汽車?yán)碚撈谀┛荚噺?fù)習(xí)題計(jì)算題

1、而使他們的合力 Fa相對(duì)于法線前移一個(gè)距離a,它滾動(dòng)阻力偶矩 Tf = Fza阻礙車輪滾動(dòng)。3）作用形式：滾動(dòng)阻力 Ff = fwFfr（f為滾動(dòng)阻力系數(shù)）1.1、試說明輪胎滾動(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(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)加載變形曲線和卸載變形曲線 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)車輪不滾動(dòng)時(shí)，地面對(duì)車輪的法向反作用力的分布是前后對(duì)稱的；當(dāng)車輪滾動(dòng)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(huì)大于處于壓

2、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(duì)稱， 隨彈性遲滯損失的增大而變大。即滾動(dòng)時(shí)有101.31）繪制汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖汽車驅(qū)動(dòng)力 Ft= Ttqigio trCdA行駛阻力 Ff+Fw + Fi+Fj = G?f + u；+G?5dudt發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為:r nua =0.377igi。Tq = -19 .13 + 259 .27 (-) -165 .44 (- 1000 1000行駛阻力為Ff + Fw :)2 + 40.874 ()3 - 3.8445 ()41000 1000CdA 2a5 9+齊= 4 9.3 1 2 0.

3、1 3Ua2本題也可采用描點(diǎn)法做圖:由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在n min =600r/min , nmax =4000r/min，取六個(gè)點(diǎn)分別代入2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率 由1）得驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖，汽車的最高車速出現(xiàn)在 交點(diǎn)處，Uamax= 99.08m/s2。有 Ft =Ff +Fw5檔時(shí)汽車的驅(qū)動(dòng)力曲線與行駛阻力曲線的2二 Ft =494.312 + 0.131Ua分別代入U(xiǎn)a和Ft公式：Tq* 6.9* 5.83* 0.85門 c0.377 * 0.3697 n、2q=494.312+0.131()20.367把Tq的擬和公式也代入可得:n40005.83* 6

4、.09而 nmax = 4000 r/min U max = 0.377* 0.367 * 4000 = 94.93 Km/h1.0* 5.83汽車的爬坡能力，指汽車在良好路面上克服Ff +Fw后的余力全部用來（等速）克服坡度阻力時(shí)能爬上du的坡度，此時(shí)一=0,因此有Fr-lFf+Fw），可得到汽車爬坡度與車速的關(guān)系式：iMcsinU日imax =0.352。掛I檔時(shí)速度慢,FiGi = Ft；而汽車最大爬坡度i max為I檔時(shí)的最大爬坡度。利用MA TLAB計(jì)算可得,Fw可忽略:ax (Ff 中 Fw)maxGf_ Ft m a x m a x-fG=0.366.-0.0 1 33 8 8*

5、09.8如是前輪驅(qū)動(dòng)，Cep,如是后輪驅(qū)動(dòng)，=qbhgqL Lq .;相應(yīng)的附著率 Cq為1.20,不合理，舍去。a+hgqL L相應(yīng)的附著率C 為 0.50?？朔撈露葧r(shí)相應(yīng)的附著率Fz忽略空氣阻力和滾動(dòng)阻力得：=0.366FiFzil1 .947土 = 0.6汽車的行駛加速度圖和汽車的加速度倒數(shù)曲線圖3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線，求加速時(shí)間 求得各檔的汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)6如下表所示:汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)I檔n檔川檔W檔V檔右十f即Tmrmr1.38291.10271.04291.02241.0179并且忽略 汽車用n檔起步忽略原地起步時(shí)的離合器打滑過程，假設(shè)在初時(shí)刻時(shí)，汽車已具有n檔的

6、最低車速。由于各檔加速 度曲線不相交（如圖三所示），即各低檔位加速行駛至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最到轉(zhuǎn)速時(shí)換入高檔位； 換檔過程所經(jīng)歷的時(shí)間。 結(jié)果用MATLAB畫出汽車加速時(shí)間曲線如圖五所示。如圖所示，加速行駛至70km/h的加速時(shí)間約為 26.0s。也耶地起歩 箍村加運(yùn)/ /1/i0.L11 118907QeoiO3Q301010H3040BO卜a圉丑繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線（已裝貨）：40.0626dtdun時(shí),g (D - f)1 S I w=1 十+m rFt Fw(D =為動(dòng)力因素) 11.798+3.598 亠=1 + 2 + 38000.36723800= 1.128G1 I f ig2

7、i0Tm r 210.218* 3.092*5.832* 0.850.3672w 僉Ua2Tq =T9.13+259.27(-) -165.44(-丄)2 +40.874(-)3 -3.8445(亠)4 r1000100010001000用計(jì)算機(jī)求汽車用W檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知dt Jdu= t=Pdu=Aaa即加速時(shí)間可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分計(jì)算求出，且丄_ua曲線下兩速度間的面積就是通過此速a146.0535s度去件的加速時(shí)間。經(jīng)計(jì)算的時(shí)間為：1.4空車、滿載時(shí)汽車動(dòng)力性有無變化？為什么？答：動(dòng)力性會(huì)發(fā)生變化。 因?yàn)闈M載時(shí)汽車的質(zhì)量會(huì)增大，重心的位置也會(huì)發(fā)生改變。質(zhì)量增

