用汽车力学参数预测汽车稳态转向特性
考试试题(汽车理论)
一．判断题（2分/个，24分）1. 汽车的爬坡能力由汽车的驱动力决定。
（×）解：汽车的动力性能不止受到驱动力的制约还受到轮胎与地面附着条件的限制2. 弹性迟滞损失是以滚动阻力偶矩的形式作用在车轮上阻碍汽车的运动。
（√）3. 子午线轮胎的滚动阻力系数比普通斜交轮胎的滚动阻力系数大。
（×）解：应该是小4. 汽车的最高车速对应于发动机的最高转速。
（×） 解：0377.0i i rn u g a =且与功率平衡图来确定最高转速 5. 有的汽车2档的加速度比1档的加速度大。
（√）6. 汽车以高档行驶时，发动机的负荷率高，百公里耗油量最大。
（√）7. 只要发动机省油，汽车就一定省油。
（×）解：发动机负荷率高只是省油的一个方面另外汽车列车的质量利用系数大小也关系到是否省油8. 机械式变速器各档 传动比大体上按等比级数分配。
（√）9. 汽车的地面制动力由制动器制动力的大小决定。
（×）解：取决于两个摩擦副的摩擦力，⑴制动器内制动摩擦片与制动鼓⑵轮胎与地面的摩擦力10. 稳态转向特性为不足转向的汽车，其瞬态转向特性也是稳态的。
（√）11. 人体承受4~8HZ 垂直振动的能力是最强的。
（√）12. 提高车身固有频率，可以减小车身振动加速度。
（）二．某些汽车装有超速档，试分析超速档对汽车动力性和燃油经济性的影响。
（7分）三．汽车的稳态转向特性可用稳定性因数K 表征⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=122k b k a L m K 试利用上式分析下列问题：（共3⨯5分=15分）1） 前轮充气压力高于标准气压，汽车稳态转向特性向什么方向变化；2） 后轴车轮由单胎变为双胎（其他结构不变），汽车稳态转向特性向什么方向变化；3） 后轴车轮由子午线轮胎换为普通斜交轮胎，汽车稳态转向特性向什么方向变化；4） 汽车装载后重心后移，汽车稳态转向特性向什么方向变化；5） 将前后悬架侧倾角刚度比值21φφK K 提高后，汽车稳态转向特性向什么方向变化；四．金属式无级变速器（CVT ）能够提高汽车的燃油经济性，试说明其理论依据。
转向特性的几个等价评价指标及习题解答
ω r δ
s
ω δ
r
=
s
u / L 1 + k ⋅ u
2
∴
ωr δ
)
s
| u = u ch =
1 2
(
u ch L
)
而中性转向时， 而中性转向时，当 u = u ch 时，
∴
ωr δ s u =uch
)|
=( )
u ch L
所以， 所以，
∴
ωr k =0 δ s u =u ch
)|
转弯半径之比R/R0: 转弯半径之比
♦ 推导汽车的转弯半径之比
R/R0与稳定性因数 的关系： 与稳定性因数k的关系 的关系： R0为车速很低且方向盘转 角保持不变时汽车的转向半径， 角保持不变时汽车的转向半径， 此时， 因满足条件： 此时， 因满足条件： 车速很低； 车速很低； 侧向加速度a 较小； 侧向加速度 y较小； 轮胎侧偏角接近零； 轮胎侧偏角接近零；
∴ | α1 | − | α 2 |= | a y | ⋅L ⋅ k
工程上，常用前/ 工程上，常用前/后轮侧偏角之差表示汽车 稳态响应。 稳态响应。 可见，汽车的三种转向特性： 可见，汽车的三种转向特性：
– 当k>0时，| α 1|-| α 2 |>0, 汽车为不足转向； 汽车为不足转向； 时 – 当k=0时，| α 1|-| α 2 |=0, 汽车为中性转向； 汽车为中性转向； 时 – 当k<0时，| α 1|-| α 2 |<0, 汽车为过多转向； 时 汽车为过多转向；
=2
( )| )
ωr k >0 δ s u =uch
临界车速求解
解答： 解答： ω u r = L 2 可知， 可知， 由 δ s 1 + ku ωr 必须1+ku2 要使 → ∞ 必须 δ s
汽车理论课件：汽车操纵稳定性与转向系的关系
1.試驗方法
➢汽車以100km/h的速度作正弦曲線的蛇形行駛，正弦 運動的週期為5s，最大側向加速度為0.2g。
➢車上裝有轉向盤轉角、轉向盤轉矩、車速和橫擺角 速度等感測器。
1
第五節 汽車操縱穩定性與轉向系的關係
0.1g處的轉向盤轉 1.90 矩/（N·m）
0.1g處的轉向盤轉 4.2 矩梯度/（N·m·g-1）
中型 美國 前軸 動力 -0.055
0.81
16.5
2.19
4.7
緊湊 美國 前軸 動力 -0.063
0.78
13.0
1.83
6.6
緊湊 美國 前軸 手動
運動型 美國 後軸 動力
中型 其他 後軸 動力
1
1
第五節 汽車操縱穩定性與轉向系的關係
2.轉向系剛度與轉向車輪的變形轉向
➢在轉向盤至轉向車輪之間，包括轉向器、轉向杆系與 轉向器固定處在內的剛度，稱為轉向系（角）剛度。
➢轉向系剛度低，前轉向輪的變形轉向角大，增加了汽 車的不足轉向趨勢。
➢轉向系剛度高，高速行駛時的“路感”較好。
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第五節 汽車操縱穩定性與轉向系的關係 本節內容結束 下一節
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第五節 汽車操縱穩定性與轉向系的關係
➢主銷位置幾何參數，如主銷內傾角、主銷後傾角、主銷拖距、接 地面上主銷偏置距、車輪中心主銷拖距等，對轉向盤力特性、回正性 能、直線行駛性等都有顯著影響。
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第五節 汽車操縱穩定性與轉向系的關係
二、不同工況下對操縱穩定性的要求
➢汽車在原地、 小半徑彎道低速行 駛時，要防止轉向 盤過於沉重；
汽車的操縱穩定性
表征汽车稳态响应的技术参数
表征汽车稳态响应的技术参数
汽车稳态响应是指汽车在各种驾驶条件下的稳定性和响应性能。
下面将介绍几个重要的技术参数，以展示汽车稳态响应的特性。
1. 转向精准度：转向精准度是衡量汽车稳态响应的重要指标之一。
它指的是驾驶员转动方向盘时，汽车是否能准确地按照驾驶员的指令进行转向。
优秀的转向精准度可以使驾驶员更加容易控制车辆，提高驾驶安全性。
2. 转向迟滞：转向迟滞是指转动方向盘后，车辆转向响应的延迟时间。
