考研汽車理論試題第6套解析

1、一、概念解釋（選其中8題，計20分）1 （轉向輪）回正力矩2 穩(wěn)態(tài)響應的轉向特性3 汽車制動跑偏與側滑4 汽車平順性及評價指標5 汽車附著條件6 汽車驅動力7 人體對振動反應的暴露極限8 遲滯損失9 列出汽車的主要使用性能10汽車特征車速11滾動阻力偶12側向力與側偏力13制動力系數14最小燃油消耗特性二、寫出表達式、畫圖、計算并簡單說明（選擇其中4道題，計20分）1 寫出檔變速器檔傳動比表達式（注意符號定義的說明）2 畫圖并說明地面制動力、制動器制動力、附著力三者關系3用表格或流程圖的形式列出計算等速燃料消耗量的過程4用表格或流程圖的形式列出計算汽車多工況燃料消耗量的過程5畫出全輪驅動汽車加

2、速上坡時的整車受力分析圖（注意符號說明）。6寫出汽車的后備功率表達式，分析其對汽車的動力性和燃料經濟性的影響。7列出繪制I曲線的各種方法以及對應的方程或方程組三、敘述題（選擇其中4道題，計20分）1平均燃料運行消耗特性的用途2簡述影響通過性因素3用表格或流程圖的形式給出計算汽車加速性能的步驟。4詳細列舉影響汽車燃料經濟性的因素5試用驅動力行駛阻力平衡圖分析汽車的最大爬坡度imax。6分析汽車重力G變化（例如改裝汽車與標準型相比）對汽車動力性的影響7選擇（確定）汽車發(fā)動機功率的基本思路。8車輪滑動率對縱向及橫向附著系數影響。9一般來說，汽車應該具有哪一種轉向特性？為什么？10 描述轎車車輪(彈性

3、輪胎)在側向力作用下運動方向的變化特點。四、分析題（選擇其中5道題，計20分）1分析汽車總質量對其固有振動頻率和振幅的影響，并列出表達式。2已知某汽車00.3，請利用、線，分析0.5,0.26以及0.65時汽車的制動過程。3試確定汽車在設計車速為30km/h、彎道半徑為5000m的公路上不發(fā)生側滑的橫坡極限坡角（要求作圖表示）？4在劃有中心線的雙向雙車道的本行車道上，汽車以65km/h的初速度實施緊急制動，僅汽車左側輪胎在路面上留下制動拖痕，但是汽車的行駛方向輕微地向右側偏離，請分析出現該現象的原因。5請分析制動力系數、峰值附著系數、滑動附著系數與滑動率的關系。6某起交通事故現場勘察發(fā)現，道路

4、（柏油、干燥）上沒有制動拖痕。事后將左輪在冰雪路面上、右輪在干燥柏油路面上實施緊急制動，發(fā)現汽車右輪留下制動拖印而左輪無拖痕，而左右車輪均在冰雪路面實施緊急制動，左右輪均留下制動拖痕，請分析這種現象的原因（提示：從行車制動系技術狀況分析）。7請分析汽車制動時，整個車身前部下沉而后部上升的原因（提示：考慮輪胎等彈性元件，并采用受力分析方法）。五、計算題（選擇其中4道題，計20分）1某汽車的總質量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋轉質量換算系數1=0.03,2=0.03,f=0.02,傳動系機械效率T=0.85,傳動系速比，輪胎半徑，發(fā)動機的轉矩為Te=25000 Nm, 道路附著系

5、數為=0.4,求汽車全速從此20km/h加速至10秒時的車速。2某汽車總質量m=4600kg,CD=0.78,A=4.6m2,旋轉質量換算系數1=0.030,2=0.035,坡角=5,f=0.010,傳動系機械效率T=0.84, 傳動系速比，輪胎半徑，加速度dV/dt=0.2m/s2,ua=25km/h,求此時克服道路阻力所需發(fā)動機輸出功率。3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,設側向附著系數為的0.3,不發(fā)生側滑的最大車速（要求作圖說明）是多少?4某發(fā)動機前置轎車的軸距L=2.6m,質心高度hg=0.60m, 道路附著系數為=0

