汽車?yán)碚摰谖灏?課后習(xí)題答案

第一章汽車的動(dòng)力性試說(shuō)明輪胎滾動(dòng)阻力的定義，產(chǎn)朝氣理和作用形式。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緣由所產(chǎn)生的阻礙汽車行駛的力稱為輪胎滾動(dòng)阻力。產(chǎn)朝氣理和作用形式：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F并不沿z（向車輪前進(jìn)方向偏移a偶矩Tf

Fa。為克制該滾動(dòng)阻力偶矩，須要在車輪中心加一推力z

及地面切向反作用力構(gòu)成一力偶矩。P輪前進(jìn)產(chǎn)生阻力。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。滾動(dòng)阻力系數(shù)及哪些因素有關(guān)？影響參考課本P9。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)展整車性能計(jì)算1）繪制汽車驅(qū)動(dòng)力及行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克制該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率。3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)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)運(yùn)用外特性的Tq-n曲線的擬合公式為Tq為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩N?m;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n=600r/min,最高轉(zhuǎn)速n=4000r/min。裝載質(zhì)量整車整備質(zhì)量裝載質(zhì)量整車整備質(zhì)量2000kg1800kg總質(zhì)量3880kg車輪半徑0.367m傳動(dòng)系機(jī)械效率η=0.85t滾動(dòng)阻力系數(shù)空氣阻力系數(shù)×迎風(fēng)面積f=0.013C=2.772D主減速器傳動(dòng)比 i=5.83?0?飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I=0.218kgm2f二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I=1.798kg?m2w1四后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I=3.598kg?m2w2變速器傳動(dòng)比ig(數(shù)據(jù)如下表)Ⅰ檔Ⅱ檔Ⅲ檔 Ⅳ檔Ⅴ檔四檔變速器6.093.091.71 1.00-五檔變速器5.562.7691.644 1.000.793軸距質(zhì)心至前軸間隔質(zhì)心高（滿載）（滿載）L=3.2ma=1.974mhg=0.9m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。常見錯(cuò)誤是未將車速的單位進(jìn)展換算。首先應(yīng)明確道路的坡度的定義i。求最大爬坡度時(shí)可以對(duì)行使方程進(jìn)展適當(dāng)簡(jiǎn)化，可以簡(jiǎn)化的內(nèi)容包括兩項(xiàng)cos1和sintan要說(shuō)明做了怎樣的簡(jiǎn)化并對(duì)簡(jiǎn)化的合理性進(jìn)展評(píng)估。已知條件沒有說(shuō)明汽車的驅(qū)動(dòng)狀況，可以分開探討然后推斷，也可以根據(jù)常識(shí)推斷輕型貨車的驅(qū)動(dòng)狀況。解：1）繪制汽車驅(qū)動(dòng)力及行駛阻力平衡圖汽車驅(qū)動(dòng)力Ft=

Tiitqgo tr行駛阻力F+F＋F+F?f+

CDAu2+G?i+mduf w i

21.12

dtrn發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及汽車行駛速度之間的關(guān)系式為：ua0.377iig02）求汽車最高車速，最大爬坡度及克制該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率①由1）得驅(qū)動(dòng)力及行駛阻力平衡圖，汽車的最高車速出如今5檔時(shí)汽車的驅(qū)動(dòng)力曲線及行駛阻力曲線的交點(diǎn)處，Ua＝99.08m/s2。max②汽車的爬坡實(shí)力，指汽車在良好路面上克制Ff

F后的余力全部用來(lái)（等速）克制坡度阻力時(shí)能爬上的坡度，wdu

FF F此時(shí) 0因此有Fdt

FF Ft f

可得到汽車爬坡度及車速的關(guān)系式tanarcsin t f G

w；而汽車最大爬坡度i 為Ⅰ檔時(shí)的最大爬坡度。利用MATLAB計(jì)算可得，i 0.352。max max

q ；相應(yīng)的附著率Cbhgq

為1.20，不合理，舍去。如是后輪驅(qū)動(dòng)，C 2

L Lqahgq

；相應(yīng)的附著率C2

為0.50。L L汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)Ⅰ檔Ⅱ檔Ⅲ檔Ⅳ檔汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)Ⅰ檔Ⅱ檔Ⅲ檔Ⅳ檔Ⅴ檔 1IIiiwmr222fg0 mr21.38291.10271.04291.02241.0179利用MATLAB畫出汽車的行駛加速度圖和汽車的加速度倒數(shù)曲線圖：忽視原地起步時(shí)的離合器打滑過(guò)程，假設(shè)在初時(shí)刻時(shí)，汽車已具有Ⅱ檔的最低車速。由于各檔加速度曲線不相交（如圖三所示果用MATLAB畫出汽車加速時(shí)間曲線如圖五所示70km/h的加速時(shí)間約為26.0s空車、滿載時(shí)汽車動(dòng)力性有無(wú)變更？為什么？度。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(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Pe

1(Gf 3600t

uamax

C AD u76140

)。amax最小比功率作出規(guī)定，以保證路上行駛車輛的動(dòng)力性不低于肯定程度，防止某些性能差的車輛阻礙車流。超車時(shí)該不該換入低一擋的排擋？低一檔，否則不應(yīng)換入低一擋。D統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說(shuō)明，裝有0.5～2L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)轎車，其平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的(F.R.55.7％車的軸距L=2.6m，質(zhì)心高度h=0.57m。試比擬采納F.F及F.R形式的平均值。確定上述F.F轎車在及0.7路面上的附著力，并求由附著力所確定的極限最高車速及極限最（Fw=0=1600kgC=0.45=2.002,=0.021.0。D和應(yīng)用。應(yīng)熟知公式的意義和推導(dǎo)過(guò)程。分析）比擬附著力利用狀況，即比擬汽車前F.(F.R.F.、后輪(F.R.空氣阻力的反作用力。（15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)為前輪或完全的滾動(dòng)阻力。3）最極限最大爬坡度時(shí)依舊要明確道路坡度的定義和計(jì)算中的簡(jiǎn)化問(wèn)題，詳細(xì)見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)化而便利得求得精確最大爬坡度。解：1.比擬采納F.F及F.Ri>對(duì)于前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)式轎車，1空氣升力F

