汽车理论第5章作业

第5章汽车的操纵稳定性学习目标通过本章的学习，应掌握汽车行驶的纵向和横向稳定性条件；掌握车辆坐标系的有关术语，了解影响侧偏特性的因素，掌握轮胎回正力矩与侧偏特性的关系；熟练掌握汽车的稳态转向特性及其影响因素；了解汽车转向轮的振动和操纵稳定性的道路试验内容。

汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。

在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。

此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。

一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力：（1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。

（2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。

操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。

如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。

汽车的操纵稳定性，是汽车的主要使用性能之一，随着汽车平均速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。

它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。

5.1节汽车行驶的纵向和横向稳定性5.1.1 汽车行驶的纵向稳定性汽车在纵向坡道上行驶，例如等速上坡，随着道路坡度增大，前轮的地面法向反作用力不断减小。

当道路坡度大到一定程度时，前轮的地面法向反作用力为零。

在这样的坡度下，汽车将失去操纵性，并可能产生纵向翻倒。

汽车上坡时，坡度阻力随坡度的增大而增加，在坡度大到一定程度时，为克服坡度阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将滑转。

这两种情况均使汽车的行驶稳定性遭到破坏。

图5.1 汽车上坡时的受力图图5.1为汽车上坡时的受力图，如汽车在硬路面上以较低的速度上坡，空气阻力可以忽略不计，由于剩余驱动力用于等速爬坡，即汽车的加速阻力，加速阻力矩，而车轮的滚动阻力矩的数值相对来说比较小，可不计入。

第一章汽车的动力性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FZ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Tf = FZ.•a阻碍车轮滚动。

3]作用形式: Tf = Wf，Tf= Tf/r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。

=+由计算机作图有：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。

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。

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，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。

r r ) s a 2） 稳态横摆角速度增益曲线 、车速 u＝22.35m/s 时的转向灵敏度 加速度为 0.4g 时的前、后轮侧偏角绝对值之差 a1-a2 与转 弯半径的比值 R/R0(R0=15m)。 4） 车速 u＝30.56m/s 时，瞬态响应的横摆角速度波动的固有（圆）频率ω0、阻尼比ζ、 反应时间τ与峰值反应时间ε。 34. 稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为特征车速 uch。证明： 特征车速 性转向汽车横摆角速度增益的一半。 35. 计算题 20 中轿车在车速 ua=110km/h 下，频率由 0～3Hz 的频率响应特性（画图时采用 双对数坐标，横坐标为输入频率的对数值，纵坐标为增益的分贝值）。 36. 已知某 4×2 小客车前、后单胎，总质量 2010kg，轴距 L 为 3.2m，其轴荷分配前轴为 每个后轮胎侧偏刚度 k2 为-37485K/rad。 53.5%， 每个前轮胎侧偏刚度 k1 为-38142N/rad， 试确定该车的稳态转向特性是哪种？如果该车以 36km/h 车速、方向盘转向角为 330 度 （转向系总传动比 i=22） ？ （悬 做定向圆周行驶时， 求此时汽车的横摆角速度ωr 是多少 架侧倾的影响不予考虑）。 37. 已知一汽车总质量为 2150kg，轴距为 2.8m，前、后单胎，其轴荷分配：前轴荷为 54%， 后轴荷为 46%，现前后轮装用不同轮胎，每个前轮的侧偏刚度为 46800N/rad，每个后
uch 1 / K ，且在特征车速时的稳态横摆角速度增益，为具有相等轴距 L 中
轮侧偏刚度为 38650N/rad，试确定该车的稳态转向特性的性质及其特征车速或临界车 速是多少(km/h)？
28. 何谓转向系统和纵置钢板弹簧悬架的运动干涉？如何减少这种干涉？ 29. 画出汽车操纵稳定性试验的仪器框图。 30. 试述汽车侧翻的评价指标。 31. 一轿车（每个）前轮胎的侧偏刚度为－38142N/rad、外倾刚度为－37485N/rad。若轿车 向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为 2°。设侧偏刚度与外倾刚度均不 受左、右轮载荷转移的影响，试求由外倾角引起的前轮侧偏角。 32. 6450N 轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横 向稳定杆以提高前悬架的侧倾刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理 论根据（要求由必要的公式和曲线）。 33. 二自由度轿车模型的有关参数如下： 总质量 绕 Oz 轴转动惯量 轴距 质心至前轴距离 质心至后轴距离 前轮总侧偏刚度 后轮总侧偏刚度 转向系总传动比 试求： 1） 稳定性因数 K、特征车速 uch。 m＝2120kg Iz=4105kg.m2 L=3.048m a=1.463m b=1.585m k1=63743N/rad k2=-113205N/rad i=22

