汽車?yán)碚撜n后習(xí)題答案余志生版

1、第一章、試說明輪胎滾動阻力的定義、產(chǎn)生機(jī)理和作用形式 ？答：1）定義：汽車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為滾動阻力。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)加載變形曲線和卸載 變形曲線不重合會有能量損失，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)車輪不滾動時(shí)，地面對車輪的法向反作用力的分布是前后對稱的；當(dāng)車輪滾動時(shí)，由于彈 性遲滯現(xiàn)象，處于壓縮過程的前部點(diǎn)的地面法向反作用力就會大于處于壓縮過程的后部點(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稱，而使他們的合力Fz相對于法線前移一個(gè)距離a,它隨彈性遲滯損失的增大而變大。即滾

2、動時(shí)有滾動阻力偶矩Tf=Fza阻礙車輪滾動。3）作用形式：滾動阻力Ff=Tf/r=fw （f為滾動阻力系數(shù)）、滾動阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？滾動阻力系數(shù)與路面種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)。、確定一輕型貨車的動力性能（貨車可裝用 4檔或5檔變速器，任選其中的一種進(jìn)行整車性能計(jì) 算）：1）繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車的最高車速、最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率。3）繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車有II檔起步加速行駛至70km/h的車速-時(shí)間曲線，或者用計(jì)算機(jī)求汽車用II檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)：汽油發(fā)動機(jī)使用外特性的Tq

3、-n曲線的擬合公式為Tq 19.13 259.27() 165.44()2 40.874( )3 3.8445()4 1000100010001000式中，Tq為發(fā)功機(jī)轉(zhuǎn)矩（N m）； n為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r / min）。發(fā)動機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min ,最高轉(zhuǎn)速 nmax=4000 r/min裝載質(zhì)量2000kg整車整備質(zhì)量1800kg總質(zhì)量3880 kg車輪半徑0.367 m傳動系機(jī)械效率波動阻力系數(shù)空氣阻力系數(shù)x迎風(fēng)面積主減速器傳動比2CDA = mi 0=2飛輪轉(zhuǎn)功慣量二前輪轉(zhuǎn)動慣量四后輪轉(zhuǎn)功慣量變速器傳動比If = 0.218kg - m2Iw1 = 1.798kg - m

4、2Iw2= 3.598kg mig （數(shù)據(jù)如下表）軸品 EL=3.2m質(zhì)心至前鈾距離（滿載）a = 1.947m質(zhì)心高（滿載）hg=0.9m解答：1）（取四檔為例） 由FtTqTq nFtuu n即T q i g i o T F t rTq191325927（100216544Q873.84451000.377 rn行駛阻力為Ff Fw：Ff Fw Gf出U 21.15494.312 0.131Ua2由計(jì)算機(jī)作圖有本題也可采用描點(diǎn)法做圖:由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在nmin 600r/min , nmax 4000r/min ,取六個(gè)點(diǎn)分別代入公式:2)最高車速：有匕Ff Fw_2Ft 494.312 0.

5、131Ua分別代入U(xiǎn)a和Ft公式:Tq *6,9* 5,83* 0.85 q0.367494,3120.131(0.377* 0.3697n5.83*6.09)2把Tq的擬和公式也代入可得: qn>4000而 nmax 4000 r/min94.93 Km/h0.367*4000Umax 0.377* -1.0*5.83最大爬坡度:掛I檔時(shí)速度慢，F(xiàn)w可忽略:FiFtmax (FfFw)GiFt maxGfFt maxf生嘰0.0133880* 9.8(3)克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率FxFz忽略空氣阻力和滾動阻力得：Fi iil0.366*3.2 0.6Fza/la 1.9473)繪制汽車

6、行駛加速倒數(shù)曲線(已裝貨)1 dtdug(D f)c Ft FwD -為動力因素)Gii時(shí),1 1,7983.59822-1 0.218*3.09 *5,83 *0.8538000.367238000.3672FtTq19.13 259.27(nn 2n 3n 4)165.44()2 40.874()3 3.8445()41000100010001000CdA21.15Ua2由以上關(guān)系可由計(jì)算機(jī)作出圖為:用計(jì)算機(jī)求汽車用IV檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。（注：載貨時(shí)汽車用ii檔起步加速不能至70km/h)由運(yùn)動學(xué)可知:dt1du at 1-du A0 a即加速時(shí)間可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分計(jì)算求

7、出,Ua曲線下兩速度間的面積就是通過此速度去件的加速時(shí)間。經(jīng)計(jì)算的時(shí)間為: 、空車、滿載時(shí)汽車動力性有無變化？為什么?答：汽車的動力性指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)， 由縱向外力決定的所能達(dá)到的平均行駛速度。汽車的動力性有三個(gè)指標(biāo)：1）最高車速2 ）加速時(shí)間3 ）最大爬坡度且這三個(gè)指標(biāo)均于汽車是空載、滿載時(shí)有關(guān)、如何選擇汽車發(fā)動機(jī)功率？ 答：依據(jù)（原則）：常先從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步選擇發(fā)動機(jī)應(yīng)有的功率。從動力性角度出發(fā)這些動力性指標(biāo)：u max,，t jPeGfc U a m ax t 3600C D A 3_ _ . . _ u a m ax761401 PfPw發(fā)動機(jī)的最大功率應(yīng)滿足

8、上式的計(jì)算結(jié)果，但也不宜過大，否則會因發(fā)動機(jī)負(fù)荷率偏低影響汽車 的燃油經(jīng)濟(jì)性。（詳見第三章課件） 、超車時(shí)該不該換入低一檔的排檔？答：可參看不同io時(shí)的汽車功率平衡圖:顯而可見，當(dāng)總的轉(zhuǎn)動比較大時(shí)，發(fā)動機(jī)后備功率大，加速容易，更易于達(dá)到較高車速。、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，裝有2L排量發(fā)動機(jī)的轎車，若是前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動.）轎車，其平均的軸負(fù) 荷為汽車總重力的;若是前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動.）轎車，其平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的。設(shè)一轎車的軸距L=2.6m,質(zhì)心高度h= 0.57m。試比較采用.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.型轎車在小=0. 2及0.

