汽车理论第五版课后习题答案(正确)

1、2000kg1800kg3880kg0.367m弘=0850.013CM=2.77m2主减速器传动比/o=5.83飞轮转动惯量70.218kg-m2第一章汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。答：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：（1）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，地而对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力巴 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移d）。如果将法向反作用力平

2、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 = F:ao为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力件与地面切向反作用力构成一力偶 矩。（2）轮胎在松软路而上滚动时，由于车轮使地而变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对 车轮前进产生阻力。（3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。（4）车轮行驶在不平路而上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路而的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。这些因素对滚动阻力系数的具 体影响参考课本P9。1.3确泄一轻型货车的动力性能（货

3、车可装用4挡或5挡变速器，任选苴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）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70knVh的车速一时间曲线，或 者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h的加速时间。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7； =-19.313 + 295.27(-) -165.44(-)2 + 40.874(-)3 -3.8445(-)4 q1000100010001000式中，帀为发动机转矩(Nm) ;n为发动机转速(r/min)

4、。发动机的最低转速nmin=600r/min,最高转速nnux=4000r/mino装载质疑整车整备质量总质量车轮半径传动系机械效率滚动阻力系数空气阻力系数X迎风而积二前轮转动惯量/h；= 1.798kg* nr四后轮转动惯量人2=3.598kgm2变速器传动比ig（数据如下表）I档I【档III档1档V档四档变速器6.093.091.711.00-五档变速器5.562.7691.6441.000.793轴距L=32m质心至前轴距离（满载）a= 1.974mhg=0.9m质心髙（满载）分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。只要对1/31汽车行使方

5、程理解正确,本题的编程和求解都不会有太大困难。常见错误是未将车速的单位进行换算。2） 首先应明确道路的坡度的定义 = a。求最大爬坡度时可以对行使方程进行适当简化,可以简化的内容 包括两项cosaal和sin a心tan a ,简化的前提是道路坡度角不大，当坡度角较大时简化带来的误差会增大。计 算时.要说明做了怎样的简化并对简化的合理性进行评估。3）已知条件没有说明汽车的驱动情况,可以分开讨论然后判断,也可以根据羽识判断轻型货车的驱动情况。解：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图汽车驱动力必”r行驶阻力巧+Fw+F汁Fj=Gf十尤+G* 处竺21.12dtrn发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式

6、为：ua = 0.377 由本题的已知条件，即可求得汽车驱动力和行驶阻力与车速的关系，编程即可得到汽车驱动力与行驶阻力平衡 图。34/312）求汽车最髙车速，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 Uamax=99.08m/s2o汽车的爬坡能力，指汽车在良好路而上克服Ff + 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- = 0，因此有F严F厂（F + FJ ,可得到汽车爬坡度与车速的关系式：Marcsin 也&:而汽车最大爬坡度几曲为I档时的最大爬坡度。利用MATLAB汁算可得,=0

7、.352 o如是前轮驱动，q?1- z qt: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C02为050c = q91 a hg + qL L3）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I档I【档III档IV档V档归+马+朋細“?厂加厂1.38291.10271.04291.02241.0179利用MATLAB画出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II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

8、时换入高档位：并且忽略换档过程所经历的时 间。结果用MATLAB画岀汽车加速时间曲线如图五所示。如图所示，汽车用II档起步加速行驶至70km/h的加速时间约为26. Oso11.4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，重心的位巻也会发生改变。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。重心位苣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。若给出了期望的最髙车速，选择的发动机 功率应大体等于，但不小于以最髙车速行驶时的行

9、驶阻力功率之和，即PC = *（盖化+纟得幕*）。在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估讣汽车比功率来确左发动机应有功率。不少国家还对车辆应有 的最小比功率作出规左，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一泄水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。1.6超车时该不该换入低一挡的排挡？答：超车时排挡的选择，应该使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赵。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。1.7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

10、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二0.57m。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。确左上述F.F轿车在卩=0.2及0.7路而上的附着力，并求由附着力所决左的极限最髙车 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二0）。其它有关参数为： z（1600kg,45, A2. 00m, 0. 02,1. 00o分析：分析本题的核心在于考察汽车的附着力、地面法向反作用力和作用在

