《汽车理论A》教学大纲
课程编号：
课程名称：汽车理论A／Theory of Vehicle
学时/学分：56/3.5（其中含实验6学时）
先修课程：《汽车构造》、《随机振动》、《发动机原理》
适用专业：车辆工程
开课单位：汽车工程学院汽车工程系
一、课程的性质与任务
本课程为车辆工程专业(本科)必修的学科基础课。
汽车理论根据作用于汽车上外力的特性，分析了汽车动力学有关的汽车各主要使用性能，介绍了各使用性能的评价指标和评价方法，建立了有关的汽车动力学方程式，分析了汽车及其部件的结构形式与结构参数对名使用性能的影响，说明了对性能进行了预测的计算方法。提供了进行了汽车设计、试验及使用所必须的专业知识。
二、课程的教学内容、基本要求及学时分配
（一）教学内容
1．汽车的动力性
汽车的动力性指标。
汽车的驱动力：发动机的外特性，传动系的机械效率，车轮半径，汽车的驱动力图。
汽车的行驶阻力：滚动阻力及滚动阻力系数，空气阻力及空气阻力系数，上坡阻力，加速阻力。汽车的行驶方程式。
汽车行驶的驱动与附着条件，附着力与附着利用率。
汽车的驱动力—行驶阻力平衡：驱动力—行驶阻力平衡图，利用驱动力—行驶阻力平衡图分析汽车的动力性指标。
汽车的动力因数与动力特性图。利用动力特性图分析汽车的动力性指标。
汽车的功率平衡。利用功率平衡图分析汽车的动力性指标。
2. 汽车的燃油经济性
汽车燃油经济性的评价指标。
汽车的燃油经济性计算：汽车发动机的负荷特性与万有特性，汽车稳定行驶时燃油经济性的计算，汽车的加速，减速与停车怠速的耗油量计算。
影响汽车燃油经济性的因素：影响汽车燃油经济性的使用因素，影响汽车燃油经济性的结构因素，提高汽车燃油经济性的途径。
3.汽车发动机功率与传动系传动比的选择
发动机功率的选择。
传动系最小传动比的确定。
传动系最大传动比的确定。
传动系档数与各档传动比的确定。
4.汽车的制动性
制动性的评价指标。
制动时车轮的受力分析：地面制动力、制动器制动力与附着力的关系，滑动率与附着系数的关系。
汽车的制动效能：汽车的制动减速度，制动距离，汽车制动效能的恒定性。
制动时汽车的方向稳定性：制动跑偏，制动侧滑。
前后制动器制动力的比例关系：前、后制动器制动力的理想分配曲线，具有固定比值的前后制动器制动力分配线，同步附着系数及其选择，在附着系数不同的道路上的制动过程分析，减速度分析、利用附着系数与附着效率。
制动力调节：制动力调节原理，制动系限压阀、比例阀，防抱制动系统。
5.汽车的操纵稳定性
操纵稳定性概述：操纵稳定性概念，车辆坐标系，刚体运动微分方程。
轮胎的侧偏特性：轮胎坐标系，轮胎侧偏现象与侧偏特性，影响侧偏特性的诸因素，有外倾角时轮胎的滚动。
汽车操纵系统的简化模型对前轮角输入的响应：二自由度汽车的运动微分方程式，汽车的稳态响应，汽车的瞬态响应。
汽车操纵稳定性与悬架的关系：悬架的侧倾特性，侧倾时左右车轮垂直载荷变化对汽车转向性能的影响，侧倾时车轮外倾角的变化对汽车转向性能的影响，运动侧偏对汽车转向性能的影响。
汽车操纵稳定性与转向系的关系。
汽车操纵稳定性与传动系的关系。
6.汽车的行驶平顺性
人体对振动的反应和汽车行驶平顺性的评价：人体对振动的反应，汽车行驶平顺性的评价方法与主要指标，研究汽车行驶平顺性的基本方法。
路面统计特性：路面功率谱，空间频率谱密度转化为时间频率谱密度，路面输入谱。
汽车振动系统的简化。
单质量系统的振动：单质量系统的自由振动，单质量系统的频率响应特性，单质量系统在路面随机激励下的响应，谱分析与方差（均方根值）的计算。
7.汽车的通过性
汽车通过性概述。
汽车间隙失效，汽车通过性的几何参数。
汽车越过台阶的能力。
汽车越过壕沟的能力。
（二）基本要求
本课程是以汽车基本性能分析为核心进行教学。掌握汽车行驶时的力学知识，性能分析和计算方法，掌握正确设计汽车和合理使用汽车的途径。具有分析实际问题和解决实际问题的能力。
（三）学时分配
本课程的教学时数为56学时，课内学时分配如下表：
（四）课程内容的重点、难点
1.汽车的动力性
重点：汽车的动力性指标，驱动力图，滚动阻力，空气阻力，加速阻力，驱动与附着条件，附着力与附着利用率，驱动力—行驶阻力平衡图及利用图分析汽车的动力性，汽车的动力因数，动力特性图及利用图分析汽车的动力性，汽车的功率平衡图及利用图分析汽车的动力性。
难点：滚动阻力及滚动阻力系数，附着力与附着利用率。
2. 汽车的燃油经济性
重点：汽车燃油经济性的评价指标，稳定行驶时燃油经济性的计算，加速，减速与停车怠速的耗油量计算，影响汽车燃油经济性的使用因素，影响汽车燃油经济性的结构因素。
难点：汽车的加速耗油量计算，影响汽车燃油经济性的结构因素。
3.汽车发动机功率与传动系传动比的选择
重点：发动机功率的选择，传动系最小传动比的确定，传动系最大传动比的确定，传动系档数与各档传动比的确定。
难点：传动系最小传动比的确定，传动系档数与各档传动比的确定。
4.汽车的制动性
重点：制动性的评价指标，地面制动力、制动器制动力与附着力的关系，滑动率与附着系数的关系，汽车的制动减速度，制动距离，制动跑偏，制动侧滑，前、后制动器制动力的理想分配曲线，具有固定比值的前后制动器制动力分配线，同步附着系数及其选择，在附着系数不同的道路上的制动过程分析，减速度分析、利用附着系数与附着效率，比例阀，防抱制动系统。
难点：在附着系数不同的道路上的制动过程分析，减速度分析、利用附着系数与附着效率。
5.汽车的操纵稳定性
重点：车辆坐标系，轮胎坐标系，轮胎侧偏现象，影响侧偏特性的诸因素，有外倾角时轮胎的滚动，二自由度汽车的运动微分方程式，汽车的稳态响应，悬架的侧倾特性，侧倾时左右车轮垂直载荷变化对汽车转向性能的影响，侧倾时车轮外倾角的变化对汽车转向性能的影响，运动侧偏对汽车转向性能的影响，汽车操纵稳定性与转向系的关系，汽车操纵稳定性与传动系的关系。
难点：轮胎侧偏现象，汽车的稳态响应，悬架的侧倾特性，侧倾时左右车轮垂直载荷变化对汽车转向性能的影响，侧倾时车轮外倾角的变化对汽车转向性能的影响，运动侧偏对汽车转向性能的影响。