汽车理论习题及答案----------------------- Page 1-----------------------I----------------------- Page 2-----------------------目录第 1 章汽车动力性 (1)第 2 章汽车的燃油经济性 (9)第 3 章汽车动力装置参数的选择 (12)第 4 章汽车的制动性 (13)第 5 章汽车的操纵稳定性 (19)第 6 章汽车平顺性 (25)第7 章汽车的通过性 (28)综合题 .......................................................................................................................... (29)I----------------------- Page 3-----------------------第 1 章汽车动力性第 1 章汽车动力性1.1 简述汽车动力性及其评价指标。

1.2 汽车行驶阻力是怎样形成的？1.3 试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式。

1.4 滚动阻力系数与哪些因素有关？1.5 汽车的滚动阻力可以分为哪几种？1.6 能否在汽车受力分析图上画出滚动阻力，为什么？1.7 某轿车总质量 m=1200kg，前轮载荷占整车载荷的 60%；车轮侧向力系数 k =1800kg/rad，前束角β=2°，该轿车两前α轮互置前束角β后产生相应行驶阻力 Fv ，如图1-1 所示。

（1）设轿车前进时侧向力与前束角的关系为F =k β，试求因前束引起的行驶阻力；V α（2）若该轿车滚动阻力系数f =0.015，试求整车的滚动阻力Ff ；（3）试比较前束引起的行驶阻力与滚动阻力。

1.8 转弯时滚动阻力的大小取决于行驶速度和转向半径 R ，转弯时的滚动阻力系数f R=f +Δf 。

ΔF Kl 2k s Δs
9
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
Q ks ss
Δss Δst m n
Fa ΔFa
Q ΔQ
Δss
m Δst n
Δss
Δst
Gu 2
FZ n Qm
ks ss m
m FZ ks ss n
m ks st n
悬架总侧倾刚度等于 KΦr
M r M rI M rII M rIII
前、后悬架及横向稳定杆的侧 倾角刚度之和。
18
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
二、侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新
分配及其对稳态响应的影响
1.侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新分配
工字形车架代表车厢，悬 挂质量为Ms。
地面回到水平位置确 定车厢相对于地面产生侧
倾角Φr时，轮胎外倾
角 ' ' 。
' ' '
26
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化
非独立悬架车身侧倾时，前轮外倾角不变。
27
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化
纵滑在纵翻之前发生，即：
b max max hg • 统计资料表明，正常装载的汽车，其ψmax值远 超过汽车的爬坡能力，因此不至于发生纵翻 • 但是，如果装载不合理，使汽车的质心过高， 又过分靠后、则有可能发生纵翻。
• 1．汽车在离心力作 用下的侧翻 • 汽车在具有横坡的 弯道上，作等速转向 运动时的受力简图如 图所示。
受到侧向力作用的独立悬架杆系的变形会引起车

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/r1.2 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，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。

第五章汽车的操纵稳定性5.1 一轿车（每个）前轮的侧偏刚度为-50176N/rad.外倾刚度为-7665N/rad«若轿车向左转弯，将使前轮均产生正的外倾角，其大小为4度。

设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮负载转移的影响，试求由外倾角引起的前轮侧偏角。

解：有外倾角时候的地而侧向反作用力为F Y=ka + k y y（其中k为侧偏刚度,k「为外倾刚度，丫为外倾角）于是，有外倾角引起的前轮侧偏角的大小为：代入数据，解得a, ==0.611 rad,期外由分析知正的外倾角应该产生负的侧偏角，所以由外倾角引起的前轮侧偏角为-0.611 rad o5.2 6450N轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在悬架上加装横向稳左杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。

