汽車(chē)?yán)碚摰谖灏鎋課后習(xí)題答案正確2

1、第1頁(yè)共12頁(yè)第五章汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性5.1一轎車(chē)（每個(gè)）前輪的側(cè)偏剛度為-50176N/rad、外傾剛度為-7665N/rad。若轎車(chē)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(fù)載轉(zhuǎn)移的影響，試求由外傾角引起的前輪側(cè)偏 角。解：有外傾角時(shí)候的地面?zhèn)认蚍醋饔昧镕Y=ka +kyV（其中k為側(cè)偏剛度，kr為外傾剛度，丫為外傾角）于是，有外傾角引起的前輪側(cè)偏角的大小為:代入數(shù)據(jù)，解得功=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。5.2 6450N輕型客車(chē)在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)過(guò)多轉(zhuǎn)向和中性轉(zhuǎn)向現(xiàn)

2、象，工程師們?cè)趹壹苌霞友b橫向穩(wěn)定桿以提高前懸架的 側(cè)傾角剛度，結(jié)果汽車(chē)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：由課本P138-140的分析知，汽車(chē)穩(wěn)態(tài)行駛時(shí)，車(chē)廂側(cè)傾角決定于側(cè)傾力矩Mr.前、后懸架作用于車(chē)廂的恢復(fù)力矩增加:其中K命，K鬼分別為前、后懸架的側(cè)傾角剛度，懸架總的角剛度Z K為前、后懸架及橫向穩(wěn)定桿的側(cè)傾角剛度之和。由以上的分析易知，當(dāng)增加橫向穩(wěn)定桿后汽車(chē)前懸架的側(cè)傾角剛度增大，后懸架側(cè)傾角剛度不變，所以前懸架作用于車(chē)廂的恢復(fù)力矩增加（總側(cè)傾力矩不變），由此汽車(chē)前軸左、右車(chē)輪載荷變化量就較大。由課本圖5-46知在這種情況下，如果左右車(chē)輪輪胎的側(cè)偏剛度在

3、非線性區(qū)，則汽車(chē)趨于增加不足轉(zhuǎn)向量。5.3汽車(chē)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有哪幾種類(lèi)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(chē)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有三種類(lèi)型，即中性轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向和過(guò)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)，前、后輪的側(cè)偏角角絕對(duì)值之差（01-），轉(zhuǎn)向半徑的比R/R。，靜態(tài)儲(chǔ)備系數(shù)S.M.等。它們之間的彼此關(guān)系為：1 ,K =（料-口2）（%為側(cè)向加速度的絕對(duì)值）旦=1 + Ku2；R0S.M.=-旦（k，k2分別為汽車(chē)前、后輪的側(cè)偏剛度，a為汽車(chē)質(zhì)心到前軸的距離，L為前、后軸之間的距k1k2LMg和懸架總的角剛度 K* ,Tr1=Kr1 r ,Tr2 =Kr2 rk2第2頁(yè)共12頁(yè)

4、離）。5.4舉出三種表示汽車(chē)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的方法，并說(shuō)明汽車(chē)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(chē)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（ 0（2），轉(zhuǎn)向半徑的比R/R0,靜態(tài)儲(chǔ)備系數(shù)S.M.等。1討論汽車(chē)重心位置對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的影響，由式（5-17）S.M.=生*=_已（a為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)至前軸的距離）Lk1k2L當(dāng)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)與質(zhì)心位置重合時(shí)，S.M. = 0,汽車(chē)為中性轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前時(shí)，aa ,S.M.為正值，汽車(chē)具有不足轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后時(shí)，aa ,S.M.為負(fù)值，汽車(chē)具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性。2汽車(chē)內(nèi)、外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移對(duì)穩(wěn)態(tài)

