汽车运用工程计算题

四、计算题（每题10分，共30分）

1.已知车速V a ＝30km/h ，道路坡度i ＝0.1，汽车总重G a ＝38000N ，车轮动力半径r d ＝0.367m ，传动效率ηt ＝0.85，滚动阻力系数f'＝0.013，空气阻力系数C D ＝0.75，汽车迎风面积A ＝3.8m 2汽油机i 0i g ＝18。求发动机的输出扭矩M e 。

解：

分）（分）

（因为：分）（310615.21)((20515.2102

20Nm r i i Av C f i G M dt

dv

dt

dv g G v A C f G i G r

i i M t

g a

D a e a a

a a D a a t

g e =⨯++==++

+=ηδη

2.某乘用车总重G a ＝1000kg ，汽车滚动阻力系数f'＝0.013，汽车迎风面积C D A ＝0.8m 2，车速V a ＝30km/h ，传动效率ηt ＝0.8，汽油密度ρ=0.714kg/L(7N/L)，发动机的比油耗g e ＝280g/kWh 。求汽车上坡（i=0.1）时的百公里油耗。 解：

分）（分）

5100/1615.21308.0)013.01.0(100007.08.036722805(15.21)(367222km L v A C f i G g Q a D a t e =⎥

⎦

⎤

⎢⎣⎡⨯++⨯⨯=

⎥⎦⎤⎢⎣

⎡

++=ρη 3.汽车以48km/h 紧急制动时的拖印长度为12m 。求路面的附着系数（g 取9.8m/s 2

）。

解： 分）分）＝5(75.0128.9236485(222

22

=⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛==

gs

v g v S a

a

φφ

3 汽车在水平道路上，轮距m B 45.1=,重心高度m h g 97.0=,道路横向附着系数39.0=l ϕ，以弯道半径R ＝1000m 做等速圆周运动,求汽车既不发生侧翻的极限车速和也

不发生侧滑的极限车速。

解：不发生侧滑的极限车速：

不侧翻的极限车速：

1 某汽车总质量m =4600kg, C D =0.75,A =4m 2,旋转质量换算系数

g

21（其中1,03.02=δ）

，,f =0.025,传动系机械效率ηT =0.82,传动系总传动比

10

0==g i i i （其中)

15.3=g

i

,假设发动机输出转矩为T e =20000N·m, 车轮半径m r

360.0=，道路附着系数为4.0=ϕ,求汽车全速从20km/h 加速10s 时所能达到的车速。

解：①计算t F 结果，

N r

i i T F g

tq t

5.4555582.0360.010

200000=⨯⨯=

=

。

N mg 4.1805040.0.81.94600=⨯⨯=ϕ

②由于ϕ

>F F

t

,所以，

2/924.381.94.0s m g a =⨯==ϕ

h km s m s s m s m at v v /28.161/8.4410/924.3/56.5201==⨯+=+=

1 某汽车总质量m=4600kg,C D =0.75,A=4m 2,旋转质量换算系数

g

i 211δδδ++=（其中

034

.01=δ,

0.032=δ）,012.0=f ,传动系机械效率ηT

=0.85,传动系总速比0

i i i g =（其中

12

.4,15.30==i i g ）,车轮滚动半径r =0.365m,发动机转矩m

N 24000⋅=tq

T

,道路附着系数

45.0=ϕ,求汽车全速从25km/h 加速至40km/h 所经过的路程。

①t F 计算过程：

N

r

i i T F g

tq t 8.85725345.0365.012

.415.3240000⨯⨯⨯=

=

N mg 7.2030645.0.81.94600=⨯⨯=ϕ

②由于ϕ>mg F t

,因此22

6.3256.3402-=ϕS g ,

m S 52.8=

2 某汽车的总质量m=4600kg, C D =0.75,A=4m 2,, 03.01＝δ,03.02=δ,f=0.025,传动系机械效率ηT

=0.85,传动系总传动比90==g i i i ,假想发动机输出转矩m N T tq ⋅=35000,

车轮半径m r

360.0=，道路附着系数为5.0=ϕ

,求汽车全速从20km/h 加速至40km/h 所经过的路程。

解：由于ϕ>mg F t

,因此2

2

6.3206

.3402-

=S g ϕ,m S

45.9=

3 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

035.01＝δ,

03

.02=δ,坡度角α=5°,f=0.017,传动系机械效率

84

.0=T η,传动系总传动比

9

0==g i i i ,

假想发动机外特性转矩为T e

=4000N·m , 车轮半径m r 367

.0=，加速度dV/dt=0.3m/s 2

,u a

=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？ kw dt

du m u Au C Gu Gfu P a a

D a a t e 18.6136001)

30.0304600065.176********.05sin 3081.946005cos 3081.9017.04600(84

.01

)

3600761403600sin 3600cos (133

=⨯⨯⨯+⨯⨯++⨯⨯+⨯⨯⨯=

+++=δαα

4 已知汽车的B =1.8m,h g =1.15m ,横坡度角为10°,R =22m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,不发生侧翻的最大车速是多少(假设横向附着系数足够大)?

解：

10cos 10sin 210cos 2

g g h r mv h mg b mg ⨯+⨯>⨯

，h km s m v

/53.40/26.11=<

5

某发动机前置轿车的轴距L =2.6m ，质心高度h g

=0.60m ，汽车的总质量为m =1200kg ，静止不动时前轴负荷为汽车总重的60％，后轴负荷为汽车总重的40％，计算汽车以2

/1s m dt

du

=的加速度加速时汽车前后轴动载荷。