汽車理論課后題答案清華大學(xué)余志生

1、第一章1.11.1、試說明輪胎滾動阻力的定義、產(chǎn)生機理和作用形式答：1）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阻力。2）產(chǎn)生機理：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，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，由于彈性遲滯現(xiàn)象，處于壓縮過程的前部點的地面法向反作用力就會大于處于壓縮過程的后部點的地面法向反作用力，這樣，地面法向反礙車輪滾動。1 12 2、滾動阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)?提示：滾動阻力系數(shù)與路面種類、行駛車速以及輪胎

2、的構(gòu)造、材料、氣壓等有 關(guān)。1.31.3、確定一輕型貨車的動力性能（貨車可裝用4 4檔或5 5檔變速器，任選其中的一種進行整車性能計算）：1 1）繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖。2 2）求汽車的最高車速、最大爬坡度及克服該坡度時相應(yīng)的附著率。作用力的分布前后不對稱，而使他們的合力Fa相對于法線前移一個距離a,它隨彈性遲滯損失的增大而變大。即滾動時有滾動阻力偶矩Tf = Fza阻3）作用形式：滾動阻力Ff =fwTf（f為滾動阻力系數(shù)）3 3)繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車有n檔起步加速行駛至70km/h70km/h的車速時間曲線，或者用計算機求汽車用n檔起步加速至70km/h70

3、km/h的加速時間。輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù):汽油發(fā)動機使用外特性的TqTqn n曲線的擬合公式為g g + +259259.2 27( (1000)一165165.44(44(1000)2+ +4040.874(874( ) ) 3 3.8445(8445(1000)4式中，TqTq為發(fā)功機轉(zhuǎn)矩(N(Nm)m);n n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速(r(r/min)min)。發(fā)動機的最低轉(zhuǎn)速n nminmin=600r/min=600r/min，最高轉(zhuǎn)速n nmaxmax=4000=4000 r r/minmin裝載質(zhì)量2000kg2000kg整車整備質(zhì)量1800kg1800kg總質(zhì)量38803880 kgkg車輪

4、半徑0.3670.367 m m傳動系機械效率nT=0.850.85波動阻力系數(shù)f f=0.0130.013空氣阻力系數(shù)X迎風(fēng)面積2C CD DA A=2.772.77m主減速器傳動比i io o=5.835.83飛輪轉(zhuǎn)功慣量2I If f=0.218kg-0.218kg- m二前輪轉(zhuǎn)動慣量2I Iw1w1=1.798kg1.798kg - - m四后輪轉(zhuǎn)功慣量2I Iw2w2=3.598kg3.598kg * * m變速器傳動比i ig g( (數(shù)據(jù)如下表) )1000一16544(盤02+408741000544510004 40 .377 rnigio行駛阻力為Ff+Fw:Ff+ Fw論

5、2 2=494.312 + 0.131Ua a2uemeWSWSI vaES變速器3.WL71L711.五a變a器5.565.56256925691.6M1.001.000.793軸距L L=3.2m3.2m質(zhì)心至前鈾距離（滿載）a=1.947m1.947m解答:質(zhì)心高（滿載）h hg g=0.9m0.9m1 1）（取四檔為例）Ft-TqTqn = Ft TFtTqigiJT-19 1 3+ 25927(n由計算機作圖有本題也可采用描點法做圖:由發(fā)動機轉(zhuǎn)速在nmin=600r/min,nmax= 4000r/min,取六個點分別代入公式:2 2）最咼車速:有Ft二Ff+Fw2=Ft=49431

6、2=494312 + + 0 0.131U.131Ua分別代入Ua和Ft公式:Tq*6.9*5.83* O.85=494.312竹仲0.377*0.36970.3675.83*6.09把Tq的擬和公式也代入可得:n4000而nmax= 4000r/min二 U Umax= = 0.3770.377少367367* *40004000=94.93=94.93Km/h1.0*5.831.0*5.83最大爬坡度:掛I檔時速度慢,FwFw可忽略:Fi = FtmaxfFw):Ft max-GfimaxFt max-0.0133880*9.8=0.366（3）克服該坡度時相應(yīng)的附著率F FxF Fz忽略

7、空氣阻力和滾動阻力得:ilFza/l a0.366*3.21.9473 3）繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線（已裝貨）:40.0626dtdug(D - f)f Ft (D-Fw為動力因素）n時,=1Iw2.2nFt十11.798 + 3.598十10.218* 3.092*5.832*0.8538000.367238000.3672=1.128TqigiT0 一紳刃金）-165.44（卷）2+趙了訊侖-3.沖侖4由以上關(guān)系可由計算機作出圖為:加速度倒數(shù)曲線（注:載貨時汽車用n檔起步加速不能至70km/h）由運動學(xué)可知:dt = dua11二t = J du = A0a1且-Ua曲線下兩速度間的面積a

