汽車?yán)碚撜n后答案

1、第一章汽車的動(dòng)力性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：車輪滾動(dòng)時(shí),由于車輪的彈性變形、路面變形和車轍摩擦等原因所產(chǎn)生的阻礙汽車行駛的力稱為輪胎滾動(dòng)阻力。產(chǎn)生機(jī)理和作用形式：(1)彈性輪胎在硬路面上滾動(dòng)時(shí)，輪胎的變形是主要的，由于輪胎有內(nèi)部摩擦，產(chǎn)生彈性遲滯損失，使輪胎變形時(shí)對(duì)它做的功不能全部回收。由于彈性遲滯，地面對(duì)車輪的法向作用力并不是前后對(duì)稱的，這樣形成的合力并不沿車輪中心（向車輪前進(jìn)方向偏移）。如果將法向反作用力平移至與通過(guò)車輪中心的垂線重合，則有一附加的滾動(dòng)阻力偶矩。為克服該滾動(dòng)阻力偶矩，需要在車輪中心加一推力與地面切向反作用力構(gòu)成一力偶矩。（2）輪胎在松軟路面上滾

2、動(dòng)時(shí)，由于車輪使地面變形下陷，在車輪前方實(shí)際形成了具有一定坡度的斜面，對(duì)車輪前進(jìn)產(chǎn)生阻力。（3）輪胎在松軟地面滾動(dòng)時(shí)，輪轍摩擦?xí)鸶郊幼枇?。?）車輪行駛在不平路面上時(shí)，引起車身振蕩、減振器壓縮和伸長(zhǎng)時(shí)做功，也是滾動(dòng)阻力的作用形式。1.2滾動(dòng)阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答：滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料和氣壓有關(guān)。這些因素對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)的具體影響參考課本P9。1.3 確定一輕型貨車的動(dòng)力性能（貨車可裝用4擋或5擋變速器，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(dòng)力與行駛阻力平衡圖。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。3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)

3、曲線，用圖解積分法求汽車用2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2檔起步加速行駛至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(dòng)機(jī)使用外特性的Tq-n曲線的擬合公式為式中，Tq為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（Nm）;n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min,最高轉(zhuǎn)速nmax=4000r/min。裝載質(zhì)量 2000kg整車整備質(zhì)量 1800kg總質(zhì)量 3880kg車輪半徑 0.367m傳動(dòng)系機(jī)械效率 t=0.85滾動(dòng)阻力系數(shù) f=0.013空氣阻力系數(shù)×迎風(fēng)面積 CDA=2.77m2主減速器傳動(dòng)比 i0=5.83飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 If=0.2

4、18kgm2二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iw1=1.798kgm2四后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iw2=3.598kgm2變速器傳動(dòng)比 ig(數(shù)據(jù)如下表) 檔檔檔檔檔四檔變速器6.093.091.711.00-五檔變速器5.562.7691.6441.000.793軸距 L=3.2m質(zhì)心至前軸距離（滿載） a=1.974m質(zhì)心高（滿載） hg=0.9m分析：本題主要考察知識(shí)點(diǎn)為汽車驅(qū)動(dòng)力行使阻力平衡圖的應(yīng)用和附著率的計(jì)算、等效坡度的概念。只要對(duì)汽車行使方程理解正確，本題的編程和求解都不會(huì)有太大困難。常見(jiàn)錯(cuò)誤是未將車速的單位進(jìn)行換算。2）首先應(yīng)明確道路的坡度的定義。求最大爬坡度時(shí)可以對(duì)行使方程進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，可以簡(jiǎn)化的內(nèi)容

5、包括兩項(xiàng)和，簡(jiǎn)化的前提是道路坡度角不大，當(dāng)坡度角較大時(shí)簡(jiǎn)化帶來(lái)的誤差會(huì)增大。計(jì)算時(shí)，要說(shuō)明做了怎樣的簡(jiǎn)化并對(duì)簡(jiǎn)化的合理性進(jìn)行評(píng)估。3）已知條件沒(méi)有說(shuō)明汽車的驅(qū)動(dòng)情況，可以分開(kāi)討論然后判斷，也可以根據(jù)常識(shí)判斷輕型貨車的驅(qū)動(dòng)情況。解：1）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=行駛阻力Ff+FwFi+FjGf + +Gi+發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為：由本題的已知條件,即可求得汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力與車速的關(guān)系,編程即可得到汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。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5檔時(shí)汽車的驅(qū)動(dòng)力曲線與行

