《汽车理论》第一章 汽车轮胎力学与空气动力学

《汽车理论（第3版）》知识点汽车理论（第3版）知识点第⼀章绪论1.汽车使⽤性能分类：（1）对⾃然环境条件的适应性1）动⼒性：指汽车在良好、平直的路⾯上⾏驶时所能达到的平均⾏驶速度。

2）通过性：汽车以⾜够⾼的平均车速通过各种坏路和⽆路地带的能⼒。

a.⽀承通过性。

b.⼏何通过性：纵向通过⾓，间隙失效，顶起失效，触头或托尾失效3）操纵性：直线⾏驶性，最⼩转弯半径（2）技术经济性主要⽤⽣产率和燃油经济性来表⽰，主要评价指标有：⽣产率，油耗，可靠性与耐⽤性，维修保养⽅便性（维护费⽤）。

（3）劳动保护性指驾驶员⼯作的安全性和使驾驶员的⾝体健康不受损害的性能，主要评价指标有：舒适性（平顺性、噪声、空调、驾驶性、空间），稳定性（操纵稳定性），制动性，驾驶室的牢固程度。

第⼀章地⾯－轮胎⼒学1.轮胎是连接汽车车⾝与道路的唯⼀部件，其基本职能是⽀承车辆重量、传递驱动和制动⼒矩，吸振以及保证转向稳定性。

2.轮胎⼒学是研究轮胎受⼒、变形和运动响应之间关系的，它的主要任务是建⽴精确实⽤的数学模型，描述轮胎的⼒学特性。

第⼀节作⽤在轮胎上的⼒和⼒矩1.轮胎坐标系2.作⽤在轮胎上的⼒和⼒矩在轮胎坐标系中，地⾯作⽤在轮胎上的主要⼒和⼒矩有：纵向⼒F x －地⾯切向反作⽤⼒沿x轴的分量；侧向⼒F y －地⾯切向反作⽤⼒沿y轴的分量；地⾯法向反作⽤⼒F z ；翻转⼒矩M x －地⾯反作⽤⼒绕x轴的⼒矩；滚动阻⼒矩M y －地⾯反作⽤⼒绕y 轴的⼒矩；回正⼒矩M z －地⾯反作⽤⼒绕z 轴的⼒矩第⼆节轮胎的纵向⼒学特性1. 滚动阻⼒：由于弹性轮胎的内摩擦、地⾯变形的阻尼（软路⾯）以及轮胎与地⾯间的弹性变形和局部的滑移等造成的。

轮胎内部摩擦产⽣迟滞损失，这种损失表现为阻碍车轮运动的阻⼒偶。

滚动阻⼒系数f ：车轮在⼀定条件下，滚动所需要推⼒Fp1与负荷W1之⽐，即单位重⼒的推⼒，影响因素：1）速度，100/,.200/,a a u km h f const u km h f <≈>↑↑产⽣驻波现象，⾼温、脱落和爆裂。

《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、设计制造水平；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。

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 ff =（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432)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 ＝2.772m 主减速器传动比 i0＝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 ·2m变速器传动比i g (数据如下表)轴距 L ＝3.2m质心至前铀距离(满载) α＝1.947m质心高(满载) h g ＝0.9m解答：1）（取四档为例）由uF n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→即ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=og i i rnu 377.0=行驶阻力为w fF F +：215.21a D w fU A C Gf F F +=+ 2131.0312.494aU +=由计算机作图有※本题也可采用描点法做图：由发动机转速在min /600n min r =，min /4000n max r =，取六个点分别代入公式： ……………………………… 2）⑴最高车速：有w f t F F F +=⇒2131.0312.494a t U F += 分别代入a U 和t F 公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q +=把q T 的拟和公式也代入可得： n>4000而4000max =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max ==U Km/h⑵最大爬坡度：挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略：⇒)(max w f t i F F F F +-=⇒GfF Gi t -=max⇒013.08.9*388014400max max-=-=f G F i t=0.366（3）克服该坡度时相应的附着率 zxF F =ϕ忽略空气阻力和滚动阻力得：6.0947.12.3*366.0/=====a il l a i F Fi z ϕ 3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f D g du dt a -==δ （GFw Ft D -=为动力因素）Ⅱ时，22022111r i i I m r ImTg f wηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=215.21a D w U A C F =由以上关系可由计算机作出图为：②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。