8、就是通過此速度去件的加速時間。1010404020203030Ua（Km/h）用計算機求汽車用W檔起步加速至70km/h的加速時間。5050即加速時間可用計算機進行積分計算求出,IT25經(jīng)計算的時間為：146.0535s1.41.4、空車、滿載時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，由縱向外力決定的所能達 到的平均行駛速度。汽車的動力性有三個指標：1）最高車速2）加速時間3）最大爬坡度且這三個指標均于汽車是空載、滿載時有關(guān)。1.51.5、如何選擇汽車發(fā)動機功率？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)動機應(yīng)有的功率。八3600amax+7

9、CD43max：發(fā)動機的最大功率應(yīng)滿足上式的計算結(jié)果，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。（詳見第三章課件）1 16 6、超車時該不該換入低一檔的排檔？答：可參看不同io時的汽車功率平衡圖:從動力性角度出發(fā)這些動力性指標：u umax,i i,t tj圖3333不同祜時的汽車功率平衡圖_ 1 1_izzitaizzita_3 30303_顯而可見，當(dāng)總的轉(zhuǎn)動比較大時，發(fā)動機后備功率大，加速容易，更易于達到較高車速。1.71.7、統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，裝有0 05 52L2L排量發(fā)動機的轎車，若是前置發(fā)動機前輪驅(qū)動(F(FF F)轎車，其平均的軸負荷為汽車總重力的61.561.

10、5% ;若是前置發(fā)動機后輪驅(qū) 動(F.R(F.R)轎車，其平均的前軸負荷為汽車總重力的55557 7%。設(shè)一轎車的軸距L L=2.6m2.6m,質(zhì)心高度h h=0 057m57m。試比較采用F.F.F.F.及F.F. R R.形式時的附著力利用情況,M咼Wp2 WpjiUb0 0分析時其前軸負荷率取相應(yīng)形式的平均值。確定上述F.F. F F型轎車在=0.0. 2 2及0.0. 7 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( (在求最大爬坡度和最大加速度時可設(shè)F Fw w=0)0)。其他有關(guān)參數(shù)為:2m m=1600kg,1600kg, C CD D=0

11、.450.45,A A=2.002.00m,f f=0.020.02,S=1.001.00。答：1 1對于F-F型轎車:最大驅(qū)動力等于前輪附著力Fxbmax= F申二F - 61.5%mg對于F-R型轎車: 最大驅(qū)動力等于后輪附著力Fxbmax=(1-55.7%)mg=44.3%mg顯然F-F型轎車總的附著力利用情況較好。2 (1)對于w = 0.2:Fxbmax= FQ= F* =1928.64NdUF - Gf(j(jmax 5 5/(/(冏極限車速:F = F + F = Gfxbmax f w+ 歸Ua2二Uamax= 194.8km/h極限爬坡度:Fxbmax=Ff+ Fi= Gf

12、+ GirimaxFxb maxG二imax=.I=.I92869286! ! _ _0.021600*9.8-0.13極限加速度:Fxbmax =Ff+F廠罟(2)同理可有：當(dāng)w = 0.7時,Uamax= 388.0km/ himax=0.41051 18 8、一轎車的有關(guān)參數(shù)如下:總質(zhì)量1600kg1600kg;質(zhì)心位置：a=1450mma=1450mm,b b=1250mm1250mm,h hg g=630mm;630mm;機最大扭矩M Memaxemax=140N140Nm;m; I I擋傳動比1 1=0.3850.385;主減速器傳動比i io o=4 4.08;08;傳動效率nm

13、=0.90.9;車輪半徑r r=300mm;300mm;飛輪轉(zhuǎn)動慣量I If f=2 20.25kg0.25kg - -m；全部車輪的轉(zhuǎn)動慣量刀I Iw w=4.5kg4.5kg - -m（其中，前輪的I Iw w2.252.25 kg-kg-m2，后輪的I Iw w=2.252.25 kg-kg-m2) )。若該轎車為前輪驅(qū)動，問：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0 06 6時，在加速過程中發(fā)動機扭矩能否充分發(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 b值），才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令LX100100%為前軸負荷率，求原車的質(zhì)心位置改變后，該車的前軸負荷率。解題時，為計算方

14、便，可忽略滾動阻力與空氣阻力。解：1 1先求汽車質(zhì)量換算系數(shù)毎:m r2 2r2 2代入數(shù)據(jù)有：5 =1.4168若地面不發(fā)生打滑，此時,地面最大驅(qū)動力Fxb1maxFtTtqigiotdUFmax=4.023km/(hs)發(fā)動二Fxb1maxxb1max二6597.36N由于不記滾動阻力與空氣阻力，即Ff、% % =0=0這時汽車行駛方程式變?yōu)镕廠Fi+ FjTtqigio tdu再由dt當(dāng)TQMeMaxeMax140N M代入有:du（獸V，丄/ maxdt=2.91GbLm也dtFwL dt將（屯）max代入上試有dtFz1z1 mimi6180.27N此時:弘 A0.6Fzizi將出現(xiàn)

