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第二章第二章 2 1 车开得慢 油门踩得小 就 定省油 或者 只要发动机省油 汽车 就一定省油 这两种说法对不对 车开得慢 油门踩得小 就 定省油 或者 只要发动机省油 汽车 就一定省油 这两种说法对不对 答 答 均不正确 由燃油消耗率曲线知 汽车在中等转速 较大档位上才是最省油的 此时 后备功率较小 发动机负荷率较高燃油消耗率低 百公里燃油消 耗量较小 发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面 另一方面汽车列车的质量 利用系数 即装载质量与整备质量之比 大小也关系汽车是否省油 2 2 试述无级变速器与汽车动力性 燃油经济性的关系 试述无级变速器与汽车动力性 燃油经济性的关系 提示 提示 采用无级变速后 理论上克服了发动机特性曲线的缺陷 使汽车具有 与等功率发动机一样的驱动功率 充分发挥了内燃机的功率 大地 改善了汽车动力性 同时 发动机的负荷率高 用无级变速后 使发动机在最经济工况机会增多 提高了燃油经济性 2 3 用发动机的 最小燃油消耗特性 和克服行驶阻力应提供的功率曲线 用发动机的 最小燃油消耗特性 和克服行驶阻力应提供的功率曲线 确定保证发动机在最经济工况下工作的 无级变速器调节特性 确定保证发动机在最经济工况下工作的 无级变速器调节特性 答 答 无级变速器传动比 I 与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系 aa u n A u 0 i nr 0 377i 式中 A 为对某汽车而言的常数 0 377 0A i r 当汽车一速度在一定道路沙锅行驶时 根据应该提供的功率 ua 课后答案网 课后答案网 T w PP Pe 由 最小燃油消耗特性 曲线可求出发动机经济的工作转速为 e n 将 代入上式 即得无级变速器应有的传动比 i 带同一 ua e n 植的 道路上 不同车速时无级变速器的调节特性 2 4 如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性 如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性 提示 提示 缩减轿车总尺寸和减轻质量 大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力 空气阻力 坡度 阻力和加速阻力 为了保证高动力性而装用的大排量发动机 行 驶中负荷率低也是原因之一 汽车外形与轮胎 降低值和采用子午线轮胎 可显著提高燃油经济性 D C 2 5 为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性 为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性 试举例说明 试举例说明 提示 提示 发动机最大功率要满足动力性要求 最高车速 比功率 最小传动比的选择很重要 因为汽车主要以最高档行驶 若最小传动比选择较大 后备功率大 动力性较好 但发动机负荷率较低 燃油经济性较差 若最小传动比选择较小 后备功率较小 发动机负荷率较 高 燃油经济性较好 但动力性差 若最大传动比的选择较小 汽车通过性会降低 若选择较大 则变速器传动 比变化范围较大 档数多 结构复杂 课后答案网 课后答案网 同时 传动比档数多 增加了发动机发挥最大功率的机会 提高了汽车的加 速和爬坡能力 动力性较好 档位数多 也增加了发动机在低燃油消耗率区 工作的可能性 降低了油耗 燃油经济性也较好 2 6 试分析超速挡对汽车动力性和燃油经济性的影响 试分析超速挡对汽车动力性和燃油经济性的影响 提示 提示 因为汽车并不经常以此速度行驶 低速档只要满足动力性的要求 2 7 习题图 习题图 2 是题是题 1 3 中货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性 负荷特 性曲线的拟合公式为 中货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性 负荷特 性曲线的拟合公式为 4 4 3 3 2 210 Bb eeee PBPBPBPB 式中 式中 b 为燃油消耗率为燃油消耗率 g kw h Pe为发动机净功率为发动机净功率 kw 课后答案网 课后答案网 课后答案网 课后答案网 拟合式中的系数为拟合式中的系数为 怠速油耗怠速油耗 