課后作業第一章汽車的動力性1、汽車使用性能：

2.

指出汽車的主要使用性能名稱。

3.什么是汽車的驅動力，請寫出它的表達式。

4.汽車的驅動力圖

5.汽車的驅動力圖是如何制作的？

6．滾動阻力如何產生的？它是作用在汽車（輪胎）的切向力嗎？

7.遲滯損失

8.滾動阻力系數

9．滾動阻力偶與滾動阻力系數的關系。

10.滾動阻力是否是作用在汽車輪胎圓周上的切向力？為什么？

11.能否在汽車受力分析圖上畫出滾動阻力，為什么？

12.作用在汽車上的是滾動阻力偶矩，但是在汽車行駛方程式中出現的卻是滾動阻力，請論述之。

13.驅動力Ft是否為真正作用在汽車上驅動汽車前進的（反）作用力，請說明理由。

14.簡述汽車動力性及其評價指標

15.影響滾動阻力系數的因素有哪些？

16.柏油或水泥路面經使用后，滾動阻力系數增加而附著系數下降，請說明其原因。

17.汽車旋轉質量換算系數

18.簡述汽車旋轉質量換算系數的物理意義

19.汽車旋轉質量換算系數由哪幾部分組成？

20.汽車空氣阻力是怎樣形成的？

21.汽車空氣阻力由哪幾部分組成？

22.附著力

23.附著系數

24.影響附著系數的因素是什么？

25.什么是道路阻力系數ψ，請寫出它的表達式。

26.什么是汽車的加速阻力，請寫出它的表達式。

27.從理論力學力系（力偶矩）平衡和汽車工程兩個角度，分析汽車行駛方程式中各項的意義和使用（適用）條件。

28.利用驅動－附著條件原理分析不同汽車驅動型式的適用條件。

29.試從物理和力學意義分析汽車行駛方程式中的各個力。

30.汽車旋轉質量換算系數及加速阻力的力學和工程意義。

31.請說明汽車最高車速與汽車實際行駛中遇到的最高車速是否一致，為什么？

32.汽車用戶說明書上給出的最高車速是如何確定的？

33.如何確定汽車樣車的最高車速？在汽車設計和改裝車設計階段如何確定汽車最高車速？

34.用作圖法或數值計算法確定的汽車最高車速是一個固定值，而汽車（例如樣車）的最高車速卻是一個平均值，為什么？

35.汽車的驅動－附著條件及其表達式

36.寫出汽車行駛方程式（要求給出結構和使用參數）。

37.寫出用汽車結構參數和使用參數表達的汽車行駛方程式。

38.寫出用汽車結構參數和使用參數表達的汽車等速行駛方程式。

39.寫出用汽車結構參數和使用參數表達的汽車在平路等速行駛的行駛方程式。

40.已知某汽車的總質量m=4600kg，CD=0.75，A=4m2，旋轉質量換算系數δ1=0.03，δ2=0.03，坡度角α=5°，f=0.015，傳動系效率ηT=0.85，加速度dV/dt=0.2m/s2，ua=30km/h，

41.如何制取驅動力——行駛阻力平衡圖?

42.克服各種阻力功率需要的發動機輸出功率是多少？

43.試用驅動力——行駛阻力平衡圖分析汽車的最高速ｕamax。

44.試用驅動力——行駛阻力平衡圖分析汽車的最大爬坡度imax。

45.試用驅動力——行駛阻力平衡圖分析汽車的最大加速度dy/dtmax。

46.汽車動力因數

47.汽車動力特性

48.試用汽車的動力特性圖來分析汽車的動力性能。

49.寫出汽車的后備功率的表達式并解釋之

28.敘述汽車緊急制動后輪先抱死時，影響汽車是否發生側滑的使用條件因素。

29.汽車制動時使汽車減速的力有哪些？

30.解放CA1150PK2L3T1雙后橋載貨汽車設計核定裝載質量為9000kg，整備質量為6000kg，在水平良好路面()，實施緊急制動時恰好前后輪同時抱死，試問該車裝載20000kg水泥在水平良好路面()實施緊急制動時，試近似計算此時汽車的制動力和減速度。