15、打滑現(xiàn)象,所以：在加速過程中發(fā)動機扭矩不能否充分發(fā)揮。調(diào)整:要使發(fā)動機扭矩能否充分發(fā)揮，貝心應(yīng)使：Fxbxb1 1二0.6Fz1z1其中：Fxb廠6597.36N不變,_ bhgdu則由公式：Fz廠GmL Ldt得出：b=1704.6mm1001704.6*(1250+1450)=63.1%1.00,1.00,五擋：0.0. 8686。質(zhì)心高度h hg g=0.57m0.57m,C CD DA A=1.51.5m2，軸距L L=2.300m2.300m,飛輪轉(zhuǎn)動慣量I If f=kgkgm2m2,四個車輪總的轉(zhuǎn)動慣量I Iw w=3.6kg3.6kgm2，車輪半徑r r=0.367m0.367

16、m。該車在附著系數(shù) =0.60.6的路面上低速滑行曲線和直接擋加速曲線如習(xí)題圖1 1所示。國上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線v v=19.7619.76- - 0.59T0.59T,v v的2單位為km/hkm/h,T T的單位為S S,直接擋最大加速度amaxmax=0.75m/0.75m/s（u us s=50km/h=50km/h）。設(shè)各擋傳動效率均為0.900.90,求:1 1）汽車在該路面上的波動阻力系數(shù)。前軸負荷率為:100%1 19 9、一輛后袖驅(qū)動汽車的總質(zhì)量2152kg,2152kg,前軸負荷5252%,后軸負荷4848%，主傳動比i io o=4.554.55，變速器傳動比:一擋

17、：3.793.79,二擋：2.172.17,三擋：1.411.41，四擋:2 2）求直接擋的最大動力因素。3 3）在此路面上該車的最大爬坡度。習(xí)題圖1 1低速滑行曲線與道接擋加速度曲線a)a)滑行試驗b)b)加速試驗答：1 1由汽車行駛方程式：F廠Ff+ Fw+ Fi+ Fj低速滑行時， -0, Fj -0此時:由低速滑行曲線擬臺直線公式可得：b)b)剛V5(19.76- 0.59T)gdtgdtf =2 2直接檔，ig= =1 1先求汽車質(zhì)量換算系數(shù)2 26=廿丄刀 g +丄1figi0 0I22m r m r再有動力因素公式:-0.060以四檔為例代入數(shù)據(jù)得:抵=1.02 66-0.342

18、55可得，最大爬坡度為:第二章2.12.1、“車開得慢，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：均不正確。其中:所以:而:Dmaxgdt-(dUg dt(dU)ma0.75m/s2dt-0.060)maxDmax= 0.060+9.81*0.75*3.63 3由-(dUg)m a xdti imaxmaxDmaxmax二i imaxmax=0.28255一a ar r maxmax二16.411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。T此時，后備功率較小，發(fā)動機負荷率較高燃油消耗率低，百公里燃油消 耗量較小。2發(fā)動機負荷率高只

19、是汽車省油的一個方面， 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 22 2、試述無級變速器與汽車動力性、燃油經(jīng)濟性的關(guān)系。提示：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，提高了燃油經(jīng)濟性。2 23 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)濟工況下工作的“無級變速器調(diào)節(jié)特性”。答：無級變速器傳動比I與發(fā)動機轉(zhuǎn)速及期限和行駛速度之間有如下關(guān)系:i

20、= 0.377= AiouaUa（式中 A 為對某汽車而言的常數(shù) Ay）當(dāng)汽車一速度Ua在一定道路沙鍋行駛時，根據(jù)應(yīng)該提供的功率:由“最小燃油消耗特性”曲線可求出發(fā)動機經(jīng)濟的工作轉(zhuǎn)速為ne。將Ua，ne代入上式，即得無級變速器應(yīng)有的傳動比i帶同一*植的道路上，不同車速時無級變速器的調(diào)節(jié)特性。2 24 4、如何從改進汽車底盤設(shè)計方面來提高燃油經(jīng)濟性提示：縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量大型轎車費油的原因是大幅度地增加了滾動阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力。為了保證高動力性而裝用的大排量發(fā)動機，行 駛中負荷率低也是原因之一。汽車外形與輪胎降低 CD值和采用子午線輪胎，可顯著提高燃油經(jīng)濟性。2.52.5、