较小的转向迟滞可以提高驾驶员的驾驶体验，使驾驶操作更加敏感。
3. 悬挂系统：悬挂系统对汽车的稳态响应有着重要的影响。
合理的悬挂系统可以提供良好的车身稳定性和舒适性，减少车辆在行驶过程中的侧倾和颠簸感。
4. 制动系统：制动系统是保证汽车稳态响应的关键。
良好的制动系统能够提供准确的制动力度和灵敏的制动响应，使汽车在紧急情况下能够及时停车，确保驾驶安全。
5. 轮胎性能：轮胎是汽车与地面接触的唯一部分，对汽车的稳态响应有着至关重要的影响。
优秀的轮胎性能可以提供良好的抓地力和操控性能，使汽车在转弯、加速和制动时更加稳定。
6. 悬挂刚度：悬挂系统的刚度决定了汽车的悬挂特性。
合理的悬挂刚度可以使汽车在行驶过程中保持较好的稳定性，减少因路面不平引起的车身晃动。
汽车稳态响应的技术参数涉及转向精准度、转向迟滞、悬挂系统、制动系统、轮胎性能以及悬挂刚度等方面。
这些参数的优化可以提高汽车的操控性和驾驶安全性，使驾驶者在驾驶过程中更加舒适和自信。
汽车转向时稳定性分析和四轮转向优点
汽车转向时稳定性分析和四轮转向优点1.车辆动力学特性：车辆转向时会受到惯性力、摩擦力等力的作用，这些力对车辆稳定性有很大的影响。
通过分析车辆的动力学特性，可以确定车辆在转向时的稳定性情况。
2.悬挂系统设计：悬挂系统对车辆的稳定性有很大的影响。
悬挂系统的设计可以影响车辆的操控性和驾驶舒适度。
合理设计的悬挂系统可以减小车辆的侧滑和倾斜，提高转向时的稳定性。
3.转向系统设计：转向系统是车辆转向的关键组成部分。
合理的转向系统设计可以提供良好的操控性和稳定性。
转向系统的设计要考虑转向力的大小、转向机构的刚度和稳定性等因素。
4.轮胎选择：轮胎对车辆的稳定性有很大的影响。
不同类型的轮胎具有不同的抓地力和操控性能。
选择合适的轮胎可以提高车辆在转向时的稳定性。
在车辆转向稳定性中，四轮转向技术也被广泛运用。
四轮转向是指车辆前轮和后轮都能转向的技术。
四轮转向的优点有以下几个方面：1.提高操控性能：四轮转向可以提高车辆的操控性能。
在低速行驶时，后轮的逆向转向可以减小转弯半径，提高车辆的灵活性。
在高速行驶时，后轮的同向转向可以提高车辆的稳定性和操控性。
2.减小刹车距离：四轮转向可以减小车辆的刹车距离。
当车辆紧急制动时，后轮的逆向转向可以提高车辆的稳定性，并减小刹车距离，提高安全性。
3.提高车辆的安全性：四轮转向可以提高车辆的安全性。
在避免碰撞或避免擦碰其他物体时，后轮的逆向转向可以使车辆更灵活，并提供更大的安全空间。
总之，汽车转向时的稳定性对于车辆的操控性能和安全性是非常重要的。
通过合理的分析和设计，可以提高车辆在转向时的稳定性。
而四轮转向技术作为一种先进的操控技术，可以进一步提高汽车的操控性能和安全性。
汽车动力学试题及答案
《汽车动力学》试题一、名词解释（每题3分）1.回正力矩答：在轮胎发生侧偏时，产生作用于轮胎绕OZ轴（轮胎坐标系）的力矩，即为回正力矩。
2.轮胎侧偏现彖答：半车轮冇侧向弹性时，即使侧向力没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面，这就是轮胎的侧偏现彖。
3.同步附着系数答：对丁-前后制动器制动力为固定比值的汽车，车辆制动时使得车辆前后轮同时抱死的路而附着系数即为同步附着系数。
（或采用卩线与I线交点说明也可以，但是必须交代卩线与I线的具体含义）4.旋转质量换算系数答：汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。
汽车加速时，不仅平移质量产生惯性力，旋转质量也要产生惯性力偶矩。
为了便于计算，-•般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质最的惯性力，对于固定传动比的汽车，常以常数6作为计入旋转质鼠惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。
5.理想的制动力分配特性答：汽车制动时，前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的分配特性。
二、简答题（每题5分）1.汽车的驱动附着条件是什么？答：汽车驱动条件：F t>F^x汽车附着条件：尸心< 伦护：上式中，听表示驱动力，心I表示行驶阻力，代匸表示作用在驱动轮上的转矩引起的地面切向反作用力，F, 示驱动轮法向反作用力（亦可以直接指定驱动轮后进行描述），0为附着系数。
2.汽车制动性能主要由哪几个方面评价？答：主要由以卜三个方面评价：1）制动效能，及制动距离与制动减速度；2）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能。
3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生览偏、测滑以及市区专项能力的性能。
3.汽车制动跑偏的原因主要有哪些？答：制动时汽车跑偏的原因有两个：1）汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器的制动力不相等。
2）制动时悬架导向杆与转向系在运动学上的不协调（互相干涉）•4.汽车的稳态转向特性有几种类型？实际的汽车应貝有哪种稳态转向特性，简述理由。
答：汽车的稳态转向特性分为三种类型：不足转向、中性转向和过多转向。
用汽车力学参数预测汽车稳态转向特性
ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),1999年第39卷第4期1999,V o l .39,N o .420 3471～72用汽车力学参数预测汽车稳态转向特性郑安文, 宋 健, 吴凯辉, 林 建, 吴大文清华大学汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084 收稿日期:1998207201 第一作者:男,1957年生,副教授,汽车安全与节能国家重点实验室访问学者,现地址:武汉冶金科技大学汽车工程系,430070文 摘 汽车的稳态转向特性目前主要通过场地试验的方法获得,文章探讨采用汽车力学参数的测量结果预测汽车稳态转向特性的方法。
