第一章 汽車(chē)的動(dòng)力性與緒論11.doc

第一章1.1、試說(shuō)明輪胎滾動(dòng)阻力的定義、產(chǎn)生機(jī)理和作用形式?答：1）定義：汽車(chē)在水平道路上等速行駛時(shí)受到的道路在行駛方向上的分力稱(chēng)為滾動(dòng)阻力。 2）產(chǎn)生機(jī)理：由于輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性輪胎在硬支撐路面上行駛時(shí)加載變形曲線(xiàn)和卸載變形曲線(xiàn)不重合會(huì)有能量損失，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(dāng)車(chē)輪不滾動(dòng)時(shí)，地面對(duì)車(chē)輪的法向反作用力的分布是前后對(duì)稱(chēng)的；當(dāng)車(chē)輪滾動(dòng)時(shí)，由于彈性遲滯現(xiàn)象，處于壓縮過(guò)程的前部點(diǎn)的地面法向反作用力就會(huì)大于處于壓縮過(guò)程的后部點(diǎn)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(duì)稱(chēng)，而使他們的合力Fa相對(duì)于法線(xiàn)前移一個(gè)距離a, 它隨彈性遲滯損失的增大而變大。即滾動(dòng)時(shí)有滾動(dòng)阻力偶矩 阻礙車(chē)輪滾動(dòng)。3）作用形式：滾動(dòng)阻力 （f為滾動(dòng)阻力系數(shù)）1.2、滾動(dòng)阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？ 提示：滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面種類(lèi)、行駛車(chē)速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)。1.3、確定一輕型貨車(chē)的動(dòng)力性能（貨車(chē)可裝用4檔或5檔變速器，任選其中的一種進(jìn)行整車(chē)性能計(jì)算）：1）繪制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車(chē)的最高車(chē)速、最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率。3）繪制汽車(chē)行駛加速倒數(shù)曲線(xiàn)，用圖解積分法求汽車(chē)有檔起步加速行駛至70km/h的車(chē)速時(shí)間曲線(xiàn)，或者用計(jì)算機(jī)求汽車(chē)用檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。 輕型貨車(chē)的有關(guān)數(shù)據(jù)：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性的Tqn曲線(xiàn)的擬合公式為 式中, Tq為發(fā)功機(jī)轉(zhuǎn)矩(Nm)；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(rmin)。 發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min ，最高轉(zhuǎn)速nmax=4000 rmin 裝載質(zhì)量 2000kg 整車(chē)整備質(zhì)量 1800kg 總質(zhì)量 3880 kg 車(chē)輪半徑 0.367 m 傳動(dòng)系機(jī)械效率 0.85 波動(dòng)阻力系數(shù) f0.013 空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積 CDA2.77 主減速器傳動(dòng)比 i05.83 飛輪轉(zhuǎn)功慣量 If0.218kg 二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iw11.798kg 四后輪轉(zhuǎn)功慣量 Iw23.598kg變速器傳動(dòng)比 ig(數(shù)據(jù)如下表) 軸距L3.2m 質(zhì)心至前鈾距離(滿(mǎn)載)1.947m質(zhì)心高(滿(mǎn)載)hg0.9m解答： 1）（取四檔為例） 由 即 行駛阻力為： 由計(jì)算機(jī)作圖有 本題也可采用描點(diǎn)法做圖： 由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在，取六個(gè)點(diǎn)分別代入公式： 2）最高車(chē)速： 有 分別代入和公式： 把的擬和公式也代入可得： n4000 而r/min Km/h 最大爬坡度：掛檔時(shí)速度慢，可忽略： =0.366 （3）克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率 忽略空氣阻力和滾動(dòng)阻力得： 3）繪制汽車(chē)行駛加速倒數(shù)曲線(xiàn)（已裝貨）：40.0626 （為動(dòng)力因素）時(shí)， 1.128 由以上關(guān)系可由計(jì)算機(jī)作出圖為：用計(jì)算機(jī)求汽車(chē)用檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。 （注：載貨時(shí)汽車(chē)用檔起步加速不能至70km/h）由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知： 即加速時(shí)間可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分計(jì)算求出，且曲線(xiàn)下兩速度間的面積就是通過(guò)此速度去件的加速時(shí)間。 經(jīng)計(jì)算的時(shí)間為： 146.0535s1.4、空車(chē)、滿(mǎn)載時(shí)汽車(chē)動(dòng)力性有無(wú)變化？為什么？答：汽車(chē)的動(dòng)力性指汽車(chē)在良好路面上直線(xiàn)行駛時(shí)，由縱向外力決定的所能達(dá)到的平均行駛速度。 汽車(chē)的動(dòng)力性有三個(gè)指標(biāo)：1）最高車(chē)速 2）加速時(shí)間 3）最大爬坡度且這三個(gè)指標(biāo)均于汽車(chē)是空載、滿(mǎn)載時(shí)有關(guān) 。 1.5、 如何選擇汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率?