怠速转速怠速转速 400r min smL 299 0Qid 计算与绘制题计算与绘制题 1 3 中货车的中货车的 1 汽车功率平衡图 汽车功率平衡图 2 最高档与次高挡的等速百公里油耗曲线 最高档与次高挡的等速百公里油耗曲线 或利用计算机求货车按或利用计算机求货车按 JB3352 83 规定的六工况循环行驶的百公路 油耗 计算中确定燃油消耗率值 规定的六工况循环行驶的百公路 油耗 计算中确定燃油消耗率值 b 时 若发动机转速与负荷特性中 给定的转速不相等 可由相邻转速的两根曲线用插值法求得 时 若发动机转速与负荷特性中 给定的转速不相等 可由相邻转速的两根曲线用插值法求得 六工况循环的参数如下表六工况循环的参数如下表 参看图参看图 2 2 汽油的密度是 0 7g cm3 答 答 1 发动机输出功率 3600 aT ogq e u r iiT P 32 100 8445 3 1000 874 40 1000 44 165 1000 27 25913 19 nnn Tq n 课后答案网 课后答案网 og a ii rn u 377 0 由以上三条关系式 可以绘出各个档位下发动机的有效功率 图 再有阻力功率 761403600 1P 3 faDa TT w uACuGfP 3 53 10 638 310 647 7 aa uu 由以上信息作出汽车功率平衡图如下 2 等速百公里油耗公式 课后答案网 课后答案网 gu bP a e 02 1 Q s L 100Km og a ii rn u 377 0 由 e p n b 最高档时 不妨取 1 g i 18Kw e P n 815r min 即 hKmua 34 19 由负荷特性曲线的拟合公式 4 4 3 3 2 210 Bb eeee PBPBPBPB 2 1740hKwgb L gu bP a e 2 231 02 1 Qs n 1207r min 即 hKmua 64 28 由负荷特性曲线的拟合公式得 0 295hKwgb L0 26Qs n 1614r min 即 hKmua 30 38 课后答案网 课后答案网 由负荷特性曲线的拟合公式得 2 305hKwgb L5 20Qs n 2603r min 即 hKmua 77 61 由负荷特性曲线的拟合公式得 1 280hKwgb L7 11Qs n 3403r min 即 hKmua 75 80 由负荷特性曲线的拟合公式得 3 431hKwgb L6 13Qs n 3884r min 即 hKmua 17 92 由负荷特性曲线的拟合公式得 4 529hKwgb L8 14Qs 故有以上各个点可以做出最高档的等速百公里油耗曲线 课后答案网 课后答案网 同样 可做出次高挡的等速百公里油耗曲线 省略 2 8 轮胎对汽车动力性 燃油经济性有些什么影响 轮胎对汽车动力性 燃油经济性有些什么影响 提示 提示 2 9 为什么公共汽车起步后 驾驶员很快换入高档 为什么公共汽车起步后 驾驶员很快换入高档 提示 提示 汽车起步后换入高档 此时 发动机负荷率大 后备功率小 燃油经 济性较高 2 10 达到动力性最佳的换挡时机是什么 达到燃油经济性最佳的换 档时机是什么 达到动力性最佳的换挡时机是什么 达到燃油经济性最佳的换 档时机是什么 二者是否相同二者是否相同 答 答 动力性最佳 只要 maxt F fw FF 时换档 以1 3题图为例 在 课后答案网 课后答案网 F F 222t111tfwfw FFFF 时换档 显然满足动力性最佳 燃油经济性最佳要求发动机负荷率高 后备功率低 由下图知 在最高档时 后备功率最低 燃油经济性最佳 课后答案网 课后答案网 课后答案网 课后答案网 第六章第六章 6 l 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 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 1 求在 求在 0 5 80HZ频率范围加权加速度均方根值频率范围加权加速度均方根值 aw和加权振级和加权振级 Law 并由表 并由表 6 2 查出相应人的主观感觉 查出相应人的主观感觉 32 m s 答 答 2 1 80 5 0 2 dffGfWa aw 80 5 12 5 12 4 4 2 2 5 0 5 12 1 011 0 4 1 0 5 0 df f dfdf f df 28 24 20 0 a a LgL w aw 70 147 10 28 24 20 6 Lg 查图知 人的主观感觉为极不舒适 173P 6 2 设车速 设车速 u 20m