C Au2，ZW1 2 Lf r由m=1600kg，平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的61.5％，靜態(tài)軸荷的法向反作用力Fz=0.615X1600X9.8=9643.2N，s1∴汽車前輪法向反作用力的簡(jiǎn)化形式為：1Fz=

-Fz

＝9643.2--

Au2s1 w1

Lf r地面作用于前輪的切向反作用力為：Fx=

+Fw=0.385Gf+

C A C AD u2＝120.7＋ D u21 f2

21.15 a

21.15 aF 120.7

CDAu2附著力利用狀況：X1F

21.15 a1Z 9643.2 C Au21 2 Lf rii>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：F F一般地，C及CLr Lf

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X1FZ1

X2，前置發(fā)動(dòng)FZ2機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)有著更多的儲(chǔ)藏驅(qū)動(dòng)力。結(jié)論：本例中，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)2．對(duì)F.F.式轎車進(jìn)展動(dòng)力性分析附著系數(shù)0.2時(shí)i>求極限最高車速:＝9643.2。1最大附著力F1

=Fz1

=1928.6N。令加速度和坡度均為零，則由書中式有：F =F =F +F ，X1 W f2則F F FW 1 CA

=1928.6-0.02X0.385X1600X9.8=1807.9N，又F W

D21.15

u2amax由此可推出其極限最高車速：u =206.1km/h。amaxii>求極限最大爬坡度:計(jì)算最大爬坡度時(shí)加速度為零，忽視空氣阻力。G g前輪的地面反作用力G g

b(

hsin)L 最大附著力F L 1

z1 zs1FFz1由書中式1－1，有F

=F

GsinGacosacosL以上三式聯(lián)立得：imax

tanaf＝0.095。Lhgiii>求極限最大加速度：0，F(xiàn)z＝9643.2N1F =F1

＝1928.6N由書中式（1－15）F =F =F1 X1 f2

max解得a

1.13。max當(dāng)附著系數(shù)uamax=394.7。最大爬坡度：imax最大加速度：amax

0.347。4.14方法二：忽視空氣阻力及滾動(dòng)阻力，有：b/Lq1/h/Lg

，最大爬坡度imax

q，最大加速度a

max

q.g所以0.2時(shí)，imax

0.118,

max

1.16m/s2。0.7時(shí)，imax

0.373,

max

3.66m/s2一轎車的有關(guān)參數(shù)如下：1600kgM=140Nm2i=3.85；emax 1主減速器傳動(dòng)比i=4.08；傳動(dòng)效率η=0.9；車輪半徑r=300mm；飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I=0.25kg·m2；全部車輪慣量∑0 m fI=4.5kg·m2(其中后輪I=2.25kg·m2,前輪的I=2.250.6w w w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)整重心在前前方向的位置b位置，b才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令L

為前軸負(fù)荷率，求原車得質(zhì)心位置變更后，該車的前軸負(fù)荷率。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：忽視滾動(dòng)阻力和空氣阻力，若發(fā)動(dòng)機(jī)可以充分發(fā)揮其扭矩則amax

Ftmax；δmFtmax

Memaxii01r

m＝6597.4N；

Ii2i2=1

w＋f10

m=1.42；mr2 mr2解得a

max

2.91m/s2。前輪驅(qū)動(dòng)汽車的附著率1 q ；bhgq等效坡度q

L Lamax0.297。g則有，Cφ1＝0.754>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)有的最大加速度，令Cφ1＝0.6，代入q=0.297，hg=0.63m，L=2.7m，解得b≈1524mm，則前軸負(fù)荷率應(yīng)變?yōu)閎/L=0.564，即可保證獲得應(yīng)有的最大加速度。2152kg52％，48i=4.55，變速器傳動(dòng)比：一0擋：3.79，二檔：2.17，三檔：1.41，四檔：1.00，五檔：0.86。質(zhì)心高度h＝0.57m，CA=1.5m2，軸距L=2.300m，g D飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I，四個(gè)車輪總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I，車輪半徑r＝0.367m0.6的f w1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/hT的單位為，干脆檔最大加速度ama＝0.75m/2（u＝50km/。設(shè)各檔傳動(dòng)效率均為0.9，求：汽車在該路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù)。求干脆檔的最大動(dòng)力因數(shù)。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。Gfmdu0

Gf。dtdu根據(jù)滑行數(shù)據(jù)的擬合直線可得：

0.59

dt m0.164m/s2。解得：f g dt

0.0169

dt 3.6求干脆檔最大動(dòng)力因數(shù)

