汽车理论第五版习题集(附答案)
汽车理论第五版习题集
一、填空题 1. 汽车动力性评价指标是: 汽车的最高时速 ﹑ 汽车的加速时间 和 汽车的最大爬坡速度 。
2. 传动系功率损失可分为 机械损失 和 液力损失 两大类。
3. 汽车的行驶阻力主要有 滚动阻力 、 空气阻力 、 坡度阻力 和 加速阻力 _。
4. 汽车的空气阻力分为 压力阻力 和 摩擦阻力 两种。
5. 汽车所受的压力阻力分为 形状阻力 ﹑ 干扰阻力 ﹑ 内循环阻力 和 诱导阻力 。
6. 轿车以较高速度匀速行驶时,其行驶阻力主要是由_ 空气阻力 _引起,而_ 滚动阻力 相对来说较小。
7. 常用 原地起步加速时间 加速时间和 超车加速时间 加速时间来表明汽车的加速能力。
8. 车轮半径可分为 自由半径 、 静力半径 和 滚动半径 。
9. 汽车的最大爬坡度是指 I 档的最大爬坡度。
10.汽车的行驶方程式是_ j i w f t F F F F F +++= 。
11.汽车旋转质量换算系数δ主要与 飞轮的转动惯量 、__ 车轮的转动惯量 以及传动系统的转动比有关。
12.汽车的质量分为平移质量和 旋转 质量两部分。
13.汽车重力沿坡道的分力成为 汽车坡度阻力 _。
14.汽车轮静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面之间的距离称为 静力半径 。
15.车轮处于无载时的半径称为 自由半径 。
16.汽车加速行驶时，需要克服本身质量加速运动的惯性力，该力称为 加速阻力 。
17.坡度阻力与滚动阻力均与道路有关，故把两种阻力和在一起称为 道路阻力 。
18.地面对轮胎切向反作用力的极限值称为 附着力 。
19.发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率称为 汽车的后备功率 。
20.汽车后备功率越大，汽车的动力性越 好 。
21.汽车在水平道路上等速行驶时须克服来自地面的__ 滚动_阻力和来自空气的_ 空气 _阻力。
22.汽车的行驶阻力中，滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下都存在的。_ 坡度阻力和__加速阻力仅在一定行驶条件下存在。
23.汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。
24.汽车的附着力决定于__ 附着系数_和地面作用于驱动轮的法向作用力。
25. 同一车速下,汽车应尽量用__高_档工作,以节约燃油。
26. 汽车燃油经济性常用的评价指标是_ 汽车等速行驶百公里燃油消耗量。
27. 在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力称作_ 汽车的燃油经济性。
28. 汽车在接近于低速的中等车速车速行驶时燃油消耗量最低。
29. 拖带挂车后节省燃油消耗量的原因有两个：_ 带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗率b下降和汽车列车的质量利用系数较大。
30. 传动系的档位数增多（增多或减少）时，有利于提高汽车的燃油经济性。
31. 汽车动力装置参数系指_ 发动机的功率_和___ 传动系的传动比__。
32. 确定最大传动比时,要考虑三方面的问题: 最大爬坡度﹑附着率以及汽
车最低稳定车速。
33. 有的变速器设有超速档,其传动比(即输入转速与输出转速之比)的值小于1。
34. 汽车传动系各档的传动比大体上是按_ 等比级数_分配的。
35. 最大传动比确定之后，还应计算驱动轮的_ 附着率_，检查附着条件是否满足上坡或加速的要求。
36. 在确定汽车动力装置参数时应充分考虑汽车的_ 动力性_和_ 燃油经济性这两个性能的要求。
37. 设计中常先从保证汽车预期的_ 最高车速来初步选择发动机应有的功率。
38. 单位汽车总质量具有的发动机功率称为__ 比功率__。
39. 就普通汽车而言，传动系最大传动比是_ 变速器1档_传动比与_ 主减速器_传动比的乘积。
40. 制动效能的恒定性主要是指__ 抗热衰退_性能。
41. 汽车的制动性主要由_ 制动距离与制动减速_﹑_ 制动效能的恒定性_和_ 制动时汽车的方向稳定性_来评价。
42. 汽车只有具有足够的_ 制动器制动力_,同时地面又能提供较高的_ 附着力
_时,才能获得足够的地面制动力。
43. 汽车制动力系数是_ 地面制动力__与_ 垂直载荷_之比。
44. 制动时汽车跑偏的原因有：汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器的制动力不相等_和__ 制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）__。
45. 结冰的路面，峰值附着系数约为__ 。
46. 评价制动效能的指标是_ 制动距离_和_ 制动减速度_。
47. 在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为_ 制动器制动力_。
48. 地面制动力与垂直载荷之比称为_ 制动力系数_。
49. 制动力系数的最大值称为_ 峰值附着系数_。
50. 侧向力系数是侧向力和垂直载荷之比。
51. 轮胎在积水层的路面滚动时其接触面可分为水膜区、过渡区和直接接触区三个区域。
52.制动时汽车自动向左或向右偏驶称为_ 制动跑偏_。
53.制动的全过程可分为驾驶员见到信号后作出行动反应、制动器起作
用、持续制动和放松制动器四个阶段。
54.决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用时间、__ 最大制动减速度即附着力_以及_ 起始制动车速___。
55.汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度称为抗热衰退性能。
56. 汽车转向盘的两种输入形式是：__ 角位移输入和___ 力矩输入。
57. 汽车的稳态转向特性分为__ 不足转向、__ 中性转向、_ 过多转
向。
58. 轮胎发生侧偏时，会产生作用于轮胎绕OZ轴的力矩，该力矩称为_ 回正力矩。
59. 汽车的时域响应可分为不随时间变化的稳态响应和随时间变化的瞬态响
应。
60. 当轮胎有侧向弹性时，即使侧向力没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面，这就是轮胎的侧偏现象。
61. 以百分数表示的轮胎断面高H与轮胎断面宽B之比称为高宽比。
62. 转向盘保持固定转角时，随着车速的增加，不足转向汽车的转向半径增大，过多转向汽车的转向半径减小。
63. 轮胎的侧偏特性主要是指侧偏力、回正力矩与侧偏角之间的关系。
64. 侧向弹性的车轮滚动时，接触印迹的中心线与车轮平面的夹角即为侧偏角。
65. 最小转弯半径是评价汽车机动灵活性的物理参量。
66. 汽车操纵稳定性试验评价有主观评价和客观评价两种方法。
67. 常用稳态横摆角速度与前轮转角之比ωγ/δ）来评价稳态响应，该值被称为
稳态横摆角速度增益（转向灵敏度）。
68. K=0时汽车是中性转向，K>0时汽车是不足转向，K<0时汽车是过多转向。
69. 使汽车前后轮产生同一侧偏角的侧向力的作用点称为中性转向点。
70. 当汽车质心在中性转向点之前时，汽车具有不足转向特性。
71. 机械振动对人体的影响取决于振动的频率、强度、作用方向和持续时间。
72. 平顺性的评价方法有两种：基本的评价方法和辅助评价方
法。
73. 根据地面对汽车通过性影响的原因，汽车通过性又分为支撑通过性和几何通过性。
74. 由于汽车与地面间的间隙不足而被地面托住无法通过的现象称为间隙失效。
75. 车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住时称为顶起失效。
76. 车辆前端触及地面而不能通过时称为触头失效。
77. 车辆尾部触及地面而不能通过时称为托尾失效。
78. 汽车支撑通过性的评价指标是牵引系数、牵引效率（驱动效率）、
燃油利用指数。
79. 汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与路面间的夹角为接近角。
80. 汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与路面间的夹角为离去角。
81. 与汽车间隙失效有关的汽车整车几何尺寸称为汽车通过性的几何参数。
一.名词解释
1.汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
2.汽车的后备功率：发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率。
3.附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值。