s 路面不平度系 参 考空间频率 路面不平度系 参 考空间频率 no 0 1 画出路面垂直位移 速度和加速度 画出路面垂直位移 速度和加速度 的谱图 画图时要求用双对数坐标 选好坐标刻度值 并注明单位 的谱图 画图时要求用双对数坐标 选好坐标刻度值 并注明单位 38 0q 10 56 2 Gmn 1 m Gqf Gqf 2 转向半径的比 R R 0 课后答案网 课后答案网 3 静态储备系数 S M 彼此之间的关系见参考书公式 5 13 5 16 5 17 5 4 举出三种表示汽车稳态转向特性的方法 并说明汽车重 心前后位置和内 外轮负荷转移如何影响稳态转向特性 举出三种表示汽车稳态转向特性的方法 并说明汽车重 心前后位置和内 外轮负荷转移如何影响稳态转向特性 答 答 方法 1 1 2 0 时 为 不 足 转 向 1 2 0 时 为中性转向 1 2 1 时为不足转向 R R0 1 时为中性转向 R R00 时为不足转向 S M 0 时为中性转向 S M 4000 而r min 4000 max n 93 94 83 5 0 1 4000 367 0 377 0 max U Km h 最大爬坡度 挂 档时速度慢 可忽略 Fw maxwfti FFFF GfFGi t max 013 0 8 9 3880 14400 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 忽略空气阻力和滚动阻力得 6 0 947 1 2 3 366 0 a il la i F Fi z 3 绘制汽车行驶加速倒数曲线 已装货 40 0626 1 fDgdu dt a G FwFt D 为动力因素 课后答案网 课后答案网 时 2 2 0 2 2 11 1 r iiI mr I m Tgfw 2 22 2 367 0 85 0 83 5 09 3 218 0 3800 1 367 0 598 3798 1 3800 1 1 1 128 r iiT F Togq t 32 1000 8445 3 1000 874 40 1000 44 165 1000 27 25913 19 nnnn Tq 2 15 21 a D w U AC F 由以上关系可由计算机作出图为 用计算机求汽车用 档起步加速至70km h的加速时间 课后答案网 课后答案网 注 载货时汽车用 档起步加速不能至70km h 由运动学可知 du a 1 dt Adu t 0 a 1 t 即加速时间可用计算机进行积分计算求出 且 a u a 1 曲线下两速 度间的面积就是通过此速度去件的加速时间 经计算的时间为 146 0535s 1 4 空车 满载时汽车动力性有无变化 为什么 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 且这三个指标均于汽车是空载 满载时有关 1 5 如何选择汽车发动机功率如何选择汽车发动机功率 答 依据 原则 答 依据 原则 常先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机应有的功 率 从动力性角度出发 这些动力性指标 j tiu max 1 wf t e PPP 课后答案网 课后答案网 3 maxmax 761403600 1 a D a t e u AC u Gf P 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 详见第三章课件 1 6 超车时该不该换入低一档的排档超车时该不该换入低一档的排档 答 答 可参看不同 时的汽车功率平衡图 0 i 课后答案网 课后答案网 显而可见 当总的转动比较大时 发动机后备功率大 加速 容易 更易于达到较高车速 1 7 统计数据表明 装有统计数据表明 装有 0 5 2L 排量发动机的轿车 若是前置发 动机前轮驱动 排量发动机的轿车 若是前置发 动机前轮驱动 F F 轿车 其平均的轴负荷为汽车总重力的轿车 其平均的轴负荷为汽车总重力的 61 5 若是前置发动机后轮驱动 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 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 设一轿车的轴距 L 2 6m 质心高度 质心高度 h 0 57m 试比 较采用 试比 较采用 F F 及及 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 