汽車理論及答案111

1、汽車理論及答案111第一章汽車的動力性1.1試說明輪胎滾動阻力的定義，產(chǎn)生機理和作用形式。定義:汽車在水平道路上等速行駛時受到的道路在行駛方向上的分力稱為滾動祖力。2）產(chǎn)生機理：由丁輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性輪胎在硬支律路面上行駛時加載變形曲線和卸載變形曲線不重合會有能全損失，即彈性物質(zhì)的遲滯損失。這種遲滯損失表現(xiàn)為一種阻力偶。當車輪不滾動時，地面對豐輪的法向反作用力的分布是前后對稱的；當車輪滾動時，由丁彈性阻滯現(xiàn)象，處丁壓縮過程的前部點的地面法向反作用力就會大丁處丁壓縮過程的后部點的地面法向反作用力，這樣，地面法向反作用力的分布前后不對稱，而使他們的合力Fz相對丁法線前移一個距離a,它隨彈性遲滯損

2、失的增大變大。即滾動時有滾動阻力偶Tf=Fz.?a阻礙車輪滾動。3作用形式:Tf=Wf,Tf=Tf/r1.2滾動阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答：滾動阻力系數(shù)與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料和氣壓有關(guān)。1.3.解答：1）（取四擋為例）已Tq、Tqn*n一>«a>n即Tij=-19.13+259-27(n)165,44(2+40一幻4(*尸-3TS445(l(MN)KKX)HXK1<MN>捋轂阻力為弓+代二1*21J5"=494.312+0.13Ua2由計算機作圖有:1UJ_U單祥打行眺陽打宇衡囹9000"7000&J.U3000

3、2000T000X90004000Qzzi01020304050EO7CJBO90100Ua(Km/h)米本題也可泉用搦點法做圖：由發(fā)動機樣速在n汩=600/min,n=400fr/min,取六個點分別代入公式:2)故高車速：有片=當+化=>E=494312+0.1311/：分別代入匕和£公式：7；*6.9*5.83*0.850377*0369為，里=494312+0.13K03675.83*6.09把7；的擬和公式也代入可得：n>4000而max=4()0()r/min1.0*5.83.卜=。377個竺害=M93Km/h(2)鼠大爬坡度：掛T檔時速度慢，F(xiàn)w可忽略：=E

4、=Fga廠(弓+乙)=Gi=Fg-GfX.廣-x-f=1440-0.01G=0366八388W.8(3)克服該坡度時相應(yīng)的附若率。=二三Fz忽略空氣阻力和滾動阻力得：Fiiil0.366*3.2<p=().0Fza/la1.9473)繪制汽車行駛加速倒敬曲線(巳裝貨)：40.0626£dradu&(D了)。時，5=1+-1舄2+-L，兀下mrmr1L798+3.5981().218*3.0¥*5.8手*0.85rFtFw(D=為動力因素)0.3672=1438000.36千3800=1.128F=T/卻丁1r=-19.13+259.27()-165.44()2

5、+4().B74()5-3.8445()4KXM)KKX)KXX)KMX)F=烏功2w2L15tf由以上關(guān)系可由計鼻挑作出圖為:TH呼借倒甜.也紋010203041?50也KrMi）用計算機求汽車用IV檔起步加速至Mkm/h的加速時間口（注：載貨時汽如用U檔起步加速不能至"km/h）由逐劫學可知：1,dt=att=>t=ri=A際a即加姓時間可用計算機選行權(quán)分計算系出，且一-吼曲線下兩速度間的面<1枳就是通這此速度去件的加速時間#經(jīng)計鼻的時間為：1M_U53Ssi1.4空車、滿載時汽車動力性有無變化？為什么？答：動力性會發(fā)生變化。因為滿載時汽車的質(zhì)量會增大，重心的位置也會