11、驱动轮上的地而切向反作用力的理 解和应用。应熟知公式（1-13）（1-16）的意义和推导过程。分析1 ）比较附看力利用情况，即t做汽车前（F.F ）、后轮（F.R.）地面切向反作用力与地面作用于前（F.F ）、后轮（F.R.）的法向反作用力的比值。解题时应注意，地面法向发作用力包括静态轴荷、动态分呈、空气升力和滚动阻 力偶矩产生的部分，如若逬行简化要对简化的合理性给予说明。地面作用于车轮的地面切向反作用力则包括滚动阻 力和空气阻力的反作用力。2）求极限最高车速的解题思路有两个。一是根据地面作用于驱动轮的地面切向反作用力的表达式（1 -15 ）,由附看系数得到最大附看力，滚动阻力已知，即可求得最

12、高车速时的空气阻力和最高车速。二是利用高速行驶时驱动轮附着率的表达式，令附着率为附着系数，带入已知项，即可求得最高车速。常见错误：地面切向反作用力的计算中滚动阻力的计算错误，把后轮的滚动阻力错计为前轮或整个的滚动阻 力。3 ）最极限最大爬坡度时依然要明确道路坡度的走义和计算中的简化问题，具体见1.3题的分析。但经过公式 推导本题可以不经简化而方便得求得准确最大爬坡度。解：1比较采用F. F及F. R.形式时的附着力利用情况卜对于前苣发动机前轮驱动（F.F.）式轿车，空气升力 Fwi = | CApu； 由=1600kg,平均的前轴负荷为汽车总重力的61.5%, 静态轴荷的法向反作用力Fz$i

13、= 0.615X1600X9.8 = 9643.2N . 汽车前轮法向反作用力的简化形式为：FZ= FzSj-Fzwi=9643.2-*C仃 Apii地面作用于前轮的切向反作用力为:C AC A珀“ 0.385 +洁宀12。.7+才护附着力利用情况：乞=120.7 + 他-力21.159643.2 +丄 CApu；2i卜对于前置发动机后轮驱动（F.R.）式轿车同理可得:174.7 +鱼仝尤2156946.2 +丄 C“Apw；2一般地，C与C”相差不大，且空气升力的值远小于静态轴荷的法向反作用力，以此可得,前置发动机前轮驱动有着更多的储备驱动力。结论：本例中，前置发动机前轮驱动（F.F）式的轿

14、车附着力利用率高。2.对F.F.式轿车进行动力性分析1）附着系数0 = 0.2时i求极限最高车速：忽略空气升力对前轮法向反作用力的影响，Fzi =9643.2 No 最大附着力巧产0巧严1928.6N。令加速度和坡度均为零,则由书中式（1-15）有：耳产耳产+屯，则 F、=梟一耳厂 1928.6-0.02X0.385X 1600X9.8= 1807.9 N,由此可推出其极限最高车速:max = 206.1 km/h.ii求极限最大爬坡度：汁算最大爬坡度时加速度为零，忽略空气阻力。前轮的地面反作用力FzX = Fz =G(-cosa-sina)LL最大附着力巧严0迟由书中式（1 15）,有 馬二

15、耳严耳+呈=Gsina + G#cosa/ Lt以上三式联立得：fma、= tan a = 丫二.=0.095 o L + hiii求极限最大加速度：令坡度阻力和空气阻力均为0, Fzt=9643.2 N為=0 馬=1928.6N由书中式（1-15）耳产Fx产馬+加4吹解得 = 1.13-2）当附着系数=0.7时，同理可得：最高车速：amax = 394.7 km/h。最大爬坡度：U = 0.347 o最大加速度：=4.14方法二：忽略空气阻力与滚动阻力，有：q =石 役77 最大爬坡度max =q 最大加速度max = Qgl（p+h ILA所以0 = 0.2时，/max =0.11=116

