长安大学汽车理论考研真题答案1

《汽车理论》第五版清华大学余志生主编07年二、解答题1、什么是燃油经济性——加速时间曲线？有何用途？（5分）通常以循环工况油耗Q代表燃油经济性，一原地起步加速时间代表动力性，做出不同参数匹配下的燃油经济性——加速时间曲线，该曲线大体呈C型，称为C曲线。用途：在初步选择参数之后，可根据燃油经济性——加速时间曲线进行进一步分析，其不同参数配下的动力性和燃油经济性，可确定最佳主减速器传动比，综合考虑各方面的因素最终确定动力装置的参数。2、汽车制动跑偏的原因？为什么说容易侧滑的汽车能加剧跑偏？（6分）原因：（1）汽车左右车轮特别是前轴左右车轮（转向轮）制动器制动力不相等（2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）后轴侧滑时，FY2=0，前轮地面的侧向反作用力FY1对质心C的力矩增加了汽车角速度，汽车在一定条件下可能出现难以控制的急剧转动，从而加剧跑偏。（后轴侧滑方向与惯性力方向一致，两者相互促进加剧）3、在分析汽车平顺性时，对那几个振动响应量进行计算，以确定悬架系统的设计参数？（4分）车身加速度a（主要指标）、悬架弹簧的动挠度fd（与限位行程[fd]有关）车轮与路面间的动载Fd（影响附着效果，与安全性有关）4、汽车动力性的评价指标有哪些？画出具有四档变速器的汽车动力特性图和驱动力——行驶阻力平衡图，并说明有哪些共同点与不动点？（6分）最高车速加速时间最大爬坡度相同点：(1)D与f、Ft与Fw之间的差值都表示加速能力与爬坡能力（2）都可直接通过图示确定最高速度（3）均能体现动力性不同点：(1)纵坐标参数不一样(2)动力特性图中只有滚阻而驱动力——行驶阻力特性图中还有空气阻力（3）动力特性图还可以用于不同车型动力性比较5、为了保证座椅能对人体敏感的频率进行衰减，座椅的固有频率应满足怎样的条件？（6分）为了保证船只人体的总的加权加速度均方根值av较小，在选择“人体—座椅”系统参数时：（1）首先要保证人体垂直最敏感的频率fs为4-12.5Hz。（2）在选择固有频率fs时，还要避开与车身部分固有频率f。重合，防止传至人体的加速度的响应谱出现突出的尖峰。车身部分固有频率f。一般1.2-2Hz范围，于是“人体—座椅”单自由度系统的固有频率选在3Hz《汽车理论》第五版清华大学余志生主编附近（3）若把人体减震效果考虑进去，实际衰减f范围向低频率扩展，因此fs可选高一些（4）目前泼墨成形坐垫的fs值，有的选在5-6Hz，在适当的阻尼比配合下，仍可保证4-12Hz处于衰减区。6、汽车稳态转向特性三种类型的行驶特性是什么？有哪几种形式可以判定或表征汽车的稳态转向特性？评价瞬态响应品质的参数有哪些？（6分）瞬态转向特性分为三种类型：不足转向、中性转向、过多转向形式特点：在转向盘保持一固定转角下，缓慢加速或以不同车速等速行驶时，随着车速的增加，不足转向的汽车的转向半径R增大，中性转向半径不变，过多转向越来越小。稳态响应参数：稳定性因数、前后轮侧偏角绝对值、转向半径之比、静态储备系数瞬态响应品质评价指标：横摆角速度、阻尼比、反应时间、峰值反应时间7、越野汽车的挂钩牵引力是什么？其表征了什么？（4分）挂钩牵引力：车辆的土壤推力与土壤阻力之差。其表征了土壤的强度储备，用来使车辆加速、上坡、克服道路不平的阻力或牵引其他车辆。8、在汽车档位的使用中，最经济的驾驶方法？并利用行驶特性图加以说明（6分）三、论述及推导题1、汽车车厢侧倾时，分局悬架的结构形式不同，车轮外倾角变化有哪几种形式？试分析采用单横臂式独立悬架及双横臂式独立悬架汽车，当车厢侧倾时，由于车轮外倾角的变化对汽车稳态转向特性的影响。（12分）变化形式：保持不变，沿地面测向反作用力方向倾斜，沿地面侧向反作用力作用的相反方向倾斜。影响：上横臂短、下横臂长的双横臂独立悬架，大体上保持外侧车轮垂直于地面。对汽车稳定特性影响不大。上、下横臂等长的双横臂（单纵臂）独立悬架的车轮侧倾方向与地面侧向反作用力方向相反，有增大侧倾角（绝对值）的效果，用在前轴增大不足转向，用在后轴则减少不足转向。