汽车运用工程试题1

汽车运用工程试题1汽车运用工程I （汽车理论）试题1交通学院交通类专业、汽车服务工程专业（2008-01-09)一、概念解释（每题4分，计20分） 1 轮胎侧偏刚度 2 制动力系数 3 汽车临界车速4 汽车动力性及评价指标5 迟滞损失二、写出表达式或（和）画图并简单说明（每题10分，计20分） 1 画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系 2 写出汽车的行驶方程式（要求有结构和使用参数说明）。

三、叙述题（每题10分，计20分） 1 汽车行驶阻力的组成2 在侧向力的作用下，刚性轮和弹性轮胎行驶方向的变化规律（假设驾驶员不对汽车的行驶方向进行干预）。

四、分析题（每题10分，计20分） 1 分析汽车三种转向特性的稳定性2 已知某汽车φ0＝0.4，请利用I 、β、f 、γ线，分析φ＝0.4,φ＝0.3以及φ＝0.6时汽车的制动过程。

五、计算题（每题10分，计20分）1 某汽车总质量m =4600kg,C D =0.75,A =4m 2,旋转质量换算系数gi 211δδδ++=（其中034.01=δ,0.032=δ）,012.0=f ,传动系机械效率ηT =0.85,传动系总速比i i i g =（其中12.4,15.30==i i g ）,车轮滚动半径m 365.0=r ,发动机转矩mN 24000⋅=tq T ,道路附着系数45.0=ϕ,求汽车全速从25km/h 加速至40km/h 所经过的路程。

2 请详细地推导出式kw,9549e tq e n T P =,并注明符号的单位。

汽车运用工程I （汽车理论）试题1交通学院交通类专业、汽车服务工程专业（2008-01-09)一、概念解释（每题4分，计20分）1 轮胎侧偏刚度由试验测出的在不同载荷下和不同道路上某轮胎的侧偏力-侧偏角关系曲线表明，侧偏角α不超过5°时，侧偏力Y F 与α成线性关系。

汽车正常行驶时，侧向加速度不超过0.4g ，侧偏角不超过4°~5°，可认为侧偏角与侧偏力成线性关系。

Y F -α曲线在α＝0°处的斜率，称为侧偏刚度k ，单位为N /rad 或N/(°)。

侧偏刚度为负值。

Y F 与α的关系式为α=k F Y 。

轿车轮胎的k 值约在-28000～-80000N /rad 范围内。

[返回1]2 制动力系数一般将地面制动力与地面法向反作用力z F （平直道路为垂直载荷）之比称为制动力系数bϕ。

它是滑动率s 的函数。

当s 较小时，b ϕ近似为s 的线性函数，随着s 的增加bϕ急剧增加。

当bϕ趋近于pϕ时，随着s 的增加，bϕ增加缓慢，直到达到最大值pϕ。

通常pϕ被称为峰值附着系数。

很多试验表明，％％～＝2515p ϕ。

然后，随着s 继续增加，b ϕ开始下降，直至%100=s 。

[返回1]3 汽车临界车速当稳定性因素0<K 时，横摆角速度增益0<⎪⎭⎫K r δω比中性转向时0=⎪⎭⎫K r δω的大。

随着车速的增加，u Sr －⎪⎭⎫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 。

cr u 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。

[返回1]4 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。

汽车动力性的主要评价指标通常包括汽车加速性、最高车速及最大爬坡度。

动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。

[返回1]5 迟滞损失轮胎在滚动过程中，轮胎各个组成部分间的摩擦以及橡胶元、帘线等分子之间的摩擦，产生摩擦热而耗散，这种损失称为弹性元件的迟滞损失。

[返回1]二、写出表达式或（和）画图并简单说明（每题10分，计20分） 1 画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系① 当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力=μF ,若忽略其它阻力，地面制动力0＝xb F ，当ϕF F xb ≤（ϕF 为地面附着力）时，μF F xb =；②当ϕF F xb =max 时μF F xb =，且地面制动力xbF 达到最大值maxxb F ,即ϕF F xb =max ；③当ϕμF F >时,ϕF F xb =,随着μF 的增加，xbF 不再增加。