根据影响汽车稳态转向特性的各项因素与不足转向度之间的内在关系,以在汽车力学参数试验台上实测的汽车力学参数数据为基础,采用曲线拟合方法,并加入汽车的轮胎特性,对被试车辆的不足转向度进行了预测。
预测结果与试验场地实测结果的对比表明两者具有较好的吻合性。
研究结果表明利用汽车的力学参数预测稳态转向特性具有不受环境影响、易于辩识影响因素等优点。
关键词 汽车力学参数;稳态转向特性分类号 U 46111 目前,汽车的稳态转向特性主要通过场地试验获得。
虽然场地试验具有方便、快捷的优点,但易受到试验条件、专用设备、操作人员水平的限制,并且场地试验所获得的结果受多种因素综合影响,对深入分析影响汽车稳态转向特性的各项因素之间的内在关系十分不便。
为此,本文探讨了一种根据汽车力学参数预测汽车稳态转向特性的方法。
即以汽车力学参数试验台实测的汽车力学参数数据为基础,加入汽车的轮胎特性,采用曲线拟合方法,对被试车辆的不足转向度进行预测。
1 力学参数试验台的测试结果汽车的不足转向度为前、后轴总侧偏角(D 1,D 2)之差。
即U =D 1-D 2(1)车轴的侧偏角包括D i =D a i +D b i +D c i +D d i +D e i +D f i +D g i (2)式中:i =1,2(1表示前轴,2表示后轴);D a i ,D b i ,D c i ,D d i ,D e i ,D f i ,D g i 分别为侧向惯性力引起的轮胎弹性侧偏角、侧倾外倾引起的侧偏角、侧向力变形外倾引起的侧偏角、轮胎回正力矩引起前、后轮侧偏力的变化而产生的侧偏角、侧倾转向引起的车轮转向角、侧向力变形转向引起的车轮转向角、回正力矩变形转向引起的车轮转向角[1]。
汽车理论计算题
五、计算题11 某汽车的总质量m=4600kg,C D =0.75,A=4m 2, 03.01＝δ,03.02=δ,f=0.015,传动系机械效率ηT =0.82,传动系总传动比100==gi i i ,假想发动机输出转矩为T e =35000N.m , 车轮半径m r 360.0=，道路附着系数为4.0=ϕ,求汽车全速从30km/h 加速至50km/h 所用的时间。
由于ϕ>F F t ,所以，t u u a ∆-=12,即st 42.181.94.06.33050=⨯⨯-=∆2 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, 车轮半径r r =0.367m ，传动系机械效率ηT =0.85,加速度du/dt=0.25m/s 2,u a =30km/h,计算汽车克服各种阻力所需要的发动机输出功率？kwdtdu mu Au C Gu Gfu P a aD a a t e 18.5736001)25.030460006.176********.05sin 3081.946005cos 3081.9015.04600(85.01)3600761403600sin 3600cos (133=⨯⨯⨯+⨯⨯++⨯⨯+⨯⨯⨯=δ++α+αη=3 已知某车总质量为8025kg ,L =4m (轴距),质心离前轴的距离为a =2.5m ,至后轴距离为b =1.5m ,质心高度h g =1.15m ,在纵坡度为i =3.5的良好路面上等速下坡时 ,求轴荷再分配系数(注:再分配系数m f 1=F Z 1/F Z ,m f 2=F Z 2/F Z )。
NiF z 81.9309081.980255.25.115.15.11⨯=⨯⨯+⨯+=NiF z 81.9493581.980255.25.115.15.22⨯=⨯⨯+⨯-=385.08025/30901==f m ,615.0385.012=-=f m4 已知某汽车发动机的外特性曲线回归公式为T t q =19+0.4n e -150×10-6n e 2，传动系机械效率ηT =0.90-1.35×10-4n e ，车轮滚动半径r r =0.367m,汽车总质量4000kg ，汽车整备质量为1900kg ，滚动阻力系数f =0.009+5.0×10-5u a ,空气阻力系数×迎风面积＝2.77m 2,主减速器速比i 0=6.0,飞轮转动惯量I f =0.2kg ·m 2,前轮总转动惯量I w 1=1.8 kg ·m 2, 前轮总转动惯量I w 1=3.6 kg ·m 2,发动机的最高转速n max =4100r/min ,最低转速n min =720r/min ,各档速比为:计算汽车在V 档、车速为70km/h 时汽车传动系机械损失功率，并写出不带具体常数值的公式。
转向系主要性能参数及对汽车操纵稳定性的影响
第五章 汽车转向系设计转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。
有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。
采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。
对转向系提出的要求有：1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。
任何车轮不应有侧滑。
不满足2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。
4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。
5)保证汽车有较高的机动性6)操纵轻便。
具有迅速和小转弯行驶能力。
7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。
8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。
正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。
转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。
为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2.5倍。
通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。
