2004级汽车理论试题及答案A

山东理工大学《汽车理论B》试卷纸（A）卷2006-2007学年第二学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………….………………………………适用专业交通运输考核性质考试开卷命题教师谭德荣考试时间100分钟题号一二三四五六七八九十十一总分得分评阅人复核人一、概念解释（每题3分，共21分）1滚动阻力系数滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或单位汽车重力所需之推力。也就是说，滚动阻力等于汽车滚动阻力系数与车轮负荷的乘积，即/ffFfWTr。其中：f是滚动阻力系数，fF是滚动阻力，W是车轮负荷，r是车轮滚动半径，fT地面对车轮的滚动阻力偶矩。2汽车行驶的驱动-附着条件汽车动力性分析是从汽车最大程度发挥其驱动能力出发，要求汽车有足够的驱动力，以便汽车能够充分地加速、爬坡和实现最高车速。实际上，轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当车轮驱动力tF超过某值（附着力F）时，车轮就会滑转。因此,汽车的驱动－附着条件，即汽车行驶的约束条件（必要充分条件）为fiwtFFFFF，其中附着力zFF，式中，zF为接触面对车轮的法向反作用力；为附着系数。3汽车动力性及评价指标汽车动力性，是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。4(汽车)制动距离制动距离是开始踩到制动踏板到完全停车的距离。它包括制动器起作用和持续制动两个阶段中汽车驶过的距离2s和3s。其中，制动器起作用的时间更为重要。5I曲线当汽车的前后轮制动器能同时制动抱死的前后制动器制动力关系曲线称为理想的制动器制动力分配曲线，简称I曲线。反映了制动器理想的制动状态。6附着椭圆汽车运动时，在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。一些试验结果表明，一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。当驱动力相当大时，侧偏力显著下降，因为此时接近附着极限，切向力已耗去大部分附着力，而侧向能利用的附着力很少。作用有制动力时，侧偏力也有相似的变化。驱动力或制动力在不通侧偏角条件下的曲线包络线接近于椭圆，一般称为附着椭圆。它确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限值。7汽车（转向特性）的稳态响应在汽车等速直线行驶时，若急速转动转向盘至某一转角并维持此转角不变，即给汽车转向盘一个角阶跃输入。汽车等速圆周行驶，即汽车转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应,称为汽车稳态转向特性。汽车稳态转向特性分为不足转向、中性转向和过度转向三种类型。二、简答题（每题6分，共18分）1用结构使用参数写出汽车行驶平衡方程式，并说明各结构使用参数的含义。汽车行驶方程式的普遍形式为jiwftFFFFF，即dtdumgmuACfgmriiTaDdtktqsin15.21cos20（3分）式中：tF－驱动力；fF－滚动阻力；wF－空气阻力；iF－坡道阻力；jF－加速阻力；tqT－发动机输出转矩；0i－主传动器传动比；ki－变速器k档传动比；t－传动系机械效率；m－汽车总质量；g－重力加速度；f－滚动阻力系数；－坡度角；DC－空气阻力系数；A－汽车迎风面积；au－汽车车速；－旋转质量换算系数；du/dt－加速度。（3分）2写出拖带挂车后节省燃油的原因一是带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，是燃油消耗率b下降，（3分）二是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。（3分）第1页山东理工大学《汽车理论B》试卷纸（A）卷2006-2007学年第二学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………….………………………………3画图并叙述地面制动力、制动器制动力、附着力三者之间的关系。①当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力0F,若忽略其它阻力，地面制动力0＝xbF，当FFxb（F为地面附着力）时，FFxb；②当FFxbmax时FFxb，且地面制动力xbF达到最大值maxxbF,即FFxbmax；③当FF时,FFxb,随着F的增加，xbF不再增加。（注：每问2分，没有图或图不对扣2分）三、分析题（共32分，每题8分）1、请写出驱动力与车速的表达式，并分析汽车驱动力图的作图过程。riiTrTFTgtqtt0＝00377.06.3602iirniirnugegea（2分）1）对于同一个档位，在发动机外特性图上选定某一车速下1n的1tqT，在依据上面两式分别计算出1tF和1au，这样就在atuF图上得到该档位下的一个点，同理在此档位下的gi相同，再作出其它的点，便得到该档位下的atuF曲线。