《汽车理论》清华大学余志生版期末考试复习资料.doc

汽车理论清华大学余志生版期末考试复习资料 汽车理论习题集必考试题一、单项选择题(在每小题列出的四个备选项中,只有一项是最符合题目要求的,请将其代码写在该小题后的括号内)评价汽车动力性的指标是(A )A.汽车的最高车速、加速时间和汽车能爬上的最大坡度B.汽车的最高车速、加速时间和传动系最大传动比C.汽车的最高车速、加速时间和传动系最小传动比D.汽车的最高车速、加速时间和最大驱动力汽车行驶速度(B )A.与发动机转速、车轮半径和传动系传动比成正比B.与发动机转速和车轮半径成正比,与传动系传动比成反比C.与发动机转速和传动系传动比成正比,与车轮半径成反比D.与发动机转速成正比,与车轮半径和传动系传动比成反比汽车在水平路面上加速行驶时,其行驶阻力包括(B )。A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B.滚动阻力、空气阻力、加速阻力C.空气阻力、坡度阻力、加速阻力D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力汽车等速上坡行驶时,其行驶阻力包括( A )。A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B.滚动阻力、空气阻力、加速阻力C.空气阻力、坡度阻力、加速阻力D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力汽车加速上坡行驶时,其行驶阻力包括( D )。A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B.滚动阻力、空气阻力、加速阻力C.空气阻力、坡度阻力、加速阻力D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力汽车行驶时的空气阻力包括(D )。A.摩擦阻力和形状阻力B. 摩擦阻力和干扰阻力C.形状阻力和干扰阻力D. 摩擦阻力和压力阻力汽车行驶时的空气阻力(B )。A. 与车速成正比B. 与车速的平方成正比C. 与车速的3次方成正比D. 与车速的4次方成正比汽车行驶时的空气阻力(C )。A. 与迎风面积和车速成正比B. 与迎风面积的平方和车速成正比C. 与迎风面积和车速的平方成正比D. 与迎风面积的平方和车速的平方成正比同一辆汽车,其行驶车速提高1倍,空气阻力增大(C)。A. 1倍B. 2倍C. 3倍D. 5倍汽车行驶时的道路阻力包括(C )。A.滚动阻力和空气阻力B.滚动阻力和加速阻力C.滚动阻力和坡度阻力D.坡度阻力和加速阻力真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为( B)A.地面法向反作用力B.地面切向反作用力C.汽车重力D.空气升力汽车能爬上的最大坡度是指( A )A.挡最大爬坡度B.挡最大爬坡度C.挡最大爬坡度D.挡最大爬坡度汽车行驶的附着条件是( C)。A.驱动轮的地面切向反作用力大于等于附着力B.驱动轮的地面切向反作用力大于附着力C.驱动轮的地面切向反作用力小于等于附着力D.驱动轮的地面切向反作用力小于附着力汽车行驶时,空气阻力所消耗的功率(C)。A. 与车速成正比B. 与车速的平方成正比C. 与车速的3次方成正比D. 与车速的4次方成正比汽车行驶时,空气阻力所消耗的功率(C )。A. 与迎风面积和车速成正比B. 与迎风面积的3次方和车速成正比C. 与迎风面积和车速的3次方成正比D. 与迎风面积的3次方和车速的3次方成正比同一辆汽车,其行驶车速提高1倍,空气阻力所消耗的功率增大( D )。A. 2倍B. 3倍C. 6倍D. 7倍汽车在水平路面上加速行驶时,发动机提供的功率包括(D )。A.滚动阻力、空气阻力所消耗的功率B.滚动阻力、空气阻力、坡度阻力所消耗的功率C.滚动阻力、空气阻力、加速阻力所消耗的功率D.滚动阻力、空气阻力、加速阻力所消耗的功率及传动系损失的功率汽车等速上坡行驶时,发动机提供的功率包括(D )。A.滚动阻力、空气阻力所消耗的功率B.滚动阻力、空气阻力、坡度阻力所消耗的功率C.滚动阻力、空气阻力、加速阻力所消耗的功率D.滚动阻力、空气阻力、坡度阻力所消耗的功率及传动系损失的功率汽车等速百公里燃油消耗量( B )。A.与行驶阻力、燃油消耗率和传动效率成正比B.与行驶阻力和燃油消耗率成正比,与传动效率成反比C.与行驶阻力和传动效率成正比,与燃油消耗率成反比D.与燃油消耗率和传动效率成正比,与行驶阻力成反比汽车的质量利用系数是指(C)。