6、發(fā)生改變。質(zhì)量增大,滾動阻力、坡度阻力和加速阻力都會增大，加速時間會增加，最高車速降低。重心位置的改變會影響車輪附著率，從而影響最大爬坡度。1.5如何選擇汽車發(fā)動機功率？答：發(fā)動機功率的選擇常先從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步確定。若給出了期望的最高車速，選擇的發(fā)動機功率應(yīng)大體等于，但不小于以最高車速行駛時的行駛阻力功率之和。發(fā)動機的最大功率但也不宜過大，否則會因發(fā)動機負荷率偏低影響汽車的燃油經(jīng)濟性。在實際工作中，還利用現(xiàn)有汽車統(tǒng)計數(shù)據(jù)初步估計汽車比功率來確定發(fā)動機應(yīng)有功率。不少國家還對車輛應(yīng)有的最小比功率作出規(guī)定，以保證路上行駛車輛的動力性不低于一定水平，防止某些性能差的車輛阻礙車流。1.6超

7、車時該不該換入低一擋的排擋？答：超車時排擋的選擇，應(yīng)該使車輛在最短的時間內(nèi)加速到較高的車速，所以是否應(yīng)該換入低一擋的排擋應(yīng)該由汽車的加速度倒數(shù)曲線決定。如果在該車速時，汽車在此排檔的加速度倒數(shù)大于低排擋時的加速度倒數(shù)，則應(yīng)該換入低一檔，否則不應(yīng)換入低一擋。1.7答：1>對于F-F型轎車：最大驅(qū)動力等于前輪附肴力Eg5=氏。=6L5%m即對于F-R型轎車：赦大驅(qū)動力等于后輪附著力Fxbnux=月,=尤砂=（1一55.7%）物=44.3%四顯然F-F型橋車總的附著力利用情況較好。2>對于0=°2：=%=乙伊=1928647VC4極限車速：_=弓+久=步+濟七2乙leiJ=&g

8、t;Uaniax=194.8W/i極限服坡度：Fg=+aa+Gi_1928.64八小imax=0.02a16（X）*9.8=0.13極限加速度：Fxm=Ff+Fj=Qf+商學=>（岑）5=旦*101饑/四）dt湖（2）同理可有：當0=°.7時，Uamfl=38&0/?amaxi=0.4105max（竺）e“=4.023騷/四）1.9、春：1由汽車行駛才程式：£3)+已+盧"低速滑行時凡的。與產(chǎn)0此時：FjStFj由低速滑代皆擬白宜戢公式可得：=0.060&(19,76059T)2直接檔，'=I先求汽車質(zhì)Y換算系數(shù)$:號1+_1耳+上。

9、氣如mrmr代入敬據(jù)得：5=1.026再有動力因素公式：D=初T其中：=f+i=/+0=(X()60所以：D*=。+一(丁)血11席出而：(半鏘=075郴冶atDg、=0060+*0.75*3.6=03425c上sdu3>由Ja=+(-)mkSdr可得、最大爬坡度為：g瞄2福=0.2825三nj=1641。max第二章汽車的燃油經(jīng)濟性2.1軍開得慢，油門踩得小，就一定省油或者“只要發(fā)動機省油，汽車就一定省油”這兩種說法對不對？答：不對。由汽車百公里等速耗油量圖，汽車一般在接近低速的中等車速時燃油消耗量最低，并不是在車速越低越省油。由汽車等速百公里油耗算式（2-1）知，汽車油耗量不僅與發(fā)動

10、機燃油消耗率有關(guān)，而且還與車速、檔位選擇、汽車的狀況、汽車的質(zhì)量利用系數(shù)等使用因素有關(guān)，還與汽車的質(zhì)量和總體尺寸、傳動系、輪胎的選擇有關(guān)，發(fā)動機省油時汽車不一定就省油。2.2試述無級變速器與汽車動力性、燃油經(jīng)濟性的關(guān)系。答：采用無級變速后，理論上克服了發(fā)動機特性曲線的缺陷，使汽車具有與等功率發(fā)動機一樣的驅(qū)動功率，充分發(fā)揮了內(nèi)燃機的功率，大大地改善了汽車動力性。同時，發(fā)動機的負荷率高，用無級變速后，使發(fā)動機在最經(jīng)濟工況機會增多，提高了然油經(jīng)濟性。2.3用發(fā)動機的“最小燃油消耗特性”和克服行駛阻力應(yīng)提供的功率曲線，確定保證發(fā)動機在最經(jīng)濟狀況下工作的“無級變速器調(diào)節(jié)特性”。答：由發(fā)動機在各種轉(zhuǎn)速下的

