1.除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应(如发动机、传动、加速、制动、防抱死和牵引力控制系统等方面的因素)外，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操纵动力学。
2.纵向动力学研究车辆直线运动及其控制的问题，主要是车辆沿前进方向的受力与其运动的关系，按车辆工况的不同，可分为驱动动力学和制动动力学。
3.行驶阻力的两个最基本部分是车辆的滚动阻力和空气阻力，行驶阻力代表了车辆对动力和功率的需求。
4.操纵动力学的研究范围的三个区域：线性域、非线性域、非线性联合工况。
5.车辆动力学特征的设计方法：系统建模、分析
8.稳态：指当周期性（或恒定）操作输入（或扰动输入）施加在车辆上引起的周期性（或恒定）车辆响应，在任意长的时间内不发生变化时，便称该车处于稳定。
9.瞬态：指车辆的运动响应和作用在车辆上的外力或操作位置随时间变化而变化，便称此时车辆的运动处于瞬态。
10.车辆控制系统的构成包括：控制算法、传感器技术和执行机构的开发。
11.假如在车前部安装前视预瞄传感器来可靠地提供前轮前方路面的输入信息，那么主动悬架系统就可以利用车辆对前后轮的路面预测信息进行控制，这就是预瞄控制。
第二章
1.建立系统微分方程的传统方法主要有两种:（1）利用牛顿矢量力学体系的动量定理及动量矩定理（2）利用拉格朗日的分析力学体系
2.约束与约束方程：一般情况下，力学系统在运动时都会受到某些几何或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束，用数学方程所表示的约束关系称为约束方程
3.完全约束：如果约束方程仅是系统位形和时间的解析方程，这种约束称为完全约束
4.非完全约束：如果约束方程不仅包含系统的位形，还包括广义坐标对时间的导数或广义坐标的微分，而且不能通过积分使之转化为包含位形和和时间的完全约束方程，这种约束称为非完全约束
5.完整系统：具有完整约束的力学系统
6.非完整系统：具有非完整约束的力学系统
第三章1.SAE标准轮胎运动坐标系：被定义为法向坐标向下的三维右手正交坐标系，坐标的原点是轮胎接地印迹中心，x轴定义为车轮平面与地面的交线，前进方向为正，y轴是指车轮旋转轴线在地面上的投影线，向右为正，z轴与地面垂直，向下为正。
离程度，是影响轮胎产生纵向力的一个重要因素
定义：车轮回转平面与车轮中心运动方向的夹角，顺时针方向为正。
4.根据车辆动力学研究的内容不同，轮胎模型可分为（1）轮胎纵滑模型（2）轮胎侧偏模型和侧倾模型（3）轮胎垂向振
动模型
y=Dsin(Carctan(Bx-E(Bx-arctanBx)))它以三角形函数组合的形式来拟合试验数据，得出了一套形式相同并可同时表达纵向力侧向力和回正力矩的轮胎模型（y可以是纵向力侧向力和回正力矩，而自变量x可以在不同情况下分别表示轮胎侧偏角或纵向滑移率）
6.轮胎垂直刚度的三种不同定义：静刚度，非滚动动刚度，滚动动刚度。
7.在60—100HZ的频率范围内，子午线轮胎的垂向振动传递特性幅值显著地高于斜交轮胎，该频率范围的振动正对应于乘员的“颤振”感觉区域。在约150—200HZ左右的频率范围，斜交轮胎的振动特性远差于子午线轮胎，通常将该频率范围的轮胎振动称之为轮胎“噪声”，即通常所说的“路面噪声”。
8.轮胎噪声的产生机理
（1）空气泵吸效应随着轮胎的滚动，空气在胎面与路面的空隙中被吸入和挤压。当压缩的空气在接地区间的出口处被告诉释放到空气中时，就会产生噪声。
（2）胎面单元振动当轮胎滚动时，胎面单元作用于路面，当它离开接触区域时，胎齿便由高变形状态下恢复，从而引起胎面噪声，此为主要的轮胎噪声源。同时，胎体振动、胎面花纹沟、花纹凸块空隙就像谐振管一样，也促进了轮胎的噪声辐射。
由于空气泵吸效应、胎体和胎齿单元的振动均和车速有关，因此轮胎噪声的程度是车辆行驶速度的函数。
（3）路面材料对轮胎噪声也有影响。
9.影响轮胎侧向力的三个最重要的因素是侧偏角、垂向载荷和车轮外倾角。侧偏角由轮胎的运行条件所决定，它取决于车辆前进速度、侧向速度、横摆角速度和转向角。轮胎垂向载荷的静态值由车辆质量分布所决定，但随着载荷在纵向和侧向的重新分配，轮胎的垂向载荷会发生变化。车轮外倾角由转向角和通过悬架杆系作用的车身侧倾所决定，但对非独立悬架车辆来说，外倾角只取决于车轴的侧倾角。（填空题）
10.整车建模中对轮胎模型的考虑因素（简答）
1）在基本的线性操纵动力学模型中，轮胎只需产生与垂直载荷和侧偏角呈线性关系的侧向力（包括回正力矩）。
2）如果车辆模型考虑了车轮载荷重新分配的影响，那么轮胎模型还必须包括侧向力与轮胎垂向载荷的关系。
3）如果建模中还考虑了车身侧倾角与车轮外倾角的关系，那么轮胎模型中必须包含车轮外倾对轮胎力的影响。
4）在非线性域分析中，随着车辆模型复杂程度和精度的进一步提高，轮胎模型必须能充分考虑大侧偏角情况下的受力情况，并对其进行精确计算。
5）如果车辆模型包括纵向自由度，那么轮胎模型也必须包含纵向力。因此，在需要同时考虑纵向力和侧向力的联合工况下，轮胎模型必须能够在两个方向准确的分配所能获得的轮胎力。
第四章
1.车辆空气动力学的主要研究内容
1）通过车身外部造型、流体控制和内部流通管道的设计来减小车辆的空气阻力。
2）在空气阻力一定的情况下，尽可能增加向下的气动压力以提高轮胎附着性，但同时减小对轮胎侧偏力的影响。
3）比例模型或全尺寸车辆空气动力学实验，以及对实验结果的分析，
4）研究空气动力与地盘设计及汽车使用情况之间的相互关系及影响。
2.当理想不可压缩流体做定常运动时，可采用伯努利方程来描述其力学特性。伯努利方程以理想流体和能量守恒的基础而建立，它忽略了空气重力的影响，用于描述流体速度和压强之间的关系。
3.由伯努利方程可知，如动压增加，则流体的静压必定减小，反之亦然。
4.风洞一般由动力段、收缩段、试验段以及扩散段组成。
5.空气阻力包括什么1）形状阻力2）内循环阻力3）诱导阻力4）摩擦阻力5）侧向气流的影响
第五、六章
1.按行驶状态的不同，车辆行驶阻力课分为稳态匀速行驶状态下的阻力和瞬态加速时的阻力两部分，前者包括车轮滚动阻力、空气阻力和坡度阻力，后者主要是指加速阻力。
2.为什么重型货车1挡加速度不如2挡？
重型货车的δi对加速能力的影响比较显著，为了获取较强的爬坡能力，重型货车需在最低挡位下工作，这时的旋转质量换算系数相对较高，甚至1挡的加速能力还不如2挡，因此，为实现车辆的最大加速能力，换挡的最佳时机应该是发动机达最高转速，或在相邻的高挡能提供比当前更高加速度的情况下。3.驱动效率τ定义为驱动轴静载Fzs与整车重量W的比值。
4.车辆制动性主要由下面三方面来评价：
1）制动效能，即制动距离和制动减速度；
2）制动效能的稳定性，即抗热衰退性能；
3）制动时的方向稳定性，制动时车辆不发生跑偏，侧滑和失去转向能力的性能。
5.前后轮抱死的运动情况的分析：
1）后轮先抱死：后轮已抱死拖滑，而前轮仍处于滚动状态，可能由路面倾斜坡度、侧风或左右车轮制动力不平衡等因素引起的侧向干扰力Fy作用于车辆质心，由于后轮抱死拖滑，后轮已无法提供侧向力来平衡Fy，而此时前轮产生的侧向力Fyf产生一个绕车辆质心的不稳定力矩Ffry*a，该力矩使车辆侧偏角β继续增加，导致车辆横摆加剧。
2）前轮先抱死：前轮先于后轮抱死，后轮能够产生侧向力来形成一个使车辆回正的稳定力矩Fry*b，从而减少车辆的初始侧偏角β，因而是稳定工况。但前轮抱死后，由于前轮不能产生侧向力，会使车辆失去转向能力。
