第一章1.1、試說明輪胎滾動阻力的定義、產(chǎn)生機理和作用形式 ？答：1）定義：汽車在水平道路上等速行駛時受到的道路在行駛方向上的分力稱 為滾動阻力。2）產(chǎn)生機理：由于輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性輪胎在硬支撐路面上行駛時加載 變形曲線和卸載變形曲線不重合會有能量損失，即彈性物質(zhì)的遲滯損失。這 種遲滯損失表現(xiàn)為一種阻力偶。當(dāng)車輪不滾動時，地面對車輪的法向反作用力的分布是前后對稱的；當(dāng) 車輪滾動時，由于彈性遲滯現(xiàn)象，處于壓縮過程的前部點的地面法向反作用 力就會大于處于壓縮過程的后部點的地面法向反作用力，這樣，地面法向反 作用力的分布前后不對稱，而使他們的合力Fa相對于法線前移一個距離a,它隨彈性遲滯損失的增大而變大。即滾動時有 滾動阻力偶矩 Tf = Fza阻 礙車輪滾動。T f3）作用形式：滾動阻力 Ff = fw Ff = 7 （f為滾動阻力系數(shù)） 1.2、滾動阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？滾動阻力系數(shù)與路面種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)。1.3、確定一輕型貨車的動力性能（貨車可裝用 4檔或5檔變速器，任選 其中的一種進(jìn)行整車性能計算）：1）繪制汽車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車的最高車速、最大爬坡度及克服該坡度時相應(yīng)的附著率。3）繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車有II檔起步加速行 駛至70km/h的車速-時間曲線，或者用計算機求汽車用II檔起步加速至 70km/h的加速時間。輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)：汽油發(fā)動機使用外特性的Tqn曲線的擬合公式為Tq = 79.13 259.27() -165.44()100010002n 3n 440.874() - 3.8445()10001000式中，Tq為發(fā)功機轉(zhuǎn)矩（N m）; n為發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min）發(fā)動機的最低轉(zhuǎn)速 nmin=600r/min ,最高轉(zhuǎn)速nmax=4000 r/min2 m2 m裝載質(zhì)量整車整備質(zhì)量總質(zhì)量車輪半徑傳動系機械效率波動阻力系數(shù)空氣阻力系數(shù)x迎風(fēng)面積主減速器傳動比飛輪轉(zhuǎn)功慣量二前輪轉(zhuǎn)動慣量2000kg1800kg3880 kg0.367 mT T = 0.85f=0.0132 CDA = 2.77 mi0 = 5.83If = 0.218kg .Iw1 = 1.798kg 四后輪轉(zhuǎn)功慣量 變速器傳動比擋11檔U0W 昌 i vs L四排變速器6.093.WL711.00五打變速器5.562J691.6441.000.7軸距質(zhì)心至前鈾距離（滿載） 質(zhì)心高（滿載）2Iw2 = 3.598kg m ig（數(shù)據(jù)如下表）L=3.2m % = 1.947m hg= 0.9m解答:1）（取四檔為例）FtTqTq二F- uFtTq =i g i oTqigio T16542 一 n 34Q874J - 3.8441000行駛阻力為Ff +Fw：FfFw : Gf黑山494.312 0.131Ua2由計算機作圖有卵動力行戚圉力平衡圖1 UJUU90008000700060DD 500D40003ODD20001000in11一二上41111ii111-!(i11i. 上i1J111-a. a. a - i- - -a. L. a. a a&m11W14111/TVil|i141nt11iIPt tV:t3 Fw#f，!一1H1.1ZL1J_/ iy : J:_L1 1X 、1JID 2031口 40 叩 BO 7DBD 90100Ua(KnVh)本題也可采用描點法做圖：由發(fā)動機轉(zhuǎn)速在nmin =600r/min , nmax = 4000r/min ,取六個點分別代入公式:2) (1)最高車速：有 Ft =Ff - Fw_2= Ft =494.312 0.131Ua分別代入Ua和Ft公式:Tq* 6.9* 5.83* 0.850.377* 0.3697n 2二 494.312 0.131( -)20.3675.83* 6.09把Tq的擬和公式也代入可得:n>4000而 nmax = 4000 r/min.Umax =0.377* 0.367* 40001.0*5.83* =94.93 Km/h最大爬坡度:掛I檔時速度慢,Fw可忽略:=Fi = Ftmax(FfFw)=Gi = Ftmax- Gf= i maxFt maxfG1-0.0133880*9.8=0.366(3)克服該坡度時相應(yīng)的附著率FxFz忽略空氣阻力和滾動阻力得:Fiil 0.366* 3.2Fza/l a1.947=0.63)繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線(已裝貨)40.0626dtdug(D - f)Ft- Fw為動力因素)n時,二1FtTq 二1 1.798 3.5983800= 1.128Tqigio T十0.367219.13 259.27(10001 0.218* 3.092*5.832 *0.8538000.3672)-165.44(1000)2 40.874(1000)3 - 3.8445()41000CdA21.152Ua由以上關(guān)系可由計算機作出圖為：102030加I超嗖網(wǎng)”曲用計算機求汽車用IV檔起步加速至 70km/h的加速時間。