Ii2i2干脆檔：

=1

w＋f40 m1.027。mr2Dfdugdt

mr2。最大動(dòng)力因數(shù)：Dmax

f

ag

0.0169

1.0279.8

0.750.096。在此路面上該車的最大爬坡度由動(dòng)力因數(shù)的定義，干脆檔的最大驅(qū)動(dòng)力為：Ftmax4

F D GTtqmaxiiTtqmaxii04trT ii最大爬坡度是指一擋時(shí)的最大爬坡度：

tqmax 0r

tGfGimax以上兩式聯(lián)立得：

GfGimaxi1

D GF w max4Fi4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“車開得慢，油門踩得小，就肯定省油越省油。由汽車等速百公里油耗算式車速有關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)省油時(shí)汽車不肯定就省油。試述無(wú)級(jí)變速器及汽車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。答：為了最大限度進(jìn)步汽車的動(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)在任何車速下都能發(fā)出最大功率。為一般地，無(wú)級(jí)變速器的工作形式應(yīng)當(dāng)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。的“無(wú)級(jí)變速器調(diào)整特性圖2-9a。利用此圖可以找動(dòng)身動(dòng)機(jī)供應(yīng)肯定功率時(shí)的最經(jīng)濟(jì)狀況（轉(zhuǎn)速及負(fù)荷及負(fù)荷率說(shuō)明在外特性曲線上，便得到“最小燃油消耗特性及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n及汽車行駛速度之間關(guān)系（i'0.377nr，便可確定無(wú)級(jí)變速器的調(diào)整特性，詳細(xì)方法參見課本P4。iu0a如何從改良汽車底盤設(shè)計(jì)方面來(lái)進(jìn)步燃油經(jīng)濟(jì)性？答：汽車底盤設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)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)進(jìn)步燃油經(jīng)濟(jì)性。為什么汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)匹配不好會(huì)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性？試舉例說(shuō)明。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)當(dāng)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)汽車功率平衡圖可得到最高車速u(驅(qū)動(dòng)力曲線及行max駛阻力曲線的交點(diǎn)處車速)，發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)最大功率時(shí)的車速為u。當(dāng)主傳動(dòng)比擬小時(shí)，u>u，汽車后備功率小，動(dòng)力p p max性差，燃油經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)主傳動(dòng)比擬大時(shí)，則相反。最小傳動(dòng)比的選擇則應(yīng)使u及u相近，不行為追求單純的的動(dòng)p max力性或經(jīng)濟(jì)性而降低另一方面的性能。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。一擋傳動(dòng)比保證汽車的動(dòng)力性須要。bBBPBP2BP3BP40 1e 2e 3e 4eb[g/(kWh)PeknQid

0.299mL/s（怠速轉(zhuǎn)速400r/mi。1.3汽車功率平衡圖。最高檔及次高檔的等速百公里油耗曲線利用計(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)速及負(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。留意：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)氣門全開時(shí)的功率，計(jì)算公式為TnP tq

，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e 9550（）汽車功率平衡圖

P發(fā)動(dòng)機(jī)功率在各檔下的功率Pe其中：

、汽車常常遇到的阻力功率

f W對(duì)車速u T

的關(guān)系曲線即為汽車功率平衡圖，T 為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（Nm）tq編程計(jì)算，汽車的功率平衡圖為：2）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u

0.377rn，求出對(duì)應(yīng)檔位的車速。由于汽車是等速行a ii0g

(F F駛，因此發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率應(yīng)當(dāng)及汽車受到的阻力功率折合到曲軸上的功率相等，P f W a。然后根據(jù)不e TPe

和n，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)，運(yùn)用插值法，求出每個(gè)n值所

,B,

,B,

。在這里為了保證曲線的光滑性，運(yùn)用了三次樣條插值。利用求得的各個(gè)車速0 1 2 3 4對(duì)應(yīng)下的功率求出對(duì)應(yīng)的耗油量燃油消耗率b。利用公式：Q

Pb ，即可求出對(duì)應(yīng)的車速的百公里油耗s（L/100km。實(shí)際繪出的最高檔及次高檔的等速百公里油耗曲線如下：

1.02uga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?，汽車所受到的阻力根本相等，因此Pe

根本相等，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。。但是這對(duì)處在中部的插值結(jié)果影響不大。而且在完成后面局部的時(shí)候發(fā)覺，其實(shí)只需運(yùn)用到中間的局部即可。（3）按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。從功率平衡圖上面可以發(fā)覺，III檔及IV檔可以滿意六工況測(cè)試的速度范圍要求。分為III檔和IV檔進(jìn)展計(jì)算。先求勻速行駛局部的油耗

(Ff

FW

，求出在各個(gè)速度下，發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)當(dāng)供應(yīng)的功率。然后利用插值法求出，三個(gè)勻速行駛e T速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率b。由Q勻速行駛階段：勻速行駛階段：/(km/h)/(m)P/(kw)e燃油消耗率b/[g/(kWh)]燃油消耗量Q/(ml)

Pbs求出三段勻速行駛局部的燃油消耗量mL。102uga第一段25第二段40第三段50502502504.70739.200813.4170三檔678.3233563.0756581.3972四檔492.3757426.5637372.6138三檔8.868144.964454.2024四檔6.437134.063234.7380再求勻加速階段：對(duì)于每個(gè)區(qū)段，以/h為區(qū)間對(duì)速度區(qū)段劃分。對(duì)應(yīng)每一個(gè)車速 ua

，都可以求出對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率：1Gfu

C Au3

duP

a D a

a 。此時(shí)，車速及功率的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生變更，因此應(yīng)當(dāng)要重新對(duì)燃油消耗率的擬T3600 76140 3600dtT合公式中的系數(shù)進(jìn)展插值。插值求出對(duì)應(yīng)的各個(gè)車速的燃油消耗率b，進(jìn)而用Qt

Pb求出每個(gè)速度對(duì)應(yīng)的燃367.1gQt0

,Q,Qt1 t

,……Qtn

t

1du 3.6dt1(Q

Q)t。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。n 2 t(n1) tn計(jì)算結(jié)果如下：加速階段加速階段第一段最大速度u/(km/h)40第二段50amax最小速度u/(km/h)：2540amin加速度a/(m/s2)三檔0.25（注：書中的數(shù)0.20據(jù)有誤）38.3705燃油消耗量44.2181Q/(mL)a四檔30.100138.4012勻減速階段：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Q 是肯定值。只要知道勻減速階段的時(shí)間，就可以求出id耗油量：Qd

