汽车理论 课后题答案 清华大学 余志生.doc

第一章

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）

1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？

提示：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。

1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，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）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。 3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ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Ⅱ档起步加速至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

4

32)

1000

(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq

为发功机转矩(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 =4000 r ／min

装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 0.367 m

传动系机械效率 ηт＝0.85 波动阻力系数 f ＝0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A ＝2.772

m 主减速器传动比 i

0＝5.83

飞轮转功惯量 I f ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 I w1＝1.798kg ·2m

四后轮转功惯量 I w2＝3.598kg ·2m 变速器传动比

i g (数据如下表)

轴距 L ＝3.2m

质心至前铀距离(满载) α＝1.947m

质心高(满载) h g ＝0.9m

解答：

1）（取四档为例）

由

u

F n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭

⎪

⎬⎫

→→→ 即

r

i i T F T

o g q t η=

4

32)

1000

(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= o

g i i rn u 377.0=

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 +=

由计算机作图有

※本题也可采用描点法做图：

由发动机转速在m in /600n min r =，m in /4000n max r =，取六个点分别代入公式：

……………………………… 2）⑴最高车速：

有w f t

F F F +=

⇒2

131.0312.494a t U F += 分别代入a U 和t F 公式：

2

)09

.6*83.53697.0*377.0(

131.0312.494367

.085

.0*83.5*9.6*n T q +=

把q T 的拟和公式也代入可得： n>4000

而4000m ax =n r/min

∴93.9483

.5*0.14000

*367.0*377.0max ==U Km/h

⑵最大爬坡度：

挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略：

⇒)(max w f t i F F F F +-=

⇒

Gf

F Gi t -=max

⇒013.08

.9*388014400

max max

-=-=

f G F i t =0.366

（3）克服该坡度时相应的附着率 z

x

F F =

ϕ

忽略空气阻力和滚动阻力得：

6.0947

.12.3*366.0/=====a il l a i F Fi z ϕ 3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626

)

(1f D g du dt a -==δ

（G

Fw

Ft D -=为动力因素）

Ⅱ时，2

2

02

2111r i i I m r I m T

g f w ηδ++=∑

2

222367

.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128

r

i i T F T

o g q t η=

4

32)

1000

(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=