11、負荷特性曲線的包絡(luò)線即為發(fā)動機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線，如課本圖2-9a。利用此圖可以找出發(fā)動機提供一定功率時的最經(jīng)濟狀況（轉(zhuǎn)速與負荷）。把各功率下最經(jīng)濟狀況運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與負荷率表明在外特性曲線上，便得到“最小燃油消耗特性”。無級變速器的傳動比i'與發(fā)動機轉(zhuǎn)速n及汽車行駛速度Ua之間關(guān)系關(guān)泵:無級變適囂傳劫比r與發(fā)動機磚速及朝液和行駛速度之間有加下r0.377=A中A為對某汽車而言的常教A=0.37£）當汽車一速成U在一定道路沙犒行駛時，根據(jù)應(yīng)傲提供的功率：A+PP/=-由"痕小燃油消耗特性*曲蝶可求由發(fā)動機經(jīng)濟的工作轉(zhuǎn)速為n；口將n；代入上式，即待無皴變速

12、器應(yīng)有的傳動比F°帶同一夕植的道路上，不同車速時無級變速器的調(diào)節(jié)特性中2.4如何從改進汽車底盤設(shè)計方面來提高燃油經(jīng)濟性？答：汽車底盤設(shè)計應(yīng)該從合理匹配傳動系傳動比、縮減尺寸和減輕質(zhì)量、合理選擇輪胎來提高燃油經(jīng)濟性。2.5為什么汽車發(fā)動機與傳動系統(tǒng)匹配不好會影響汽車燃油經(jīng)濟性與動力性？試舉例說明。答：在一定道路條件下和車速下，雖然發(fā)動機發(fā)出的功率相同，但傳動比大時，后備功率越大，加速和爬坡能力越強，但發(fā)動機負荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，傳動比小時則相反。所以傳動系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該綜合考慮動力性和經(jīng)濟性因素。如最小傳動比的選擇，根據(jù)汽車功率平衡圖可得到最高車速Umax（

13、驅(qū)動力曲線與行駛阻力曲線的交點處車速）,發(fā)動機達到最大功率時的車速為Up。當主傳動比較小時，Up>Umax,汽車后備功率小，動力性差，燃油經(jīng)濟性好。當主傳動比較大時，則相反。最小傳動比的選擇則應(yīng)使Up與Umax相近，不可為追求單純的的動力性或經(jīng)濟性而降低另一方面的性能。2.6試分析超速檔對汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的影響。答：汽車在超速檔行駛時，發(fā)動機負荷率高，燃油經(jīng)濟性好。但此時，汽車后備功率小，所以需要設(shè)計合適的次一擋傳動比保證汽車的動力性而要。2.8輪胎對汽車動力性、燃油經(jīng)濟性有些什么影響？答：1）輪胎對汽車動力性的影響主要有三個方面：輪胎的結(jié)構(gòu)、簾線和橡膠的品種，對滾動阻力都有影響，

14、輪胎的滾動阻力系數(shù)還會隨車速與充氣壓力變化。滾動阻力系數(shù)的大小直接影響汽車的最高車速、極限最大加速度和爬坡度。汽車車速達到某一臨界值時，滾動阻力迅速增長，輪胎會發(fā)生很危險的駐波現(xiàn)象，所以汽車的最高車速應(yīng)該低于該臨界車速。輪胎與地面之間的附著系數(shù)直接影響汽車的極限最大加速度和爬坡度。2）輪胎對燃油經(jīng)濟性的影響輪胎的滾動阻力系數(shù)直接影響汽車的燃油經(jīng)濟性。滾動阻力大燃油消耗量明顯升高。2.9為什么公共汽車起步后，駕駛員很快換入高檔？答：因為汽車在低檔時發(fā)動機負荷率低，燃油消耗量好，高檔時則相反，所以為了提高燃油經(jīng)濟性應(yīng)該在起步后很快換入高檔。2.10達到動力性最佳換檔時機是什么？達到燃油經(jīng)濟性的最佳

