汽车理论课后习题答案 第五章 汽车的操纵稳定性

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)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 α=1800kg/rad ，前束角β=2°，该轿车两前轮互置前束角β后产生相应行驶阻力F v ，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 V =k αβ，试求因前束引起的行驶阻力；（2）若该轿车滚动阻力系数f =0.015，试求整车的滚动阻力F f ；（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 。

设转弯时在离心力F C 作用下，前、后轮均有侧偏角，分别是α1和α2，质心距前、后轮的距离分别是l a 和l b ，转向时用两轮模型分析侧向力引起的滚动阻力如图1-2所示。

试推导出附加滚动阻力系数()2a 1b 2sin sin ααl l gRLu W F f +=Δ=Δ的表达式（提示：先求出由F Y1和F Y2所引起的附加阻力ΔF ）。

1.9 用受力图分析汽车从动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推导切向力方程式。

1.10 用受力图分析汽车驱动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推汽车理论习题集导切向力方程式。

1.11解释汽车加速行驶时质量换算系数的意义。

汽车旋转质量换算系数由哪几部分组成？与哪些因素有关？1.12汽车轮胎半径增大，其他参数不变时，对汽车的加速性能和爬坡性能有何影响？说明理由。

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。

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 ）。

汽车理论二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“T”，在错误的小题后括号内画“F”）1 汽车的动力性1、汽车行驶时滚动阻力和坡度阻力在任何行驶条件下均存在。

（ F ）2、汽车行驶时空气阻力和加速阻力在任何行驶条件下均存在。

（ F ）3、在硬路面上滚动阻力产生的根本原因是轮胎与路面的摩擦。

（ F ）4、当汽车的所有车轮都飞离地面后，其滚动阻力仍然存在。

（ F ）5、汽车最高挡的最高车速一定大于次高挡的最高车速。

（ F ）6、汽车的动力特性图可以用来比较不同车重和空气阻力的车辆的动力性能。

（ T ）7、质量不同但动力特性图完全相同的两辆汽车，其最高车速和最大驱动力相同。

（ F ）8、空车和满载时汽车的动力性能没有变化。

（ F ）9、变速器在不同挡位时，发动机的最大功率相同。

（ F ）10、变速器在不同挡位时，汽车的最大驱动力不同。

（ T ）11、汽车超车时应该使用超速挡。

（T ）12、设置超速挡的目的是为了改善汽车的动力性。

（ T ）13、轮胎的充气压力对滚动阻力系数值有很大的影响。

（ T ）14、随着轮胎胎面花纹深度的减小，其附着系数将有显著下降。

（T ）15、增大轮胎与地面的接触面会提高附着能力。

（T ）16、汽车的后备功率越大，则其加速能力、上坡能力和最高车速也越大。

（T ）17、发动机的后备功率越大，汽车的最高车速越大。

（T ）2 汽车的燃油经济性二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“T”，在错误的小题后括号内画“F”）1、发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。

（ F ）2、汽车的等速百公里燃油消耗量是全面反映汽车实际运行情况的燃油经济性指标。

（ F ）3、汽车的等速百公里燃油消耗量正比于行驶阻力和燃油消耗率，反比于传动效率成。

（T ）4、车开得慢，油门踩得小，就一定省油。

（F ）5、只要发动机省油，汽车就一定省油。

（ F ）3 汽车动力装置参数的选定二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“T”，在错误的小题后括号内画“F”）1、最大传动比与最小传动比之比值越大，挡位数应越多。

动力性汽车的第一章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相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损Z失的增大变大。

即滚动时有滚动阻力偶T= Fa阻碍车轮滚动。

.?Zf3]作用形式: T= Wf，T= T/r ff f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。

汽车理论思考题第五章1、 何为汽车的操纵稳定性？什么是弹性轮胎的侧偏特性？影响侧偏特性的因数有哪些？1）汽车的操纵稳定性是指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传动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的能力。

2）侧偏特性指侧偏力，回正力矩与侧偏角之间的关系3）影响因素有：轮胎的高宽比、轮胎的垂直载荷、充气压力、胎面及其粗糙程度，干湿状况2、 汽车的稳态转向特性分为几种类型？汽车应具有那种性质的转向特性？为什么？1）汽车的稳态转向特性分为三种：不足转向、中性转向、过多转向。

2）操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性，不应具有过多转向特性，也不应具有中性转向特性。

因为在使用条件变动时有可能转变为过多转向。

3、 什么是汽车的稳定性因数？有几种方式可以判定或表征汽车的稳态转向特性？稳定性因数;221()m a b K L k k =-。

四种判定方式：稳定性因数，特征车速和临界车速、前后轮侧偏角绝对值之差、转向半径的比、静态储备系数。

4、 什么是汽车的特征车速和临界车速？什么是中性转向点？1）特征车速，此时汽车稳态横摆角速度增益达到最大值。

临界车速，此时稳态横摆角速度增益趋于无穷大。

2）使汽车前后轮产生同一侧偏角的侧向力作用点称为中性转向点。

5、 汽车的瞬态响应有几个特点？评价瞬态响应品质的参数有哪些？瞬态响应的稳定条件是什么？1）t=0，Wr=0；t=8时，Wr(8)=Wr0，即横摆角速度最后趋于稳态横摆角速度Wr0；在t=0-8之间，Wr(t)是衰减函数，阻尼比越大，衰减越快。