6、駛阻力曲線的交點(diǎn)處，Uamax99.08m/s2。汽車的爬坡能力，指汽車在良好路面上克服后的余力全部用來(lái)（等速）克服坡度阻力時(shí)能爬上的坡度，此時(shí)，因此有，可得到汽車爬坡度與車速的關(guān)系式：；而汽車最大爬坡度為檔時(shí)的最大爬坡度。利用MATLAB計(jì)算可得，。如是前輪驅(qū)動(dòng)，；相應(yīng)的附著率為1.20，不合理，舍去。如是后輪驅(qū)動(dòng)，；相應(yīng)的附著率為0.50。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)如下表所示：汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)檔檔檔檔檔1.38291.10271.04291.02241.0179利用MATLAB畫(huà)出汽車的行駛加速度圖和汽車的加速度倒數(shù)曲線圖：忽略原地起步時(shí)的

7、離合器打滑過(guò)程，假設(shè)在初時(shí)刻時(shí)，汽車已具有檔的最低車速。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；并且忽略換檔過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。結(jié)果用MATLAB畫(huà)出汽車加速時(shí)間曲線如圖五所示。如圖所示，汽車用檔起步加速行駛至70km/h的加速時(shí)間約為26.0s。第 21 頁(yè)1.4空車、滿載時(shí)汽車動(dòng)力性有無(wú)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)

8、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(lái)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，即。在實(shí)際工作中，還利用現(xiàn)有汽車統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)初步估計(jì)汽車比功率來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有功率。不少國(guó)家還對(duì)車輛應(yīng)有的最小比功率作出規(guī)定，以保證路上行駛車輛的動(dòng)力性不低于一定水平，防止某些性能差的車輛阻礙車流。1.6超車時(shí)該不該換入低一擋的排擋？答：超車時(shí)排擋的選擇，應(yīng)該使車輛在最短的時(shí)間內(nèi)加速到較高的車速，所以是否應(yīng)該換入低一擋的排擋應(yīng)該由汽車的加速度倒數(shù)曲線決定。如果在該車速時(shí)，汽車在此排檔的加速度倒數(shù)大于低排擋時(shí)的加速度倒數(shù)，則應(yīng)該換入低一檔，否則不應(yīng)換入

9、低一擋。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，若是前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)（F.F.）轎車，其平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的61.5；若是前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)(F.R.)轎車，其平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的55.7。設(shè)一轎車的軸距L=2.6m，質(zhì)心高度h=0.57m。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轎車在0.2及0.7路面上的附著力，并求由附著力所決定的極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(shí)可設(shè)Fw=0）。其它有關(guān)參數(shù)為：m=1600kg,CD=0.45,A=2.00m2,f=0.0

10、2,1.00。分析：分析本題的核心在于考察汽車的附著力、地面法向反作用力和作用在驅(qū)動(dòng)輪上的地面切向反作用力的理解和應(yīng)用。應(yīng)熟知公式（1-13）（1-16）的意義和推導(dǎo)過(guò)程。分析1）比較附著力利用情況，即比較汽車前（F.F）、后輪(F.R.)地面切向反作用力與地面作用于前（F.F）、后輪(F.R.)的法向反作用力的比值。解題時(shí)應(yīng)注意，地面法向發(fā)作用力包括靜態(tài)軸荷、動(dòng)態(tài)分量、空氣升力和滾動(dòng)阻力偶矩產(chǎn)生的部分，如若進(jìn)行簡(jiǎn)化要對(duì)簡(jiǎn)化的合理性給予說(shuō)明。地面作用于車輪的地面切向反作用力則包括滾動(dòng)阻力和空氣阻力的反作用力。2）求極限最高車速的解題思路有兩個(gè)。一是根據(jù)地面作用于驅(qū)動(dòng)輪的地面切向反作用力的表達(dá)式