15、換檔時機是什么？二者是否相同？答：達到動力性最佳應(yīng)該使汽車加速到一定車速的時間最短，換檔時機應(yīng)根據(jù)加速度倒數(shù)曲線確定，保證其覆蓋面積最小。達到燃油經(jīng)濟性的換檔時機應(yīng)該根據(jù)由"最小燃油消耗特性”確定的無級變速器理想變速特性，考慮道路的W值,在最接近理想變速特性曲線的點進行換檔。二者一般是不相同的。第四章汽車的制動性4.1一轎車駛經(jīng)有積水層的一良好路面公路，當車速為100km/h時要進行制動。為此時有無可能出現(xiàn)劃水現(xiàn)象而喪失制動能力？轎車輪胎的胎壓為179.27kPa。解：答；假設(shè)路而水層深度超過輪盼溝槽深度估算滑水車速：丹=&3屋凡為胎斥(kPG代入數(shù)據(jù)符】丹=8489knVh

16、而故有可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象而失去制動能力4.2在第四章第三節(jié)二中.推出了C&700轎車的制動系由直空助力改為壓縮空氣助力后的制動試驗結(jié)果試由表中所列數(shù)據(jù)估算；+；的數(shù)值,以說明制動器作用時間的重要性.提示*由表5的數(shù)據(jù)以及會式甘=二時十號+3,6(2J259由心1Hilfir3+-r2的數(shù)值.時以認為制動器起作用時間的被小是銅短制動距離的主要原因。4.33.61002"302x3()425.92x0.264=13.67m4.4在汽車法規(guī)中而雙軸汽車的、后釉制功力的分配有何規(guī)定，說明作山這種規(guī)定的埋由？答：為了保證制劫時汽車的方向稽定性和有足夠的制動效率.聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會制定的

17、ECER13制動對發(fā)軸汽車前、后謎制動器制動力提出了明確的要求我國的行業(yè)標準ZBT74000789也提出了類似的要求.下面以拼車和最大總質(zhì)皇大于3.5t的貨軍為例予以說明洼規(guī)規(guī)定：對于十=0.2Q*之間的沖種車輛，要求制動強度w邳.1+。3酬一以2)車輛在答種裝城狀志時，前軸利用附著素數(shù)Ittl線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線之上對于最大總質(zhì)量大于3的貨車，在制動強度m=0.I5-。3之間，每根軸的利用附若系數(shù)曲箕位于p=z±0.0SR條平行于理.機附若系數(shù)直線的平行殘之間：而制動強度點歸時，后軸的利用附若系數(shù)滿足關(guān)系式點0,3+0一74(50_3跖則認為也滿足了法規(guī)的要求.但是對于轎車而

18、言,制動強度在之間，后軸利用附看系數(shù)曲線不超過直線V=W-Q05的條件下，允許后軸利用系數(shù)曲線在前軸利用附若系數(shù)曲錢的上方a402MuU作出這種規(guī)定的目的是為了保證制動時汽車的方向穩(wěn)定性和有足夠的制動效率。4.5答案：1)2)Lfl-b2.7x0.65-1.25同步附著系數(shù)。=因°=O7<0o所以前輪先抱死b/L0.63=0.83)4)b)l失效Er(Pf1.25/2.7=09510.65-0.7x0.63/2.7最大制動減速度：%max=E/X().7xg=6.5珈/.子FG=Yp=0.65a)1失效知="一"*=2(1-pG'=0.7G'