ϕF ϕF F xb =max μxb CN踏板力，fb F F >>[返回2]2 写出汽车的行驶方程式（要求有结构和使用参数说明）。

汽车行驶方程式的普遍形式为ji w f t F F F F F +++=，即dt dum g m u A C f g m r i i T a D dtk tq ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅δααηsin 15.21cos 2式中：tF －驱动力；fF －滚动阻力；wF －空气阻力；iF －坡道阻力；jF －加速阻力；tqT －发动机输出转矩；i －主传动器传动比；ki －变速器k 档传动比；tη－传动系机械效率；m －汽车总质量；g －重力加速度；f －滚动阻力系数；α－坡度角；D C －空气阻力系数；A －汽车迎风面积；a u－汽车车速；δ－旋转质量换算系数；dt du－加速度。

[返回2]三、叙述题（每题10分，计20分） 1 汽车行驶阻力的组成汽车行驶阻力包括克服道路对轮胎的阻力偶矩的滚动阻力，克服空气阻力的力，克服坡道沿着坡道斜面的坡道阻力和克服加速时的惯性力的加速阻力。

[返回3]2 在侧向力的作用下，刚性轮和弹性轮胎行驶方向的变化规律（假设驾驶员不对汽车的行驶方向进行干预）。

在侧向力的作用，若汽车车轮为刚性轮，则在侧向力不大于附着力的条件下，汽车保持原行驶方向；当侧向力超过附着极限时，车轮即汽车偏离原行驶方向。

而对于弹性车轮，即使侧向力未达到附着极限，车轮也将发生侧向偏离原始行驶方向的现象，即侧偏现象。

[返回3]四、分析题（每题10分，计20分）1 分析汽车三种转向特性的稳定性。

汽车的三种稳态转向特性分别为不足转向、中性转向和过度转向。

对于不足转向，汽车转向灵敏度随车速增加而下降，是一种稳定转向特性;对于过度转向，汽车转向灵敏度随车速增加而增加，是一种不稳定转向特性;对于中性转向，汽车转向灵敏度不随车速变化，也是一种稳定转向特性，但是在实际中容易变为过度转向。

[返回4]2已知某汽车φ0＝0.4，请利用I、β、f、γ线，分析φ＝0.4,φ＝0.3以及φ＝0.6时汽车的制动过程。

①3.0=ϕ时，踏下制动踏板，前后制动器制动力沿着β增加，11μFFxb=、22μFFxb=，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。

当β与3.0=ϕ的f线相交时，符合前轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着β增加，而11μFFxb<,22μFFxb=，即前后制动器制动力仍沿着β线增长，前轮地面制动力沿着3.0=ϕ的f线增长。

当f与I相交时，3.0=ϕ的r线也与I线相交，符合前后轮均抱死的条件，汽车制动力为gm3.0。

②当6.0=ϕ时，踏下制动踏板，前后制动器制动力沿着β增加，11μFFxb=、22μFFxb=，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。

当β与6.0＝ϕ的r线相交时，符合后轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着β增加，而11μFFxb＝,22μFFxb<，即前、后制动器制动力仍沿着β线增长，后轮地面制动力沿着6.0=ϕ的r线增长。

当r与I相交时，6.0=ϕ的f线也与I线相交，符合前后轮都抱死的条件，汽车制动力为gm6.0。

③4.0=ϕ，踏下制动踏板，前后制动器制动力沿着β增加，11μFFxb=、22μFFxb=，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。

继续增加，11μF F xb =、22μF F xb =，同时与4.0=ϕ的r 线和f 线相交，前后车轮同时抱死。

[返回4]五、计算题（每题10分，计20分）1 某汽车总质量m=4600kg,C D =0.75,A=4m 2,旋转质量换算系数gi 211δδδ++=（其中034.01=δ,0.032=δ）,012.0=f ,传动系机械效率ηT =0.85,传动系总速比i i i g =（其中12.4,15.30==i i g ）,车轮滚动半径m r 365.0=,发动机转矩mN 24000⋅=tq T ,道路附着系数45.0=ϕ,求汽车全速从25km/h 加速至40km/h 所经过的路程。

①tF 计算过程：Nri i T F gtq t 8.85725345.0365.012.415.3240000⨯⨯⨯==。

N mg 7.2030645.0.81.94600=⨯⨯=ϕ ②由于ϕ>mg F t ,因此22226.3256.3402-=ϕS g ,m S 52.8=。

[返回5]2 请详细地推导出式kw,9549e tq e n T P =,并注明符号的单位。

hkw n T P e tq e /,9549=95496021000min)/()(nT n T r n N T kWP e e e e =π==）（其中95492100060≈π⨯⨯。