汽车动力学题库

2006.6

1.简要按形成原因汽车空气阻力怎么分类？简单概述各种阻力的形成。（P82）

汽车空气阻力分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力以及摩擦阻力；1）形状阻力占压差阻力的大部分，主要与边界层流态和车身后的流体分离产生的尾涡有关；2）干扰阻力是由于车身表面凸起物、凹坑和车轮等局部的影响着气流的流动而引起的空气阻力；3）内循环阻力是流经车身内部的气流对通道的作用以及流动中的能量损耗产生的；4）诱导阻力是在侧面由下向上的气流形成的涡流的作用下，车顶上面的气流在后背向下偏转，产生的实际升力中一向后的水平分力；5）摩擦阻力是由于空气粘性使其在车身表面产生的切向力。

2.简述汽车的楔形造型在空气动力特性方面的特点。

1）前端低矮，进入底部的空气量少，底部产生的空气阻力小；

2）发动机罩与前风窗交接处转折平缓，产生的空气阻力小；

3）后端上缘的尖棱，使得诱导阻力较小；

4）前低后高，‘翼形’迎角小，使空气升力小；

5）侧视轮廓图前小后大，气压中心偏后，空气动力稳定性好。

3.假设某电动汽车的质心位置在前后轮轴中间位置，且前后车轮的侧片刚度相

同，电池组放在中间质心位置，试问该车稳态转向特性类型属于哪一类？在以下三种情况下，该车的稳态转向也行会如何变化？

1）将电池组移到前轴放置；

2）将电池组移到后轴放置；

3）将电池组分为两部分（质量相等），分别放在前后轴上。

根据稳定性因数公式

K=mL2L1k2-L2k1=0

该车稳态转向特性属于中性转向。

1）电池组移至前轴上放置，质心前移，变为不足转向；

2）将电池组移到后轴上放置，质心后移，变为过多转向；

3）质心位置不变，仍为中性转向。

4.什么是被动悬架、半主动悬架、主动悬架？说明采用天棚阻尼的可控悬架属

于哪一类悬架及其理由。

被动悬架是悬挂刚度和阻尼系数都不可调节的传统悬架；半主动悬架的阻尼系数可自动控制，无需力发生器，受减振器原理限制，不能实现最优力控制规律；主动悬架的悬架力可自动控制，需要增设力发生器，理论上可实现最优力控制规律。

采用天棚阻尼的可控悬架属于主动悬架，因为其天棚阻尼是可调节的，同时具有自动控制悬架力的力发生器。

5.1）设某车垂向动力学特性可用1/4模型描述，已知簧上质量为300kg，悬架

弹簧刚度为21000N/m，悬架阻尼系数为1500Ns/m，如果该车身采用天棚阻尼控制器进行悬架控制，取天棚阻尼系数为4200Ns/m。请分别写出两种模型的频率响应函数，绘出该车被动悬架和采用天棚阻尼的可控悬架的幅频响应曲线；2）证明天棚阻尼系统不存在共振峰。

6.试说明ABS的目的和控制难点，并具体阐述ABSA在高附着路面上的一般

控制过程。

目的：调节车轮制动压力、控制制动强度以获得最佳滑转率，防止抱死，提

高纵向制动能力和侧向稳定性；

控制难点：ABS的控制目标是最佳滑移率，但最佳滑移率是一个变值，轮胎、路面、在和、车速、侧偏角不同，对应的最佳滑移率也不同，所以要求ABS 能进行自动调节。另外，车轮的滑移率不易直接测得，需要其他的间接参数作为其控制目标参数。

一般控制过程（见P116 汽车系统动力学）

2014.4

1.汽车动力学的建模方法有哪些？（P7 PPT）

1）牛顿第二定律

2）达朗贝尔原理

3）拉格朗日方程

4）凯恩方程

2.汽车动力学按照汽车纵向、横向（操纵动力学）和垂向（行驶动力学）分别

包含哪些研究内容？（P5 汽车系统动力学）

1）汽车纵向动力学研究车辆的直线运动及其控制的问题，主要是车辆沿前进方向的受力与其运动的关系。按车辆的工况的不同，分为驱动动力学和制动动力学；

2）操纵动力学研究车辆的操纵特性，主要与轮胎侧偏力有关，并由此引起车辆的侧滑、横摆和侧倾运动；

3）行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架的轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰以及车轮的运动。

3.按形成原因，汽车空气阻力分为几类？简述各种阻力的形成。（P82）

汽车空气阻力分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力以及摩擦阻力；1）形状阻力占压差阻力的大部分，主要与边界层流态和车身后的流体分离产生的尾涡有关；2）干扰阻力是由于车身表面凸起物、凹坑和车轮等局部的影响着气流的流动而引起的空气阻力；3）内循环阻力是流经车身内部的气流对通道的作用以及流动中的能量损耗产生的；4）诱导阻力是在侧面由下向上的气流形成的涡流的作用下，车顶上面的气流在后背向下偏转，产生的实际升力中一向后的水平分力；5）摩擦阻力是由于空气粘性使其在车身表面产生的切向力。

4.某电动汽车的质心位置轮距中间，即质心距前后轮距离相等，a=b=L/2，装备

的普通蓄电池1个放在中间质心位置，前后轮胎型号、气压相等，该车具有中性转向特性，为了提高该车一次充电续驶里程，拟将电池更换为2个高性能电池，假设这2个高性能电池重量/体积与原1个普通蓄电池重量/体积相同。

按照二自由度操纵稳定性模型理论，试分析以下情况该车稳态转向特性、瞬态转向特性将如何变化？为什么？（P220 P157 汽车理论）

（1）将2个高性能电池分别放在前后轴上；

（2）将2个高性能电池分别放在前轴上；

（3）将2个高性能电池分别放在后轴上；

（4）将2个高性能电池分别放在中间质心位置。

根据稳定性因数公式

K=mL2L1k2-L2k1=0

1）将2个高性能电池分别放在前后轴上，质心位置不变，为中性转向；

2）将2个高性能电池分别放在前轴上，质心前移，变为不足转向；

3）将2个高性能电池分别放在后轴上，质心后移，仍为过多转向；