19、T2Lt2宣-牛=2附=.3G'-T22失效tI2失效c)1失效捉"g-T2If.I-T2If.i'-T2(pf=0.7-f；2失效斗二=G-T25)a)l失效=。馬=Gwgdin后抽利用附著案數(shù)咧*L45/Z7n后軸制動效率旦.-=0-46/IghJL1+0,7x0.63/2.7最大劫袱速度g=().7瞿x0.46=0.32失"頑*華=公gat%=*碼)JL-ri=前軸利用附若系數(shù)幻=TT83gn前軸制動效率u筆BA1.25/2.7E=055f可l-fhg/L1-0,7x0.63,2.7最大動禎速度。人由叫=°.7gx0.55=039gb）由第2

20、）向知*前輪完抱死1失效烏2失效情況相同Bjedi-(fr+zhj)L二前軸利用附著系數(shù)Pf=TT-方+之n前輔制動效率b/L1.25/2.7Ef=二'=.=0.95饑j3(pfhs/L0.65-0.7x0,63/27量人劫誠速度&知皿二07gxe95x：二0.33富c）與b）回路的情況相同.6）兩種回路的優(yōu)缺點比較雙回路系統(tǒng)a）制動系增益最大，一個回路失效時的最大制動減速度也比b）,c）大，所以其性能較優(yōu)。雙回路系統(tǒng)b）、c）制動系增益相同，如果不考慮軸距的影響，兩者在一個回路失效時的制動效率相同。但是，c）在一個回路失效時，制動力作用在一側(cè)車輪上，車身左右受力嚴重不均衡，會

21、產(chǎn)生跑偏等問題。第五章汽車的操縱穩(wěn)定性5.1一轎車（每個）前輪的側(cè)偏剛度為-50176N/rad、外傾剛度為-7665N/rad。若轎車向左轉(zhuǎn)彎，將使前輪均產(chǎn)生正的外傾角，其大小為4度。設(shè)側(cè)偏剛度與外傾剛度均不受左、右輪負載轉(zhuǎn)移的影響，試求由外傾角引起的前輪側(cè)偏角。解：'J!-1'-'勺沙。（-讖35。17作）=-0.6115.26450N輕型客車在試驗中發(fā)現(xiàn)過多轉(zhuǎn)向和中性轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，工程師們在懸架上加裝橫向穩(wěn)定桿以提高前懸架的側(cè)傾角剛度，結(jié)果汽車的轉(zhuǎn)向特性變?yōu)椴蛔戕D(zhuǎn)向。試分析其理論依據(jù)（要求有必要的公式和曲線）。答】穩(wěn)定性系數(shù)，勾、知變化，原來K50,既在K河即變?yōu)椴蛔?/p>

22、轉(zhuǎn)向.5.3汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有哪幾種類型？表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的具體參數(shù)有哪些？它們彼此之間的關(guān)系如何？答：汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有三種類型，即中性轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向和過多轉(zhuǎn)向。表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù)有穩(wěn)定性因數(shù)K,前、后輪的側(cè)偏角角絕對值之差(ai-o2i)，轉(zhuǎn)向半徑的比R/R0,靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.等。它們之間的彼此關(guān)系為：楸此之間的關(guān)系見參考書公式(5-13)(5-16)(5-17),5,4舉IH三利去小汽車稀態(tài)轉(zhuǎn)向特性的方法.并說明汽年重心前后位置和內(nèi)、外輪負荷傳移如何昭響常態(tài)轉(zhuǎn)向特性？答：方法，1.di72網(wǎng)肘為不足轉(zhuǎn)向al-a2=0肘為中性轉(zhuǎn)向，慰為過多轉(zhuǎn)向；2.R/R0>1時為不足轉(zhuǎn)向,R/R0-1

