汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、一、名詞解釋狀態(tài)變量：能夠完全描述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的最少的變量組稱為系統(tǒng)的狀態(tài)變量。一個(gè)!階 微分方程描述的系統(tǒng)，就有n個(gè)狀態(tài)變量，當(dāng)他們的時(shí)間響應(yīng)都求得時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)也就確定了。ASR/TCS :牽引力控制系統(tǒng)，其在驅(qū)動(dòng)過程中通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)滑轉(zhuǎn)控 制，防止驅(qū)動(dòng)車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)。側(cè)傾轉(zhuǎn)向：在側(cè)向力作用下，車廂發(fā)生側(cè)傾，而引起車輪偏轉(zhuǎn)，即車輪圍繞垂直軸線或 轉(zhuǎn)向節(jié)主銷轉(zhuǎn)動(dòng)。中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)：使汽車前，后輪產(chǎn)生同一側(cè)偏角的側(cè)向力作用點(diǎn)。附著橢圓：驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力在不同側(cè)偏角條件下的曲線的包絡(luò)線是附著橢圓。它確定了 切向力與側(cè)偏力合力的極限值。表明了驅(qū)動(dòng)力或者制動(dòng)力對(duì)輪胎側(cè)偏特性的影響，驅(qū)動(dòng)

2、力或者制動(dòng)力越大，側(cè)偏力越小。不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向、過多轉(zhuǎn)向：4WS：四輪轉(zhuǎn)向，即后輪隨動(dòng)轉(zhuǎn)向。使后輪在前輪轉(zhuǎn)向時(shí)，按照不同要求隨動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè) 轉(zhuǎn)向角，用于提高車輛的操縱穩(wěn)定性ARC：主動(dòng)改變懸架的抗側(cè)傾特性，可以保證車身的正常姿勢(shì)，并間接改善汽車的轉(zhuǎn)彎 性能VDC：控制輪胎的側(cè)向力，可以改善汽車轉(zhuǎn)向操縱性能并提高抗側(cè)向干擾能力ESP：車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)，ESP系統(tǒng)包含ABS （防抱死剎車系統(tǒng)）及ASR （驅(qū)動(dòng)防滑 轉(zhuǎn)系統(tǒng)），是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸，它通過對(duì)從各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息 進(jìn)行分析，然后向ABS、ASR發(fā)出糾偏指令，來幫助車輛維持動(dòng)態(tài)平衡。側(cè)偏角、側(cè)偏剛度：側(cè)偏剛度為側(cè)偏力與側(cè)偏

3、角的比值，實(shí)際上應(yīng)為側(cè)偏力與側(cè)偏角構(gòu) 造曲線在側(cè)偏角等于0度時(shí)曲線的斜率。側(cè)傾中心：懸架側(cè)傾中心定義為汽車車身側(cè)傾時(shí)繞符合每個(gè)車輪滾動(dòng)時(shí)瞬時(shí)中心約束運(yùn) 動(dòng)的瞬時(shí)點(diǎn)。主動(dòng)安全性、被動(dòng)安全性：通過車輛的設(shè)計(jì)盡量減少或避免交通事故的發(fā)生；通過車輛 設(shè)計(jì)師車輛發(fā)生事故時(shí)盡量減少對(duì)成員的傷害。操縱穩(wěn)定性：在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系 及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干撓時(shí)，汽車能抵抗干撓而保持穩(wěn)定行駛的 能力。二、問答第一章系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究任務(wù)？主要研究?jī)?nèi)容？（1）研究任務(wù)：1系統(tǒng)設(shè)計(jì)：已知輸入和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特性，使得它的輸出滿足一定的要 求。2系統(tǒng)識(shí)別：已知輸入