4.汽车功率平衡图：若以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率P e、汽车经常遇到的阻力功率1/ηT *（P f+P w）对车速的关系曲线绘在坐标图上，即得汽车功率平衡图
5.汽车的驱动力图：一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线F t-u a来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
6.最高车速：在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。
7.发动机特性曲线：如将发动机功率P e、转矩T tq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速n之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线。
8. 附着率：汽车直线行驶状态下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。
9. 等速百公里燃油消耗量：指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100Km的燃油消耗量。
10. 汽车的燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。
11. 等速百公里燃油消耗量曲线：常测出每隔10Km/h或20Km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线。
12. 汽车比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率。
13.同步附着系数：β线与Ⅰ曲线交点处的附着系数为同步附着系数。
14.I曲线：前后车轮同时抱死时前后车轮制动器制动力的关系曲线——理想的前后轮制动器制动
力分配曲线，简称I曲线。
15.制动效能：在良好的路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。
16.汽车的制动性：汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下坡时能维持一定
车速的能力，称为汽车的制动性。
17.地面制动力：汽车受到与行驶方向相反的外力，才能从一定的速度制动到较小的车速或直至
停车。这个外力只能有地面和空气提供，但是由于空气阻力较小，所以实际外力主要由地面提供的，称之为地面制动力。
18.制动器制动力：在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力。
19.汽车的制动跑偏：制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。
20.汽车制动方向稳定性:一般称汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力为制动
时汽车的方向稳定性。
21.制动力系数：地面制动力与垂直载荷之比。
22.峰值附着系数：制动力系数的最大值。
23.滑动附着系数：s=100%的制动力系数。
24.侧向力系数:侧向力与垂直载荷之比。
25.制动距离：汽车速度为v0时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停住
为止所驶过的距离。
26. 汽车的操纵稳定性：在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
27. 轮胎的侧偏现象：当车轮有侧向弹性时，即使F Y没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面cc，这就是轮胎的侧偏现象。
28. 侧偏力：汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时的离心力等的作用，车辆中心沿Y轴方向将作用有侧向力F Y，相应地在地面上产生地面侧向反作用力F Y，F Y也称为侧偏力。
29. 制动器的热衰退：制动器温度上升后，摩擦力矩会有显着下降，这种现象称为制动器的热衰退。
30. 回正力矩：在轮胎发生侧偏时，还会产生作用于轮胎绕OZ轴的力矩T Z，圆周行驶时，T Z是使转向车
轮恢复到直线行驶位置的主要回复力矩之一，称为回正力矩。
31. 中性转向点：使汽车前、后轮产生同一侧偏角的侧向力作用点称为中性转向点。
32. 侧偏角：接触印迹的中心线aa不只是和车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面cc平行，aa与cc的夹角α，即为侧偏角。汽车前、后轮（总）侧偏角应当包括：考虑到垂直载荷与外倾角变动等因素的弹性侧偏角。侧倾转向角。变形转向角。
33. 最小离地间隙：汽车满载、静止时，支撑平面与汽车上的中间区域（范围内）最低点之间的距离。
34. 间隙失效：由于汽车与地面间的间隙不足而被地面托住、无法通过的情况，称为间隙失效。
35. 顶起失效：当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住时，称为顶起失效。
36. 触头失效：当车辆前端触及地面而不能通过时称为触头失效。
37. 托尾失效：当车辆尾部触及地面而不能通过时称为托尾失效
38. 汽车的通过性：汽车能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带（如松软地面、凹凸不平地面等）及各种障碍（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等）的能力。
39.制动器的热衰退
三、问题简答
1. 试用驱动力——行驶阻力平衡图分析汽车的最高速ｕamax。
2. 试写出汽车的行驶平衡方程式，并解释每项的含义。
3. 画图并简述驱动力与行驶阻力平衡图的定义。
4. 如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度
5. 什么是汽车的加速阻力请写出它的表达式。
答：汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力，就是加速阻力F j。
F j=δm*du/dt
6. 试分析汽车变速器由二档增加至四档（最大、最小速比不变）对汽车动力性的影响。
答：汽车的变速器由二档增加到四档时，汽车的后备功率减小，汽车的加速和爬坡性能降低，汽车动力性变差。
7. 写出汽车的后备功率的表达式并解释其意义。
P e-1/ηT *(P f+P w)
8. 简述汽车的后备功率对汽车的动力性有何影响。
答：档位越低，汽车的后备功率越大，汽车的动力性越好（加速、爬坡能力越好）。
9. 简述影响滚动阻力的因素。
答：由F f=Wf可知，滚动阻力为滚动阻力系数与车轮负荷的乘积。所以影响滚动阻力的因素为滚动阻力系数与车轮负荷，滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。
10.什么是汽车的驱动力请写出它的表达式。
答：汽车发动机产生的转矩，经传动系传至驱动轮上。此时作用于驱动轮上的转矩T t产生一对地面的圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力F t（方向与F0相反）即是驱动汽车的外力，此力称为汽车的驱动力。
F t=T t/r
T t为作用于驱动轮上的转矩；r为车轮半径。
11.分析汽车重力G增加对汽车行驶阻力的影响。
答：
12.试用驱动力——行驶阻力平衡图分析汽车的最大爬坡度imax。
答：
13.什么是道路阻力系数ψ，请写出它的表达式。
14.简述汽车的驱动力—行驶阻力平衡图是如何制作的
答：在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力也算出来并画上，作出汽车驱动力-行驶阻力平衡图。
15.简述汽车的动力性定义及其评价指标。
答:汽车的动力性系指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
评价指标：汽车的最高车速，汽车的加速时间，汽车的最大爬坡度。
16.简述汽车的驱动力图的定义并画出四档货车驱动力图。
答：一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线F t-u a来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
17. 一般来说，增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性，为什么