没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50～100N ；有动力转向时，此力在20～50N 。
当货车从直线行驶状态，以 10km ／h 速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m 的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N ；有动力转向器时，不得超过120N 。
稳态回转试验
稳态回转试验一、实验目的测定汽车的转向特性以及车身的侧倾特性，从而确定试验车辆的稳定性。
具有不足转向特性的汽车，其运动是温度的。
而具有过度转向特性的气车，驾驶困难，而且达到临界车速后，汽车会失去控制。
二、试验方法实验采用“定方向盘转角连续加速法”。
试验时，驾驶员操纵汽车以最低稳定车速沿试验圆周（半径为15m）行驶，调整方向盘的转角，使得第五轮仪在大半个圆周都可以对准绘定的圆周后，停车固定方向盘转角在整个试验过程中不变。
开启磁带机记录各个测量参量的零线信号后，指挥驾驶员使汽车起步，缓慢连续且均匀加速，直至汽车的侧向加速度达到或超过6.5m/s为止（或达到最大侧向加速度），记录整个试验过程和汽车出现的非稳定状态或异常现象。
试验分满载工况和空载工况进行，按左转和右转两个方向进行，每个方向各进行三次。
三、测量参数和测量仪器四、试验数据处理方法及评价指标1、转向半径比R/R0（R0为初始半径）与侧向加速度a y的关系曲线转向半径R由公式R=v/ω得到，起重v为车速，ω为横摆角速度。
2、汽车前后轴侧偏角差值（α1-α2）与侧向加速度a y的关系曲线根据R/R0与a y的关系曲线，由公式α1-α2=360/2π×L（1/ R0-1/R）计算，其中L为该车的轴距。
3、 车身侧倾角φ与侧向加速度a y 的关系曲线4、 方向盘转矩M 与侧向加速度a y 的关系曲线5、 评分方法本项试验，按中性转向点的侧向加速度a n 、不足转向度U 、车厢侧倾度K φ三项指标进行评价计分。
（1） 中性转向点的侧向加速度a n 定义为前、后桥侧偏角差与侧向加速度关系曲线上，斜率为零处的侧向加速度值。
若在试验的侧向加速度值范围内，未出现中性转向点时，a n 值用最小二乘法按无常数项的三次多项式拟合曲线进行推算。
中性转向点的侧向加速度值a n 的评价计分值，按下式计算：n a n n60n60n10040N 60(a a )a a =+--式中：n a N ------中性转向点侧向加速度的评价计分值； n a ------中性转向点侧向加速度的试验值，m/s 2 n 60a ------中性转向点侧向加速度的下限值，m/s 2 n 100a ------中性转向点侧向加速度的上限值，m/s 2（2） 不足转向度U 按前、后桥侧偏角差与侧向加速度关系曲线上，侧向加速度为2 m/s 2处的平均斜率（纵坐标值除以横坐标值）计算。
技能认证汽车理论知识考试(习题卷7)
技能认证汽车理论知识考试(习题卷7)第1部分：单项选择题，共51题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]富康轿车的附着利用率随着附着系数的增大而( )A)增大B)减少C)没有变化答案:B解析:2.[单选题]当车辆轮胎侧偏角满足 a1> a2 时,其转向为A)不足转向B)中性转向C)过多转向答案:A解析:3.[单选题]评价汽车制动效能用( )。
A)制动减速度和制动距离.B)制动时间和制动距离.C)制动减速度和制动时间.D)制动时的最大减速度答案:A解析:4.[单选题]在统计期内,汽车运输企业实际运送旅客的人数称为( ),与旅客旅程长短和票价多少无关。
A)客运量B)货运量C)旅客周转量D)货物周转量答案:A解析:5.[单选题]在液压制动传动机构中,将机械能转换为液压能的动力元件是( )。
A)制动主缸B)制动轮缸C)制动管路D)制动蹄答案:A解析:6.[单选题]汽车制动侧滑与( )有关。
A)制动力大小.B)地面附着系数.解析:7.[单选题]与汽车燃油经济性无关的因素是A)车辆重量B)行驶里程C)发动机D)轮胎答案:B解析:8.[单选题]汽车日常维护作业的中心内容是以( )为主。
A)清洁、补给、安全、检视B)清洁、润滑、紧固、调整C)润滑、紧固、调整、补充D)安全、补给、检视、调整答案:A解析:9.[单选题]电枢是电动机的( )。
A)转子B)定子C)磁轭D)整流器答案:B解析:10.[单选题]东风EQ1092 汽车的跨沟能力主要取决于( A )A)后轮B)前轮C)后轮或前轮D)后轮和前轮答案:A解析:11.[单选题]EQ6100-1型发动机的进、排气门间隙为( )。
A)0.20~0.25B)0.28~0.30C)0.35~0.40D)0.55~0.60答案:A解析:12.[单选题]当货车由空车变为满载时（ ）。
（2.0）A)对后驱货车而言，因为附着率降低，因而能够提高其动力性B)因为燃油消耗量增大，因而会降低货车的燃油经济性C)可能改变汽车的制动性能，使其由前轮先抱死变为后轮先抱死D)可能改变汽车的操纵稳定性，使汽车由不足转向变为过多转向答案:DA)地面制动力等于附着力B)制动器制动力大于附着力C)制动器制动力总是大于或等于地面制动力D)制动器制动力总是等于地面制动力答案:C解析:14.[单选题]车速达到某一临界车速时，滚动阻力迅速增长，此 时轮胎发生（）现象。
华南理工大学《汽车理论》历年真题——按章节汇编(计算、推导题)
第一章 动力性1、某前轮驱动的轿车，其前轮负荷为汽车总重力的61.5%。
该车的总质量=m 1600kg ，D C =0.45，A=2.002m ，f =0.02，=δ 1.00 。
试确定该车在ϕ=0.5的路面上的附着力，并求由附着力所决定的极限最高车速与极限最大爬坡度及极限最大加速度。
(在求最大爬坡度和最大加速度时可设W F =0)——20032、某4×2后驱动轻型货车的总质量m ＝3880kg ，轴距L ＝3.2m ，质心至前轴距离a ＝1.94m ，质心高度h g =0.9m ，车轮半径r ＝0.367m ，主减速器传动比i 0＝5.83，一档传动比i g1＝5.56，传动系机械效率T η＝0.85，发动机最大转矩tg T ＝175m N ⋅。
