汽车理论习题集_161507094

I

目录

第1章 汽车动力性....................................................................................................................... 1 第2章 汽车的燃油经济性........................................................................................................... 9 第3章 汽车动力装置参数的选择 ............................................................................................. 12 第4章 汽车的制动性................................................................................................................. 13 第5章 汽车的操纵稳定性......................................................................................................... 19 第6章 汽车平顺性..................................................................................................................... 25 第7章 汽车的通过性................................................................................................................. 29 综合题 ............................................................................................................................................ 30

I

第 1 章 汽车动力性

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？

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？

1.6 能否在汽车受力分析图上画出滚动阻力，为什么？

1.7 某轿车总质量m=1200kg，前轮载荷占整车载荷的60%；车轮侧向力系数kα=1800kg/rad，前束角β=2°，该轿车两前轮互置前束角β后产生相应行驶阻力Fv，如图1-1所示。

（1）设轿车前进时侧向力与前束角的关系为FV=kαβ，试求因前束引起的行驶阻力；

（2）若该轿车滚动阻力系数f=0.015，试求整车滚动阻力Ff；

（3）试比较前束引起的行驶阻力与滚动阻力。 1.8 转弯时滚动阻力的大小取决于行驶速度和转向半径R， 转弯时的滚动阻力系数fR=f+Δf。设转弯时在离心力FC作用下，前、后轮均有侧偏角，分别是α1和α2，质心距前、后轮的距离分别是la和lb，转向时用两轮模型分析侧向力引起的滚动阻力如图1-2所

?Fu2示。试推导出附加滚动阻力系数?f??lbsin?1?lasin?2?的表达式（提?WgRL示：先求出由FY1和FY2所引起的附加阻力ΔF）。

1.9 用受力图分析汽车从动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推导切向力方程式。

1.10 用受力图分析汽车驱动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推

1

第 1 章 汽车动力性

计算中假定纵向加速度为0，忽略滚动阻力，并假设船已经脱离水面，因此没有浮力的作用，sin???，cos??1，L= b+c（旅行车轴距）；Lt=e+f（拖钩到拖车车轮的距离），??Wb/W（船和拖车与汽车的重力比）。分别以旅行车和小船/拖车为分离体分析受力。

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amax=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。

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?1.98 m2。

（1）预选发动机的功率。

（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

7

汽车理论习题集

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，对应的发动机转速为2800rpm；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9.8m/s2，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。

1.45 根据某一使用自动变速器的车辆（在用的轿车），画出其驱动力与行驶阻力的平衡图，并确定其在某一道路上行驶时的动力性指标。

1.46根据某一使用机械式变速器的车辆（在用的轿车），画出其驱动力与行驶阻力的平衡图或功率平衡图，并确定其在某一道路上行驶时的动力性指标。

1.47 加装液力变矩器的汽车具有较理想的动力特性，试说明主要原因是什么？

8

第 2 章 汽车的燃油经济性

第2章 汽车的燃油经济性

2.1 “车开得慢，油门踩得小，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？

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？

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。

2.7 如何制作等速燃油消耗特性曲线（提示，考虑试验及数据处理）？ 2.8 说明汽车行驶条件对燃油经济性的影响。

2.9 豪华型轿车为什么比经济型轿车百公里燃油消耗量大？ 2.10 试从汽车结构方面简述影响汽车燃油经济性的因素。

2.11 试说明如何用发动机“最小燃油消耗特性曲线”和克服行驶阻力应提供的功率曲线，确保发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。

2.12 如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性？

2.13 为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性？试举例说明。

2.14 试分析超速挡对汽车动力性和燃油经济性的影响。 2.15 分析轮胎对汽车动力性和燃油经济性有些什么影响？ 2.16 为什么公共汽车起步后，驾驶员很快换入高挡？