6.汽车的行驶平顺性
重点：人体对振动的反应，汽车行驶平顺性的评价方法与主要指标，研究汽车行驶平顺性的基本方法，路面功率谱，空间频率谱密度转化为时间频率谱密度。汽车振动系统的简化，单质量系统的自由振动，单质量系统的频率响应特性，单质量系统在路面随机激励下的响应，谱分析与方差（均方根值）的计算。
难点：研究汽车行驶平顺性的方法，路面功率谱，单质量系统的频率响应特性，在路面随机激励下谱分析与方差（均方根值）的计算。
7.汽车的通过性
重点：汽车间隙失效，通过性的几何参数，越过台阶的能力。
三、课程改革与特色
本门课程使用了双语教学，使用了多媒体教学，开设了实验课，进行了计算机作业。
四、推荐教材及参考书
推荐教材：
《汽车理论》第三版，主编:余志生
出版社：机械工业出版社
出版或修订时间：2004年6月《Elementary Vehicle Dynamics》第一版，主编:杨万福、邓亚东
出版社：武汉理工大学出版社
出版或修订时间：2006年
参考书：
《Theory of ground vehicles》，主编: Jo.Yung.Wong
出版社：John Wiley & Sons
出版或修订时间：2001 《现代汽车检测技术》，主编:明平顺、杨万福
出版社：人民交通出版社
出版或修订时间：2001.12《汽车构造》第四版，主编:陈家瑞
出版社：人民交通出版社
出版或修订时间：2002.10《汽车发动机原理》，主编:张志沛
出版社：人民交通出版社
出版或修订时间：2003.3
执笔：杨万福
审阅：余晨光日期：2005.6
审定：明平顺日期：2005.6
第一章汽车的动力性 1.1 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动祖力。 2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力F Z相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大变大。即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z.?a阻碍车轮滚动。 3]作用形式: T f = Wf，T f = T f/r 1.2 滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。 1.3
=494.312+0.13U a2 由计算机作图有：
1.4 空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？ 答：动力性会发生变化。因为满载时汽车的质量会增大，重心的位置也会发生改变。质量增大，滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大，加速时间会增加，最高车速降低。重心位置的改变会影响车轮附着率，从而影响最大爬坡度。 1.5 如何选择汽车发动机功率？ 答：发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。若给出了期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于，但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和。发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。 在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。 1.6 超车时该不该换入低一挡的排挡？ 答：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换
第一章 1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。 2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。 3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T F f f = （f 为滚动阻力系数） 1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？ 提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。 1.3、解答：1）（取四档为例） 由 u F n u n Tq Tq F t t →??? ? ?? →→→ 即 r i i T F T o g q t η= 4 32)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= o g i i rn u 377.0= 行驶阻力为w f F F +： 2 15 .21a D w f U A C Gf F F + =+ 2 131.0312.494 a U += 由计算机作图有