4、和輸出來研究系統(tǒng)的特性。3環(huán)境預(yù)測(cè)：已知系統(tǒng)的特性和輸 出來研究輸入。（2）主要內(nèi)容：1路面特性分析、環(huán)境分析及環(huán)境與路面對(duì)汽車的作用；2汽車系統(tǒng)及 其部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，汽車內(nèi)各個(gè)子系統(tǒng)的相互作用；3汽車系統(tǒng)最佳控制和最佳使 用；4車輛-人系統(tǒng)的相互匹配和模型的作用，駕駛員模型，以及車輛的工程技術(shù)設(shè)計(jì)適合 于人的使用，從而使人-機(jī)系統(tǒng)的工作效率最高。第一章輪胎的基本功能和輪胎規(guī)格參數(shù)如何理解？（1）基本功能：1.承受垂直載荷同時(shí)緩沖路面沖擊；2.產(chǎn)生縱向加速和制動(dòng)力；3.產(chǎn)生供轉(zhuǎn) 向的側(cè)向力。（2）如9.0R20，其中9.0表示輪胎寬度，R表示子午線輪胎，20表示輪輞直徑。還包含有 如17

5、565表示氣壓為1.8bar，65表示扁平比為65%。輪胎滾動(dòng)阻力公式的推導(dǎo)。前、后輪阻力分別為，轉(zhuǎn)彎阻力增量為則增加的滾動(dòng)阻力系數(shù)為所以W輪胎側(cè)偏特性的定義？影響側(cè)偏特性的主要因素？輪胎的側(cè)偏特性是用于研究輪胎在受到側(cè)偏力作用時(shí)，輪胎抵抗側(cè)偏現(xiàn)象防止輪胎行駛方 向偏離輪胎平面的能力，其中輪胎側(cè)偏力、回正力矩側(cè)偏角之間的特性關(guān)系稱為輪胎側(cè)偏特 性。通過分析易知側(cè)偏力和側(cè)偏角存在如下關(guān)系:，其中為側(cè)偏力，為輪胎側(cè)偏剛度，為輪 胎側(cè)偏角。因此，輪胎的側(cè)偏特性主要與輪胎側(cè)偏剛度有關(guān)，其影響因素主要包括有：輪胎 載荷，輪胎磨損量，輪胎結(jié)構(gòu)和輪胎直徑等參數(shù)。其中在一定范圍內(nèi)，輪胎載荷越大，側(cè)偏 剛度越大

6、；輪胎磨損量越大，側(cè)偏越大；采用子午線胎、增大輪胎直徑及降低輪胎其他和加 大輪胎寬度都會(huì)使得輪胎側(cè)偏剛度變大。前輪擺振現(xiàn)象主要形式有哪幾種？擺振的原因有哪些？前輪和轉(zhuǎn)向輪組成的振動(dòng)系統(tǒng)主要包括前軸繞汽車縱軸振動(dòng)和轉(zhuǎn)向輪及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成繞主 銷擺動(dòng)的振動(dòng)系統(tǒng)。具體包括：1前橋相對(duì)車身的橫向振動(dòng)；2前輪繞主銷的角振動(dòng)；3前 橋繞汽車縱軸的角振動(dòng)。前輪擺振的主要原因有：1周期變化的激振力，其中車輪不平衡質(zhì) 量產(chǎn)生的離心慣性力會(huì)使車輪繞主銷擺振和使車軸振跳；車輪螺旋力矩影響車橋振動(dòng)；懸架 與轉(zhuǎn)向桿系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不協(xié)調(diào)也會(huì)引起車輪繞主銷振動(dòng)；2偶然和單次性激勵(lì)，受到陣風(fēng)或 側(cè)向路面障礙作用，車輪會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)和