Qt。id三檔：四檔：一、關(guān)于插值方法的探討：b。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)覺，曲線有比擬多的曲折。估計(jì)這是運(yùn)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。假如改用線形內(nèi)插法的話，得到的曲線雖然不光滑，但是可以表達(dá)一個(gè)大體的趨勢(shì)。經(jīng)比擬發(fā)覺，運(yùn)用三次樣條插值得到的曲線中部及線形內(nèi)插得到的曲線特別相像。即只考慮n815rpm3804rpm三檔：18.4090L（四檔：14.0362L（因此，兩種方法得到的結(jié)果特別相近。這種對(duì)系數(shù)進(jìn)展插值的方法的精度依靠于所給出的擬合公式中各個(gè)系數(shù)及n之間的關(guān)系。假如存在很好的線形關(guān)系，則運(yùn)用線性內(nèi)插的精度比擬高。另外一種處理方法就是，先利用給出的各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，求出了八個(gè)b值，然后利用這八個(gè)b及ua的數(shù)據(jù)，進(jìn)展插值。這種處理方法插值時(shí)所用的結(jié)點(diǎn)數(shù)比擬少，插值得出的等速百公里油耗曲線比擬平緩。二、關(guān)于加速過(guò)程的加速阻力的處理探討：在計(jì)算勻加速過(guò)程的時(shí)候，因?yàn)楸葎蛩傩旭偟臅r(shí)候，增加了加速阻力，因此車速及發(fā)動(dòng)機(jī)功率之間的關(guān)系已經(jīng)變更了。這樣，就應(yīng)當(dāng)運(yùn)用擬合公式，重新對(duì)b進(jìn)展計(jì)算，得出在加速過(guò)程中，速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率。而且對(duì)于不同的加速階段（加速度不同，就會(huì)得到不同的b及ua的關(guān)系。但是，這種方法仍舊只是對(duì)實(shí)際狀況的一種近似。因?yàn)樗恪Ｒ簿褪钦f(shuō)把加速階段近似為一個(gè)參加了加速阻力功率的勻速過(guò)程來(lái)對(duì)待。這必定會(huì)出現(xiàn)一些誤差。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：①輪胎的構(gòu)造、簾線和橡膠的品種，對(duì)滾動(dòng)阻力都有影響，應(yīng)當(dāng)?shù)陀谠撆R界車速。③輪胎及地面之間的附著系數(shù)干脆影響汽車的極限最大加速度和爬坡度。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)干脆影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。滾動(dòng)阻力大燃油消耗量明顯上升。為什么公共汽車起步后，駕駛員很快換入高檔？很快換入高檔。到達(dá)動(dòng)力性最佳換檔時(shí)機(jī)是什么？到達(dá)燃油經(jīng)濟(jì)性的最佳換檔時(shí)機(jī)是什么？二者是否一樣？面積最小。到達(dá)燃油經(jīng)濟(jì)性的換檔時(shí)機(jī)應(yīng)當(dāng)根據(jù)由“最小燃油消耗特性”確定的無(wú)級(jí)變速器志向變速特性，考慮道路的值，在最接近志向變速特性曲線的點(diǎn)進(jìn)展換檔。二者一般是不一樣的。第三章汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選定3.11.3i0

為5.17、5.43、5.83、6.17、6.33時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性—加速時(shí)間曲線，探討不同i0

值對(duì)汽車性能的影響。解：加速時(shí)間的結(jié)算思路及方法：du在算加速時(shí)間的時(shí)候，關(guān)鍵是要知道在加速的過(guò)程中，汽車的行駛加速度dt

隨著車速的變更。由汽車行駛方程式：Tii

C A dutqg0

TGfGi

D u2m ，可以的到：r 21.15 a dt由于對(duì)于不同的變速器檔位，車速ua

及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的對(duì)應(yīng)關(guān)系不同，所以要針對(duì)不同的變速器檔位，求出加速aua

變更的關(guān)系。先確定各個(gè)檔的發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)應(yīng)的汽車最高車速u

a

和最低車速ua

du。然后在各個(gè)車速范圍內(nèi)，對(duì)阻力、驅(qū)動(dòng)力進(jìn)展計(jì)算，然后求出dt

，即a

。式中Ttq

可以通過(guò)已經(jīng)給出的運(yùn)用外特性Tq

n曲線的擬合公式求得。求出加速度a隨著車速ua

變更的關(guān)系之后，繪制出汽車的加速度倒數(shù)曲線，然后對(duì)該曲線進(jìn)展積分。在起步階段曲線的空缺局部，運(yùn)用一條程度線及曲線連接上。一般在求燃油經(jīng)濟(jì)性——加速時(shí)間曲線的時(shí)候，加速時(shí)間是指0到0094.9km/h。70km/h70km/h（計(jì)算程序見后）對(duì)于四檔變速器：檔位檔位傳動(dòng)比iI6.09II3.09III1.71IV1.00g計(jì)算的結(jié)果是如下：主傳動(dòng)比主傳動(dòng)比i5.175.435.836.176.330II檔起步0-70km/h加速時(shí)間/s27.303627.503227.129126.513225.9787主傳動(dòng)比i5.17主傳動(dòng)比i5.175.435.836.176.330六工況百公里油耗（L/100km）13.381113.619113.907914.141014.2608可以繪制出燃油經(jīng)濟(jì)性——加速時(shí)間曲線如下：從圖上可以發(fā)覺，隨著i0

的增大，六工況百公里油耗也隨之增大；這是由于當(dāng)i0

增大以后，在一樣的行駛車速下，發(fā)動(dòng)機(jī)所處的負(fù)荷率減小，也就是處在發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性不佳的工況之下，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性惡化。但是對(duì)于加速時(shí)間來(lái)說(shuō)，隨著i0