第一章 汽车的动力性 1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： (1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =?。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 （2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。 （3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。 （4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。 1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。 1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率 ηt =0.85 滚动阻力系数 f =0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2 主减速器传动比 i 0=5.83 飞轮转动惯量 I f =0.218kg ?m 2 二前轮转动惯量 I w1=1.798kg ?m 2 四后轮转动惯量 I w2=3.598kg ?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L=3.2m 质心至前轴距离（满载） a=1.974m 质心高（满载） hg=0.9m 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽
汽车理论作业 汽73 2007010806 许四聪 6.3 解:引起部分共振时的车速：h km s m f u a /36/10520==?==λ 车轮共振时的路面的波长：)(833.010 6.330m f u t a =?==λ 6.4 解：由题6.2可知路面输入谱为：()3 4 01056.2m n G q -?=，参考空间频率为101.0-=m n 车速为s m u /20= 路面功率谱密度：2 522 4220 01012.5201.01056.2)()(f f f u n n G f G q q --?=???== 由图可知： ? ????<<<<=) 101(1)11.0(1f f f q z 所以车身加速度谱密度为：?? ?<<<<==??? ====-)101(0798 .0)11.0(0798.00798.010 12.516) (16)()()(22 2 2 5 2 4 4 2 44222f f f q z f f q z f f G q z f f G q z f G q z f G q q q z ππω 计算得车身加速度的均方根值为： )/(8623.0]0798.00798.0[])([25.010 1 11 .025.0101 .0s m df df f df f G z z =+==??? σ 下面绘制其车身加速度谱图： 程序如下： g=2.56*10^-4; n=0.1; u=20; f=0.1:0.01:10; gq=g*n^2*u./f.^2; h=1*(0.1 一、设计目的 本次课程设计利用所学的汽车理论知识,计算某货车的燃油经济性,该汽车各参数为 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 r=0、367m 传动系传动效率 t=0、87 滚动阻力系数 f=0、013 空气阻力系数×迎风面积 C D ×A=2、77m2 主减速器传动比 i =5、28 飞轮转动惯量 I f =0、218kg*m2 二前轮转动惯量 I w1 =1、798kg*m2 四后轮轮转动惯量 I w2 =3、598kg*m2 1档2档3档4档 4档变速器6、09 3、09 1、71 1、00 汽车外特性的T q -n曲线拟合公式为 式中 T q 为发动机转矩(N·m);n为发动机转速(r/min) 发动机最低转速为600r/min,发动机最高转速为4000r/min。 汽车负荷特性曲线拟合公式为 表二:拟合式中各系数 怠速油耗:Q id =0、299ml/s(怠速转速400r/min) 题目要求: 1.根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转矩外 特性曲线; 2.绘制功率平衡图; 3.绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图; 4.绘制汽车最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b; 5.绘制最高挡与次高档等速百公里油耗曲线; 6.求解六工况(GB/T 12545、2-2001)行驶的百公里油耗; 7.列表表示最高挡与次高挡等速行驶时,在20整数倍车速的参数值(将无意义 的部分删除),例表见表1。 经济性计算时,取汽油密度0、742g/mL,柴油密度0、830g/mL 二、解题过程 第一题:根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转矩外特性曲线 汽车外特性的T q -n曲线拟合公式为 根据Matlab软件绘制功率外特性与转矩外特性曲线 先将n按定等长取不同的值,带入到拟合公式中,求得不同n下的T q ,然后通过T q 与n求得P e ,再绘制P e —n与T q —n图像。 第四章 4．1 一轿车驶经有积水层的—良好路面公路，当车速为100km/h 时要进行制动。问此时有无可能出现滑水现象而丧失制动能力?轿车轮胎的胎压为179．27kPa 。 答：假设路面水层深度超过轮胎沟槽深度 估算滑水车速：i h p 34.6=μ i p 为胎压（kPa ） 代入数据得：89.84=h μkm/h 而h μμ > 故有可能出现滑水现象而失去制动能力。 4．2在第四章第三节二中．举出了CA700轿车的制动系由真空助力改为压缩空气助力后的制动试验结果。试由表中所列数据估算''2' 2 2 1ττ+的数值，以说明制动器作用时间的重要性。 提示：由表4-3的数据以及公式max 2 02292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'= ττ 计算' '2'22 1ττ+的数值。 可以认为制动器起作用时间的减少是缩短制动距离的主要原因。 4．