单横臂独立悬架在小侧向加速度时，车轮侧倾方向与地面侧向力方向相同，有减少侧偏角效果，用在前车轴减少不足转向，后轴则增大不足转向；但在大侧向加速度时，装有单横臂独立悬架的车厢可能被显著提高，出现“举升”现象，内侧车轮离地，外侧车轮逆着地面侧向力方向倾斜，侧偏角增大，用在前车轴增大不足转向，后轴则减少不足转向，汽车操纵稳定性突然变差。2、试从汽车弯道行驶的稳定性分析说明高速公路拐弯处坡道角的设计原理？（10分）建立模型由图可知，在同一道路条件和车速下，虽然发动机功率相同，但档位越低，燃油消耗率越高，燃油经济性越差，在发动机功率曲线（V挡）与阻力功率曲线相交点处对应的车速便是在良好水平路面上的最高车速，用该挡行驶发动机的负荷率高，燃油消耗量低。《汽车理论》第五版清华大学余志生主编（刚性汽车稳态转向）假设侧向坡度角β很小，sinβ=β，cosβ=1。于是yggiyig1mah-mgh+-mg=02a=-+gmghZFBZF1B（）2汽车在水平路面上，直线行驶（β=0，ya=0），内侧车轮垂直反力i1=mg2ZF，当ya0时，要保持i1=mg2ZF不变，则由上式可得ya=g，高速公路拐弯处坡度角就是根据这个原理。3、将汽车简化成车身与车轮两个自由度系统，设路面的输入为q（l），车身质量为2m，车轮质量为1m，悬架刚度为k，减震器阻力系数为C，轮胎刚度为0k，不计轮胎阻尼。（12分）（1）列出汽车振动微分方程（2）推导出车身部分的固有频率0及车轮部分的固有频率t（3）分析说明车身质量、悬架刚度的变化对车身加速度和悬架动挠度的均方根值的影响《汽车理论》第五版清华大学余志生主编（1）车身与车轮垂直位移坐标为2Z、1Z，坐标原点选在各自平衡位置；运动微分方程为22121121tm()km()k+k-qZCZZZCZZ21121（Z-Z）=0（Z-Z）（Z）=0（2）无阻尼自由振动，方程变为2211tmkmk+kZZ21121（Z-Z）=0（Z-Z）Z=0有运动方程可看出，1m和2m的振动相互耦合。若1m不动，则22mkZ2Z=0相当于只有车身2m的单自由度无阻尼自由振动，固有圆频率02k=m，同样，2m不动11tmk+kZ11ZZ=0相当于只有车轮1m无阻尼自由振动，车轮部分固有频率tt1k+k=m（3）车身质量增加则车身与车轮质量比2tmu=m增加，d2f,Z略有减小。主要是dFG变化较大。因此：减少1m对平顺性影响不大，主要是影响安全性。悬架与车轮刚度比dfqtk=k（变化时，对dFG形象最大）当增大时，相当于k减少，使三个幅频特性高频共振峰向高频移动，而且峰值增大，其中dqFG变化最大，Zq次之，dfq很小。4、在以制动强度为横坐标，利用附着系数为纵坐标的利用附着系数与制动强度的关系曲线中，为什么应选取在对角线上方的曲线作为汽车利用附着系数曲线？（8分）对角线代表z，是理想的制动力分配的汽车的制动力分配，可以防止后轮抱死发生危险的侧滑，同时为了减少制动时前轮抱死而失去转向能力机会，还有利用附着系数越接近于制动强度，地面的附着条件发挥的越充分，汽车制动力分配的合理程度越高。《汽车理论》第五版清华大学余志生主编06年二、解释与解答题1、汽车通过性？表征汽车几何通过性的评价指标有哪些（画简图）？并说明每个指标对应的失效方式。（5分）（通过性）指它以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带（如松软地面、凹凸不平地面等）及各种障碍（如侧破、陡坡、壕沟、台阶、灌木丛水障等）的能力。（支撑通过性几何通过性）最小离地间隙h（中间路面顶起失效）、纵向通过角β（凹路面顶起失效）、接近角1（触头失效）、离去角2（托尾失效）。最小转弯直径mind：表征汽车能够通过最狭窄弯曲地带或是不可越过的障碍物的能力；转弯通道圆：决定转弯所需的最小空间。2、高速行驶的汽车轮胎会发生爆裂，试论述轮胎发生什么现象和由于什么原因。（5分）轮胎发生“驻波”现象。