（注：載貨時汽車用H檔起步加速不能至 70km/h） 由運動學(xué)可知：dt = -duat 1 du = A0 a即加速時間可用計算機進(jìn)行積分計算求出，且1uaa曲線下兩速度間的面積就是通過此速度去件的加速時間。經(jīng)計算的時間為：146.0535s1.4、 空車、滿載時汽車動力性有無變化？為什么？答：汽車的動力性指汽車在良好路面上直線行駛時，由縱向外力決定的所能達(dá) 到的平均行駛速度。汽車的動力性有三個指標(biāo)：1）最高車速 2）加速時間 3）最大爬坡度且這三個指標(biāo)均于汽車是空載、滿載時有關(guān)1.5、 如何選擇汽車發(fā)動機功率？答：依據(jù)（原則）：常先從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步選擇發(fā)動機應(yīng)有的功率。從動力性角度出發(fā)umax , i , t jPe旦3600這些動力性指標(biāo)：1P.PfPWtC D A 3u ua m axa m ax76140發(fā)動機的最大功率應(yīng)滿足上式的計算結(jié)果，但也不宜過大，否則會因發(fā)動機負(fù)荷率偏低影響汽車的燃油經(jīng)濟性。(詳見第三章課件)1.6、 超車時該不該換入低一檔的排檔？答：可參看不同i。時的汽車功率平衡圖:顯而可見，當(dāng)總的轉(zhuǎn)動比較大時，發(fā)動機后備功率大，加速容易，更易于達(dá)到較高車速。1.7、 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，裝有0.52L排量發(fā)動機的轎車，若是前置發(fā)動機前輪驅(qū) 動(F.F.)轎車，其平均的軸負(fù)荷為汽車總重力的61.5% ;若是前置發(fā)動機后輪驅(qū)動(F.R.)轎車，其平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的55.7%。設(shè)一轎車的軸距L =2.6m,質(zhì)心高度h = 0.57m。試比較采用F.F.及F. R.形式時的附著力利用情況， 分析時其前軸負(fù)荷率取相應(yīng)形式的平均值。確定上述F. F.型轎車在0=0. 2及0. 7路面上的附著力，并求由附著力所決定的權(quán)限最高車速與極限最大爬坡度及 極限最大加速度(在求最大爬坡度和最大加於度時可設(shè)Fw = 0)。其他有關(guān)參數(shù)為：m=1600kg, CD = 0.45, A = 2.00m2, f=0.02, S=1.00。答：1對于F-F型轎車： 最大驅(qū)動力等于前輪附著力Fxbmax :一Fz-61.5%mg對于F-R型轎車: 最大驅(qū)動力等于后輪附著力Fxbmax = F = Fz = (1 一 55.7%)mg=44.3%mg顯然F-F型轎車總的附著力利用情況較好2 > (1)對于* = 0.2 :Fxbmax = F： = Fz = 1928.64N1 i-. i- dC Cd a- i 2極限車速：Fxbmax- Ff Fw- GfU a21.15=Uamax = 194.8km/h極限爬坡度：Fxbmax = Ff . Fi = Gf Gii maxF xb max二 imax1600*9.8二 0.13極限加速度:Fxbmax = Ff Fj = Gfm-dUxbi maxi j出=1.01km/(hs)dU F - Gf( ,. ) maxdtm(2)同理可有：當(dāng)中=0.7時,Uamax = 388.0km/hamaxi 0.4105maxdU()max = 4.023km/(hs) dt1.8、 一轎車的有關(guān)參數(shù)如下：總質(zhì)量 1600kg;質(zhì)心位置：a=1450mm, b= 1250mm, hg= 630mm;發(fā)動 機最大扭矩 Memax = 140N m; I擋傳動比il =0.385;主減速器傳動比io= 4 . 08;傳動效率刀m = 0.9;車輪半徑r = 300mm;飛輪轉(zhuǎn)動慣量If = 220.25kg m ；全部車輪的轉(zhuǎn)動慣量12 Iw = 4.5kg - m (其中，前輪的Iw = 2.25 kg m2,后輪的 Iw =2.25 kg m2)。若該轎車為前輪驅(qū)動，問：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0.6時，在加速過程中發(fā)動機扭矩能否充分發(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、后方向b的位置（即b值），才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令 -x 100%為前軸負(fù)荷率，求原車的質(zhì)心位置改變后，該車的前軸負(fù)荷率。解題時，為計算方便，可忽略滾動阻力與空氣阻力。解：1先求汽車質(zhì)量換算系數(shù) & :.2. 21 Iw 1 Ifig i0 T、=11 22m r m r代入數(shù)據(jù)有：=1.4168若地面不發(fā)生打滑，此時，地面最大驅(qū)動力F Ttqigi0 tF xb1maxF tr=Fxb1max = 6597.36N由于不記滾動阻力與空氣阻力，即 Ff、Fw = 0這時汽車行駛方程式變?yōu)镕t n FiFjT i ictq g 1 0 tGidudteMax = 140N M 代入有:=(du)max = 2.91maxdt再由FzigTdu mdtFw, c b GL將(%max代入上試有dthgdu m - dtFz1min = 6180.27N此時:Fz1將出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,所以：在加速過程中發(fā)動機扭矩不能否充分發(fā)揮。