7、擺振。四輪定位參數(shù)的定義及其對(duì)車輛性能的影響？1，主銷后傾角是從側(cè)面看車輪，轉(zhuǎn)向主銷（車輪轉(zhuǎn)向時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心）向后傾斜，該角度稱為 主銷后傾角。功能：主銷后傾角主要是為了保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性，并在汽車轉(zhuǎn)向時(shí) 使前輪具有自動(dòng)回正作用。2，主銷內(nèi)傾角是從車前后方向看輪胎時(shí)，主銷軸向車身內(nèi)側(cè)傾斜，該角度稱為主銷內(nèi)傾角。 功能：主銷內(nèi)傾角的作用是轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪因被抬起一個(gè)高度，在重力作用下轉(zhuǎn)向輪以將回 復(fù)到中間直線行駛的位置，從而起到自動(dòng)回正的作用，同時(shí)因力臂縮短使轉(zhuǎn)向操作輕便。車輪外傾角定義：輪胎的上沿偏向車輛外側(cè)的角度。功能：使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時(shí)抵 消彈性變形可能產(chǎn)生的車輪內(nèi)傾。前輪前束的定義:從

8、車輛的前方看，于兩輪軸高度相同處測(cè)量左、右輪胎中心線之間的距離， 前端距離小于后端距離為負(fù)前束。功能：修正上述前輪外傾角引起的車輪向外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，左 右兩輪可保持直線行進(jìn)，消除因?yàn)檐囕喭鈨A會(huì)使車輪產(chǎn)生滾動(dòng)伴隨滑動(dòng)從而引起車輪的磨損。 綜合影響：主銷后傾角和內(nèi)傾角的選擇是否合理將直接關(guān)系到車輛的直線行駛穩(wěn)定性、回正 性、轉(zhuǎn)向輕便性、高速制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性；前輪的外傾角和前束值的匹配關(guān)系將直接影響到 前輪的側(cè)滑和異常磨耗，這也間接地影響車輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性；后傾角、前束值的選 擇不合理能直接影響前輪擺振，車輛的操縱穩(wěn)定性因而變壞，有關(guān)零部件載荷增加，降低了 行駛的可靠性與安全性，若擺振嚴(yán)重，還會(huì)影響

9、到車輛的平順性。第二章汽車縱向動(dòng)力學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容？各自評(píng)價(jià)指標(biāo)及影響因素？汽車縱向動(dòng)力學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容包括：汽車驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)動(dòng)力學(xué)。其中，汽車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)主要 研究車輛動(dòng)力性，其主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有：最高車速、加速時(shí)間、最大爬坡度。其中發(fā)動(dòng)機(jī)功率 決定車輛最高車速，驅(qū)動(dòng)輪附著極限決定車輛低速加速性能，行駛阻力也有一定影響。汽車 制動(dòng)力學(xué)主要涉及車輛制動(dòng)性能主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有：制動(dòng)效能、制動(dòng)穩(wěn)定性、制動(dòng)恒定性。主 要受車輪定位參數(shù)、地面附著系數(shù)和前后制動(dòng)力分配關(guān)系影響。分析前輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)和四輪驅(qū)動(dòng)在同一路面條件下的動(dòng)力性（最大車速、 加速性能、爬坡能力）和操作穩(wěn)定性的影響。汽車制動(dòng)不穩(wěn)定主要有哪幾種表現(xiàn)

10、？前輪或后輪抱死（滑轉(zhuǎn)）會(huì)導(dǎo)致什么后果? 主要影響因素有哪些？汽車制動(dòng)不穩(wěn)定主要包括：制動(dòng)跑偏、后軸側(cè)滑、前輪失去轉(zhuǎn)向能力。其中制動(dòng)跑偏的原因 主要是：1.左右車輪制動(dòng)力不等；2.制動(dòng)時(shí)，懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向拉桿運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)。制動(dòng)時(shí)， 如果前輪先抱死，汽車基本沿直線行駛，處于穩(wěn)定狀態(tài)，但前輪失去轉(zhuǎn)向能力。制動(dòng)時(shí)，后 輪先抱死，會(huì)加劇跑偏，導(dǎo)致車輛后軸發(fā)生側(cè)滑。主要影響因素：車速、地面附著系數(shù)、前 后制動(dòng)力分配。車速越大，后軸越容易發(fā)生側(cè)滑；地面附著系數(shù)小于同步附著系數(shù)時(shí)，前輪 易抱死；反之，后輪易抱死。驅(qū)動(dòng)時(shí)，前輪滑轉(zhuǎn)，前后輪作用力矩使質(zhì)心側(cè)偏角變小，車輛 趨于穩(wěn)定；后輪滑轉(zhuǎn)，合力矩使質(zhì)心側(cè)偏角變