16、加/$2。0 = 0.7 时，fmax = 0.373,max =3.66?/$21.8 一轿车的有关参数如下：总质疑1600kg:质心位置：c/=1450mm,b= 1250mm,加尸630mm：发动机最大扭矩M.nux=140Nm2, I档传动比 3.85：主减速器传动比巾=4.08；传动效率尸0.9：车轮半径r=300mm：飞轮转动惯g： /；=0.25kg - m2：全部车轮 惯虽：27“u4.5kg n*（其中后轮人=2.25 kg n*,前轮的人=2.25 kg m-）o若该轿车为前轮驱动，问：当地而附着系数 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

17、如何调整重心在前后方向的位置（b 位麗），才可以保证获得应有的最大加速度。若令仝为前轴负荷率，求原车得质心位置改变后，该车的前轴负荷 厶率。分析：本题的解题思路为比较由发动机扭矩决定的最大加速度和附着系数决定的最大加速度的大小关系。如果 前者大于后者,则发动机扭矩将不能充分发挥而产生应有的加速度。Ft niQx 解：忽略滚动阻力和空气阻力，若发动机能够充分发挥其扭矩则务和=: o m 幵喚/max 的”=6597.4 N；r“1 + 当+遊徑=1.42；解得唤=291加/。前轮驱动汽车的附着率C（p =等效坡度？= 独 =0.297。g则有，C0.6,所以该车在加速过程中不能产生应有的最大加速

18、度。为在题给条件下产生应有的最大加速度，令C（pl=0.6,代入 q=0.297, hg=O.63m, L=2.7m,解得b=1524mn；则前轴负荷率应变为b/L= 0.564,即可保证获得应有的最大加速度。1.9 -辆后轴驱动汽车的总质量2152kg,前轴负荷52%,后轴负荷48%,主传动比祜=4.55,变速器传动比：一 挡：3.79,二档：27,三档：1.41 ,四档：1.00,五档：0.86Unm，汽车后备功 率小，动力性差，燃油经济性好。当主传动比较大时，则相反。最小传动比的选择则应使Uphj UnBX相近，不可为追 求单纯的的动力性或经济性而降低另一方面的性能。2.6试分析超速档对

19、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。2.7已知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：其中，b为燃油消耗率g/（kW-h）J： Pe为发动机净功率（kW）：拟合式中的系数随转速n变化。怠速油耗=0.299wL/5 （怠速转速 400r/min） 计算与绘制题1.3中货车的1）汽车功率平衡图。2）最高档与次髙档的等速百公里油耗曲线3）利用汁算机求货车按JB3352-83规泄的六工况循环行驶的百公里汕耗。讣算中确圧燃油消耗值b时，若发 动机转速与负

20、荷特性中给泄的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。9550注意：发动机争功率和外特性功率的概念不同。发动机外特性功率是发动机节气门全开时的功率,计算公式为,在某一转速下夕卜特性功率是唯_确走的。发动机净功率则表示发动机的实际发出功率,可以根据汽车行驶时的功率平衡求得，和转速没有一一对应关系。解：（1）汽车功率平衡图Pf + Pw发动机功率在各档下的功率巴、汽车经常遇到的阻力功率 一 对车速叫的关系曲线即为汽车功率平衡T图，其中：0.377r-7；为发动机转矩（单位为Nm）PfPw 1（Gfua , CdAu“t Ht 360076140 ）编程计算，汽车的功率平衡图为：2）最高档和

21、次髙档的等速百公里油耗曲线先确立最高档和次髙档的发动机转速的范I乩 然后利用叫）377皿.求出对应档位的车速。由于汽车是等速 行驶，因此发动机发岀的功率应该与汽车受到的阻力功率折合到曲轴上的功率相等，即P严岳如。然后根 据不同的几和，用题中给出的拟合公式求出对应工况的燃油消耗率。先利用表中的数据，使用插值法，求出每个 ”值所对应的拟合式系数：弘弘艮，耳在这里为了保证曲线的光滑性，使用了三次样条插值。利用求得的 各个车速对应下的功率求出对应的耗燃油消耗率点利用公式：Q严话即可求出对应的车速的百公里油耗(厶/100灯)。实际绘岀的最髙档与次高档的等速百公里油耗曲线如下:从图上可以明显看出，第三档的