21、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。提示：發(fā)動機最大功率要滿足動力性要求（最高車速、比功率）最小傳動比的選擇很重要，（因為汽車主要以最高檔行駛）若最小傳動比選擇較大，后備功率大，動力性較好，但發(fā)動機負荷率較低,燃油經(jīng)濟性較差。若最小傳動比選擇較小，后備功率較小，發(fā)動機負荷率較高，燃油經(jīng)濟性較好，但動力性差。若最大傳動比的選擇較小，汽車通過性會降低；若選擇較大，則變速器傳動比變化范圍較大，檔數(shù)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。3同時，傳動比檔數(shù)多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率的機會， 提高了汽車的加速和爬坡能力，動力性較好；檔位數(shù)多，也增加了發(fā)動機在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，降低

22、了油耗，燃油經(jīng)濟性也較好。2.62.6、試分析超速擋對汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的影響。提示：因為汽車并不經(jīng)常以此速度行駛，低速檔只要滿足動力性的要求。2.72.7、習(xí)題圖2 2是題1.31.3中貨車裝用汽油發(fā)動機的負荷特性與萬有特性。負荷特性曲線的擬合公式為234b =Bo+BiE+B2巳 +Bs巳 +B4巳式中，b b為燃油消耗率gg/(kw(kwh);h); P Pe e為發(fā)動機凈功率(kw)(kw)。5005001000100015001500200020002 2 5005003000300035003500”/(r/(r minTminT b)b)習(xí)題圖2 2汽油發(fā)動機的負荷特性與萬有

23、特性a)a)負荷特性 b)b)力有特件1 1815r/min815r/min 2 212071207 minmin 3 31614r/inin1614r/inin 4 42012r/niin2012r/niin 5 5 2603r/nuu2603r/nuu6 630063006“minmin 73403r/inin73403r/inin8 838O4r/38O4r/ tnintninn/ (r*min)BQBlBlBtfls8158151326.81326.8-416.46-416.4672.37972.379-5.8629-5.86290,177680,17768120712071354.7

24、1354.7-303.98-303.9836.65736.657-2.0553-2.05530.0430720.043072161416141284.41284.4-189.75-189.7514-52414-524-0,51184-0,511840 0 00&l00&l 20122012im.9im.9-121.59-121.597.00357.0035-0.1&517-0.1&517O-OOlO-OOl a555a555260326031141.01141.0-98-893-98-8934.47634.4763- -0.0910770.0910770,000

25、689060,00068906I05L2I05L2-73.714-73.7142.85932.85930.051380.051380.000350320.000350323403340312331233 9 9-84.478-84.47829882988、0.0474490.0474490.00020.0002 8230823038843884112.7112.7-45.291-45.2910.7UI30.7UI3-0(XXP5215-0 Ft2 -(FW2+ Ff2)時換檔顯然滿足動力性最佳。燃油經(jīng)濟性最佳要求發(fā)動機負荷率高，后備功率低。由下圖知，在最高檔時，后備功率最低，燃油經(jīng)濟性最佳。U

26、a(Km/hJUa(Km/hJ5 54343、5 58383、6 61717、6.336.33時的燃油經(jīng)濟性一加速時間曲線，討論不同i io o值對汽車性能的影響和采用不同變速器對汽車性能的影響。（汽油的密度是0.7g/cm3 3）答：io=5.17時，百公里消耗燃油:（以最高檔，較高轉(zhuǎn)速（n取3403r/min），最經(jīng)濟負荷（即90%負荷大約18KW）行駛時油耗）：2020功率平衡圖IO一亠ID2030405060708090改變1 1.3 3題中輕型貨車的主減速器傳動比，作出i io o為5 51717、18IB141210108642丄丄1*5.17234b廠B0+ 呂巴+B2R + B

27、3R + B4R-d = 431.3g/(Kw h)將bi,Uai代入下式得:Pe eb1.02 u/g-Q廠12.17L加速時間:（這里以最高檔四檔、速度由0加速到96.6Km/h的時間）因與題1.3第三問求法相同，這里不在累述，可直接有計算機求 得:加速時間t=684.97si0=5.43時，百公里消耗燃油:同上可得：Qs二12.78L探加速時間t= 665.78si0=5.83時，百公里消耗燃油:0.377 m此時：Ua1=igio0.377*0.367*3403=91.07Km/h同上可得：Qs= 13.72L加速時間t=643.91sio=6.17時，百公里消耗燃油:同上可得：Qs=

28、 14.52L加速時間t=630.14sio=6.33時，百公里消耗燃油:同上可得：Qs= 14.90L加速時間t=624.77s第四章4 4. 1 1 一轎車駛經(jīng)有積水層的一良好路面公路，當(dāng)車速為 100km/h100km/h 時要進行制動。問此時有無可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象而喪失制由以上數(shù)據(jù)可做出燃油經(jīng)濟性一加速時間曲線如下:動能力？轎車輪胎的胎壓為 179179. 27kPa27kPa。答：假設(shè)路面水層深度超過輪胎溝槽深度代入數(shù)據(jù)得：Ah = 84.89km/h而卩 A故有可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象而失去制動能力。4 4. 2 2 在第四章第三節(jié)二中.舉出了 CA700CA700 轎車的制動系由真空 助力