6.目前三种常用的ABS控制策略用于控制车轮制动压力，分别是单轮控制、低选控制和高选控制。
7.典型的TCS（驱动力控制系统）控制方式：发动机输出转矩调节、驱动轮制动力矩调节、差速器锁止控制、离合器/变速器控制。
第七章
1.当量转动惯量的定义及计算
当量转动惯量J是指传动系统中与曲轴不同速旋转零部件的转动惯量换算成曲轴同速旋转条件下的转动惯量
2.传动系统的减振措施主要有哪两类
1）调整传动系统本身的固有频率使其临界转速增加或者降低到发动机工作转速之外。
2）提高系统阻尼以衰减传动系统振动液力耦合器或液力变矩器具有良好的阻尼特性，可有效消除传动系统扭振。3.双质量飞轮的优点
1）降低了发动机—变速器振动系统的固有频率，可避免采油机怠速时发生共振。
2）可加大减振弹簧的布置半径，降低减震弹簧刚度，并容许增大转角。
3）由于其较好的减振效果，变速器中可采用粘度较低的齿轮油而不致产生齿轮冲击噪声，并可改善低温工况下的换挡性能。而且，由于从动盘中无减振器，减少了从动盘的转动惯量，也有利于换挡平稳。
第九、十章
1.在车辆悬架系统中，气体弹簧按其工作介质的不同，可分为空气弹簧和油气弹簧，空气弹簧按结构形式分为囊式和膜式。
2.可将振动输入按以下属性分类：振动的幅值和频率、作用的位置和方向、作用时间。
3.新标准规定，椅面垂直轴向（Zs）频率加权函数的最敏感频率范围为4~12.5Hz，其中4~8Hz范围内，人体内脏器官最易产生共振；而8~12.5Hz范围的振动对人体脊椎系统影响最大。座椅面水平轴向Xs、Ys的频率加权函数的最敏感范围均为0.5~2Hz，约3Hz以下时水平振动比垂直振动更敏感
1.除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应(如发动机、传动、加速、制动、防抱死和牵引力控制系统等方面的因素)外，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操纵动力学。
2.纵向动力学研究车辆直线运动及其控制的问题，主要是车辆沿前进方向的受力与其运动的关系，按车辆工况的不同，可分为驱动动力学和制动动力学。
3.行驶阻力的两个最基本部分是车辆的滚动阻力和空气阻力，行驶阻力代表了车辆对动力和功率的需求。
4.操纵动力学的研究范围的三个区域：线性域、非线性域、非线性联合工况。
5.车辆动力学特征的设计方法：系统建模、分析
8.稳态：指当周期性（或恒定）操作输入（或扰动输入）施加在车辆上引起的周期性（或恒定）车辆响应，在任意长的时间内不发生变化时，便称该车处于稳定。
9.瞬态：指车辆的运动响应和作用在车辆上的外力或操作位置随时间变化而变化，便称此时车辆的运动处于瞬态。
10.车辆控制系统的构成包括：控制算法、传感器技术和执行机构的开发。
11.假如在车前部安装前视预瞄传感器来可靠地提供前轮前方路面的输入信息，那么主动悬架系统就可以利用车辆对前后轮的路面预测信息进行控制，这就是预瞄控制。
第二章
1.建立系统微分方程的传统方法主要有两种:（1）利用牛顿矢量力学体系的动量定理及动量矩定理（2）利用拉格朗日的分析力学体系
2.约束与约束方程：一般情况下，力学系统在运动时都会受到某些几何或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束，用数学方程所表示的约束关系称为约束方程
3.完全约束：如果约束方程仅是系统位形和时间的解析方程，这种约束称为完全约束
4.非完全约束：如果约束方程不仅包含系统的位形，还包括广义坐标对时间的导数或广义坐标的微分，而且不能通过积分使之转化为包含位形和和时间的完全约束方程，这种约束称为非完全约束
5.完整系统：具有完整约束的力学系统
6.非完整系统：具有非完整约束的力学系统
第三章1.SAE标准轮胎运动坐标系：被定义为法向坐标向下的三维右手正交坐标系，坐标的原点是轮胎接地印迹中心，x轴定义为车轮平面与地面的交线，前进方向为正，y轴是指车轮旋转轴线在地面上的投影线，向右为正，z轴与地面垂直，向下为正。
离程度，是影响轮胎产生纵向力的一个重要因素
定义：车轮回转平面与车轮中心运动方向的夹角，顺时针方向为正。
4.根据车辆动力学研究的内容不同，轮胎模型可分为（1）轮胎纵滑模型（2）轮胎侧偏模型和侧倾模型（3）轮胎垂向振
动模型
y=Dsin(Carctan(Bx-E(Bx-arctanBx)))它以三角形函数组合的形式来拟合试验数据，得出了一套形式相同并可同时表达纵向力侧向力和回正力矩的轮胎模型（y可以是纵向力侧向力和回正力矩，而自变量x可以在不同情况下分别表示轮胎侧偏角或纵向滑移率）
6.轮胎垂直刚度的三种不同定义：静刚度，非滚动动刚度，滚动动刚度。
7.在60—100HZ的频率范围内，子午线轮胎的垂向振动传递特性幅值显著地高于斜交轮胎，该频率范围的振动正对应于乘员的“颤振”感觉区域。在约150—200HZ左右的频率范围，斜交轮胎的振动特性远差于子午线轮胎，通常将该频率范围的轮胎振动称之为轮胎“噪声”，即通常所说的“路面噪声”。
8.轮胎噪声的产生机理
（1）空气泵吸效应随着轮胎的滚动，空气在胎面与路面的空隙中被吸入和挤压。当压缩的空气在接地区间的出口处被告诉释放到空气中时，就会产生噪声。
（2）胎面单元振动当轮胎滚动时，胎面单元作用于路面，当它离开接触区域时，胎齿便由高变形状态下恢复，从而引起胎面噪声，此为主要的轮胎噪声源。同时，胎体振动、胎面花纹沟、花纹凸块空隙就像谐振管一样，也促进了轮胎的噪声辐射。
由于空气泵吸效应、胎体和胎齿单元的振动均和车速有关，因此轮胎噪声的程度是车辆行驶速度的函数。
（3）路面材料对轮胎噪声也有影响。
9.影响轮胎侧向力的三个最重要的因素是侧偏角、垂向载荷和车轮外倾角。侧偏角由轮胎的运行条件所决定，它取决于车辆前进速度、侧向速度、横摆角速度和转向角。轮胎垂向载荷的静态值由车辆质量分布所决定，但随着载荷在纵向和侧向的重新分配，轮胎的垂向载荷会发生变化。车轮外倾角由转向角和通过悬架杆系作用的车身侧倾所决定，但对非独立悬架车辆来说，外倾角只取决于车轴的侧倾角。（填空题）
10.整车建模中对轮胎模型的考虑因素（简答）
1）在基本的线性操纵动力学模型中，轮胎只需产生与垂直载荷和侧偏角呈线性关系的侧向力（包括回正力矩）。
2）如果车辆模型考虑了车轮载荷重新分配的影响，那么轮胎模型还必须包括侧向力与轮胎垂向载荷的关系。
3）如果建模中还考虑了车身侧倾角与车轮外倾角的关系，那么轮胎模型中必须包含车轮外倾对轮胎力的影响。
4）在非线性域分析中，随着车辆模型复杂程度和精度的进一步提高，轮胎模型必须能充分考虑大侧偏角情况下的受力情况，并对其进行精确计算。
5）如果车辆模型包括纵向自由度，那么轮胎模型也必须包含纵向力。因此，在需要同时考虑纵向力和侧向力的联合工况下，轮胎模型必须能够在两个方向准确的分配所能获得的轮胎力。
第四章
1.车辆空气动力学的主要研究内容
1）通过车身外部造型、流体控制和内部流通管道的设计来减小车辆的空气阻力。
2）在空气阻力一定的情况下，尽可能增加向下的气动压力以提高轮胎附着性，但同时减小对轮胎侧偏力的影响。
3）比例模型或全尺寸车辆空气动力学实验，以及对实验结果的分析，
4）研究空气动力与地盘设计及汽车使用情况之间的相互关系及影响。
2.当理想不可压缩流体做定常运动时，可采用伯努利方程来描述其力学特性。伯努利方程以理想流体和能量守恒的基础而建立，它忽略了空气重力的影响，用于描述流体速度和压强之间的关系。
3.由伯努利方程可知，如动压增加，则流体的静压必定减小，反之亦然。