2）几个参数：横摆角速度Wr 波动时的固有频率Wo 、阻尼比、反应时间、达到第一峰值Wr1的时间。

3）稳定条件：01,0W ξξ=>收敛；阻尼比大于1-不足转向、过多转向（车速不高稳定，否则不稳定）。

6、 什么是车厢侧倾轴线？侧倾中心？1)车厢相对地面转动时的瞬时轴线称为车厢侧倾轴线。

汽车理论第四版(余志生著)课后答案下载汽车理论第四版(余志生著)课后答案下载本书为全国高等学校机电类专业教学指导委员会汽车与拖拉机专业小组制订的规划教材，并于“九五”期间被教育部立项为“普通高等教育九五部级重点教材”和“面向21世纪课程教材”，于“十五”期间被教育部立项为“普通高等教育十五国家级规划教材”。

本书根据作用于汽车上的外力特性，分析了与汽车动力学有关的汽车各主要使用性能：动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性。

各章分别介绍了各使用性能的评价指标与评价方法，建立了有关的动力学方程，分析了汽车及其部件的结构形式与结构参数对各使用性能的影响，阐述了进行性能预测的基本计算方法。

各章还对性能试验方法作了简要介绍。

另外，还介绍了近年来高效节能汽车技术方面的新发展。

本书为学生提供了进行汽车设计、试验及使用所必需的专业基础知识。

汽车理论第四版(余志生著)：推荐理由点击此处下载汽车理论第四版(余志生著)课后答案汽车理论第四版(余志生著)：书籍目录第4版前言第3版前言第2版前言第1版前言常用符号表第一章汽车的动力性第一节汽车的动力性指标。

第二节汽车的驱动力与行驶阻力一、汽车的驱动力二、汽车的行驶阻力三、汽车行驶方程式第三节汽车的驱动力，行驶阻力平衡图与动力特性图一、驱动力一行驶阻力平衡图二、动力特性图第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率一、汽车行驶的附着条件二、汽车的附着力与地面法向反作用力三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力四、附着率第五节汽车的功率平衡第六节装有液力变矩器汽车的动力性参考文献第二章汽车的燃油经济性第一节汽车燃油经济性的评价指标第二节汽车燃油经济性的计算第三节影响汽车燃油经济性的因素一、使用方面二、汽车结构方面第四节装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算第五节电动汽车的研究一、混合动力电动汽车的特点二、混合动力电动汽车的结构三、混合动力电动汽车的节油原理四、能量管理策略五、实例分析一一丰田混合动力电动汽车Prius六、电动汽车的动力性计算第六节汽车动力性、燃油经济性试验一、路上试验二、室内试验参考文献第三章汽车动力装置参数的选定第一节发动机功率的选择第二节最小传动比的选择第三节最大传动比的选择第四节传动系挡数与各挡传动比的选择第五节利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数一、主减速器传动比的确定二、变速器与主减速器传动比的确定三、发动机、变速器与主减速器传动比的确定参考文献第四章汽车的制动性第一节制动性的评价指标第二节制动时车轮的受力一、地面制动力二、制动器制动力三、地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系四、硬路面上的附着系数第三节汽车的制动效能及其恒定性一、制动距离与制动减速度二、制动距离的分析三、制动效能的恒定性第四节制动时汽车的方向稳定性一、汽车的制动跑偏二、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失第五节前、后制动器制动力的比例关系一、地面对前、后车轮的法向反作用力二、理想的前、后制动器制动力分配曲线三、具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数四、前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析五、利用附着系数与制动效率六、对前、后制动器制动力分配的要求七、辅助制动器和发动机制动对制动力分配和制动效能的影响八、制动防抱装置第六节汽车制动性的试验参考文献第五章汽车的操纵稳定性第一节概述一、汽车操纵稳定性包含的内容二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应三、人一汽车闭路系统四、汽车试验的两种评价方法第二节轮胎的侧偏特性一、轮胎的坐标系二、轮胎的侧偏现象和侧偏力-侧偏角曲线三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响四、回正力矩一一绕OZ轴的力矩五、有外倾角肘轮胎的滚动第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应一、线性二自由度汽车模型的运动微分方程二、前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态响应一一等速圆周行驶三、前轮角阶跃输入下的瞬态响应四、横摆角速度频率响应特性第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系一、汽车的侧倾二、侧倾时垂直载荷在左、右侧车轮上的'重新分配及其对稳态响应的影响三、侧倾外倾一一侧倾时车轮外倾角的变化四、侧倾转向五、变形转向一一悬架导向装置变形引起的车轮转向角六、变形外倾一一悬架导向装置变形引起的外倾角的变化第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系一、转向系的功能与转向盘力特性二、不同工况下对操纵稳定性的要求三、评价高速公路行驶操纵稳定性的试验一一转向盘中间位置操纵稳定性试验四、转向系与汽车横摆角速度稳态响应的关系第六节汽车操纵稳定性与传动系的关系一、地面切向反作用力与“不足-过多转向特性”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第七节提高操纵稳定性的电子控制系统一、极限工况下前轴侧滑与后轴侧滑的特点二、横摆力偶矩及制动力的控制效果三、各个车轮制动力控制的效果四、四个车轮主动制动的控制效果五、VSC系统的构成六、装有VSC系统汽车的试验结果第八节汽车的侧翻一、刚性汽车的准静态侧翻二、带悬架汽车的准静态侧翻三、汽车的瞬态侧翻第九节汽车操纵稳定性的路上试验一、低速行驶转向轻便性试验二、稳态转向特性试验三、瞬态横摆响应试验四、汽车回正能力试验五、转向盘角脉冲试验六、转向盘中间位置操纵稳定性试验参考文献第六章汽车的平顺性第一节人体对振动的反应和平顺性的评价一、人体对振动的反应二、平顺性的评价方法第二节路面不平度的统计特性一、路面不平度的功率谱密度二、空间频率功率谱密度C。