汽 車 理 論 總 復(fù) 習(xí) 2 汽 車 動 力 裝 置參 數(shù) 的 確 定汽 車 設(shè) 計 追 求的 是 最 高 性 價 比汽 車 理 論 主 要 研 究 汽 車 的 各 項 性 能 。動 力 性燃 油 經(jīng) 濟 性制 動 性操 縱 穩(wěn) 定 性平 順 性通 過 性汽車的性能主要包括 汽 車 運 用 工 程的 最 核 心 理 論 指 導(dǎo) 3 本 章 將 介 紹 汽 車 動 力 性 的 評 價 指 標 汽 車 的 驅(qū) 動 力 、 行 駛 阻 力 、 動 力 因 數(shù) 、 附 著 力 等 ； 介 紹 動 力 性 指 標 的 確 定 方 法 ； 功 率 平 衡 等 。 第 一 章汽 車 的 動 力 性 返 回 目 錄 4 第 一 章 汽 車 動 力 性汽 車 的 動 力 性 指標 返 回 目 錄1.最 高 車 速 uamax2.加 速 時 間 t3.最 大 爬 坡 度 imax 教 學(xué) 重 點 v 1. 汽 車 動 力 性 的 評 價 指 標v 2. 汽 車 的 驅(qū) 動 力 圖v 3. 滾 動 阻 力 、 空 氣 阻 力 、 加 速 阻 力 、 坡 道 阻 力v 4. 驅(qū) 動 力 行 駛 阻 力 平 衡 圖 分 析 汽 車 的 動 力 性v 5. 動 力 因 數(shù) -行 駛 阻 力 平 衡 圖 分 析 汽 車 的 動 力 性v 6. 功 率 平 衡 -行 駛 阻 力 平 衡 圖 ， 后 備 功 率 v 7. 驅(qū) 動 與 附 著 條 件 ， 附 著 力 與 附 著 率v 教 學(xué) 難 點 v 1. 滾 動 阻 力 及 滾 動 阻 力 系 數(shù)v 2. 附 著 力 與 附 著 率第 一 章 汽 車 動 力 性 6)( wfTe PPP 1 第 二 節(jié) 汽 車 燃 油 經(jīng) 濟 性 的 計 算由 和 在 萬 有 特 性 圖 上 可 確 定 燃 油 消 耗 率 b。 發(fā) 動 機 萬 有 特 性 圖和 汽 車 功 率 平 衡 圖計 算 的 基 本 依 據(jù)等 速 時 發(fā) 動 機 應(yīng) 提 供 的 功 率 為 ePau 7 et 367.1PbQ gb 燃 油 消 耗 率 ； 燃 油 的 密 度 （ kg/L） ；g 重 力 加 速 度 （ m/s2） 。汽 油 g=6.96 7.15N/L； 柴 油 g=7.94 8.13N/L。第 二 節(jié) 汽 車 燃 油 經(jīng) 濟 性 的 計 算汽 車 以 ua等 速 行 駛 時 ， 單 位 時 間 燃 油 消 耗 量 為 TG 單 位 時 間 耗 油 量 （ ml/s） 。 es a100102PbQ u g ea1.02Pbu g 第 二 節(jié) 汽 車 燃 油 經(jīng) 濟 性 的 計 算 A. 方 法 1(給 定 ig) )( wfTe PPP 1 Q-Ua發(fā) 動 機 萬 有 特 性 圖 功 率 平 衡 圖B. 方 法 2： (給 定 ig)Step: 20 1( )3600 21.151 1 10.3771 1 .1 1 1 1 1 1/1.02 ( , ) ( , )a D ae Ta g a anu C AuP Gfa e Lineal Insert Methodrnu i ia u ue a a an nu P bu nQ b p u g u Q u Q 第 二 節(jié) 汽 車 燃 油 經(jīng) 濟 性 的 計 算 10 b負 荷 率F FbF sQ貨 車 以 100tkm計 算 成 本 ， 折 算 到 每 噸 貨 物 的 油 耗 將 降 低 。