4.风洞一般由动力段、收缩段、试验段以及扩散段组成。
5.空气阻力包括什么1）形状阻力2）内循环阻力3）诱导阻力4）摩擦阻力5）侧向气流的影响
第五、六章
1.按行驶状态的不同，车辆行驶阻力课分为稳态匀速行驶状态下的阻力和瞬态加速时的阻力两部分，前者包括车轮滚动阻力、空气阻力和坡度阻力，后者主要是指加速阻力。
2.为什么重型货车1挡加速度不如2挡？
重型货车的δi对加速能力的影响比较显著，为了获取较强的爬坡能力，重型货车需在最低挡位下工作，这时的旋转质量换算系数相对较高，甚至1挡的加速能力还不如2挡，因此，为实现车辆的最大加速能力，换挡的最佳时机应该是发动机达最高转速，或在相邻的高挡能提供比当前更高加速度的情况下。3.驱动效率τ定义为驱动轴静载Fzs与整车重量W的比值。
4.车辆制动性主要由下面三方面来评价：
2）制动效能，即制动距离和制动减速度；
2）制动效能的稳定性，即抗热衰退性能；
3）制动时的方向稳定性，制动时车辆不发生跑偏，侧滑和失去转向能力的性能。
5.前后轮抱死的运动情况的分析：
1）后轮先抱死：后轮已抱死拖滑，而前轮仍处于滚动状态，可能由路面倾斜坡度、侧风或左右车轮制动力不平衡等因素引起的侧向干扰力Fy作用于车辆质心，由于后轮抱死拖滑，后轮已无法提供侧向力来平衡Fy，而此时前轮产生的侧向力Fyf产生一个绕车辆质心的不稳定力矩Ffry*a，该力矩使车辆侧偏角β继续增加，导致车辆横摆加剧。
2）前轮先抱死：前轮先于后轮抱死，后轮能够产生侧向力来形成一个使车辆回正的稳定力矩Fry*b，从而减少车辆的初始侧偏角β，因而是稳定工况。但前轮抱死后，由于前轮不能产生侧向力，会使车辆失去转向能力。
6.目前三种常用的ABS控制策略用于控制车轮制动压力，分别是单轮控制、低选控制和高选控制。
7.典型的TCS（驱动力控制系统）控制方式：发动机输出转矩调节、驱动轮制动力矩调节、差速器锁止控制、离合器/变速器控制。
第七章
1.当量转动惯量的定义及计算
当量转动惯量J是指传动系统中与曲轴不同速旋转零部件的转动惯量换算成曲轴同速旋转条件下的转动惯量
2.传动系统的减振措施主要有哪两类
1）调整传动系统本身的固有频率使其临界转速增加或者降低到发动机工作转速之外。
2）提高系统阻尼以衰减传动系统振动液力耦合器或液力变矩器具有良好的阻尼特性，可有效消除传动系统扭振。3.双质量飞轮的优点
1）降低了发动机—变速器振动系统的固有频率，可避免采油机怠速时发生共振。
2）可加大减振弹簧的布置半径，降低减震弹簧刚度，并容许增大转角。
3）由于其较好的减振效果，变速器中可采用粘度较低的齿轮油而不致产生齿轮冲击噪声，并可改善低温工况下的换挡性能。而且，由于从动盘中无减振器，减少了从动盘的转动惯量，也有利于换挡平稳。
第九、十章
1.在车辆悬架系统中，气体弹簧按其工作介质的不同，可分为空气弹簧和油气弹簧，空气弹簧按结构形式分为囊式和膜式。
2.可将振动输入按以下属性分类：振动的幅值和频率、作用的位置和方向、作用时间。
3.新标准规定，椅面垂直轴向（Zs）频率加权函数的最敏感频率范围为4~12.5Hz，其中4~8Hz范围内，人体内脏器官最易产生共振；而8~12.5Hz范围的振动对人体脊椎系统影响最大。座椅面水平轴向Xs、Ys的频率加权函数的最敏感范围均为0.5~2Hz，约3Hz以下时水平振动比垂直振动更敏感
三、名词解释 1、坡度阻力与道路阻力 2、等速百公里油耗 3、动力因素 4、后备功率 5、制动力系数与侧向力系数 6、制动效率与利用附着系数 7、制动器抗热衰退性与抗水衰退性 8、制动器制动力分配系数 8、接近角与离去角 10、牵引系数与牵引效率 11、附着力与附着率 12、同步附着系数 13、滑水现象 14、制动跑偏与制动侧滑 15、滑动率与制动力系数 四、简答题 1、滚动阻力与哪些因素有关？ 2、在高速路上行驶时，轮胎气压高些好还是低些好？为什么？若在松软的沙土路面或雪面上又如何？ 3、为追求高的动力性，应如何换档？若追求低油耗，又该如何换档？ 4、在设计传动系各档传动比时，应遵循怎样的基本原则？ 5、为降低空气阻力可采取哪些措施？ 6、从保证制动时方向稳定性出发，对制动系的要求是？ 7、汽车的稳态转向特性分为哪三种类型？一般汽车应具有什么样的转向特性？ 8、汽车满载和空载时是否具有相同的操纵稳定性？ 9、车辆稳定性控制系统（VSC）的控制原理是什么？ 10、在制动过程中，若只有前轮抱死或前轮先抱死，会出现什么情况？如
果只有后轴抱死或后轴先抱死又如何？最理想的制动情况是？ 11、纵向通过角和最小离地间隙对汽车通过性有何影响？ 12、横向稳定杆起什么作用?其装在前悬架与后悬架效果有何不同? 五、计算题 1、已知某汽车的总质量m=3000kg，C D =，A=3m2，旋转质量换算系数δ=，坡度角α=5°，f=，车轮半径r=0.367m，传动系机械效率η=，加速度 du/dt=0.25m/s2，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？(g=9.81m/s2)。 2、设一驱动轿车轴距L=2.6m，质心高度h g =0.57m，其前轴负荷为总重的%。确定其在?=和?=路面上所能达到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F W =0）。其它有关参数为： m=1600kg，C D =，A=2m2，f=，δ=1。 3、已知某车总质量为m=2000kg，L=4m（轴距），质心离前轴的距离为a=2.5m， 离后轴的距离为b=1.5m，质心高度h g =0.6m，在坡度i=%的良好路面上下坡时， 求前后轴的轴荷分配系数（注：前轴荷分配系数m f1=F z1 /F z ，后轴为m f2 =F z2 /F z ）。 4、设车身—车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f =2Hz，行驶在 波长λ=5m的水泥接缝路面上，求引起车身共振时的车速u。若该车车轮部分的 固有频率f 1 =10Hz，在砂石路上常用的车速为30km/h，问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路波长λ=？ 5、已知某型货车满载时有关参数如下：总质量m=9290kg，质心高度 h g =1.17m，轴距L=3.95m，质心到前轴距离a=2.95m，制动力分配系数β=。 1)求前后轴利用附着系数表达式（制动强度z的函数），并求出同步附着系数； 2)求当行驶车速u=30km/h，在?=的路面上车轮不抱死的制动距离。（计算
汽车系统动力学的发展现状 仲鲁泉 2014020326 摘要：汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有汽车在垂直和横向两个方面的动力学内容。介绍车辆动力学建模的基础理论、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外，重点介绍了受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学，以及行驶动力学和操纵动力学内容。本文主要讲述的是通过对轮胎和悬架的系统动力学研究，来探究汽车系统动力学的发展现状。 关键词：轮胎；悬架；系统动力学;现状 0 前言 汽车系统动力学是讨论动态系统的数学模型和响应的学科。它是把汽车看做一个动态系统，对其进行研究，讨论数学模型和响应。是研究汽车的力与其汽车运动之间的相互关系，找出汽车的主要性能的内在联系，提出汽车设计参数选取的原则和依据。 车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。 在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。随后的几十年，汽车制造商意识到行驶平顺性和操纵稳定性在汽车产品竞争中的重要作用，因而车辆动力学得以迅速发展。计算机及应用软件的开发，使建模的复杂程度不断提高。