2.17 达到最佳动力性的换挡时机是什么？达到最佳燃油经济性的换挡时机是什么？二者是否相同？

2.18 图2-1是某轻型货车汽油发动机的负荷特性与万有特性，货车的其他参数与题1.37相同。负荷特性曲线的拟合公式为

b?B0?B1Pe?B2Pe2?B3Pe3?B4Pe4

式中，b为燃油消耗率?g/?kW?h??；Pe为发动机净功率?kW?。

9

汽车理论习题集

拟合公式中的系数如表2-1所示。

表2-1 拟合公式的系数

n/r?min?1 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 B0 1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7 B1 -416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291 B2 72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113 B3 -5.8629 -2.0553 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215 B4 0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568 怠速油耗Qid?0.299mL/s（怠速转速400r/min）。 1）绘制该轻型货车的功率平衡图。

2）绘制最高挡与次高挡的等速百公里油耗曲线。

3）利用计算机求该货车按JB3352?83规定的六工况循环行驶的百公里油耗。计算中确定燃油消耗率值时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两条曲线用插值法求得。

六工况循环的参数如表2-2所示。

表2-2 六工况循环参数

工况 累计行程/m Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ

50 200 450 625 875 1075

时间/s 7.2 16.7 22.5 14.0 18.0 19.3

累计时间/s 7.2 23.9 46.4 60.4 78.4 97.7

车速/km?h 25 25～40 40 40～50 50 50～25

?1说明 等速

匀加速度为0.25m/s

等速

匀加速度为0.2m/s

等速

匀加速度为0.36m/s

222

10

第 2 章 汽车的燃油经济性

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?10km/h，经过时间?t1?2s，车速达到40km/h，又

经过时间?t2?4s，车速达到60km/h，再经过时间?t3?4s，车速达到90km/h。等速单位时间油耗计算公式为Qt?汽油重度??7N/L。

2.20说明用已知的某一发动机负荷特性图确定无级变速器调节特性的过程。 2.21 汽油发动机排气净化的措施有哪些？ 2.23 柴油机碳烟的种类及其形成机理是什么？

Pb，其中b为燃油消耗率（g/kW?h），367.1?11

第 4 章 汽车的制动性

空载 满载 4080 9290 0.845 1.170 3.950 3.950 2.100 2.950 0.38 0.38 （1）计算并绘制利用附着系数曲线与制动效率曲线，并说明该车的制动系数是否满足法规要求。

（2）求行驶车速ua?30km/h，在??0.80路面上车轮不抱死的制动距离。

''计算时取制动系统反应时间?2?0.02s。

（3）求制动系统前部管路损坏时汽车的制动距离，制动系统后部管路损坏时汽车的制动距离。

4.37 在汽车制动法规中，对双轴汽车前、后轴制动力的分配有何规定？说明作出这种规定的理由。

4.38 一轿车的有关参数如下：总质量1600kg，质心位置 a=1450mm，b=1250mm，hg=630mm。轿车装有单回路制动系统，其制动器制动力分配系数

??0.65。试求：

（1） 同步附着系数；

（2） 在??0.7路面上的制动效率；

（3） 汽车此时能达到的最大制动减速度（指无任何车轮抱死时）； （4）若将该车改为双回路制动系统，只改变制动的传动系统，如图4-2所示，制动系统其他参数不变。设总制动力与总泵输出管路压力之比称为制动系统增益，并令原车单管路系统的增益为G'。确定图中各种双回路制动系统的增益，确定各种双回路制动系统的一个回路失效时的制动系统增益。

（5）计算在??0.7的路面上，上述各种双回路系统在一个回路失效时的制动效率及其能达到的最大制动减速度。

（6）比较各种双回路系统的优点。

17

汽车理论习题集

4.40 某汽车的轮距B=1.7m，质心高度hg=1.3m，试分析该车在道路侧向附着系数?1?0.7的横坡上行驶时，若坡度较大，是先侧翻还是先侧滑？

4.41 一辆汽车的质心至前轴的水平距离a=2.8m，质心至后轴的水平距离b=1.2m，质心高度hg=1.0mm，制动力分配系数??0.4。

（1） 求该车的同步附着系数。

（2）当该车在附着系数为0.2的路面上制动时，在前轴抱死的一瞬间，汽车的制动强度是多少？

（3）当该车在附着系数为0.2的路面上制动时，在前轴抱死的一瞬间，后轴的利用附着系数是多少？

（4）当这辆车在附着系数为0.7的路面上制动时，哪一轴先抱死？为什么？ 4.42 根据单轮汽车模型，分析在路面条件一定和某一设定的轮缸压力作用下， 车转速的时间历程。