3一中型货车装有前、后制动器分开的双管路制功系，其有关参数如下； 1)计算并绘制利用附着系数曲线与制动效率曲线。 2)求行驶车速30km/h ，在.0=? 80 路面上车轮不抱死的制动距离。计算时取制动系反应时间 s 02.0'2=τ，制动减速度上升时间s 02.0''2=τ。 3) 求制功系前部管路损坏时汽车的制功距离，制功系后部管路损坏时汽车的制功距离。 答案：1） 前轴利用附着系数为：g f zh b z L += β? 后轴利用附着系数为： ()g r zh a z L --= β?1 空载时： g h b L -=β?0= 413.0845 .085 .138.095.3-=-? 0??> 故空载时后轮总是先抱死。 汽车理论模拟试卷四 1、 （1）什么是纵向滑动率？作出附着系数与纵向滑动率的关系曲线，并描述该曲线的特点、分析其产生的原因。 （2）什么是轮胎的侧偏特性？试分析轮胎侧偏特性产生的原因及其主要影响因素（包括：汽车使用因素与轮胎自身结构与特性的因素）。 （3）结合下图（包括轮胎的侧偏特性）说明：转弯时汽车滚动阻力大的原因，并说明 滚动阻力的主要影响因素。 2、 （1）动力性的评价指标主要有哪三个？各个评价指标的影响因素有哪些？分别是怎样影响的？ （2）结合公式及绘图，说明后备功率的概念。 （3）确定汽车的动力性，可通过作图法，具体可用哪几种特性的图？大致过程怎样？ 3、 （1）画图并说明地面制动力、制动器制动力与附着力三者之间的关系。 （2）已知某汽车的同步附着系数，试结合线、I 曲线、 f 和r 线组分析汽车在附着系数ψ2=0.8 的路面上进行制动时的全过程。 （3）在图上标明：在ψ1=0.3 和ψ2= 0.8的路面上车轮抱死后，制动器制动力与地面制动力的差别。 4、 （1）较常用的汽车百公里油耗有哪些? （2）汽车的等速百公里油耗与车速间具有怎样的关系？为什么？ 5、 （1）结合有关公式，分析汽车操纵稳定性稳态特性的影响因素结合有关公式，分析汽车操纵稳定性稳态特性的影响因素。 （2）定性分析汽车操纵稳定性动态特性的影响因素。 （3）驾驶员的不同转向操作对汽车的转向与操纵稳定性特性有怎样的影响？为什么？ （4）曲线行驶时，对于前轮驱动的汽车，在驱动与制动时，纵向力对其稳态特性的影响是否有差异，试分析产生的原因和主要影响因素。 6、 （1）进行汽车平顺性分析时，一般对哪几个振动响应量进行分析？以车身单质量振动系统为例分析频率比、阻尼比及其相关的质量,刚度,阻尼对三个振动响应量的影响。 （2）在车身与车轮的双质量振动系统中，已知车身部分偏频为π rad/s，车身与车轮的质量比、刚度比分别为8和9, 试计算车轮部分偏频，并说明主频与偏频的定义及其大小的关系（用“<”号表示）。 答案 1、 （1）什么是纵向滑动率？作出附着系数与纵向滑动率的关系曲线，并描述该曲线的特点、分析其产生的原因。 答：驱动时纵向滑动率 S1 = 制动时滑动率以 一.名词解释 1、汽车使用性能：汽车能够适用各种使用条件，以最高效率、最低消耗、安全可靠地完成运输工作的能力。 2、滚动阻力系数：车轮在等速平路行驶时滚动时所需之推力与车轮负荷之比。 3、滑移率：在车轮运动中滑动成分所占的比例。 4、制动器制动力：在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力。 5、侧向力系数： 6、稳态横摆角速度增益：稳态横摆角速度与前轮转角之比。 7、汽车的动力因数：是剩余牵引力（总牵引力减空气阻力）和汽车总重之比： 8、附着椭圆：驱动力或制动力在不同侧偏角条件下的曲线包络线接近于椭圆，称为附着椭圆。 9、汽车前或后轮（总）侧偏角：包括1）考虑到垂直载荷与外倾角变动等因素的弹性侧偏角；2）侧倾转向角；3）变形转向角。 10、回正力矩：是使转向车轮恢复到直线行驶的主要恢复力矩之一,它是由接地面内分布的微元侧反向力产生的。 11侧偏力和轮胎的侧偏现象:侧偏力：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，车轮中心沿轮胎坐标系Y轴方向有侧向力FY，相应地在地面上产生地面侧向反作 用力FY，FY即侧偏力。侧偏现象：当车轮有侧向弹性时,即使地面侧向反作用力FY 没有达到附着极限,车轮行驶方向也将偏离车轮平面cc,这就是轮胎的侧偏现象。 12轮胎坐标系:为了讨论轮胎的力学特性，需要建立一个轮胎坐标系。规定如下：垂直车轮旋转轴线的轮胎中分平面称为车轮平面。坐标系的原点O 为车轮平面和地平面的交线与车轮旋转轴线在地平面上投影线的交点。车轮平面与地平面的交线取为X 轴，规定向前为正。Z 轴与地面垂直，规定指向上方为正。Y 轴在地面上，规定面向车轮前进方向时，指向左方为正。 13.侧倾转向：在侧向力作用下车厢发生侧倾,由车厢侧倾所引起的前转向轮绕主销的转动,后轮绕垂直地面轴线的转动,即车轮转向角的变动,称为侧倾转向 14.悬架的侧倾角刚度:指侧倾时（车轮保持在地面上），单位车厢转角下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力偶矩。T 为悬架系统作用于车厢的总弹性恢复力偶矩；φr为车厢转角。可以通过悬架的线刚度或等效弹簧来计算悬架的侧倾角刚度。 15.横摆角速度频率响应特性:在分析汽车的操纵稳定性时，常以前轮转角δ或转向盘转角δsw为输入，汽车横摆角速度ωr为输出，来表征汽车的动特性。横摆角速度频率响应特性包括幅频特性和相频特性。 16.悬挂质量分配系数:y为车身绕横轴y 的回转半径，a、b 为车身质量至前、后轴的距离。大部分汽车ε=0.8~1.2 . 17.侧偏刚度k:FY ?α曲线在α=0°处的斜率称为侧偏刚度k，单位为N/rad . FY =kα . 18.高宽比:以百分数表示的轮胎断面高H与轮胎断面宽B 之比100% HB×叫高宽比，又叫扁平率。 19.