29、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 1 12 2 +蘇的數(shù)值，以說明制動器作用時間的重要性。4 Z2提示：由表4-34-3的數(shù)據(jù)以及公式s s=-卜2 2+自+ +需匕,1,1 , 計算 b b *-*-2 2 的數(shù)值?？梢哉J為制動器起作用時間的減少是縮短制動距離的主要原因。關(guān)參數(shù)如下;1 1）計算并繪制利用附著系數(shù)曲線與制動效率曲線。2 2）求行駛車速 30km/h30km/h，在申=0.8080 路面上車輪不抱死的制動距離。3 3）求制功系前部管路損壞時汽車的制功距離，制功系后部估算滑水車速：A Ah h = = 6.34JB6.34JBPi為胎壓（kPa）4 4.

30、3 3中型貨車裝有前、后制動器分開的雙管路制功系，其有計算時取制動系反應(yīng)時間S = 0.02s，制動減速度上升時間管路損壞時汽車的制功距離。圧;駁 m/kg軸 Hl A/rni 懂心至前軸矩離 d/m制豹力井配爲(wèi)數(shù)月loeo3.950?.（忙卻1.703,9302 2 9M9MG.3SG.3S答案：1）故空載時后輪總是先抱死。a/L前輪先抱死b/ Lr -fhg/L代入數(shù)據(jù)Ef1.501-1.17陣前軸利用附著系數(shù)為:LPZb + zhg后軸利用附著系數(shù)為:a zhg空載時：0=hg3.958-侮 一0.4130.845由公式叫（1-P ）+rhg/L2.1代入數(shù)據(jù)E，2.449；O.84鞏（

31、作圖如下）3.95X0.381hg1.17= 0.4282302 22（作圖如下）0時：后輪先抱死代入數(shù)據(jù)Er= R4%（作圖如下）2）由圖或者計算可得:空載時9=0.8制動效率約為0.7代入公式:a/LE送rhg/L0因此其最大動減速度ab max= 0.8gX0.7 =0.56g0.20.22 28 8 6 6 4 4 DauDau()302 223.6 V25.92 x0.56g=6.57m汁i i卜+訂玄。+2525撫由圖或者計算可得: 滿載時制動效率為0.87因此其最大動減速度a abmaxbmax= =0.8g0.8g咒0.870.87 = = 0.696g0.696g制動距離3.

32、63.6卜塢廠。25.92a25.92abmax.若制動系前部管路損壞F Fz2fa-zhfa-zhg) )滿載時:Er=0.60代入公式:3.6嚴+h302 225.92咒0.696g=5.34m3)Fxb2 =GdUgg dt二后軸利用附著系數(shù)Lza -zhg=后軸制動效率Era/L祥1+rhg/L代入數(shù)據(jù)得：空載時:Er=0.45a）空載時其最大動減速度abmax= 0.8g X 0.45 = 0.36gbmax302 222U Ua025.9225.92 a ab max= 36(0.02+晉30+ 25EE=1010.09m09m302 2abmax= 0.8gX0.6 = 0.48

33、g代入公式:B.若制動系后部管路損壞L G du cFxb1 = =Gzg dtF FzGL(bGL(b +zh+zhg) )a)空載時 其最大動減速度abmax=0.8g% 0.57 = 0.456gb）滿載時其最大動減速度卜+養(yǎng)a0+d2t：ao=丄0.02+03.6 I2丿302 2廣30+ 25.92 x0.48g=7 7.63m63m二前軸利用附著系數(shù)W_ Lzb+zhg二前軸制動效率Efb/L二町=i-fhg/L代入數(shù)據(jù)空載時:Ef=0.57滿載時:Ef=0.33= 36(0.02+晉30+ 25EE=1010.09m09m302 2代入公式:=聶0.02+晉30+ 25.92；4

34、56g=4 4 5 5 6 6 7 7 8 8.02m02m4 4 4 4 在汽車法規(guī)中，對雙軸汽車前、后軸制功力的分配有何規(guī)定。說明作出這種規(guī)定的理由答：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， 聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會制定的ECE R13制動對雙軸汽車前、后輪制動器制動力提出了明確的要求。我國的行業(yè)標準ZBT24000789也提出了類似的要求。下面以轎車和最大總質(zhì)量大于3.5t的貨車為例予以說明。法規(guī)規(guī)定:對于=0.2 0.8之間的各種車輛，要求制動強度Z 0.1 +0.85( -0.2)s s=n=na03.63.6 1 12 22 2丿ao2+ +U Ua025.9225.92

