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第7套一、概念解释（选其中8题，计20分）1滚动阻力系数 2旋转质量换算系数3稳态响应的转向特性4汽车制动跑偏5地面附着力6汽车动力因数7汽车燃料经济性8汽车离去角9汽车特征车速10弹性轮胎的侧偏特性11 转向灵敏度12功率平衡图131/3倍频分别评价法14水滑现象二、写出表达式、画图、计算并简单说明（选其中4道题，计20分）1 用结构使用参数写出汽车功率平衡方程式（注意符号定义）。2画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。3列出用图解方法计算汽车等速燃料消耗量的步骤。4列出用图解方法计算汽车多工况燃料消耗量的步骤。5列出计算汽车最高车速的不同方法并绘图说明。6写出各种可用于绘制I曲线的方程或方程组。三、叙述题（选择其中4道题，计20分）1从制动侧滑受力分析和试验，可以得出哪些结论？2 以减速器速比为例，叙述后备功率对汽车动力性和燃油经济性的影响。3 叙述变速器档位数对汽车动力性和燃油经济性的影响，并讨论当前各种汽车选用变速器档位数的趋势，采用何种变速器可以最终解决档位数和汽车动力性与经济性要求之间的矛盾。4试用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车的最大爬坡度。5分析汽车重力对汽车动力性的影响？6汽车在不同路面上制动时最大减速度值和平均值为何值？7什么是侧偏力和侧偏回正力矩？它们主要与哪些因素有关？8汽车的横摆角速度增益及与稳定性因数的关系。四、分析题（选择其中5道题，计20分）1用图描述汽车侧向加速度与前后轮侧偏角之差的对应关系，并加以说明。2分析影响汽车制动距离的因素，并求单位初速度变化对制动距离的影响。3已知某汽车00.35，请利用、线，分析0.5,0.3以及0.7时汽车的制动过程。4绘图说明并分析弹性轮胎的侧偏力与侧偏角之间的关系。5 假设汽车左、右轮制动器制动力相等且技术状况正常，请根据道路的横断面形状，分析汽车实施紧急制动时，左、右轮制动拖痕长度的差异（设附着系数为0.3）。6某起交通事故现场勘察发现，地面没有制动拖痕。事后实施紧急制动，发现汽车制动系没有失效，请分析这种现象（提示：从驾驶员和道路及制动系技术状况分析）。7 请分析汽车急加速时，整个车身前部上升而后部下降的原因（提示：考虑轮胎等弹性、阻尼元件的作用，并采用受力分析方法，要求画出受力图并列出平衡方程）。五、计算、推导题（选择其中4道题，计20分）1假设汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数=0.03,=0.03,=0.02,传动系机械效率=0.86,传动系总速比,车轮滚动半径,发动机的转矩为=20000Nm, 道路附着系数为=0.4,求汽车全速从20km/h加速至10sec末所能达到的车速。2 已知=50km/h，=0.2s,=0.15，请叙述驾驶员、制动系结构形式、制动系调整和技术状况（踏板自由行程、制动鼓/盘与摩擦片之间间隙）以及道路条件对汽车制动性能的影响，并计算单位初速度变化对汽车制动距离的影响（即速度敏感性分析）。3 某汽车的总质量m=5000kg,CD=0.79,A=4.5m2,旋转质量换算系数=0.035, =0.035,坡度角=5,=0.010,传动系机械效率=0.84, 传动系总速比,车轮滚动半径,发动机的转矩为=20000Nm,加速度du/dt=0.2m/s2,=25km/h,求此时传动系机械损失功率？4已知汽车的=1.8m,=1.15m ,横坡度角为10(要求给出示意图),R=45m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,设侧向附着系数为的0.42,不发生侧滑,也不发生侧翻的最大车速是多少?5 某轿车轴距L=3.0m,质心至前轴距离=1.55m,至后轴距离=1.45m,汽车绕轴转动惯量=3900kgm2,前轮总侧偏刚度=-6300N/rad,后轮总侧偏刚度=-110000N/rad,转向系总传动比=20,汽车的总质量为2000kg,请求稳定性因数和特征车速。6 写出由导出的详细过程。7 请详细地写出两公式的变换过程一、概念解释（选其中8题，计20分）1滚动阻力系数 返回一 滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或单位汽车重力所需之推力。