8、大，滾動(dòng)阻力、坡度阻力和加速阻力都會(huì)增大，加速時(shí)間會(huì)增加，最高車速降低。重心位置的改變會(huì)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(dòng)機(jī)功率？答：發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)功率應(yīng)大體等于，但不小于以最高車速行駛時(shí)的行駛阻力功率之和。但也不宜過大，否則會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率偏低影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。2.1、“車開得慢，油門踩得小，就一定省油”，或者“只要發(fā)動(dòng)機(jī)省油，汽車就一定省油”，這兩種說法對(duì)不對(duì)？答：均不正確。 由燃油消耗率曲線知：汽車在中等轉(zhuǎn)速、較大檔位上才是最省油的。此時(shí)，后備功率較小，發(fā)動(dòng)機(jī) 負(fù)荷率較高燃油消耗

9、率低，百公里燃油消耗量較小。 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率高只是汽車省油的一個(gè)方面，另一方面汽車列車的質(zhì)量利用系數(shù)（即裝載質(zhì)量與整備質(zhì)量之比）大小也關(guān)系汽車是否省油。， 2.6試分析超速檔對(duì)汽車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。答：汽車在超速檔行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率高，燃油經(jīng)濟(jì)性好。但此時(shí)，汽車后備功率小，所以需要設(shè)計(jì)合 適的次一擋傳動(dòng)比保證汽車的動(dòng)力性需要。2.8輪胎對(duì)汽車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有些什么影響？ 答：1 ）輪胎對(duì)汽車動(dòng)力性的影響主要有三個(gè)方面： 輪胎的結(jié)構(gòu)、簾線和橡膠的品種，對(duì)滾動(dòng)阻力都有影響，輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)還會(huì)隨車速與充氣壓力變 化。滾動(dòng)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。

10、汽車車速達(dá)到某一臨界值時(shí)，滾動(dòng)阻力迅速增長(zhǎng)，輪胎會(huì)發(fā)生很危險(xiǎn)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(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響 輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)直接影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。滾動(dòng)阻力大燃油消耗量明顯升高。5.1 一轎車（每個(gè)）前輪的側(cè)偏剛度為 使前輪均產(chǎn)生正的外傾角，其大小為4度。求由外傾角引起的前輪側(cè)偏角。-50176N/rad、外傾剛度為-7665N/rad。若轎車向左轉(zhuǎn)彎，將設(shè)側(cè)偏剛度與外傾剛度均不受左、右輪負(fù)載轉(zhuǎn)移的影響，試Fy+k叨（其中k為側(cè)偏剛度，kr為外傾剛度，丫為外傾角）解：有外傾角時(shí)候的地面?zhèn)认蚍醋饔?/p>

11、力為于是，有外傾角引起的前輪側(cè)偏角的大小為:k/8 =k代入數(shù)據(jù)，解得 S = = 0.611 rad,另外由分析知正的外傾角應(yīng)該產(chǎn)生負(fù)的側(cè)偏角，所以由外傾角引起的前輪側(cè)偏角為-0.611rad。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(fù)荷轉(zhuǎn)移如何影 響穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？答：表示汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的參數(shù)有穩(wěn)定性因數(shù),前、后輪的側(cè)偏角絕對(duì)值之差 1 -a 2）,轉(zhuǎn)向半徑的比R/Ro，靜態(tài)儲(chǔ)備系數(shù) S.M.等。討論汽車重心位置對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的影響，由式（5-17)a-a k2 a ,S.M=-(L kHk2 La為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)至前軸的距離）當(dāng)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)與質(zhì)心位置重合時(shí)，

12、當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前時(shí)， 當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后時(shí)，S.M. = 0,汽車為中性轉(zhuǎn)向特性； aa , S.M.為正值，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性; aa , S.M.為正值，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性;aca , S.M.為負(fù)值，汽車具有二IHI 邑5.111)穩(wěn)定性因數(shù)特征車速kJ1818.2= 23.048uch=20.6m/s = 74.18km/h|彳 Fhjuptfw. IQ.46_.58L0.0024s21110185-62618丿2)穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線 I -Ua如下圖所示:6丿s3)ay車速u=22.35m/s時(shí)的轉(zhuǎn)向靈敏度態(tài)儲(chǔ)備系數(shù)S.M. =?二？=L=3.3690 /20=0.168a = 0.1576 , krk2 Lk2= 0.4g時(shí)前、后輪側(cè)偏角絕對(duì)值之差l,2,r& R一冬=K yL =0.0024 X0.4g X 3.048 =0.0281rad =1.6L=17.4113, R/R0 =1.166 -(% 冬)4）u=30.