整 車 整 備 質(zhì) 量裝 載 質(zhì) 量質(zhì) 量 利 用 系 數(shù) 帶 掛 車 運 輸1） 提 高 生 產(chǎn) 率 30 50 ；2） 降 低 油 耗 20% 30%。 較 大帶 掛 車 運 輸 時帶 掛 車 運 輸?shù)?三 節(jié) 影 響 汽 車 燃 油 經(jīng) 濟 性 的 因 素 11 發(fā) 動 機 的 最 經(jīng) 濟 工 況 最 小 燃 油 消 耗 特 性 發(fā) 動 機 負 荷 特 性 曲 線的 包 絡(luò) 線 是 發(fā) 動 機 提 供 一定 功 率 時 的 最 低 燃 油 消 耗率 曲 線 。 最 低 燃 油消 耗 率 曲 線 可 以 利 用 發(fā) 動 機 負 荷特 性 曲 線 找 到 發(fā) 動 機 提 供一 定 功 率 （ ） 時 最 經(jīng) 濟工 況 下 的 轉(zhuǎn) 速 （ n 3） 。 PePe 第 四 節(jié) 無 級 變 速 器 的 節(jié) 油 原 理 12mPe1000汽 車 比 功 率 max3aTDmaxaT 14.766.3 umACufg 由 比 功 率 確 定 發(fā) 動 機 功 率比 功 率 ： 單 位 汽 車 總 質(zhì) 量 具 有 的 發(fā) 動 機 功 率 ， 單位 ： kW/t。第 一 節(jié) 發(fā) 動 機 功 率 的 選 擇 13當(dāng) 時 ， 汽車 的 最 高 車 速 最 高 。 1） 最 高 車 速uamax1 uP3uamax2 uamax3 uamax1第 二 節(jié) 最 小 傳 動 比 的 選 擇 發(fā) 動 機 最 大 功 率 對 應(yīng) 的 車 速 ； 汽 車 的 最 高 車 速 。amax Pu u amaxuPu 14 i01的 后 備 功 率 最 小 ；i03的 后 備 功 率 最 大 ；i01的 燃 油 經(jīng) 濟 性 最 好 ；i03的 燃 油 經(jīng) 濟 性 最 差 。 1， 動 力 性好 ， 燃 油 經(jīng) 濟 性 差 。第 二 節(jié) 最 小 傳 動 比 的 選 擇 2） 后 備 功 率amax P/u u amax P/u uamax P/u u 15 0ga 377.0 iinru 0g12a1 377.0 ii rnu 0g21a2 377.0 ii rnu g12g21 inin g2g112 iinn 與 n的 關(guān) 系 a1u 第 四 節(jié) 傳 動 系 擋 數(shù) 與 各 擋 傳 動 比 的 選 擇 擋 n=n2時 的 車 速 為 擋 n=n 1時 的 車 速 為au 16制 動 性 的 評 價 指 標 包 括 ： 制 動 性 的 評 價 指 標第 四 章 汽 車 的 制 動 性 返 回 目 錄根據(jù)對汽車制動性的定義，如何確定制動性的評價指標？ 制 動 效 能 制 動 距 離 與 制 動 減 速 度 制 動 效 能 恒 定 性 制 動 時 的 方 向 穩(wěn) 定 性短 距 離 內(nèi) 停 車 ：下 長 坡 時 能 維 持 一定 車 速 的 能 力 ：方 向 穩(wěn) 定 性 ； 17 本 節(jié) 主 要 介 紹 ：一 是 地 面 制 動 力 、 制 動 器 制 動 力 及 其 與 附 著 力 的 關(guān) 系 ；二 是 介 紹 滑 動 率 的 概 念 ；三 是 分 析 制 動 力 系 數(shù) 、 側(cè) 向 力 系 數(shù) 與 滑 動 率 的 關(guān) 系 。