11、（115），由附著系數(shù)得到最大附著力，滾動(dòng)阻力已知，即可求得最高車速時(shí)的空氣阻力和最高車速。二是利用高速行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)輪附著率的表達(dá)式，令附著率為附著系數(shù)，帶入已知項(xiàng)，即可求得最高車速。常見(jiàn)錯(cuò)誤：地面切向反作用力的計(jì)算中滾動(dòng)阻力的計(jì)算錯(cuò)誤，把后輪的滾動(dòng)阻力錯(cuò)計(jì)為前輪或整個(gè)的滾動(dòng)阻力。3）最極限最大爬坡度時(shí)依然要明確道路坡度的定義和計(jì)算中的簡(jiǎn)化問(wèn)題，具體見(jiàn)1.3題的分析。但經(jīng)過(guò)公式推導(dǎo)本題可以不經(jīng)簡(jiǎn)化而方便得求得準(zhǔn)確最大爬坡度。解：1. 比較采用F.F及F.R.形式時(shí)的附著力利用情況i> 對(duì)于前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)（F.F.）式轎車， 空氣升力，由m=1600kg，平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的61

12、.5，靜態(tài)軸荷的法向反作用力Fzs1 = 0.615X1600X9.8 = 9643.2N ，汽車前輪法向反作用力的簡(jiǎn)化形式為：Fz1= Fzs1-Fzw19643.2地面作用于前輪的切向反作用力為：Fx1 = Ff2+Fw = + 120.7附著力利用情況： ii> 對(duì)于前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)（F.R.）式轎車同理可得：一般地，CLr與 CLf相差不大，且空氣升力的值遠(yuǎn)小于靜態(tài)軸荷的法向反作用力，以此可得，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)有著更多的儲(chǔ)備驅(qū)動(dòng)力。結(jié)論： 本例中，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)（F.F）式的轎車附著力利用率高。2對(duì)F.F.式轎車進(jìn)行動(dòng)力性分析1) 附著系數(shù)時(shí)i> 求極限最高車速:忽

13、略空氣升力對(duì)前輪法向反作用力的影響，F(xiàn)z19643.2 N。最大附著力。令加速度和坡度均為零，則由書(shū)中式（115）有： ，則= 1928.6-0.02X0.385X1600X9.8= 1807.9 N， 又由此可推出其極限最高車速：= 206.1 km/h。ii> 求極限最大爬坡度:計(jì)算最大爬坡度時(shí)加速度為零，忽略空氣阻力。前輪的地面反作用力最大附著力由書(shū)中式（115），有 以上三式聯(lián)立得：0.095。iii> 求極限最大加速度： 令坡度阻力和空氣阻力均為0，F(xiàn)z19643.2 N1928.6N由書(shū)中式（115） 解得1.13。2) 當(dāng)附著系數(shù)0.7時(shí)，同理可得：最高車速：= 39

14、4.7 km/h。最大爬坡度：。最大加速度：4.14方法二：忽略空氣阻力與滾動(dòng)阻力，有：，最大爬坡度，最大加速度所以時(shí)，。時(shí)，1.8 一轎車的有關(guān)參數(shù)如下：總質(zhì)量1600kg；質(zhì)心位置：a=1450mm,b=1250mm,hg=630mm；發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩Memax=140Nm2，檔傳動(dòng)比i1=3.85；主減速器傳動(dòng)比i0=4.08； 傳動(dòng)效率m=0.9；車輪半徑r=300mm；飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量If=0.25kg·m2；全部車輪慣量Iw=4.5kg·m2(其中后輪Iw=2.25 kg·m2,前輪的Iw=2.25 kg·m2)。若該轎車為前輪驅(qū)動(dòng)，問(wèn)：當(dāng)?shù)孛娓街?/p>

15、系數(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（b位置），才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令為前軸負(fù)荷率，求原車得質(zhì)心位置改變后，該車的前軸負(fù)荷率。分析：本題的解題思路為比較由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩決定的最大加速度和附著系數(shù)決定的最大加速度的大小關(guān)系。如果前者大于后者，則發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩將不能充分發(fā)揮而產(chǎn)生應(yīng)有的加速度。解：忽略滾動(dòng)阻力和空氣阻力，若發(fā)動(dòng)機(jī)能夠充分發(fā)揮其扭矩則；6597.4 N；=1.42；解得。前輪驅(qū)動(dòng)汽車的附著率；等效坡度。則有，C10.754>0.6,所以該車在加速過(guò)程中不能產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度。為在題給條件下產(chǎn)生應(yīng)有的最大