答：增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性，这是因为：就动力性而言，挡位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。就燃油经济性而言，挡位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低了油耗。
18. 为了提高汽车的燃油经济性,从汽车使用方面考虑可采取那些途径
答：1、行驶车速，汽车在接近于低速的中等车速时燃油消耗量最低。
2、档位选择。档位低，后备功率大，发动机负荷率低，燃油消耗率高。
3、挂车的应用，拖车挂车后，虽然汽车总的燃油消耗量增加了，但以100t*km的油耗却下降了
4、正确的保养与调整，会影响到发动机的性能与行驶阻力
19. 简述货车采用拖挂运输降低燃油消耗量的原因。
答：拖带挂车后节省燃油消耗量的原因有两个：_ 带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗率b下降和汽车列车的质量利用系数较大。
20. 试分析影响汽车燃料经济性的主要因素。
答：汽车燃油消耗除了与行驶阻力（滚动阻力与空气阻力）、发动机燃油消耗率以及传动系效率有关之外，还同停车怠速油耗、汽车附件消耗（空调等）及制动能量损耗有关。
21. 如何制作等速百公里燃料消耗量曲线。
答：常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线。
22. 简述汽车的燃油经济性的定义及其评价指标。
答：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。
指标：以欧洲为代表的百公里燃油消耗量和以美国为代表的每加仑燃油所行驶的距离。
23. 为什么汽车高速行驶时燃油消耗量大
答：高速行驶时，虽然发动机负荷率高，但是汽车的行驶阻力增加很多导致百公里油耗增加。24. 为什么汽车使用高档行驶的时候燃油消耗量低
答：档位高，后备功率小，发动机负荷率高，燃油消耗率低
25. 为什么说增加档位数会改善汽车的动力性和燃油经济性（同17题）
26.简述主传动比的选择与汽车经济性和动力性的关系。
答：主传动比小，汽车的后备功率也比较小，发动机利用率高，经济性比较好。主传动比大，汽车的后备功率有较大增加，即动力性有其加强的一面，但燃油经济性较差。
27.试分析主传动比i0的大小对汽车后备功率及燃油经济性能的影响（同上）
有i01 交在其最大功率点上；当为01时，汽车的后备功率也较小，即汽车的动力性比传动比为i02 时要差，但发动机功率利用率高，燃油经济性较好；当为i03汽车的后备功率有较大增加，即动力性有其加强的一方面，但燃油经济性较差。 28.简述汽车制动过程包含的四个阶段。 答：制动的全过程可分为驾驶员见到信号后作出行动反应、制动器起作 用、持续制动和放松制动器四个阶段。 29.简述地面制动力、制动器制动力和附着系数之间的关系。 答：汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。30.简述汽车制动跑偏的两个原因。 答：汽车制动跑偏的原因有两个：（1）汽车左右车轮，特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器的制动力不相等（2）制动时悬架导向杆系与转向系杆在运动学上的不协调（互相干涉）。 31.什么是制动跑偏制动跑偏的原因有哪些 答：制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。 32.简述轮胎的侧偏现象。 答：当车轮有侧向弹性时，即使F Y没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏离车轮平面cc，这就是轮胎的侧偏现象。 33.什么是制动效能其评价指标是什么 答：制动效能是指：汽车迅速降低车速直至停车的能力，评定指标是制动距离和制动减速度。 34.简述决定汽车制动距离的主要因素。 答：制动器起作用的时间、最大制动减速度即附着力（或最大制动器制动力）、以及起始制动车速 35.简述汽车制动性的定义及其评价指标。 答：汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下坡时能维持一定车速的能力，称为汽车的制动性。 汽车制动性的评价指标是：（1）制动效能，即制动距离与制动减速度（2）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能（3）制动时汽车的方向稳定性。 36.什么是汽车的制动距离它与哪些因素有关（同34题） 答：汽车的制动距离是指从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停止住为止汽车驶过的距离，它的值取决于制动踏板力、路面附着条件、车辆载荷和发动机是否结合等因素。 37.写出滑动率的定义公式并解释其意义。 答：s=（u w-r r0w w）/u w*100% u w为车轮中心的速度；r r0为没有地面制动力时的车轮滚动半径; w w为车轮的角速度。在纯滚动时，滑动率为0；在纯拖滑时，滑动率为100%；边滚边滑时，滑动率0 38.简述滑水现象。 答：在某一车速下，在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触，这就是滑水现象。 39.当制动器制动力足够时，简述制动过程可能出现的三种抱死情况。（P108） 答：1）、前轮先抱死拖滑，然后后轮抱死拖滑；2）、后轮先抱死拖滑，然后前轮抱死拖滑；3）、前、后轮同时抱死拖滑。 40. 为什么说后轴侧滑是一种不稳定的﹑危险的工况（P107） 答： 41. 简述表征稳态响应的几个参数。 答：1）前、后轮侧偏角绝对值之差；2)转向半径的比；3）用静态储备系数.来表征汽车稳态响应 42. 简述汽车通过性的几何参数。 答：与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸，称为汽车通过性的几何参数。这些参数包括最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径等。 43.为什么汽车应具有适度的不足转向特性（P148） 答：过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性。因为ωr/δ等于无穷大时，只要极其微小的前轮转角便会产生极大的横摆角速度。这意味着汽车的转向半径极小，汽车发生激转而侧滑或翻车。由于过多转向汽车有失去稳定性的危险，故汽车都应具有适度的不足转向特性。 四．计算与分析题 1.某汽车为了节省燃油采用拖挂运输，其主车（4X2后驱动）总重50KN，前后轴垂直重量分别为20 KN、30 KN，挂车总重40 KN。主车最高档（4档）为直接档，该档最大驱动力Ft=4 KN，变速器第3、2、1档传动比分别为、、，路面平直，滚动阻力系数f=，不计空气阻力。求： （1）写出汽车的驱动—附着条件。 （2）当路面附着系数Φ=时，该车在哪些档位能正常行驶 2.若后轴驱动的双轴汽车在滚动阻力系数f=的道路上能克服道路的上升坡度角为=200。汽车数据：轴距L=，重心至前轴距离a=，重心高度h g=，车轮滚动半径r=。问：此时路面的附着系数值最小应为多少 3.某一汽车是具有固定比值的制动器制动力汽车，已知其前轮制动力Fμ1=600N，并知此车的制动器分配系数β0=，试求： （1）后轮制动器制动力Fμ2; （2）若该汽车具有I曲线特征，求该汽车的同步附着系数φ0。 （L=3300mm,a=2050mm,b=1250mm,h g=） （3）分析汽车在φ=的路面上制动时汽车的抱死情况。 4.某轿车轴距L=，质心至前轴距离a=，质心至后轴距离b=，汽车前轮总侧偏刚度k1=-6300N/rad，后轮总侧偏刚度 k2=-110000N/rad，汽车的总质量为2000kg，当车速为ｕ＝s时，计算: （1）该车的稳定性因数K；确定此时汽车的转向特性。 （2）汽车的稳态横摆角速度增益。 （3）该车的特征车速或临界车速。 1、 5.已知某汽车的总质量m=4600kg，C D=，A=4m2，旋转质量换算系数δ=，坡度角α=5°，f=，传动系效率ηT=，加速度dV/dt=s2，ua=30km/h，此时克服各种阻力功率需要的发动机输出功率是多少 五、选择题 1. 为了提高制动器的稳定性应该使用（ A ） A、双从蹄式制动器 B、领从蹄式制动器 C、盘式制动器 D、双领蹄式制动器 2. 在汽车使用方面为了提高汽车的燃油经济性应该使用（B ） A、低档、高速 B、高档、低速 C、低档、低速 D、高档、高速 3. 提高发动机经济性的主要途径（A、B 、C 、D ） A、增压化 B、提高发动机效率 C、扩大柴油机应用范围 D、采用计算机控制技术 4. 滚动阻力系数与下列哪些因素有关（A、B、D ） A、路面种类 B、行驶车速 C、迎风面积 D、轮胎结构 5. 