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 型轿车在型轿车在 0 2 及及 0 7 路面上路面上 课后答案网 课后答案网 的附着力 并求由附着力所决定的权限最高车速与极限最大爬坡度及 极限最大加速度 的附着力 并求由附着力所决定的权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 其他 有关参数为 m 1600kg CD 0 45 A 2 00 f 0 02 1 00 2 m 答 答 1 对于F F型轿车 最大驱动力等于前轮附着力 mgFF z 5 61Fxbmax 对于F R型轿车 最大驱动力等于后轮附着力 mgFF z 7 551 Fxbmax 44 3 mg 显然F F型轿车总的附着力利用情况较好 2 1 对于 0 2 NFF z 64 1928Fxbmax 极限车速 2 xbmax 15 21 F a D wf U AC GfFF hkm 8 194Uamax 极限爬坡度 GiGfFF if xbmax F f G Fxb max max i 02 0 8 9 1600 64 1928 imax 13 0 课后答案网 课后答案网 极限加速度 dt dU mGfFF jf xbmax F 01 1 max hskm m GfF dt dU 2 同理可有 当 7 0 时 hkm 0 388Uamax 4105 0imax 023 4 max hskm dt dU 1 8 一轿车的有关参数如下 一轿车的有关参数如下 总质量总质量 1600kg 质心位置 质心位置 a 1450mm b 1250mm hg 630mm 发动机最大扭矩发动机最大扭矩 Memax 140N m I 挡传动比挡传动比iI 0 385 主减速 器传动比 主减速 器传动比io 4 08 传动效率传动效率 m 0 9 车轮半径 车轮半径 r 300mm 飞轮 转动惯量 飞轮 转动惯量 If 0 25kg 全部车轮的转动惯量 全部车轮的转动惯量 Iw 4 5kg 其中 前轮的其中 前轮的 Iw 2 25 kg 后轮的 后轮的 Iw 2 25 kg 2 m 2 m 2 m 2 m 若该轿车为前轮驱动 问 当地面附着系数为若该轿车为前轮驱动 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 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 即即 b 值值 才可以保证获得应有的 最大加速度 若令 才可以保证获得应有的 最大加速度 若令 L b 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 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 解题时 为计算方便 可忽略滚动阻力与空气阻力 解 解 先求汽车质量换算系数 课后答案网 课后答案网 2 2 0 2 2 11 1 r iiI mr I m Tgfw 代入数据有 1 4168 若地面不发生打滑 此时 地面最大驱动力 r iiT F tgtq t 0 xb1max F N36 6597Fxb1max 由于不记滚动阻力与空气阻力 即 f F0 w F 这时汽车行驶方程式变为 jit FFF dt du mGi r iiT tgtq 0 当 MNMT eMaxQ 140 代入有 91 2 dt du max 再由 w g z F dt du mG L h L b GF sin 1 课后答案网 课后答案网 dt du m L h L b G g 将 max dt du 代入上试有 NFz27 6180 min1 此时 6 0 1 1 z xb F F 将出现打滑现象 所以 在加速过程中发动机扭矩不能否充分发挥 调整 要使发动机扭矩能否充分发挥 则 应使 6 0 1 1 z xb F F 其中 N36 6597Fxb1 不变 则由公式 dt du m L h L b GF g z 1 得出 b 1704 6mm 前轴负荷率为 100 14501250 6 1704 100 L b 1 63 1 9 一辆后袖驱动汽车的总质量 一辆后袖驱动汽车的总质量 2152kg 前轴负荷 前轴负荷 52 后轴负 荷 后轴负 荷 48 主传动比 主传动比io 4 55 变速器传动比 一挡 变速器传动比 一挡 3 79 二挡 二挡 课后答案网 课后答案网 2 17 三挡 三挡 1 41 四挡 四挡 1 00 五挡 五挡 0 86 质心高