6、.4，汽車的總質量為m=1200kg,滾動阻力系數f=0.010，靜止不動時前軸負荷為汽車總重的60，后軸負荷為汽車總重的40，請比較采用前置前驅動及前置后驅動時的附著利用情況。5 請推導出下述公式（注意單位和常數）6 請推導出二自由度模型汽車橫向加速度式（要求有詳細的推導步驟）7 請詳細地寫出下述兩公式的變換過程一、概念解釋（選其中8題，計20分）1 (轉向輪)回正力矩 輪胎發(fā)生側偏時會產生作用于輪胎繞軸的回正力矩。是圓周行駛時使轉向車輪恢復到直線行駛位置的主要恢復力矩之一?；卣厥怯山拥孛鎯确植嫉奈⒃獋认蚍戳Ξa生的。車輪靜止受到側向力后，印跡長軸線與車輪平面平行，線上各點相對于平面的橫向

7、變形均為，即地面?zhèn)认蚍醋饔昧ρ鼐€均勻分布。車輪滾動時線不僅與車輪平面錯開距離，且轉動了角，因而印跡前端離車輪平面近，側向變形小；印跡后端離車輪平面遠，側向變形大。地面微元側向反作用力的分布與變形成正比，故地面微元側向反作用力的合力大小與側向力相等，但其作用點必然在接地印跡幾何中心的后方，偏移距離，稱為輪胎拖距。就是回正力矩。返回一2 穩(wěn)態(tài)響應的轉向特性 在汽車等速直線行駛時，若急速轉動轉向盤至某一轉角并維持此轉角不變時，即給汽車轉向盤一個角階躍輸入。一般汽車經短暫時間后便進入等速圓周行駛，這也是一種穩(wěn)態(tài)，稱為轉向盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應。汽車等速圓周行駛，即汽車轉向盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)

8、響應，在實際行駛中不常出現，但卻是表征汽車操縱穩(wěn)定性的一個重要的時域響應，稱為汽車穩(wěn)態(tài)轉向特性。汽車穩(wěn)態(tài)轉向特性分為不足轉向、中性轉向和過度轉向三種類型。返回一3 汽車制動跑偏與側滑 制動跑偏，是指汽車在制動過程中自動向左或向右偏駛的現象。制動側滑，是指制動時汽車的某軸或多軸發(fā)生橫向移動的現象。嚴重的跑偏必然側滑，對側滑敏感的汽車也有跑偏的趨勢。通常，跑偏時車輪印跡重合，側滑前后印跡不重合。返回一4 汽車平順性及評價指標 汽車行駛平順性，是指汽車在一般行駛速度范圍內行駛時，能保證乘員不會因車身振動而引起不舒服和疲勞的感覺，以及保持所運貨物完整無損的性能。由于行駛平順性主要是根據乘員的舒適程度來

9、評價，又稱為乘坐舒適性。返回一5 汽車附著條件 輪胎傳遞的輪緣切向力受到接觸面的制約。當車輪驅動力超過某值（附著力）時，車輪就會滑轉。因此,汽車行駛的約束條件（必要充分條件）為。附著力的計算式為。式中，接觸面對車輪的法向反作用力；為滑動附著系數，通常簡稱為附著系數。不同道路附著系數路面和輪胎就形成汽車行駛的附著條件。返回一6 汽車驅動力 汽車驅動力是發(fā)動機曲軸輸出轉矩經離合器、變速器（包括分動器）、傳動軸、主減速器、差速器、半軸（及輪邊減速器）傳遞至車輪作用于路面的力，而由路面產生作用于車輪圓周上切向反作用力。習慣將稱為汽車驅動力。如果忽略輪胎和地面的變形，則。式中，為傳輸至驅動輪圓周的轉矩；

10、為車輪半徑；為汽車發(fā)動機輸出轉矩；為變速器傳動比；主減速器傳動比；為汽車傳動系機械效率。返回一7 人體對振動反應的暴露極限人體對振動反應的暴露極限通常作為人體可以承受振動量的上限。當人體承受的振動強度在這個極限之內，將保持健康或安全。返回一8遲滯損失 輪胎在滾動過程中，輪胎各個組成部分間的摩擦以及橡膠元、簾線等分子之間的摩擦，產生摩擦熱而耗散，這種損失稱為彈性元件的遲滯損失。返回一9列出汽車的主要使用性能 汽車應該有高運輸生產率、低運輸成本、安全可靠和舒適方便的工作條件。汽車為了適應這種工作條件，而發(fā)揮最大工作效益的能力叫做汽車的使用性能。汽車的主要使用性能通常有：汽車動力性、汽車燃料經濟性能