为了降低空气阻力系数C D应该遵循下列哪些要点（B、C、D ） A、发动机盖向上倾 B、整个车身向前倾斜 C、汽车后部采用舱背式 D、车身底部要平整 6. 下列哪些措施可以提高轮胎的侧偏刚度（B、C ） A、增大轮胎的高宽比 B、增加垂直载荷 C、增加轮胎气压 D、斜交轮胎替代子午线轮胎 7. 下列属于汽车通过性几何参数的是（A、C、D ） A、最小离地间隙 B、转向灵敏度 C、接近角 D、最小转弯直径 8、振动对人体的影响取决于（A、B、C、D ） A、振动的频率 B、强度 C、作用方向 D、持续时间 9、人体在垂直方向最敏感的频率范围是（ C ） A、2~ B、~2Hz C、4~ D、8~ 10、车辆与半流体泥浆中所受的阻力与下列哪些因素有关（A、B、C、D ） A、泥浆密度 B、浸入面积 C、行驶速度 D、阻力系数 第1章汽车的动力性 1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 答：车轮滚动时，由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： （1）弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时 对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力 F z 并不沿车 轮中心（向车轮前进方向偏移 a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合， 贝U 有一附加的滚动阻力偶 矩T f F z a 。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力 F p 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 （2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车 轮前进产生阻力。 （3 ）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。 （4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。 1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具体 影响参考课本P9。 1.3确定一轻型货车的动力性能（货车可装用 4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算） ： 1） 绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2） 求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3） 绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用 2档起步加速行驶至 70km/h 的车速-时间曲线，或者 用计算机求汽车用 2档起步加速行驶至 70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的 Tq-n 曲线的拟合公式为 T q 19313 漪27祇）165?44（為2 40.874（总） 3 3-8445（ 1000）4 式中，Tq 为发动机转矩（N?m ） ;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速 n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 整车整备质量 总质量 车轮半径 2000kg 1800kg 3880kg 0.367m 传动系机械效率 滚动阻力系数 空气阻力系数池风面积 主减速器传动比 n t =0.85 f=0.013 C D A=2.77m 2 i 0=5.83 轴距 L=3.2m 飞轮转动惯量 二前轮转动惯量 四后轮转动惯量 变 I f =0.218kg?m 2 I w1=1.798kg ?m 2 I w2=3.598kg ?m 2 ig （数据如下 质心至前轴距离（满载） 质心高（满载） a=1.974m hg=0.9m 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力-行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽 一、设计目的 本次课程设计利用所学的汽车理论知识,计算某货车的燃油经济性,该汽车各参数为 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 r=0、367m 传动系传动效率 t=0、87 滚动阻力系数 f=0、013 空气阻力系数×迎风面积 C D ×A=2、77m2 主减速器传动比 i =5、28 飞轮转动惯量 I f =0、218kg*m2 二前轮转动惯量 I w1 =1、798kg*m2 四后轮轮转动惯量 I w2 =3、598kg*m2 1档2档3档4档 4档变速器6、09 3、09 1、71 1、00 汽车外特性的T q -n曲线拟合公式为 式中 T q 为发动机转矩(N·m);n为发动机转速(r/min) 发动机最低转速为600r/min,发动机最高转速为4000r/min。 汽车负荷特性曲线拟合公式为 表二:拟合式中各系数 怠速油耗:Q id =0、299ml/s(怠速转速400r/min) 题目要求: 1.根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转矩外 特性曲线; 2.绘制功率平衡图; 3.绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图; 4.绘制汽车最高挡与次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b; 5.绘制最高挡与次高档等速百公里油耗曲线; 6.求解六工况(GB/T 12545、2-2001)行驶的百公里油耗; 7.列表表示最高挡与次高挡等速行驶时,在20整数倍车速的参数值(将无意义 的部分删除),例表见表1。 经济性计算时,取汽油密度0、742g/mL,柴油密度0、830g/mL 二、解题过程 第一题:根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式,绘制功率外特性与转矩外特性曲线 汽车外特性的T q -n曲线拟合公式为 根据Matlab软件绘制功率外特性与转矩外特性曲线 先将n按定等长取不同的值,带入到拟合公式中,求得不同n下的T q ,然后通过T q 与n求得P e ,再绘制P e —n与T q —n图像。 第一章 汽车的动力性 1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： (1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =?。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 （2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。 （3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。 （4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。 1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。 1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率 ηt =0.85 滚动阻力系数 f =0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2 主减速器传动比 i 0=5.83 飞轮转动惯量 I f =0.218kg ?m 2 二前轮转动惯量 I w1=1.798kg ?m 2 四后轮转动惯量 I w2=3.598kg ?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L=3.2m 质心至前轴距离（满载） a=1.974m 质心高（满载） hg=0.9m 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽 1.什么是汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。评价指标：最高车速、加速能力、上坡能力。 2.