试求：汽车的最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率（忽略滚动阻力及驱动阻力）——20043、若后轴驱动的双轴汽车在滚动阻力系数f=0.03的道路上能克服道路的上升坡度角为α=200。
汽车数据：轴距L=4.2m，重心至前轴距离a=3.2m，重心高度h g=1.1m，车轮滚动半径r=0.46m。
问：此时路面的附着系数ϕ值最小应为多少？——20054、若后轴驱动的双轴汽车在滚动阻力系数f=0.03的道路上能克服道路的上升坡度角为α=200。
汽车数据：轴距L=4.2m，重心至前轴距离a=3.2m，重心高度h g=1.1m，车轮滚动半径r=0.46m。
问：此时路面的附着系数ϕ值最小应为多少？——20065、汽车用某一挡位在f =0.03的道路上能克服的最大坡度I=20%,若用同一挡位在fmax=0.02的水平道路上行驶，求此时汽车可能达到的加速度的最大值是多少？（δ=1.15 且忽略空气阻力）。
——20076、若后轴驱动的双轴汽车在滚动阻力系数f=0.03 的道路上能克服道路的上升坡度角为α=20 。
汽车数据：轴距L=4.25m ，重心至前轴距离a=3.52m ，重心高度hg =1.13m，车轮滚动半径r=0.45m 。
汽车动力学试题及答案
《汽车动力学》试题一、 名词解释（每题3分）1. 回正力矩答：在轮胎发生侧偏时，产生作用于轮胎绕OZ 轴(轮胎坐标系)的力矩，即为回正力矩。
2. 轮胎侧偏现象答：当车轮有侧向弹性时，即使侧向力没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面，这就是轮胎的侧偏现象。
3. 同步附着系数答：对于前后制动器制动力为固定比值的汽车，车辆制动时使得车辆前后轮同时抱死的路面附着系数即为同步附着系数。
（或采用β线与I 线交点说明也可以，但是必须交代β线与I 线的具体含义）4. 旋转质量换算系数答：汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。
汽车加速时，不仅平移质量产生惯性力，旋转质量也要产生惯性力偶矩。
为了便于计算，一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力，对于固定传动比的汽车，常以常数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。
5. 理想的制动力分配特性答：汽车制动时，前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的分配特性。
二、 简答题（每题5分）1. 汽车的驱动附着条件是什么？答：汽车驱动条件：t F F ≥阻；汽车附着条件：1,21,2X Z F F ϕ≤；上式中，t F 表示驱动力，F 阻表示行驶阻力，1,2X F 表示作用在驱动轮上的转矩引起的地面切向反作用力，1,2Z F 表示驱动轮法向反作用力（亦可以直接指定驱动轮后进行描述），ϕ为附着系数。
2. 汽车制动性能主要由哪几个方面评价？答：主要由以下三个方面评价：1）制动效能，及制动距离与制动减速度；2）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能。
3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及市区专项能力的性能。
3. 汽车制动跑偏的原因主要有哪些？答：制动时汽车跑偏的原因有两个：1）汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器的制动力不相等。
2）制动时悬架导向杆与转向系在运动学上的不协调（互相干涉）。
4. 汽车的稳态转向特性有几种类型？实际的汽车应具有哪种稳态转向特性，简述理由。
汽车理论第五版 课后习题答案(正确)
第一章 汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。
答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。
产生机理和作用形式：(1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。
由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。
如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =⋅。
为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。
（2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。
（3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。
（4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。
1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。
这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。
1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+-式中，Tq 为发动机转矩（N •m ）;n 为发动机转速（r/min ）。
全挂汽车列车的稳态转向特性
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在 本 文 所 述 线性 化 模 型 中
随 侧 偏角 的变 化 由 下 述 线 性 化方 程 来描 述
汽车理论
1. 答：充分条件用汽车动力装置参数写出汽车行驶的必要条件和充分条件。
：r i i T F F F Tg tq i f ηω⋅⋅≤++0或t j i f F F F F F =+++ω（3分） 即dtdu m G Au C Gf r i i T a D tg tq δααη+++=sin 15.21cos 20（1分） 必要条件：dt du m G Au C Gf r i i T F a D t g tq z δααηϕ+++=≥sin 15.21cos 20（2分） 2. 分析减小汽车行驶空气阻力的措施。
