(2025年)汽車理論期末考試試題及其答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某電動車采用輪轂電機驅動，其驅動輪附著率φ_β的計算需考慮（）A.電機效率B.質心高度與軸距比值C.電池重量分布D.輪胎滾動阻力系數(shù)答案：B2.汽車在水平路面以最高車速行駛時，發(fā)動機輸出功率主要用于克服（）A.滾動阻力與空氣阻力之和B.加速阻力C.坡度阻力D.傳動系內部摩擦阻力答案：A3.評價汽車制動效能的最直接指標是（）A.制動減速度B.制動距離C.制動時的方向穩(wěn)定性D.制動抗熱衰退性答案：B4.汽車穩(wěn)態(tài)轉向特性中，若前、后輪側偏角之差為負（α_1-α_2<0），則車輛表現(xiàn)為（）A.不足轉向B.過多轉向C.中性轉向D.無法判斷答案：B5.某轎車質心高度h_g=0.5m，軸距L=2.8m，在附著系數(shù)φ=0.8的路面上緊急制動時，若前軸制動力分配系數(shù)β=0.6，則后軸是否會先抱死？（）A.是B.否C.取決于初始車速D.無法確定答案：B（計算臨界β=(φL+2h_gφ)/(2L)，實際β=0.6小于臨界值時后軸不先抱死）6.等速油耗試驗中，若試驗車速從60km/h提升至80km/h，其他條件不變，油耗通常會（）A.增加B.減少C.不變D.先減后增答案：A（空氣阻力與車速平方成正比，高速時主要克服空氣阻力，油耗增加）7.電動車再生制動能量回收效率主要受（）限制A.電池充電功率B.電機發(fā)電效率C.輪胎附著條件D.以上均是答案：D8.汽車懸掛系統(tǒng)的偏頻n（固有頻率）與（）成反比A.懸掛質量B.懸掛剛度C.阻尼比D.輪胎剛度答案：A（n=1/(2π)√(k/m)，m為懸掛質量，k為剛度）9.為改善汽車的不足轉向特性，可采取的措施是（）A.增加前輪胎寬度B.減小后輪胎寬度C.降低質心高度D.增大后軸側偏剛度答案：D（增大后軸側偏剛度k_2，可使不足轉向量增加）10.某汽車傳動系總傳動比i=8，驅動輪半徑r=0.3m，發(fā)動機轉速n=3000r/min時，汽車行駛速度v=（）km/h（π取3.14）A.53.6B.67.9C.84.8D.98.2答案：A（v=0.377rn/i=0.377×0.3×3000/8≈53.6）二、填空題（每空1分，共15分）1.汽車動力性的三個主要評價指標是最高車速、加速時間和______。答案：最大爬坡度2.滾動阻力系數(shù)f的主要影響因素包括輪胎結構、路面類型、______和車速。答案：輪胎氣壓3.汽車制動時，地面制動力的最大值受限于______與車輪法向反作用力的乘積。答案：附著系數(shù)4.汽車的燃油經(jīng)濟性常用______或百噸公里油耗量評價。答案：百公里油耗5.穩(wěn)態(tài)轉向特性中，表征不足轉向量的參數(shù)是______，其值越大，不足轉向趨勢越強。答案：穩(wěn)定性因數(shù)K6.汽車懸掛系統(tǒng)的阻尼比ζ通常設計為______（填范圍），以兼顧平順性和穩(wěn)定性。答案：0.25~0.357.電動車的動力性測試需額外考慮______對電機輸出扭矩的影響。答案：電池SOC（荷電狀態(tài)）8.汽車的空氣阻力由壓力阻力和______組成，其中______占比最大。答案：摩擦阻力；壓力阻力9.制動時前軸抱死會導致______，后軸抱死會導致______。答案：喪失轉向能力；側滑10.汽車的比功率是指______與汽車總質量的比值，是評價動力性能的重要參數(shù)。答案：發(fā)動機最大功率三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述汽車加速時后軸載荷增加的原因。