18

第 5 章 汽车的操纵稳定性

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？

5.4 一轿车（每个）前轮胎的侧偏刚度为-50176N/rad，外倾刚度为-7665 N/rad。若轿车向左转弯，将使两个前轮产生正的外倾角，其大小为4°。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响，试求由外倾角引起的前轮侧偏角。

5.5 分析汽车高速行驶变更车道对汽车转向轮回正力矩的影响（从侧偏力、侧偏角和回正力矩等方面分析）。

5.6 6450N轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧偏角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论根据（要求有必要的公式和曲线）。 5.7 写出由K??1??21?FY2FY1????导出K?的详细过程。 ?ayL?k2k1?ayL?5.8 写出由

?ruL?导出的详细过程。 R??L?1?Ku2?????1??2??rLuR2R??导出的详细过程(其中)。 ?1?Ku02??L?1?Ku?R05.9 写出由

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。

5.12 汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？ 5.13 主销内倾角和后倾角的功能有何不同？

5.14 横向稳定杆起什么作用？为什么有的车装在前悬架，有的装在后悬架，有的前后都装？

19

汽车理论习题集

5.15 某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。其稳态转向特性为过多转向，试找出五种改善其转向特性的方法。

5.16 汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性？

5.17 试用有关计算公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标的影响。

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。

5.20何谓汽车的操纵稳定性？试分析说明为什么希望汽车的稳态转向特性具有适度的不足转向特性为好？已知某4×2小客车前、后轮为单胎，总质量为2010kg，轴距L为3.2m，前轴荷为53.5%，每个前轮胎的侧偏刚度为-38142N/ rad，每个后轮胎的侧偏刚度为-37485N/ rad，试确定该车的稳态转向特性是那种性质？如果该车以36km/h的速度、转向盘转角为330°做定圆周等速行驶时，求此时汽车的横摆角速度是多少？已知转向系统的总传动比i=22，悬架系统的侧倾影响不予考虑。

5.21 二自由度轿车模型的有关参数如表5-1所示。

表5-1 某轿车模型的基本参数 轿车参数名称 总质量m/ kg 绕Oz轴转动惯量IZ /kg·m

轴距L / m 质心距前轴距离a / m 质心距后轴距离b / m 前轮总侧偏刚度k1/ N/rad 后轮总侧偏刚度k2/ N/rad 转向系统总传动比i

参数值 1818.2 3885 3.048 1.463 1.585 -62618 -110185 20

试求：

（1） 稳定性因素K、 特征车速uch。

20

第 5 章 汽车的操纵稳定性

（2）稳态横摆角速度增益曲线

?r?车速u=22.35m/s时的转向灵敏度??ua、

??s?r。 ?sw（3）静态储备系数S.M.，侧向加速度为0.4g时的前、后轮侧偏角绝对值之差?1??2与转弯半径的比值R/R0（R0=15m）。

（4）车速u=30.56m/s时，瞬态响应的横摆角速度波动的固有（圆）频率?0、阻尼比ζ、反应时间τ与峰值反应时间ε。

5.22 稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为特征车速uch。说明特征车速uch?1K，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的中性转向汽车横摆角速度增益的一半。