31.從制動器制動力、地面制動力和附著力三者關系可得出何種結論？

32.通常汽車前后制動器制動力具有固定的分配比，采取何種措施使得汽車無論在空載還是滿載均可獲得比較滿意的制動效果？

33.從道路上測量得到的制動距離與定義的制動距離是否相等，為什么？

第五章汽車的操縱穩定性

1.什么是汽車的操縱性？什么是汽車穩定性？

2.什么是汽車的穩態和瞬態響應？

3.什么是彈性輪胎的側偏特性？

4.什么是側偏力和側偏回正力矩？它們主要與哪些因素有關？

5.汽車穩態轉向特性有幾種？

6.一般來說，汽車應該具有哪一種轉向特性？為什么？

7.汽車的穩定性因素Ｋ

8.有幾種方式可以判斷或者表示汽車的穩態轉向特性？請簡單敘述之。

9.汽車的臨界速度

10.汽車的特征車速

11.汽車轉向瞬態響應的評價指標是什么？

12.汽車的橫擺角速度增益

13.影響汽車的橫擺角速度增益的因素有哪些？

14.

有一汽車的總質量為20100N，L=3.2m，靜態時前軸荷占55%，后軸荷占45%，k1=38920N/rad，k2

=38300N/rad，求該車的穩態轉向特性和特征或臨界車速。

15、有一汽車的總質量m=20100kg，L=3.2m，靜態時前軸荷占55%，后軸荷占45%，求若k1=47820N/rad，k2

=38300N/rad，求該車的穩態轉向特性。

16.已知道汽車輪距B=1.7m，重心高度hg=1.15m，在橫向坡度角為12°，半徑為22m的圓形高速跑道上等速行駛，試求不發生橫向翻車的最大速度。

17.結合汽車使用的實際，分析汽車側偏力與側偏角之間的關系。

18.什么是附著（橢）圓，請寫出其表達式。

19.寫出穩態轉向靈敏度表達式，并分析不同穩定性因素時汽車轉向穩定性。

20.寫出穩定性因數K=0時汽車的轉向靈敏度表達式，并繪圖說明。

21.寫出穩定性因數K<0時汽車的轉向靈敏度表達式，并繪圖說明。

22.寫出穩定性因數K>0時汽車的轉向靈敏度表達式，并繪圖說明。

23.繪制汽車穩定性因數K=0時汽車的轉向半徑變化軌跡（假設u=常數）。

24.繪制汽車穩定性因數K>0時汽車的轉向半徑變化軌跡（假設u=常數）。

25繪制汽車穩定性因數K<0時汽車的轉向半徑變化軌跡（假設u=常數）。

26.用圖描述汽車穩定性因數K與汽車前后輪側偏角之差α1-α2的對應關系，并加以說明。

27.用圖描述汽車側向加速度ay與前后輪側偏角之差α1-α2的對應關系，并加以說明。

28.說明汽車穩定性因數K與汽車前后輪側偏角之差α1-α2的對應關系，并繪圖說明。

29.說明汽車轉向半徑R與汽車前后輪側偏角之差α1-α2的對應關系，并繪圖說明。

30說明汽車轉向半徑比R/R0與汽車縱向（切向）速度u或u2的對應關系，并繪圖說明。

31.寫出由導出的詳細過程。

32.寫出由導出的詳細過程。

33.寫出由導出的詳細過程(其中)。

34.寫出轉向靈敏度表達式并分析不同汽車穩定性因素時轉向靈敏度變化特性。

第六章、第七章

1.汽車的接近角

2.汽車的離去角

3.汽車的最小離地間隙

4.汽車的縱向通過角

5.簡述汽車通過性的影響因素。

6.汽車在橫坡不發生側翻的極限角度是多少？

7.汽車在橫坡不發生側滑的極限坡角是什么？

8.保證汽車在橫坡上先滑后翻的條件是什么？

9.試確定汽車在水平道路上，輪距為B，重心高度為hg，以半徑為R做等速圓周運動，那么汽車不發生側翻的極限車速是多少?該車不發生側滑的極限車速又是多少?

10.已知汽車的B=1.8m，hg=1.15m，橫坡度角為10°，R=22m，求汽車在此圓形跑道上行駛，不發生側翻的最大車速是多少(設附著系數足夠大)?