<2>調(diào)整:要使發(fā)動機扭矩能否充分發(fā)揮，則:應(yīng)使:其中:6597.36N 不變,則由公式:Fz1c bhgGL Ldu mdt得出:b=1704.6mmb .前軸負(fù)荷率為：j 100% =1704.6*100%(1250 1450)二 63.1%1.9、 一輛后袖驅(qū)動汽車的總質(zhì)量2152kg,前軸負(fù)荷52%,后軸負(fù)荷48%,主 傳動比io= 4.55,變速器傳動比：一擋：3.79,二擋：2.17,三擋：1.41,四擋： 1.00,五擋：0. 86。質(zhì)心高度 hg = 0.57m, CdA=1.5m2,軸距 L = 2.300m, 飛輪轉(zhuǎn)動慣量If=kg m2,四個車輪總的轉(zhuǎn)動慣量Iw= 3.6kg m2,車輪半 徑r= 0.367m。該車在附著系數(shù) W = 0.6的路面上低速滑行曲線和直接擋加速 曲線如習(xí)題圖1所示。國上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線 v= 19.76 0.59T, v的2單位為km/h, T的單位為s,直接擋最大加速度 max= 0.75m/s （us=50km/h）。 設(shè)各擋傳動效率均為0.90,求：1）汽車在該路面上的波動阻力系數(shù)。2）求直接擋的最大動力因素。3）在此路面上該車的最大爬坡度。答：1由汽車行駛方程式：Ft = FfFwFiFj低速滑行時，F(xiàn)w 0 , Fj 0此時：FtFf由低速滑行曲線擬臺直線公式可得：意T的單位換算）dv(19.76 - 0.59T)gdt0.060 （此處參考答案有誤，應(yīng)注2直接檔，ig = 1以四檔為例先求汽車質(zhì)量換算系數(shù)代入數(shù)據(jù)得：二2.Lw1Ifig i02 T1.02 6 6再有動力因素公式:dUgdt其中: 0.060所以:D max-( gdUdt)max而:dUdt2)max = 0.75m/s1.0266Dmax = 0.060 *0.75*3.6max9.81: 0.342553由6Dm a X (gdUdt可得，最大爬坡度為:maxi max=imax = 0.28255amax16.41第二章2.9、 踩車開得慢，油門踩得小，就一定省油”，或者“只要發(fā)動機省油，汽車 就一定省油”，這兩種說法對不對？答：均不正確。由燃油消耗率曲線知：汽車在中等轉(zhuǎn)速、較大檔位上才是最省油的。此時，后備功率較小，發(fā)動機負(fù)荷率較高燃油消耗率低，百公里燃油消 耗量較小。發(fā)動機負(fù)荷率高只是汽車省油的一個方面， 另一方面汽車列車的質(zhì)量 利用系數(shù)（即裝載質(zhì)量與整備質(zhì)量之比）大小也關(guān)系汽車是否省油。 ，2.10、 試述無級變速器與汽車動力性、燃油經(jīng)濟性的關(guān)系提示：采用無級變速后，理論上克服了發(fā)動機特性曲線的缺陷，使汽車具有 與等功率發(fā)動機一樣的驅(qū)動功率，充分發(fā)揮了內(nèi)燃機的功率，大地改善了汽車動力性。同時，發(fā)動機的負(fù)荷率高，用無級變速后, 使發(fā)動機在最經(jīng)濟工況機會增多，提高了燃油經(jīng)濟性。2.11、 用發(fā)動機的“最小燃油消耗特性”和克服行駛阻力應(yīng)提供的功率曲線,確定保證發(fā)動機在最經(jīng)濟工況下工作的“無級變速器調(diào)節(jié)特性”。答：: 無級變速器傳動比I與發(fā)動機轉(zhuǎn)速及期限和行駛速度之間有如下關(guān)系：i = 0.377 - inr0Ua=A Ua（式中A為對某汽車而言的常數(shù)A = 0.37盧）io當(dāng)汽車一速度Ua在一定道路沙鍋行駛時，根據(jù)應(yīng)該提供的功率:Pe =PPw由“最小燃油消耗特性”曲線可求出發(fā)動機經(jīng)濟的工作轉(zhuǎn)速為ne。將Ua, n；代入上式，即得無級變速器應(yīng)有的傳動比i。帶同一戶植的道路上，不同車速時無級變速器的調(diào)節(jié)特性。2.12、 如何從改進(jìn)汽車底盤設(shè)計方面來提高燃油經(jīng)濟性 ？提示：縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量大型轎車費油的原因是大幅度地增加了滾動阻力、空氣阻力、坡度 阻力和加速阻力。為了保證高動力性而裝用的大排量發(fā)動機，行 駛中負(fù)荷率低也是原因之一。汽車外形與輪胎降低Cd值和采用子午線輪胎，可顯著提高燃油經(jīng)濟性。2.13、 為什么汽車發(fā)動機與傳動系統(tǒng)匹配不女?會影響汽車燃油經(jīng)濟性與動力性？試舉例說明。提示：發(fā)動機最大功率要滿足動力性要求（最高車速、比功率）最小傳動比的選擇很重要，（因為汽車主要以最高檔行駛）若最小傳動比選擇較大，后備功率大，動力性較好，但發(fā)動機負(fù)荷率較低， 燃油經(jīng)濟性較差。若最小傳動比選擇較小，后備功率較小，發(fā)動機負(fù)荷率較 高，燃油經(jīng)濟性較好，但動力性差。