A.汽车整备质量与总质量之比B.汽车装载质量与总质量之比C.汽车装载质量与整备质量之比D.汽车整备质量与装载质量之比汽车带挂车后省油是因为( A )。A.提高了汽车的质量利用系数,提高了发动机的负荷率B.提高了汽车的质量利用系数,降低了发动机的负荷率C.降低了汽车的质量利用系数,提高了发动机的负荷率D.降低了汽车的质量利用系数,降低了发动机的负荷率汽车动力装置的参数系指( A )A.发动机的功率、传动系的传动比B.发动机的功率、传动系的效率C.发动机的转矩、传动系的传动比D.发动机的转矩、传动系的效率确定汽车传动系的最大传动比时,需要考虑( A)A.汽车的最大爬坡度、最低稳定车速和附着率B.汽车的最大爬坡度、最高车速和附着率C.汽车的最大爬坡度、最低稳定车速和最高车速D.汽车的加速时间、最高车速和附着率若使汽车的最高车速大于发动机最大功率对应的车速,则(B )。A.汽车的动力性和燃油经济性都变好B.汽车的动力性变好,燃油经济性变差C.汽车的动力性变差,燃油经济性变好D.汽车的动力性和燃油经济性都变差若使汽车的最高车速小于发动机最大功率对应的车速,则( C)。A.汽车的动力性和燃油经济性都变好B.汽车的动力性变好,燃油经济性变差C.汽车的动力性变差,燃油经济性变好D.汽车的动力性和燃油经济性都变差峰值附着系数与滑动附着系数的差别( D )。A.在干路面和湿路面上都较大B.在干路面和湿路面上都较小C.在干路面较大,在湿路面上较小D.在干路面较小,在湿路面上较大峰值附着系数对应的滑动率一般出现在(C)。A.1.5%2%B.2%3%C.15%20%D.20%30%滑动附着系数对应的滑动率为(A )。A.100%B.75%C.50%D.20%制动跑偏的原因是(D)。A.左、右转向轮制动器制动力不相等B.制动时悬架与转向系统运动不协调C.车轮抱死D.A和B制动侧滑的原因是(C )A.车轮抱死B.制动时悬架与转向系统运动不协调C.左、右转向轮制动器制动力不相等D.制动器进水最大地面制动力取决于(B)。A.制动器制动力B.附着力C.附着率D.滑动率汽车制动性的评价主要包括( D)A.制动效能、制动效能的恒定性、滑动率B.制动效能、制动时汽车的方向稳定性、滑动率C.制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性、滑动率D.制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性汽车制动的全过程包括(D )A.驾驶员反应时间、制动器的作用时间和持续制动时间B.驾驶员反应时间、持续制动时间和制动力的消除时间C.制动器的作用时间、持续制动时间和制动力的消除时间D.驾驶员反应时间、制动器的作用时间、持续制动时间和制动力的消除时间制动距离一般是指(C)。A.持续制动时间内汽车行驶的距离B.持续制动时间和制动消除时间内汽车行驶的距离C.制动器的作用时间和持续制动时间内汽车行驶的距离D.驾驶员反应时间和持续制动时间内汽车行驶的距离在下列制动器中,制动效能的稳定性最好的是(A )。A.盘式制动器B.领从蹄制动器C.双领蹄制动器D.双向自动增力蹄制动器在下列制动器中,制动效能的稳定性最差的是( d)。A.盘式制动器B.领从蹄制动器C.双领蹄制动器D.双向自动增力蹄制动器相对来讲,制动时附着条件利用较好的情况是(B )A.前轮抱死拖滑,后轮不抱死B.前、后轮同时抱死拖滑C.前轮先抱死拖滑,然后后轮抱死拖滑D.后轮先抱死拖滑,然后前轮抱死拖滑前、后制动器制动力为固定比值的汽车,在同步附着系数路面上制动时将出现( )A.前轮抱死,后轮不抱死B.前、后轮同时抱死C.前轮先抱死,然后后轮抱死D.后轮先抱死,然后前轮抱死二、判断题(只判断正确与错误,在正确的小题后括号内画“”,在错误的小题后括号内画“”)汽车行驶时滚动阻力和坡度阻力在任何行驶条件下均存在。()汽车行驶时空气阻力和加速阻力在任何行驶条件下均存在。()在硬路面上滚动阻力产生的根本原因是轮胎与路面的摩擦。()当汽车的所有车轮都飞离地面后,其滚动阻力仍然存在。( )汽车最高挡的最高车速一定大于次高挡的最高车速。( )汽车的动力特性图可以用来比较不同车重和空气阻力的车辆的动力性能。( )质量不同但动力特性图完全相同的两辆汽车,其最高车速和最大驱动力相同。( )空车和满载时汽车的动力性能没有变化。()变速器在不同挡位时,发动机的最大功率相同。( )变速器在不同挡位时,汽车的最大驱动力不同。()汽车超车时应该使用超速挡。( )设置超速挡的目的是为了改善汽车的动力性。