驱动力的计算公式：F t=T tq i g i0εT/r，T tq (N·m) 3.汽车行驶速度计算公式：u a=0.377 r*n/i g i0 n(r/min) ,u a (km/h) 4.行驶阻力的4个组成部分：滚动阻力F f、空气阻力F w、坡道阻力F i、加速阻力F j 5.影响滚阻系数的因素：1行驶车速大于100km/h时，滚阻系数随车速↑而↑。2子午线轮胎在各种车速下都有较低的滚阻系数。3轮胎气压↑，滚阻系数↓。 6.空气阻力的分类：压力阻力、摩擦阻力。压力阻力又分为形状阻力、干扰阻力、内部阻力、诱导阻力。 7.C D值较小的车身具有的特点：○1汽车头部前段应尽量低矮○2车身各部件交接处过度应圆滑。○3整个车身应前倾1~2°○4轿车的纵向最大的横截面不宜过分前移○5汽车底部最好采用平滑整体的底板○6对于厢式车身结构的客车，应具有圆滑的拐角○7为了减少汽车发动机冷却和车身内部通风所引起的空气阻力，应将空气散热器及通风系统的进气孔布置在汽车前脸和前风窗下部正压力较大的部位。 8.汽车行驶方程式：T tq i g i0εT/r=G f cosα+C D Au a2 /21.15+ Gsinα+δmd u/d t 9.汽车行驶的驱动-附着条件：F f+F w+F i≤F t ≤F Zφφ 10.附着利用率：汽车的附着力占四轮驱动汽车附着力的百分比。 11.附着利用率：前轮驱动汽车＜后轮驱动汽车＜四轮驱动汽车。 12.影响附着系数的因素：○1路面越坚硬、微观粗糙，附着系数越高。松软土壤路面附着系数较小。潮湿、泥泞土路附着系数有明显的下降。○2轮胎花纹可提高轮胎的附着系数。○3子午线轮胎附着系数比一般轮胎高。○4车速↑附着系数↓。 13.利用驱动力-行驶阻力平衡图确定最高车速：图上F t4 曲线与F t+F w曲线相交点所对应的车速便是汽车的最高车速。确定汽车的爬坡能力：α=arcsin[（F t-(F f+F w)）/G]。 14.汽车的动力因数：它是指单位汽车总重力所具有的剩余驱动力，D=(F t-F w )/G= f cosα+sin α+δ/g*d u/d t。常将动力因数作为表征汽车动力性的指标。 15.汽车的功率平衡方程式：P e =1/εT （P f+P w+P i+P j）=1/εT (G f cosαu/3600+C D Au a3 /76140+ Gsinαu a /3600+δmu a /3600*d u/d t) ，当道路坡度较小时，令cosα≈1，sinα≈i。 16.负荷率：bc/ac。后备功率：ab段。阻力功率：bc段。 17.后备功率：当汽车以低于最高车速的某一车速行驶时，发动机输出的最大功率与以同样车速在水平良好路面上等速行驶所遇到的阻力功率之差，称为汽车在该车速时的后备功率。后备功率↑，动力性↑。 18.影响动力性等主要因素：○1发动机功率和转矩↑，动力性↑○2传动功率损失↓，汽车动力性↑○3汽车总质量↑，动力性↓。○4轮胎尺寸↓，动力性↑○5驾驶技术↑，动力性↑19.我国汽车的燃油经济性指标：汽车在一定工况下行驶100km时消耗的燃油升数，即L/100km。数值↑，燃油经济性↓ 20.评价汽车的燃油经济性指标：等速行驶百公里燃油消耗量。它指汽车在一定载荷下，以最高档在良好水平路面上等速行驶100km的燃油消耗量。 21. 等速行驶百公里燃油消耗量的计算：Q s =P b/1.02u aγ。Q s (L/100km)，b(g/kW·h)，γ(N/L)。 22.等加速工况汽车行驶距离：S a=(u a22-u a12 )/(25.92*d u/d t） 23. 等减速工况汽车减速时间：t=(u a2-u a3)/(3.6*d u/d t）。燃油消耗量：Q s=(u a2-u a3)/(3.6*d u/d t)Q i u(km/h)，d u/d t(m/s2)，Q s(mL) Qi(mL/s)，减速段行驶距离：S d =(u a22-u a32 )/(25.92*d u/d t）24.提高燃油经济性措施：○1采用稀燃技术和分层燃烧技术○2采用电子燃油喷射系统○3减轻汽车的整备质量（汽车轻量化）○4改善汽车外形，降低空阻系数和迎风面积○5增加变速器挡位（但不可过多）○6采用子午线轮胎○7提高驾驶技术○8挂车的运用○9定期检查汽车技术状况 第一章汽车的动力性 1.1 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动祖力。 2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力F Z相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大变大。即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z.?a阻碍车轮滚动。 3]作用形式: T f = Wf，T f = T f/r 1.2 滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。 1.3 =494.312+0.13U a2 由计算机作图有： 1.4 空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？ 答：动力性会发生变化。因为满载时汽车的质量会增大，重心的位置也会发生改变。质量增大，滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大，加速时间会增加，最高车速降低。重心位置的改变会影响车轮附着率，从而影响最大爬坡度。 1.5 如何选择汽车发动机功率？ 答：发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。若给出了期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于，但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和。发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。 在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。 1.6 超车时该不该换入低一挡的排挡？ 答：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换 第四章 4．1 一轿车驶经有积水层的—良好路面公路，当车速为100km/h 时要进行制动。问此时有无可能出现滑水现象而丧失制动能力?轿车轮胎的胎压为179．27kPa 。 答：假设路面水层深度超过轮胎沟槽深度 估算滑水车速：i h p 34.6=μ i p 为胎压（kPa ） 代入数据得：89.84=h μkm/h 而h μμ> 故有可能出现滑水现象而失去制动能力。 4．2在第四章第三节二中．举出了CA700轿车的制动系由真空助力改为 压缩空气助力后的制动试验结果。试由表中所列数据估算''2'22 1 ττ+的数值， 以说明制动器作用时间的重要性。 提示：由表4-3的数据以及公式max 2 02292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττ 计算' '2'22 1ττ+的数值。 可以认为制动器起作用时间的减少是缩短制动距离的主要原因。 4．3一中型货车装有前、后制动器分开的双管路制功系，其有关参数如下； 1)计算并绘制利用附着系数曲线与制动效率曲线。 2)求行驶车速30km/h ，在.0=?80路面上车轮不抱死的制动距离。计算时 取制动系反应时间s 02.0'2=τ，制动减速度上升时间s 02.0' '2=τ。 3)求制功系前部管路损坏时汽车的制功距离，制功系后部管路损坏时汽车的制功距离。 答案：1） 前轴利用附着系数为：g f zh b z L += β? 后轴利用附着系数为： ()g r zh a z L --=β?1 空载时：g h b L -=β?0 =413.0845 .085.138.095.3-=-? 0??> 故空载时后轮总是先抱死。 由公式()L h L a z E g r r r /1/?β?+-= = 代入数据r r E ?845.0449.21.2+= （作图如下） 满载时：g h b L -=β?0 =4282.017 .11 38.095.3=-? 0??<时：前轮先抱死 L h L b z E g f f f //?β?-= = 代入数据f E = f ?17.1501.11 -（作图如下） 0??>时：后轮先抱死 ()L h L a z E g r r r /1/?β?+-= = 代入数据r E = r ?17.1449.295.2+（作图如下） 汽车理论第五版习题集 一、填空题 1. 汽车动力性评价指标是: 汽车的最高时速 ﹑ 汽车的加速时间 和 汽车的最大爬坡速度 。 2. 传动系功率损失可分为 机械损失 和 液力损失 两大类。 3. 