5.23＊ 一辆轿车，其前轴载荷是8459N，后轴载荷是6906N，轴距是2555mm，轮胎的侧偏刚度如表5-2所示。

表5-2 某轿车轮胎的侧偏刚度

载荷/N 1001 2002 3003 4005 5006 6007

侧偏刚度/（N/deg） 298 538 761 1001 1144 1335

侧偏系数 0.298 0.269 0.253 0.250 0.228 0.222

试确定该车辆如下的转向特性：

（1） 转向半径为152m、61m、30.5m、15m时的阿克曼转向角（即??L/R）。 （2） 特征车速；

（3） 在车速为96.6km/h时的横摆角速度增益； （4） 质心侧偏角。

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

21

汽车理论习题集

k???780?drim?2b?b?pn?98?，式中k?为轮胎侧偏刚度，单位N/deg；drim为轮辋

直径，单位m；b为轮胎宽度，单位m；pn为轮胎充气压力，单位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）其它参数不变，把前轮更换为6.50R16 型号的轮胎，试确定此时的转向特性。

5.25 某一具有不足转向特性的双轴汽车在直线行驶时，突然受到侧向外力的作用，请画简图分析该车的操纵稳定性。

5.26 测定汽车稳态转向特性常用两种方法，一为固定转向盘转角法，并以R/R0—ay曲线来表示汽车的转向特性；另一为固定圆周法。试验时在场地上画一圆圈，驾驶员以低速沿圆周行驶，记录转向盘转角δsw0，然后驾驶员控制转向盘使汽车始终在圆周上行驶，但车速由低速持续加速至某一高速。随着车速的提高，转向盘转角δsw一般将随之加大。记录下δsw角，并以

?sw?ay曲线来评价汽车的?sw0转向特性。试证性。

?sw??1?Ku2，说明如何根据sw?u2曲线来判断汽车的转向特?sw0?sw05.27 汽车转向瞬态响应的评价指标是什么？

5.28 图5-1是滑柱连杆式独立悬架（常称为Me Pherson suspension）的示意图。试证：

（1）R.C.为侧倾中心；

?mp?（2）悬架的侧偏角刚度为K?r?2ks? ?，式中，ks为一个弹簧的线刚度。

?n?2

5.29 某轿车具有双横臂独立悬架系统，如图5-2所示。当轿车转向行驶时，因悬架的弹性变形会引起车身的侧倾，侧倾对汽车操纵稳定性有重要影响。

22

第 5 章 汽车的操纵稳定性

（1）该悬架的双横臂分别水平布置，试求出该轿车的车厢侧倾中心的位置；

（2）转向时车厢绕侧倾中心偏转，试确定该悬架的侧倾刚度。

5.30 试推导计算稳态响应质心侧偏角增益

?)s的公式，并求某轿车（轿车参?数与题5.21相同）在u=31.3m/s

（70mile/h）、ay=0.4g时的质心侧偏角。计算上述车速下的瞬态响应峰值反应时间和轿车的汽车因数T.B.值。

5.31 为什么有些轿车后轮也设计有前束角和外倾角？

5.32 图5-3所示为三种前独立悬架对车轮相对车身垂直上下位移时前束变化的影响。试问图中哪一条曲线具有侧倾过多转向效果？

5.33 转向盘力特性与哪些因素有关？试分析之。

5.34 地面作用于轮胎的切向反作用力是如何控制转向特性的？

5.35 已知汽车的B=1.8m，hg=1.15m，横坡度角为10°，R=22m，求汽车在此圆形跑道上行驶，不发生侧翻的最大车速是多少（设附着系数足够大）？

5.36 汽车转向的稳态响应可由横摆角速度增益来表征，即

?r?um?ba???? K???? ??sL?1?Ku2?kkL2?2??1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？

5.37 设汽车质量m=1400kg，前后轮的侧偏刚度（kf、kr）为-25000N/rad，前、后车轴距质心的距离为1.35m，转向系统绕主销的等效弹性系数为9000N·m/rad，轮胎拖距??50mm，并假定汽车横摆转动惯量为I=mlflr。试求