5、轉(zhuǎn)向特性的影響在側(cè)向力作用下，若汽車(chē)前軸左、右車(chē)輪垂直載荷變動(dòng)量較大，汽車(chē)趨于增加不足轉(zhuǎn)向量；若后軸左、右車(chē)輪垂 直載荷變動(dòng)量較大，汽車(chē)趨于減小不足轉(zhuǎn)向量。5.5汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)輪行駛阻力是否與直線行駛時(shí)一樣？答：不一樣。汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)由于側(cè)傾力矩的作用，左、右車(chē)輪的垂直載荷不再相等，所受阻力亦不相等。另外，車(chē) 輪還將受到地面?zhèn)认蚍醋饔昧Α?.6主銷(xiāo)內(nèi)傾角和后傾角功能有何不同？答：主銷(xiāo)內(nèi)傾角的作用，是使車(chē)輪在方向盤(pán)收到微小干擾時(shí)，前輪會(huì)在回正力矩作用下自動(dòng)回正。另外，主銷(xiāo)內(nèi) 傾還可減少前輪傳至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的沖擊，并使轉(zhuǎn)向輕便。主銷(xiāo)后傾的作用是當(dāng)汽車(chē)直線行駛偶然受外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)時(shí)，主銷(xiāo)后傾將產(chǎn)生車(chē)輪轉(zhuǎn)

6、向反方向的力矩使車(chē)輪自動(dòng)回正，可保證汽車(chē)支線行駛的穩(wěn)定性。汽車(chē)轉(zhuǎn)向輪的回正力矩來(lái)源于兩個(gè)方面，一個(gè)是主銷(xiāo)內(nèi)傾角，依靠前軸軸荷，和車(chē)速無(wú)關(guān)；一個(gè)是主銷(xiāo)后傾角， 依靠側(cè)傾力，和車(chē)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(chē)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(chē)的側(cè)傾剛度，避免汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生過(guò)多的側(cè)傾。另外，橫向穩(wěn)定桿還有改變汽車(chē)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的 作用，其機(jī)理在題5.2中有述。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(chē)的質(zhì)心位置、軸距和前后輪胎的型號(hào)已定。按照二自由度操縱

7、穩(wěn)定性模型，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性為過(guò)多 轉(zhuǎn)向，試找出五種改善其特性的方法。答：增加主銷(xiāo)內(nèi)傾角；增大主銷(xiāo)后傾角；在汽車(chē)前懸架加裝橫向穩(wěn)定桿；使汽車(chē)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(chē)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?yàn)槠?chē)空載和滿載時(shí)汽車(chē)的總質(zhì)量、質(zhì)心位置會(huì)發(fā)生變化，這些將會(huì)影響汽車(chē)的 穩(wěn)定性因數(shù)、輪胎側(cè)偏剛度、汽車(chē)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(shuō)明汽車(chē)質(zhì)心位置對(duì)主要描述和評(píng)價(jià)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的影響。答：以靜態(tài)儲(chǔ)備系數(shù)為例說(shuō)明汽車(chē)質(zhì)心位置對(duì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的影響：S.M.二旦=二_旦（a

8、=dL,為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)至前軸的距離）Lk1k2Lk1k2當(dāng)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)與質(zhì)心位置重合時(shí)，S.M. = 0,汽車(chē)為中性轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前時(shí)，aa ,S.M.為正值，汽車(chē)具有不足轉(zhuǎn)向特性;當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后時(shí)，a0,竺A 1 ,5sw將隨車(chē)速得增加而逐漸sw0增大；K0,sw sw01 , 8sw將隨車(chē)速得增加而逐漸減小。Fz，再在輪胎上加一微元力AFz，, 第6頁(yè)共12頁(yè)sscos：st=om n根據(jù)力矩平衡：Fz，ncos： = Q = kssmo第7頁(yè)共12頁(yè)單側(cè)懸架的線剛度為K =土 =ks(-)2。.淄n cos:由式(5-42)整個(gè)懸架的側(cè)傾角剛度為：1一2一mp2K=一

9、K (2 pcosot) =2ks()。r2n5.17習(xí)題圖5為三種前獨(dú)立懸架對(duì)車(chē)輪相對(duì)車(chē)身垂直上下位移時(shí)前束變化的影響。試問(wèn)圖中哪一條曲線具有側(cè)傾 過(guò)多轉(zhuǎn)向效果？答：曲線1對(duì)應(yīng)的前獨(dú)立懸架，轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)廂側(cè)傾，內(nèi)側(cè)前輪處于反彈行程，前束增加，車(chē)輪向汽車(chē)縱向中心線轉(zhuǎn) 動(dòng)，外側(cè)前輪處于壓縮行程，前束減小，車(chē)輪向外轉(zhuǎn)動(dòng)。采用這種懸架導(dǎo)致汽車(chē)的側(cè)傾轉(zhuǎn)向增加了不足轉(zhuǎn)向量，具有 側(cè)傾不足轉(zhuǎn)向效果。曲線2對(duì)應(yīng)的前獨(dú)立懸架，曲線較其他兩種更貼近縱坐標(biāo)軸，說(shuō)明這種懸架的側(cè)傾轉(zhuǎn)向量很小，幾乎等于零。曲線3對(duì)應(yīng)的前獨(dú)立懸架，轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)廂側(cè)傾，內(nèi)側(cè)前輪處于反彈行程，前束減小，車(chē)輪向汽車(chē)縱向中心線相反方 向轉(zhuǎn)動(dòng)，外側(cè)前輪處