11.汽車的行駛平順性

12.汽車的行駛平順性的評價指標有那些？

13.汽車的行駛平順性的評價方法有哪些？

14.畫出汽車簡化為單自由度的振動模型，并說明它主要用于哪種評價項目？

15.畫出汽車簡化為兩自由度的振動模型，并說明它主要用于哪種評價項目？及答案試卷及答案

一：試卷

一、名詞解釋（20分）

（1）滾動阻力系數f和旋轉質量換算系數δ：

（2）附著系數和利用附著系數：

（3）汽車制動時的跑偏和側滑：

（4）汽車的操縱穩定性和平順性：

（5）汽車的接近角和離去角

二、（1）寫出汽車的行駛平衡方程式（兩種形式）。

（2）什么是汽車的動力因數？試利用動力特性圖評價汽車的動力性（以四擋汽車為例）。（14分）

三、什么是汽車的等速百公里油耗曲線？說明汽車中速行駛省油的原因。（8分）

四、如何選擇汽車變速器的最大傳動比？（6分）

五、畫圖說明地面制動力、制動器制動力和附著力的關系。（8分）

六、已知某車前輪由普通斜交胎換為同規格的子午胎，試分析汽車的主要使用性能會有哪些改變？（8分）

七、已知汽車軸距L，質心高度hg，質心到前后軸的距離分別為a、b，制動力分配系數為。試：

（1）推導該車同步附著系數φ0

（2）若L=4m，前后軸荷分配大小的比值為3：7，β=0.4，hg=1.0m，分析該車在φ=0.7的路面上的制動過程。（利用I、β線，f、r線組，繪圖分析）（18分）

八、（1）、有幾種形式可以判定或表征汽車的穩態轉向特性，具體予以說明；

（2）、某4×2車型總質量為2150kg，軸距L=2.8m，前、后軸軸荷分配分別為54%和46%，每個前輪的側偏剛度大小為38100N/kg，每個后輪的側偏剛度大小為37600N/kg，試確定該車的穩態響應的轉向特性，并求解特征車速或臨界車速。（18分）

二、答案

汽車理論A卷答案

名詞解釋：

1、f：汽車車輪一定條件下滾動時，所需推力與車輪負荷之比。反映了輪胎滾動過程中能量損失的大小。δ：將考慮到的旋轉質量慣性力矩轉化為平移質量慣性力，所需要的折算系數。

2、附著系數：輪胎在路面上滾動時，所受到的最大切向作用力與垂直載荷之比。有輪胎和路面共同決定，反映了路面和輪胎的接觸強度；

利用附著系數：汽車以一定減速度進行制動時，除去z=φ0之外，不發生車輪抱死所要求的最小路面附著系數總大于其制動強度，該路面系數稱為利用附著系數，其大小反映了制動過程中附著條件的利用程度。

3、制動時汽車自動向左或向右偏駛稱為制動跑偏。側滑是指制動時汽車的某一軸或兩軸發生橫向移動。最危險的情況是在高速制動時發生后軸側滑，此時汽車常發生不規則的急劇回轉運而失去控制。跑偏與側滑是有聯系的，嚴重的跑偏有時會引起后軸側滑，易于發生側滑的汽車也有加劇跑偏的趨勢。

4、汽車的操縱穩定性：駕駛者不感到過分疲勞條件下，汽車能遵循通過轉向系及轉向車輪給定的方向行駛，且遇到外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩定行駛的能力。平順性：保持汽車在行駛過程中產生的振動和沖擊對駕駛員和成員舒適性保持在一定界限之內，對載貨汽車還包括貨物完好性。

5、接近角γ1：汽車滿載、靜止時，前端突出點向前輪所引切線與地面間的夾角。γ1越大，通過性越好。

離去角γ2：汽車滿載、靜止時，后端突出點向后輪所引切線與地面間的夾角。γ2越大，通過性越好。第一題評分標準：上述五組共計十個名詞，每個2分，共計：20分。答題時，只要正確解釋出名詞的含義便可得分。（1）寫出汽車的行駛平衡方程式。（2）什么是汽車的動力因數？試利用動力特性圖評價汽車的動力性（以三擋汽車為例）。

答：（1）Ft=Ff+Fw+Fi+Fj?