欢迎阅读 《汽车理论》知识点全总结 第一部分：填空题 第一章．汽车的动力性 1．从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性指标主要是：（1）汽车的最高车速Umax（2）汽车的加速时间t（3）汽车的最大爬坡度imax。 2．常用原地起步加速时间和超车加速时间来表明汽车的加速性能。 3．汽车在良好路面的行驶阻力有：滚动阻力，空气阻力，坡道阻力，加速阻力。 4．汽车的驱动力系数是驱动力与径向载荷之比。 2．确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度、附着率及汽车最低稳定车速。 3．确定最小传动比时，要考虑的问题：保证发动机输出功率的充分发挥、足够的后备功率储备、受驾驶性能限制和综合考虑动力性和燃油经济性。 4．某厂生产的货车有两种主传动比供用户选择，对山区使用的汽车，应选择传动比大的主传动比，为的是增大车轮转矩，使爬坡能力有所提高。但在空载行驶时，由于后备功率大，故其燃油经济性较差。 5．在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但变速器使用的档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高。 6．单位汽车总质量具有的发动机功率称为比功率，发动机提供的行驶功率与需要的行驶功率之差称为后备功率。 7．变速器各相邻档位速比理论上应按等比分配，为的是充分利用发动机提供的功率，提高汽车的
动力性。 8．增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性，这是因为：就动力性而言，挡位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。就燃油经济性而言，挡位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低了油耗。 9．对汽车动力性和燃油经济性有重要影响的动力装置参数有两个，即最小传动比和传动系挡位数。 第四章．汽车的制动性 1．汽车制动性的评价指标是：（1）制动效能，即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。 2．制动效能是指：汽车迅速降低车速直至停车的能力，评定指标是制动距离和制动减速度。 汽车的制动距离是指从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停止住为止汽车驶过的距离，它的值取决于制动踏板力、路面附着条件、车辆载荷和发动机是否结合等因素。 第六章．汽车的平顺性 1．研究平顺性的目的是控制汽车振动系统的动态特性，使乘坐者不舒服的感觉不超过一定界限，平顺性的评价方法有加权加速度均方根值法和振动剂量值两种。 2．“ISO2631”标准用加速度均方根值给出了在1-80Hz摆动频率范围内人体对振动反应的暴露极限、疲劳-降低工效界限、降低舒适界限三种不同的感觉界限。 3．进行舒适性评价的ISO2631-1:1997（E）标准规定的人体座姿受振模型考虑了：座椅支撑面，座椅靠背和脚支撑面共三个输入点12个轴向的振动。 4．悬架系统对车身位移来说，是将高频输入衰减的低通滤波器，对于动挠度来说是将低频输入衰减的高通滤波器。 5．降低车身固有频率，会使车身垂直振动加速度减小，使悬架动饶度增大。 6．作为汽车振动输入的路面不平度，主要用路面功率谱密度来描述其统计特性。
1.汽车系统动力学发展趋势 随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，随着多体动力学的发展及计算机技术的发展，使汽车系统动力学成为汽车CAE技术的重要组成部分，并逐渐朝着与电子和液压控制、有限元分析技术集成的方向发展，主要有三个大的发展方向： （1）车辆主动控制 车辆控制系统的构成都将包括三大组成部分，即控制算法、传感器技术和执行机构的开发。而控制系统的关键，控制律则需要控制理论与车辆动力学的紧密结合。 （2）多体系统动力学 多体系统动力学的基本方法是，首先对一个由不同质量和几何尺寸组成的系统施加一些不同类型的连接元件，从而建立起一个具有合适自由度的模型；然后，软件包会自动产生相应的时域非线性方程，并在给定的系统输入下进行求解。汽车是一个非常庞大的非线性系统，其动力学的分析研究需要依靠多体动力学的辅助。 （3）“人—车—路”闭环系统和主观与客观的评价 采用人—车闭环系统是未来汽车系统动力学研究的趋势。作为驾驶者，人既起着控制器的作用，又是汽车系统品质的最终评价者。假如表达驾驶员驾驶特性的驾驶员模型问题得到解决后，“开环评价”与“闭环评价”的价值差别也许就
不存在了。因此，在人—车闭环系统中的驾驶员模型研究，也是今后汽车系统动力学研究的难题和挑战之一。除驾驶员模型的不确定因素外，就车辆本身的一些动力学问题也未必能完全通过建模来解决。目前，人们对车辆性能的客观测量和主观之间的复杂关系还缺乏了解，而车辆的最终用户是人。因此，对车辆系统动力学研究者而言，今后一个重要的研究领域可能会是对主观评价与客观评价关系的认识 2.目前汽车系统动力学的研究现状 汽车系统动力学研究内容范围很广，包括车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆垂向和横向动力学内容。及行驶动力学和操纵动力学。行驶动力学研究路面不平激励，悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰运动；操纵动力学研究车辆的操纵稳定性，主要是轮胎侧向力有关，引起的车辆侧滑、横摆、和侧倾运动。汽车系统动力学的研究可以分为三个阶段： 阶段一（20世纪30年代） ①对车辆动态性能的经验性的观察 ②开始注意到车轮摆振的问题 ③认识到车辆舒适性是车辆性能的一个重要方面 阶段二（30年代—50年代） ①了解了简单的轮胎力学，给出了轮胎侧偏角的定义 ②定义不足转向和过度转向 ③建立了简单的两自由度操纵动力学方程