（1）不考虑转向系统刚度影响时汽车稳定性因素K；

23

汽车理论习题集

（2）考虑转向系统刚度影响时汽车稳定性因素K；

（3）不考虑转向系统刚度影响时（e=1），若定义静态储备系数为

SM??lfkf?lrkrl(kf?kr)，则SM的大小与汽车转向有什么关系？SM=-0.03时的理论稳

定极限速度是多少？

（4）试绘出SM=0.03，0，-0.03时车辆作等速圆周运动的车速u与?r/?，

?1/R??的关系曲线。

（5）试求SM=0.03，ua= 60km/h时车辆运动的固有频率ω0和阻尼系数ξ。 （6）等效换算到转向主销的转向盘转动惯量Ih应如何取值，才能保证即便驾驶员撒手，汽车也能始终保持行驶稳定性而不受行驶速度的影响？

5.38 基于2自由度的操纵稳定性模型，推导出用质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度等表示稳态特性评价与瞬态特性评价的动力学方程式。

（1）在时域内给出其响应，分析汽车的使用与结构等因素对汽车操纵稳定性的影响。

（2）在频域内给出其响应，分析汽车的使用与结构等因素对汽车操纵稳定性的影响。

24

第 6 章 汽车平顺性

第6章 汽车平顺性

6.1 汽车平顺性的评价指标有那些？汽车平顺性的评价方法有哪些？ 6.2 设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，

Ga?f??0.1m2?s?3。求在0.5～80Hz频率范围加权加速度均方根值aW和加权振级Law，判断人的主观感觉。

6.3 设车速u=20m/s，路面不平度系数Gq?n0??2.56?10?8m3，参考空间频率n0=0.1m-1。画出路面垂直位移的功率谱Gq?f?、速度功率谱Gq??f?、加速度功率谱Gq ???f?的谱图。画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。

6.4 设车身—车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f0=2Hz，行驶在??5m的水泥接缝路上，求引起车身部分共振时的车速ua（km/h）。该汽车车轮部分的固有频率ft=10Hz，在砂石路上常用车速为30km/h。问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路的波长λ是多少？

6.5 画出汽车简化为7自由度的振动模型。

6.6 画出汽车简化为单自由度的振动模型，并说明它主要用于哪种评价项目？

6.7 画出汽车简化为两自由度的振动模型，并说明它主要用于哪种评价项目？

6.8 分析汽车质量（空载和满载）对其固有振动频率和振幅的影响，列出表达式，分析货车在满载和空载时的平顺性有何不同，分析货车悬架变刚度的必要性。

6.9 设车身单质量系统的幅频特性zq用双对数坐标表示时如图6-1所示。路面不平度系数Gq?n0??2.56?10?8m3。求车身加速度的谱密度Gq???f?，画出其谱图，并计算0.1～10Hz频率范围内车身加速度的均方根值??z?。

6.10 把汽车简化为单自由度线性模型时，已知m2=338kg，K= 41160N/m，

25

汽车理论习题集

c=1813N/（m·s）。试求

（1）无阻尼振动的固有频率ω0和阻尼比ξ； （2）共振时，系统幅频特性值

z； q??1（3）若路面输入速度谱密度Gq?f??2?10?7（m·s-1）2/Hz，求共振时的车身加速度。

6.11对于车身与车轮双质量系统，已知路面不平度系数Gq?n0?和车速u，请用图解和相应的公式说明如何计算在路面随机输入下车身加速度均方值。

6.12 写出悬挂质量分配系数ε的表达式，当ε=1时，为什么前、后轴上方车身部分的集中质量在垂直方向上的运动是相互独立的？

6.13 试分析汽车简化为车身－车轮两自由度的振动系统后，阻尼比δ、质量比μ、固有圆频率ω和刚度比γ的变化对行驶平顺性的影响？

6.14 设前、后车轮两个输入的双轴汽车模型行驶在随机输入的路面上，其质量分配系数??1，前、后车身局部系统的固有频率为f0=2Hz，轴距L=2.5m。问引起车身俯仰角共振时的车速ua是多少？相应路面随机输入的波长λ是多少？

6.15 上机计算作业（报告应包括题目、计算说明、程序清单、结果分析） 车身-车轮双质量系统参数：f0?1.5Hz，??0.25，??9，??10。 “人体-座椅”系统参数：fs?3Hz，?s?0.25。