11、、汽車制動性、汽車操縱穩(wěn)定性、汽車平順性和汽車通過性能。返回一10汽車特征車速 對于具有不足轉向特征的汽車，當車速為時，汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益達到最大值，而且其橫擺角速度增益為與軸距L相等的中性轉向汽車橫擺角速度增益的50,即。稱作特征車速，是表征不足轉向量的一個參數。當不足轉向量增加時，增大，特征車速降低。返回一11滾動阻力偶 輪胎在滾動過程中，輪胎各個組成部分間的摩擦以及橡膠元、簾線等分子之間的摩擦，產生摩擦熱而耗散，這種損失稱為彈性元件的遲滯損失。圖27中的右圖為簡化的輪胎模型。它將充氣輪胎視為由無數彈簧阻尼器單元組成的彈性輪。當每個單元進入印跡時，彈簧阻尼器組成的輪胎單元首先被壓縮，然

12、后松弛。由于存在阻尼消耗壓縮能量，輪胎內部阻尼摩擦產生遲滯損失，這種遲滯損失表現為阻礙車輪運動的阻力偶。返回一12側向力與側偏力 汽車行駛過程中，因路面?zhèn)认騼A斜、側向風或曲線行駛時離心力等的作用，車輪中心沿軸（橫向）方向將作用有側向力，在地面上產生相應的地面?zhèn)认蚍醋饔昧Γ卜Q為側偏力。返回一13制動力系數 一般將地面制動力與地面法向反作用力（平直道路為垂直載荷）之比稱為制動力系數。它是滑動率的函數。當較小時，近似為的線性函數，隨著的增加急劇增加。當趨近于時，隨著的增加，增加緩慢，直到達到最大值。通常被稱為峰值附著系數。很多試驗表明，。然后，隨著繼續(xù)增加，開始下降，直至。返回一14最小燃油消耗特

13、性 發(fā)動機負荷特性的曲線族的包絡線是發(fā)動機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線。利用包絡線就可找出發(fā)動機提供一定功率時的最經濟工況（負荷和轉速）。把各功率下最經濟工況的轉速和負荷率標明在外特性曲線圖上，便得到最小燃油消耗特性。返回一二、寫出表達式、畫圖、計算并簡單說明（選擇其中4道題，計分）1 寫出檔變速器檔傳動比表達式（注意符號定義的說明）返回二2畫圖并說明地面制動力、制動器制動力、附著力三者關系當踏板力較小時，制動器間隙尚未消除，所以制動器制動力,若忽略其它阻力，地面制動力，當（為地面附著力）時，；當時，且地面制動力達到最大值,即；當時,隨著的增加，不再增加。返回二3用表格或流程圖的形式列出

14、計算等速燃料消耗量的過程 已知(,),1,2,以及汽車的有關結構參數和道路條件(和)，求作出等速油耗曲線。根據給定的各個轉速和不同功率下的比油耗值,采用擬合的方法求得擬合公式。1) 由公式計算找出和對應的點(,),(,),.,(,)。2) 分別求出汽車在水平道路上克服滾動阻力和空氣阻力消耗功率和。3) 求出發(fā)動機為克服此阻力消耗功率。4) 由和對應的,從計算。5) 計算出對應的百公里油耗為6) 選取一系列轉速，.，,找出對應車速，。據此計算出。把這些的點連成線, 即為汽車在一定檔位下的等速油耗曲線,計算過程列于下表。返回二等速油耗計算方法,r/min計算公式.,km/h.,.,.,g/(kWh

15、).,L/100km.4用表格或流程圖的形式列出計算汽車多工況燃料消耗量的過程等速行駛工況燃油消耗量的計算： 加速行駛工況燃油消耗量的計算：等減速行駛工況燃油消耗量的計算：怠速停車時的燃油消耗量整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量：返回二5 畫出全輪驅動汽車加速上坡時的整車受力分析圖（注意符號說明）返回二切向力；滾動阻力偶；空氣阻力；坡道阻力；加速阻力；轉動慣性力矩；-坡度角 地面法向反力；汽車總質量；重力加速度；汽車質心高度；-軸距；質心到前軸距離；汽車質心到后軸距；汽車車速； 加速度。6寫出汽車的后備功率表達式，分析其對汽車的動力性和燃料經濟性的影響。 汽車后備功率越大，汽車的動力性越好。利用后

16、備功率也可確定汽車的爬坡度和加速度。功率平衡也可看出汽車行駛時的發(fā)動機負荷率，有利于分析汽車的燃油經濟性。返回二 減速器速比增減使得相同發(fā)動機轉速對應的車速下降，功率平衡圖中的功率曲線在速度軸向左移，從而使后備功率增加，動力性提高，而燃料經濟性下降；反之，則后備功率減小，動力性下降，燃料經濟性提高。7列出繪制I曲線的各種方法以及對應的方程或方程組 如已知汽車軸距、質心高度、總質量、質心的位置(質心至后軸的距離) 就可用前、后制動器制動力的理想分配關系式繪制I曲線。 根據方程組也可直接繪制I曲線。 假設一組值（0.1,0.2,0.3,1.0）,每個值代入方程組（4-30），就具有一個交點的兩條直