11、大，車輛趨于不穩(wěn)定。ABS和ASR的工作原理，其工作相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。ABS :制動(dòng)防抱死系統(tǒng)，其主要防止車輪在制動(dòng)工程中被制動(dòng)抱死，避免車輪在路面上進(jìn)行 純粹的滑移，提高汽車在制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，縮短制動(dòng)距離。ASR :驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)，防止驅(qū)動(dòng)車輪驅(qū)動(dòng)過程中發(fā)生滑轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)車輪的牽引力 實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)控制。相同點(diǎn)：ABS和ASR都是通過控制作用于被控車輪的力矩，將車輪的滑移率控制在設(shè)定的理 想范圍內(nèi)，以提高車輪附著理得利用率，從而縮短汽車的制動(dòng)距離和提高加速性能，改善行 駛方向的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力。不同點(diǎn)：1.ABS對(duì)所有車輪都可以控制，ASR只對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪進(jìn)行控制

12、；2.ABS控制時(shí)，離合器 分離，ASR控制時(shí)，離合器常處于結(jié)合狀態(tài)；3.ABS控制時(shí)各車輪相互影響不大，ASR控制 時(shí)，由于差速器作用會(huì)使驅(qū)動(dòng)車輪之間產(chǎn)生較大相互影響。第四章穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性有哪幾種？其主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有哪一些？哪些主要因素會(huì)導(dǎo)致汽 車趨于何種轉(zhuǎn)向特性？穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性主要有：不足轉(zhuǎn)向特性、中性轉(zhuǎn)向特性、過多轉(zhuǎn)向特性。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)1穩(wěn)定性因數(shù)K（占=了（廿一飛土），KX不足轉(zhuǎn)向；KT過多轉(zhuǎn)向；K=。,中性轉(zhuǎn)向） Ad 0,不足轉(zhuǎn)向；（的過多轉(zhuǎn)向；（的）=0中性轉(zhuǎn)向）下列因素將導(dǎo)致不足轉(zhuǎn)向：車體質(zhì)量分配不平衡:如果車體前部質(zhì)量大于后部，車輛將表現(xiàn)為轉(zhuǎn)向不足.反之如果車體前 部質(zhì)量小于后部，

13、車輛將表現(xiàn)為轉(zhuǎn)向過度.過高的前懸掛硬度（roll stiffness,包括彈簧硬度，減震器硬度，防傾桿硬度），過低的后懸掛硬 度（roll stiffness,包括彈簧硬度，減震器硬度，防傾桿硬度）前側(cè)傾點(diǎn)（roll centre）相對(duì)于后側(cè)傾點(diǎn)過高，后側(cè)傾點(diǎn)（roll centre）相對(duì)于前側(cè)傾點(diǎn)過低.過寬的后輪間距（track,左側(cè)后輪中心線到右側(cè)后輪中心線的距離）過寬的后輪輪胎寬度（輪胎與地面接觸面的寬度）驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向特性分析。汽車的不足一過度轉(zhuǎn)向特性主要取決于輪胎側(cè)偏特性。而輪胎側(cè)偏特性又受車輪上縱向力和 垂直負(fù)荷的影響。同一側(cè)向力時(shí)，當(dāng)輪荷較大時(shí)對(duì)應(yīng)的側(cè)偏角??；當(dāng)縱向力較大時(shí)對(duì)應(yīng)