试分析英理论依据（要求有必要的公式和曲线）。

答：由课本P138-140的分析知，汽车稳态行驶时，车厢侧倾角决左于侧倾力矩M枷和悬架总的角刚度工K軒, 即0广一。

前、后悬架作用于车厢的恢复力矩增加：% =00, T沁=匕』「其中K歸,K卯2分别为前、后悬架的侧倾角刚度，悬架总的角刚度工K”为前、后悬架及横向稳立杆的侧倾角刚度之和。

由以上的分析易知，当增加横向稳立杆后汽车前悬架的侧倾角刚度增大，后悬架侧倾角刚度不变，所以前悬架作用于车厢的恢复力矩增加（总侧倾力矩不变），由此汽车前轴左、右车轮载荷变化量就较大。

由课本图5-46知在这种情况下，如果左右车轮轮胎的侧偏刚度在非线性区，则汽车趋于增加不足转向量。

5.3汽车的稳态响应有哪几种类型？表征稳态响应的具体参数有哪些？它们彼此之间的关系如何？答：汽车的稳态响应有三种类型，即中性转向、不足转向和过多转向。

表征稳态响应的参数有稳定性因数，前、后轮的侧偏角角绝对值之差（＜z,-a2）,转向半径的比R/R＜）,静态储备系数SM等。

它们之间的彼此关系为：« =丄（⑦-％）（⑷为侧向加速度的绝对值）；—=1 4- Kir :&S.M.二一--（k t,灼分别为汽车前、后轮的侧偏刚度，"为汽车质心到前轴的距禽，L为前、后轴之间的距k} +k2 L5.4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？答：表示汽车稳态转向特性的参数有稳左性因数，前、后轮的侧偏角绝对值之差（冬-&2），转向半径的比R/R（“ 静态储备系数S.M.等。

余志生汽车理论第五章课后习题答案5．1一轿车(每个)前轮胎的侧偏刚度为-50176N ／rad 、外倾刚度为-7665N ／rad 。

若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为40。

设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响．试求由外倾角引起的前轮侧偏角。

答： 由题意：F Y =k k γ=故由外倾角引起的前轮侧偏角： =k γk=⨯05．2 6450轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。

试分析其理论根据(要求有必要的公式和曲线)。

答： 稳定性系数：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=122k b k a L m K 1k 、2k 变化， 原来K ≤0,现在K>0,即变为不足转向。

5．3汽车的稳态响应有哪几种类型?表征稳态响应的具体参数有哪些?它们彼此之间的关系如何(要求有必要的公式和曲线)？答： 汽车稳态响应有三种类型 ：中性转向、不足转向、过多转向。

几个表征稳态转向的参数：1．前后轮侧偏角绝对值之差(转向半径的比R/R;3．静态储备系数S.M.彼此之间的关系见参考书公式（5-13）（5-16）（5-17）。

5．4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？答：方法：1.时为不足转向，时为中性转向，<0时为过多转向；2. R/R0>1时为不足转向，R/R0=1时为中性转向，R/R0<1时为过多转向；3 .S.M.>0时为不足转向，S.M.=0时为中性转向，S.M.<0时为过多转向。

汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移使得汽车质心至前后轴距离a、b发生变化，K也发生变化。

5．5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？答：否，因转弯时车轮受到的侧偏力，轮胎产生侧偏现象，行驶阻力不一样。

5．6主销内倾角和后倾角的功能有何不同?答：主销外倾角可以产生回正力矩，保证汽车直线行驶；主销内倾角除产生回正力矩外，还有使得转向轻便的功能。

汽车理论第五版课后习题答案（正确）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23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q 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 ）。

工字形车架分别通过前、
后悬架的侧倾中心m01和m02 与前后轴相铰接，同时又通过
前后悬架的弹性元件分别与前、
后轴相连接。
19
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
TΦr2
TΦr1
TΦr
20
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
Fsy Fs1y Fs2 y
Fs1y bs Fsy L
Fs2 y as Fsy L
FZ 1
汽车趋于增加不足转向 汽车趋于减少不足转向
bs FZ 1 ( Fsy h1 K r1Φr Fu1 y hu1 ) / B1 L as FZ 2 ( Fsy h2 K r2Φr Fu2 y hu2 ) / B2 L
24
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
三、侧倾外倾——侧倾时车轮外倾角的变化
2
12
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
2）悬架的侧倾角刚度
1 dT K lB 2 dΦr 2
K r
K r
1 K lB 2 2
2
1 Bm Ks 2 n
13
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
4.车厢侧倾角及侧倾力矩
操纵稳定性 侧倾角改变了外倾角γ； 侧倾角改变了内外车轮的垂直 载荷FZ，从而改变侧偏角α。 Φr大，水平晃动大， 乘客不稳定，无安全感。 平顺性 Φr小， Kr ks →地面不平时有冲击感。 在确定悬架总侧倾角刚度 KΦr 时，要
双横臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相
反，有增大侧偏角（绝对值）的作用。
28
第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系
车厢侧倾时不同形式悬架所引起的车轮外倾角的γ变化
单纵臂悬架前轮外倾角与地面侧向力方向相反。