22、汕耗比在同一车速下，四档的汕耗高得多。这是因为在同一车速等速行驶下， 汽车所受到的阻力基本相等，因此片基本相等，但是在同一车速下，三档的负荷率要比四档小。这就导致了四档的 油耗较小。但是上图存在一个问题，就是在两头百公里油耗的变化比较奇怪。这是由于插值点的范国比节点的范围要来得 大，于是在转速超出了数据给出的范围的部分，插值的结果是不可信的。但是这对处在中部的插值结果影响不大。 而且在完成后而部分的时候发现，其实只需使用到中间的部分即可。(3)按JB3352-83规定的六工况循环行驶的百公里油耗。从功率平衡图上而可以发现，III档与IV档可以满足六工况测试的速度范国要求。分为III档和IV档进

23、行计 算。先求匀速行驶部分的油耗先使用 = 仞“,求出在各个速度下，发动机所应该提供的功率。然后利用插值法求出，三个匀速行 3600%Pbs驶速度对应的燃油消耗也由一而面求岀三段匀速行驶部分的燃油消耗量血)。计算的结果如卜:匀速行驶阶段：第一段第二段第三段匀速行驶速度/伙 ?/力)254050持续距离/(加)50250250发动机功率Pe /(kw)4.70739.200813.4170燃油消耗率b/g/(kw.h)三档678.3233563.07565813972四档492.3757426.5637372.6138燃油消耗S2/(m/)三档8.868144.964454.2024四档6.43

24、7134.063234.7380再求匀加速阶段：对于每个区段，以hn/h为区间对速度区段划分。对应每一个车速叫，都可以求出对应的发动机功率：P = 如+三他_ +池lW：。此时，车速与功率的关系已经发生改变，因此应该要重新对燃油消耗率的 77； 3600761403600 dt拟合公式中的系数进行插值。插值求岀对应的各个车速的燃油消耗率趴进而用姑茹莎求出每个速度对应 的燃油消耗率Qe、Q“,QmQ”。每小段的加速时间：Ar = o每一个小区间的燃油消耗量:3.6 dt0” = g（Q“i+Q”）h。对每个区间的燃油消耗量求和就可以得岀加速过程的燃油消耗疑。计算结果如F：加速阶段第一段第二段最大

25、速度Hnmax /(km/h)4050最小速度叫mi伙加）：2540加速度a/(m/s2)0.25 （注：书中的数 据有误）0.20燃油消耗量三档Oa /（皿）38370544.2181四档30.10013&4012匀减速阶段:对于匀减速阶段，发动机处在怠速工况。怠速燃汕消耗率0加是一左值。只要知道匀减速阶段的时间，就可以 求出耗油量：Qd = Qidf oQd = Qldt = 0.299/L/5X 19.35 = 5.77mL。= -xl00 = s根据以上的计算，可以求出该汽车分别在三档和四档的六工况耗油量: 三档：xlOOxlOO&8681 + 44.9644 + 54.2024 +

26、38.3705 + 44.2181 + 5.771075= 18.2692Lft.=xl00 =s四档:6.4371 + 34.0632 + 34.7380 + 30.1001 + 38.4012 + 5.771075= 13.9079L一.关于插值方法的讨论：在完成本题的第二个小问题，即求等速百公里油耗曲线的时候，处理题中所给的拟合函数的时候有两种处理方 法：一是先使用已经给出的节点数据，使用插值方法，得出转速插值点的对应燃油消耗率方。然后再进而求出对应 车速的等速燃汕消耗量。在这里的处理方法就是这种。从得到的等速百公里油耗曲线上可以发现，曲线有比较多的 曲折。估计这是使用三次样条插值方法得