的增加，顯示出現(xiàn)增大，然后隨之減小，而且減小的速度越來(lái)越大。其實(shí)從理論上來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)是i0

越大，加速時(shí)間就有越小的趨勢(shì)，但是由于在本次計(jì)算當(dāng)中，加速時(shí)間是車速?gòu)?加到70km/h，并不能全面反映發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)工作實(shí)力下的狀況，比方當(dāng)i0

=5.17的時(shí)候，車速?gòu)膭偵螴V檔到70km/h只有很短的一段，并不能反映出在此住傳動(dòng)比之下，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力變小所帶來(lái)的影響。因此反映到圖線中，加速時(shí)間反而有所下降。從上面的結(jié)果發(fā)覺，i0

的選擇對(duì)汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響，而且這兩方面的影響是相互沖突的。汽車很大局部時(shí)間都是工作在干脆檔（對(duì)于有干脆檔的汽車來(lái)說(shuō)，此時(shí)i0

就是整個(gè)傳動(dòng)系的傳動(dòng)比。i0

假如選擇過(guò)大，則會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率下降，雖然進(jìn)步了動(dòng)力性，后備功率增加，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下，噪音比擬大，燃油經(jīng)濟(jì)性不好；假如i0

選擇過(guò)小，則汽車的動(dòng)力性減弱，但是負(fù)荷率增加，燃油經(jīng)濟(jì)性有所改善，但是發(fā)動(dòng)機(jī)假如在極高負(fù)荷狀態(tài)下持續(xù)工作，會(huì)產(chǎn)生很大振動(dòng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命有所影響。因此應(yīng)當(dāng)對(duì)i0

的影響進(jìn)展兩方面的計(jì)算及測(cè)量，然后再?gòu)闹姓页鲆粋€(gè)可以兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的值。另外，對(duì)于不同的變速器，也會(huì)造成對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的影響。變速器的檔位越多，則根據(jù)汽車行駛—加速時(shí)間曲線，然后從中取優(yōu)。第四章汽車的制動(dòng)性一轎車駛經(jīng)有積水層的一良好路面馬路，當(dāng)車速為100km/h179.27kPa。解：由Home等根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出的估算滑水車速的公式：所以車速為100km/h進(jìn)展制動(dòng)可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象。在第四章第三節(jié)二中，舉出了CA7001中所列數(shù)據(jù)估算' ''的數(shù)值，說(shuō)明制動(dòng)器作用時(shí)間的重要性。2 2 2性能指標(biāo)真空助力制動(dòng)系壓縮空氣－液壓制動(dòng)系

2.121.45

制動(dòng)間隔12.258.25

7.257.65注：起始制動(dòng)速度均為30km/h1分析：計(jì)算' ''的數(shù)值有兩種方法。一是利用式（4-6）進(jìn)展簡(jiǎn)化計(jì)算。二是不進(jìn)展簡(jiǎn)化，未知數(shù)有三個(gè)，2 2 2制動(dòng)器作用時(shí)間2

'2

)，持續(xù)制動(dòng)時(shí)間2

，根據(jù)書上P79頁(yè)的推導(dǎo)，可得列出制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)間隔兩個(gè)方程，壓縮空氣－液壓制動(dòng)系的數(shù)值無(wú)解，這及試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差有關(guān)。解：方法一（不簡(jiǎn)化計(jì)算：制動(dòng)時(shí)間包含制動(dòng)器作用時(shí)間2

'2

)，持續(xù)制動(dòng)時(shí)間。2 3'2

''3

t ①制動(dòng)間隔包含制動(dòng)器作用和持續(xù)制動(dòng)兩個(gè)階段汽車駛過(guò)的間隔ss2 3su('

'')1a ，

a b

2，總制動(dòng)間隔：2 0 2

6 bmax21

3 2 3asssu''')

bmax2 ②2 2 0 2

6 bmax2 2 3在制動(dòng)器作用時(shí)間完畢時(shí)及車速持續(xù)制動(dòng)階段初速相等u1a ''a ③24 (ua ob24 (ua obmax

bmax3

u2 u 1方程①②③聯(lián)立可得：

''

o s)，

0 ''，'t''。2方法二（簡(jiǎn)化計(jì)算：

2abmax

3 a 2 2 2 2 3bmax計(jì)算結(jié)果如下表所示：計(jì)算結(jié)果如下表所示：'2"2不簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算2真空助力制動(dòng)系0.97（無(wú)解）0.895壓縮空氣－液壓制動(dòng)系無(wú)解0.445探討制動(dòng)器作用時(shí)間的重要性（根據(jù)簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果探討）從試驗(yàn)數(shù)據(jù)及以上估算出的制動(dòng)器作用時(shí)間數(shù)據(jù)的比擬來(lái)看，采納壓縮空氣---液壓制動(dòng)器后，制動(dòng)間隔縮短了32%，制動(dòng)時(shí)間削減了31.6%，但最大減速度只進(jìn)步了3.5%，而同時(shí)制動(dòng)器作用時(shí)間削減了50.3%。能的特別重要的措施。一中型貨車裝有前后制動(dòng)器分開的雙管路制動(dòng)系，其有關(guān)參數(shù)如下：質(zhì)心至前軸制動(dòng)力安排載荷質(zhì)量（kg）質(zhì)心高h(yuǎn)g/m軸距L/m間隔a/m系數(shù)β空載40800.8453.9502.1000.38滿載92901.1703.9502.9500.38計(jì)算并繪制利用附著系數(shù)曲線和制動(dòng)效率曲線求行駛車速，在＝0.80'2