7
第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系
二、地面切向反作用力控制转向特性 的基本概念简介
1.切向力对 r的影响 切向力对ω 切向力对
8
第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系
2.切向力控制方法 切向力控制方法
1）总切向反作用力控制
ABS就是总制动力控制，保证较佳的滑动率，提 就是总制动力控制，保证较佳的滑动率， 就是总制动力控制 高制动时汽车的方向稳定性。 高制动时汽车的方向稳定性。 TCS 是总驱动力控制，防止出现过大的滑转率， 是总驱动力控制，防止出现过大的滑转率， 提高驱动时汽车的方向稳定性。 提高驱动时汽车的方向稳定性。
பைடு நூலகம்
41
第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统
六、装有VSC系统汽车的试验结果
42
第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统
六、装有VSC系统汽车的试验结果
43
第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统
本节内容结束
下一节
44
第五章 汽车的操纵稳定性
第八节
汽车的侧翻
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45
第八节 汽车的侧翻
汽车侧翻是指汽车在行驶过程中绕其纵轴线转动90° 汽车侧翻是指汽车在行驶过程中绕其纵轴线转动 ° 或更大的角度， 或更大的角度，以至车身与地面相接触的一种极其危险的 侧向运动。 侧向运动。
28
第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统
起始车速为110km/h时正弦 时正弦 起始车速为
起始车速为140km/h时正弦 时正弦 起始车速为
& 转向角输入下的 β − β 曲线
& 转向角输入下的 β − β曲线
29
第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统

3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货） ：40.0626
1 dt a du g (D f )
（D
2
Ft Fw 为动力因素） G
2
1 Iw 1 I f i g i0 T Ⅱ时， 1 m r2 m r2 1 1.798 3.598 1 0.218* 3.092 * 5.832 * 0.85 1 3800 0.3672 3800 0.3672 1.128
dU F Gf ) max 1.01km /(hs ) dt m
dU dt
i max 0.4105
dU ) max 4.023km /(hs ) dt 1.8、解：<1> 先求汽车质量换算系数 ： (
代入数据有： =1.4168 若地面不发生打滑，此时，地面最大驱动力
1 I w 1 I f i g i0 T 1 m r2 m r2
4 9 .4 312 0.1 3U 1a
由计算机作图有
1
※本题也可采用描点法做图： 由发动机转速在 n min 600r / min， n max 4000 r / min ，取六个点分别代入 公式： ……………………………… 2）⑴最高车速： 有 Ft Ff Fw
Ua Ft 494.312 0.131 分别代入 U a 和 Ft 公式： Tq * 6.9 * 5.83* 0.85 0.377* 0.3697n 2 494.312 0.131 ( ) 0.367 5.83* 6.09 把 Tq 的拟和公式也代入可得：
8
定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性” 。 答： 关系：
无级变速器传动比 I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下