27、到的结果。因为三次样条插值具有很好的光滑性。如果改用线形内插法的 话，得到的曲线虽然不光滑，但是能够体现一个大体的趋势。经比较发现，使用三次样条插值得到的曲线中部与线 形内插得到的曲线十分相似。但是使用线形内插的最大问题在于，对于超出节点两头的地方无法插值。在处理的时候，如果把头尾的转速去 掉，即只考虑n从815rpm到3804rpm的时候。在完成全部的计算任务之后，得到的三、四档的六工况百公里油耗 如下：三档：18.4090L（与使用三次样条插值得到的结果相比，误差为：0/77%）四档：14.0362L（与使用三次样条插值得到的结果相比，误差为：0.92%）因此，两种方法得到的结果十分相近。

28、这种对系数进行插值的方法的精度依靠于所给出的拟合公式中各个系数与n之间的关系。如果存在很好的线形 关系，则使用线性内插的精度比较高。另外一种处理方法就是，先利用给出的各个节点数据，求岀了八个b值，然后利用这八个b与ua的数据，进行 插值。这种处理方法插值时所用的结点数比较少，插值得岀的等速百公里油耗曲线比较平缓。二、关于加速过程的加速阻力的处理讨论：在计算匀加速过程的时候，因为比匀速行驶的时候，增加了加速阻力，因此车速与发动机功率之间的关系已经 改变了。这样，就应该使用拟合公式，重新对b进行讣算，得出在加速过程中，速度对应的燃油消耗率。而且对于 不同的加速阶段（加速度不同），就会得到不同的b与

29、ua的关系。但是，这种方法仍然只是对实际情况的一种近 似。因为对于加速过程，发动机是处在一个瞬时动态过程，而前而的处理方法仍然是使用稳态的时候发动机的负荷 特性进行汁算。也就是说把加速阶段近似为一个加入了加速阻力功率的匀速过程来看待。这必然会出现一些误差。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髙车速、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

30、高车速应该低于该临界车速。轮胎与地而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）轮胎对燃汕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髙。2.9为什么公共汽车起步后，驾驶员很快换入高档？答：因为汽车在低档时发动机负荷率低，燃汕消耗量好，高档时则相反，所以为了提高燃汕经济性应该在起步 后很快换入高档。2.10达到动力性最佳换档时机是什么？达到燃油经济性的最佳换档时机是什么？二者是否相同？答：达到动力性最佳应该使汽车加速到一定车速的时间最短，换档时机应根据加速度倒数曲线确左，保证其覆 盖而积最小。达到燃油经济性的换档时机应该根据由“最小燃油消耗特性

31、”确立的无级变速器理想变速特性，考虑 道路的0值，在最接近理想变速特性曲线的点进行换档。二者一般是不相同的。第三章汽车动力装置参数的选定3.1改变1.3题中轻型货车的主减速器传动比，做岀为5.17、5.43、5.83、6.17、6.33时的燃油经济性一加速时间曲线，讨论不同值对汽车性能的影响。解：加速时间的结算思路与方法：在算加速时间的时候，关键是要知道在加速的过程中，汽车的行驶加速度色随着车速的变化。由汽车行驶方 dt程式：*Gi +必+加半,可以的到:r21.15dtd _ 1=1dt dm r(0 +將2)(斥=0)由于对于不同的变速器档位，车速心与发动机转速的对应关系不同，所以要针对不

32、同的变速器档位，求出加速度。随着车速心变化的关系先确怎各个档的发动机最低转速和最髙转速时对应的汽车最髙车速心阴丫和最低车 速min。然后在各个车速范用内，对阻力、驱动力进行讣算，然后求出普,即d。式中為可以通过已经给出的 使用外特性T（rn曲线的拟合公式求得。求出加速度d随着车速化变化的关系之后，绘制出汽车的加速度倒数曲线，然后对该曲线进行积分。在起步阶 段曲线的空缺部分，使用一条水平线与曲线连接上。一般在求燃油经济性一一加速时间曲线的时候，加速时间是指 0到100km/h （或者0到60milc/h,即0到96.6knVh）的加速时间。可是对于所研究的汽车，其最高行驶速度是 94.9knVh