16、加速度，令C10.6，代入q=0.297，hg=0.63m，L=2.7m，解得b1524mm，則前軸負(fù)荷率應(yīng)變?yōu)?b/L= 0.564，即可保證獲得應(yīng)有的最大加速度。1.9一輛后軸驅(qū)動(dòng)汽車的總質(zhì)量2152kg,前軸負(fù)荷52，后軸負(fù)荷48，主傳動(dòng)比i0=4.55，變速器傳動(dòng)比：一擋：3.79，二檔：2.17，三檔：1.41，四檔：1.00，五檔：0.86。質(zhì)心高度hg0.57m，CDA=1.5m2，軸距L=2.300m，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量If=0.22kg·m2，四個(gè)車輪總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Iw=3.6kg·m2，車輪半徑r0.367m。該車在附著系數(shù)的路面上低速滑行曲線和直接檔加速曲線如

17、習(xí)題圖1所示。圖上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線v=19.76-0.59T，v的單位km/h，T的單位為s，直接檔最大加速度amax0.75m/s2（ua50km/h）。設(shè)各檔傳動(dòng)效率均為0.90，求：1） 汽車在該路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù)。2） 求直接檔的最大動(dòng)力因數(shù)。3） 在此路面上該車的最大爬坡度。解：1）求滾動(dòng)阻力系數(shù)汽車在路面上滑行時(shí)，驅(qū)動(dòng)力為0，飛輪空轉(zhuǎn)，質(zhì)量系數(shù)中該項(xiàng)為0。行駛方程退化為：，減速度：。根據(jù)滑行數(shù)據(jù)的擬合直線可得：。解得：。2）求直接檔最大動(dòng)力因數(shù)直接檔：。動(dòng)力因數(shù)：。最大動(dòng)力因數(shù)：。3）在此路面上該車的最大爬坡度由動(dòng)力因數(shù)的定義，直接檔的最大驅(qū)動(dòng)力為：最大爬坡度是指一擋時(shí)的

18、最大爬坡度：以上兩式聯(lián)立得：由地面附著條件，汽車可能通過(guò)的最大坡度為：所以該車的最大爬坡度為0.338。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性2.1“車開(kāi)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(shuō)法對(duì)不對(duì)？答：不對(duì)。由汽車百公里等速耗油量圖，汽車一般在接近低速的中等車速時(shí)燃油消耗量最低，并不是在車速越低越省油。由汽車等速百公里油耗算式（2-1）知，汽車油耗量不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率有關(guān)，而且還與發(fā)動(dòng)機(jī)功率以及車速有關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)省油時(shí)汽車不一定就省油。2.2試述無(wú)級(jí)變速器與汽車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。答：為了最大限度提高汽車的動(dòng)力性，要求無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比似的發(fā)動(dòng)機(jī)在任何車速下

19、都能發(fā)出最大功率。為了提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該根據(jù)“最小燃油消耗特性”曲線確定無(wú)級(jí)變速器的調(diào)節(jié)特性。二者的要求是不一致的，一般地，無(wú)級(jí)變速器的工作模式應(yīng)該在加速階段具有良好的動(dòng)力性，在正常行駛狀態(tài)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。2.3用發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)狀況下工作的“無(wú)級(jí)變速器調(diào)節(jié)特性”。答：由發(fā)動(dòng)機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性曲線的包絡(luò)線即為發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率時(shí)的最低燃油消耗率曲線，如課本圖2-9a。利用此圖可以找出發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率時(shí)的最經(jīng)濟(jì)狀況（轉(zhuǎn)速與負(fù)荷）。把各功率下最經(jīng)濟(jì)狀況運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷率表明在外特性曲線上，便得到“最小燃油消耗特性”