第 四 章 汽 車 的 制 動 性制 動 時 車 輪 的 受 力 18 FXb、 F與 的 關(guān) 系F FFX bmax apFXb=F FF第 二 節(jié) 制 動 時 車 輪 的 受 力 19 w wu rr0 w r u w r0 wu u r w 100%us u w r0 ww 100%u ru 第 二 節(jié) 制 動 時 車 輪 的 受 力 滑 動 率 s的 計 算純 滾 動 時 u= 0， s = 0；純 滑 動 時 w=0， uw=u， s =100%；邊 滾 邊 滑 時 0 s 0， 所 以 RR0且 u R 汽 車 具 有 不 足 轉(zhuǎn) 向 特 性 Ku 1ch 當(dāng) maxsr 橫 擺 角 速 度 增 益 為 與 軸 距 L相 等 的 中性 轉(zhuǎn) 向 汽 車 橫 擺 角 速 度 增 益 的 一 半 。 稱 為 特 征 車 速 。 當(dāng) 不 足 轉(zhuǎn) 向 量 增加 時 ， K 增 大 ， 特 征 車 速 降 低 。2） 不 足 轉(zhuǎn) 向當(dāng) K 0 時 ， 由 2sr 1 KuLu 11 2 Ku橫 擺 角 速 度 增 益 比 中 性 轉(zhuǎn) 向 時 要 小 。第 三 節(jié) 線 性 二 自 由 度 汽 車 模 型 對 前 輪 角 輸 入 的 響 應(yīng)chu 47 第 三 節(jié) 線 性 二 自 由 度 汽 車 模 型 對 前 輪 角 輸 入 的 響 應(yīng) 48 2sr 1 KuLu 11 2 Ku橫 擺 角 速 度 增 益 比 中 性 轉(zhuǎn) 向 時 要 大 。r s 20 1 KuRR 由 Rb， 后 輪 是 限 制 汽 車越 過 臺 階 的 因 素 。第 六 節(jié) 汽 車 越 過 臺 階 、 壕 溝 的 能 力將 代 入 02/2/ 0cossin 0sincos 112 221 221 DfFGbLFDF GFFF FFfF 22w 11121 Dh 汽 車 理 論 總 復(fù) 習(xí) 練 習(xí) 題華 銳 學(xué) 院 理 工 系 汽 車教 研 室2015.12.6 一 名 詞 解 釋 （ 本 題 分 ， 每 題 分 ） 1.汽 車 比 功 率 2.動 力 因 數(shù) 3.同 步 附 著 系 數(shù) 4.側(cè) 偏 角 5.特 征 車 速 6.附 著 力 7.發(fā) 動 機 負 荷 率 8.轉(zhuǎn) 向 靈 敏 度 9.側(cè) 偏 剛 度 10.懸 架 側(cè) 偏 剛 度 二 填 空 （ 本 題 分 ， 每 空 分 ）1.汽 車 行 駛 的 充 分 條 件 是 和 必 要 條 件 是 _。 2.確 定 汽 車 動 力 性 評 價 指 標 可 用 圖 ， 圖 ， 圖 求 解 。3.汽 車 動 力 裝 置 參 數(shù) 是 指 、 。4.評 價 汽 車 制 動 效 能 的 指 標 是 和 。5.汽 車 穩(wěn) 態(tài) 駛 向 特 征 可 分 為 、 和中 性 轉(zhuǎn) 向 。6.