33、a而且从该汽车加速度倒数曲线上可以看出，当汽车车速大于70km/h的时候，加速度开始迅速下降。因 此可以考虑使用加速到70knVh的加速时间进行代替。（计算程序见后）对于四档变速器:档位IIIIIIIV传动比L6.093.091.711.00计算的结果是如2主传动比5.175.435.836.17633II档起步0-70knVh加速时间/s27.303627.503227.129126.513225.9787然后计算各个主传动比下，六工况百公里油耗。利用第二章作业中所使用的计算六工况百公里汕耗的程序进行 计算,得到结果如下：主传动比心575.435.836.176.33六工况百公里油耗（L/1

34、00km）13.381113.619113.907914.141014.2608可以绘制出燃油经济性一一加速时间曲线如下:从图上可以发现，随着力的增大，六工况百公里油耗也随之增大；这是由于当b增大以后，在相同的行驶车速 下，发动机所处的负荷率减小，也就是处在发动机燃油经济性不佳的工况之下，导致燃油经济性恶化。但是对于加 速时间来说，随着的增加，显示出现增大，然后随之减小，而且减小的速度越来越大。其实从理论上来说，应该 是越大，加速时间就有越小的趋势，但是由于在本次il算当中，加速时间是车速从0加到70km/h,并不能全而反 映发动机整个工作能力下的情况，比如当/0=5.17的时候，车速从刚上I

35、V档到70km/h只有很短的一段，并不能反 映出在此住传动比之下，发动机驱动力变小所带来的影响。因此反映到图线中，加速时间反而有所下降。从上而的结果发现，的选择对汽车的动力性和经济性都有很大影响，而且这两方面的影响是互相矛盾的。汽 车很大部分时间都是工作在直接档（对于有直接档的汽车来说），此时心就是整个传动系的传动比。io如果选择过 大，则会造成发动机的负荷率下降，虽然提高了动力性，后备功率增加，而且在髙速运转的情况下，噪音比较大， 燃油经济性不好：如果选择过小，则汽车的动力性减弱，但是负荷率增加，燃汕经济性有所改善，但是发动机如 果在极髙负荷状态下持续工作，会产生很大震动，对发动机的寿命有所

36、影响。因此应该对的影响进行两方而的计 算与测量，然后再从中找出一个能够兼顾动力性和经济性的值。另外，对于不同的变速器，也会造成对汽车的燃油经济性和动力性的影响。变速器的档位越多，则根据汽车行 驶状况调整发动机的负荷率的可能性越大，可以让发动机经常处在较髙的负荷状态下工作，从而改善燃油经济性： 但是对于汽车的动力性，增应该对具体的变速器速比设置进行讨论。变速器与主减速器的速比应该进行适当的匹 配，才能在兼顾动力性和经济性方而取得好的平衡。通常的做法是绘岀不同变速器搭配不同的主减速器，绘制出燃 油经济性一一加速时间曲线，然后从中取优。第四章汽车的制动性4.1 -轿车驶经有积水层的一良好路而公路，当

37、车速为lOOknVh时要进行制动。为此时有无可能出现划水现象 而丧失制动能力？轿车轮胎的胎压为179.27kPaa解：由Home等根据试验数据给出的估算滑水车速的公式:uh = 6.34 = 6.34 x V179.27 = 84.9to / h所以车速为lOOknVli进行制动可能出现滑水现象。4.2在第四章第三肖二中，举出了 CA700轿车的制动系由貞空助力改为压缩空气助力后的制动试验结果。试由性能指标制动时间/S制动距离/m最大减速度/（nVs2）真空助力制动系2.1212.257.25斥缩空气一液压制动系1.458.257.65表中所列数据估算r2+|r；的数值，说明制动器作用时间的重

38、要性。注：起始制动速度均为30km/h分析：计算r2+ir；的数值有两种方法。一是利用式（4-6 ）进行简化计算。二是不逬行简化，未知数有三个r制动器作用时间r2（r2 + r；）,持续制动时间 r根据书上P79页的推导，可得列岀制动时间、制动距离两个 方程,再根据在制动器作用时间结束时与车速持续制动阶段初速相等列出一个方程，即可求解。但是结果表明，不 逬行简化压缩空气液压制动系的数值无解,这与试验数据误差有关。解：方法一（不简化计算）：制动时间包含制动器作用时间r2（r2 +门）持续制动时间6 .r21+ 叮 + r3 =t制动距离包含制动器作用和持续制动两个阶段汽车驶过的距离片和归52=/