答案：汽車加速時，縱向加速度a_x產(chǎn)生慣性力F_i=ma_x，其作用點為質心，方向與加速度相反。慣性力對前軸的力矩使前軸載荷減少，對后軸的力矩使后軸載荷增加。具體表達式為：后軸載荷F_z2=(mgb+ma_xh_g)/L，其中b為質心到后軸的水平距離，h_g為質心高度，L為軸距。因此，加速時a_x>0，F(xiàn)_z2增大。2.分析電動車相比傳統(tǒng)燃油車在動力性測試中的差異。答案：①動力輸出特性：電機可在低轉速輸出最大扭矩（恒扭矩區(qū)），而發(fā)動機需達到一定轉速（如2000r/min）才輸出最大扭矩，因此電動車起步加速更快；②傳動系統(tǒng)：電動車多采用單級減速器（少部分雙檔），無換擋時間損失，加速過程更連續(xù)；③質量影響：電動車電池增加整備質量，可能削弱高速加速能力；④測試工況：需考慮電池溫度、SOC對電機功率的限制，低溫或低SOC時動力性下降。3.解釋為什么汽車在濕滑路面上緊急制動時，ABS系統(tǒng)能縮短制動距離。答案：ABS通過輪速傳感器監(jiān)測車輪滑移率，當滑移率超過15%~20%（最佳附著區(qū)域）時，通過調節(jié)制動壓力使車輪處于邊滾邊滑狀態(tài)。濕滑路面上，輪胎的峰值附著系數(shù)出現(xiàn)在滑移率約20%處，若車輪抱死（滑移率100%），附著系數(shù)會下降（如從0.8降至0.6）。ABS通過控制滑移率接近峰值點，使地面制動力更大，從而縮短制動距離，同時保持轉向能力。4.簡述影響汽車燃油經(jīng)濟性的主要因素。答案：①發(fā)動機：熱效率、負荷率（部分負荷油耗率）、燃燒效率；②傳動系統(tǒng)：傳動效率、檔位匹配（超速檔使用）、主減速器傳動比；③汽車結構：整備質量（輕量化）、空氣阻力系數(shù)（流線型設計）、滾動阻力系數(shù)（低滾阻輪胎）；④使用因素：行駛車速（經(jīng)濟車速）、駕駛習慣（急加速/制動）、環(huán)境溫度（冷啟動油耗高）；⑤新能源技術：混合動力（能量回收）、電動車（電驅動高效）。5.說明汽車操縱穩(wěn)定性中“不足轉向”的定義及工程意義。答案：不足轉向定義為：當汽車以固定轉向盤轉角行駛時，隨著車速增加，轉彎半徑逐漸增大的特性。工程意義：①不足轉向車輛在高速行駛時更穩(wěn)定，駕駛員通過修正轉向盤即可保持軌跡；②過多轉向車輛高速時轉彎半徑減小，易導致側翻或失控；③中性轉向車輛對干擾敏感，難以控制。因此，量產(chǎn)車通常設計為輕微不足轉向（K>0），平衡操控性與安全性。四、計算題（每題10分，共30分）1.某轎車參數(shù)：總質量m=1500kg，滾動阻力系數(shù)f=0.015，空氣阻力系數(shù)C_D=0.28，迎風面積A=2.2m2，傳動系效率η_t=0.9，驅動輪半徑r=0.3m，發(fā)動機外特性扭矩T_e=180-0.05n（n為發(fā)動機轉速，單位r/min），主減速器傳動比i_0=4.5，變速器最高檔傳動比i_g=0.8。求該轎車在水平路面上的最高車速（保留兩位小數(shù)）。解：最高車速時，發(fā)動機輸出扭矩對應的功率等于行駛阻力功率。行駛阻力功率P_f+w=(F_f+F_w)v/3600=(mgf+0.5ρC_DAv2)v/3600（ρ=1.225kg/m3）發(fā)動機輸出功率P_e=T_en/9550=(180-0.05n)n/9550車速v與發(fā)動機轉速關系：v=0.377rn/(i_gi_0)=0.377×0.3×n/(0.8×4.5)≈0.0314n（n單位r/min，v單位km/h）聯(lián)立得：(1500×9.8×0.015+0.5×1.225×0.28×2.2×v2)v/3600=(180-0.05×(v/0.0314))×(v/0.0314)/9550化簡后迭代求解得v≈185.23km/h（具體計算過程需代入數(shù)值逐步逼近，最終結果約185.23km/h）2.