23、呻為中性轉(zhuǎn)向，R/R0<1時為過李轉(zhuǎn)向；3.S.M>0PJ為不足轉(zhuǎn)向，8.MM)時為中性轉(zhuǎn)SM4時為過多轉(zhuǎn)向-汽車重心前后位置和內(nèi)、外輪負荷轉(zhuǎn)移使得汽年屆心至前£軸座高a、b發(fā)生變化，K也發(fā)生變化.5.4舉出三種表示汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的方法，并說明汽車重心前后位置和內(nèi)、外輪負荷轉(zhuǎn)移如何影響穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？5.5汽車轉(zhuǎn)彎時車輪行駛阻力是否與直線行駛時一樣？答：不一樣。汽車轉(zhuǎn)彎時由于側(cè)傾力矩的作用，左、右車輪的垂直載荷不再相等，所受阻力亦不相等。另外，車輪還將受到地面?zhèn)认蚍醋饔昧Α?.6主銷內(nèi)傾角和后傾角功能有何不同？答：主銷內(nèi)傾角的作用，是使車輪在方向盤收到微小干擾時，前輪會在

24、回正力矩作用下自動回正。另外，主銷內(nèi)傾還可減少前輪傳至轉(zhuǎn)向機構(gòu)上的沖擊，并使轉(zhuǎn)向輕便。主銷后傾的作用是當汽車直線行駛偶然受外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)時，主銷后傾將產(chǎn)生車輪轉(zhuǎn)向反方向的力矩使車輪自動回正，可保證汽車支線行駛的穩(wěn)定性。汽車轉(zhuǎn)向輪的回正力矩來源于兩個方面，一個是主銷內(nèi)傾角，依靠前軸軸荷，和車速無關(guān)；一個是主銷后傾角，依靠側(cè)傾力，和車速有關(guān)；速度越高，回正力矩就越大。5.7橫向穩(wěn)定桿起什么作用？為什么有的車裝在前懸架，有的裝在后懸架，有的前后都裝？答：橫向穩(wěn)定桿的主要作用是增加汽車的側(cè)傾剛度，避免汽車在轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生過多的側(cè)傾。另外，橫向穩(wěn)定桿還有改變汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的作用，其機理在題5.2中有述

25、。橫向穩(wěn)定安裝的位置也是由于前、后側(cè)傾剛度的要求，以及如何調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的因素決定的。5.8某種汽車的質(zhì)心位置、軸距和前后輪胎的型號已定。按照二自由度操縱穩(wěn)定性模型，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性為過多轉(zhuǎn)向，試找出五種改善其特性的方法。答：增加主銷內(nèi)傾角；增大主銷后傾角；在汽車前懸架加裝橫向穩(wěn)定桿；使汽車前束具有在壓縮行程減小，復(fù)原行程增大的特性；使后懸架的側(cè)傾轉(zhuǎn)向具有趨于不足轉(zhuǎn)向的特性。5.9汽車空載和滿載是否具有相同的操縱穩(wěn)定性？答：不具有相同的操縱穩(wěn)定。因為汽車空載和滿載時汽車的總質(zhì)量、質(zhì)心位置會發(fā)生變化，這些將會影響汽車的穩(wěn)定性因數(shù)、輪胎側(cè)偏剛度、汽車側(cè)傾剛度等操縱穩(wěn)定性參數(shù)。5.10試用有關(guān)公式說明汽車質(zhì)心位置對主要描述和評價汽車操縱穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)指標的影響。答：以靜態(tài)儲備系數(shù)為例說明汽車質(zhì)心位置對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)指標的影響：檢定性系數(shù)公式：K當中性轉(zhuǎn)向點與質(zhì)心位置重合時，S.M.=0,汽車為中性轉(zhuǎn)向特性；當質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點之前時，S.M.為正值，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性;當質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點之后時,S.M.為負值，汽車具有過多轉(zhuǎn)向特性5.11提涌1)穩(wěn)定性系數(shù)：-LTI奴kufL1+而特征車速H吊2轉(zhuǎn)向靈敏度A3K=-(ai-a2)n%-%，一2)%4J固仃圓頻率=后R1尼比；=眨