也就是说，滚动阻力等于汽车滚动阻力系数与车轮负荷的乘积，即。这样，人们在分析整个汽车行驶阻力时，就不必考虑各车轮所受到的滚动阻力偶矩,而只要知道滚动阻力系数就可求出滚动阻力。2旋转质量换算系数返回一 汽车加速行驶时，需要克服本身质量加速运动的惯性力，该力称为加速阻力。加速时平移质量产生平移惯性力，旋转质量产生旋转惯性力偶矩。为了能用一个公式计算，一般把旋转质量惯性力偶矩在数值上等效转换为平移质量惯性力。对于固定档位，常用系数作为考虑旋转质量力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。这时，汽车的加速阻力为。式中，为汽车旋转质量换算系数，；为汽车加速度。3稳态响应的转向特性返回一 在汽车等速直线行驶时，若急速转动转向盘至某一转角并维持此转角不变时，即给汽车转向盘一个角阶跃输入。一般汽车经短暂时间后便进入等速圆周行驶，这也是一种稳态，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。汽车等速圆周行驶，即汽车转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应，在实际行驶中不常出现，但却是表征汽车操纵稳定性的一个重要的时域响应，称为汽车稳态转向特性。汽车稳态转向特性分为不足转向、中性转向和过度转向三种类型。4汽车制动跑偏返回一 制动跑偏，是指汽车在制动过程中自动向左或向右偏驶的现象。制动侧滑，是指制动时汽车的某轴或多轴发生横向移动的现象。严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。5地面附着力返回一 轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当车轮驱动力超过某值时，车轮就会滑转。则就称为附着力，因此,汽车行驶切向约束条件为。附着力的计算式为。式中，接触面对车轮的法向反作用力；为滑动附着系数。6汽车动力因数返回一 由汽车行驶方程式可导出 则被定义为汽车动力因数。以为纵坐标，汽车车速为横坐标绘制不同档位的的关系曲线图，即汽车动力特性图。7汽车燃料经济性返回一 汽车燃料经济性，是指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力。为了评价汽车的燃料经济性，常选取单位行程的燃料消耗量（L/100km）或单位运输工作的燃料消耗量（L/100tkm、L/kpkm）作为评价指标。前者用于比较相同容量的汽车燃料经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃料经济性的影响；后者常用于比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性。其数值越大，汽车的经济性越差。汽车燃料经济性也可用汽车消耗单位量燃料所经过的行程km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每加仑燃料能行驶的英里数，即MPG或mile/USgal。其数值越大，汽车的燃料经济性越好。由于汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃料的消耗影响很大，也可采用燃料消耗量Q(单位为L/100km)与有效载荷Ge(单位：t)之间的关系曲线，评价在不同道路条件下汽车燃料经济性，称之为平均燃料运行消耗特性。8汽车离去角返回一 汽车离去角，是指自车身后突出点向后车轮引切线时，切线与路面之间的夹角。它表征了汽车离开障碍物(如小丘、沟洼地等)时，不发生碰撞的能力。离去角越大，则汽车的通过性越好。9汽车特征车速返回一 对于具有不足转向特征的汽车，当车速为时，汽车稳态横摆角速度增益达到最大值，而且其横摆角速度增益为与轴距L相等的中性转向汽车横摆角速度增益的50,即。称作特征车速，是表征不足转向量的一个参数。当不足转向量增加时，增大，特征车速降低。10弹性轮胎的侧偏特性返回一 汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中心沿轴方向将作用有侧向力，在地面上产生相应的侧偏力。当车轮有侧向弹性时，即使没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。不同载荷和不同道路上轮胎的侧偏力-侧偏角关系曲线一般称为弹性轮胎的侧偏特性。侧偏特性曲线表明，侧偏角不超过5时，与成线性关系。