在 車 輛 坐 標 系 中 ， 繞 ox,oy,oz三 個 坐 標 軸 轉(zhuǎn) 動 的 角 速 度 分 別為 、 和 。 7.汽 車 通 過 性 幾 何 參 數(shù) 有 、 、 、 和 。 8、 后 輪 驅(qū) 動 的 四 輪 汽 車 的 越 臺 能 力 由 _輪 決 定 ， 其 越 臺 能 力 可 表 示為 _。 9、 汽 車 動 力 因 數(shù) 是 _與 _之 比 。10、 汽 車 行 駛 時 一 直 存 在 的 阻 力 包 括 和 _。 12、 對 于 垂 直 振 動 、 人 體 最 敏 感 的 頻 率 范 圍 是 _; 對 于 水 平振 動 、 人 體 最 敏 感 的 頻 率 范 圍 是 _。 三 判 斷 （ 本 題 分 ， 每 題 分 ） 1.在 汽 車 功 率 平 衡 圖 中 ， 若 后 備 功 率 愈 大 ， 則 加 速 時 間 愈 大 ， 汽 車 動 力 性 愈 差 。 （ ） 2.輪 胎 氣 壓 對 滾 動 阻 力 系 數(shù) 影 響 很 大 ， 隨 著 氣 壓 的 降 低 ， 滾 動 阻 力 系 數(shù) 迅 速 降低 ， 因 此 ,滾 動 阻 力 降 低 。 ( ） 3.汽 車 列 車 運 輸 貨 物 ， 雖 然 總 的 燃 油 消 耗 量 增 加 了 ， 但 100tkm油 耗 卻 下 降 了 。 （ ） 4.在 選 擇 傳 動 系 最 小 傳 動 比 時 ， 要 考 慮 應(yīng) 有 足 夠 的 最 低 檔 動 力 周 數(shù) 。 （ ） 5.制 動 過 程 中 ， 若 只 有 前 輪 抱 死 ， 則 汽 車 能 沿 直 線 方 向 行 駛 ， 處 于 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 。 （ ） 6.前 后 輪 制 動 器 制 動 力 為 固 定 比 值 的 汽 車 ， 只 有 車 同 步 附 著 系 數(shù) 的 路 面 上 制 動時 ， 才 能 做 前 后 輪 同 時 抱 死 。 （ ） 7.人 體 對 震 動 最 敏 感 的 頻 率 范 圍 ， 垂 直 震 動 48hz。 （ ） 8.某 汽 車 的 靜 態(tài) 儲 備 系 數(shù) s.m.=-0.56,賊 汽 車 的 轉(zhuǎn) 向 特 性 為 不 足 轉(zhuǎn) 向 。 （ ） 9、 當(dāng) 汽 車 車 身 振 動 時 ， 如 阻 尼 比 增 大 ， 則 車 身 振 動 加 速 度 增 大 ， 懸 架 動 繞 度減 小 。 （ ） 10、 汽 車 離 去 角 越 大 ， 越 不 容 易 發(fā) 生 觸 頭 失 效 。 （ ） 11、 汽 車 在 良 好 路 面 行 駛 時 ， 道 路 對 從 動 輪 切 向 反 力 的 大 小 等 于 滾 動 阻力 。 （ ） 12、 汽 車 的 最 高 車 速 對 應(yīng) 于 發(fā) 動 機 的 最 高 轉(zhuǎn) 速 。 （ ） 13、 當(dāng) 汽 車 帶 掛 車 行 駛 后 ， 汽 車 單 位 行 駛 里 程 燃 油 消 耗 量 將 會 減 少 。 （ ） 14、 增 加 汽 車 變 速 器 的 檔 位 數(shù) ， 可 以 改 善 汽 車 的 動 力 性 和 經(jīng) 濟 性 。 （ ）15、 低 氣 壓 、 扁 平 率 大 和 子 午 線 輪 胎 的 附 著 系 數(shù) 較 一 般 輪 胎 為 高 。 （ ）16、 汽 車 制 動 跑 偏 可 以 通 過 調(diào) 整 和 改 進 設(shè) 計 來 消 除 的 。 （ ）17、 對 于 單 橫 臂 獨 立 懸 架 ， 在 小 側(cè) 向 加 速 度 時 ， 如 汽 車 右 轉(zhuǎn) 彎 行 駛 則 車輪 向 右 傾 斜 。 （ ）18、 提 高 車 身 固 有 頻 率 ， 可 以 減 少 車 身 振 動 加 速 度 。 （ ）19、 當(dāng) 汽 車 車 身 振 動 時 ， 如 阻 尼 比 增 大 ， 則 車 身 振 動 加 速 度 增 大 ， 懸 架 動 繞 度 減 小 。 （ ）20、 汽 車 離 去 角 越 大 ， 越 不 容 易 發(fā) 生 觸 頭 失 效 。 （ ） 四 簡 答 （ 本 題 分 ， 每 題 分 ） 1.分 析 汽 車 行 駛 時 產(chǎn) 生 滾 動 阻 力 的 原 因 。 2.用 動 力 因 數(shù) 描 述 汽 車 動 力 性 有 何 優(yōu) 點 。 3.汽 車 制 動 側(cè) 滑 時 ， 為 什 么 方 向 盤 向 側(cè) 滑 方 向 旋 轉(zhuǎn) 會 減 輕側(cè) 滑 。 4.確 定 汽 車 轉(zhuǎn) 向 特 性 總 共 有 哪 些 參 數(shù) ， 其 中 最 主 要 的 是 哪個 參 數(shù) 。 5.變 速 器 傳 動 比 通 常 的 分 配 規(guī) 律 是 什 么 ?為 什 么 ？ 6、 汽 車 行 駛 時 為 什 么 會 有 滾 動 阻 力 ？ 寫 出 滾 動 阻 力 計 算 式 。 7、 汽 車 列 車 運 輸 為 什 么 省 油 ？ 它 的 百 公 里 油 耗 是 否 會 減 少 ？ 8、 為 什 么 說 后 軸 先 抱 死 比 前 軸 先 抱 死 危 險 性 大 ？ 9、 汽 車 加 裝 橫 向 穩(wěn) 定 桿 的 主 要 作 用 是 什 么 ? 10、 人 體 對 振 動 的 反 應(yīng) 與 哪 些 因 素 有 關(guān) ？ v 五 計 算 分 析 題 （ 本 題 分 ， 每 題 分 ）v 1.某 自 重 4t的 汽 車 ， 測 得 其 最 大 制 動 力 為 2600N， 制 動系 反 應(yīng) 時 間 為 0.1秒 ， 制 動 力 上 升 時 間 為 0.2秒 ， 求 該 車 以車 速 30km/h在 平 坦 硬 實 路 面 上 的 緊 急 制 動 距 離 。 試 分 析 這個 制 動 距 離 是 否 符 合 國 家 標 準 。v 2.某 汽 車 后 輪 均 為 單 胎 ， 每 個 輪 胎 的 側(cè) 偏 剛 度 k= -595N/deg， 該 車 總 質(zhì) 量 M=2010kg， 軸 距 L=3.0m， 試 求 汽 車后 輪 載 荷 分 別 占 38%， 50%， 61%時 所 具 有 的 穩(wěn) 態(tài) 駛 向 特 性 ，并 計 算 Vch和 Vcr。 v 3、 某 二 自 由 度 轎 車 模 型 的 有 關(guān) 參 數(shù) 如 下 ：v m=1818kg Iz=3885kg m-2 L=3.0m a=1.46m b=1.54mv k1 =-62000N rad k2=-110000N rad v 試 求 ：v 1） 穩(wěn) 定 性 因 數(shù) K；v 2） 車 速 Va=22.35m s時 的 轉(zhuǎn) 向 靈 敏 度 ；v 3） 側(cè) 向 加 速 度 為 0.4g時 的 前 后 輪 側(cè) 偏 角 之 差 ；v 4） 車 速 Va=12m s時 的 固 有 園 頻 率 。 