汽车理论复习.doc

汽车的动力性系是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定,的所能达到的平均行驶速度。汽车的动力指标主要可由三方面的指标来评定：1汽车的最高速度Umax2汽车的加速时间t3汽车的最大爬坡度imax。滚动阻力：车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向，切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑路面的变形。由于轮胎此时有内部摩擦产生弹性迟滞损失，使轮胎变形是对它作的功不能全不回收。滚动阻力系数：f是车轮在一定条件下滚动是所需之推力与车轮负荷之比。滚动阻力Ff等于滚动阻力系数f与车轮负荷W的乘积。汽车旋转质量换算系数：一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力。常以系数作为计入旋转质量惯性力偶矩后的换算系数。汽车的行驶方程式为：Ft行驶阻力=Ff滚动阻力+Fw空气阻力+Fi坡度阻力+Fj加速阻力式中：驱动力；滚动阻力；空气阻力；坡道阻力；加速阻力；发动机输出转矩；主传动器传动比；变速器g档传动比；传动系机械效率；汽车总质量；g重力加速度；滚动阻力系数；坡度角；空气阻力系数；汽车迎风面积；汽车车速；旋转质量换算系数；加速度。汽车的动力因数用符号D来表示。附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力F。与驱动轮法向反作用力Fz成正比，Fxmax=F=Fz式中称为附着系数。后备功率：称Pe-1/t(Pf+Pw)为汽车的后备功率。汽车的后备功率越大，负荷率越小，汽车的动力性越好。汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。百公里燃油消耗分为等速百公里燃油消耗和循环行驶试验工况百公里燃油消耗。汽车在接近于低速的中等车速时燃油消耗量Qs最低。汽车动力装置参数系指发动机的功率，传动系的传动比。发动机功率的选择方法：1最高车速法，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，若给出期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于，但不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和。2比功率法 在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。汽车的比功率是指单位汽车质量具有的发动机功率，常用单位为Kw/t。发动机功率利用率高，燃油经济性较好。最小传动比由不同i0时的汽车功率平衡图来确定还收到驾驶性能的限制。在确定最大传动比时，压考虑三方面的问题：最大爬坡度，附着率及汽车最低稳定车速。就动力性而言，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近髙功率的机会，提高了汽车的加速与爬坡能力。就燃油经济性而言，档位数多，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。所以增加档位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。汽车传动系各档的传动比大体是按等比级数分配的。完全等比数列。汽车的制动性主要由下面三个方面来确定：1制动效能，即制动距离与制动减速度2制动效能的恒定性，即抗热衰退性能3制动时汽车的方向稳定性。地面制动力Fxb，制动器制动力F与附着力F之间的关系：当制动踏板力Fp或制动系液压力p上升到某一值（图中为制动系液压力pa）,地面制动力Fxb达到附着力F值时，车轮抱死不转而出现拖滑现象。制动系液压力ppa时，制动系制动力F由于制动器摩擦力矩的增长而仍然按直线关系继续上升。但是，若作用在车轮上的法向载荷为常数，地面制动力Fxb达到附着力F的值后就不再增加。由此可见，汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受到地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着时，才能获得足够的地面制动力。滑动率：随着制动的强度的增大，车轮滚动的成分越来越少，而滑动的成分越来越多，一般用滑动率s来说明这个过程中滑动成分的多少。汽车的制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力，评定制动效能的指标是制动距离s和制动减速度ab。制动距离分析：从制动的全过程来看，总共包括驾驶员见到信号后做出行动反应，制动器起作用，持续制动和放松制动器四个阶段。一般所指制动距离是开始踩着制动踏板到完全停车的距离。决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用的时间，最大制动减速度即附着力（或最大制动器制动力）以及起始制动车速。直线行驶测试实验说明：1制动过程中，若是只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线行驶（减速停车），汽车处于稳定状态，但是失去转向能力。2若后轮比前轮提前一定时间先抱死拖滑，且车速超过某一数值是，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。从保证汽车方向稳定性的角度出发，首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑；其次，尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后车轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力。最理想的情况就是防止任何车轮抱死，前、后车轮都处于滚动状态，这样就可以确保制动时的方向稳定性。