10、于壓縮行程，前束增大，車(chē)輪向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。采用這種懸架導(dǎo)致汽車(chē)的側(cè)傾轉(zhuǎn)向增加了過(guò)多轉(zhuǎn)向量， 具有側(cè)傾過(guò)多轉(zhuǎn)向效果。5.18轉(zhuǎn)向盤(pán)力特性與哪些因素有關(guān)，試分析之。答：轉(zhuǎn)向盤(pán)力隨汽車(chē)運(yùn)動(dòng)狀況而變化的規(guī)律稱(chēng)為轉(zhuǎn)向盤(pán)力特性，與下列因素有關(guān)：轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)比及其變化規(guī)律、 轉(zhuǎn)向器效率、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向盤(pán)操作力特性、轉(zhuǎn)向桿系傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向桿系效率、由懸架導(dǎo)向桿系決定的主銷(xiāo)位置、 輪胎上的載荷、輪胎氣壓、輪胎力學(xué)特性、地面附著條件、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、轉(zhuǎn)向柱摩擦阻力以及汽車(chē)整體動(dòng)力學(xué)特 性等。5.19地面作用于輪胎的切向反作用力是如何控制轉(zhuǎn)向特性的？答：參考課本第六節(jié)。第六章汽車(chē)的平順性2冒6.1設(shè)通過(guò)座椅支承面?zhèn)髦寥梭w垂

11、直加速度的譜笞度為一白噪刀，Ga(f)=0.1m * s。求在0.580Hz頻率氾圍內(nèi)加權(quán)加速度均方根值aw和加權(quán)振級(jí)Law，并由表6-2查出相應(yīng)人的主觀感受。80aw=|w(f)|2G(f)df.50.524f212.5801252=、0.1 ( . 0.52df .一df . df . df )0.5=1.434(m *s)0.5216412.5f表得，人的主觀感受為很不舒服。831Law)=123(dB)第8頁(yè)共12頁(yè)6.2設(shè)車(chē)速u(mài)=20m/s，路面不平度系數(shù)Gq(n0) =2.560 m,參考空間頻率n0=0.1m。圓出路面垂直位移,第7頁(yè)共6.4設(shè)車(chē)身單質(zhì)量系統(tǒng)的幅頻z/q用雙對(duì)數(shù)坐

12、標(biāo)表路上輸入譜與題6.2相同。求車(chē)身加速度的譜密度G；(f ),0.110Hz頻率范圍車(chē)身加速度的均方根值示時(shí)如習(xí)題圖6所示。畫(huà)出其譜圖，并計(jì)算速度和加速度Gq(f ),Gq(f),Gqf)的譜圖。畫(huà)圖時(shí)要求用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)，選好坐標(biāo)刻度值，并注明單位。解：由公式1282922Gq(f) = f2Gq(n0)n0u =2.56 1020 0.01/ f =5.14 10 / f (m s)Gq( f) =(2二)2Gq(n0)n02u =4二20.5120 10 =2.02 10J(m2/s)Gq( f) =(2二)4f2Gq(n0)n02u =16-：40.5120 10， f2= 7.98 1

13、0-6f2(m2/s3)6.3設(shè)車(chē)身-車(chē)輪二自由度汽車(chē)模型，其車(chē)身部分固有頻率f=2Hz。它行駛在波長(zhǎng) 人=5m的水泥接縫路上，求引起車(chē)身部分共振時(shí)的車(chē)速u(mài)a(km/h)。該汽車(chē)車(chē)輪部分的固有頻率ft=10Hz，在砂石路上常用車(chē)速為30km/h。問(wèn)由于車(chē)輪部分共振時(shí)，車(chē)輪對(duì)路面作用的動(dòng)載所形成的搓板路的波長(zhǎng)人=?解：引起車(chē)身部分共振時(shí)的車(chē)速：uz=f0=2 5 =10(m/s) =36(km/h)車(chē)輪對(duì)路面作用的動(dòng)載所形成的搓路板的波長(zhǎng)為 =3S0r0.833(m)得到譜圖如下:第10頁(yè)共12頁(yè)解:22Gz(，)=H(j )zqGq( )= 220.2129 x10- =7.98 x10- -

