《汽車理論》考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.汽車動力性的主要評價指標不包括以下哪項？A.最高車速B.加速時間C.最大爬坡度D.百公里油耗答案：D解析：汽車動力性評價指標為最高車速、加速時間（包括原地起步加速和超車加速）、最大爬坡度；百公里油耗屬于經濟性指標。2.滾動阻力系數(shù)f的大小與以下哪項無關？A.輪胎結構B.路面類型C.汽車質量D.行駛速度答案：C解析：滾動阻力系數(shù)主要受輪胎結構（如子午線胎與斜交胎）、路面類型（瀝青路、土路）、行駛速度（高速時因輪胎遲滯損失增加f增大）影響；汽車質量影響滾動阻力大?。‵f=Gf），但不直接影響f本身。3.某轎車在干燥瀝青路面（附著系數(shù)φ=0.8）上緊急制動，若前軸制動力分配系數(shù)β=0.6，同步附著系數(shù)φ0=0.7，則此時制動時會出現(xiàn)：A.前輪先抱死B.后輪先抱死C.前后輪同時抱死D.無法判斷答案：A解析：當路面附著系數(shù)φ＞φ0時，前軸利用附著系數(shù)φf=β/φ，后軸φr=(1-β)/φ；此時φ=0.8＞φ0=0.7，前軸制動力需求大于后軸，前輪先抱死。4.汽車等速行駛時，發(fā)動機功率Pe應滿足：A.Pe=(Ff+Fw)u/3600ηTB.Pe=(Ff+Fw+Fi)u/3600ηTC.Pe=(Ff+Fw)u/(3600ηT)D.Pe=(Ff+Fw)uηT/3600答案：C解析：等速行駛時無加速阻力（Fj=0）和坡度阻力（Fi=0，水平路面），發(fā)動機功率需克服滾動阻力和空氣阻力，公式為Pe=(Ff+Fw)u/(3600ηT)，其中u單位為km/h，ηT為傳動系效率。5.下列哪種情況會導致汽車不足轉向特性增強？A.增大前輪胎側偏剛度B.增大后輪胎側偏剛度C.增加前軸載荷D.增加后軸載荷答案：B解析：不足轉向梯度K=(m/(L2))(a/k2-b/k1)，其中k1為前側偏剛度（負），k2為后側偏剛度（負）。增大后軸側偏剛度k2（絕對值增大）會使K減?。ǜ摚?，不足轉向特性增強。6.評價汽車平順性的主要指標是：A.車身垂直加速度均方根值B.懸架動撓度C.車輪接地性指數(shù)D.以上都是答案：D解析：平順性評價需綜合考慮人體對振動的反應（垂直加速度均方根值）、懸架工作空間（動撓度）、車輪與地面的接觸特性（接地性指數(shù)）。7.某4×2后驅車在良好路面上爬坡時，驅動輪的附著率會：A.增大B.減小C.不變D.先增后減答案：A解析：爬坡時，重心后移（后軸載荷增加），驅動輪（后軸）法向反作用力增大，而驅動輪所需的切向力（驅動力）也增大，但附著率為驅動力與法向反作用力的比值，因坡度導致的附加阻力使驅動力需求增加，附著率（Fxt/Fz2=(Gfcosα+Gsinα+Fw)/Fz2）隨α增大而增大。8.汽車燃油經濟性的評價指標“等速百公里油耗”是指：A.最高擋在某一穩(wěn)定車速下行駛100km的燃油消耗量B.各擋在經濟車速下的平均油耗C.城市循環(huán)工況下的油耗D.綜合工況下的油耗答案：A解析：等速百公里油耗特指最高擋（直接擋或超速擋）在指定穩(wěn)定車速（如40km/h、60km/h、90km/h等）下行駛100km的燃油消耗量，是簡化的經濟性評價指標。9.下列關于汽車制動時方向穩(wěn)定性的描述，錯誤的是：A.前輪抱死會失去轉向能力B.后輪抱死易發(fā)生后軸側滑C.前后輪同時抱死最安全D.單側車輪制動會導致跑偏答案：C解析：前后輪同時抱死時，汽車仍可能因側風或路面不平產生側滑，并非絕對安全；理想情況是前后輪接近同時抱死但不抱死，保持最大地面制動力且方向穩(wěn)定。10.汽車的轉向特性中，中性轉向時的穩(wěn)定性因數(shù)K為：A.K＞0B.K=0C.K＜0D.無法確定答案：B解析：穩(wěn)定性因數(shù)K=0時為中性轉向，K＞0為不足轉向（穩(wěn)定），K＜0為過多轉向（不穩(wěn)定）。二、填空題（每題2分，共20分）1.汽車行駛的驅動-附著條件是：驅動力Ft應滿足______且______。答案：Ft≥Ff+Fw+Fi+Fj；Ft≤Fφ（或Ft≤μFz，μ為附著系數(shù)，F(xiàn)z為驅動輪法向反作用力）2.空氣阻力的計算公式為Fw=______，其中CD為______。答案：(1/2)ρCDAu2；空氣阻力系數(shù)3.