理想的前后轮制动器制动力分配曲线（I曲线）：确定的方法有三种1直接由前后轮制动器制动力的公式消去变量后得到的公式画出的曲线即为I曲线；2作图法由前后轮制动力的定义公式确定两个直线组他们的交线即为I曲线；3作图法由f线组（后轮没有抱死，在各种值路面上前轮抱死时的前后地面制动力关系曲线）及r线组的交线即为I线组。同步附着系数：实际前后轮制动器制动力分配线线与理想的前后轮制动器制动力分配曲线i曲线交点处的附着系数为同步附着系数，所对应的制动减速度称为临界速度。汽车的操纵稳定性：指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。附着椭圆：一定的侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，当驱动力相当大时，侧偏力显著下降，因为此时接近附着极限，切向力以耗去大部分附着力，而侧向能利用的附着力很少。这组曲线的包络线接近与一椭圆，一般称为附着椭圆。确定了在一定附着条件下切向力与侧向力合力的极限值。回正力矩：圆周行驶时，绕轮胎OZ轴的力矩Tz是使汽车回复到直线行驶位置的主要回复力矩之一，称为回正力矩。汽车的稳态响应：评价汽车的稳态响应的方法有1稳态横摆角速度增益，即稳态的横摆角速度与前轮转角之比，也称转向灵敏度；2稳定性因数K，K=m/L(a/k2-b/k1)。分为中性转向K=0，不足转向K0,（当车速为Uch=1/K时Uch称为特征车速），过多转向K0，具有这种特征的汽车称为过多转向汽车，（车速为Ucr=-1/K称为临界车速）；3前后轮侧偏角绝对值之差（1-2）；4转向半径之比R/R0；5静态储备系数S.M。汽车的平顺性：主要是保持汽车在行驶过程中产生的震动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界限之内，因此平顺性主要根据乘员主观感觉的舒适性来评价。用基本方的评价方法：加权加速度均方根值来评价震动对人体舒适和健康的影响。汽车的通过性是指它能以足够高的平均速度通过各种坏路和无路地带及各种障碍的能力，又分为支撑通过性和几何通过性。汽车通过性的几何参数：1最小离地间隙h，2纵向通过角，3接近角1，4离去角2，5最小转弯直径dmin，6转弯通道圆。1. 列出可用于计算汽车最高车速的方法，并加以说明。驱动力行驶阻力平衡图法，即使驱动力与行驶阻力平衡时的车速功率平衡图法，即使发动机功率与行驶阻力功率平衡时的车速动力特性图法，即动力因数与道路阻力系数平衡。2,.写出档变速器档传动比表达式（注意符号及说明）。已知挡变速器的最高挡及最低挡传动比为，求其它中间各挡传动比。如：已知5挡变速器的最高挡及最低挡传动比为，求二、三、四挡传动比。一般，变速器传动比按等比极数分配，故有：故： 所以，其它各挡传动比分别为：3. 画图并叙述地面制动力、制动器制动力、附着力三者之间的关系。 当脚踏板力增加时，制动器制动力是线性增加的，此时，地面制动力随的上升而上升，即； 当时，即图中C点，地面制动力达到最大值,此时，地面最大制动力等于地面附着力，即； 当时，,随着的增加，不再增加。4,可以用不同的方法绘制I曲线，写出这些方法所涉及的力学方程或方程组。如已知汽车轴距、质心高度、总质量、质心的位置 (质心至后轴的距离) 就可用前、后制动器制动力的理想分配关系式绘制I曲线。根据方程组也可直接绘制I曲线。假设一组值（0.1,0.2,0.3,1.0）,每个值代入以上方程组，就具有一个交点的两条直线，变化值，取得一组交点，连接这些交点就制成I曲线。利用线组和线组。对于同一值，线和线的交点既符合，也符合。取不同的值，就可得到一组线和线的交点，这些交点的连线就形成了I曲线。5,试论述汽车前、后轮抱死顺序对汽车制动时方向稳定性的影响？1）制动过程中，若是只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶，汽车处于稳定状态，但丧失转向能力；2）若后轮比前轮提前一定时间先抱死拖滑，且车速超过某一数值时，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面越滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。 因此，从保证汽车方向稳定性的角度出发，首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑；其次，尽量少出现只有前轴车轮抱死或前、后车轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力。最理想的情况就是防止任何车轮抱死，前、后车轮都处于滚动状态，这样就可以确保制动时的方向稳定性。6. 根据下图，分析汽车紧急制动过程中减速度（或制动力）的变化规律。答：汽车反应时间，包括驾驶员发现、识别障碍并做出决定的反应时间，把脚从加速踏板换到制动踏板上的时间，以及消除制动踏板的间隙等所需要的时间，此时，汽车没有产生制动力，制动减速度为零。在时间内，车速将等于初速度(m/s)，保持不变；制动力增长时间，从出现制动力(减速度)到上升至最大值所需要的时间，此时，制动力以及制动减速度随踏板力的增大而增加，直至达到最大值；在持续制动时间内，制动踏板力及制动力为常数，汽车以减速度进行制动，直至停车（f点）。7. 某汽车的总重力为20100N,轴距L=3.2m,静态时前轴荷占55，后轴荷占45，前、后轮的侧偏刚度分别为K1=-38920N/rad,K2=-38300N/rad。求特征车速，并分析该车的稳态转向特性。解：由 求得 故 求得 特征车速： 因为K0，所以汽车为不足转向特性。8. 已知某汽车00.4，请利用、线，分析0.3,0.5时汽车的制动过程.0.3时，蹋下制动踏板，前后制动器制动力沿着增加，、，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。当与0.4的线相交时，符合前轮先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着增加，而、，即前后制动器制动力仍