( )轮胎的充气压力对滚动阻力系数值有很大的影响。()随着轮胎胎面花纹深度的减小,其附着系数将有显著下降。()增大轮胎与地面的接触面会提高附着能力。()汽车的后备功率越大,则其加速能力、上坡能力和最高车速也越大。()发动机的后备功率越大,汽车的最高车速越大。()发动机的负荷率越低,汽车的燃油经济性越好。( )增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。( )最大传动比与最小传动比之比值越大,挡位数应越多。( )汽车的等速百公里燃油消耗量是全面反映汽车实际运行情况的燃油经济性指标。( )汽车的等速百公里燃油消耗量正比于行驶阻力和燃油消耗率,反比于传动效率成。( )车开得慢,油门踩得小,就一定省油。( )只要发动机省油,汽车就一定省油。( )还有传动系地面制动力始终等于制动器制动力。()地面制动力的最大值决定于附着力。()当地面制动力达到附着力数值后,地面制动力随着制动踏板力的上升而增加。( )汽车制动后,轴荷发生重新分配的结果是前轴载荷增加,后轴载荷下降。( )制动效能稳定性的主要内容是指汽车行车制动系统的涉水稳定性。( )近年来,盘式制动器被广泛应用于高速轿车和重型车辆的原因是由于盘式制动器制动效能比鼓式制动器高。()改进制动系结构,减少制动器起作用的时间,是缩短制动距离的一项有效措施。()制动跑偏的原因是左、右车轮制动器制动力不相等和制动时悬架与转向系统运动不协调。( )汽车制动时,左右轮制动器制动力不相等,特别是前轴左右轮制动器制动力不相等是产生制动跑偏的一个主要原因。( )空车和满载时的I曲线不相同。 f线组是后轮没有抱死,在各种附着系数值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。( )r线组是前轮没有抱死,在各种附着系数值路面上后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。()线位于曲线下方,制动时总是后轮先抱死。( )线位于曲线上方,制动时总是前轮先抱死。( )在同步附着系数的路面上制动时,汽车的前、后车轮将同时抱死。( )汽车制动时,若后轴车轮先抱死就可能发生后轴侧滑。( )汽车制动时,若前轴车轮抱死就将失去转向能力。()雨天行车制动时,车轮很容易抱死拖滑,这是由于路面附着系数过大。( )汽车制动时,轴荷重新分配的结果是后轴载荷增加,前轴载荷下降。( )f线组是前轮没有抱死,在各种附着系数值路面上后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。()r线组是后轮没有抱死,在各种附着系数值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。( )接近角和离去角表示汽车的横向通过能力。( )三、填空题汽车动力性的评价一般采用三个方面的指标,它们分别是最高车速、 加速时间和 最大爬坡度 。汽车的动力性系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。常用原地 加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间指汽车由I挡或II挡 起步,并以最大的加速强度逐步换至最高挡后到达某一预定的距离或车速所需的时间。原地起步加速时间指汽车由I挡或II挡起步,并以 最大加速强度逐步换至最高挡后到某一预定的距离或 车速 所需的时间。超车加速时间指用最高档 或 次高档 由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。超车加速时间指用最高挡或次高挡由某一较低车速 全力加速至某一 高速 所需的时间。汽车的驱动力由发动机 的转矩经传动系传至 驱动轮 上来产生。汽车的行驶阻力可分为滚动 阻力、 加速阻力、 空气阻力和坡道 阻力。汽车空气阻力的形成主要来自压力阻力和 摩擦阻力,其中压力阻力又是由 现状阻力、干扰阻力、 内循环阻力 和 诱导阻力 构成。一般用根据发动机的外 特性确定的驱动力与 发动机功率 之间的函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力,称为汽车的驱动力图。汽车的动力性一方面受驱动力 的制约,另一方面还受到 轮胎与地面附着条件的限制 的限制。汽车的附着力决定于 附着系数 系数及地面作用于驱动轮的法 反作用力 。传动系的功率损失可分为 机械损失 损失和 液力损失 损失两大类。