20、。無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比i'與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n及汽車行駛速度之間關(guān)系（），便可確定無(wú)級(jí)變速器的調(diào)節(jié)特性，具體方法參見(jiàn)課本P47。2.4如何從改進(jìn)汽車底盤設(shè)計(jì)方面來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性？答：汽車底盤設(shè)計(jì)應(yīng)該從合理匹配傳動(dòng)系傳動(dòng)比、縮減尺寸和減輕質(zhì)量來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性。2.5為什么汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)匹配不好會(huì)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性？試舉例說(shuō)明。答：在一定道路條件下和車速下，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率相同，但傳動(dòng)比大時(shí)，后備功率越大，加速和爬坡能力越強(qiáng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，傳動(dòng)比小時(shí)則相反。所以傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該綜合考慮動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性因素。如最小傳動(dòng)比的選擇，根據(jù)汽車

21、功率平衡圖可得到最高車速umax(驅(qū)動(dòng)力曲線與行駛阻力曲線的交點(diǎn)處車速)，發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最大功率時(shí)的車速為up。當(dāng)主傳動(dòng)比較小時(shí)，up>umax，汽車后備功率小，動(dòng)力性差，燃油經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，則相反。最小傳動(dòng)比的選擇則應(yīng)使up與umax相近，不可為追求單純的的動(dòng)力性或經(jīng)濟(jì)性而降低另一方面的性能。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。2.7已知貨車裝用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性與萬(wàn)有特性。負(fù)荷特性曲線的擬合公式為：其中，b為燃油消耗率g/(kWh)

22、；Pe為發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率（kW）；擬合式中的系數(shù)隨轉(zhuǎn)速n變化。怠速油耗（怠速轉(zhuǎn)速400r/min）。計(jì)算與繪制題1.3中貨車的1）汽車功率平衡圖。2）最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線3）利用計(jì)算機(jī)求貨車按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。計(jì)算中確定燃油消耗值b時(shí)，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷特性中給定的轉(zhuǎn)速不相等，可由相鄰轉(zhuǎn)速的兩根曲線用插值法求得。注意：發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率和外特性功率的概念不同。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性功率是發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門全開(kāi)時(shí)的功率，計(jì)算公式為，在某一轉(zhuǎn)速下，外特性功率是唯一確定的。發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率則表示發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際發(fā)出功率，可以根據(jù)汽車行駛時(shí)的功率平衡求得，和轉(zhuǎn)速?zèng)]有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。解：（1

23、）汽車功率平衡圖發(fā)動(dòng)機(jī)功率在各檔下的功率、汽車經(jīng)常遇到的阻力功率對(duì)車速的關(guān)系曲線即為汽車功率平衡圖，其中：為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（單位為）編程計(jì)算，汽車的功率平衡圖為：2）最高檔和次高檔的等速百公里油耗曲線先確定最高檔和次高檔的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍，然后利用，求出對(duì)應(yīng)檔位的車速。由于汽車是等速行駛，因此發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率應(yīng)該與汽車受到的阻力功率折合到曲軸上的功率相等，即。然后根據(jù)不同的和，用題中給出的擬合公式求出對(duì)應(yīng)工況的燃油消耗率。先利用表中的數(shù)據(jù)，使用插值法，求出每個(gè)值所對(duì)應(yīng)的擬合式系數(shù)：。在這里為了保證曲線的光滑性，使用了三次樣條插值。利用求得的各個(gè)車速對(duì)應(yīng)下的功率求出對(duì)應(yīng)的耗油量燃油消耗率。利用公式：

24、，即可求出對(duì)應(yīng)的車速的百公里油耗（）。實(shí)際繪出的最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線如下：從圖上可以明顯看出，第三檔的油耗比在同一車速下，四檔的油耗高得多。這是因?yàn)樵谕卉囁俚人傩旭傁?，汽車所受到的阻力基本相等，因此基本相等，但是在同一車速下，三檔的負(fù)荷率要比四檔小。這就導(dǎo)致了四檔的油耗較小。但是上圖存在一個(gè)問(wèn)題，就是在兩頭百公里油耗的變化比較奇怪。這是由于插值點(diǎn)的范圍比節(jié)點(diǎn)的范圍要來(lái)得大，于是在轉(zhuǎn)速超出了數(shù)據(jù)給出的范圍的部分，插值的結(jié)果是不可信的。但是這對(duì)處在中部的插值結(jié)果影響不大。而且在完成后面部分的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，其實(shí)只需使用到中間的部分即可。（3）按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公