（2）動力因數是指單位車重所受到的后備驅動力。

D=(Ft-Fw)/G

利用動力特性圖（D-f---Va圖）來評價汽車動力性過程如下：

∵D=f+i+δdv/dt

∴

<1>f線與直接檔D-Va曲線的交點對應的車速

Vmax即為汽車的最高車速Vmax

<2>求最大爬坡度時，dv/dt=0，∴D=f+i，因此，

D曲線與f曲線的距離就表示汽車的上坡能力。

Ⅰ檔時，坡度較大，此時imax=DⅠmax-f誤差較大，應用DⅠmax=fcαmax+sinαmax計算而得

αma=arcsin[DⅠmax-f(1-DⅠmax+f2)1/2]/(1+f2)

<3>加速時，i=0，dv/dt=g(D-f)/δ,可利用dt=dv/j,通過對1/j-Va曲線積分，便可求得加速時間。第二題評分標準：(1)4分每個2分；（2）D、<1>、<2>、<3>、圖線各2分，共計10分。什么是汽車的等速百公里油耗曲線？說明汽車中速行駛省油的原因。答：汽車在一定載荷下，以最高擋在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量，為汽車等速百公里油耗。常測出每隔10km/h或20km/h速度間隔的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線，稱為等速百公里油耗曲線。從圖線上可以看出，汽車在接近于低速的中等車速時燃油消耗量最低。因為在車速很小時，雖然阻功率較小，但發動機負荷也小，使得比油耗值大，二者綜合來看，燃油消耗量并不低。而在車速很高時，雖然發動機負荷大，使得比油耗值較小，阻功率較大，二者綜合來看，燃油消耗量也非常高。

第三題評分標準：定義2分，圖線2分，原因4分，共計8分。如何選擇汽車變速器的最大傳動比？?答：確定最大傳動比時，要從以下三方面考慮：應滿足最大爬坡度的要求：應滿足附著條件的要求：保證汽車的最小穩定車速的實現：第四題評分標準：（1）（2）（3）各2分，共計6分。

畫圖說明地面制動力、制動器制動力和附著力的關系。（8分）第五題評分標準：圖線4分，兩等式各2分，共計8分。已知某車前輪由普通斜交胎更換為同尺寸的子午胎，汽車的使用性能會有哪些改變？答：由于子午胎滾動阻力系數f比普通斜交胎低，所以更換后，汽車受到的阻力減小，動力性、經濟性提高；并且子午胎的附著系數要比普通斜交胎高，可增大汽車的有效驅動力，提高汽車在困難路面的通過能力，同時，也增加了汽車制動時的地面附著力，使制動性提高；子午胎的質量比普通斜交胎小，可降低汽車自重和非簧載質量，可提高動力性和經濟性，并有效改善平順性；子午胎接地面寬，側偏剛度較普通斜交胎高，在相同側偏力下，在前軸引起的側偏角將減小，使汽車的穩態轉向特性趨于減小不足轉向；子午胎胎體徑向彈性大，可緩和不平路面上的沖擊并吸收大部分的沖擊能量，使平順性得到改善。第六題評分標準：每項2分，解釋出4項，即可得滿分8分。已知汽車軸距L，質心高度hg，質心到前后軸的距離分別為a、b，制動力分配系數為β。試：推導該車同步附著系數φ0若L=4m，前后軸荷分配大小的比值為3：7，β=0.4，hg=1.0m，分析該車在φ=0.7的路面上的制動過程。?答：（1）同步附著系數φ0為理想的前、后制動器制動力分配I曲線和實際的制動器制動力分配線β線的交點處所對應的附著系數。

∵β線上的點滿足前、后制動器制動力分別等于各自的附著力，設兩輪受到的地面垂直反力為FZ1、FZ2，

∴

而實際的前后制動器制動力分配系數為固定比值

∴φ=φ0時滿足

經整理得

（2）由已知條件a:b=7:3,且a+b=L可求得b=0.3L=1.2m，將L、b、hg、β值代入上式，可得φ0=0.4。

當該車在φ=0.7的路面上進行制動時，制動過程如下：

開始制動時，前、后輪均未抱死，故前后輪地面制動力和制動器制動力一樣按β線增長，直至到B點，β線與的r線相交，地面制動力符合后輪先抱死的狀況，后輪開始抱死。此后，再增加踏板力，前后輪地面制動力將沿r線變化。因繼續制動時，后輪的法向反作用力有所減少，因而后輪地面制動力沿r線稍有下降。但前輪未抱死，當前后輪制動器制動力沿β線增長時，前輪的地面制動力仍與制動器制動力相等。當前、后輪制動器制動力到達B’點時，r線與I曲線相交于點A，前輪達到抱死所需的地面制動力，前后輪均抱死，汽車獲得的減速度為0.7g。由上面的分析可知，φ>φ0時，β線在I曲線上方，制動時總是后輪先抱死，因而容易發生后軸側滑，使汽車失去方向穩定性。

第七題評分標準：（1）6