35、a ab max302 2b）滿載時其最大動減速度ab bmax=0.8gx0.33 =0.264g代入公式:,2 y ,U Ua0 2 2U Ua0 +-I I 2 2丿25.9225.92 a ab max= 3M0.02+0f30+ 25.92：00.264g=1 13.67m m1 1s s = =一3.63.6302 2車輛在各種裝載狀態(tài)時，前軸利用附著系數(shù)曲線應(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3.5t的貨車，在制動 強度z=0.150.3z=0.150.3之間，每根軸的利用附著系數(shù)曲線位于=z0.08兩條平行于理想附著系數(shù)直線的平行線之間；而制動強度時，后軸的利用附

36、著系數(shù)滿足關(guān)系式zM3+0.74( _0.38)，則認為之間，后軸利用附著系數(shù)曲線不超過直線W+0.05的條件下，允許后軸利用系數(shù)曲線在前軸利用附著系數(shù)曲線的上方。ffi 榊ECEECE址規(guī)轎車的制動力分4.4. 5 5 一轎車結(jié)構(gòu)參數(shù)問題 1.81.8 中給出的數(shù)據(jù)一樣。轎車裝有單zM3zM3也滿足了法規(guī)的要求。但是對于轎車而言，制動強度在0.30.4ECEECE法規(guī)貸車的制動力分回路制動系，其制功器制動力分配系數(shù)P - 0.65。試求:1)1)同步附著系數(shù)。2 2）在=0.7路面上的制動效率。3 3）汽車此時能達到的最大制動減速度（指無任何車輪抱4 4）若將設(shè)車改為雙回路制動系統(tǒng)（只改變制

37、動的傳動系，見習(xí)題圖 3 3），而制動器總制動力與總泵輸出管路壓力之比稱制功系增益，并令原車單管路系統(tǒng)的增益為G G。確定習(xí)題圖中各種雙回路制動系統(tǒng)以及在一個回路失效時的制動系增C C）習(xí)題圖3三種不何的雙回路制動系統(tǒng)5 5）計算：在0.7的路面 L Lo o上述各種雙回路系統(tǒng)在一個回路失效時的制功效率及其能達到的最大制功減速度。6 6）比較各種雙回路系統(tǒng)的優(yōu)缺點。茁_ LP - b _ 2.7X 0.65-1.25 _門。 答案：1）同步附著系數(shù)0= h =ng死時）f f。0.632）因申=0.7宀 所以前輪先抱死b/L半f P-fhg/L0.65-0.7X 0.63/2.7=0 0.95

38、19513)最大制動減速度:Wf =0.71.25/2.7abmax=Ef2X 0.7咒g = 6.53m/s4)G=FP = 0.65a) 1失效Fu2T2(1“肌=2(1 -P)G=0.7G2失效Fu1TipF=206=1.3Gb)1失效1FU2失效c) 1失效2 22 21FU2失效5)a)1失效Fxb2g dt二前軸制動效率E盤二廠檢。:爲(wèi):爲(wèi)廠0 0.5555最大動減速度abmax 0.7g X 0.55 = 0.39gb）由第2）問 知：前輪先抱死1失效與2失效情況相同。Fzi=GL(b+zhg)二前軸利用附著系數(shù)-HhgG GFZ2= = (a(a -zg)-zg)二后軸利用附著

39、系數(shù)a/L二后軸制動效率僉+嘰/L=1.45/2.7=0 461+0.7X 0.63/2.7最大動減速度abmax= 0.7 0.46 = 0.32g2 2失效罟 4FZ1二Ge+Zhg)二前軸利用附著系數(shù)半LZb+zhg二前軸制動效率=0 95W Wf f P-P-Wfhg/LWfhg/L 0.65-0.70.65-0.7咒0.63/2.70.63/2.7 一、1最大動減速度a abmax =0.7g X 0.95乂 = 0.33gc）與b）回路的情況相同。6）比較優(yōu)缺點:a） 其中一個回路失效時，不易發(fā)生制動跑偏現(xiàn)象。但當(dāng)1失效時，容易后輪先抱死，發(fā)生后軸測滑的不穩(wěn) 定的危險工況。b） 實

40、現(xiàn)左右側(cè)輪制動器制動力的完全相等比較困難。C） 實現(xiàn)左右側(cè)輪制動器制動力的完全相等比較困難。其中一個管路失效時，極容易制動跑偏。第五章5 5.1 1一轎車（每個）前輪胎的側(cè)偏剛度為-50176N-50176N/radrad、外傾剛度 為-7665N-7665N/radrad。若轎車向左轉(zhuǎn)彎，將使兩前輪均產(chǎn)生正的外傾角, 其大小為4 40 0。設(shè)側(cè)偏剛度與外傾剛度均不受左、右輪載荷轉(zhuǎn)移的影 響.試求由外傾角引起的前輪側(cè)偏角。b/Lb/L1.25/2.71.25/2.7答： 由題意：FY二k k0+0+k kYYYY= =O O故由外傾角引起的前輪側(cè)偏角:a a二-k kY3Y3k=k=-7665

