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1、汽车理论习题答案汽车理论习题答案11-1试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式？提示：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：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Fz 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Tf = Fz a 。为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力Fp 与地面切

2、向反作用力构成一力偶矩。1-5如何选择汽车发动机功率?提示：（1）根据最大车速uamax 选择Pe ，即e T D a D a T e Pf A C m u A C u mgf P ，则可求出功率、，若给定+=)761403600(13max max（2）根据汽车比功率（单位汽车质量具有的功率）变化较大。，但是，大致差不多，及、若已知汽车比功率m A const u fg u C f u m A C u fg m P a T a D T a TD a T e /6.314.766.31000max max 3max max +=1-6超车时该不该换入低一档的排档?提示：超车时排挡的选择，应该使

3、车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。如果在该车速时，汽车在此排档的加速度倒数大于低排挡时的加速度倒数，则应该换入低一档，否则不应换入低一挡。还要注意高速时换入低挡可能造成车速下降，反而不适合超车。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档起步加速至70km/h 的加速时间

4、。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432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n 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nmin=600r/min ，最高转速nmax=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 0.85滚动阻力系数 f 0.013空气阻力系数迎风面积 CDA 2.772m主减速器传动比 i 05.83飞轮转功

5、惯量 If 0.218kg 2m二前轮转动惯量 Iw11.798kg 2m四后轮转功惯量 Iw23.598kg 2m变速器传动比 ig (数据如下表)轴距 L 3.2m质心至前铀距离(满载) 1.947m质心高(满载) h g 0.9m提示：1）（以4挡变速器为例）由uF n u n Tq Tq F t t 即r i i T F To g q t =432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n Tq -+-+-= og i i rn u 377.0= 行驶阻力为w f F F +：215.21a D w f U

6、 A C Gf F F +=+ 2131.0312.494a U +=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：4挡为例，ig=1，i0=5.83发动机转速为600r/min 时计算：432)1000600(8445.3)1000600(874.40)1000600(44.165)1000600(27.295313.19-+-+-=Tq =106.62r i i T F T o g q t =367.085.0*83.5*1*106.62=1439.68N og i i r u 600377.0=14.24

7、 km/h215.21a D w f U A C Gf F F +=+2131.0312.494a U +=520.876N计算得各挡驱动力、阻力、车速：绘制各挡驱动力阻力平衡图：2）最高车速：w f t F F F +=4时， 即曲线交点处n4000 r/min 而4000m ax =n r/min故93.9483.50.14000367.0377.0max =U Km/h 最大爬坡度：挂1挡时速度慢，Fj 可忽略：)(max w f t i F F F F +-= )(sin max w f t F F F G +-=由前计算得1挡发动机转速2000 r/min 时，Ft 接近最大Ftma

8、x 为14386N ，Ff+Fw 为502N8.9388050214386)(sin max -=+-=G F F F w f t =0.365 =4.21 %2.39tan max =i（3）后轮驱动，克服该坡度时相应的附着率 222z x F F C =上坡时，主要的形式阻力为坡度阻力忽略空气阻力和滚动阻力，且Fj=0得：546.0365.09.093.0947.12.3365.0sin cos sin C 22=+= +=L h L a G a G F F g z i3）绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：()w f t F F F m1t u a +-=d d ()w f t F F

9、F m 1+-=du dt a 22022111r i i I m r I m T g f w +=222g 2367.085.0*83.5*i *218.008381367.0598.3798.1083811+= 2g 012i .001.1+=各挡值，1=1.455 ，2= 1.125，3=1.045，4=1.022 由已知各挡Ft，FfFw可得：1挡 转速 600 1000 2000 2500 3000 4000 驱动力 8767.63 12132.98 14386.17 14254.23 13957.21 12044.54 阻力 495.03 496.30 502.27 506.75

10、512.22 526.14Ft （Ff Fw ）8272.5911636.68 13883.9 13747.48 13444.99 11518.4车速 2.34 3.90 7.79 9.74 11.69 15.59 1/a 0.68 0.48 0.40 0.41 0.41 0.49由以上参数可作加速度曲线图：取1u =，可用图解积分法求汽车用档起步加速至70km/h 的加速时间。且a u -a1曲线下两速度间的面积就是通过此速度区间的加速时间约为27.1s1-7统计数据表明，装有0.52L 排量发动机的轿车，若是前置发动机前轮驱动(F.F.)轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的61.5；若是前

11、置发动机后轮驱动(F.R.)轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的55.7。设一轿车的轴距 L 2.6m ，质心高度h 0.57m 。试比较采用F.F.及F. R 形式时的附着力利用情况，分析时其前轴负荷率取相应形式的平均值。确定上述F. F.型轿车在0. 2及0. 7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Fw 0)。其他有关参数为：m 1600kg ，C D 0.45，A 2.002m ，f 0.02，1. 00。提示：1）比较两者高速行驶时的附着率忽略加速阻力和坡度阻力，空气密度=1.225842-m s N ，无风

12、。F.F.型 2222112113.02.9643043.0736.12021%5.6115.21%)5.611(a a a Lf a D Zw Zs wf u u u A C G Au C fG F F F F C -+=-+-=-+= 取前空气升力系数Lf C =0.13F.R.型2222221213.024.6946043.068.17421%)7.551(15.21%7.55a a a Lr a D Zw Zs wf u u u A C G Au C fG F F F F C -+=-+=-+= 取后空气升力系数Lr C =0.13在ua 较大且相同的情况下，如取ua 为100km/h

13、 、150km/h 等，由上式均可得21C C 可见F.R.型在高速行驶时需要比F.F.型要求更大的最低附着系数，因而更容易打滑，附着力利用较低。比较两者加速上坡时的附着率，忽略空气阻力和滚动阻力。F .F .型q q q Lh L b q F F F F C g Zd Zs j i 219.0615.0111-=-=+=F .R .型q q q Lh L a q F F F F C g Zd Zs j i 219.0443.0222+=+=+= 在q 相同的情况下，如取q=0.3时，21C C ， 故有可能出现滑水现象而失去制动能力。55-1一轿车(每个)前轮胎的侧偏刚度为-50176N r

14、ad 、外倾刚度为-7665N rad 。若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为40。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响试求由外倾角引起的前轮侧偏角。提示：由题意：F Y =k +k =0故由外倾角引起的前轮侧偏角：=- k /k=76654/-50176=-0.61105-5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？提示：否，因转弯时车轮受到的侧偏力，轮胎产生侧偏现象，行驶阻力不一样。66-1设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，Ga ( f )=0.132m -s 。求在0.580HZ 频率范围加权加速度均方根值aw 和加权振级Law ，并由表6-2查出相应人的主观感觉。 提示：21805.02)()(df f G f W a a w = 21805.1225.124242225.02)5.12(1.011.0)4(1.05.0df f df df f df +=435.1= )(200a a Lg L w aw = 137.123)10435.1(206=-Lg 查206P 表知：人的主观感觉为很不舒适