發(fā)動機的外特性曲線是指______時的性能曲線，此時節(jié)氣門開度為______。答案：發(fā)動機節(jié)氣門全開；100%（或最大）4.制動效能的恒定性主要指______，其主要影響因素是______。答案：抗熱衰退性能；制動器溫度（或摩擦副材料、制動初速度、制動強度）5.汽車的側偏特性是指______與______之間的關系。答案：輪胎側偏力；側偏角6.四自由度汽車平順性模型通?？紤]______、______、俯仰角和側傾角四個方向的振動。答案：垂直位移；縱向位移（或質心垂直振動、車身垂直振動）7.汽車的后備功率是指______與______的差值。答案：發(fā)動機功率；汽車行駛阻力功率（或Pe-(Ff+Fw)u/(3600ηT)）8.傳動系的機械效率ηT主要由______和______損失決定。答案：齒輪嚙合；軸承摩擦9.汽車的最小轉彎半徑由______和______決定。答案：轉向輪最大偏轉角；汽車軸距10.影響汽車燃油經濟性的使用因素主要有______、______和駕駛習慣。答案：行駛車速；擋位選擇（或道路條件、載荷）三、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述汽車動力性的三個評價指標及其測試方法。答案：（1）最高車速uamax：指汽車在水平良好路面上能達到的最高穩(wěn)定行駛速度。測試方法：選擇足夠長的直道，汽車以最高擋加速至無法再加速時，記錄穩(wěn)定車速（往返各測一次取平均）。（2）加速時間：包括原地起步加速時間（0→100km/h或0→80km/h）和超車加速時間（如40→100km/h）。測試方法：使用儀器記錄加速過程的時間-速度曲線，取指定速度區(qū)間的時間。（3）最大爬坡度imax：指汽車在良好路面上用最低擋能克服的最大坡度。測試方法：選擇足夠長的坡道，汽車以最低擋勻速上坡，記錄能通過的最大坡度角（tanα=imax）。2.解釋為什么汽車在濕滑路面上制動時容易出現(xiàn)后軸側滑，而干燥路面上更易前輪抱死。答案：（1）濕滑路面附著系數(shù)φ較低（如φ=0.2~0.4），同步附著系數(shù)φ0（設計時通常取0.6~0.8）大于實際φ。根據(jù)制動過程分析，當φ＜φ0時，后軸利用附著系數(shù)φr=(1-β)/φ，前軸φf=β/φ。由于β（前軸制動力分配系數(shù)）通常大于0.5，當φ降低時，后軸φr可能超過φ，導致后輪先抱死。后輪抱死時，側滑臨界力（側向附著力）消失，微小側向干擾（如路面不平、轉向）會引發(fā)后軸側滑。（2）干燥路面φ較高（φ=0.8~1.0），φ＞φ0，前軸φf=β/φ可能超過φ，導致前輪先抱死。前輪抱死時，轉向輪失去側向附著力，汽車失去轉向能力但不易側滑（重心在前）。3.分析影響汽車燃油經濟性的主要結構因素，并說明如何通過改進設計提高經濟性。答案：主要結構因素：（1）發(fā)動機：熱效率（壓縮比、燃燒效率）、負荷率（小排量渦輪增壓提高低負荷效率）、附件消耗（如空調、發(fā)電機）。（2）傳動系：傳動效率（采用多擋變速器減少功率損失）、主減速器傳動比（優(yōu)化i0使常用車速處于發(fā)動機經濟轉速區(qū)）、擋位數(shù)（增加擋位數(shù)擴大經濟運行范圍）。（3）汽車質量：輕量化（使用高強度鋼、鋁合金）降低滾動阻力和加速阻力。（4）空氣動力學：降低CD值（優(yōu)化車身流線型，如減小前臉面積、增加尾部收縮角）減少空氣阻力。改進措施示例：采用阿特金森循環(huán)發(fā)動機提高熱效率，匹配7速雙離合變速器提升傳動效率，使用碳纖維車身減重，設計溜背式車身降低CD至0.25以下。4.簡述汽車操縱穩(wěn)定性的“路感”概念及其影響因素。答案：“路感”指駕駛員通過轉向系統(tǒng)感受到的路面狀況和輪胎受力信息。影響因素包括：（1）轉向系統(tǒng)剛度：齒輪齒條間隙小、轉向柱剛度高，能更直接傳遞力反饋。（2）輪胎側偏特性：側偏剛度高的輪胎（如寬胎、低扁平比）在轉向時產生更大的回正力矩，增強路感。（3）助力系統(tǒng)特性：電動助力（EPS）可通過程序調節(jié)助力大小，保留部分路感；液壓助力因油液阻尼可能削弱路感。（4）懸架定位參數(shù)：主銷后傾角增大，回正力矩增加，路感更清晰；主銷內傾角過大會導致轉向沉重，影響路感反饋。四、計算題（每題12分，共24分）1.