滑水现象:在一定车速下，汽车经过有积水层的路面时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触，滑动附着系数?s ≈0，侧偏力完全丧失，方向盘和刹车会完全不起作用是一种极度危险的状态。此即滑水现象。 20汽车的操纵稳定性:指驾驶员在不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶员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。 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。 7．混合动力电动汽车有：串联式，并联式和混联式三种结构形式。 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。 1、汽车行驶速度（） 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批阅：选择答案：B 正确答案：B 2、评价汽车动力性的指标是( ) 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 批阅：选择答案：A 正确答案：A 3、确定汽车传动系的最大传动比时，需要考虑（） A：汽车的最大爬坡度、最低稳定车速和附着率 B：汽车的最大爬坡度、最高车速和附着率 C：汽车的最大爬坡度、最低稳定车速和最高车速 D：汽车的加速时间、最高车速和附着率 批阅：选择答案：A 正确答案：A 4、汽车的质量利用系数是指（）。 A：汽车整备质量与总质量之比 B：汽车装载质量与总质量之比 C：汽车装载质量与整备质量之比 D：汽车整备质量与装载质量之比 批阅：选择答案：C 正确答案：C 5、汽车行驶时，空气阻力所消耗的功率（）。 A：与迎风面积和车速成正比 B：与迎风面积的3次方和车速成正比 C：与迎风面积和车速的3次方成正比 D：与迎风面积的3次方和车速的3次方成正比 批阅：选择答案：C 正确答案：C 6、汽车行驶的附着条件是（） A：驱动轮的地面切向反作用力大于等于附着力 B：驱动轮的地面切向反作用力大于附着力 C：驱动轮的地面切向反作用力小于等于附着力 D：驱动轮的地面切向反作用力小于附着力 批阅：选择答案：C 正确答案：C 7、汽车制动性的评价主要包括（） 6 汽车的平顺性 1. 何谓汽车的行驶平顺性？汽车行驶平顺性的评价指标是什么？简述ISO-2631《人承受全 身振动的评价指南》标准的有关内容？其评价方法又是什么？ 2. 何谓路面不平度的功率谱和路面对汽车输入谱（即激励谱）？ 3. 何谓悬架的弹性特性？它对汽车的行驶平顺性有何影响？ 4. “疲劳-功效降低极限”振动加速度允许值的大小与哪些因素有关？ 5. 空间频率谱密度与时间频率谱密度的换算关系式如何？请用图说明其关系。 6. 什么是频率加权函数、加权均方根值、总加权振级？ 7. 试述汽车单自由度和二自由度振动模型的特点。 8. 已知悬架固有频率，如何确定求悬架弹簧刚度和静挠度？ 9. 悬架弹簧较软有何好处？会带来什么问题？ 10. 画出汽车平顺性试验的仪器框图。 11. 如何选择汽车悬架的固有频率和阻尼比？ 12. 测得汽车坐椅的加权均方根值为某值（例如0.7，1.2m/s 2等等） ，该位置舒适度如何？ 13. 设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，Ga(f)=0.1m 2·s -3。求在 0.5～80Hz 频率范围内加权加速度均方根值aw 和加权振级Law。 14. 设车速u=20m/s，路面不平度系数G q （n 0）=2.56×10-8m 3，参考空间频率n 0=0.1m -1 。 画出路面垂直位移、速度和加速度的谱图。画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。 15. 设车身－车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f 0=2Hz。它行驶在波长λ=5m 的 水泥接缝路面上，求引起车身部分共振时的车速u a (km/h)。该汽车车轮部分的固有频率f t =10Hz，在沙石路面上常用车速为30km/h。问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载荷所形成的搓板路的波长λ＝？ 16. 设前、后车轮两个输入的双轴汽车模型行驶在随机输入的路面上，其质量分配系数ε=1， 前、后车身局部系统的固有频率均为f 0=2Hz，轴距L＝2.5m。问引起车身俯仰角共振时的车速u a =?相应随机路面输入的λ=？ 17. 某汽车在常用工况下要求“疲劳-功效降低极限”时间TFD=4h，问相应垂直方向总加权加 速度均方根值σpw 和总加权振级L pw 为多大？ 18. 画出汽车双质量系统振动模型简图，并说明相对阻尼系数（阻尼比）ζ、车 身固有频率f 、质量比μ、悬架与轮胎的刚度比γ的改变对汽车行驶平顺性的影响如何？ ),(),(),(f G f G f G q q q ??? 汽车-第一章 1. 有一辆4?2的汽车, 前、后轴垂直载荷的分配为前轴占38%，后轴占62%，满载时的动力特性图如下。满载, 油门全开, 通过一片泥沙地, 该地的滚动阻力系数为0.18, 附着系数为0.30。试问选择什么档位才能保证汽车正常行驶？（忽略空气阻力） 解：要使汽车能正常行，需满足下面条件， 1 汽车的驱动力大于行驶中的总阻力，即 F F F F F j w i f t + + + ≥ 2 驱动力转矩引起的切面反作用力不得大于附着力 为汽车后轮负载设 F X 2 则 ?F F Z X 2 2 ≤ 又f F F F F F Z t f t X 2 2 - = - = 可得)(2 f F F Z t +≤? 所以有)(2 f F F F Z t f +≤ ≤ ?