汽车正常行驶时，侧向加速度不超过0.4g，侧偏角不超过45，可以认为侧偏角与侧偏力成线性关系。11转向灵敏度返回一 汽车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应就是等速圆周行驶。常用稳态横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应。该比值被称为稳态横摆角速度增益或转向灵敏度。12功率平衡图返回一 汽车在行驶时，不但驱动力与行驶阻力平衡，而且发动机输出功率也与行驶阻力功率向平衡。 用纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率及经常遇到的阻力功率对车速的关系绘制在直角坐标图上，就得到功率平衡图。利用功率平衡图可求汽车良好平直路面上的最高车速。在该平衡点，发动机输出功率与常见阻力功率相等，发动机处于100%负荷率状态。另外，通过功率平衡图也可容易地分析在不同档位和不同车速条件下汽车发动机功率的利用情况。13 1/3倍频分别评价法返回一 加权加速度均方根值分量反映了人体对各1/3倍频带振动强度的感觉。1/3倍频带分别评价法的评价指标就是中的最大值。此法认为，当有多个频带的振动能量作用于人体时，各频带的作用无明显联系，对人体的影响主要是由单个影响最突出的频带所造成。因此，要改善行驶平顺性，主要避免振动能量过于集中，尤其是在人体最敏感的频率范围内，不应该有突出的尖峰。14水滑现象返回一 滑水现象，是指轮胎在有积水的路面上行驶时，随着车速的增加，轮胎实际接地面积逐渐减小，而被水膜隔开的面积逐渐增加；当达到一定车速时，在胎面下的动液压升力等于垂直载荷时，轮胎将完全飘浮在水膜上面而与路面毫不接触的现象。滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响制动、转向。二、写出表达式、画图、计算并简单说明（选其中4道题，计20分）1用结构使用参数写出汽车功率平衡方程式（注意符号定义）。返回二式中：驱动力；滚动阻力；空气阻力；坡道阻力；加速阻力；发动机输出转矩；主传动器传动比；变速器档传动比；传动系机械效率；汽车总质量；重力加速度；滚动阻力系数；坡度角；空气阻力系数；汽车迎风面积；汽车车速；旋转质量换算系数；加速度。2 画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。返回二 当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力,若忽略其它阻力，地面制动力，当（为地面附着力）时，； 当时，且地面制动力达到最大值,即； 当时,随着的增加，不再增加。3 列出用图解方法计算汽车等速燃料消耗量的步骤。 已知(,),1,2,以及汽车的有关结构参数和道路条件(和)，求作出等速油耗曲线。根据给定的各个转速和不同功率下的比油耗值,采用拟合的方法求得拟合公式。 1) 由公式返回二 计算找出和对应的点(,),(,),.,(,)。 2) 分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率和。 3) 求出发动机为克服此阻力消耗功率。 4) 由和对应的,从计算。 5) 计算出对应的百公里油耗为 6) 选取一系列转速，.，,找出对应车速，。据此计算出。把这些的点连成线, 即为汽车在一定档位下的等速油耗曲线,为计算方便,计算过程列于表3-7。等速油耗计算方法,r/min计算公式.,km/h.,.,.,g/(kWh).,L/100km.4列出用图解方法计算汽车多工况燃料消耗量的步骤。返回二对于由等速、等加速、等减速、怠速停车等多工况组成的循环，如ECE-R.15和我国货车六工况法，其整个循环的百公里燃油消耗量为（L/100Km）: 式中为所有过程油耗量之和（ml）,s为整个循环的行驶的距离（m）.5列出计算汽车最高车速的不同方法并绘图说明。返回二 通常有三种方法可求的汽车的最高车速，它们分别是驱动力行驶阻力平衡图法、动力因数滚动阻力平衡图法、功率平衡图法。6 写出各种可用于绘制I曲线的方程或方程组。返回二 如已知汽车轴距、质心高度、总质量、质心的位置(质心至后轴的距离) 就可用前、后制动器制动力的理想分配关系式绘制I曲线。 根据方程组也可直接绘制I曲线。假设一组值（0.1,0.2,0.3,1.0）,每个值代入方程组（4-30），就具有一个交点的两条直线，变化值，取得一组交点，连接这些交点就制成I曲线。 