＝0.02s，制動(dòng)減速度上升時(shí)間''＝0.02s。2s，制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車的制動(dòng)間隔s'。和制動(dòng)效率曲線的橫坐標(biāo)不同。2）方法一：先推斷車輪抱死狀況，然后由前（后）方法二：由利用附著效率曲線讀得該附著效率時(shí)的制動(dòng)效率求得制動(dòng)強(qiáng)度。3）向反作用力及附著系數(shù)的乘積。同理可得后部管路損壞時(shí)的狀況。解：1）前軸的利用附著系數(shù)公式為：f

，1bzh1L g后軸的利用附著系數(shù)公式為：r

)z1azh1L g該貨車的利用附著系數(shù)曲線圖如下所示（相應(yīng)的MATLAB程序見附錄）制動(dòng)效率為車輪不抱死的最大制動(dòng)減速度及車輪和地面間摩擦因數(shù)的比值，即前軸的制動(dòng)效率為E

b/L

，后軸的制動(dòng)效率為E

z

a/L

，畫出前后軸的制動(dòng)效率曲線如下圖所f h /Lf f g示：

r )h /Lr r g1 u

1 2)由制動(dòng)間隔公式s

2u a0

，已知

=0.03s,

=30km/h,φ=0.80,需求3.62

2a0

25.92a

b

2 2 2 a0出abmax

。利用制動(dòng)效率曲線，從圖中讀出：φ=0.80的路面上，空載時(shí)后軸制動(dòng)效率約等于0.68，滿載時(shí)后軸制動(dòng)效率為0.87。

bmax

=制動(dòng)效率*φ*g所以車輪不抱死的制動(dòng)間隔(采納簡(jiǎn)化公式計(jì)算)：s

10.0330

302

=6.86m3.6 25.920.670.89.8s

10.0330

302

=5.33m。3.6 25.920.870.89.8s，制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車的制動(dòng)間隔s'。①制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)則在后輪將要抱死的時(shí)候，F(xiàn)

F

G(a

)Gzz

Lhg

，ab

Xb z2 L gzg空載時(shí)，abmax

＝3.56m/s2，滿載時(shí)abmax

＝4.73m/s2。1 '' u2制動(dòng)間隔：s ( 3.6 2

2 )u2 a0

a025.92abmax解得空載時(shí)s=10.1m,空載時(shí)s=7.63m。解得空載時(shí)s=10.1m,空載時(shí)s=7.63m。②制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)則在前輪將要抱死時(shí)，bz

Lhg

，ab

zg空載時(shí)，abmax

＝2.60m/s2，滿載時(shí)abmax

＝4.43m/s2。1 '' u2制動(dòng)間隔：s ( 3.6 2

2 )u2 a0

a025.92abmax解得空載時(shí)s=13.6m,空載時(shí)s=8.02m。解得空載時(shí)s=13.6m,空載時(shí)s=8.02m。制動(dòng)法規(guī)何我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于雙軸汽車前、后軸制動(dòng)力安排的要求見書P95向穩(wěn)定性和有足夠的制動(dòng)效率。1.80.651）在0.7的路面上的制動(dòng)效率。汽車能到達(dá)的最大制動(dòng)減速度（指無(wú)任何車輪抱死。若將該車改為雙回路制動(dòng)系統(tǒng)（只變更制動(dòng)系的傳動(dòng)系，見習(xí)題圖，而制動(dòng)器總制動(dòng)力及總泵輸出管路壓力之比稱為制動(dòng)系增益，并令原車單管路系統(tǒng)的增益為G3回路失效時(shí)的制動(dòng)系增益。計(jì)算：在0.7的路面上，上述雙回路系統(tǒng)在一個(gè)回路失效時(shí)的制動(dòng)效率以及可以到達(dá)的最大減速度。比擬各種回路的優(yōu)缺點(diǎn)。解：1）同步附著系數(shù)：02）制動(dòng)效率

Lbhg

2.70.651.250.63

0.80。，前輪先抱死。制動(dòng)效率為：03）最大制動(dòng)減速度：a E0.950.70.665g。bmax f易得各種狀況下的制動(dòng)系增益如下表所示：制動(dòng)系增益a)b)c)雙回路系統(tǒng)G’G’G’1回路失效時(shí)0.35G’0.5G’0.5G’2回路失效時(shí)0.65G’0.5G’0.5G’分析：對(duì)于a)4.3.3對(duì)于雙回路系統(tǒng)b)和c)，當(dāng)一個(gè)回路失效時(shí)，如不考慮軸距的影響，其制動(dòng)效果是一樣的，所以只分析一種狀用在單邊車輪上的地面法向反作用力只為總的地面法向反作用力的一半。留意：不能簡(jiǎn)潔的認(rèn)為此時(shí)的制動(dòng)減速度為正常狀況的一半。①對(duì)于a):若前軸回路失效時(shí)則相當(dāng)于單回路時(shí)前部管路損壞，由4.3的推導(dǎo)：最大制動(dòng)減速度：a z g＝0.323g。bmax max

zmax

46.2％。r 若后軸回路失效時(shí)則相當(dāng)于單回路時(shí)后部管路損壞，根據(jù)4.3的推導(dǎo)：最大制動(dòng)減速度：a z g＝0.387g。bmax max

zmax

55.3％。r ②對(duì)b)和c)：由前面的探討知，，所以前輪先抱死，當(dāng)前輪剛要抱死時(shí)：01

2F。Xb1

Z1b 0.71.25z

2Lh 22.70.650.7g

0.285。Er

z40.7%0.285g。兩種回路的優(yōu)缺點(diǎn)比擬雙回路系統(tǒng)a)制動(dòng)系增益最大，一個(gè)回路失效時(shí)的最大制動(dòng)減速度也比b),c)大，所以其性能較優(yōu)。雙回路系統(tǒng)b)c)制動(dòng)系增益一樣，假如不考慮軸距的影響，兩者在一個(gè)回路失效時(shí)的制動(dòng)效率一樣。但是在一個(gè)回路失效時(shí)，制動(dòng)力作用在一側(cè)車輪上，車身左右受力嚴(yán)峻不平衡，會(huì)產(chǎn)生跑偏等問(wèn)題。第五章 汽車的操縱穩(wěn)定性一轎車（每個(gè)）前輪的側(cè)偏剛度為-50176N/rad、外傾剛度為-7665N/rad。若轎車向左轉(zhuǎn)彎，將使前輪均產(chǎn)生正的外傾角，其大小為4偏角。解：有外傾角時(shí)候的地面?zhèn)认蚍醋饔昧镕 kkY