1.除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应(如发动机、传动、加速、制动、防抱死和牵引力控制系统等方面的因素)外，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操纵动力学。 2.纵向动力学研究车辆直线运动及其控制的问题，主要是车辆沿前进方向的受力与其运动的关系，按车辆工况的不同，可分为驱动动力学和制动动力学。 3.行驶阻力的两个最基本部分是车辆的滚动阻力和空气阻力，行驶阻力代表了车辆对动力和功率的需求。 4.操纵动力学的研究范围的三个区域：线性域、非线性域、非线性联合工况。 5.车辆动力学特征的设计方法：系统建模、分析 8.稳态：指当周期性（或恒定）操作输入（或扰动输入）施加在车辆上引起的周期性（或恒定）车辆响应，在任意长的时间内不发生变化时，便称该车处于稳定。 9.瞬态：指车辆的运动响应和作用在车辆上的外力或操作位置随时间变化而变化，便称此时车辆的运动处于瞬态。 10.车辆控制系统的构成包括：控制算法、传感器技术和执行机构的开发。 11.假如在车前部安装前视预瞄传感器来可靠地提供前轮前方路面的输入信息，那么主动悬架系统就可以利用车辆对前后轮的路面预测信息进行控制，这就是预瞄控制。 第二章 1.建立系统微分方程的传统方法主要有两种:（1）利用牛顿矢量力学体系的动量定理及动量矩定理（2）利用拉格朗日的分析力学体系 2.约束与约束方程：一般情况下，力学系统在运动时都会受到某些几何或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束，用数学方程所表示的约束关系称为约束方程 3.完全约束：如果约束方程仅是系统位形和时间的解析方程，这种约束称为完全约束 4.非完全约束：如果约束方程不仅包含系统的位形，还包括广义坐标对时间的导数或广义坐标的微分，而且不能通过积分使之转化为包含位形和和时间的完全约束方程，这种约束称为非完全约束 5.完整系统：具有完整约束的力学系统 6.非完整系统：具有非完整约束的力学系统 第三章1.SAE标准轮胎运动坐标系：被定义为法向坐标向下的三维右手正交坐标系，坐标的原点是轮胎接地印迹中心，x轴定义为车轮平面与地面的交线，前进方向为正，y轴是指车轮旋转轴线在地面上的投影线，向右为正，z轴与地面垂直，向下为正。 离程度，是影响轮胎产生纵向力的一个重要因素 定义：车轮回转平面与车轮中心运动方向的夹角，顺时针方向为正。 4.根据车辆动力学研究的内容不同，轮胎模型可分为（1）轮胎纵滑模型（2）轮胎侧偏模型和侧倾模型（3）轮胎垂向振 动模型 y=Dsin(Carctan(Bx-E(Bx-arctanBx)))它以三角形函数组合的形式来拟合试验数据，得出了一套形式相同并可同时表达纵向力侧向力和回正力矩的轮胎模型（y可以是纵向力侧向力和回正力矩，而自变量x可以在不同情况下分别表示轮胎侧偏角或纵向滑移率） 6.轮胎垂直刚度的三种不同定义：静刚度，非滚动动刚度，滚动动刚度。 7.在60—100HZ的频率范围内，子午线轮胎的垂向振动传递特性幅值显著地高于斜交轮胎，该频率范围的振动正对应于乘员的“颤振”感觉区域。在约150—200HZ左右的频率范围，斜交轮胎的振动特性远差于子午线轮胎，通常将该频率范围的轮胎振动称之为轮胎“噪声”，即通常所说的“路面噪声”。 8.轮胎噪声的产生机理 （1）空气泵吸效应随着轮胎的滚动，空气在胎面与路面的空隙中被吸入和挤压。当压缩的空气在接地区间的出口处被告诉释放到空气中时，就会产生噪声。 （2）胎面单元振动当轮胎滚动时，胎面单元作用于路面，当它离开接触区域时，胎齿便由高变形状态下恢复，从而引起胎面噪声，此为主要的轮胎噪声源。同时，胎体振动、胎面花纹沟、花纹凸块空隙就像谐振管一样，也促进了轮胎的噪声辐射。 由于空气泵吸效应、胎体和胎齿单元的振动均和车速有关，因此轮胎噪声的程度是车辆行驶速度的函数。 （3）路面材料对轮胎噪声也有影响。 9.影响轮胎侧向力的三个最重要的因素是侧偏角、垂向载荷和车轮外倾角。侧偏角由轮胎的运行条件所决定，它取决于车辆前进速度、侧向速度、横摆角速度和转向角。轮胎垂向载荷的静态值由车辆质量分布所决定，但随着载荷在纵向和侧向的重新分配，轮胎的垂向载荷会发生变化。车轮外倾角由转向角和通过悬架杆系作用的车身侧倾所决定，但对非独立悬架车辆来说，外倾角只取决于车轴的侧倾角。（填空题）
五、计算题 1、已知某汽车的总质量m=3000kg，C D=0.75，A=3m2，旋转质量换算系数δ=1.06，坡度角α=5°，f=0.015，车轮半径r=0.367m，传动系机械效率η=0.85，加速度du/dt=0.25m/s2，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？(g=9.81m/s2)。 2、设一F.F驱动轿车轴距L=2.6m，质心高度h g=0.57m，其前轴负荷为总重的61.5%。确定其在?=0.2和?=0.7路面上所能达到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F W=0）。其它有关参数为：m=1600kg，C D=0.45，A=2m2，f=0.02，δ=1。 3、已知某车总质量为m=2000kg，L=4m（轴距），质心离前轴的距离为a=2.5m，离后轴的距离为b=1.5m，质心高度h g=0.6m，在坡度i=3.5%的良好路面上下坡时，求前后轴的轴荷分配系数（注：前轴荷分配系数m f1=F z1/F z，后轴为m f2=F z2/F z）。 4、设车身—车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f0=2Hz，行驶在波长λ=5m的水泥接缝路面上，求引起车身共振时的车速u。若该车车轮部分的固有频率f1=10Hz，在砂石路上常用的车速为30km/h，问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路波长λ=？ 5、已知某型货车满载时有关参数如下：总质量m=9290kg，质心高度 h g=1.17m，轴距L=3.95m，质心到前轴距离a=2.95m，制动力分配系数β=0.38。 1)求前后轴利用附着系数表达式（制动强度z的函数），并求出同步附着系数； 2)求当行驶车速u=30km/h，在?=0.8的路面上车轮不抱死的制动距离。（计算时取制动系反应时间τ1=0.02s，制动持续时间τ2=0.2s，制动距离
汽车系统动力学的发展和现状 摘要：近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对汽车系统动力学的的介绍，对这一新兴学科的发展和现状做一阐述。 关键字：汽车系统动力学动力学响应发展历史 Summary：In recent years, with the rapid development of automobile industry, people on the vehicle comfort, reliability and safety are also put forward higher requirements, to achieve these requirements are related to vehicle system dynamics.Vehicle system dynamics is the study of all related to the movement of the car system discipline, it involves the scope is broad, in addition to the effects of dynamic response of vehicle longitudinal motion and its subsystems, and vehicles to and dynamic content crosswise two aspects in the vertical.Based on the vehicle system dynamics is introduced, the development and status of this emerging discipline to do elaborate. Keywords：Dynamics of vehicle system dynamics Dynamic response Development history 0 引言 车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。 在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。随后的几十年，汽车制造商意识到行驶平顺性和操纵稳定性在汽车产品竞争中的重要作用，因而车辆动力学得以迅速发展。计算机及应用软件的开发，使建模的复杂程度不断提高。在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。 传统的车辆动力学研究都是针对被动元件的设计而言，而采用主动控制来改变车辆动态性能的理念，则为车辆动力学开辟了一个崭新的研究领域。在车辆系统动力学研究中，采用“人—车—路”大闭环的概念应该是未来的发展趋势。作为驾驶者，人既起着控