（3分）2）对于不同的档位，改变相应的gi值，再重复1)中的步骤，便得到不同档位的atuF曲线，即驱动力图。（3分）2、请写出前后轮同时抱死时前后制动器制动力满足的方程组，并论述I曲线的作图过程。答：前后轮同时抱死时，前后制动器制动力满足的方程组为：GFF21（1）（1分）gghahbFF21（2）（1分）I曲线的作图过程为：（1）先在式（1）中按不同值（1）作图画在12FF图上，得到一组与坐标轴成45度的平行线。（2分）（2）再按第（2）式对（1）取不同的值，也作图画在同一个12FF图上，得到一组通过坐标原点、斜率不同的射线。（2分）（3）在（1）、（2）得到的两组曲线中，对于同一个值，均可找到两条直线，这两条直线的交点便是满足方程组（1）、（2）两式中的1F和2F值，把对应于不同值的两直线的交点连接起来，便得到了I曲线。（2分）注：没有答“同一个值”以及作图过程写得不全的可以适当扣分。3．影响汽车稳态响应特性的因素有哪些？并分析之。影响汽车稳态响应特性的因素有:(1)汽车质心位置的影响。根据公式，质心靠后，a增大，b减小，K减小，故不足转向减小。（2分）(2)轮胎压力的影响。在一定范围内，胎压减小则侧偏刚度减小。根据上式，后轮胎压降低会导致K减小，使不足转向减小。前轮胎压降低会导致K增大，使不足转向增大。（2分）(3)轮胎结构的影响。子午线胎比斜交胎侧偏刚度高。扁平比（=轮胎高度H/宽度B）小的轮胎侧偏刚度大。前轮侧偏刚度增大，则不足转向减小。后轮侧偏刚度增大，则不足转向增加（2分）(4)悬架角刚度的影响。增加前悬架角刚度或减少后悬架角刚度，会增加汽车不足转向。（2分）4．请分析制动力系数、峰值附着系数、滑动附着系数、侧向附着系数与滑动率的关系。①当车轮滑动率S较小时，制动力系数b随S近似成线形关系增加，制动力系数在S=20%附近时达到峰值附着系数P。（2分）②然后，随着S的增加，b逐渐下降。当S=100％，即汽车车轮完全抱死拖滑时，b达到滑动附着系数s,即sb＝。（对于良好的沥青或水泥混凝土道路s相对b下降不多，而小附着系数路面如潮湿或冰雪路面，下降较大。）（2分）③车轮侧向力系数（侧向附着系数）l则随S增加而逐渐下降，当s=100%时，0＝l。（即汽车完全丧失抵抗侧向力的能力，汽车只要受到很小的侧向力，就将发生侧滑。）（2分）④只有当S约为20％（12～22％）时，汽车不但具有最大的切向附着能力，而且也具有较大的侧向附着能力。（2分）（注：内容对可给分）第2页)(212kakbLmK山东理工大学《汽车理论B》试卷纸（A）卷2006-2007学年第二学期班级：姓名：学号：…………………………………装……………………………订…………………………线………….………………………………第3页四、证明与计算（共29分）1．证明在稳态响应中的特征车速为1chuk，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，中性转向汽车横摆角速度增益的一半。（8分）证明：(1)将式21/kukuwr对速度求导，取极值点得到特征速度kuch1。（4分）(2)由特征速度，证出在特征车速时的稳态横摆角速度增益为具有相等轴距L，中性转向汽车横摆角速度增益的一半根据特征速度推证结论（2）。（4分）2.已知某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数δ1=0.03,δ2=0.03,坡度角α=5°,f=0.015,车轮半径0.367rrm，传动系机械效率ηT=0.85,加速度du/dt=0.25m/s2,ua=30km/h,计算汽车克服各种阻力所需要的发动机输出功率？（7分）解：33cossin1()36003600761403600146009.80.01530cos546009.830sin5(0.85360036000.754301.064600300.25)58.25761403600aaDaaeTGfuGuCAumuduPdtkW（注：公式对得4分，结果对得3分）3．已知某汽车的有关参数如下：总质量1800mkg，轴距3Lm，质心到后轴的垂直距离1.6bm，质心到前轴的垂直距离1.4am，前轮的总侧偏刚度为150000/kNrad，后轮的总侧偏刚度为100000/kNrad。（14分）(1)求特征车速chu。解：稳定性因素)(12kbkaLmK（2分）)500006.11000004.1(318002（22/sm）=0.003622/sm（2分）特征车速Kuch1667.1606.010036.01)/(sm（1分）2、车速smu/20时的稳态横摆角速度增益r。（5分）解：1/2KuLur（2分）732.232.720)200036.01(320200036.013/2022)oo/s(（2分）3、计算静态储备系数..MS，并分析该车的稳态转向特性。（5分）解：LakkkLaaMS212..（2分）2.034.13234.150000100000100000（2分）LakkkLaaMS212..=0.20,汽车具有不足转向。（1分）注：没有写出单位的扣1分。