41、-7665 X4/X4/50176=0.50176=0.6116110 05 5.2 2 64506450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，工程師們在前懸架上加裝前橫向穩(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。試分析其理論根據(jù)（要求有必要的公式和曲線）。答：穩(wěn)定性系數(shù)：K=ki、k2變化，原來K蘭0,現(xiàn)在K0,即變?yōu)椴蛔戕D(zhuǎn)向。5 5.3 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（要求有必要的公式和曲線）?答： 汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有三種類型：中性轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向、過多轉(zhuǎn)向。幾個表征穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向的參數(shù):1.前后輪側(cè)偏角絕對值之差172）

42、；工轉(zhuǎn)向半徑的比R/Ro；3.靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.彼此之間的關(guān)系見參考書公式（5-13） （5-16） （5-17）。5.5. 4 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?1. 1-口2 0時為不足轉(zhuǎn)向,=0時為中性轉(zhuǎn)向，訕 S1時為不足轉(zhuǎn)向，R/R0=1時為中性轉(zhuǎn)向,S.M0時為不足轉(zhuǎn)向，S.M.=0時為中性轉(zhuǎn)向,汽車重心前后位置和內(nèi)、外輪負荷轉(zhuǎn)移使得汽車質(zhì)心至前后軸距離a、b發(fā)生變化，K也發(fā)生變化。5 5.5 5汽車轉(zhuǎn)彎時車輪行駛阻力是否與直線行駛時一樣?答：否，因轉(zhuǎn)彎時車輪受到的側(cè)偏力，輪胎產(chǎn)生側(cè)偏現(xiàn)象，行駛阻力不一樣。5 5.

43、6 6主銷內(nèi)傾角和后傾角的功能有何不同？答：主銷外傾角可以產(chǎn)生回正力矩，保證汽車直線行駛；主銷內(nèi) 傾角除產(chǎn)生回正力矩外，還有使得轉(zhuǎn)向輕便的功能。5 5.7 7橫向穩(wěn)定桿起什么作用？為什么有的車裝在前懇架，有的裝在后懸架，有的前后都裝?答：橫向穩(wěn)定桿用以提高懸架的側(cè)傾角剛度。答：方法:2.R/R01時為過多轉(zhuǎn)向;S.M.0時為過多轉(zhuǎn)向。裝在前懸架是使汽車穩(wěn)定性因數(shù)K變大，裝在后懸架使K變小，前后懸架都裝則使前后懸架側(cè)傾角剛度同時增大。5 5.8 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 種改善其轉(zhuǎn)向特性的方法。即要K變大，可在

44、前懸架上裝橫向穩(wěn)定桿，后懸架不變；前懸架不變，減小后懸架側(cè)傾角剛度；同時在前后懸架裝橫向穩(wěn)定桿，但保證a/k2-b/k1變大；同時減小前后懸架側(cè)傾角剛度,但保證a/k2-b/k1變大；增大汽車質(zhì)量。5.95.9汽車空載和滿載是否具有相同的操縱穩(wěn)定性否，m不同，空載時的汽車m小于滿載時的m，即滿載時的K更大，操縱穩(wěn)定性更好。5 5.1010試用有關(guān)計算公式說明汽車質(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。汽車質(zhì)心位置變化，則a、b變化，即K也隨之改變。5 5.1111二自由度轎車模型的有關(guān)參數(shù)如下:總質(zhì)量m m=18181818.2kg2kg繞Oz軸轉(zhuǎn)動慣量Iz=3885kg、

45、m2 2軸距L=3L=3048m048m質(zhì)心至前軸距離a=1.463ma=1.463m答:答:答：穩(wěn)定性系數(shù)公式：A A T TL Lk2ki丿質(zhì)心至后軸距離b=1b=1585m585m前輪總側(cè)偏剛度ki= 6 2 6 ir8r/a d后輪總側(cè)偏剛度k2 = 1 1 0 1 8 N N / / radrad空）s-Ua車速u=22u=2235m/s35m/s時的轉(zhuǎn)向靈5敏度空良w3 3）靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.S.M.，側(cè)向加速度為0.0. 4g4g時的前、后輪側(cè)偏角絕對值之差a1-a2與轉(zhuǎn)彎半徑的比值R/RR/R0（R R0=15m=15m）。4 4）車速u=30u=3056m/s56m/s瞬態(tài)

46、響應(yīng)的橫擺角速度波動的固有（圓）頻率%、阻尼比匚、反應(yīng)時間T T與峰值反應(yīng)時間 5特征車速U Uch=圧阻尼比M Mm m轉(zhuǎn)向系總傳動比i=20i=20試求:1 1）穩(wěn)定性因數(shù)K K、 特征車速uch。2 2）穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線提示:“穩(wěn)定性系數(shù)：K=2)轉(zhuǎn)向靈敏度星iU./LU./L=-2s1 1 + + KuKu23)1K =但1-冬)=% 2,ayLR R = = -L L-= = 6 - (a 1 - a 2 )Ro4)固有圓頻率%弋答:轉(zhuǎn)向靈敏度空=上特征車速U Uch K K-星咱中性轉(zhuǎn)向時守L得證。5 5.1313測定汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性常用兩種方法，一為固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角法，并以R