（其中kr

為外傾剛度，γ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 ＝0.611rad，另外由分析知正的外傾角應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生負(fù)的側(cè)偏角，所以由外傾角引起的前1輪側(cè)偏角為-0.611rad。6450N側(cè)傾角剛度，結(jié)果汽車的轉(zhuǎn)向特性變?yōu)槿狈D(zhuǎn)向。試分析其理論根據(jù)（要求有必要的公式和曲線。答：由課本P138-140的分析知，汽車穩(wěn)態(tài)行駛時(shí)，車廂側(cè)傾角確定于側(cè)傾力矩M 和懸架總的角剛度K ，即

M。r Kr前、后懸架作用于車廂的復(fù)原力矩增加：其中K ，K 分別為前、后懸架的側(cè)傾角剛度，懸架總的角剛度K 為前、后懸架及橫向穩(wěn)定桿的側(cè)傾角2 剛度之和。用于車廂的復(fù)原力矩增加（總側(cè)傾力矩不變，由此汽車前軸左、右車輪載荷變更量就較大。由課本圖5-46知在這種狀況下，假如左右車輪輪胎的側(cè)偏剛度在非線性區(qū)，則汽車趨于增加缺乏轉(zhuǎn)向量。答：汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有三種類型，即中性轉(zhuǎn)向、缺乏轉(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)偏角角肯定值之差(1

，轉(zhuǎn)向半徑的比R/R2 0系數(shù)S.M.等。它們之間的彼此關(guān)系為：K1a 1y

)（2

為側(cè)向加速度的肯定值；1S.M.=

a(k

分別為汽車前、后輪的側(cè)偏剛度，a為汽車質(zhì)心到前軸的間隔，L為前、后軸之間的間隔)。

kk L 1 21 2舉出三種表示汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的方法，并說(shuō)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)偏角肯定值之差(1

，轉(zhuǎn)向半徑的比R/R2靜態(tài)儲(chǔ)藏系數(shù)S.M.等。①探討汽車重心位置對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的影響，由式（5-17）S.M.=

a'a

a（a）L kk L1 2當(dāng)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)及質(zhì)心位置重合時(shí)，S.M.＝0，汽車為中性轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前時(shí)，a'a，S.M.為正值，汽車具有缺乏轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后時(shí)，a'a，S.M.為負(fù)值，汽車具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性。②汽車內(nèi)、外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的影響直載荷變動(dòng)量較大，汽車趨于減小缺乏轉(zhuǎn)向量。汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪行駛阻力是否及直線行駛時(shí)一樣？輪還將受到地面?zhèn)认蚍醋饔昧?。主銷內(nèi)傾角和后傾角功能有何不同？?jī)A還可削減前輪傳至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的沖擊，并使轉(zhuǎn)向輕巧。自動(dòng)回正，可保證汽車支線行駛的穩(wěn)定性。依靠側(cè)傾力，和車速有關(guān)；速度越高，回正力矩就越大。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)整穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的因素確定的。轉(zhuǎn)向，試找出五種改善其特性的方法。小，復(fù)原行程增大的特性；⑤使后懸架的側(cè)傾轉(zhuǎn)向具有趨于缺乏轉(zhuǎn)向的特性。汽車空載和滿載是否具有一樣的操縱穩(wěn)定性？穩(wěn)定性因數(shù)、輪胎側(cè)偏剛度、汽車側(cè)傾剛度等操縱穩(wěn)定性參數(shù)。答：以靜態(tài)儲(chǔ)藏系數(shù)為例說(shuō)明汽車質(zhì)心位置對(duì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的影響：S.M.=

a'a

a（a'

L，為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)至前軸的間隔）L kk L1 2

kk1 2當(dāng)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)及質(zhì)心位置重合時(shí)，S.M.＝0，汽車為中性轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前時(shí)，a'a，S.M.為正值，汽車具有缺乏轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后時(shí)，a'a，S.M.為負(fù)值，汽車具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性。二自由度轎車模型的有關(guān)參數(shù)如下：總質(zhì)量 繞Oz軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iz

3885kgm2軸距 L=3.048m質(zhì)心至前軸間隔 a=1.463m質(zhì)心至后軸間隔 b=1.585m前輪總側(cè)偏剛度 k=-62618N/rad1后輪總側(cè)偏剛度 k=-110185N/rad2轉(zhuǎn)向系總傳動(dòng)比 i=20試求：穩(wěn)定性因數(shù)K、特征車速u。ch 穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線ru、車速u=22.35m/sr。 a s sw靜態(tài)儲(chǔ)藏系數(shù)S.M.，側(cè)向加速度為0.4g及轉(zhuǎn)彎半徑的比值1 2R/R(R=15m)。0 0車速u=30.56m/s時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)的橫擺角速度波動(dòng)的固有（圓）頻 、阻尼比、反響時(shí)間及峰值0反響時(shí)間留意：2）所求的轉(zhuǎn)向靈敏度

r中的

是指轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，除以轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比才是車輪轉(zhuǎn)角。sw解：1）特征車速u ch

sw1/K20.6m/s1/K穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線

u

如下圖所示： as車速u=22.35m/s時(shí)的轉(zhuǎn)向靈敏度

r 3.3690/20=0.168swa-a k a態(tài)儲(chǔ)藏系數(shù)S.M.