作业题 1、车辆动力学的具体内容是研究车辆及其主要零部件在各种运用情况下，特别是在高速运行时的位移、加速度和由此而产生的动作用力。 2、车辆系统动力学目的在于解决下列主要问题： ①确定车辆在线路上安全运行的条件； ②研究车辆悬挂装置和牵引缓冲装置的结构、参数和性能对振动及 动载荷传递的影响，并为这些装置提供设计依据，以保证车辆高速、安全和平稳地运行； ③确定动载荷的特征，为计算车辆动作用力提供依据。 3、铁路车辆在线路上运行时，构成一个极其复杂的具有多自由度的振动系统。 4、动力学性能归根结底都是车辆运行过程中的振动性能。 5、线路不平顺不是一个确定量，它因时因地而有不同值，它的变化规律是随机的，具有统计规律，因而称为随机不平顺。 （1）水平不平顺； （2）轨距不平顺； （3）高低不平顺； （4）方向不平顺。 6、车轮半径越大、踏面斜度越小，蛇行运动的波长越长，即蛇行运动越平缓。 7、自由振动的振幅，振幅大小取决于车辆振动的初始条件：初始位移和初始速度（振动频率）。 8、转向架设计中，往往把车辆悬挂的静挠度大小作为一项重要技术指标。 9、具有变摩擦减振器的车辆，当振动停止时车体的停止位置不是一个点，而是一个停滞区。 10、在无阻尼的情况下共振时振幅随着时间增加，共振时间越长，车辆的振幅也越来越大，一直到弹簧全压缩和产生刚性冲击。 11、出现共振时的车辆运行速度称为共振临界速度 12、在车辆设计时一定要尽可能避免激振频率与自振频率接近，避免出现共振。 13、弹簧簧条之间要留较大的间距以避免在振动过程中簧条接触而出现刚性冲击 14、两线完全重叠时，摩擦阻力功与激振力功在任何振幅条件下均相等。 15、在机车车辆动力学研究中，把车体、转向架构架（侧架）、轮对等基本部件近似地视为刚性体，只有在研究车辆各部件的结构弹性振动时，才把他们视
《汽车理论》知识点全总结 第一部分：填空题 第一章．汽车的动力性 1．从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性指标主要是：（1）汽车的最高车速Umax（2）汽车的加速时间t（3）汽车的最大爬坡度imax。 2．常用原地起步加速时间和超车加速时间来表明汽车的加速性能。 3．汽车在良好路面的行驶阻力有：滚动阻力，空气阻力，坡道阻力，加速阻力。 4．汽车的驱动力系数是驱动力与径向载荷之比。 5．汽车动力因数D=Ψ+δdu/g dt。 6．汽车行驶的总阻力可表示为：∑F=Ff+Fw+Fj+Fi 。其中，主要由轮胎变形所产生的阻力称：滚动阻力。 7．汽车加速时产生的惯性阻力是由：平移质量和旋转质量对应的惯性力组成。 8．附着率是指：汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低地面附着系数。 9．汽车行驶时，地面对驱动轮的切向反作用力不应小于滚动阻力、加速阻力与坡道阻力之和，同时也不可能大于驱动轮法向反作用力与附着系数的乘积。 10.车速达到某一临界车速时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波现象。 第二章．汽车的燃油经济性 1．国际上常用的燃油经济性评价方法主要有两种：即以欧洲为代表的百公里燃油消耗量和以美国为代表的每加仑燃油所行驶的距离。 2．评价汽车燃油经济性的循环工况一般包括：等速行驶，加速、减速和怠速停车多种情况。 3．货车采用拖挂运输可以降低燃油消耗量，主要原因有两个：（1）带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗率b下降（2）汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整车整备质量之比）较大。 4．从结构方面提高汽车的燃油经济性的措施有：缩减轿车尺寸和减轻质量、提高发动机经济性、适当增加传动系传动比和改善汽车外形与轮胎。 5．发动机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的种类、设计制造水品；另一方面又与汽车行驶时发动机的负荷率有关。 6．等速百公里油耗正比于等速行驶时的行驶阻力与燃油消耗率，反比于传动效率。 第三章．汽车动力装置参数的选定 1．汽车动力装置参数系指：发动机的功率和传动系的传动比；它们对汽车的动力性和燃油经济性有很大影响。2．确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度、附着率及汽车最低稳定车速。 3．确定最小传动比时，要考虑的问题：保证发动机输出功率的充分发挥、足够的后备功率储备、受驾驶性能限制和综合考虑动力性和燃油经济性。 4．某厂生产的货车有两种主传动比供用户选择，对山区使用的汽车，应选择传动比大的主传动比，为的是增大车轮转矩，使爬坡能力有所提高。但在空载行驶时，由于后备功率大，故其燃油经济性较差。 5．在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但变速器使用的档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高。 6．单位汽车总质量具有的发动机功率称为比功率，发动机提供的行驶功率与需要的行驶功率之差称为后备功率。7．变速器各相邻档位速比理论上应按等比分配，为的是充分利用发动机提供的功率，提高汽车的动力性。 8．增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性，这是因为：就动力性而言，挡位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。就燃油经济性而言，挡位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低了油耗。 9．对汽车动力性和燃油经济性有重要影响的动力装置参数有两个，即最小传动比和传动系挡位数。 第四章．汽车的制动性 1．汽车制动性的评价指标是：（1）制动效能，即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。