某轎車參數(shù)如下：總質量m=1500kg，軸距L=2.6m，質心至前軸距離a=1.2m，至后軸距離b=1.4m，輪胎滾動半徑r=0.3m，傳動系效率ηT=0.9，空氣阻力系數(shù)CD=0.3，迎風面積A=2.2m2，發(fā)動機外特性曲線在n=3000r/min時輸出轉矩Ttq=180N·m，轉速與車速關系u=0.377rn/(i0ig)（i0為主減速器傳動比，ig為變速器傳動比）。求：（1）當ig=1（直接擋）、i0=4.0時，該車速下的驅動力Ft；（2）若此時汽車以u=90km/h等速行駛，求滾動阻力Ff（f=0.015）和空氣阻力Fw；（3）判斷該車速下發(fā)動機功率是否滿足需求。答案：（1）驅動力計算：Ft=Ttq×i0×ig×ηT/r=180×4.0×1×0.9/0.3=2160N（2）滾動阻力與空氣阻力：Ff=mgf=1500×9.8×0.015=220.5Nu=90km/h=25m/s，F(xiàn)w=0.5×ρ×CD×A×u2（ρ=1.225kg/m3）Fw=0.5×1.225×0.3×2.2×252=0.5×1.225×0.3×2.2×625=0.5×1.225×412.5=252.19N（3）發(fā)動機功率需求：等速行駛時，發(fā)動機功率Pe=(Ff+Fw)u/(3600ηT)代入數(shù)值：(220.5+252.19)×90/(3600×0.9)=472.69×90/(3240)=42542.1/3240≈13.13kW發(fā)動機此時輸出功率Pe'=Ttq×n/(9550)=180×3000/9550≈56.55kW因56.55kW＞13.13kW，滿足需求。2.某汽車在附著系數(shù)φ=0.6的路面上緊急制動，已知總質量m=1800kg，軸距L=2.8m，質心高度hg=0.6m，質心至前軸距離a=1.5m，后軸制動力Fxb2=5000N。求：（1）前軸制動力Fxb1的最大值（不抱死時）；（2）此時的制動減速度a；（3）若路面變?yōu)楸妫é?0.1），后軸先抱死，求此時的制動減速度。答案：（1）前軸不抱死前，地面能提供的最大制動力受附著條件限制。制動時前軸法向反作用力Fz1=(mgb+mahga)/L（a為減速度，此處先假設地面制動力等于附著力，即Fxb1=φFz1）。聯(lián)立方程：Fxb1+Fxb2=ma（牛頓第二定律），F(xiàn)z1=(mgb+Fxb1hg)/L（考慮動態(tài)載荷轉移）。代入φ=0.6，F(xiàn)xb2=5000N，mg=1800×9.8=17640N，b=2.8-1.5=1.3m。由Fxb1≤φFz1=0.6×[(17640×1.3)+Fxb1×0.6]/2.8展開：Fxb1≤0.6×(22932+0.6Fxb1)/2.8Fxb1≤(13759.2+0.36Fxb1)/2.82.8Fxb1≤13759.2+0.36Fxb12.44Fxb1≤13759.2→Fxb1≤5640.66N（取整5641N）（2）總制動力Fxb=Fxb1+Fxb2=5641+5000=10641N制動減速度a=Fxb/m=10641/1800≈5.91m/s2（約0.6g，符合φ=0.6的附著條件）（3）冰面φ=0.1，后軸先抱死，此時后軸制動力Fxb2=φFz2，F(xiàn)z2=(mga-mahgb)/L（動態(tài)載荷轉移）?？傊苿恿xb=φ(Fz1+Fz2)=φmg（因Fz1+Fz2=mg，動態(tài)轉移僅改變前后分配，總法向反作用力不變）故制動減速度a=φg=0.1×9.8=0.98m/s2五、論述題（14分）結合汽車理論知識，論述前驅（FF）、后驅（FR）、四驅（4WD）三種驅動形式對汽車動力性、操縱穩(wěn)定性的影響，并舉例說明各自適用場景。答案：1.動力性影響：（1）前驅（FF）：動力傳遞路徑短（發(fā)動機-離合器-變速器-前驅動橋），傳動效率較高（ηT≈0.92~0.94），且前軸載荷大（約60%~70%），驅動輪附著條件好，低附著路面（濕滑、冰雪）起步不易打滑。但高速爬坡時重心后移，前軸載荷減小，可能出現(xiàn)驅動力不足。（2）后驅（FR）：動力傳遞需通過傳動軸（ηT≈0.88~0.92），效率略低。但前后軸載荷分配更均衡（約50:50），高速行駛時后軸載荷因空氣升力減?。ㄈ甾I車尾部上翹），可能導致驅動輪附著率下降，濕滑路面易出現(xiàn)后輪打滑。（3）四驅（4WD）：通過分動器將動力分配至前后軸（如50:50或智能分配），總附