车速达到某一临界车速左右时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波现象，轮胎周缘不再是圆形而呈明显波浪状。出现驻波后，不但滚阻显著增加，轮胎的温度也很快增加到100oC以上，台面与轮胎帘布层脱落，几分钟内就会出现爆破现象。3、画出汽车方向盘转角阶跃输入的瞬态响应过程，并在图中标出瞬态响应的评价参数。（5分）1.横摆角度波动时的固有频率2.阻力比3.反应时间4.达到第一峰值的时间《汽车理论》第五版清华大学余志生主编4、画出汽车加速时的驱动轮的受力分析图，并对图中的符号作简要说明。（5分）VF：车身压力；W：车轮重力；ZF：地面法向反力；xF：地面切向反力；tT：驱动力矩；fT：滚动阻力偶矩；jT：惯性阻力偶矩；PF：车轴作用于车轮水平力；utdmd：加速阻力5、汽车的燃油经济性？我国采用的燃油经济性指标？（5分）在保证动力性条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力。我国和欧洲一样采用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量来评价，单位L/100km。即行驶100km所消耗的燃油升数。6、车轮滑动率？画图说明制动力系数和侧向力系数与滑动率之间的关系。并说明制动防抱死系统ABS的理论依据。（7分）《汽车理论》第五版清华大学余志生主编r0wwu-rw100%uSu：车轮中心速度；r0r：没有地面制动力时的车轮半径；w：车轮角速度理论依据:制动力系数b随着S增大而迅速增大，达到最大值后，随S增大而减少。侧向力系数L再S为零时最大，随S增大而减少，制动时，b越大，制动距离越短，L越大，轮胎保持转向，防止侧滑的能力越大。综合考虑，将滑移率控制在15%-20%，既有较大的制动力系数又有较高的侧向力系数，制动和侧向稳定性都很好，ABS就是……7、说明汽车传动系中最大传动比的确定方法？对货车、越野车和轿车的最大传动比的确定，分别考虑哪些方面的问题？（6分）确定最大传动比，考虑三方面的问题：最大爬坡度、附着率、最低稳定车速。公式：tgmaxg10maxfimaxmaxmaxmaxmaxg1tgmax0ii=+=fcos+Gsinrfcos+sinriiTTTFFFGG（）T货车：应先考虑最大爬坡度越野车：为了避免在松软路面上行驶时土壤受冲击剪切破坏而损害地面附着力，tmaxi应能保证汽车能在极低车速下稳定行驶。若最低稳定车速为amaxu，则mintmaxminnri=0.377u轿车：轿车最大爬坡能力常大于30%，最大传动比根据其加速度能力来确定，可参考同一级别的轿车选择最大传动比。最大传动比确定后，还应计算驱动轮附着率，检查附着条件是否满足上坡或加速要求。必要时只能从汽车总体布置和结构入手，改善汽车附着能力。8、说明汽车侧倾时，垂直载荷在左右轮侧的重新分配对汽车稳态转向特性的影响？（6分）左、右侧车轮垂直载荷差别越大，平均侧偏刚度越小。在侧向力作用下，若汽车前轴左、右侧车轮垂直载荷变动量大，汽车趋于增加不足转向，若汽车后轴左、右侧车轮垂直载荷变《汽车理论》第五版清华大学余志生主编动量大，汽车趋于减少不足转向量。汽车前轴及后轴左右侧车轮垂直载荷变动量取决于：前后悬架侧倾角刚度、悬挂质量、非悬挂质量、质心位置及前后悬架侧倾中心位置等一系列参数值。三、分析论述及推导题1、汽车稳态转向特性三种形式的特点？写出表征汽车稳态转向特性的三种参数公式，分别分析稳态转向特性影响因素。（8分）形式特点：在转向盘保持一固定转角下，缓慢加速或以不同车速等速行驶时，随着车速的增加，不足转向的汽车的转向半径R增大，中性转向半径不变，过多转向越来越小。（1）前、后侧偏角绝对值之差12-,12y1k=-al（）,12=--LR（）（2）转向半径之比201kuRR(3)静态储备系数212ka..-k+kSML影响因素：1.轴荷分配2.前后轮侧偏刚度3.前后轮采用合适的悬架结构形式4.前轴增加横向稳定杆2、何为汽车行驶平顺