汽车的燃油经济性常用一定运行工况下 等速百公里燃油消耗量 或行驶 行驶100KM所消耗的燃油升数 来衡量。在同一道路条件与车速下,虽然发动机发出的功率相同,但挡位越低,后备功率越 高,发动机的负荷率越 低 ,燃油消耗率越 高 ,百公里燃油消耗量越 多 。在同一道路条件与车速下,虽然发动机发出的功率相同,但挡位越高,后备功率越 小,发动机的负荷率越 高 ,燃油消耗率越 低 ,百公里燃油消耗量越 少。一般说来,汽车主减速器传动比越小,汽车行驶的后备功率越 小 ,动力性越 差。一般说来,汽车主减速器传动比越大,汽车行驶的后备功率越 大 ,动力性越 好。在确定汽车传动系最大传动比时,除了要考虑最大爬坡度之外,还应考虑 最低稳定车速 及 附着力。汽车加速行驶时,不仅 平移质量 产生惯性力,旋转质量还要产生 惯性力偶矩 。汽车行驶时,不仅驱动力和行驶阻力互相平衡,发动机的功率 和汽车行驶的 总功率也总是平衡的。在汽车行驶的每一瞬间,发动机发出的功率始终等于 机械传动损失功率 的功率与全部运动阻力所消耗的功率。百公里燃油消耗量的数值越大,汽车的燃油经济性越差;单位燃油消耗量行驶里程的数值越大,汽车的燃油经济性越好。汽车等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶的行驶阻力与 燃油消耗率,反比于 传动系效率 。发动机的燃油消耗率,一方面取决于发动机的 排量 及其设计制造水平,另一方面又与汽车行驶时发动机的 负荷率率有关。汽车带挂车后省油是因为增加了发动机的 负荷率 ,增大了汽车列车的 质量利用系数。 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力 ,才能获得足够的地面制动力。为了增加路面潮湿时的附着能力,路面的宏观结构应具有一定的 不平度 而应有自动排水 的能力。评定制动效能的指标是 制动距离和 制动减速度 。抗热衰退性能与制动器 摩擦副材料 及制动器结构 有关。一般称汽车在制动过程中维持 直线 行驶或按预定弯道行驶的能力为制动时汽车的方向稳定性。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,它包括制动器起作用 和 持续制动 两个阶段中汽车驶过的距离。为了增加路面潮湿时的附着能力,路面的微观结构应是 粗糙 且有一定的 尖锐棱角 ,以穿透水膜,让路面与胎面直接接触。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。前轮失去转向能力,是指弯道制动时汽车不再按原来的弯道行驶而沿弯道驶出;直线行驶制动时,虽然转动转向盘但汽车仍按直线行驶的现象。汽车的稳态转向特性可分为 不足转向、 中性 、 过多三大类。根据地面对汽车通过性影响的原因,汽车的通过性分为 支撑通过性 和 几何 。汽车的通过性主要取决于地面的 物理性质及汽车的几何参数和结构参数 。常采用 牵引系数 、 牵引效率 及燃油利用指数三项指标来评价汽车的支承通过性。常见的汽车通过性几何参数有最小离地间隙、 纵向通过角、 接近角、 离去角 和最小转弯直径。间隙失效可分为顶起失效、 触头失效 和 托尾失效 。四、名词解释驱动力汽车发动机产生的转矩,经传动系传至驱动轮。此时作用于驱动轮上的转矩 Tt产生一对地面的圆周力F0,地面对驱动轮的反作用力Ft既是驱动汽车的外力,此外里称为汽车的驱动力。滚动阻力 轮胎滚动时,与支撑地面的接触区产生法向和切向相互作用力,并使接触区的轮胎和地面发生相应的变形空气阻力 汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分离称为空气阻力。坡道阻力 当汽车上坡行驶时,汽车重力沿坡道的分离表现为汽车的坡道阻力。动力特性图功率平衡图负荷率 后备功率 发动机功率与滚动阻力和空气阻力消耗的发动机功率的差值车轮的静力半径 附着力 地面对轮胎切向反作用力的最大极限值附着系数 附着率 汽车在直线行驶状况下,充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。汽车比功率 单位汽车总质量具有的发动机功率,单位:kW/t。汽车的燃油经济性 汽车的制动性 地面制动力 制动器制动力 :制动器制动力 在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需要的力。制动力系数 侧向力系数地面侧向力与地面法向反作用力之比。