第五章汽车转向系统动力学 问题的提出 汽车转向系统动力学是研究驾驶员给系统以转向指令后汽车在曲线行驶中的运动学和动力学特性。这一特性影响到汽车操纵的方便性和稳定性，所以也是汽车安全性的重要因素之一，因而成为汽车系统动力学中重要研究内容之一。 汽车操纵稳定性是与汽车的车速密不可分的，早期的低速汽车还谈不上稳定性的问题，最早出现稳定性的问题，是在具有较高车速的轿车上或赛车上，目前，随着车速的不断提高，轿车、大客车、载货汽车的设计都离不开汽车操纵稳定性的研究。近年来，有许多学者研究这一问题，并取得很多成果。 操纵性不好的汽车的主要表现： 1.“飘” －有时驾驶员并没有发出转向的指令，而汽车开始自己改编本方向，使人感到汽车漂浮 2.“贼”－有时汽车像受惊的马，忽东忽西，汽车不听驾驶员的指令； 3.“反应迟钝”－驾驶员虽然发出指令。但是汽车还没有转向反映，转向过程反应较慢； 4.“晃”－驾驶员发出了稳定的转型指令，可使汽车左右摇摆，行驶方向难以稳定，当汽车受到路面不平，或者是侧向风扰动时，汽车就会出现左右摇摆； 5.“丧失路感”－正常汽车转弯的程度，会通过转向盘在驾驶员的手上产生相应的感觉，有些汽车操纵性不好的汽车，特别是在汽车车速较高时，或转向急剧时会丧失这种感觉，这会增加驾驶员操纵困难，或影响驾驶员的正确判断 6.“失去控制”－某些汽车的车速超过一个临界值以后，驾驶员已经不能控制器行驶的方向。 汽车的操纵稳定性：在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。 汽车的操纵性：汽车能及时而准确的反映驾驶员主观操作的能力，也就是按照驾驶员的愿望维持或改变原来的行驶路线的能力。 汽车的稳定性：汽车在外力干扰下，仍能保持或很快恢复原来行驶状态和方向，而不致丧失控制、发生侧滑或翻车的能力。 101
汽车理论习题集必考试题 一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将其代码 写在该小题后的括号内） 1、评价汽车动力性的指标是（A ） A．汽车的最高车速、加速时间和汽车能爬上的最大坡度 B．汽车的最高车速、加速时间和传动系最大传动比 C．汽车的最高车速、加速时间和传动系最小传动比 D．汽车的最高车速、加速时间和最大驱动力 2、汽车行驶速度（ B ） A．与发动机转速、车轮半径和传动系传动比成正比 B．与发动机转速和车轮半径成正比，与传动系传动比成反比 C．与发动机转速和传动系传动比成正比，与车轮半径成反比 D．与发动机转速成正比，与车轮半径和传动系传动比成反比 3、汽车在水平路面上加速行驶时，其行驶阻力包括（B ）。 A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力 C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力 D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力 4、汽车等速上坡行驶时，其行驶阻力包括（ A ）。 A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力 C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力 D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力 5、汽车加速上坡行驶时，其行驶阻力包括（ D ）。 A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力 C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力 D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力 6、汽车行驶时的空气阻力包括（D ）。 A．摩擦阻力和形状阻力 B. 摩擦阻力和干扰阻力 C．形状阻力和干扰阻力 D. 摩擦阻力和压力阻力 7、汽车行驶时的空气阻力（B ）。 A. 与车速成正比 B. 与车速的平方成正比 C. 与车速的3次方成正比 D. 与车速的4次方成正比 8、汽车行驶时的空气阻力（C ）。 A. 与迎风面积和车速成正比 B. 与迎风面积的平方和车速成正比 C. 与迎风面积和车速的平方成正比 D. 与迎风面积的平方和车速的平方成正 比
Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院 专业：机械工程及自动化 姓名： 指导教师：
The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow:
According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b
1、系统动力学有哪三个研究容？ （1）优化：已知输入和设计系统的特性，使得它的输出满足一定的要求，可称为系统的设计，即所谓优化。就是把一定的输入通过选择系统的特性成为最优化的输出。 （2）系统识别：已知输入和输出来研究系统的特性。 （3）环境预测。已知系统的特性和输出来研究输入则称为环境预测。 例如对一振动已知的汽车，测定它在某一路面上行驶时所得的振动响应值（如车身上的振动加速度），则可以判断路面对汽车的输入特性，从而了解到路面的不平特性。 车辆系统动力学研究的容是什么？ （1）路面特性分析、环境分析及环境与路面对车辆的作用； （2）车辆系统及其部件的运动学和动力学；车辆各子系统的相互作用； （3）车辆系统最佳控制和最佳使用； （4）车辆-人系统的相互匹配和模型研究、驾驶员模型、人机工程等。 2、车辆建模的目的是什么？ （1）描述车辆的动力学特性； （2）预测车辆性能并由此产生一个最佳设计方案； （3）解释现有设计中存在的问题，并找出解决方案。 车辆系统动力学涉及哪些理论基础？ （1）汽车构造 （2）汽车理论
（3）汽车动力学 （4）信号与系统 在“时间域”及“频率域”下研究时间函数x(t)及离散序列 x(n)及系统特性的各种描述方式，并研究激励信号通过系统 时所获得的响应。 （5）自动控制理论 （6）系统辨识 （7）随机振动分析 研究随机振动中物理量的描述方法(相关函数、功率谱密度)， 讨论受随机激励的振动系统的激励、系统特性、响应三者统 计规律性之间的关系。 （8）多体系统动力学 建立车辆系统动态模型的方法主要有哪几种？ 数学模型 （1）各种数学方程式：微分方程式，差分方程，状态方程，传递函数等。 （2）用数字和逻辑符号建立符号模型—方框图。 3、路面不平度功率谱密度的表达式有几种？各有何特点？试举出2 种以上路面随机激励方法，并说明其特点。（10分） 路面功率谱密度的表达形式分为幂函数和有理函数两种 （1）路面不平度的幂函数功率谱密度 ISO/DIS8608和国家标准GB7031-1987《车辆振动输入路面平