汽车的行驶阻力主要有 滚动阻力 、 空气阻力 、 坡度阻力 和 加速阻力 _。 4. 汽车的空气阻力分为 压力阻力 和 摩擦阻力 两种。 5. 汽车所受的压力阻力分为 形状阻力 ﹑ 干扰阻力 ﹑ 内循环阻力 和 诱导阻力 。 6. 轿车以较高速度匀速行驶时,其行驶阻力主要是由_ 空气阻力 _引起,而_ 滚动阻力 相对来说较小。 7. 常用 原地起步加速时间 加速时间和 超车加速时间 加速时间来表明汽车的加速能力。 8. 车轮半径可分为 自由半径 、 静力半径 和 滚动半径 。 9. 汽车的最大爬坡度是指 I 档的最大爬坡度。 10.汽车的行驶方程式是_ j i w f t F F F F F +++= 。 11.汽车旋转质量换算系数δ主要与 飞轮的转动惯量 、__ 车轮的转动惯量 以及传动系统的转动比有关。 12.汽车的质量分为平移质量和 旋转 质量两部分。 13.汽车重力沿坡道的分力成为 汽车坡度阻力 _。 14.汽车轮静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面之间的距离称为 静力半径 。 15.车轮处于无载时的半径称为 自由半径 。 16.汽车加速行驶时，需要克服本身质量加速运动的惯性力，该力称为 加速阻力 。 17.坡度阻力与滚动阻力均与道路有关，故把两种阻力和在一起称为 道路阻力 。 18.地面对轮胎切向反作用力的极限值称为 附着力 。 19.发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率称为 汽车的后备功率 。 20.汽车后备功率越大，汽车的动力性越 好 。 21.汽车在水平道路上等速行驶时须克服来自地面的__ 滚动_阻力和来自空气的_ 空气 _阻力。 第一章汽车动力性 ?汽车的6项基本性能包括哪些？ ?研究汽车性能、学习《汽车理论》课程的目的是什么？ ?对于汽车的各项性能，学习思路如何？ ?汽车动力性的三个评价指标的含义？ ?驱动力的计算公式及内涵？ ?什么是发动机的外特性和使用外特性？ ?传动系的机械效率受哪些因素影响？ ?轮胎型号225/45 R17 91W是何含义？如何计算车轮名义半径？ ?三种车轮半径的概念及区别？ ?滚动阻力、滚动阻力系数各受哪些因素影响？ ?什么是驻波现象？ ?驱动力是否为真正作用在汽车上驱动汽车前进的（反）作用力，请说明理由。 ?受力分析中会出现驱动力和滚动阻力吗？为什么？ ?什么是空气阻力？空气阻力的组成？ ?什么是空气升力？是如何产生的？ ?解释汽车加速行驶时质量换算系数的意义。 ?汽车旋转质量换算系数由哪几部分组成？与哪些因素有关？ ?写出汽车的行驶方程式，说明其含义。 ?什么是汽车驱动力-行驶阻力平衡图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？ ?什么是动力因数？动力因数的大小能直接反映汽车动力性吗？为什么？ ?什么是动力特性图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？ ?货车的一挡最大动力因数通常多大？为什么？ ?什么是汽车附着力？如何计算？与哪些因素有关？ ?汽车驱动-附着条件是什么？ ?什么是汽车的附着率，哪些情况汽车的附着率较大？ ?写出汽车功率平衡方程。通常用功率平衡图来分析汽车的什么性能？ ?什么是汽车的后备功率？后备功率与负荷率的关系如何？ ?空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？ ?超车时该不该换入低一档的排挡？为什么？ ?汽车车轮半径增大，其他参数不变时，对汽车的加速性能和爬坡性能有何影响？ ?说明小排量轿车、豪华轿车、商用车（载货汽车、大客车）、越野汽车采取何种驱动形式，并说明原因。 第二章汽车燃油经济性 ?美国、日本的燃油经济性评价指标是什么？ ?我国货车和轿车的经济性评价指标有何不同？ ?评价燃油经济性的工况包括哪些？ ?写出等速行驶工况燃油消耗量计算公式。如何应用该公式计算某挡某车速时的汽车百公里油耗？ ?加速行驶工况燃油消耗量如何计算？ ?影响汽车燃油经济性的使用因素有哪些？请说明原因。 第一章 汽车的动力性 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。 产生机理和作用形式： (1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =?。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。 （2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。 （3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。 （4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。 滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 传动系机械效率 ηt = 滚动阻力系数 f = 空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =?m 2 二前轮转动惯量 I w1=?m 2 四后轮转动惯量 I w2=?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L= 质心至前轴距离（满载） a= 质心高（满载） hg= 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽车行使方程理解正确，本题的编程和求解都不会有太大困难。常见错误是未将车速的单位进行换算。 1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? 答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。 2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。 3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T F f f = （f 为滚动阻力系数） 1.3 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力Ft= r i i T t o g tq η 行驶阻力F f +F w ＋F i +F j ＝G ?f + 2D 21.12 A C a u +G ?i+dt du m δ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0 g i n r 0.377 ua i ?= 432)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 行驶阻力为w f F F +： 2 15 .21a D w f U A C Gf F F +=+ 2 131.0312.494a U += 本题也可采用描点法做图： 由发动机转速在min /600n min r =，min /4000n max r =，取六个点分别代入 汽车理论第五版习题集 一、填空题 阻力。 6. 轿车以较高速度匀速行驶时，其行驶阻力主要是由空气阻力引起，而滚动阻力相对来 说较小。 7. 常用原地起步加速时间加速时间和超车加速时间加速时间来表明汽车的加速能力。 8. 车轮半径可分为自由半径、静力半径和滚动半径。 9. 汽车的最大爬坡度是指_1_档的最大爬坡度。 10. 汽车的行驶方程式是_____ F = F f + F w + F + F j _______________________________ 。 11. 汽车旋转质量换算系数S主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系统的转动比有关。 12. 汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。 13. 汽车重力沿坡道的分力成为汽车坡度阻力。 14. 汽车轮静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面之间的距离称为静力半径。 15. 车轮处于无载时的半径称为_____ 自由半径。 16. 汽车加速行驶时，需要克服本身质量加速运动的惯性力，该力称为加速阻力。 17. 坡度阻力与滚动阻力均与道路有关，故把两种阻力和在一起称为道路阻力。 18. 地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力__________ 。 19. 发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率称为汽车的后备功率 _________ 。 