制动效能抗热衰退性能 制动时汽车的方向稳定性 制动侧滑 制动跑偏 制动器制动力分配系数 同步附着系数 理想制动力分配曲线(I曲线)f线组 后轮没有抱死、前轮抱死时,前、后轮地面制动力的关系曲线。r线组 前轮没有抱死,在各种附着系数值路面上后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。操纵稳定性中性转向不足转向过多转向侧偏角汽车的通过性 牵引系数 牵引效率 驱动轮输出功率与输入功率之比。燃油利用指数间隙失效 顶起失效 车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住的情况。触头失效 托尾失效 车辆尾部触及地面而不能通过的情况最小离地间隙 接近角 离去角 汽车满载、静止时,后端突出点向后轮所引切线与地面间的夹角。最小转弯直径 五、问答与分析论述题1、轮胎滚动阻力的产生机理何在?其作用形式是什么?答: 产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合导致能量损失,即弹性物质的迟滞损失。当车轮不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时,由于弹性迟滞现象,处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于恢复过程的后部相应点的地面法向反作用力,这样,地面法向反作用力的分布前后不对称,而使他们的合力相对于通过车轮中心的路面法线前移了一个距离, 这个距离随弹性迟滞损失的增大而变大。(3分) 作用形式:轮胎滚动阻力的作用形式表现为滚动阻力偶矩。(2分)滚动阻力系数与哪些因素有关?答:滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料气压等因素有关空车、满载时汽车动力性有无变化?为什么?答: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 。附着系数的大小主要取决于哪些方面?答:附着系数的大小主要取决于路面与轮胎。超车时该不该换入低一挡的排挡?答:可参看不同 时的汽车功率平衡图: 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。“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”,这两种法对不对? 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。,7、为什么公共汽车起步后,驾驶员很快换入高档? 答: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.8、采用高速档行驶为什么能够节油?9、变速器为何设置超速档?10、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: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) 11、如何从汽车结构方面入手提高汽车的燃油经济性?答:1、缩减轿车总尺寸和减轻质量 2、发动机3、传动系 4、汽车的外形与轮胎12、如何从汽车的使用方面来提高燃油经济性答:(1项得2分,2项得3分,3项得4分,4项得5分) 1)选择合理的行驶车速。汽车在接近低速的中等车速行驶时百公里燃油消耗量较低,高速行驶时百公里燃油消耗量增大。因为在高速行驶时,虽然发动机的负荷率较高,但汽车的行驶阻力增加很多。 2)正确选用挡位。在同一道路条件与车速下,虽然发动机发出的功率相同,但挡位越低,后备功率越大,发动机的负荷率越低,燃油消耗率越高,百公里燃油消耗量越大,而使用高挡时的情况则相反。 3)应用挂车。汽车带挂车后省油,一个原因是拖带挂车后阻力增加,发动机的负荷率增加,燃油消耗率下降;另一个原因是提高了汽车列车的质量利用系数。 4)正确地保养与调整。汽车的调整与保养会影响到发动机的性能与汽车的行驶阻力,所以对百公里燃油消耗量有影响。 13、传动系最小传动比偏大和偏小对汽车的动力性和燃油经济性有什么影响?通常可怎样选择传动系最小传动比?14、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性? 答: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。15、用结构参数写出汽车行驶方程式,并说明各符号的意义。