14、q十zz1而=1,( f =0.1 1); =,( f =1 10) qqf.f =0.1 1時(shí)，Gz(f) =7.98 10- f2;f =1 10時(shí)，Gz(f ) =7.98 10 -6.5車(chē)身-車(chē)輪雙質(zhì)量系統(tǒng)參數(shù)：f0=1.5Hz,； =0.25,丫=9, H =10。“人體-座椅”系統(tǒng)參數(shù)：fs= 3Hz,匚s=0.25。 車(chē)速u(mài)=20m/s， 路面不平度系數(shù)Gq(n)= 2.56乂10m3 ,參考空間頻率n0=0.1m-1。計(jì)算時(shí)頻率步長(zhǎng)=0.2 Hz，計(jì)算頻率點(diǎn)數(shù)N =180。1)計(jì)算并畫(huà)出幅頻特性z/q、z2/ZI、q/z2和均方根值譜/Gjf)、JG*)、jGa(f)譜圖。進(jìn)一

15、步計(jì)算霍、%、aw、Law值2)改變“人體-座椅”系統(tǒng)參數(shù):fs=1.56Hz,：s=0.1250.5。分析aw、Law值隨fs、匚s的變化。2.Gz(f) =(2”)2蘭qf2得到車(chē)身加速度密度譜圖如下:第11頁(yè)共12頁(yè)3)分別改變車(chē)身-車(chē)輪雙質(zhì)量系統(tǒng)參數(shù)：f0=0.253Hz,； =0.1250.5，丫 =4.5 18, P = 5 2 0。繪制胃、afd、aFd/G三個(gè)響應(yīng)量均方根值隨以上四個(gè)系統(tǒng)參數(shù)變化的曲線。解：第12頁(yè)共12頁(yè)和均方根值譜JGF）、（Gf）、JGJ廠）的譜圖如下所示1)幅頻特性Z|/q、z2/z1、q/z2Ga f = Gp其中G； f =由計(jì)算公式1=化7 If2

16、11或djGzXf df =MH(f kqGqf df|211=GJ(f df2=KH(ftqGf df|211Oa=磚|0&$ df2=MH(fb?qGqU df|2M揪特性k 1帆頃由.河.25,y=S ,p=10）2ta16Iaw =h06W2(f Ga(f一2 2-dfdf1 1第13頁(yè)共12頁(yè)Law=20lg aw/a(),a()=10 m s第14頁(yè)共12頁(yè)iQ=0.3523m/s2,Tz”=0.2391m/s2,。/=0.0168m/s2Qa=0.0161m/s2,及036Hz頻率范圍加權(quán)加速度均方根qzZ2a值與加權(quán)振級(jí)為aw= 0.01m/s2, Law= 80.03

17、dB，由表6-2查得車(chē)上乘客沒(méi)有不舒適的感覺(jué)。2）改變“人體-座椅”系統(tǒng)參數(shù)：fs=1.56Hz,；s=。.1250.5。分析aw、Law值隨fs、的變化。aw、Law值隨fs、匚s的變化的曲線如下圖所示。如圖可以看出隨fs、匚s的變化，aw、Law值改變量不大；其中aw、Law隨fs增大而有所增大,增大，先減小后增大，其中在4=0.2左右右最小值。3）分析雙質(zhì)量系統(tǒng)車(chē) 身部分固有頻率而、阻尼比6剛度比丫和質(zhì)量比四個(gè)參數(shù)的變化 對(duì)振動(dòng)響應(yīng)z2、fd和Fd/G均方根值的影 響。在分析4個(gè)系統(tǒng)參數(shù)中某一參 數(shù)的影響 時(shí)，其余3個(gè)參數(shù)保持 不變。系統(tǒng) 參數(shù)取值如 下表所示：系統(tǒng)參數(shù)1 1fo/Hzfo/Hz丫基準(zhǔn)值1.50.2591010+6dB+6dB30.5182020-6dB-6dB0.250.250.1250.1254.54.55 5車(chē)身部分固有頻率f0的影響而aw、Law隨-s.0U0.C130.0150.0110.01ci.uum防的成X的影8302.58261.58100