，设G 为汽车总重， 可得)(62.0?+≤≤ f G Gf F t 因为0,=-= F F F w w t G D 代入上式 得)(62.0?+≤≤f D f 代入数值得到D 的范围 2976.018.0≤≤D 依图可知选择2挡能使汽车正常行驶。 2．已知某车总重为60kN, 前、后轴垂直载荷分别为25kN 、35kN ，主车最高挡 （4挡）为直接挡，该挡最大驱动力为F t4=4 kN, 变速器第3、2、1挡传动比分别为1.61、2.56、4.2，此4×2后轴驱动汽车若通过f=0.15, ?=0.25的地带，问选择什么挡位汽车能正常行驶？忽略空气阻力。 解：4挡最大驱动力为直接挡时候的驱动力，即14=i g 时候的驱动力。 KN r T o g tg t i i T F 44 4 == η即 4=r T o tg i T η 则分别可以算出1 2 3挡的驱动力大小 KN r T o g tg t i i T F 8.162.441 1 =?== η，KN r T o g tg t i i T F 24.1056.242 2=?== η KN r T o g tg t i i T F 44.661.143 3 =?== η 要使汽车能正常行，需满足下面条件 1 汽车的驱动力大于行驶中的总阻力，即 F F F F F j w i f t + + + ≥ 2 驱动力转矩引起的切面反作用力不得大于附着力 为汽车后轮负载设 F X 2 则 ?F F Z X 2 2 ≤ 又f F F F F F Z t f t X 2 2 - = - = 可得)(2 f F F Z t +≤ ?所以有)(2 f F F F Z t f +≤ ≤ ?， 设G 为汽车总负载，忽略空气阻力 可得)(2 ?+≤ ≤ f Gf F F Z t )25.015.0(356015.0+?≤≤ ?F t KN KN F t 149≤≤ , 依上数据可知，3挡4挡动力不足；1挡会出现驱动轮滑转现象，故选择2挡可以使汽车正常行驶。 P272 1.3确定一轻型货车的性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中一种进行整车性 1.3、1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h的加速时间。 n_min=600; n_max=4000; m1=2000; m2=1800; mz=3880; g=9.81; r=0.367; CdA=2.77; f=0.013; nT=0.85; ig=[5.562.7691.6441.00]; i0=5.83; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; Iw=2*Iw1+4*Iw2; L=3.2; a=1.947; b=L-a; hg=0.9; g=9.8; 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图： for i=1:3401 n(i)=599+i; Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4; end for j=1:4 for i=1:3401 Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r; ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0); Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)^2/21.15+mz*g*f; end end plot(ua,Ft,ua,Fz),grid title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图'); xxxxxx('ua(km/h)'); yyyyyy('Ft(N)'); 汽车理论习题答案 1 1-1试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式？ 提示：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： 弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力Fz 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩Tf = Fz ?a 。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力Fp 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 1-5如何选择汽车发动机功率? 提示：（1）根据最大车速uamax 选择Pe ，即 e T D a D a T e P f A C m u A C u mgf P ，则可求出功率、、、、，若给定η+η=)761403600(13max max （2）根据汽车比功率（单位汽车质量具有的功率） 变化较大。，但是，大致差不多，及、、若已知汽车比功率＝m A const u fg u C f u m A C u fg m P a T a D T a T D a T e /6.314.766.31000max max 3max max ≈ηηη+η= 1-6超车时该不该换入低一档的排档? 提示：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。如果在该车速时，汽车在此排档的加速度倒数大于低排挡时的加速度倒数，则应该换入低一档，否则不应换入低一挡。还要注意高速时换入低挡可能造成车速下降，反而不适合超车。 