14、的側(cè) 偏角較大。（1）只考慮縱向力影響時(shí)，當(dāng)前輪驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力分配較大時(shí)，前后輪側(cè)向力不 變時(shí)，前輪側(cè)偏角則大而后輪側(cè)偏角減小，從而增加不足轉(zhuǎn)向的傾向；反之，則增加過多轉(zhuǎn) 向的傾向。（2）轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)，后輪有過多轉(zhuǎn)向傾向，因?yàn)橹苿?dòng)車身前后傾使懸架大幅伸張。全輪轉(zhuǎn)向的定義，有幾種形式，對(duì)車輛性能如何影響？全輪轉(zhuǎn)向的含義是在轉(zhuǎn)向時(shí)，除前輪轉(zhuǎn)向外，再附加后輪轉(zhuǎn)向，這種附加后輪轉(zhuǎn)向角是有限 的，與前輪轉(zhuǎn)向存在一定比例關(guān)系。主要有后輪附加轉(zhuǎn)向和前輪同向以及后輪附加轉(zhuǎn)向和前 輪反向。當(dāng)后輪轉(zhuǎn)向與前輪同向時(shí)，可以增大車輛不足轉(zhuǎn)向量，減小車輛橫擺，提高高速行 駛穩(wěn)定性；當(dāng)后輪轉(zhuǎn)向與前輪轉(zhuǎn)向反向時(shí)，可以改善車輛中

15、低速行駛的操縱性，減小轉(zhuǎn)彎半 徑、提高快速轉(zhuǎn)向性，轉(zhuǎn)彎靈活。zrr 立第五章1.簡(jiǎn)述懸架定義，主要功能，分類，懸架評(píng)價(jià)指標(biāo)，主要影響因素及對(duì)車輛性能 影響。懸架系統(tǒng)是指車身與車軸之間連接的所有組合零件的總稱，一般由彈性元件、減震裝置和導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)組成。其主要基本功能有：1.緩和路面不平?jīng)_擊，使汽車行駛平順、乘坐舒適；2.車 輪跳動(dòng)時(shí)使車輪定位參數(shù)變化小，保證良好的操縱穩(wěn)定性；使車輪與地面具有良好附著性， 較小車輪動(dòng)載變化，以保證良好的安全性。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)：1車身垂直加速度；2.車輪相對(duì) 動(dòng)載；3.彈簧行程。主要影響因素包括懸架垂直剛度和懸架側(cè)傾角剛度，懸架垂直剛度和側(cè) 傾角剛度大，則操縱穩(wěn)定性會(huì)

16、好，但平順性會(huì)變差，反之，則平順性好，操縱穩(wěn)定性差。前 后懸架側(cè)傾角剛度會(huì)影響前后輪側(cè)偏角，應(yīng)使前軸側(cè)傾角剛度略大于后軸側(cè)傾角剛度，使得 前軸輪胎側(cè)偏角大于后軸輪胎側(cè)偏角。K&C特性的定義，其對(duì)車輛性能的影響以及懸架設(shè)計(jì)原則。懸架的K&C特性主要包括運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，簡(jiǎn)稱K&C特性。其中K特性：車 輪上下跳動(dòng)和轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪定位參數(shù)的變化特性，主要包括車輪的四個(gè)定位參數(shù)和側(cè)傾中心 的變化。C特性：懸架在承受外力及力矩作用是，車輪定位參數(shù)的變化特性。懸架設(shè)計(jì)的主 要準(zhǔn)則有：1.懸架應(yīng)緩和路面沖擊，使汽車行駛平順；2.車輪跳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使車輪定位參數(shù)變 化小，保證良好操縱穩(wěn)定性；3.使車輪和地面有良好的附著性，較小車輪動(dòng)載變化，保證安 全性。車輛側(cè)傾中心定義，影響車輛側(cè)傾中心高度的