汽车理论习题

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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？

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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？

1.15＊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。

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1.19 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+

FW?Fj?Ft?F?，其中Ft=?Fz。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Fzl和Fzr，且

Fzl?Fzr，此时公式Ftmax??(Fzl?Fzr)是否成立，并说明原因。

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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。

表1-2 某轿车的基本参数 参数 总重量/N 前轴载荷/N 后轴载荷/N 质心高/mm 参数值 17578 9345 8233 533 参数 附着系数 主减速器传动比 轮胎半径/m 前悬架侧倾刚度/N?m??? ?1参数值 0.62 2.90 0.33 1560 轴距/mm 2743 前悬架侧倾刚度/N?m??? ?1380 轮距/mm 1499

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1.36 已知某汽车的总质量m=4600kg，A=4m2，旋转质量换算系数δ=35.1 ，CD=0.75，坡度角??5?,f?0.015，传动系效率?T?0.85，加速度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Ttq?n曲线的拟合公式为

?u??u???19.313?295.27?165.44???40.874???3.8445100010001000????u23dudt=0.2m

s

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，ua=30km/h，

Ttq?u??? 1000??4式中，Ttq为发动机转矩（N·m）；n为发动机转速（r/min）。

该车的其他基本参数如表1-4 所示。

表1-4 某轻型货车的基本参数 参数 装载质量/kg 参数值 2000 参数 飞轮转动惯量 If参数值 0.218 ?Kg?Kg?m2? 1.798 整车整备质量/kg 1800 二前轮转动惯量Iw1?m2? 5

总质量/kg 3880 四后轮转动惯量Iw23.598 ?Kg?m2? 4挡/5挡 3.2 车轮半径/m 传动系机械效率?T 0.367 0.85 变速器 轴距L /m 滚动阻力系数f 空气阻力系数×迎风面积/m2 主减速器传动比i0 0.013 2.77 质心距前轴距离（满载）a /m 质心高（满载）hg /m 5.83 1.947 0.9 变速器（4挡和5挡）的传动比如表1-5所示。 表1-5 变速器传动比

1挡 四挡变速器 五挡变速器 6.09 5.56 2挡 3.09 2.769 3挡 1.71 1.644 4挡 1.00 1.0 5挡 — 0.793 确定该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—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挡起步加速行驶至70km/h的车速—时间曲线，求汽车用2挡起步加速行驶至70km/h的时间。 （注：本题最好上机计算，可以选择Excel、VB、VC等软件进行计算和画图）

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1.42 一辆后轴驱动汽车的总质量为2152kg，前轴负荷52%，后轴负荷48%，主减速器传动比i0=4.55，变速器各挡传动比如下：1挡3.79，2挡2.17，3挡1.41，4挡1.00，5挡0.86。质心高度hg=0.57m，CDA=1.5m2，轴距L=2.300m，飞轮转动惯量If=0.22Kg?m2，四个车轮总的转动惯量IW=3.6Kg?m2，车轮半径r=0.367m。该车在附着系数??0.6的路面上低速滑行曲线和直接挡加速曲线如图1-4所示。图上给出了滑行数据的拟合直线u?19.76?0.59T，u的单位km/h，T的单位s，直接挡最大加速度umax=0.75m/s2（ua=50km/h）。设各挡传动效率均为0.90，求：

1）汽车在该路面上的滚动阻力系数。 2）求直接挡的最大动力因素。

3）在此路面上该车的最大爬坡度。

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1.43 某轿车设计时，预期最高车速为165 km/h，预期满载质量m=1450kg，参照同类型轿车，传动系统效率?T?0.85，滚动阻力系数f?0.015，空气阻力系数

CD?0.35，迎风面积A?1.98m.

2（1）预选发动机功率。

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（2）若1挡最大动力因数D1max?0.35，求最大爬坡度imax

（3）若最高挡最大动力因数D0max?0.10，该挡旋转质量换算系数??1.03，求该汽车在平直路面上以最高挡行驶时能达到的最大加速度（假设地面附着力足够）？

（4）该轿车是否可以选用最高挡以某一车速匀速行驶在i?5%的上坡路上?

（5）若该轿车拖带一房屋拖车旅行，该轿车—房屋拖车组是否可以选用最高挡以某一速度均速行驶在i?5%的上坡路上？假设此时该拖车的质量是1000 kg；拖车车轮的滚动阻力系数与轿车车轮相同。

1.44 已知某路面车辆的满载质量为1700 kg，发动机最大输出转矩为180N·m，

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对应的发动机转速为2800r/min；驱动轮滚动半径为365mm；空气阻力系数为0.48；迎风面积为2.8m2；第1挡和最高挡工作时传动系统的总传动比分别为20.5和4.63，相应的传动系统机械效率分别为0.85和0.92。若滚动阻力系数为0.015，重力加速度取为9.8ms2，试求：

（1）该车第1挡的最大动力因数； （2）该车最高挡的最大爬坡度。

第2章汽车的燃油经济性

2.1 “车开得慢，加速踏板踩得小，就一定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”这两种说法对吗？为什么？

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2.2 试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。

2.3 试分析汽车变速器由4挡增加至6挡（最大、最小速比不变）对汽车动力性和燃油经济性的影响。

2.4 汽车的燃油经济性试验评价方法有哪些？

2.5 何谓等速行驶燃油经济特性？如何利用等速行驶燃油经济特性分析比较汽车的经济性？

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2.6 如何根据发动机负荷特性计算等速行驶的燃油经济性？试分析影响汽车燃油经济性的主要因素。

2.19 某轿车按给定的速度变化曲线作加速行驶，请根据汽油发动机的万有特性曲线如图2-1所示，计算加速过程中的燃油消耗量。已知发动机的功率P?30kW，初始车速ua0?10kmh，经过时间?1t?2s，车速达到40km/h；又经过时间?2t?4s，

