汽车理论第一章习题答案.ppt

青岛理工大学邹旭东zxd 1 1 试说明轮胎滚动阻力的定义 产生机理和作用形式 1 定义 汽车在水平道路上行驶时受到的道路在行驶反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 汽车理论第一章汽车动力性 青岛理工大学邹旭东zxd 1 1 3 作用形式 滚动阻力偶矩 阻碍车轮滚动 换算成作用力 汽车理论第一章汽车动力性 青岛理工大学邹旭东zxd 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 汽车理论第一章汽车动力性 青岛理工大学邹旭东zxd 1 3 题目详见教材P2711 取四挡为例思路 汽车理论第一章汽车动力性 青岛理工大学邹旭东zxd 1 3 行驶阻力为 由计算机作图得 青岛理工大学邹旭东zxd 1 3 本题也可采用描点法做图 由发动机转速在nmin和nmax之间取六个点分别代入公式计算 结果进行描点 青岛理工大学邹旭东zxd 1 3 2 最高车速 最高车速时分别将Ft和ua代入下边公式得 青岛理工大学邹旭东zxd 1 3 2 最高车速 把Tq的拟合公式也代入可求得最大车速对应的发动机转速 n 4000rpm 只能代入最大转速4000rpm 得 青岛理工大学邹旭东zxd 1 3 2 最大爬坡度 由挂 挡时速度慢 可忽略风阻Fw 则 即取曲线图中最大驱动力代入可得最大坡度角 进而求出坡度imax tan max 注意坡度较大 不可近似 青岛理工大学邹旭东zxd 1 3 2 3 克服该坡度时相应的附着率忽略空气阻力和滚动阻力 加速度为0 得 青岛理工大学邹旭东zxd 4 一货车空载通过沙地时 若变速器挡位选择不当 会出现发动机功率不足而失火和驱动轮滑转过分而陷入沙地的情况 右图是满载时的动力特性 计算并分析选用哪一挡才能顺利通过沙地 青岛理工大学邹旭东zxd 4 续 已知该货车装载质量为2500kg 总质量为5400kg 轴距3 3m 质心至前轴的距离a为1 68m 空载 和2 20 满载 沙地滚阻系数f 0 15 附着系数 0 4 青岛理工大学邹旭东zxd 4 解 1 滚动阻力 Ff Gf2 附着力F FZ2 忽略空气升力 加速度为0 则 青岛理工大学邹旭东zxd 4 解 3 驱动力要满足行驶充要条件 忽略空气阻力 坡度阻力为0 则 青岛理工大学邹旭东zxd 4 解 4 求空载时动力特性图 忽略风阻 则 青岛理工大学邹旭东zxd 1 4 空车 满载时汽车动力性有无变化 为什么 答 汽车的动力性指汽车在良好路面上直线行驶时 由纵向外力决定的所能达到的平均行驶速度 汽车的动力性有三个指标 1 最高车速2 加速时间3 最大爬坡度这三个指标均与汽车是空载 满载时有关 青岛理工大学邹旭东zxd 1 5 如何选择汽车发动机功率 答 依据 原则 常先从保证汽车预期的最高车速 动力性 来初步选择发动机应有的功率 发动机的最大功率应满足上式的计算结果 但也不宜过大 否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性 青岛理工大学邹旭东zxd 1 6 超车时该不该换入低一档的排档 答 可参看不同挡位时的汽车功率平衡图 显而易见 低挡的传动比较大 发动机后备功率大 加速容易 更易于达到较高车速 青岛理工大学邹旭东zxd 1 7 统计数据表明 装有0 5 2L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 CD 0 45 A 2 00 f 0 02 1 00 青岛理工大学邹旭东zxd 1 7答 1 青岛理工大学邹旭东zxd 1 7答 1 对于F F 型轿车 驱动轮附着率为对于F R 型轿车驱动轮附着率为按不同等效坡度行驶 附着率不同 低q值 q0 393 路面F R 好 青岛理工大学邹旭东zxd 1 7答 2 附着力决定着汽车的最大切向力 1 对于 0 2 则 极限车速 青岛理工大学邹旭东zxd 1 7答 2 附着力决定着汽车的最大切向力 1 对于 0 2 求极限爬坡度 青岛理工大学邹旭东zxd 1 7答 2 附着力决定着汽车的最大切向力 1 对于 0 2 求极限加速度 青岛理工大学邹旭东zxd 1 7答 2 附着力决定着汽车的最大切向力 2 同理可有 当 0 7时 青岛理工大学邹旭东zxd 1 8 一轿车的有关参数如下 总质量m 1600kg 质心位置 a 1450mm b 1250mm hg 630mm 发动机最大扭矩Memax 140N m I挡传动比iI 0 385 主减速器传动比i0 4 08 传动效率 m 0 9 车轮半径r 300mm 飞轮转动惯量If 0 25kg m2 全部车轮的转动惯量 Iw 4 5kg m2 其中 前轮的Iw 2 25kg m2 后轮的Iw 2 25kg m2 若该轿车为前轮驱动 青岛理工大学邹旭东zxd 1 8 问 当地面附着系数为0 6时 在加速过程中发动机扭矩能否充分发挥而产生应有的最大加速度 应如何调整重心在前 后方向的位置 即b值 才可以保证获得应有的最大加速度 若令b L 100 为前轴负荷率 求原车的质心位置改变后 该车的前轴负荷率 解题时 为计算方便 可忽略滚动阻力与空气阻力 青岛理工大学邹旭东zxd 1 8 解 1 先求汽车旋转质量换算系数驱动力为 则根据驱动力阻力平衡方程式可能产生的最大加速度为 青岛理工大学邹旭东zxd 1 8 解 将加速度代入到法向反力公式得切向反力即驱动力即附着率大于附着系数 故不能发挥最大驱动转矩产生最大加速度 青岛理工大学邹旭东zxd 1 8 解 2 要使发动机扭矩能否充分发挥 则根据附着率公式得 3 调整后前轴负荷率 青岛理工大学邹旭东zxd 1 9 一轿车的有关参数如下 一辆后轴驱动汽车的总质量2152kg 前轴负荷52 主减速比i0 4 55 变速器传动比 一挡 3 79 二挡 2 17 三挡 1 41 四挡 1 00 五挡 0 86 质心高度hg 0 57m CDA 1 5 轴距L 2 300m 飞轮转动惯量If kg m2 四个车轮总的转动惯量Iw 3 6kg m2 车轮半径r 0 367m 该车在附着系数 0 6的路面上低速滑行曲线和直接挡加速曲线如习题图1所示 图上给出了滑行数据的拟合直线v 19 76 0 59T v的单位为km h T的单位为s 直接挡最大加速度 max 0 75m s2 ua 50km h 设各挡传动效率均为0 90 青岛理工大学邹旭东zxd 1 9 青岛理工大学邹旭东zxd 1 9 求 1 汽车在该路面上的滚动阻力系数 2 求直接挡的最大动力因数 3 在此路面上该车的最大爬坡度 青岛理工大学邹旭东zxd 低速滑行时 Fw近似为零 旋转质量的惯量为0 Ft 0 Fi 0 则由低速滑行曲线拟台直线公式可得 滚动阻力系数f为 1 9 解 1 由汽车行驶方程式 青岛理工大学邹旭东zxd 1 9 解 2 直接档ig4 1先求汽车质量换算系数 再由动力因数公式 青岛理工大学邹旭东zxd 1 9 解 3 由则最大爬坡