武汉理工大学《汽车理论》笔试试题参考答案.pdf

一、填空题(本题 10 分，每小题 2 分) 1、驱动力、最低附着系数 2、最大爬坡度、汽车最低稳定车速 3、无穷大、越小 4、路面功率谱密度、统计特性 5、0.063m、0.4m 1、附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥 作用时要求 的 。 2、选择汽车传动系统最大传动比时应考虑 、附着率、 及 。 3、当汽车车速为临界车速时，汽车的稳态横摆角速度增益趋于 ；过多转向量越大，临 界车速 。 4、作为车辆振动输入的路面不平度，由于路面不平度函数是随机的，主要采用 描述其 。 5、某 42R 汽车的驱动轮直径为 0.7m，在附着系数为 0.7 的路面上能越过的最大台阶高度 为 ，能越过的壕沟宽度为 。 二、名词解释题(本题 15 分，每小题 3 分)用自己的语言作答，内容正确可得分。 6、道路阻力系数：道路滚动阻力系数 f 与道路坡度 i 的和（或 =f+i） 。 7、MPG：mile/USgal，即每加仑行驶的英里数；MPG 是美国燃油经济性指标。 8、汽车比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率。 9、滑动率：滑动率 0 100% wrw w ur s u ， 式中 uw为车轮中心速度，rr0为没有地面制动力时的车轮滚动 半径，W为车轮的角速度。滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。 10、悬架侧倾角刚度：悬架的侧倾角刚度是指侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力 矩。 三、判断题(本题 10 分，每小题 1 分) 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 11、 （ ）滚动阻力就是汽车行驶时的车轮滚动摩擦力。 12、 （ ）现代轿车的传动系统通常采用前置前驱布置型式，主要是为了提高汽车的动力性。 13、 （ ）拖带挂车后，虽然汽车总的燃油消耗量增加了，但单位运输工作量的油耗却下降了。 14、 （ ）汽车主传动比 i0大，后备功率大，汽车的最高车速高，动力性较好；但发动机负荷率低，燃 油经济性较差。 15、 （ ）制动侧滑是汽车技术状况不佳所致，经维修可消除。 16、 在一定侧偏角下， 驱动力增加时侧偏力有所减小， 因此前轮驱动车辆容易出现过多转向的情况。 （ ） 17、 （ ）汽车转向行驶时，当侧偏角为 46时回正力矩达到最大值，侧偏角过大时，回正力矩可 能为负值。 18、 （ ）汽车后悬架装备横向稳定杆后，汽车整车角刚度增大，汽车侧倾角减小，但汽车过多转向量 增大。 19、 （ ）为减小汽车悬架限位块的撞击概率，应适当增大车身固有频率和悬架系统阻尼比。 20、 （ ）汽车纵向通过角越大，通过性越差。 四、简答题(本题 20 分，每小题 4 分) 21、空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？也可用其他方法说明 答：空车、满载时汽车动力性有变化（1 分） 。动力因数 D 的大小可直接反映动力性的优劣，根据动力因数 tw FF D G ，空车、满载时 Ft、FW都无变化，而空车时 G 较小，因此动力因数 D 较大，因而动力性较 好（3 分） 。 22、大型轿车费油的原因是什么？ 答：大型轿车油耗高的原因主要在于： 1）大型轿车大幅度地增加了各项阻力（滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力） （2 分） ； 2）为保证高动力性而装用大排量发动机，大部分时间内负荷率较低导致燃油消耗率过高（2 分） 。 23、汽车动力装置参数包括哪些？它们选定时有何顺序？ 答：汽车动力装置参数包括发动机的功率和传动系的传动比（最小传动比、最大传动比、传动系挡数与各 挡传动比） （2 分） 。 选定汽车动力装置参数时的次序如下： 1）发动机的功率； 2）传动系最小传动比； 3）传动系最大传动比； 4）传动系挡数与各挡传动比（2 分） 。 24、一些运输部门常将一些长期行驶在盘山公路上的汽车后轮制动器制动力加大，请分析这样做的原因。 也可直接用前、后制动力分配做说明 答：长期行驶在盘山公路上的汽车，坡路弯道多，下急弯坡制动时，如果汽车失去转向能力，将是十分危 险的。因此，经常在山区使用的车辆，同步附着系数应取低值（2 分） 。运输部门常将这类汽车的后轮制动 器制动力加大，即制动力分配系数 减小，而 0 g Lb h ，因此同步附着系数0较小（2 分） 。 25、什么是轮胎的侧偏特性？影响轮胎侧偏特性的因素主要有哪些？ 答： 轮胎的侧偏特性主要是指侧偏力、 回正力矩与侧偏角的关系， 它是研究汽车操纵稳定性的基础 （2 分） 。 影响轮胎侧偏特性的因素主要有： 1）轮胎的尺寸、形式和结构参数：尺寸较大的轮胎有较高的侧偏刚度；子午线轮胎侧偏刚度较斜交胎高； 轮胎的扁平率越小，侧偏刚度越大；轮胎垂直增大，侧偏刚度增大，但过大的垂直载荷，侧偏刚度减小； 气压增加，侧偏刚度增大。 2）一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所减小。 3）路面及其粗糙程度、干湿状况对轮胎侧偏特性也有影响。 （答出 2 点以上得 2 分） 五、分析题(本题 24 分，每小题 8 分) 26、简要作出某三挡汽车的功率平衡图，并分析不同挡位汽车的后备功率及发动机的负荷率对汽车动力性 和经济性的影响。 解：如图为某三挡汽车的功率平衡图（做出图形 4 分） 。 图中可以看出，以同一车速不同挡位行驶时，1-3 挡后备功率分别为 BE、BD、BC，即挡位越低后备功率 越大，因此汽车的动力性越好（3 分） 。 图中还可以看出，以同一车速不同挡位行驶时，1-3 挡时发动机的负荷率分别为 AB/AE、AB/AD、AB/AC， 即挡位越低负荷率越小，因此燃油消耗率越高，汽车的燃油经济性越差（3 分） 。 27、写出根据汽车发动机的万有特性曲线及汽车的功率平衡图计算汽车的等速百公里油耗的方法和步骤， 并写出有关的计算公式及公式中各物理量所使用的量纲。 解：如图分别为及汽车的功率平衡图（做出图形 1 分）和汽车发动机的万有特性曲线（做出图形 1 分） 。 汽车某挡功率平衡图 汽车发动机万有特性曲线 1） 汽车以某挡某车速 ua1等速行驶，在功率平衡图上可得到该车速下平路等速行驶时发动机输出的功率 Pe1； （1 分） 2） 由式 0 377. 0 ii nr u g a 可计算该挡 ua1行驶时的发动机转速 ne1； （1 分） 3） 在汽车发动机万有特性曲线上，由上述的 Pe1和 ne1插值得到 b1； （2 分） 4）将上述得到的 Pe1和 ge1及其它已知参数代入计算式 1.02 e s a Pb Q ug 中，可计算得到 Qs-ua1； （1 分） 公式 0 377. 0 ii nr u g a 中，各物理量的量纲为 ua(km/h)，r(m)，n(r/min)，ig、i0无量纲。 （1 分，错 1 个扣 1 分） 公式 1.02 e s a Pb Q ug 中， 各物理量的量纲为 Qs(L/100km)， Pe(kW)， b(g/kW h)， ua(km/h)， (kg/L)， g(m/s 2)。 （2 分，错 1 个扣 1 分） 28、已知汽车车身单质量振动系统的质量 m，刚度 K，阻尼系数 C，写出该系统的固有频率 f0和阻尼比 ， 并分析阻尼比对衰减振动的影响。 解：系统的固有频率 f0： 0 0 2 1 22 K f m （2 分） ，阻尼比 ： 0 2 2 nC m K （2 分） 阻尼比对衰减振动有两方面影响： 1）影响有阻尼固有频率 r ： 2 0 22 0 1n r ，因此增大， r 下降。当=1 时， r =0， 此时运动失去振荡特征。汽车悬挂系统阻尼比大约为 0.25 左右， r 比 0 只下降了 3%左右，在工程上 可以近似认为 r 0 （3 分） 。 2）影响振幅的衰减程度：两个相邻的振幅 1 A与 2 A之比称为减幅系数，以d表示： 2 1 11 1 1 2 )( 2 1 ee Ae Ae A A d nT Ttn nt ， 即 2 1 2 ln d ， 因此增大，d增大， 汽车振动衰减快 （3 分） 。 六、计算题(本题 21 分，其中第 29 题 11 分，第 30 题 10 分) 29、已知汽车车速为 30km/h，质心高度 0.65m，轴距 3.0m，质心至前轴距离 1.6m，制动力分配系数为 0.6， 制动系反应时间为 0.02s，制动减速度上升时间为 0.2s，路面为压紧雪路，滑动附着系数为 0.15，峰值附 着系数为 0.2，g 取 9.8m/s 2。试计算： （1）汽车在该路面上车轮不抱死的制动距离和制动效率（假设该车无 ABS 装置） 。 （2）汽车在该路面上车轮不抱死的制动距离（假设该车装备 ABS 装置） 。 解： （1）同步附着系数 0 3.0 0.6(3.0 1.6) 0.615 0.65 g Lb h ； （3 分） 0 0.615，0.15 s ， 0 ，前轮先抱死，故汽车的利用附着系数为 f （前轴的利用附着系 数） ，制动效率为前轴的制动效率。 （2 分） f f Z E ，即 ff ZE，计算得制动强度0.15 0.8220.123Z ， （2分） 因此不抱死的最大制动减速度 2 max 0.123 9.81.21m/s b aZg （2分） （2）若该车装备 ABS 装置，则最大制动减速度 2 max 0.2 9.81.96m/s bp ag 2 02 20 max 2 1 () 3.6225.92 10.230 (0.02)30 3.6225.92 1.96 18.7m a a b u su a （2 分） 30、已知汽车质量 1800kg，轴距为 3.0m，单个单个前轮侧偏刚度为-40000N/rad，单个单个后轮侧偏刚度为 -50000N/rad，前轴轴载荷为汽车质量的 50%。 （1）计算该车的稳定性因数。 （2）判断该车的稳态转向特性。 （3）计算特征车速或临界车速。 （4）计算车速为 100km/h 时的转向灵敏度。 解：1）稳定性因数 422 22 21 18000.5 3.00.5 3.0 ()()7.5 10/ 3.02 500002 40000 mab Ksm Lkk 。 （3 分，计 算错误扣 1 分，单位错误扣 1 分） 2） 4 7.5 100K ，故该车稳态转向特性为不足转向。 （1 分） 3）因为该车稳态转向特性为不足转向，故计算其特征车速： f fg (3.0 1.6)/3.0 100%82.2% 0.60.15 0.65/3.0