第一节 历史回顾 《汽车系统动力学》教学大纲 、课程性质与任务 1. 课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。 2. 课程任务：本课程要求学生学习和掌握车辆系统的主要行驶性能，如牵引性能、车 辆的动态载荷、转向动 力学等。研究路面不平度激励的振动。 了解该领域世界发展及最新成 果。通过学习本课程，掌握汽车动力学分析的一般的理论和方法, 析、从事该领域研究、开发奠定基础。 二、课程教学基本要求 本课程是研究所有与汽车系统运动有关的学科, 其内容可按车辆运动方向分为纵向、 垂 向和侧向动力学三大部分。要求学生了解车辆动力学建模的基础理论、 轮胎力学及汽车空气 动力学基础之外，重点理解受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动 力学，以及行驶动力学（垂向）和操纵动力学（侧向）内容。运用系统方法及现代控制理论，结 合实例分析，介绍了车辆动力学模型的建立、 计算机仿真、动态性能分析和控制器设计的方 法，同时使学生对常用的车辆动力学分析软件有所了解。 问、课堂讨论等）（30%）。成绩评定采用百分制， 60分为及格。 三、课程教学内容 绪篇概论和基础理论 第一章 车辆动力学概述 1?教学基本要求 让学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方法、术语、 标准和法规、发展趋势。 2. 要求学生掌握的基本概念、理论、技能 法、发展趋势。 3. 教学重点和难点 教学重点是车辆动力学的研究内容和范围、 车辆特性和设计方法。教学难点是车辆特性 和设计方法。 4. 教学内容 为今后汽车系统动力学分 成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试） （70%） +平时成绩（平时测验、作业、课堂提 通过本章教学使学生了解车辆动力学的历史发展、 研究内容和范围、车辆特性和设计方
汽车系统动力学概论 摘要：汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有汽车在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对大量教科书和文献进行了分析，对汽车动力学的研究内容、研究方法和理论基础以及发展趋势进行了阐述。 关键词：系统，汽车，系统动力学 1系统及系统动力学的概念 1.1 系统 系统是一个由相互区别、相互作用的各部分（即单元或要素）有机地连接在一起，为同一目的的完成某种功能的集合体。 由此可知系统具有以下几个特点：具有目的性、具有层次性、具有功能共性、具有整体性。 1.2 系统动力学系统动力学是一门分析研究信息反馈的学科。它是系统科学中的一个分支，是跨越自然科学和社会科学的横向学科。系统动力学基于系统论，吸收控制论、信息论的精髓，是一门认识系统问题和解决问题系统问题交叉、综合性的学科。 反馈系统就是包含反馈环节与其作用的系统。它要受系统本身的历史行为的影响，把历史行为的结果回授给系统本身，以影响未来的行为。如库存订货系统。 2 汽车系统动力学及其研究内容 2.1 汽车系统动力学 汽车系统动力学就是把汽车看做是一个动态系统，对其行为进行研究，讨论数学模型和响应。是研究汽车受的力及其与汽车运动之间的相互关系，找出汽车主要性能的内在规律和联系，提出汽车设计参数选取的原则和依据。 汽车系统动力学研究所有与车辆系统运动有关的学科，包括空气动力学，纵向运动及其子系统的动力学响应，垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操作动力学，行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯卧以及车轮的运动，操纵动力学研究车辆的操纵性，主要与轮胎侧向力有关，并由此引起车辆侧滑、横摆和侧倾运动。
1. 简要给出完整约束与非完整约束的概念2-23,24,25, 1)、约束与约束方程 一般的力学系统在运动时都会受到某些几何或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束，用数学方程所表示的约束关系称为约束方程。 2）、完整约束与非完整约束 如果约束方程只是系统位形及时间的解析方程，则这种约束称为完整约束。 完整约束方程的一般形式为： 式中，qi为描述系统位形的广义坐标(i=1，2，…，n)；n为广义坐标个数；m为完整约束方程个数；t为时间。 如果约束方程是不可积分的微分方程，这种约束就称为非完整约束。 一阶非完整约束方程的一般形式为：
式中，qi为描述系统位形的广义坐（i = 1, 2, …,n）；为广义坐标对时间的一阶与数；n为广义坐标个数；m为系统中非完整约束方程个数；t为时间。 2. 解释滑动率的概念3-7,8 1.滑动率S 车轮滑动率表示车轮相对于纯滚动（或纯滑动）状态的偏离程度，是影响轮胎产生纵向力的一个重要因素。 为了使其总为正值，可将驱动和被驱动两种情况分开考虑。驱动工况时称为滑转率；被驱动（包括制动，常以下标b以示区别）时称为滑移率，二者统称为车轮的滑动率。
参照图3-2，若车轮的滚动半径为rd，轮心前进速度(等于车辆行驶速度)为uw，车轮角速度为ω，则车轮滑动率s定义如下： 车轮的滑动率数值在0~1之间变化。当车轮作纯滚动时，即uw=rd ω，此时s=0；当被驱动轮处于纯滑动状态时，s=1。 3. 轮胎模型中表达的输入量和输出量有哪些？3-22,23 轮胎模型描述了轮胎六分力与车轮运动参数之间的数学关系，即轮胎在特定工作条件下的输入和输出之间的关系，如图3-7所示。 根据车辆动力学研究内容的不同，轮胎模型可分为：
（研究生课程论文） 汽车动力学 论文题目：汽车悬架系统动力学研究指导老师：乔维高 学院班级： 学生姓名： 学号： 2015年1月
汽车悬架系统动力学研究 摘要：汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。主要分析了麦弗逊悬架的结构特点，并通过ADAMS软件建立麦弗逊悬架的3D模型,对其进行仿真分析,得出悬架参数的优化设计方法。关键词：麦弗逊悬架；ADAMS多刚体动力学；仿真分析 The automobile suspension system dynamics research Caisi Vehicle 141 1049721402344 Abstract:Different kinds of suspension systems and of differences in suspension parameters on the vehicle steering stability and riding comfort have important influence. Mainly analyzed the structure characteristics of Macpherson suspension, and by using ADAMS software to establish 3D model of Macpherson suspension, carry on the simulation analysis, the method of optimal design parameters of the suspension. Key words:Macpherson suspension; ADAMS /Car; multi-rigid-body dynamics; simulation and analysis 引言 汽车悬架是汽车车轮与车身之间一切装置的总称。其功用在于：在垂直方向能够衰减振动和起悬挂作用；在侧向可防止车身侧倾和左右车轮载荷转移；在行驶方向上能够保证驱动与制动的实现并保持行驶方向的稳定性。不同的悬架设置会使驾驶者有不同的感受。看似简单的悬架系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。悬架系统起着传递车轮和车身之间的力和力矩、引导与控制汽车车轮与车身的相对运动、缓和路面传递给车身的冲击、衰减系统的振动等作用，汽车悬架系统对汽车的操