20. 汽车后备功率越大，汽车的动力性越好。 21. 汽车在水平道路上等速行驶时须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻 22. 汽车的行驶阻力中，滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下都存在的。_坡 度_____ 阻力和加速阻力仅在—定行驶条件下存在。 23. 汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气_____________ 。 24. 汽车的附着力决定于__ 附着系数_ 和地面作用于驱动轮的法向作用力。 25. 同一车速下，汽车应尽量用_高_档工作，以节约燃油。 26. 汽车燃油经济性常用的评价指标是_汽车等速行驶百公里燃油消耗量____________________ 。 27. 在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力称作_汽车的燃油经济 性__ 。 28. 汽车在接近于低速的中等车速车速行驶时燃油消耗量最低。 29. 拖带挂车后节省燃油消耗量的原因有两个：带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加， 使燃油消耗率b下降________ 和_________ 。 30. 传动系的档位数增多（增多或减少）时，有利于提高汽车的燃油经济性。 31. 汽车动力装置参数系指发动机的功率________ 和传动系的传动比__________ 。 32. 确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度 ______ 、附着率以及汽车 最低稳定车速_____ 。 33. 有的变速器设有超速档，其传动比（即输入转速与输出转速之比）的值小于1。 34. 汽车传动系各档的传动比大体上是按等比级数分配的。 35. 最大传动比确定之后，还应计算驱动轮的附着率_，检查附着条件是否满足上坡或 加速的要求。 36. 在确定汽车动力装置参数时应充分考虑汽车的动力性和燃油经济性这两 个性能的要求。 37. 设计中常先从保证汽车预期的_最高车速来初步选择发动机应有的功率。 38. 单位汽车总质量具有的发动机功率称为__ 比功率__o 39. 就普通汽车而言，传动系最大传动比是_变速器1档_ 传动比与_ 主减速器_ 传动 比的乘积。 40. 制动效能的恒定性主要是指一抗热衰退_ 性能。 41. 汽车的制动性主要由_ 制动距离与制动减速________ 、制动效能的恒定性________ 和_制动时汽车的方向稳定性 ______ _来评价。 42. 汽车只有具有足够的制动器制动力________ ，同时地面又能提供较高的- 附着力 第一章 汽车的动力性 1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N ?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率 ηt =0.85 滚动阻力系数 f =0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2 主减速器传动比 i 0=5.83 飞轮转动惯量 I f =0.218kg ?m 2 二前轮转动惯量 I w1=1.798kg ?m 2 四后轮转动惯量 I w2=3.598kg ?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L=3.2m 质心至前轴距离（满载） a=1.974m 质心高（满载） hg=0.9m 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽车行使方程理解正确，本题的编程和求解都不会有太大困难。常见错误是未将车速的单位进行换算。 2）首先应明确道路的坡度的定义tan i α=。求最大爬坡度时可以对行使方程进行适当简化，可以简化的内容包括两项cos 1α≈和sin tan αα≈，简化的前提是道路坡度角不大，当坡度角较大时简化带来的误差会增大。计算时，要说明做了怎样的简化并对简化的合理性进行评估。 3）已知条件没有说明汽车的驱动情况，可以分开讨论然后判断，也可以根据常识判断轻型货车的驱动情况。 解：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力Ft= r i i T t o g tq η 行驶阻力F f +F w ＋F i +F j ＝G ?f + 2D 21.12 A C a u +G ?i+dt du m δ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0 g i n r 0.377 ua i ?= 五、计算题1 1 某汽车的总质量m=4600kg,C D =0.75,A=4m 2, 03.01＝δ,03.02=δ,f=0.015,传动系机械效 率ηT =0.82,传动系总传动比10 0==g i i i ,假想发动机输出转矩为T e =35000N.m , 车轮半径 m r 360.0=，道路附着系数为4.0=?,求汽车全速从30km/h 加速至50km/h 所用的时间。 由于?>F F t ,所以，t u u a ?-=12,即s t 42.181.94.06.33050=??-=? 2 已知某汽车的总质量m=4600kg,C D =0.75,A=4m 2,旋转质量换算系数δ1=0.03,δ2=0.03,坡 度角α=5°,f=0.015, 车轮半径r r =0.367m ，传动系机械效率ηT =0.85,加速度 du/dt=0.25m/s 2,u a =30km/h,计算汽车克服各种阻力所需要的发动机输出功率？ kw dt du mu Au C Gu Gfu P a a D a a t e 18.573600 1)25.030460006.176********.05sin 3081.946005cos 3081.9015.04600(85.01)3600761403600sin 3600cos (133=???+??++??+???= δ++α+αη= 3 已知某车总质量为8025kg ,L =4m (轴距),质心离前轴的距离为a =2.5m ,至后轴距离为b =1.5m ,质心高度h g =1.15m ,在纵坡度为i =3.5的良好路面上等速下坡时 ,求轴荷再分配系数(注:再分配系数m f 1=F Z 1/F Z ,m f 2=F Z 2/F Z )。 N i F z 81.9309081.980255.25.115.15.11?=??+?+= N i F z 81.9493581.980255.25.115.15.22?=??+?-= 385.08025/30901==f m ,615 .0385.012=-=f m 4 已知某汽车发动机的外特性曲线回归公式为T t q =19+0.4n e -150×10-6n e 2 ，传动系机械效率ηT =0.90-1.35×10-4n e ，车轮滚动半径r r =0.367m,汽车总质量4000kg ，汽车整备质量为 1900kg ，滚动阻力系数f =0.009+5.0×10-5u a ,空气阻力系数×迎风面积＝2.77m 2,主减速器 速比i 0=6.0,飞轮转动惯量I f =0.2kg ·m 2,前轮总转动惯量I w 1=1.8 kg ·m 2, 前轮总转动惯量 I w 1=3.6 kg ·m 2,发动机的最高转速n max =4100r/min ,最低转速n min =720r/min ,各档速比为: 第一章 汽车的动力性 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）： 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q n n n n T =-+-+- 式中，Tq 为发动机转矩（N?m ）;n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速n min =600r/min,最高转速n max =4000r/min 。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 传动系机械效率 ηt = 滚动阻力系数 f = 空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =?m 2 二前轮转动惯量 I w1=?m 2 四后轮转动惯量 I w2=?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L= 质心至前轴距离（满载） a= 质心高（满载） hg= 分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对汽车行使方程理解正确，本题的编程和求解都不会有太大困难。