由（3） （6）可得：
汽车 工业 学院 版权
得R
当 a y = 0.4 g 时，由 α1 − α 2 = L ⋅ k ⋅ | a y |
R0
=2
（1）
（2）
2
（3）
(4)
⇒ d Φ = 2 kt ⋅ p ⋅ p ⋅ d Φ ⇒ k Φr = dTφ dφ = 2 kt p 2
(6)
k Φr
⎛ mp ⎞ = 2k s ⎜ ⎟ ⎝ n ⎠
⇒u=
（m/s） ， （k=0,1,2,3……）
即u =
10 (2k + 1)
（m/s）
ua = 3.6 ⋅
10 36 = (2k + 1) 2k + 1
(2) 求 λ
由 f = u ⋅ n ⇒ f0 = u ⋅
⇒λ =
得： λ =
湖北
5 (2k + 1)
u 1 10 = ⋅ f 0 2 (2k + 1)
kγ = −7665 N / rad ， kα = −50176 N / rad ， γ = +4 0
由外倾产生的侧偏角的变化：
习题 5-2： 解答：设汽车以相同的速度和半径转弯，则汽车加装横向稳定杆前后汽车的侧翻力矩应 相同（忽略因质心偏移产生的侧翻力矩差异） 加装前：前后悬架刚度 kφr1 、 kφr 2 、 φ ，总侧翻力矩为 M φ ， 则 M φ1 = kφr1 ⋅ φ ， M φ 2 = kφr 2 ⋅ φ
湖北
（1） 由 S .M =
S .M 增大，增加不足转向特性；重 心后移，a 增加，S .M 减小，减少不
足转向特性； （2） 内外侧车轮负荷变化会使车轮平均
′ < k 0 ，这种变化 侧偏刚度减小， k 0

第一章汽车的动力性试说明轮胎转动阻力的定义，产活力理和作用形式。

答：车轮转动时, 因为车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原由所产生的阻挡汽车行驶的力称为轮胎转动阻力。

产活力理和作用形式：(1)弹性轮胎在硬路面上转动时，轮胎的变形是主要的，因为轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不可以所有回收。

因为弹性迟滞，地面对车轮的法向作使劲其实不是前后对称的，这样形成的协力F z其实不沿车轮中心（向车轮行进方向偏移 a ）。

假如将法向反作使劲平移至与经过车轮中心的垂线重合，则有一附带的转动阻力偶矩 T f F z a 。

为战胜该转动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力F P与地面切向反作使劲组成一力偶矩。

（2）轮胎在柔软路面上转动时，因为车轮使地面变形下陷，在车轮前方实质形成了拥有必定坡度的斜面，对车轮行进产生阻力。

（3）轮胎在柔软地面转动时，轮辙摩擦会惹起附带阻力。

（4）车轮行驶在不平路面上时，惹起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是转动阻力的作用形式。

转动阻力系数与哪些要素有关？答：转动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的结构、资料随和压有关。

这些要素对转动阻力系数的详细影响参照课本 P9。

确立一轻型货车的动力性能（货车可装用 4 挡或 5 挡变速器，任选此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均衡图。

2）求汽车最高车速，最大爬坡度及战胜该坡度时相应的附着率。

3）绘制汽车行驶加快度倒数曲线，用图解积分法求汽车用 2 档起步加快行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或许用计算机求汽车用 2 档起步加快行驶至70km/h 的加快时间。

轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特征的Tq-n 曲线的拟合公式为T q 19.313 295.27(n) 165.44(n)240.874(n)3 3.8445(n)41000100010001000式中， Tq 为发动机转矩（N?m）;n为发动机转速（ r/min ）。

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二、轮胎的侧偏现象和侧偏力—侧偏角曲线 1.侧偏力FY概念
侧偏力FY 侧向力Fy
Fy
FY
汽车行驶时，由于路面的侧面倾斜，侧 向风或曲线行驶时的离心作用，车轮中心 沿Y轴方向有侧向力Fy，相应地面上将产 生地面侧向反作用力Fy，称为侧偏力FY.
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第二节 轮胎的侧偏特性
1）在刚性轮上作用侧向力 F
发生侧滑时的 控制能力
回至原来路径 所需时间
操纵稳定性包含的内容
第一节 操纵稳定性概述
二、车辆坐标系与转向盘角阶跃 输入下的时域响应
1.车辆坐标系
汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响应。 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行 驶，急剧转动转向盘，然后维持转角不变，即对汽 车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过程 后进入等速圆周行驶工况。 转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和 等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应 的瞬间运动响应。 稳态转向特性：不足转向、中性转向、过多转向。 转向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同 车速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增 大，中性转向的汽车转向半径不变，而过多转向的 汽车转向半径逐渐减小。
相位滞后角。
稳态增益。
操纵稳定性包含的内容
第一节 操纵稳定性概述
3.转向盘中间位置操纵稳定性
转向盘小转角、低频 正弦输入下，汽车高速 行驶时的操纵稳定性。 评价参量 转向灵敏度。
转向盘力特性。
转向功灵敏度。
4.回正性
转向盘力输入 下的时域响应。
评价参量
回正后剩余横摆角
速度与剩余横摆角。
最大横摆角速度Wr1常大于稳 态值Wro，Wr1/Wro×100% 称为超调量，它表示执行指令 误差的大小；