9、7路面上的 附著力，并求由附著力所決定的權(quán)限最高車速與極限最大爬坡度及極限最大加速度 （在求最大爬坡2度和最大加速度時(shí)可設(shè)Fw= 0）。其他有關(guān)參數(shù)為：m= 1600kg, CD= , A= m , f = , 6=。答：1對于F-F型轎車：最大驅(qū)動力等于前輪附著力FxbmaxF Fz 61.5%mg對于F-R型轎車：最大驅(qū)動力等于后輪附著力FxbmaxFFz（1 55.7%）mg44.3%mg44.3%mg顯然F-F型轎車總的附著力利用情況較好。2 > (1) 對于FxbmaxF Fz1928.64Nxbmaxz極限車速:FxbmaxFfFwGfCdA21.15Ua2極限爬坡度:U a

10、max194.8km/hFxbmaxFfFiGfGiF xb maxG0.131928.641600*9.80.020.13極限加速度:FxbmaxFf Fj GfdU mdt（2）同理可有：當(dāng)U amaxdUdt)3max1.01km/(hs)0.7 時(shí),388.0km/himax 0.4105dUdt)max 4.023km/(hs)、一轎車的有關(guān)參數(shù)如下:總質(zhì)量 1600kg;質(zhì)心位置：a=1450mmb=1250mmhg=630mm;發(fā)動機(jī)最大扭矩 Mma=140N? m；I擋傳動比3 =;主減速器傳動比io=;傳動效率4聲；車輪半徑r=300mm飛輪轉(zhuǎn)動慣量If = 0.25kg ?

11、 m2;全部車輪的華動慣量匯Iw = 4.5kg?吊（其中，前輪的Iw=2.25kg?吊,后輪的I片2.25 kg? m。若該轎車為前輪驅(qū)動，問：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為時(shí)，在加速過程中發(fā)動機(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b/L x 100%為前軸負(fù)荷率，求原車的質(zhì)心位置改變后，該車的前軸負(fù)荷 率。解題時(shí)，為計(jì)算方便，可忽略滾動阻力與空氣阻力。解：1先求汽車質(zhì)量換算系數(shù)2i_211T 1 Iflg 2 m 1.4186m r m r代入數(shù)據(jù)有： =若地面不發(fā)生打滑，此時(shí)，地面最大驅(qū)動力_ Ttqigi 0 mFx

12、bimaxFt6597.36NrFxb1max 6597.36N由于不記滾動阻力與空氣阻力，即Ff、Fw 0這時(shí)汽車行駛方程式變?yōu)镕t. . FiFjTtqi g i0mduGi m rdt當(dāng) TtqMeMax140NM 代入有:dudt) max2.91再由l bhgdulFz1G T Gsin mdTFwgLhgdu-mL dt將（du）max代入上試有 dtFz1min6180.27N此時(shí):0.6Fzi將出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，所以：在加速過程中發(fā)動機(jī)扭矩不能否充分發(fā)揮2調(diào)整：要使發(fā)動機(jī)扭矩能否充分發(fā)揮，則:Fxbi應(yīng)使:0.6Fzi其中：Fxbi 6597.36N 不變,則由公式:Fzihgdu

13、mL dt得出：b=1704.6mmb .前軸負(fù)荷率為：100 %1704.6100% (1250 1450)63.1%63.1%、一輛后袖驅(qū)動汽車的總質(zhì)量 2152kg,前軸負(fù)荷52%,后軸負(fù)荷48%,主傳動比i o=,變速2器傳動比：一擋：，二擋：,二擋：,四擋：,五擋：0.86 。質(zhì)心圖度hg = 0.57m, CDA= m ,軸距L=2.300m,飛輪轉(zhuǎn)動慣量If =kg m2,四個(gè)車輪總的轉(zhuǎn)動慣量Iw = 3.6kg - m2 ,車輪半徑r=0.367m。該車在附著系數(shù) 甲=的路面上低速滑行曲線和直接擋加速曲線如習(xí)題圖1所示。國上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線v= , v的單位為km/h, T的單位為s,直接擋最大加速、2度a max= 0.75m/ S ( us=50km/h)。設(shè)各擋傳動效率均為，求：1)汽車在該路面上的波動阻力系數(shù)。2)求直接擋的最大動力因素。3)在此路面上該車的最大爬坡度。答：1由汽車行駛方程式：Ft Ff Fw Fi Fj低速滑行時(shí)，F(xiàn)w 0 Fj 0此時(shí)： f f由低速滑行曲處擬臺直笈公式可得：, dv (19.76 0.59T)八一gdtgdtf 0 0