常见错误是未将车速的单位进行换算。 2）首先应明确道路的坡度的定义tan i α=。求最大爬坡度时可以对行使方程进行适当简化，可以简化的内容包括两项cos 1α≈和sin tan αα≈，简化的前提是道路坡度角不大，当坡度角较大时简化带来的误差会增大。计算时，要说明做了怎样的简化并对简化的合理性进行评估。 3）已知条件没有说明汽车的驱动情况，可以分开讨论然后判断，也可以根据常识判断轻型货车的驱动情况。 解：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力Ft= r i i T t o g tq η 行驶阻力F f +F w ＋F i +F j ＝G ?f + 2D 21.12A C a u +G ?i+dt du m δ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0 g i n r 0.377 ua i ?= 由本题的已知条件,即可求得汽车驱动力和行驶阻力与车速的关系,编程即可得到汽车驱动力与行驶阻力平衡图。 第一章 动力性 1、某前轮驱动的轿车，其前轮负荷为汽车总重力的61.5%。该车的总质量=m 1600kg ， D C =0.45，A=2.002m ，f =0.02，=δ 1.00 。试确定该车在?=0.5的路面上的附着力， 并求由附着力所决定的极限最高车速与极限最大爬坡度及极限最大加速度。(在求最大爬坡度和最大加速度时可设W F =0)——2003 2、某4×2后驱动轻型货车的总质量m ＝3880kg ，轴距L ＝3.2m ，质心至前轴距离a ＝1.94m ，质心高度h g =0.9m ，车轮半径r ＝0.367m ，主减速器传动比i 0＝5.83，一档传动比i g1＝5.56，传动系机械效率T η＝0.85，发动机最大转矩tg T ＝175m N ?。 试求：汽车的最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率（忽略滚动阻力及驱动阻力）——2004 3、若后轴驱动的双轴汽车在滚动阻力系数f=0.03的道路上能克服道路的上升坡度角为α=200。汽车数据：轴距L=4.2m，重心至前轴距离a=3.2m，重心高度h g=1.1m，车轮滚动半径r=0.46m。问：此时路面的附着系数?值最小应为多少？——2005 4、若后轴驱动的双轴汽车在滚动阻力系数f=0.03的道路上能克服道路的上升坡度角为α=200。汽车数据：轴距L=4.2m，重心至前轴距离a=3.2m，重心高度h g=1.1m，车轮滚动半径r=0.46m。问：此时路面的附着系数?值最小应为多少？——2006 5、汽车用某一挡位在 f =0.03的道路上能克服的最大坡度I max =20%,若用同一挡位在f =0.02的水平道路上行驶，求此时汽车可能达到的加速度的最大值是多少？（δ=1.15 且忽略空气阻力）。——2007 6、若后轴驱动的双轴汽车在滚动阻力系数f=0.03 的道路上能克服道路的上升坡度角为α=20 。汽车数据：轴距L=4.25m ，重心至前轴距离a=3.52m ，重心高度hg =1.13m，车轮滚动半径r=0.45m 。问：此时路面的附着系数?值最小应为多少？——2010 第一章汽车得动力性 1、1 试说明轮胎滚动阻力得定义,产生机理与作用形式。 定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到得道路在行驶方向上得分力称为滚动祖力。 2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线与卸载变形曲线不重合会有能全损失,即弹性物质得迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。 当车轮不滚动时,地面对丰轮得法向反作用力得分布就是前后对称得;当 车轮滚动时,由于弹性阻滞现象,处于压缩过程得前部点得地面法向反作用力就会大于处于压缩过程得后部点得地面法向反作用力,这样,地面法向反作用力得分布前后不对称,而使她们得合力F Z相对于法线前移一个距离a,它随弹性迟滞损失得增大变大。即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z、?a阻碍车轮滚动。 3]作用形式: T f = Wf,T f = T f/r 1、2 滚动阻力系数与哪些因素有关？答:滚动阻力系数与路面得种类、行驶车速以及轮胎得构造、材料与气压有关。 1、3 =494、312+0、13U a2 由计算机作图有: 1、4 空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？ 答:动力性会发生变化。因为满载时汽车得质量会增大,重心得位置也会发生改变。质量增大,滚动阻力、坡度阻力与加速阻力都会增大,加速时间会增加,最高车速降低。重心位置得改变会影响车轮附着率,从而影响最大爬坡度。 1、5 如何选择汽车发动机功率？ 答:发动机功率得选择常先从保证汽车预期得最高车速来初步确定。若给出了期望得最高车速,选择得发动机功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时得行驶阻力功率之与。 发动机得最大功率但也不宜过大,否则会因发动机负荷率偏低影响汽车得燃油经济性。 在实际工作中,还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。不少国家还对车辆应有得最小比功率作出规定,以保证路上行驶车辆得动力性不低于一定水平,防止某些性能差得车辆阻碍车流。 1、6 超车时该不该换入低一挡得排挡？ 答:超车时排挡得选择,应该使车辆在最短得时间内加速到较高得车速,所以就是否应该换入低一挡得排挡应该由汽车得加速度倒数曲线决定。如果在该车速时,汽车在此排档得加速度倒数大于低排挡时得加速度倒数,则应该换入低一档,否则不应换入低一挡。 1、7 1.1什么是汽车的动力性，其评价指标是什么？各指标的含义是什么？ 汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。评价指标汽车的最高车速、汽车的加速时间、汽车能爬上的最大坡度。 最咼车速是指在水平良好的路面上汽车能达到的最咼行驶速度。汽车的加速时间表示汽车的加速能力，包括原地起步加速时间和超车加速时间。汽车爬坡能力是用满载或者一部分负载的汽车在良好路面上的最大爬上坡度表示的。 2.什么是汽车的驱动力，它与汽车的结构参数及发动机的性 能有何关系？汽车的驱动力汽车发动机产生的转矩，经传动系统传至驱动轮上，地面对车轮的反作用力与发动机转矩、变速器传动比、主减速器传动比、传动系的机械效率成正比，与车轮半径成反比。 3.何为发动机外特性？外特性：发动机节气门全开的速度特性。使用外特性：带上全部附件设备时的发动机特性。 差别：外特性的最大功率大于使用外特性。计算动力性用：使用外特性。机械损失：齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失。液力损失：消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失。 4.车轮自由半径：车轮处于无载时的半径。滚动半径：车轮 滚动距离与车轮滚动圈数的比值。静力半径：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。 5.何为汽车的驱动力图？当已知发动机使用外特性能及汽 车相应结构参数，如何作汽车的驱动力图？ 驱动力图：一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力。 用发动机外特性曲线、传动系传动比、传动效率、车轮半径等参数求出各个档位的驱动力值F t，再根据发动机转速求 出汽车行驶速度U a，即可求得F t —U a曲线。 6.汽车的行驶阻力有哪几项？滚动阻力的形成原因及其计算方法？滚动阻力系数的物理含义及其在各种路面上的取值范围，影响滚动阻力的主要因素是什么？ 1）滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力 2）车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的 相互作用力以及相应的轮胎和支承路面的变形，此时由于轮胎有内部摩擦产生弹性迟滞，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。F f Wf W—车轮负荷f —滚动阻力系数 3）滚动阻力系数是车轮在一定条件下滚动时所需之推力与 车轮负荷之比汽车理论第5版课后题答案
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