v 4、 某 4 2后 輪 驅(qū) 動 載 貨 汽 車 ， 滿 載 總 質(zhì) 量 為 9300kg， 額 定 裝 載 質(zhì) 量5000kg， 由 于 某 種 原 因 裝 載 質(zhì) 量 增 加 到 6500kg， 試 分 析 超 載 后 對 汽 車動 力 性 、 燃 油 經(jīng) 濟 性 和 制 動 性 將 會 有 什 么 影 響 ？v 5、 已 知 某 載 貨 汽 車 （ 無 ABS） ， 總 質(zhì) 量 為 1500kg， 軸 距 為 2.45m， 后 軸軸 荷 為 64 質(zhì) 心 高 度 為 0.85m， 同 步 附 著 系 數(shù) 為 0.6， 試 計 算 ：v 1) 該 車 前 、 后 制 動 器 制 動 力 分 配 比 例 ；v 2） 該 車 在 附 著 系 數(shù) 為 0.5的 路 面 上 不 抱 死 的 最 大 減 速 度 ；v 3） 該 車 達 到 附 著 極 限 時 的 地 面 垂 直 反 力 和 地 面 制 動 力 。 （ g取 9.8m/s2）v 6、 某 汽 車 總 質(zhì) 量 為 2000kg， 軸 距 為 3.2m軸 荷 分 配 為 前 軸 53.5 、 后 軸46.5 。v 1） 如 果 單 個 前 輪 胎 的 側(cè) 偏 剛 度 為 38000N rad， 后 輪 胎 的 側(cè) 偏 剛 度 為40000N rad， 試 確 定 該 車 的 穩(wěn) 態(tài) 轉(zhuǎn) 向 特 性 。v 2） 如 果 前 胎 用 一 對 子 午 線 輪 胎 替 代 ， 單 個 輪 胎 的 側(cè) 偏 剛 度 為 48000Nrad， 后 胎 保 存 不 變 ， 試 確 定 該 車 在 這 些 條 件 下 的 穩(wěn) 態(tài) 轉(zhuǎn) 向 特 性 。 v 3） 繪 制 該 車 上 述 兩 種 條 件 下 的 轉(zhuǎn) 向 靈 敏 度 曲 線 ， 并 標 出 特 征 車 速 或 臨界 車 速 。 六 綜 合 題1、 試 述 無 級 變 速 器 與 汽 車 動 力 性 、 燃 油 經(jīng) 濟 性 的 關(guān)系 。 2、 舉 出 三 種 表 示 汽 車 穩(wěn) 態(tài) 轉(zhuǎn) 向 特 性 的 方 法 ， 并 說明 汽 車 重 心 前 、 后 位 置 和 內(nèi) 、 外 輪 負 荷 轉(zhuǎn) 移 如 何影 響 穩(wěn) 態(tài) 轉(zhuǎn) 向 特 性 ？3、 汽 車 轉(zhuǎn) 彎 時 車 輪 行 駛 阻 力 是 否 與 直 線 行 駛 時 一樣 ？4、 某 種 汽 車 的 質(zhì) 心 位 置 、 軸 距 和 前 后 輪 胎 的 型 號 已定 。 按 照 二 自 由 度 操 縱 穩(wěn) 定 性 模 型 ， 其 穩(wěn) 態(tài) 轉(zhuǎn) 向特 性 為 過 多 轉(zhuǎn) 向 ， 試 找 出 五 種 改 善 其 轉(zhuǎn) 向 特 性 的方 法 。5、 汽 車 空 載 和 滿 載 是 否 具 有 相 同 的 操 縱 穩(wěn) 定 性 ? 6、 試 用 有 關(guān) 計 算 公 式 說 明 汽 車 質(zhì) 心 位 置 對 評 價 汽車 操 縱 穩(wěn) 定 性 、 穩(wěn) 態(tài) 響 應(yīng) 指 標 的 影 響 。