答：车身应该尽量设计成流线型，车身各部分用圆弧过渡（2分）；减少突出附件，发动机舱盖、前挡风玻璃适当向后倾斜（2分）；后窗、后顶盖的长度、倾角的设计要适当（1分）；在适当的位置安装导流板或扰流板（1分）。
3. 有几种方式可以判断或者表示汽车的稳态转向特性？答：（1）稳定性因数法，即)(122k b k a L m K -=。
K ＞0时，不足转向；K ＜0时，过多转向，K ＝0时，中性转向；（2分）（2）前后轮侧偏角之差（α1-α2）法，（α1-α2）＞0，不足转向；（α1-α2）＜0，过多转向，（α1-α2）＝0时，中性转向；（1分）（3） 转向半径的比值R/R 0，R/R 0＞1不足转向；R/R 0＜1，过多转向，R/R 0＝1时，中性转向；（1分）（4） 静态储备系数S.M.法La k k k M S -+=212..，当S.M. ＞0，汽车具有不足转向特性；S.M.＜0，汽车具有过多转向特性，S.M.＝0时，汽车具有中性转向特性。
（2分）4. 机械式变速器的各档传动比理论上如何分配，实际情况怎样？答：理论上，机械式变速器的各档传动比按等比级数分配，即：n n i i i i i i 13221...-===，主要是为了驾驶员操纵方便和充分利用发动机的有效功率，提高动力性。
（3分）实际的传动比之间的比值并不正好相等，实际的变速器的各档传动比按下列关系分配传动比：n n i i i i i i 13221...-≥≥≥（2分）这主要是因为： 各档利用率不均匀，高档和次高档使用较多，因此高档位之间的传动比间隔应小一些。
车辆动力学,汽车的操纵稳定性3.
3 汽车的操纵稳定性目录3 汽车的操纵稳定性 03.1 自由刚体运动微分方程 (1)补充知识：自由刚体的运动（摘自《理论力学》上册） (1)（一）建立坐标系 (3)（二）汽车上任一点的运动方程 (5)（三）汽车运动的动力学方程 (8)3.2 线性二自由度汽车运动微分方程及分析 (11)（一）运动微分方程 (11)（二）稳态响应分析 (13)（三）瞬态响应分析 (17)3.3 车厢侧倾分析 (19)（一）车厢的侧倾轴线 (19)（二）悬架的侧倾线刚度 (22)（三）悬架的侧倾角刚度 (25)（四）车厢的侧倾角 (26)（五）车厢侧倾后垂直载荷在左、右侧车轮上的重新分配 (29)（六）车厢侧倾对转向系统的其它影响 (32)3.4 线性三自由度汽车运动微分方程分析 (35)（一）三自由度汽车运动微分方程 (35)（二）稳态响应 (43)（三）瞬态响应 (43)3.5 前轴和转向轮摆振方程 (47)（一）前左轮主销的摆动方程 (47)（二）前右轮主销的摆动方程 (52)（三）前轴绕纵轴的摆动方程 (52)3汽车的操纵稳定性操纵稳定性定义（两个方面）：a 、汽车能遵循驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶；b 、当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
汽车的操纵稳定性是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，也称为“高速车辆的生命线”。
3.1 自由刚体运动微分方程补充知识：自由刚体的运动（摘自《理论力学》上册）工程中，有一些刚体，如飞机、火箭、人造卫星等，它们在空间可以作任意的运动，这样的刚体称为自由刚体。
为了确定自由刚体在空间的位置，取定坐标系oxyz 和与刚体固结的动坐标系0x y z ''''，如下图所示。
只要确定了动坐标系的位置，刚体的位置也就确定了。
动坐标系的原点o '是任意选取的，称为基点。
在基点上安上一个始终保持平动的坐标系o ξηζ'，则自由刚体的运动可分解为随基点的平动和绕基点的转动。
汽车的力学参数与稳态转向特性
汽车的力学参数与稳态转向特性
郑安文;宋健
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】1999(021)005
【摘要】本文以汽车力学参数试验台测出的数据为基础，为通过建立轮胎侧偏角，车厢侧倾角，回正力矩与侧向加速度之间的关系，运用最小二乘法对测试数据进行线性曲线拟合，找出了这些数据与汽车记转向特性之间的关系，并按国家标准ＧＢ／Ｔ３０４７－９１中的有关规定对被测试车辆的稳态转向特性进行了评价。
【总页数】6页(P269-274)
【作者】郑安文;宋健
【作者单位】武汉冶金科技大学;清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】U461.6
【相关文献】
1.转向梯形断开点位置对汽车稳态转向特性的影响 [J], 蒋国平;王国林;周孔亢
2.半挂汽车列车稳态转向特性判别方法研究 [J], 关志伟;刘宏飞
3.基于转向半径的汽车稳态转向特性分析 [J], 邓召文;张福兴
4.矿用汽车整车稳态转向特性建模分析 [J], 黄鹏超
5.基于虚拟样机的汽车稳态转向特性改进研究 [J], 褚志刚;邓兆祥;王攀;胡玉梅
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ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),1999年第39卷第4期1999,V o l .39,N o .420 3471～72用汽车力学参数预测汽车稳态转向特性郑安文, 宋 健, 吴凯辉, 林 建, 吴大文清华大学汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084 收稿日期:1998207201 第一作者:男,1957年生,副教授,汽车安全与节能国家重点实验室访问学者,现地址:武汉冶金科技大学汽车工程系,430070文 摘 汽车的稳态转向特性目前主要通过场地试验的方法获得,文章探讨采用汽车力学参数的测量结果预测汽车稳态转向特性的方法。