汽车理论习题第1章汽车动力性1.1 简述汽车动力性及其评价指标。

1.2 汽车行驶阻力是怎样形成的？11.3 试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式。

1.4 滚动阻力系数与哪些因素有关？1.5 汽车的滚动阻力可以分为哪几种？1.15＊1 一辆车重为320000N的重型货车以108km/h的速度在公路上行驶，空气温度24°C，大气压强101kPa。

货车宽2440mm，高4118mm，空气阻力系数为0.65。

货车安装子午线型轮胎，计算这些条件下的空气阻力和克服空气阻力所需的发动机功率，计算滚动阻力和克服滚动阻力所需的发动机功率。

1.16＊一辆具有1.95m2前端面积和空气阻力系数为0.42的轿车，以90km/h速度行驶，如果车辆遇到40km/h速度的顺风或者逆风，计算顺风、逆风两种条件下的空气阻力和克服空气阻力所需要的发动机功率。

231.19 如何确定汽车样车的最高车速？在汽车设计和改装车设计阶段如何确定汽车最高车速？1.25 沥青或水泥路面经使用后，滚动阻力系数增加而附着系数下降，请说明其原因。

1.29 汽车的驱动－附着条件为fF +j W F F +ϕF F t ≤≤，其中t F =z F ϕ。

已知汽车（转弯或侧偏）行驶过程中驱动轴左右车轮的地面法向反作用力分别为zl F 和zr F ，且zr zl F F <，此时公式)(max zr zl t F F F +=ϕ是否成立，并说明原因。

1.30＊试计算某后轮驱动轿车在中等摩擦路面上因附着条件限制的加速度，分别考虑差速器能够锁止和不能锁止两种情况，已知条件如表1-2所示。

451.36 已知某汽车的总质量m =4600kg ，D C =0.75，A =42m ，旋转质量换算系数δ=35.1 ，坡度角α==f ,5 0.015，传动系效率85.0=T η，加速度tu d d =0.22sm，a u =30km/h ，此时克服各种阻力需要的发动机输出功率是多少？1.37 已知某轻型货车的汽油发动机使用外特性的n T tq -曲线的拟合公式为43210008445.31000874.40100044.165100027.295313.19⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=u u u uT tq式中，tq T 为发动机转矩（N·m ）；n 为发动机转速（r/min ）。

第四章习题 3.已知轴距 L，质心至前轴距离 a 、质心至后轴 距离 b，质心高度 hg，制动器制动力分配系数 ，根 据汽车同步附着系数的定义，推导出同步附着系数 0用上述参数表示的计算式？
•青岛大学车辆工程系
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汽车理论
第五章习题 1. 某小客车质量 m 为 2000kg ，轴距 L 为 3.2m ， 前后轮为单胎，每一前轮侧偏刚度为－665N/(°)， 每一后轮侧偏刚度为－655N/(°)，水平静止时前轴 负荷率为53%。试求： (1) 求稳态转向特性属于何种类型。 (2) 求特征车速或临界车速。 (3) 当前轮转角 =12°时， u=6.5m/s 等速转向行 驶时的横摆角速度。
•青岛大学车辆工程系
7
汽车理论
2. 某轿车车重 21.24kN ，发动机的最大扭矩为 325Nm，主减速器的传动比为4.0，传动系效率为 0.85 ，车轮半径为 0.33m，若滚动阻力系数为 0.02 ， 四档传动比为1，计算允许最大坡度角为35度时， 所采用的四档变速器的各档传动比。
•青岛大学车辆工程系
ab max E f g
=6.5m/s2
•青岛大学车辆工程系
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汽车理论
4.5解（4）
单回路： 双回路：a) 1失效时：
G
F1 F 2 P
G F P

F P
1
2
G
F 2 1 F G 21 G 0.7G 1 1 P P 2 2
•青岛大学车辆工程系
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汽车理论
4.5解（4）
单回路： 双回路：c)
G
F1 F 2 P
G F P

F P
1
2
G