若最大傳動比的選擇較小，汽車通過性會降低；若選擇較大，則變速器傳動 比變化范圍較大，檔數(shù)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同時，傳動比檔數(shù)多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率的機會， 提高了汽車的加 速和爬坡能力，動力性較好；檔位數(shù)多，也增加了發(fā)動機在低燃油消耗率區(qū) 工作的可能性，降低了油耗，燃油經(jīng)濟性也較好。2.14、 試分析超速擋對汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的影響。提示：因為汽車并不經(jīng)常以此速度行駛，低速檔只要滿足動力性的要求。2.15、 習(xí)題圖2是題1.3中貨車裝用汽油發(fā)動機的負(fù)荷特性與萬有特性。負(fù)荷特 性曲線的擬合公式為_ _2 _3 _4b . Bo 酮 B2E2 切3 B,R4式中，b為燃油消耗率g/（kw. h）; Pe為發(fā)動機凈功率（kw）IO2030405060發(fā)動機功*，J KWb)習(xí)眩圖2 汽油發(fā)動機的負(fù)荷特性與萬有特性 a)負(fù)荷特性 b)萬有特怦18f5r/mifi 212Q7r/min 3-1614c/ min 42O12r/nun 52603 r/min 63006r/min 7-34O3r/min 838O4r/muin/ (rmin-)Bo%48151326.8-416.4672.379-5.862912071354.7-303.9836.657一 2.055316141284.4-189.7514.524-O.5U&420121122.9- 121.597.0035一。.儂 1726031141.0-98.8934.4763-0.09107730061051.2-73.7142.85930.0513834031233.9-84.4782.97880.0474493884112.7-45.2910.71113-0.00075215擬合式中的系數(shù)為怠速油耗Qid=0299mL/s （怠速轉(zhuǎn)速400r/min）。計算與繪制題1.3中貨車的1）汽車功率平衡圖。2）最高檔與次高擋的等速百公里油耗曲線?；蚶糜嬎銠C求貨車按 JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公路油耗。計算中確定 燃油消耗率值b時，若發(fā)動機轉(zhuǎn)速與負(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。六工況循環(huán)的參數(shù)如下表工況累積行時闿介聶武時間/B車速/ (kmM)說 明f507,27.225等 %1120016J23.925-40勻加速度為。.加Of4W22.546.4,40等建IV62514.D60.440-50勻加速度為0,2Dra/JV87518.07S.450等3101519.397750-25勻加速度為。.招si/J參看圖2-2。(汽油的密度是0.7g/cm3)答：1) 考慮空車的情況 發(fā)動機輸出功率：P = Tqiio T u/3600 earTq = -19.13 259.27() - 165.44()2 40.874()3 - 3.8445()4 1000100010001000Ua0.377rnigio由以上三條關(guān)系式，可以繪出各個檔位下發(fā)動機的有效功率圖。再有阻力功率:PfPw1 Gf ua( aT 3600CdA Ua37614037.647*10 3ua-533.638*10 5ua由以上信息作出汽車功率平衡圖如下:玷事H片圈m ZJ 劉勒I9D 印 汨 那如爆卜耐2)考慮滿載時情況等速百公里油耗公式：QsPebe1.02 ua g(L/100Km)Ua0.377rnigio由 Pe最高檔時:ig = 1,不妨取Pe = 18Kwi :n=815r/min,即 Ua = 19 .34 Km / h由負(fù)荷特性曲線的擬合公式： _ _ _ 2 _ _ 3 _ _ 4b= B。 B1E B2EB3EB4E=b = 1740.2g/(Kw h)=Qs = -Pb = 231.2L1.02ua gii :n=1207r/min,即 ua = 28 .64 Km / h由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得：=b = 295.0g/(Kw h)=Qs = 26.0Liii :n=1614r/min,即 u a = 38 .30 Km / h由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得：=b = 305.2g/(Kw h)=Qs = 20.5Liv :n=2603r/min,即 Ua = 61 .77 Km / h由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得=b = 280.1g/(Kw h)=Qs = 11.7Lv :n=3403r/min,即 Ua = 80 .75 Km / h由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得：=b = 431.3g/(Kw h)=Qs = 13.6L svi :n=3884r/min,即 ua = 92 .17 Km / h由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得：=b = 529.4g/(Kw h)=Qs = 14.8L s故有以上各個點可以做出最高檔的等速百公里油耗曲線cn等速百公里軸耗曲陵4540弟30? 2S a20IEIlD6 a-1!-： ! !k- i5、一-T*_ _ _ _ _ _ _ _G304Ja so so zu a UXKm/h)D 3D 1(U同樣，可做出次高擋的等速百公里油耗曲線（省略）2.16、 輪胎對汽車動力性、燃油經(jīng)濟性有些什么影響 ？