47、/Roay曲線來表示汽車的轉(zhuǎn)向特性（見第五章第三節(jié)二）;另一為固定圓周法。試驗時在場地上畫一圓，駕駛員以低速沿圓周行駛，記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角6swo ,，然后駕駛員控制轉(zhuǎn)向盤使汽車始終在圓周上以低速持續(xù)加速行駛。隨著車速的提高，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角6sw（一般）將隨之加大。記錄下6sw角，并以A-ay曲線來評價汽車的SW0轉(zhuǎn)向特性，試證A=1+KU2，說明如何根據(jù)ay曲線來判斷汽車0swOSW0的轉(zhuǎn)向特性。峰值反應(yīng)時間E E5 5.1212穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中橫擺角速度增益達到最大值時的車速稱為特征車速Uch。證明:特征車速Uch=時，且在特征車速時的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，為具有相等軸距L L中性轉(zhuǎn)向汽車橫擺角速度增益的

48、一半。反應(yīng)時間T Tarctgarctg2證明：轉(zhuǎn)向半徑R = = -（Ku L= =（1+Ku21+Ku2）R Ror（斗1 1合1 11 1 + + KuKu2 2丿=邑=1+Ku2 2=曳wOR05 5.1414習(xí)題圖4 4是滑柱連桿式獨立懸架（常稱為MeMe PhersonPhersonstrutstrut sussus pnsionpnsion示意圖。試證:1 1）R RC C為側(cè)傾中心。2 2）懸架的側(cè)傾角剛度為K2kK2ks（嚴），式中ks為一個彈簧的（線）提示：1）畫出地面對于車廂的瞬時轉(zhuǎn)動中心，即為側(cè)傾中心R.C.2）證明參考書P135-136 5 5.1515試求計算穩(wěn)態(tài)響

49、應(yīng)質(zhì)心側(cè)偏角增益 一）s的公式，并求題5 5.1111中轎車在u=31u=31.3m/s3m/s（7070 milemile/h h）、a0.4g時的質(zhì)心側(cè)偏角。計算u=31u=31.3m3m/s s時的瞬態(tài)響應(yīng)峰值反應(yīng)時間E和轎車的汽車因數(shù)T.B.T.B.值。提示：將方程組（5-9）兩式聯(lián)立，v=0,懇=0,消去-）s65.165.16為什么有些小轎車后輪也設(shè)計有安裝前束角和外傾角答：因為轎車后輪安裝前束角和外傾角是為提高操縱穩(wěn)定性。5 5.1717習(xí)題圖5 5為三種前獨立懸架對車輪相對車身垂直上下位移時前束變化的影響。試問圖中哪一條曲線具有側(cè)傾過多轉(zhuǎn)向效果？5 5.1818轉(zhuǎn)向盤力特性與哪

50、些因素有關(guān)，試分析之。答:圖中點劃線所表示的具有過多轉(zhuǎn)向效果轉(zhuǎn)向盤力特性決定于以下因素：轉(zhuǎn)向器傳動比及其變化規(guī)律、轉(zhuǎn)向器效率、動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向盤操作力特性、 轉(zhuǎn)向桿系傳動答:比、轉(zhuǎn)向桿系效率、由懸架導(dǎo)向桿系決定的主銷位置、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)向盤轉(zhuǎn) 動慣性、轉(zhuǎn)向柱摩擦阻力及汽車整體動力學(xué)特性。5 5.1919地面作用于輪胎的切向反作用力是如何控制轉(zhuǎn)向特性提示：參考書P152-155。第六章6 6、設(shè)通過座椅支承面?zhèn)髦寥梭w垂直加速度的譜密度為一白噪聲,2_3、 .GaGa ( ( f f )=0.1)=0.1m so求在0 05 580H80Hz z頻率范圍加

51、權(quán)加速度均方根值a aw w和加權(quán)振級L Lawaw,并由表6-26-2查出相應(yīng)人的主觀感覺。答：aw = .；W2 2(f)Ga(f)dfp4f12 .5+ J 0.1 df + J 1 0.1 df2442O/df80佇df12.5f24.28a=20Lg(亠)a024 28g”14770查P173圖知：人的主觀感覺為極不舒適。6.26.2、設(shè)車速u=20mu=20m/s s，路面不平度系Gq(n0，參考空間頻率n no o=0.l=0.lm-1。畫出路面垂直位移、速度和加速度Gq(f)、Gq(f)、Gq”(f)的譜圖。畫圖時要求用雙對數(shù)坐標，選好坐標刻度值,并注明單位。2u_8220解：Gq(f) = Gq( n。) n。= = 2.56* 10* 0.12