《汽车理论》知识点全总结第一章汽车结构与原理1.1 发动机结构与工作原理1.1.1 内燃发动机1.1.2 循环原理1.1.3 燃烧方式1.1.4 发动机排气系统1.2 变速器结构与原理1.2.1 自动变速器1.2.2 手动变速器1.2.3 变速器传动方式1.2.4 油压系统1.3 底盘结构与原理1.3.1 制动系统1.3.2 悬挂系统1.3.3 转向系统1.3.4 轮胎与轮毂1.4 电气系统1.4.1 电路结构1.4.2 点火系统1.4.3 充电系统1.4.4 起动系统第二章汽车行驶原理2.1 动力传动原理2.1.1 发动机输出轴动力传输2.1.2 变速器传动2.1.3 差速器工作原理 2.1.4 驱动轮力矩分配2.2 制动原理2.2.1 制动器工作原理 2.2.2 制动性能与平衡 2.2.3 防抱死制动系统 2.2.4 刹车系统维护2.3 转向原理2.3.1 转向系统构成2.3.2 机械转向原理2.3.3 动力转向原理2.3.4 转向系统故障排除2.4 悬挂原理2.4.1 悬挂系统类型2.4.2 悬挂性能调校2.4.3 悬挂系统故障排除 2.4.4 悬挂系统维护保养第三章汽车维修与保养3.1 引擎维护3.1.1 发动机机油更换 3.1.2 空气滤清器更换 3.1.3 火花塞更换3.1.4 发动机故障排除3.2 变速器维护3.2.1 自动变速器油更换3.2.2 手动变速器离合器维护 3.2.3 变速器故障排除3.2.4 变速器调整3.3 制动系统维护3.3.1 制动片更换3.3.2 刹车油更换3.3.3 制动系统排气3.3.4 刹车系统故障排除3.4 电气系统维护3.4.1 电瓶维护3.4.2 点火系统检查3.4.3 充电系统故障排除3.4.4 起动系统维护3.5 底盘系统维护3.5.1 悬挂系统调整3.5.2 转向系统调校3.5.3 轮胎更换与调整3.5.4 底盘系统故障排除第四章汽车安全驾驶与应急处理4.1 安全驾驶技巧4.1.1 安全行车知识4.1.2 驾驶常见错误与危险行为 4.1.3 安全行车意识培养4.1.4 长途驾驶安全知识4.2 应急处理技能4.2.1 路边故障排除4.2.2 车辆临时修理4.2.3 突发事故处理4.2.4 汽车救援知识4.3 驾驶员心理素质4.3.1 长途驾驶疲劳处理4.3.2 驾车压力应对4.3.3 交通事故心理疏导4.3.4 驾驶员心理健康培养总结通过对《汽车理论》知识点的全面总结，我们了解到汽车结构与原理、汽车行驶原理、汽车维修与保养、汽车安全驾驶与应急处理等方面的知识点。

汽车理论第⼀章汽车的动⼒性汽车在良好路⾯上直线⾏驶时，由汽车受到的纵向外⼒决定的、所能达到的平均⾏驶速度。

汽车的动⼒性指标按照对汽车动⼒性的基本定义，如何评价汽车的动⼒性？从哪⼏⽅⾯评价会⽐较全⾯？不同车型对动⼒性的要求是否相同？对最⾼车速的总结发动机排量越⼤，汽车最⾼车速越⾼；配置相同发动机的前提下，⼿动挡⽐⾃动挡车速更⾼；发动机排量相同的前提下，车⾝越⼩，最⾼车速越⾼；配备的发动机排量普遍较⼤，但与配备相同发动机排量的轿车相⽐，最⾼车速要低。

⼀、驱动⼒Ft驱动⼒Ft：发动机产⽣的转矩经传动系传到驱动轮，产⽣驱动⼒矩Tt，驱动轮在Tt的作⽤下给地⾯作⽤⼀圆周⼒F0，地⾯对驱动轮的反作⽤⼒Ft即为驱动⼒。

与发动机转矩Ttq、变速器传动⽐ig、主减速器传动⽐i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径r 等因素有关。

1.发动机的转速特性发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为使⽤外特性曲线。

⼀般，使⽤外特性与外特性相⽐：汽油机的最⼤功率约⼩15%；货车柴油机的最⼤功率约⼩5%；轿车与轻型货车柴油机的最⼤功率约⼩10%。

3.车轮半径⾃由半径：车轮处于⽆载时的半径。

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。

滚动半径rr：车轮⼏何中⼼到速度瞬⼼的距离。

⼆、汽车的⾏驶阻⼒滚动阻⼒Ff 空⽓阻⼒Fw坡度阻⼒Fi 加速阻⼒Fj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。

临界车速（最⾼车速）当汽车车速超过临界车速时，轮胎会出现驻波现象，其周缘呈明显的波浪状，且轮胎温度快速增加。

后果是⼤量发热导致轮胎破损或爆胎。

轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量。

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，这就是驻波。

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zF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。

为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力PF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。

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，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。