提示：2.17、 為什么公共汽車起步后，駕駛員很快換入高檔 ？提示：汽車起步后換入高檔，此時，發(fā)動機負(fù)荷率大，后備功率小，燃油經(jīng)濟性較高2.18、 達(dá)到動力性最佳的換擋時機是什么？達(dá)到燃油經(jīng)濟性最佳的換檔時機是什么？二者是否相同？ 答：動力性最佳：只要Ft YFw+Ff)max時換檔，以 1.3題圖為例,在Fti 一(Fwi 十 Ffi) > Ft2 -(Fw2 + Ff2)時換檔顯然滿足動力性最佳。燃油經(jīng)濟性最佳要求發(fā)動機負(fù)荷率高，后備功率低。由下圖知，在最高檔時，后備功率最低，燃油經(jīng)濟性最佳。功率平衡圖20I1-I1i1;r_ _ p _ _ii r -187金16Pel/K產(chǎn)二*二爻T4i-A-/-* !j-pay12Ik 7 i手-A：國,1- 痣10r - 8 6卜/ 日j j. 一,L4-I2/i.41FilJii/ =II i11典._i- -r1iiiiC102030 4D 506070ao9DUa(Km/h)第三章改變1. 3題中輕型貨車的主減速器傳動比，作出io為5.17、5.43、5.83、6.17、6.33時的燃油經(jīng)濟性一加速時間曲線，討論不同io值對汽車性能的影響和采用不同變速器 對汽車性能的影響。（汽油的密度是0.7g/cm3）答：i0=5.17時，百公里消耗燃油：（以最高檔，較高轉(zhuǎn)速（n取3403r/min ）,最經(jīng)濟負(fù)荷（即90%負(fù)荷大約18Kw）行駛時油耗）：一 0.377rn此;時：ua1iiigio0.377*0.367*34031*5.17=91.07Km/h_ _ _ 2_ _ 3_ _ 4bi二 B。BiPB2PB3PB4P=b1 = 431.3g/(Kw h)將bi, Ua1代入下式得:Pebe1.02 ua g=Qs = 12.17L加速時間：（這里以最高檔四檔、速度由0力口速至U 96.6Km/h的時間）因與題1.3第三問求法相同，這里不在累述，可直接有計算機求得:加速時間t=684.97siO=5.43時，百公里消耗燃油：同上可得：Qs = 12.78L冬 加速時間t= 665.78si0=5.83時，百公里消耗燃油：同上可得：Qs = 13.72L加速時間t=643.91sio =6.17時，百公里消耗燃油：同上可得：Qs = 14.52L加速時間t=630.14sio =6.33時，百公里消耗燃油：同上可得：Qs = 14.90L加速時間t=624.77s由以上數(shù)據(jù)可做出燃油經(jīng)濟性一加速時間曲線如下:B8QB7OB6QE5QB40B3OB2Q6106001燃油經(jīng)濟性一加速時間曲線*6 33，-6.17、5 B3121251313.S1414 515Os(L)100km/h時要進(jìn)行制動。第四章?轎車輪胎的胎壓為179. 27kPa4. 1一轎車駛經(jīng)有積水層的一良好路面公路，當(dāng)車速為 問此時有無可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象而喪失制動能力答：假設(shè)路面水層深度超過輪胎溝槽深度估算滑水車速：=6.34國Pi為胎壓（kPa）代入數(shù)據(jù)得：4=84.89km/h而R a d故有可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象而失去制動能力。4. 2在第四章第三節(jié)二中.舉出了 CA700轎車的制動系由真空助力改為壓縮空氣助力后的制動試驗結(jié)果。試由表中所列數(shù)據(jù)估算 全十、的數(shù)值，以說明制動器作用 2時間的重要性。u u u u uii2提示：由表4-3的數(shù)據(jù)以及公式s = 212+NiUao+ua0一3.612 ）25.92abmax，二.1 ,計算A-；2的數(shù)值?？梢哉J(rèn)為制動器起作用時間的減少是縮短制動距離的主要原因。4. 3中型貨車裝有前、后制動器分開的雙管路制功系，其有關(guān)參數(shù)如下；1）計算弁繪制利用附著系數(shù)曲線與制動效率曲線。2）求行駛車速30km/h,在平=0.80路面上車輪不抱死的制動距離。計算時取制動系一、 一 1 H 反應(yīng)時間 = 0.02s,制動減速度上升時間 = 0.02s。3）求制功系前部管路損壞時汽車的制功距離，制功系后部管路損壞時汽車的制功距離。載荷垢埔旗心超軸距Um質(zhì)心至麻拙盛離“E制動力分配累數(shù)3交章4iO亞耶53.9502.1000.38滿蛀9290IJ7O守血2 0500.38答案：1）， ，一L z 前軸利用附著系數(shù)為：f =3： b zhg后軸利用附著系數(shù)為：r =空載時： 0hg3.95 0.38 -1.85 二-0.4130.845故空載時后輪總是先抱死。由公式za/ L-1 -rhg/L代入數(shù)據(jù)Er2.12.449 0.845 r（作圖如下）滿載時:<P0Lb3.95 0.38 -1hg1.17= 0.4282中父中。時：前輪先抱死Efb/Lfhg/L代入數(shù)據(jù)E，=1Je（作圖如下）邛 下邛。時：后輪先抱死E _ z _ a/Lr1一 1，rhg/L代入數(shù)據(jù)Er =2.952.449 1.17 : r（作圖如下）.20Q 0.10.20.30.40 5 D.B 0.7 口舊 09附著系數(shù)8 B 4 . S端莓帕滿載時：Er=0.602）由圖或者計算可得：空載時 邛=0.8制動效率約為0.7因此其最大動減速度abmax=0.8g 0.7= 0.56g代入公式:1s 二3.622 , ,ua0-2 Ua0 225.92%max0.02 002303=6.57m25.92 0.56g代入數(shù)據(jù)空載時:Ef=0.57由圖或者計算可得:滿載時制動效率為0.87因此其最大動減速度a0.8g 0.87 = 0.696gb max制動距離3）1s 二3.622 ua02Ua025.92abmax13.60.020.02 30230225.92 0.696 g=5.34mA.