϕϕ。

因为ϕmg F xb =，并且21xb xb xb F F F +=，所以有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=L h F F L mgL F gxb xb xb )(2112ϕ，将式表示成)(12xb xb F f F =的函数形式，则得出汽车在不同路面上只有后轮抱死时的前、后地面制动力的关系式为121g xb xb g gh mgL F F L h L h ϕϕϕϕ=-+++，不同ϕ值代入式中，就得到r 线组，见下图。

r线组与横坐标的交点为gh mgL 1，而与ϕ的取值无关。

当1＝xb F 时，gxb h L mgL F ϕϕ＋12=。

由于r 线组是经过（gh mgL 1，0）的射线，所以取不同的ϕ值就可得出r 线组。

{返回一]11 最小燃油消耗特性发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。

利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。

把各功率下最经济工况的转速和负荷率标明在外特性曲线图上，便得到最小燃12 滑动（移）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wu 与车轮角速度wω存在关系式ww 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wu 与车轮角速度wω的关系为ww r u ω>，且随着制动强度的增加滑移成份越来越大，即ww 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=w ω。