16、写出汽车的后备功率表达式,分析后备功率对汽车动力性和燃料经济性的影响。17、列出可用于确定汽车最高车速的方法,并加以说明。答:1)驱动力-行驶阻力平衡图法 时的车速,即使驱动力与行驶阻力平衡时的车速。(2分)2)功率平衡图法时的车速,即使发动机功率与行驶阻力功率平衡时的车速。(2分)3)动力特性图法时的车速,即动力因数与滚动阻力系数平衡的车速。(1分)18、写出制作汽车的驱动力-行驶阻力平衡图的步骤及公式。19、一个6挡变速器,一挡传动比为、六挡传动比为,已知各挡传动比按等比级数分配,请20、列出其余各挡传动比的计算表达式。21、汽车制动跑偏是由哪些原因造成的?答:(1)、汽车左、右车轮,特别是前轴左、右车轮(转向轮)制动器的制动力不相等。 2 、制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调(互不干涉)。24、设某汽车的同步附着系数为0.5,试分析该车在附着系数为0.3的路面上制动时的制动过程。(作图分析)(图1分) 开始制动时,前、后制动器制动力Fu1、Fu2按线上升,因前、后车轮均未抱死,故前、后轮地面制动力FXb1 Fu1、FXb2 Fu2也按线上升。(1分) 到点时,线与的r线相交,地面制动力FXb1、FXb2符合后轮先抱死的状况,后轮开始抱死。(1分) 从点以后,再增加制动踏板力,前、后制动器制动力Fu1、Fu2继续按线上升,因前轮未抱死,故前轮地面制动力FXb1 Fu1仍按线上升,但因后轮已抱死,故其地面制动力FXb2不再按线上升,而是随着FXb1的增加而沿的r线变化而有所减小。(1分) 当Fu1、Fu2按线上升到点时,r线与I曲线相交,达到前轮抱死的地面制动力FXb1,前、后车轮均抱死,汽车获得的减速度为0.6g。在整个制动过程中,由于是后轮先抱死,因而容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。(1分)25、设某汽车的同步附着系数为0.5,试分析该车在附着系数为0.7的路面上制动时的制动过程。(作图分析)(图1分) 开始制动时,前、后制动器制动力Fu1、Fu2按线上升,因前、后车轮均未抱死,故前、后轮地面制动力FXb1 Fu1、FXb2 Fu2也按线上升。(1分) 到点时,线与的r线相交,地面制动力FXb1、FXb2符合后轮先抱死的状况,后轮开始抱死。(1分) 从点以后,再增加制动踏板力,前、后制动器制动力Fu1、Fu2继续按线上升,因前轮未抱死,故前轮地面制动力FXb1 Fu1仍按线上升,但因后轮已抱死,故其地面制动力FXb2不再按线上升,而是随着FXb1的增加而沿的r线变化而有所减小。(1分) 当Fu1、Fu2按线上升到点时,r线与I曲线相交,达到前轮抱死的地面制动力FXb1,前、后车轮均抱死,汽车获得的减速度为0.6g。在整个制动过程中,由于是后轮先抱死,因而容易发生后轴侧滑使汽车失去方向稳定性。(1分)9、某轿车满载质量为3780kg,轴距m,满载时质心至前轴距离m,质心高度mm,当该车在附着系数的水平路面上紧急制动时,前、后车轮的地面制动力均达到附着力,求此时作用于前轮的地面法向反作用力。解:(思路正确得5分,公式和过程正确得8分,全部正确得10分) 忽略汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩,根据汽车在水平路面上制动时的受力分析可得 以及 因此 即 20962.9 N故此时作用于前轮的地面法向反作用力为20962.9 N。 课后习题答案1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答:1)定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶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支撑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。 当车轮不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时,由于弹性迟滞现象,处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力,这样,地面法向反作用力的分布前后不对称,而使他们的合力Fa相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 阻碍车轮滚动。