利用线组和线组对于同一值，线和线的交点既符合，也符合。取不同的值，就可得到一组线和线的交点，这些交点的连线就形成了I曲线。三、叙述题（选择其中4道题，计20分）1从制动侧滑受力分析和试验，可以得出哪些结论？返回三 在前轮无制动力、后轮有足够的制动力的条件下，随的提高侧滑趋势增加；当后轮无制动力、前轮有足够的制动力时，即使速度较高，汽车基本保持直线行驶状态；当前、后轮都有足够的制动力，但先后次序和时间间隔不同时，车速较高，且前轮比后轮先抱死或后轮比前轮先抱死，但是因时间间隔很短，则汽车基本保持直线行驶；若时间间隔较大，则后轴发生严重的侧滑；如果只有一个后轮抱死，后轴也不会发生侧滑；起始车速和附着系数对制动方向稳定性也有很大影响。即制动时若后轴比前轴先抱死拖滑，且时间间隔超过一定值，就可能发生后轴侧滑。车速越高，附着系数越小，越容易发生侧滑。若前、后轴同时抱死，或者前轴先抱死而后轴抱死或不抱死，则能防止汽车后轴侧滑，但是汽车丧失转向能力。2 以减速器速比为例，叙述后备功率对汽车动力性和燃油经济性的影响。返回三 减速器速比增加使得相同发动机转速对应的车速下降，功率平衡图中的功率曲线在速度轴向左移，从而使后备功率增加，动力性提高，而燃料经济性下降；反之，则后备功率减小，动力性下降，燃料经济性提高。3 叙述变速器档位数对汽车动力性和燃油经济性的影响，并讨论当前各种汽车选用变速器档位数的趋势，采用何种变速器可以最终解决档位数和汽车动力性与经济性要求之间的矛盾。返回三 档位数增加有利于充分利用发动机的功率，使汽车的动力性提高，同时也使燃料经济性提高；但档位数增加使得变速器制造困难，一般可采用副变速器解决，这增加了驾驶员的操作难度，故而采用无级变速器可以最终解决挡位数和汽车动力性与燃油经济性要求之间的矛盾。4试用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车的最大爬坡度。返回三 ,见下图，式中：驱动力；滚动阻力；空气阻力；坡道阻力；加速阻力；发动机输出转矩；主传动器传动比；变速器档传动比；传动系机械效率；汽车总质量；重力加速度；滚动阻力系数；空气阻力系数；汽车迎风面积；汽车车速； 加速度。5分析汽车重力对汽车动力性的影响？返回三 由式知，随着汽车重力的增加，汽车的爬坡能力降低随着重力的增加，汽车的加速阻力增加，汽车的总阻力增加，所以汽车加速能力下降6 汽车在不同路面上制动时最大减速度值和平均值为何值？返回三 当车轮滑动率1525时，；当车轮滑动率100时，。汽车在不同路面上的最大制动减速度。、g分别附着系数和重力加速度。7什么是侧偏力和侧偏回正力矩？它们主要与哪些因素有关？ 汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时的离心力等的作用，车轮心沿Y轴方向将作用有侧向力,相应的在地面上产生地面侧向反作用力，即侧偏力8汽车的横摆角速度增益及与稳定性因数的关系。横摆角速度增益稳定性因数返回三四、分析题（选择其中5道题，计20分）1用图描述汽车侧向加速度与前后轮侧偏角之差的对应关系，并加以说明。 由于即与成线性关系，其斜率为LK,参看图。返回四 为不足转向，以斜率LK随增加而增加。 为中型转向，变化增加而增加。 为过度转向，以斜率-LK随增加而下降。 2分析影响汽车制动距离的因素，并求单位初速度变化对制动距离的影响。返回四 因为，所以，汽车的制动距离S是其制动初始速度二次函数，是影响制动距离的最主要因素之一；S是最大制动减速度的双曲线函数，也是影响制动距离的最主要因素之一。是随行驶条件而变化的使用因素，而是受道路条件和制动系技术条件制约的因素；S是制动器摩擦副间隙消除时间、制动力增长时间的线性函数，是与使用调整有关，而与制动系型式有关，改进制动系结构设计，可缩短，从而缩短S。3已知某汽车00.35，请利用、线，分析0.5,0.3以及0.7时汽车的制动过程。 时，蹋下制动踏板，前后制动器制动力沿着增加，、，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。当与的线相交时，符合前轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着增加，而,，即前后制动器制动力仍沿着线增长，前轮地面制动力沿着的线增长。当与相交时，的线也与线相交，符合前后轮均抱死的条件，汽车制动力为。 当时，蹋下制动踏板，前后制动器制动力沿着增加，、，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。