1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2 ）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq —n 曲线的拟合公式为 432)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq 为发功机转矩(N ·m)；n 为发动机转速(r ／min)。 一名词解释 1. 汽车型号后的标记4×2 离合器踏板自由行程自锁互锁倒档锁超速档三轴式变速器两轴式变速器 AFT 等速万向节整体式驱动桥断开式驱动桥前轮定位主肖后倾角主销内倾角前轮外倾车轮前束斜交轮胎子午线轮胎应急轮胎高压胎低压胎超低压胎扁平率(轮胎) 负荷指数负荷级别独立悬架非独立悬架被动式悬架主动式悬架对称式钢板弹簧非对称式钢板弹簧方向盘自由转动量方向盘游隙领蹄从蹄增势作用减势作用高压胎低压胎超低压胎扁平率(轮胎) 负荷指数负荷级别独立悬架非独立悬架被动式悬架主动式悬架对称式钢板弹簧非对称式钢板弹簧方向盘自由转动量方向盘游隙领蹄从蹄增势作用减势作用增势蹄减势蹄 ABS ASR 滑移滑转车轮滑动率 二填空 1. 汽车底盘由传动系、_______行驶系、转向系、_________制动系四个系组成。 2. 东风EQ6100发动机输出的动力传输路线是离合器→__________变速器→万向传动装置→主减速器→_______差速器→半轴→驱动轮。 3. EQ1090汽车其中1表示___________载重车,09表示总质量________9吨。 4. 摩擦式离合器可分为主动部分、___________从动部分、__________压紧装置和_____________操纵机构四个部分。 5. 摩擦式离合器的人力式操纵机构有____________机械式和______________液压式两种。 6. 当轿车离合器摩擦衬片上铆钉头埋入深度大于__________0.3时,可不必更换衬片。轻度油污可用__________汽油清洗,表面烧焦__________轻度可用纱布打磨,出现裂纹_____________更换衬片 。 7. 国产货车摩擦衬片上铆钉头埋入深度大于__________0.5时,可不必更换衬片。 8. 东风EQ6100发动机离合器的压盘由________传动片驱动旋转。 余志生汽车理论第一章课后习题答案 1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。 2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚 动。 3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T F f f = （f 为滚动 阻力系数） 1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？ 提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。 1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq —n 曲线的拟合公式为 4 32) 1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq 为发功机转矩(N ·m)；n 为发动机转速(r ／min)。 发动机的最低转速 n min =600r/min ，最高转速n max =4000 r ／min 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 0.367 m 传动系机械效率 ηт ＝0.85 波动阻力系数 f ＝0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A ＝2.772 m 主减速器传动比 i 0＝5.83 飞轮转功惯量 I f ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 I w1＝1.798kg ·2m 四后轮转功惯量 I w2＝3.598kg ·2 m 第一章汽车的动力性 1.汽车动力性指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度 2.加速时间表示加速能力：原地起步加速时间和超车加速时间 3.驱动力：地面驱动轮的反作用力F t=T t/r=T tq i g i oηT/r 4.驱动轮的转矩: T t= T tq i g i oηT 5.发动机转矩特性：节气门全开，发动机外特性曲线；节气门部分开启，部分负荷特性。 6.功率:Pe=T tq n/9550 7.使用外特性曲线：带上全部设备时的发动机特性曲线 8.传动系功率损失：机械和液力损失 9.自由半径：车轮处于无载时的半径 10.静力半径Rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离 11.滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。 12.驱动力图：根据下列两个公式：Ua=0.377nr/i g i o F t=T t/r=T tq i g i oηT/r以及发动机外特性曲线，做出的F t - u a关系图，即驱动力图 13.滚动阻力Ff产生的原因：轮胎（主要）、路面变形产生迟滞损失 14.轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。 15.滚动阻力系数f：车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比，即单位车重所需的推力，Ft=Wf 16.