车速达到60km/h；再经过时间?3t?4s，车速达到90km/h。等速单位时间油耗计算公式为Q?Pb367.1?，其中b为燃油消耗率[g?kw?h?]，汽油重度??7NL?。

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第3章汽车动力装置参数的选择

3.1 请简单叙述选择汽车发动机功率方法有哪些？

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3.2 试分析汽车主减速器传动比i0对汽车动力性和燃油经济性的影响。

3.3 传动系中最大传动比的确定原则是什么？

3.4 如何确定变速器的挡数和各挡间的速比分配？

第4章汽车的制动性

4.1 什么是地面制动力？什么是地面附着力？

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4.2 请叙述制动器制动力、地面制动力和地面附着力三者之间关系和区别是什么？并用图表示三者之间的关系。

4.4 请分别描述什么是车轮滑动率、制动力系数、滑动附着系数、峰值附着系数、同步附着系数。

4.6 汽车制动过程从时间上大致可以分为几个阶段？各个阶段有何特点？

4.11＊ 一辆重量为16180N的轻型货车，在水平路面上由96.6km/h的速度到完全停车，制动时产生8900N的稳定制动力。试求其减速度、制动距离、停车时间、能量消耗和制动初期以及平均制动功率，计算过程中空气阻力和滚动阻力可忽略不计。

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4.13 什么是汽车制动效能的恒定性？影响汽车制动器热衰退性的主要因素是什么？

4.14 造成制动跑偏的主要原因是什么？为什么两前轮制动力不相等对制动跑偏的影响更大？

4.15 汽车制动时后轮抱死拖滑有发生侧滑的危险，请问哪些干扰因素可造成后轴侧滑？

4.17 为什么汽车在光滑路面上高速制动时，后轮抱死是一种危险工况？对于轻型货车，满载与空载两种情况下，哪一种更容易出现后轮抱死现象？为什么？

4.18 简述汽车ABS的作用及其优点，说明为什么能获得这些优点。

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4.19 汽车装有非ABS的普通制动系统，试简述制动时制动距离与哪些因素有关？

4.20 某前置前轮驱动的轿车，轴距L?2.55m，质心高度hg?058m，满载质量为1460kg，静态时前轮承载为61%。采用常规制动系统，制动力分配系数??0.828。 （1）该车在附着系数??0.7的路面上制动时，试计算前轮能提供的最大制动力。 （2）在前轮刚抱死时后轮能提供多大的制动力？

4.24 已知汽车轴距，质心高度，质心至前轴和后轴的距离分别为a和b，制动器制动力分配系数为β，试推导该车的同步附着系数?0的表达式。当该车总质量为4250kg，前轴轴荷为36%，质心高度为0.85m，轴距为2.45m，汽车同步附着系数

?0?0.6时，试确定其前、后制动器制动力的分配比例应为多少？

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4.25＊ 已知某汽车总质量m?8025kg，轴距L?4m，质心至前轴的距离

a?3.03m，至后轴距离b?0.97m，质心高度hg=1.15m，在纵向坡度为的良好路面

等速下坡时，轴荷再分配系数是多少？ (注：轴荷再分配系数mf1?FZ2FZ20FZ1FZ10

mf2?)

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4.26 已知某汽车质量为m?4000kg，前轴负荷1350，后轴负荷为2650kg，hg=0.88m，L=2.8m，同步附着系数为0.6，试确定该车的制动器制动力分配系数是多少？

4.29 解放CA1150PK2L3T1双后桥载货汽车设计核定装载质量为9000kg，装备质量为6000 kg，在水平良好路面?s=0.75～0.85，实施紧急制动时恰好前后轮同时抱死，试问该车装载20000 kg水泥在水平良好路面实施紧急制动时，试近似计算此时汽车的制动力和制动减速度。

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第5章汽车的操纵稳定性

5.1 什么是汽车的操纵性？什么是汽车的稳定性？什么是汽车的操纵稳定性？

5.2什么是汽车的稳态响应特性和瞬态响应特性？

5.3 什么是弹性轮胎的侧偏特性？什么是侧偏力和侧偏回正力矩？它们主要与哪些因素有关？

5.10 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）？

5.11 举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车质心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性。

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5.18 影响汽车横摆角速度增益的因素有哪些？

5.19 有一汽车的总重量为20100N，L=3.2m，静态时前轴荷占55%，后轴荷占45%，k1=-38920N/rad，k2=-38300 N/rad，求该车的稳态转向特性和特征（或临界）车速。

5.24＊已知某特种车辆满载质量为1653kg，轴距2700mm，其中前轮载荷为4884N，前、后轮胎型号均为215/80R16，轮胎侧偏刚度的近似计算公式为

k???780?drim?2b?b?pn?98?，式中k?为轮胎侧偏刚度[N/(°)]；drim为轮辋直径

(m)；b为轮胎宽度(m)；pn为轮胎充气压力(kPa)。试求:

（1）该车的稳定性因数K；

（2）该车的特征车速或临界车速；

（3）其他参数不变，把前轮更换为6.50R16 型号的轮胎，试确定此时的转向特性。

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5.36 汽车转向的稳态响应可由横摆角速度增益来表征，即

wr)s?uL1?Ku??2m?b?K? ?L?k2??1a??k2??

式中，K为稳定性因数。试用上式作如下分析：

（1）装载后汽车重心后移，对汽车转向特性有何影响？

（2）前轮充气气压高于标准气压，对汽车转向特性有何影响？

（3）在侧向力作用下，后轴左右车轮载荷变化很大，对汽车转向特性有何影响？ （4）后轮气压低于标准气压，对汽车转向特性有何影响？

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