若制動系前部管路損壞G duFxb2Gzg dtGFz2 = L（a -zhg）=后軸利用附著系數(shù)Lza - zhg二后軸制動效率Erra/L1rhg/La）空載時其最大動減速度abmax =0.8g 0.45 = 0.36g2Ua025.92abmax代入公式:1s 二3.6口0.02+嗎乂30 + 3=10.09m3.6 <2 !25.92 m 0.36gb）滿載時 其最大動減速度abmax = 0.8g M 0.6= 0.48g代入公式:1s 二3.6,22 Ua022Ua025.92abmax13.630230=7.63m25.92 0.48gFxbiGdu 二Gz g dt0.020.02 302B.若制動系后部管路損壞Fzi 二 L（b zhg）=前軸利用附著系數(shù)Lzb zhg=前軸制動效率Efb/L1 - fhg/L滿載時：Ef=0.33a）空載時其最大動減速度abmax =0.8g 0.57 = 0.456g代入公式:1 s =3.6- 22 萬 ua02Ua025.92abmax3.60.0230225.92 0.456g=8.02mb）滿載時 其最大動減速度abmax = 0.8g黑0.33 = 0.264g代入公式:1s 二3.62 - ua022a02Ua025.92abmax13.60.02 等 3030225.92 0.264 g=13.67m4. 4在汽車法規(guī)中，對雙軸汽車前、后軸制功力的分配有何規(guī)定。說明作出 這種規(guī)定的理由？答：為了保證制動時汽車的方向穩(wěn)定性和有足夠的制動效率，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會制定的ECE R13制動對雙軸汽車前、后輪制動器制動力提出了明確的要求。我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBT240007-89也提出了類似的要求。下面以轎車和最大總質(zhì)量大于3.5t的貨車為例予以說明。法規(guī)規(guī)定：對于中=0.20.8之間的各種車輛，要求制動強度z - 0.1 0.85（ ： -0.2）車輛在各種裝載狀態(tài)時，前軸利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線之 圖*斐阻法規(guī)轎車的制動力分大二ffi 4-M ECE法規(guī)貨車的制動力分配大3.5t的貨車，在制動強度z = 0.150.3之間，每根軸的利用附著系數(shù)曲線位于 5 = z0.08兩條平行于理想附著系數(shù)直線的平行線之間；而制動強度 z20.3時，后軸的利用附著系數(shù)滿足關(guān)系式z之0.3+0.74（中一0.38）,則認(rèn)為也滿足了法規(guī)的要求。但是對于轎車而言，制動強度在0.30.4之間，后軸利用附著系數(shù)曲線不超過直線中 = z + O05的條件下，允許后軸利用系數(shù)曲線在前軸利用附著系數(shù)曲線的上方。4. 5一轎車結(jié)構(gòu)參數(shù)問題1.8中給出的數(shù)據(jù)一樣。轎車裝有單回路制動系，具制功器制動力分配系數(shù)P =0.65。試求：1）同步附著系數(shù)。2）在中=0.7路面上的制動效率。*3）汽車此時能達(dá)到的最大制動減速度（指無任何車輪抱死時）f。4）若將設(shè)車改為雙回路制動系統(tǒng)（只改變制動的傳動系，見習(xí)題圖3）,而制動器總制動力與總泵輸出管路壓力之比稱為制功系增益，弁令原車單管路系統(tǒng)的增益為G 。確定習(xí)題圖3中各種雙回路制動系統(tǒng)以及在一個回路失效時的制動系增益。習(xí)題圖3三種不同的雙回路制動系統(tǒng)5）計算：在邛=0.7的路面L。上述各種雙回路系統(tǒng)在一個回路失效時的制功 效率及其能達(dá)到的最大制功減速度。6）比較各種雙回路系統(tǒng)的優(yōu)缺點一 一e L -b 2.7 0.65 - 1.25答案：1)同步附著系數(shù) = 0.8ha0.63g2)因=0.7 <%所以前輪先抱死f =0.7=0.951_ z b/ LE f =f f fhg/L1.25/2.70.65 -0.7 0.63/2.73)最大制動減速度：2abmax = Ef 0.7 g = 6-53m/ s、Fu4) G =0 o 0.65a) 1 失效 F2 = (1 1口)Fu =2(1 _P)G =0.7GT21T22失效詈*=2心=1.36|11丁2b)1失效2失效C) 1失效2失效-Fu 2_ IT 22Fu It 2 1 2Fu 1T 2 2Fu It 25) a)1 失效 Fxb2G duGzg dtGFz2 = (a -zhg)二后軸利用附著系數(shù)Lza - zhg;后軸制動效率Era/L1 rhg /L1.45/2.71 0.7 0.63/2.70.46最大動減速度abmax=0.7g 0.46 = 0.32g=GzFz1 = b zhg)=前軸利用附著系數(shù)吟Lzb zhg=前軸制動效率b/LE x =f f 1fhg/L1-017250.23/2,7=0-55最大動減速度 abmax=0.7g 0.55 = 0.39gb）由第2）問 知：前輪先抱死1失效與2失效情況相同。