影响滚动阻力的因素：车速、轮胎结构、气压、路面条件、驱动力、转向 17.地面切向反作用力Fx：是真正作用在驱动轮上的驱动汽车行驶的力，它的数值为驱动力减去驱动轮上的滚动阻力。 18.临界车速：超过后产生驻波现象，轮胎温度快速增加，大量发热导致轮胎破损或爆胎。 19.驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波 20子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小20%～30％； 21.气压：越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也越小。 22.驱动力：Ft增大，胎面滑移增加，F f增大。 23.转向：离心力，前、后轮产生侧偏力，侧偏力沿行驶方向产生分力 滚动阻力增加 24.空气阻力：压力（占主要）、摩擦阻力空气阻力F w的计算F W=1/2 C D Aρu r2( C D—空气阻力系数；A—迎风面积；u r—相对速度；ρ—空气密度=1.2258) 25.压力阻力：形状（主要）、干扰、内循环、诱导阻力。 26.压力阻力：作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。 27.空气升力：由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，这就是空气升力 28.摩擦阻力：空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。 29.减小空气阻力系数：1）车身前部：发动机盖应向前下倾、面与面交接处的棱角应为圆柱状、风窗玻璃应尽可能“躺平”，且与车顶圆滑过渡、尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物、上掀式前照灯、在保险杠下面，应安装合适的扰流板、车轮盖应与轮胎相平。2）整车：整个车身应向前倾1°～2°、水平投影应为腰鼓形、后端稍稍收缩，前端呈半圆形。3）汽车后部：最好采用舱背式或直背式、应安装后扰流板、若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些、后面应采用鸭尾式结构。4）车身底部：所有零件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑的盖板盖住底部。5）发动机冷却通风系统：仔细选择进风口与出风口的位置，精心设计内部风道。6）货车和半挂车的空气阻力也很重要，不少货车驾驶室上 汽车理论作业 汽73 2007010806 许四聪 6.5 解： 车身-车轮双质量系统参数：10925.05.10====μγζ、、、Hz f 。 “人体-座椅”系统参数：25.03==s s Hz f ζ、。 车速u=20m/s ，路面不平度系数3401056.2)(m n G q -?=，参考空间频率101.0-=m n 。 计算时频率步长Hz f 2.0=?，计算频率点数N=180。 1) 计算并画出幅频特性2121///z p z z q z 、、和均方根值谱)(1f G z 、)(2f G z 、 )(f G a 谱图，进一步计算q σ、1z σ、2z σ、a σ、w a 、aw L 值。 2) 改变“人体-座椅”系统参数：5.0~125.0,3~25.0==s s Hz f ζ，分析w a 、aw L 值随s f 、s ζ的变化 3) 分别改变车身-车轮双质量系统参数：Hz f 3~25.00=、5.0~125.0=ζ、 18~5.4=γ、20~5=μ。绘制2z σ、fd σ、G Fd /σ三个响应量均方根值随以上 四个系统参数变化的曲线。 解: 1）、公式 2 12 22214)1(?? ? ????+-=λζλq z ()() ()2 1 2222122121z ??? ?????+-+=ζλλζλz ()() ()2 1222222121??? ????? +-+=s s s s s z p λζλλζ 其中() () ()()()2 20202 2202 0ω/ω1μ1γω/ωζ41ω/ωμ1γ1ω/ω1Δ?? ???????? ??+-+????? ?-???? ??-+-= 汽车理论课后习题答案(完整版) 从第一章到第六章（附图文） 第一章 1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。 2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。 3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T F f f = （f 为滚动阻力系数） 1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？ 提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。 1.3、解答：1）（取四档为例） 由 u F n u n Tq Tq F t t →??? ? ?? →→→ 即 r i i T F T o g q t η= 4 32)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= o g i i rn u 377.0= 行驶阻力为w f F F +： 2 15 .21a D w f U A C Gf F F +=+ 2 131.0312.494a U += 由计算机作图有汽车理论
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汽车理论(二)名词解释
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