河南科技大学
2014年硕士研究生入学考试试题答案及评分标准考试科目代码：817考试科目名称：汽车理论
一、填空(每空1分，共20分)
1．对于粘性路面土壤而言，路面给驱动轮产生的切向反作用力，即土壤推力仅与（土壤的粘聚性）及（轮胎的接地面积）有关，而与（轮胎给地面的垂直载荷）
无关。

2．制动过程中，当汽车车轮作纯滚动时，滑动率为（S＝0）。

当汽车车轮抱死时，滑动率为（S＝100%）。

当车轮处于边滚边滑状态时，滑动率为（0＜S＞100%）。

3．制动时，若能使前、后车轮同时抱死，或接近于抱死的状态，则对（附着条件的利用）和（制动时汽车的方向稳定性）均较有利。

4．一般情况下，汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于（机械传动损失功率）与（全部运动阻力所消耗功率）之和。

5．汽车燃油经济性常用（一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量）或（一定燃油量能使汽车行驶的里程）来衡量。

6．汽车的稳态响应可以根据稳定性因素K的数值分为(不足转向)、(中性转向)、(过多转向)三类。

7．机械振动对人体的影响，取决于振动的（频率）、（强度）、（作用方向）和（持续时间），以及人体对振动的（敏感程度）。

二、简答(每小题15分，共90分)
1．简述轮胎滚动阻力的定义，并解释其产生机理和作用形式。

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。

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T f =F z a阻碍车轮滚动。

滚动阻力作用形式：F f =
fw =T f/r（f为滚动阻力系数）。

2．从结构方面分析影响汽车燃油经济性的各种因素。

汽车尺寸和质量，发动机（压缩比、燃料共给和功率利用率），传动系效率、挡数和传动比分配，汽车外形（空气阻力系数），轮胎（结构-滚动阻力系数）。

3．为什么通常都要求汽车具有不足转向特性？
具有过多转向特性的汽车当行驶车速达到临界车速时，横摆角速度增益将趋向于无穷大，只要轻微的前轮转角便会产生极大的横摆角速度，即汽车的转向半径将迅速变小，发生激转导致侧滑或者翻车事故，使得汽车失去转向稳定性。

中性转向的汽车，其转向半径虽与车速无关，但随着车速的提高，质心侧偏角与车速平方成正比增加，离心力也在增加，均会导致侧滑或翻车事故发生，从而失去转向稳定性。

由于过多转向、中性转向的汽车容易失去稳定性，故汽车一般具有适度的不足转向特性。

4．一般四轮汽车制动过程中发生后轴侧滑的必要条件有哪些？这些条件对后轴侧滑影响的相互关系是什么？
主要有1）前、后轮抱死的次序和时间间隔。

2）起始车速。

3）附着系数。

若后轮比前轮先抱死拖滑超过0.5s以内，且起始车速在48Km/h以上，后轴侧滑才成为危险工况。

而且低附着系数路面制动，侧滑程度的增加主要是由于制动时间增加的缘故。

5．汽车传动系传动比分配采用等比分配的好处是什么？而实际传动比分配过程中为何又常采用不等比形式分配传动比？
采用等比分配汽车传动比主要是考虑在一定的转速范围内，充分利用发动机功率，离合器无冲击，易操作，便于副变速器结合，功率平均利用等。

而在实际分配过程中又经常采用不等比分配形式是因为：传动系齿轮齿数必须是整数；换挡过程车速有降低，换档车速越高，换挡过程车速下降越明显；各挡利用率不同，低挡利用率仅10-15%。

6．什么是轮胎的侧偏现象？影响轮胎侧偏特性的因素有哪些？
实际的车轮都不是刚性的。

当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到附着极限，
车轮行驶方向亦将偏离车轮平面的方向，这就是轮胎的侧偏现象。

轮胎结构、轮胎垂直载荷、轮胎充气压力、路面种类以及状态、车速、轮胎外倾角。

三、 计算与分析(每小题8分，共40分)
某双轴汽车装有前、后轴制动器分开的双管路制动系统，驱动形式为前置前驱；汽车总质量为2000kg ；变速器一挡速比为6，主传动比为3，传动效率为0.8，滚动阻力系数为0.024，空气阻力系数C D A =2.115m 2；轴距3m ，质心至前轴距离1.2m ，质心高度为0.6m ，重力加速度g 取为10，车轮半径为0.4m ；制动力分配系数β=0.72；发动机发出最大扭矩200Nm （2388r/min ），最大功率P max =80kw （5000r/min)；忽略旋转质量转动惯量，根据需要应用上述参数计算：
1） 在路面附着系数ϕ=0.5的路面上匀速行驶，爬坡度角为α时：可用于驱动的附着
力大小？
2） 附着条件允许时，水平路面一挡最大动力因素D 1max ？
3） 水平路面行驶，制动强度z 时，前、后轴的法向反作用力如何表达？
4） 试判断汽车在ϕ=0.8的水平路面上紧急制动时车轮的抱死顺序和稳定性。

5） 在ϕ=0.8的水平路面上汽车稳定制动的最大减速度（指车轮不抱死时）。

解：
1） 可用于驱动的附着力大小
质心至前轴距离1.2m ，质心至后轴距离1.8m 。

爬坡状态下，对后轴接地点取矩
)sin(6.0)cos(8.131ααG G F z -=有
)sin(2.0)cos(6.01ααG G F z -=
此时可用于驱动的附着力大小
())
)(sin(2000)cos(6000)
sin(1.0)cos(3.0)sin(2.0)cos(6.01N G G G G F G F z ααααϕααϕϕϕ-=-=-=='=
2） 一挡最大动力因素D 1max
G Au C r i i T gdt du G F F D D T
g tq w t 15.2120-=+=-=ηδψ
358.02000040720010
*200015.2120*115.24.08.0*3*6*20015.212201max max 1max 1=-=-=-=-=G Au C r i i T G
F F D D T
g tq w t η 358.034.3*101024.0max
1max 1max 1max 1=+
=+=+=-=dt du g f dt du g G F F D w t δδψ 3） 制动强度z 时，前、后轴的法向反作用力
对前、后轴接地点取矩可得：
L zh b G F g Z /)(1+=
L zh a G F g Z /)(2-=
4） 试判断汽车在ϕ=0.8路面上紧急制动时车轮的抱死顺序和稳定性 6.06.08.172.0*30=-=-=g h b
L βϕ
φ=0.8＞φ0=0.6，后轮将比前轮先抱死，易出现后轴侧滑现象，属于危险工况。

5） 在ϕ=0.8路面上汽车稳定制动的最大减速度（指车轮不抱死时） zg g
G dt du g G F F Xb )1()1(22ββμ-=-== )(2g z zh a L
G F -= 8.0/)()1(22=--==L
zh a z F F g Z Xb r βϕ，
可直接得z =0.7272，a max =zg =0.7272g 或：
111016.028.04.03
6.0*8.072.0132.1/)1(/=+=+-=+-=L h L a E g r r ϕβ 7272.08.0*11
10===r r E z ϕ，a max =zg =0.7272g。