答：依據(jù)（原則）： 常先從保證汽車(chē)預(yù)期的最高車(chē)速來(lái)初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率。從動(dòng)力性角度出發(fā) 這些動(dòng)力性指標(biāo)：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)滿(mǎn)足上式的計(jì)算結(jié)果，但也不宜過(guò)大，否則會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率偏低影響汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。（詳見(jiàn)第三章課件） 1.6、超車(chē)時(shí)該不該換入低一檔的排檔?答：可參看不同 時(shí)的汽車(chē)功率平衡圖： 顯而可見(jiàn)，當(dāng)總的轉(zhuǎn)動(dòng)比較大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大，加速容易，更易于達(dá)到較高車(chē)速。1.7、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，裝有0.52L排量發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車(chē)，若是前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)(F.F.)轎車(chē)，其平均的軸負(fù)荷為汽車(chē)總重力的61.5；若是前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)(F.R.)轎車(chē)，其平均的前軸負(fù)荷為汽車(chē)總重力的55.7。設(shè)一轎車(chē)的軸距 L2.6m，質(zhì)心高度h0.57m。試比較采用F.F.及F. R形式時(shí)的附著力利用情況，分析時(shí)其前軸負(fù)荷率取相應(yīng)形式的平均值。確定上述F. F.型轎車(chē)在0. 2及0. 7路面上的附著力，并求由附著力所決定的權(quán)限最高車(chē)速與極限最大爬坡度及極限最大加速度(在求最大爬坡度和最大加速度時(shí)可設(shè)Fw0)。其他有關(guān)參數(shù)為：m1600kg，CD0.45，A2.00，f0.02，1.00。答：1 對(duì)于F-F型轎車(chē)：最大驅(qū)動(dòng)力等于前輪附著力 對(duì)于F-R型轎車(chē)： 最大驅(qū)動(dòng)力等于后輪附著力 顯然F-F型轎車(chē)總的附著力利用情況較好。2 (1)對(duì)于： 極限車(chē)速： 極限爬坡度： 極限加速度： （2）同理可有：當(dāng)時(shí)， 1.8、一轎車(chē)的有關(guān)參數(shù)如下： 總質(zhì)量1600kg；質(zhì)心位置：a=1450mm，b1250mm，hg630mm; 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩Memax140N m; I擋傳動(dòng)比iI0.385；主減速器傳動(dòng)比io408;傳動(dòng)效率m0.9；車(chē)輪半徑r300mm; 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量If0.25kg ；全部車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Iw4.5kg (其中，前輪的Iw 2.25 kg，后輪的Iw 2.25 kg)。若該轎車(chē)為前輪驅(qū)動(dòng)，問(wèn)：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0.6時(shí)，在加速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能否充分發(fā)揮而產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度？應(yīng)如何調(diào)整重心在前、后方向的位置(即b值)，才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令100為前軸負(fù)荷率，求原車(chē)的質(zhì)心位置改變后，該車(chē)的前軸負(fù)荷率。 解題時(shí)，為計(jì)算方便，可忽略滾動(dòng)阻力與空氣阻力。解： 先求汽車(chē)質(zhì)量換算系數(shù) ： 代入數(shù)據(jù)有：=1.4168若地面不發(fā)生打滑，此時(shí)，地面最大驅(qū)動(dòng)力 由于不記滾動(dòng)阻力與空氣阻力，即、 這時(shí)汽車(chē)行駛方程式變?yōu)?當(dāng) 代入有： 再由 將代入上試有 此時(shí)： 將出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，所以：在加速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不能否充分發(fā)揮。 調(diào)整： 要使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能否充分發(fā)揮，則： 應(yīng)使： 其中： 不變， 則由公式： 得出：b=1704.6mm 前軸負(fù)荷率為： 1.9、一輛后袖驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的總質(zhì)量2152kg，前軸負(fù)荷52，后軸負(fù)荷48，主傳動(dòng)比io4.55，變速器傳動(dòng)比：一擋：3.79，二擋：2.17，三擋：1.41，四擋：1.00，五擋：0. 86。質(zhì)心高度hg 0.57m，CDA1.5，軸距L2.300m，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ifkgm2，四個(gè)車(chē)輪總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Iw3.6kg，車(chē)輪半徑r0.367m。該車(chē)在附著系數(shù)0.6的路面上低速滑行曲線(xiàn)和直接擋加速曲線(xiàn)如習(xí)題圖1所示。國(guó)上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線(xiàn)v19.760.59T，v的單位為km/h，T的單位為s，直接擋最大加速度max0.75m/ (us=50km/h)。設(shè)各擋傳動(dòng)效率均為0.90，求： 1)汽車(chē)在