17、線，變化值，取得一組交點，連接這些交點就制成I曲線。 利用線組和線組對于同一值，線和線的交點既符合，也符合。取不同的值，就可得到一組線和線的交點，這些交點的連線就形成了I曲線。返回二三、敘述題（選擇其中4道題，計20分）1 平均燃料運行消耗特性的用途 汽車運行燃料消耗量的計算式用于計算汽車在不同運行條件下運行時所消耗的燃料限額，以限制和考核汽車運行燃料經濟性返回三2 簡述影響通過性因素 汽車通過性的幾何參數是與防止間隙失效有關的汽車本身的幾何參數。它們主要包括最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過角等。另外，汽車的最小轉彎直徑和內輪差、轉彎通道圓及車輪半徑也是汽車通過性的重要輪廓參數。返回三3

18、 用表格或流程圖的形式給出計算汽車加速性能的步驟 手工作圖計算汽車加速時間的過程： 列出發(fā)動機外特性數據表（或曲線轉化為數據表，或回歸公式）； 根據給定的發(fā)動機外特性曲線（數據表或回歸公式），按式求出各檔在不同車速下的驅動力，并按式計算對應的車速； 按式計算滾動阻力，按式計算對應車速的空氣阻力； 按式計算不同檔位和車速下的加速度以及加速度的倒數，畫出曲線以及曲線； 按式計算步長的加速時間，對求和，則得到加速時間。同理，按式，計算步長的加速距離，對求和得到加速距離。 一般在動力性計算時，特別是手工計算時，一般忽略原地起步的離合器滑磨時間，即假設最初時刻汽車已經具有起步到位的最低車速。換檔時刻則基

19、于最大加速原則，如果相鄰檔位的加速度（或加速度倒數）曲線相交，則在相交速度點換檔；如果不相交，則在最大轉速點對應的車速換檔。返回三4詳細列舉影響汽車燃料經濟性的因素 使用方面：1.行駛車速。2.檔位選擇。3.掛車的應用。4.正確的維修與調整。返回三 汽車結構方面：1.縮減轎車總尺寸和減輕質量。2.發(fā)動機效率。3.傳動系效率。4.汽車外形與輪胎。5試用驅動力行駛阻力平衡圖分析汽車的最大爬坡度imax。 ,見下圖。式中：驅動力；滾動阻力；空氣阻力；坡道阻力；加速阻力；發(fā)動機輸出轉矩；主傳動器傳動比；變速器檔傳動比；傳動系機械效率；汽車總質量；重力加速度；滾動阻力系數；空氣阻力系數；汽車迎風面積；汽

20、車車速；加速度。返回三6分析汽車重力G變化（例如改裝汽車與標準型相比）對汽車動力性的影響 由這個公式可得出是影響汽車動力行的重要因素。返回三7選擇（確定）汽車發(fā)動機功率的基本思路 設計種常優(yōu)先從保證汽車預期的最高車速來初步選擇發(fā)動機的應有的功率。 在實際工作中，還利用現有汽車統(tǒng)計數據初步估計汽車比功率來確定發(fā)動機應有功率。汽車比功率是單位汽車總質量具有的發(fā)動機功率，比功率的常用單位為kw/t, 汽車比功率為：汽車比功率式中：滾動阻力系數；傳動系機械效率；汽車總質量；重力加速度；滾動阻力系數；空氣阻力系數；汽車迎風面積；汽車車速。返回三8車輪滑動率對縱向及橫向附著系數影響 當車輪滑動率S較小時，

21、制動力系數隨S近似成線形關系增加，當制動力系數在S=20%附近時達到峰值附著系數。 然后，隨著S的增加，逐漸下降。當S=100，即汽車車輪完全抱死拖滑時，達到滑動附著系數,即。（對于良好的瀝青或水泥混凝土道路相對下降不多，而小附著系數路面如潮濕或冰雪路面，下降較大。）,車輪側向力系數（側向附著系數）則隨S增加而逐漸下降，當s=100%時，。（即汽車完全喪失抵抗側向力的能力，汽車只要受到很小的側向力，就將發(fā)生側滑。）返回三 只有當S約為20（1222）時，汽車不但具有最大的切向附著能力，而且也具有較大的側向附著能力。9分析汽車三種轉向特性的穩(wěn)定性 汽車的三種穩(wěn)態(tài)轉向特性分別為不足轉向、中性轉向和