根据影响汽车稳态转向特性的各项因素与不足转向度之间的内在关系,以在汽车力学参数试验台上实测的汽车力学参数数据为基础,采用曲线拟合方法,并加入汽车的轮胎特性,对被试车辆的不足转向度进行了预测。
预测结果与试验场地实测结果的对比表明两者具有较好的吻合性。
研究结果表明利用汽车的力学参数预测稳态转向特性具有不受环境影响、易于辩识影响因素等优点。
关键词 汽车力学参数;稳态转向特性分类号 U 46111 目前,汽车的稳态转向特性主要通过场地试验获得。
虽然场地试验具有方便、快捷的优点,但易受到试验条件、专用设备、操作人员水平的限制,并且场地试验所获得的结果受多种因素综合影响,对深入分析影响汽车稳态转向特性的各项因素之间的内在关系十分不便。
为此,本文探讨了一种根据汽车力学参数预测汽车稳态转向特性的方法。
即以汽车力学参数试验台实测的汽车力学参数数据为基础,加入汽车的轮胎特性,采用曲线拟合方法,对被试车辆的不足转向度进行预测。
1 力学参数试验台的测试结果汽车的不足转向度为前、后轴总侧偏角(D 1,D 2)之差。
即U =D 1-D 2(1)车轴的侧偏角包括D i =D a i +D b i +D c i +D d i +D e i +D f i +D g i (2)式中:i =1,2(1表示前轴,2表示后轴);D a i ,D b i ,D c i ,D d i ,D e i ,D f i ,D g i 分别为侧向惯性力引起的轮胎弹性侧偏角、侧倾外倾引起的侧偏角、侧向力变形外倾引起的侧偏角、轮胎回正力矩引起前、后轮侧偏力的变化而产生的侧偏角、侧倾转向引起的车轮转向角、侧向力变形转向引起的车轮转向角、回正力矩变形转向引起的车轮转向角[1]。
某旅行车在汽车力学参数试验台上相当于左转条件下测得的前、后轴的各项侧偏角数据经整理后见图1的(a ),(b )。
(a )前轴(b )后轴图1 某旅行车左转条件下前、后轴的五项侧偏角随侧向加速度变化的曲线图 图1中的D b,D e在汽车力学参数试验台上分别测出的是车轮外倾角和车轮转向角随车身侧倾角的变化关系,根据车身侧倾角与侧向加速度以及车轮外倾角与侧偏角的关系即可确定D b,D e随侧向加速度的变化关系;D c,D f在汽车力学参数试验台上分别测出的是车轮外倾角和车轮转向角随侧向力的变化关系,根据侧向力与侧向加速度以及车轮外倾角与侧偏角的关系即可确定D c,D f随侧向加速度的变化关系;D g在汽车力学参数试验台上测出的是车轮转向角随回正力矩的变化关系,根据回正力矩与侧偏角、侧偏角与侧向力的关系[2]以及侧向力与侧向加速度的关系即可确定D g随侧向加速度的变化关系。
2 汽车力学参数与不足转向度的关系图1的测试结果包括了影响前后轴总侧偏角的7项因素中的5项,即D b,D c,D e,D f,D g,已基本概括了汽车悬挂和转向系对汽车稳态转向特性的影响。
如果在此基础上进一步加入轮胎的侧偏特性(包括侧向力、回正力矩与侧偏角间的关系)、汽车质心的位置对稳态转向特性的影响,则影响汽车稳态转向特性(不足转向度)的主要因素均已包括。
据此即可对汽车的稳态转向特性进行预测。
根据文[3]给出的轮胎侧偏特性半经验模型和文[2]给出的轮胎试验数据,即可确定相关轮胎的侧向力与侧偏角、回正力矩与侧偏角之间的关系,并可进一步导出回正力矩与侧向力之间的关系。
由质心的位置可以确定不同侧向加速度时前、后轴轮胎所受的侧向力,根据相关轮胎的侧向力与侧偏角之间的关系即可确定D a与侧向加速度之间的关系。
根据回正力矩与侧向力之间的关系和侧向力与侧向加速度之间的关系即可以确定D d与侧向加速度之间的关系。
将D a,D d与侧向加速度之间的关系加入到图1(a),(b)之中,根据式(2)进行线性叠加即可得到该旅行车左转条件下的前、后轴侧偏角总和与侧向加速度之间的关系,如图2所示。
为了对预测结果进行检验,对该旅行车在相同条件下进行了场地试验。
试验是在清华大学汽车研究所前的广场上进行的,试验按照GB6323.1286规定的方法进行,向左和向右转向均做了试验。
试验结果见图3中的(a),(b),图中同时给出了按照(1)式计算出的该旅行车左右转向时的不足转向度的预测结果。
图2 某旅行车左转条件下前、后轴侧偏角总和随侧向加速度的曲线图(a)左转条件下(b)右转条件下图3 某旅行车左、右转向条件下不足转向度的预测结果和路试结果的比较 由图3可以看出:1)根据力学参数试验台的测试数据归纳出的不足转向度的预测结果U随侧向加速度a y的变化趋势与路试实测出的U随a y的变化趋势是一致的。
即:左转条件下U随a y变化的对应定量值小于右转条件下U随a y变化的对应定量值;2)在a g为0.5的侧向加速度时,左、右转向条件下的预测结果与实测结果的误差小于10%,这表明预测精度是比较高的。
(下转第99页)27清华大学学报(自然科学版)1999,39(4)2H umph ris R R,Kel m R D,L ew is R D,et al.Effect of contro l algo rithm s on m agnetic bearing p roperties.T ran sacti on of the AM SE,1986,108(10):624～632 3H M ing Chen.M agnetic bearing and flexible ro to r dynam ics.T ribo logy T ransacti ons,1989,32(1):9～154赵雷.可控磁悬浮轴承—转子系统的理论与实验研究:[博士学位论文].哈尔滨:哈尔滨工业大学机电学院,19965邢晓军.有源磁轴承高频电主轴的研究:[博士学位论文].