当与的线相交时，符合后轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着增加，而,，即前、后制动器制动力仍沿着线增长，后轮地面制动力沿着的线增长。当与相交时，的线也与线相交，符合前后轮都抱死的条件，汽车制动力为。返回四 的情况同的情形。4 绘图说明并分析弹性轮胎的侧偏力与侧偏角之间的关系。 侧偏角不超过时,侧偏力与侧偏角成线性关系。汽车正常行驶时,侧向加速度不超过,侧偏角不超过45,可以认为侧偏角与侧偏力成线性关系。返回四5 假设汽车左、右轮制动器制动力相等且技术状况正常，请根据道路的横断面形状，分析汽车实施紧急制动时，左、右轮制动拖痕长度的差异（设附着系数为0.3）。 汽车在制动过程中稍微向右侧发生侧偏现象说明汽车右车轮的制动力稍大。出现这种现象的原因是因为道路带有一定的横向坡度（拱度），使得左侧车轮首先达到附着极限，而右侧车轮地面法向力较大，地面制动力尚未达到附着极限，因此才会出现左侧有制动拖印，而右侧无拖印的现象。返回四6 某起交通事故现场勘察发现，地面没有制动拖痕。事后实施紧急制动，发现汽车制动系没有失效，请分析这种现象（提示：从驾驶员和道路及制动系技术状况分析）。 地面没有制动拖痕，说明地面制动力尚未达到附着极限，所以未发生侧滑现象，但是又发生交通事故，说明汽车在制动时发生了侧偏现象，出现这种现象可能是道路有一定的坡度，也可能是该车没有配备相应的制动力分配装置从而产生了横向力偶矩使汽车发生侧偏。返回四7请分析汽车急加速时，整个车身前部上升而后部下降的原因（提示：考虑轮胎等弹性、阻尼元件的作用，并采用受力分析方法，要求画出受力图并列出平衡方程）。 汽车加速时，加速阻力的方向向后，从而使后轮的地面法向反作用力增加，而使汽车后悬架弹性元件受到压缩，而前轮地面法向反作用力减小，而使前悬架弹性元件得以伸张。综合效应使汽车前部抬升，而后部下降。这可通过对汽车整车进行力分析得出。返回四五、计算、推导题（选择其中4道题，计20分）1假设汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数=0.03,=0.03,=0.02,传动系机械效率=0.86,传动系总速比,车轮滚动半径,发动机的转矩为=20000Nm, 道路附着系数为=0.4,求汽车全速从20km/h加速至10sec末所能达到的车速。 因,所以，,即返回五2 已知=50km/h，=0.2s,=0.15，请叙述驾驶员、制动系结构形式、制动系调整和技术状况（踏板自由行程、制动鼓/盘与摩擦片之间间隙）以及道路条件对汽车制动性能的影响，并计算单位初速度变化对汽车制动距离的影响（即速度敏感性分析）。 由制动距离计算式可知，S是制动器摩擦副间隙消除时间、制动力增长时间的线性函数，是与使用调整有关，而与制动系型式有关，改进制动系结构设计，可缩短，从而缩短S，另外，缩短驾驶员反应时间也对缩短制动距离起着重要的作用。返回五3 某汽车的总质量m=5000kg,CD=0.79,A=4.5m2,旋转质量换算系数=0.035, =0.035,坡度角=5,=0.010,传动系机械效率=0.84, 传动系总速比,车轮滚动半径,发动机的转矩为=20000Nm,加速度du/dt=0.2m/s2,=25km/h,求此时传动系机械损失功率？损失功率返回五4已知汽车的=1.8m,=1.15m ,横坡度角为10(要求给出示意图),R=45m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,设侧向附着系数为的0.42,不发生侧滑,也不发生侧翻的最大车速是多少?返回五 不发生侧滑的最大车速满足下列条件： 不发生侧翻的最大车速满足： 故不发生侧滑也不发生侧翻的最大车速应该为16.2m/s.5 某轿车轴距L=3.0m,质心至前轴距离=1.55m,至后轴距离=1.45m,汽车绕轴转动惯量=3900kgm2,前轮总侧偏刚度=-6300N/rad,后轮总侧偏刚度=-110000N/rad,转向系总传动比=20,汽车的总质量为2000kg,请求稳定性因数和特征车速。特征车速返回五6 写出由导出的详细过程。 式中参数为绝对值，而式中侧偏角与侧向加速度均为带符号参数，由于侧向加速度与前、后轮的侧偏角、符号相反，故在式中添加一负号并转化为带符号参数形式即成式返回五7 请详细写出两公式的变换过程。 ,其中 返回五 11
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