22、過度轉向。對于不足轉向，汽車轉向靈敏度隨車速增加而下降，是一種穩(wěn)定轉向特性;對于過度轉向，汽車轉向靈敏度隨車速增加而增加，是一種不穩(wěn)定轉向特性;對于中性轉向，汽車轉向靈敏度不隨車速變化，也是一種穩(wěn)定轉向特性，但是在實際中容易變?yōu)檫^度轉向。返回三10 描述轎車車輪(彈性輪胎)在側向力作用下運動方向的變化特點 當車輪有側向彈性時，即使沒有達到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向，出現側偏現象。返回三四、分析題（選擇其中5道題，計20分）1 分析汽車總質量對其固有振動頻率和振幅的影響，并列出表達式。 減小非懸掛質量可降低車身的振動頻率，增高車輪的振動頻率。這樣就使低頻共振與高頻共振區(qū)域的振動

23、減小，而將高頻共振移向更高的行駛速度，對行駛平順性有利。返回四2 已知某汽車00.4，請利用、線，分析0.5,0.3以及0.7時汽車的制動過程。 時，蹋下制動踏板，前后制動器制動力沿著增加，、，即前后輪地面制動力與制動器制動力相等。當與的線相交時，符合前輪先抱死的條件，前后制動器制動力仍沿著增加，而,，即前后制動器制動力仍沿著線增長，前輪地面制動力沿著的線增長。當與相交時，的線也與線相交，符合前后輪均抱死的條件，汽車制動力為。 當時，蹋下制動踏板，前后制動器制動力沿著增加，、，即前后輪地面制動力與制動器制動力相等。當與的線相交時，符合后輪先抱死的條件，前后制動器制動力仍沿著增加，而,，即前、后

24、制動器制動力仍沿著線增長，后輪地面制動力沿著的線增長。當與相交時，的線也與線相交，符合前后輪都抱死的條件，汽車制動力為。 的情況同的情形。返回四3 試確定汽車在設計車速為30km/h、彎道半徑為50m的公路（）上不發(fā)生側滑的橫坡極限坡角（要求作圖表示）？或解得： 將條件帶入解得結果 31.3。 返回四4 在劃有中心線的雙向雙車道的本行車道上，汽車以65km/h的初速度實施緊急制動，僅汽車左側輪胎在路面上留下制動拖痕，但是汽車的行駛方向輕微地向右側偏離，請分析出現該現象的原因。 汽車在制動過程中幾乎沒有發(fā)生側偏現象說明汽車左右車輪的制動力近似相等。出現這種現象的原因是因為道路帶有一定的橫向坡度（

25、拱度），使得左側車輪首先達到附著極限，而右側車輪地面發(fā)向力較大，地面制動力尚未達到附著極限，因此才會出現左側有制動拖印，而右側無拖印的現象返回四5 請分析制動力系數、峰值附著系數、滑動附著系數與滑動率的關系。 當車輪滑動率S較小時，制動力系數隨S近似成線形關系增加，當制動力系數在S=20%附近時達到峰值附著系數。 然后，隨著S的增加，逐漸下降。當S=100，即汽車車輪完全抱死拖滑時，達到滑動附著系數,即（對于良好的瀝青或水泥混凝土道路相對下降不多，而小附著系數路面如潮濕或冰雪路面，下降較大。）。 而車輪側向力系數（側向附著系數）則隨S增加而逐漸下降，當s=100%時，。（即汽車完全喪失抵抗側向

26、力的能力，汽車只要受到很小的側向力，就將發(fā)生側滑。） 只有當S約為20（1222）時，汽車不但具有最大的切向附著能力，而且也具有較大的側向附著能力。返回四6 某起交通事故現場勘察發(fā)現，道路（柏油、干燥）上沒有制動拖痕。事后將左輪在冰雪路面上、右輪在干燥柏油路面上實施緊急制動，發(fā)現汽車右輪留下制動拖印而左輪無拖痕，而左右車輪均在冰雪路面實施緊急制動，左右輪均留下制動拖痕，請分析這種現象的原因（提示：從行車制動系技術狀況分析） 在柏油路面行駛時 由于柏油路面附著系數比較大，駕駛員采取緊急制動時車輪抱死所需要的制動力打不到地面能提供的最大附著力，所以不產生制動拖印；而在冰雪路面上行駛時，由于路面的附著系數比較小，能提供的附著力比較小，所以制