FxbiGduGz g dtGFzi = （b zhg）L L，一z二前軸利用附著系數(shù) 3=與 b zhg二前軸制動效率Ef =二=b/L=1.2527=0 95>:- f hg /L 0.65 -0.7 0.63/2.7g1 取大動減速度 abmax =0.7g 0.95 2 V 0.33gc）與b）回路的情況相同。6）比較優(yōu)缺點：a） 其中一個回路失效時，不易發(fā)生制動跑偏現(xiàn)象。但當(dāng) 1失效時，容易后輪先抱死，發(fā)生后軸測滑的不穩(wěn)定的危險工況。b） 實現(xiàn)左右側(cè)輪制動器制動力的完全相等比較困難。c） 實現(xiàn)左右側(cè)輪制動器制動力的完全相等比較困難。其中一個管路失效時，極容易制動跑偏。第五章5. 1一轎車（每個）前輪胎的側(cè)偏剛度為-50176N/rad、外傾剛度為-7665N/rad。若轎車向左轉(zhuǎn)彎，將使兩前輪均產(chǎn)生正的外傾角，其大小為40O設(shè)側(cè)偏剛度與外傾剛度均不受左、右輪載荷轉(zhuǎn)移的影響.試求由外傾角引起的前輪側(cè)偏角。答： 由題意：FY=ka+k"=o故由外傾角引起的前輪側(cè)偏角：=-k k=- 一，二之一二 05. 2 6450輕型客車在試驗中發(fā)現(xiàn)過多轉(zhuǎn)向和中性轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，工程師們在前懸架上加裝前橫向穩(wěn)定桿以提高前懸架的側(cè)傾角剛度，結(jié)果汽車的轉(zhuǎn)向特性變?yōu)椴蛔戕D(zhuǎn)向。試分析其理論根據(jù)（要求有必要的公式和曲線）。答：穩(wěn)定性系數(shù)：K=；W 9、L2 W ki ；ki、k2變化，原來Kw0,現(xiàn)在K>0,即變?yōu)椴蛔戕D(zhuǎn)向。5. 3汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有哪幾種類型？表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的具體參數(shù)有哪些 ？它們彼止匕 之間的關(guān)系如何（要求有必要的公式和曲線）?答：汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有三種類型：中性轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向、過多轉(zhuǎn)向。幾個表征穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向的參數(shù)：1 .前后輪側(cè)偏角絕對值之差（，.”外工轉(zhuǎn)向半徑的比R/Ro；3.靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.彼此之間的關(guān)系見參考書公式（5-13） （5-16） （5-17）。5. 4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(fù)荷轉(zhuǎn)移如何影響穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？答：方法：1. al-a 2 >0時為不足轉(zhuǎn)向，al-a2 =0時為中性轉(zhuǎn)向，al-a2 <0時為過多轉(zhuǎn)向；2. R/R0>1時為不足轉(zhuǎn)向，R/R0=1時為中性轉(zhuǎn)向，R/R0<1時為過多轉(zhuǎn)向；3. .S.M.>0時為不足轉(zhuǎn)向，S.M.=0時為中性轉(zhuǎn)向，S.M.<0時為過多轉(zhuǎn)向。汽車重心前后位置和內(nèi)、外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移使得汽車質(zhì)心至前后軸距離a、b發(fā)生變化，K也發(fā)生變化。5. 5汽車轉(zhuǎn)彎時車輪行駛阻力是否與直線行駛時一樣？答：否，因轉(zhuǎn)彎時車輪受到的側(cè)偏力，輪胎產(chǎn)生側(cè)偏現(xiàn)象，行駛阻力不一樣。5. 6主銷內(nèi)傾角和后傾角的功能有何不同？答：主銷外傾角可以產(chǎn)生回正力矩，保證汽車直線行駛；主銷內(nèi)傾角除產(chǎn)生回正力矩 外，還有使得轉(zhuǎn)向輕便的功能。5. 7橫向穩(wěn)定桿起什么作用？為什么有的車裝在前懇架，有的裝在后懸架，有的 前后都裝？答：橫向穩(wěn)定桿用以提高懸架的側(cè)傾角剛度。裝在前懸架是使汽車穩(wěn)定性因數(shù) K變大，裝在后懸架使K變小，前后懸架都裝則 使前后懸架側(cè)傾角剛度同時增大。5. 8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。答： 即要K變大，可在前懸架上裝橫向穩(wěn)定桿，后懸架不變；前懸架不變，減小后懸架側(cè)傾角剛度；同時在前后懸架裝橫向穩(wěn)定桿，但保證 a/k2-b/k1變大；同時減小前后懸架側(cè)傾角剛度，但保證 a/k2-b/k1變大；增大汽車質(zhì)量。5. 9汽車空載和滿載是否具有相同的操縱穩(wěn)定性 ？答： 否，m不同，空載時的汽車 m小于滿載時的m,即滿載時的K更大，操縱穩(wěn)定性更好。5. 10試用有關(guān)計算公式說明汽車質(zhì)心位置對主要描述和評價汽車操縱穩(wěn)定性、 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的影響。答：穩(wěn)定性系數(shù)公式：K=Ca.BL飛2 ki ）汽車質(zhì)心位置變化，則a、b變化，即K也隨之改變。5. 