2L kk1

0.1576，La 0.4g時(shí)前、后輪側(cè)偏角肯定值之差y速 u=30.56m/s 時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)的橫擺角速度波動(dòng)的固有（圓）頻率L kk 10 u mI

1Ku

5.58rad/s,f0

0.8874Hz，阻尼比

Z12Z 1212Z 122LmIkk 1Ku2Z12

b2k

0.5892， 12 arctan mua反響時(shí)間

Lk 0012

12峰值反響時(shí)間

arctan 1 120

0.3899s穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中橫擺角速度增益到達(dá)最大值時(shí)的車速稱為特征車速uch

。證明：特征車速u ch

，且在特1/K1/K答：特征車速指汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益到達(dá)最大值時(shí)的車速，汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益為：1 u1/K1/K當(dāng)Ku，即u1/K1/Ku

時(shí)等號(hào)成立，所以特征車速u ch

。此時(shí)的橫擺角速度增益r)s

，具有2L相等軸距L中性轉(zhuǎn)向汽車的橫擺角速度增益為u/L，前者是二者的一半。測(cè)定汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性常用兩種方法，一為固定方向盤轉(zhuǎn)角法，并以R/R-a曲線來(lái)表示汽車的轉(zhuǎn)向特性；0 y另一為固定圓周法。試驗(yàn)時(shí)在場(chǎng)地上畫一圓，駕駛員以低速沿圓周行使，記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角

sw0

，然后駕駛員限制轉(zhuǎn)向盤使汽車始終在圓周上以低速連續(xù)加速行使。隨著車速的進(jìn)步，進(jìn)步轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角sw

（一般）將隨之加大。記錄下sw角，并以sw

a曲線來(lái)評(píng)價(jià)汽車的轉(zhuǎn)向特性。試證：sw 1Ku2，說(shuō)明如何根據(jù)swu2曲線來(lái)推斷汽車的轉(zhuǎn)向特性。

ysw0

sw0

sw0證明：設(shè)轉(zhuǎn)向器的總傳動(dòng)比為設(shè)低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的前輪轉(zhuǎn)角為 ，則0sw0

/iL（其中R為圓周半徑。0 iR連續(xù)急速行使時(shí)，由式5-1：r(1Ku2)，又u/L r

u/R，得所以sw 1Ku2，證畢。sw0

1，swu2是一條直線；缺乏轉(zhuǎn)向時(shí)sw 1，

將隨車速得增加而漸漸sw0

sw0

swsw0增大；K<0sw1 sw0

將隨車速得增加而漸漸減小。4（常稱為McPhersonstrut1）R.C.為側(cè)傾中心。2）懸架的側(cè)傾角剛度為Kr

2ks

(n

)2，式中，ks為一個(gè)彈簧的（線）剛度。分析：計(jì)算懸架側(cè)傾角剛度時(shí)，要利用虛位移原理進(jìn)展推導(dǎo)。推導(dǎo)時(shí)留意，本題和書中的單橫臂獨(dú)立懸架是有區(qū)分的，主要是本題有一個(gè)角。證明：1）BACCB所在的直線上；由于AC點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向平行及AC桿自身，故AC桿的瞬心必在過(guò)A點(diǎn)，垂直AC車輪的瞬心O’點(diǎn)，側(cè)傾中心就在DO’及汽車中心線的交點(diǎn)上，如圖中所示。2)a.求懸架的線剛度KlFz's為彈簧的虛位移，△s為車輪的虛位移，彈簧力相應(yīng)增加Q,則Qks。s t s s設(shè)O’D及程度面的夾角為，因?yàn)镺’為左側(cè)車輪的運(yùn)動(dòng)瞬心，由圖可知

，再在輪胎上加一微元力F ，△z'Fz'

ncosQmksm。s s單側(cè)懸架的線剛度為Kl

F zst

k( )2。ms ncosm由式（5-42）整個(gè)懸架的側(cè)傾角剛度為：習(xí)題圖5過(guò)多轉(zhuǎn)向效果？答：曲線1動(dòng)，外側(cè)前輪處于壓縮行程，前束減小，車輪向外轉(zhuǎn)動(dòng)。采納這種懸架導(dǎo)致汽車的側(cè)傾轉(zhuǎn)向增加了缺乏轉(zhuǎn)向量，具有側(cè)傾缺乏轉(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)車廂側(cè)傾，內(nèi)側(cè)前輪處于反彈行程，前束減小，車輪向汽車縱向中心線相反方具有側(cè)傾過(guò)多轉(zhuǎn)向效果。轉(zhuǎn)向盤力特性及哪些因素有關(guān)，試分析之。轉(zhuǎn)向器效率、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向盤操作力特性、轉(zhuǎn)向桿系傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向桿系效率、由懸架導(dǎo)向桿系確定的主銷位置、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(dòng)慣量、轉(zhuǎn)向柱摩擦阻力以及汽車整體動(dòng)力學(xué)特性等。答：參考課本第六節(jié)。第六章汽車的平順性6.1設(shè)通過(guò)座椅支承面?zhèn)髦寥梭w垂直加速度的譜密度為一白噪聲，Ga

(f)

s30.5~80Hz圍內(nèi)加權(quán)加速度均方根值aw解

和加權(quán)振級(jí)Law

，并由表6-2查出相應(yīng)人的主觀感受。a [0w0.5

w(f)2G(f)df]0.5

1.434L 20lg(

)123(dB)，查 0.1(

0.524f216

1.5

12.52df)0.5f2

1.434(m

aws2)

1060.5 2 表得，人