3)作用形式:滚动阻力 (f为滚动阻力系数)1.31)绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力Ft 行驶阻力Ff+Fw+Fi+Fj=G?f + +G?i+ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为:行驶阻力为:本题也可采用描点法做图: 由发动机转速在,取六个点分别代入2)求汽车最高车速,最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率由1)得驱动力与行驶阻力平衡图,汽车的最高车速出现在5档时汽车的驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处,Ua=99.08m/s2。有 分别代入和公式:把的拟和公式也代入可得: n4000 而r/min Km/h汽车的爬坡能力,指汽车在良好路面上克服后的余力全部用来(等速)克服坡度阻力时能爬上的坡度,此时,因此有,可得到汽车爬坡度与车速的关系式:;而汽车最大爬坡度为档时的最大爬坡度。利用MATLAB计算可得,。 挂档时速度慢,可忽略: 0.366 如是前轮驱动,=;相应的附着率为1.20,不合理,舍去。 如是后轮驱动,=;相应的附着率为0.50。克服该坡度时相应的附着率忽略空气阻力和滚动阻力得: 3)绘制汽车行驶加速度倒数曲线,求加速时间求得各档的汽车旋转质量换算系数如下表所示:汽车旋转质量换算系数档档档档档1.38291.10271.04291.02241.0179汽车的行驶加速度图和汽车的加速度倒数曲线图 忽略原地起步时的离合器打滑过程,假设在初时刻时,汽车已具有档的最低车速。由于各档加速度曲线不相交(如图三所示),即各低档位加速行驶至发动机转速达到最到转速时换入高档位;并且忽略换档过程所经历的时间。结果用MATLAB画出汽车加速时间曲线如图五所示。如图所示,汽车用档起步加速行驶至70km/h的加速时间约为26.0s。绘制汽车行驶加速倒数曲线(已装货):40.0626 (为动力因素) 时, 1.128 用计算机求汽车用档起步加速至70km/h的加速时间。 由运动学可知 即加速时间可用计算机进行积分计算求出,且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: 146.0535s1.4空车、满载时汽车动力性有无变化?为什么?答:动力性会发生变化。因为满载时汽车的质量会增大,重心的位置也会发生改变。质量增大,滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大,加速时间会增加,最高车速降低。重心位置的改变会影响车轮附着率,从而影响最大爬坡度。1.5如何选择汽车发动机功率?答:发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。若给出了期望的最高车速,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的行驶阻力功率之和。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。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?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。,2.6试分析超速档对汽车动力性和燃油经济性的影响。答:汽车在超速档行驶时,发动机负荷率高,燃油经济性好。但此时,汽车后备功率小,所以需要设计合适的次一挡传动比保证汽车的动力性需要。2.8轮胎对汽车动力性、燃油经济性有些什么影响?答:1)轮胎对汽车动力性的影响主要有三个方面:轮胎的结构、帘线和橡胶的品种,对滚动阻力都有影响,轮胎的滚动阻力系数还会随车速与充气压力变化。滚动阻力系数的大小直接影响汽车的最高车速、极限最大加速度和爬坡度。汽车车速达到某一临界值时,滚动阻力迅速增长,轮胎会发生很危险的驻波现象,所以汽车的最高车速应该低于该临界车速。轮胎与地面之间的附着系数直接影响汽车的极限最大加速度和爬坡度。2)轮胎对燃油经济性的影响轮胎的滚动阻力系数直接影响汽车的燃油经济性。滚动阻力大燃油消耗量明显升高。 5.1 一轿车(每个)前轮的侧偏刚度为-50176N/rad、外倾刚度为-7665N/rad。若轿车向左转弯,将使前轮均产生正的外倾角,其大小为4度。设侧偏刚度与外倾刚