北京:清华大学工程物理系,1993Study on stiffness and dam p i ngcharacter istic of activemagnetic bear i ngZHAO L e i,CONG Hua,ZHAO Hongb inD epartm ent of Engineering Physics,T singhua U niversity,Beijing100084,Ch ina Abstract T he characteristics of stifffness and damp ing of active m agnetic bearings(AM B s)2ro to r system are m ain lydepended on the electrical contro l system.They can be designed acco rding to the p ractical necessity to m eet the dem ands of different app licati ons,but how to design and adjust the contro ller is a p ractical p rob lem.F rom the po int of the stiffness and damp ing,th is paper studies on an AM B s2ro to r system w h ich is based on decentralized con tro l and u sing P I D compen sato r.T he resu lts show that the p ropo rti onal and differential param eter of a P I D contro ller is usefu l fo r deciding the stiffness and damp ing.But these filters in troduced to the compensato r in p ractical electrical circuits m ay change the characteristics in low and h igh frequency and no change in resonan t dom ain.T herefo re,it is po ssible to have the ro to r get different dynam ic characteristics by designing som e different contro l system s, and give the considerati on to bo th stability and h igh perfo r m ance in the sam e ti m e.A nd a new design m ethod fo r P I D param eter can be go t also.Key words active m agnetic bearings(AM B);P I D;stiffness;damp ing(上接第72页)3 小 结1)利用汽车力学参数试验台的测试结果预测汽车的稳态转向特性是可行的;2)利用这种方法预测汽车稳态转向特性具有如下优点:a)不受环境的影响;b)可以辨识每个影响稳态转向特性因素数值的大小;c)可有针对性地提出改进稳态转向特性的措施。
参 考 文 献1余志生.汽车理论.北京:机械工业出版社,19902宋健.导向轮轮胎和定位参数对汽车摆振影响的研究及整车横向动力学优化分析:[博士学位论文].北京:清华大学汽车工程系,19893郭孔辉,刘蕴博.轮胎侧偏特性的半经验模型.汽车工程,1986,8(2):44～52Pred icti ng steady-sta te corner i ngcharacter istics of autom ob ilesby usi ng autom ob ilem echan ica l param eters3ZHENG Anw e n,SONG J ia n,W u Ka ihui,L I N J ia n,W U D aw e nD epartm ent of A utomo tive Engineering,T singhua U n iversity,State Key L abo rato ry ofA utomo tive Safety and Energy Conservati on,Beijing100084,Ch inaAbstract Steady2state co rnering characteristics of automobiles are mo stly gained by field tests.T h is paper developed a m ethod w h ich can p redict steady2state co rnering characteristics by using test results of au tomobile m echanical param eters.A cco rding to the in ternal relati on betw een the understeer degree and facto rs affecting steady2state co rnering characteristics of au tomobiles,based on bo th the au tomobile m echanical param eters m easured on the facility fo r m easuring m echanical param eters of automobiles and the tire p roperties,the understeer degree w as p redicted by m eans of curve fitting.A good acco rdance betw een the p redicted results and the resu lts of field tests w as show n.T he outcom ing of the study p roves that th is m ethod has som e advantages of avo iding influence from environm en t and easy to iden tify the affecting facto rs.Key words au tomobile m echanical param eters;steady2state co rnering characteristics99赵 雷,等: 可控磁悬浮轴承刚度与阻尼特性研究。