11二自由度轎車模型的有關(guān)參數(shù)如下：總質(zhì)量 m=1818. 2kg繞5軸轉(zhuǎn)動慣量Iz=3 8 85g 2m軸距 L=3.048mb=1.585mk1 = 6 2 6 1用 r/a dk2 -110185 N / radi=20質(zhì)心至前軸距離a=1.463m質(zhì)心至后軸距離前輪總側(cè)偏剛度后輪總側(cè)偏剛度轉(zhuǎn)向系總傳動比試求：1）穩(wěn)定性因數(shù)K、特征車速uch2）穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線 二）s - ua車速u=22.35m/s時的轉(zhuǎn)向靈敏度 之。OOsw3）靜態(tài)儲備系數(shù)SM,側(cè)向加速度為0. 4g時的前、后輪側(cè)偏角絕對值之差aa2與轉(zhuǎn)彎半徑的比值 R/R 0 （R 0=15m）。4）車速u=30.56m/s瞬態(tài)響應(yīng)的橫擺角速度波動的固有（圓）頻率。、阻尼比。、反應(yīng)時間七與峰值反應(yīng)時間提示:1）穩(wěn)定性系數(shù):K"k1特征車速uch2)轉(zhuǎn)向靈敏度上,、 s1 Ku* 23)KayL!、11_12=,口1 -2 ,Ro4)固有圓頻率 o2 0m反應(yīng)時間arctg峰值反應(yīng)時間co5. 12穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中橫擺角速度增益達(dá)到最大值時的車速稱為特征車速uch。證明:特征車速uch =田TK,且在特征車速時的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益， 為具有相等軸距L中性轉(zhuǎn)向汽車橫擺角速度增益的一半。答:轉(zhuǎn)向靈敏度、s 1 Ku25. 13測定汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性常用兩種方法，一為固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角法，并以 R/氏 一 ay曲線來表示汽車的轉(zhuǎn)向特性（見第五章第三節(jié)二）；另一為固定圓周法。試驗時在場 地上畫一圓，駕駛員以低速沿圓周行駛，記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角入川0,然后駕駛員控制轉(zhuǎn)向盤使汽車始終在圓周上以低速持續(xù)加速行駛。隨著車速的提高，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角 6sw （一般）將 隨之加大。記錄下&w角，并以烏竺.ay曲線來評價汽車的轉(zhuǎn)向特性，試證 9w=i + Ku2,說：；sw0Qsw0明如何根據(jù)生.ay曲線來判斷汽車的轉(zhuǎn)向特性。 Qsw0證明：轉(zhuǎn)向半徑 R = H = k="KL=(1+Ku2)R0 0ru L L 6r D<1 +Ku2 J sw2 R二 sw =1 Ku =:; sw0R05. 14習(xí)題圖4是滑柱連桿式獨立懸架（常稱為Mc Pherson strut suspnsio用意圖。試證：1）R.C.為側(cè)傾中心2）懸架的側(cè)傾角剛度為K2ks（mp）,式中ks為一個彈簧的（線）剛度。 n田鞭陽4和柱連桿式獨立甚架示意田提示：1）畫出地面對于車廂的瞬時轉(zhuǎn)動中心，即為側(cè)傾中心R.C.2）證明參考書P135-1365. 15試求計算穩(wěn)態(tài)響應(yīng)質(zhì)心側(cè)偏角增益|”的公式，并求題 5. 11中轎車在u=31. 3m/s（70 mile/h）、ay =0.4g時的質(zhì)心側(cè)偏角。計算 u=31. 3m/s時的瞬態(tài)響應(yīng)峰 值反應(yīng)時間和轎車的汽車因數(shù)T.B.值。提示：將方程組（5-9）兩式聯(lián)立，V=0,和=0,消去防二E”55.16為什么有些小轎車后輪也設(shè)計有安裝前束角和外傾角？答：因為轎車后輪安裝前束角和外傾角是為提高操縱穩(wěn)定性。5. 17習(xí)題圖5為三種前獨立懸架對車輪相對車身垂直上下位移時前束變化的影響。試問圖中哪一條曲線具有側(cè)傾過多轉(zhuǎn)向效果？習(xí)題國5 車身垂直二下 位移時前束的變化曲線答：圖中點劃線所表示的具有過多轉(zhuǎn)向效果5. 18轉(zhuǎn)向盤力特性與哪些因素有關(guān)，試分析之。答： 轉(zhuǎn)向盤力特性決定于以下因素：轉(zhuǎn)向器傳動比及其變化規(guī)律、轉(zhuǎn)向器效率、動力 轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向盤操作力特性、轉(zhuǎn)向桿系傳動比、轉(zhuǎn)向桿系效率、由懸架導(dǎo)向桿系 決定的主銷位置、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)動慣性、轉(zhuǎn)向柱摩擦阻力及汽車整體動力學(xué)特性。5.19地面作用于輪胎的切向反作用力是如何控制轉(zhuǎn)向特性的？提示：參考書P152-155第六章6.1、設(shè)通過座椅支承面?zhèn)髦寥梭w垂直加速度的譜密度為一白噪聲,aw和加權(quán)振級Law,2_3Ga ( f )=0.1 ms。求在0.580Hz頻率范圍加權(quán)加速度均萬根值并由表6-2查出相應(yīng)人的主觀感覺。8021答：aw 二95W2 Ga(f)df2 0.52二oP5*0.1df4 f 0.1 df2 41