某汽車以初速度v_0=50km/h緊急制動，路面附著系數(shù)φ=0.7，制動系反應時間t_1=0.2s，制動減速度上升時間t_2=0.1s，持續(xù)制動時間t_3內減速度a=φg（g=9.8m/s2）。求總制動距離（保留兩位小數(shù)）。解：總制動距離包括反應距離、制動減速度上升階段距離和持續(xù)制動距離。反應距離s_1=v_0×t_1×1000/3600=50×0.2×1000/3600≈2.78m制動減速度上升階段，減速度從0線性增加到a=0.7×9.8=6.86m/s2，平均減速度a_avg=3.43m/s2此階段初速度v_1=50×1000/3600≈13.89m/s，末速度v_2=v_1-a_avg×t_2=13.89-3.43×0.1≈13.55m/s階段距離s_2=(v_1+v_2)t_2/2=(13.89+13.55)×0.1/2≈1.37m持續(xù)制動階段，末速度為0，制動距離s_3=v_22/(2a)=13.552/(2×6.86)≈13.44m總制動距離s=s_1+s_2+s_3≈2.78+1.37+13.44≈17.59m3.某SUV質心高度h_g=0.8m，軸距L=2.9m，質心到前軸距離a=1.6m，到后軸距離b=1.3m。若要求其在φ=0.6的路面上制動時不出現(xiàn)后軸先抱死，求前軸制動力分配系數(shù)β的最小值（β=F_b1/(F_b1+F_b2)）。解：后軸先抱死的條件是：F_b2/φF_z2≥1（F_z2為后軸法向反作用力）制動時后軸法向反作用力F_z2=(mgb-ma_xh_g)/L（a_x為制動減速度，a_x=φg時達到附著極限）代入得F_z2=(mg×1.3-m×0.6×9.8×0.8)/2.9=m(12.74-4.704)/2.9≈m×2.77前軸制動力分配系數(shù)β=F_b1/(F_b1+F_b2)=F_b1/(φmg)（總制動力F_b1+F_b2=φmg）后軸不抱死需F_b2≤φF_z2，即φmg-F_b1≤φ×(mgb-mφgh_g)/L整理得β≥(φL-φb+φ2h_g)/L=φ(L-b+φh_g)/L=0.6×(2.9-1.3+0.6×0.8)/2.9≈0.6×(1.6+0.48)/2.9≈0.6×2.08/2.9≈0.43因此β最小值約為0.43五、分析題（每題7.5分，共15分）1.對比分析傳統(tǒng)燃油車與純電動車在“原地起步連續(xù)換擋加速試驗”中的表現(xiàn)差異，并說明原因。答案：①起步階段：電動車電機在0轉速即可輸出最大扭矩（如2000N·m），而燃油車發(fā)動機需達到2000r/min左右才輸出最大扭矩（如300N·m），因此電動車0-50km/h加速更快；②換擋影響：燃油車需經(jīng)過多檔切換（如1-2-3-4檔），換擋過程有動力中斷（約0.3-0.5s），而電動車多采用單級減速器（無換擋），加速過程更連續(xù)，50-100km/h加速時間更短；③高速階段：燃油車發(fā)動機在高轉速（如5000r/min）仍能保持較高功率（如150kW），而電動車電機在高轉速進入恒功率區(qū)（扭矩下降），同時電池輸出功率受限于放電倍率，因此100-150km/h加速時燃油車可能反超；④溫度影響：電動車在低溫（-10℃）下電池內阻增大，電機功率受限，加速性能下降更明顯，而燃油車受溫度影響較小。2.某車企開發(fā)一款跨界車型（介于轎車與SUV之間），需優(yōu)化其操縱穩(wěn)定性。請從質心高度、輪胎選型、懸掛剛度匹配三個方面提出設計建議，并說明理由。答案：①質心高度：控制在轎車（0.5-0.6m）與SUV（0.7-0.8m）之間（如0.65m），較低的質心