25、里油耗。從功率平衡圖上面可以發(fā)現(xiàn)，III檔與IV檔可以滿足六工況測(cè)試的速度范圍要求。分為III檔和IV檔進(jìn)行計(jì)算。先求勻速行駛部分的油耗先使用，求出在各個(gè)速度下，發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)該提供的功率。然后利用插值法求出，三個(gè)勻速行駛速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率。由求出三段勻速行駛部分的燃油消耗量（mL）。計(jì)算的結(jié)果如下：勻速行駛階段：第一段第二段第三段勻速行駛速度/254050持續(xù)距離/50250250發(fā)動(dòng)機(jī)功率4.70739.200813.4170燃油消耗率三檔678.3233563.0756581.3972四檔492.3757426.5637372.6138燃油消耗量三檔8.868144.964454.2024

26、四檔6.437134.063234.7380再求勻加速階段：對(duì)于每個(gè)區(qū)段，以為區(qū)間對(duì)速度區(qū)段劃分。對(duì)應(yīng)每一個(gè)車速，都可以求出對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率：。此時(shí)，車速與功率的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，因此應(yīng)該要重新對(duì)燃油消耗率的擬合公式中的系數(shù)進(jìn)行插值。插值求出對(duì)應(yīng)的各個(gè)車速的燃油消耗率，進(jìn)而用求出每個(gè)速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率。每小段的加速時(shí)間：。每一個(gè)小區(qū)間的燃油消耗量：。對(duì)每個(gè)區(qū)間的燃油消耗量求和就可以得出加速過(guò)程的燃油消耗量。計(jì)算結(jié)果如下：加速階段第一段第二段最大速度4050最小速度：2540加速度0.25（注：書(shū)中的數(shù)據(jù)有誤）0.20燃油消耗量三檔38.370544.2181四檔30.100138.4012勻

27、減速階段：對(duì)于勻減速階段，發(fā)動(dòng)機(jī)處在怠速工況。怠速燃油消耗率是一定值。只要知道勻減速階段的時(shí)間，就可以求出耗油量：。根據(jù)以上的計(jì)算，可以求出該汽車分別在三檔和四檔的六工況耗油量：三檔：四檔：一、關(guān)于插值方法的討論：在完成本題的第二個(gè)小問(wèn)題，即求等速百公里油耗曲線的時(shí)候，處理題中所給的擬合函數(shù)的時(shí)候有兩種處理方法：一是先使用已經(jīng)給出的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，使用插值方法，得出轉(zhuǎn)速插值點(diǎn)的對(duì)應(yīng)燃油消耗率。然后再進(jìn)而求出對(duì)應(yīng)車速的等速燃油消耗量。在這里的處理方法就是這種。從得到的等速百公里油耗曲線上可以發(fā)現(xiàn)，曲線有比較多的曲折。估計(jì)這是使用三次樣條插值方法得到的結(jié)果。因?yàn)槿螛訔l插值具有很好的光滑性。如果改用線形內(nèi)插法的話，得到的曲線雖然不光滑，但是能夠體現(xiàn)一個(gè)大體的趨勢(shì)。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，使用三次樣條插值得到的曲線中部與線形內(nèi)插得到的曲線十分相似。但是使用線形內(nèi)插的最大問(wèn)題在于，對(duì)于超出節(jié)點(diǎn)兩頭的地方無(wú)法插值。在處理的時(shí)候，如果把頭尾的轉(zhuǎn)速去掉，即只考慮n從815rpm到3804rpm的時(shí)候。在完成全部的計(jì)算任務(wù)之后，得到的三、四檔的六工況百公里油耗如下：三檔：18.4090L （與使用三次樣條插值得到的結(jié)果相比，誤差為：0.77%）四檔：14.0362L（與使用三次樣條插值得到的結(jié)果相比，誤差為：0.92%）因此，兩種方法得到的結(jié)果十分相近。這種對(duì)系數(shù)進(jìn)行插值的方