车速u=20m/s，路面不平度系数Gq?n0??2.56?10?8m3，参考空间频率n0=0.1m-1。

计算时取步长?f?0.2Hz，计算频率点数N=180。

1）计算并画出幅频特性曲线z1q、z2z1、pz2和均方根值谱GZ??1?f?、

GZ??2?f?、Ga?f?的谱图，进一步计算?q?1、????、??zz?2、?a、aw、Law值随fs、ξs的变化。

2）改变“人体—座椅”系统参数，fs?0.25~3Hz,?s?0.125~0.5。分析aw、

26

第 6 章 汽车平顺性

Law随fs、ξs的变化。

3）分别改变车身—车轮双质量系统参数，f0?0.25~3Hz，??0.125~0.5，

??4.5~18，??5~20。绘制??z?2、?fd、?Fd/G三个响应量均方根值随以上四个系统参数变化的曲线。

6.16 在确定座椅—人体系统的固有频率时，为什么一般选择在车身固有频率f0??0/2?与3Hz之间？

6.17 对只考虑垂直和俯仰两个自由度的汽车平面振动模型，假设忽略前后悬架的阻尼，车身质量为m2，转动惯量为mρ2，kf和kr分别为前、后悬架的等效刚度，lf和lr分别为质心距离前、后轴的水平距离，试求：

（1）系统的固有频率和主振型；

（2）若kflf=krlr，讨论系统的固有频率和主振型； （3）若ρ2=lflr，讨论系统的固有频率和主振型。

6.18 图示为一简化后的汽车双轴振动模型（忽略阻尼效应）。集中质量mA、mB、mC按静力定销关系计算获得，即mA?mB?mC?m，mAa?mBb?0，

2，式中m为汽车总质量。 mAa2?mBb2?m?y（1）如果取（zA，zB）为坐标系统，试导出该汽车无阻尼自由振动的运动方程组；

（2）在（zA，zB）坐标下，试证明该车双轴振动模型的两个独立

kAl2固有频率分别为??，22mb??y2A??kBl2 ??2ma2??y2B??（3）若以质心C为坐标系zC,?C原点，试建立相应的动力学系统的运动方程式。

（4）若以前部A为坐标系zA,?A原点，试建立相应的动力学系统的运动

27

????

汽车理论习题集

方程式。

（5）以质心C作为参考点来考察汽车的垂直与俯仰运动，找到惯性解耦的设计参数，已知该汽车悬架质量分配系数??1?2?y

?0，以及a?4l7，b?3l，

7abkA?k和kB?4k3，试求该系统的固有频率，并说明有何特点。

28

第 7 章 汽车的通过性

第7章 汽车的通过性

7.1 确定汽车越野行驶的挂钩牵引性能一般需要测定哪些参数？

7.2 一个38×20—16的轮胎，直径D=0.975 m、宽度b=0.47m，行驶在n=0.44、 kc=8.93kN/m、k??230.69 kN/m的沙壤土上。轮胎的垂直载荷为8586N，充气压力为49kPa，由胎壳刚性产生的压力是19.6kPa。试估计该轮胎的压实阻力。

7.3 设有两辆履带车辆，其总重力均为135kN，行经地面的土壤物理参数为n=1.6，kc=4.37kN/m、k??196.72 kN/m，K=5cm，c=1.0kPa，??19.7?，其接地面积均为7.2m2，但两车履带的长、宽不等，A车的b=1m，?s?2570N/m3，

l=3.6m；B车的b=0.8m，l=4.5m；计算两车的土壤阻力、土壤沉陷及土壤推力并比较之。在同样滑转率（如sr=10%）时，哪一种履带尺寸的车挂钩牵引力要大？

29

汽车理论习题集

综合题

1．某4×2 后轮驱动载货汽车，满载总质量为9310kg，装载质量为5000kg，由于某种原因装载质量增加到6500kg，试分析超载后对汽车的各主要使用性能有什么影响。

2．试分析轮胎对汽车各项性能的影响。

30

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/oz07.html