39、0(r2I+r2-)-lr/2,巧=時於,总制动距离:o2s =归+勺=如（丁2 +叮）-|勺m“2 +垮F在制动器作用时间结束时与车速持续制动阶段初速相等_$)方法二（简化讣算）：略去总制动距离的二次小项有:1S =3.6（r2，+ ）如 +2592%狄讣算结果如下表所示:4 (S)2不简化计算简化计算真空助力制动系0. 97 （无解）0. 895压缩空气一液压制动系无解0. 445讨论制动器作用时间的重要性（根据简化讣算结果讨论）从实验数据及以上估算出的制动器作用时间数据的比较来看，采用压缩空气一-液压制动器后，制动距离缩短 了 32%,制动时间减少了 31. 6%,但最大减速度只提高了

40、3. 5%,而冋时制动器作用时间减少了 50. 3%.这样的变化趋势我们可以得到这样的结论：改用压缩空气一-液压制动器后制动距离减少的主要原因在于制动 器作用时间的减少。而且减少制动器作用时间对于减少制动距离效果显著。所以改进制动器结构形式是提髙汽车制 动效能的非常重要的描施。4. 3 中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系，英有关参数如下：载荷质量（kg）质心髙hg/m轴距L/m质心至前轴 距离a/m制动力分配 系数B空载40800. 8153. 9502. 1000. 38满载92901. 1703. 9502. 9500. 381）汁算并绘制利用附着系数曲线和制动效率曲线2）求行驶车速

41、Ua = 30km/h,在0=0.80路而上车轮不抱死的制动距离。汁算时取制动系反应时间 =0. 02s,制动减速度上升时间T2 =0. 02s.3）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s,制动系后部管路损坏时汽车的制动距离分析：1 ）可由相关公式直接编程计算，但应准确理解利用附看系数和制动效率的概念。注意画图时利用附着 系数制动效率曲线的横坐标不同。2）方法一：先判断车轮抱死情况，然后由前（后）轮刚抱死时的利用附看系数等于实际附看系数求得制动强方法二:由利用附看效率曲线读得该附看效率时的制动效率求得制动强度。3）前部管路损坏损坏时，后轮将抱死时制动减速度最大。计算时，注意此时只有后轮有制动力

42、r制动力为后轮法向反作用力与附着系数的乘积。同理可得后部管路损坏时的情况。解：1）前轴的利用附着系数公式为:后轴的利用附着系数公式为:(1 处该货车的利用附着系数曲线图如下所示（相应的MATLAB程序见附录）CM.8.6.4.21 R- 和米撫叭廷D0.10.20.3 (U 050.60.7 0B 0.9制动强度” g.2Ob/La! L制动效率为车轮不抱死的最大制动减速度与车轮和地而间摩擦因数的比值，即前轴的制动效率为忙（=不=p_巒hJL、后轴的制动效率为EW_0）5hjj闻岀前后轴的帝恸效率曲线如下图所示：2）由制动距离公式$ =10.10.20.3050.60.7 0B 0.9附蔷东皱

43、中co如曲70初504030201001u25.927a0/maxz 1 ”已知厂2 + r2 =003s, % =30km/h, q=0. 80,需求出2maxo利用制动效率曲线，从图中读出：0二080的路而上，空载时后轴制动效率约等于068,满载时后轴制动效率为0. 87oi/,max=制动效率冬。逗所以车轮不抱死的制动距离（采用简化公式计算）：I3O2空载时 5 =x 0.03 x30 +:=6.86m3.6 25.92x0.67x0.8x9.8=5.33nic;30讷载时 v = X 0.03 X 30 + 25.92x0.87x0.8x9.83）求制动系前部管路损坏时汽车的制动距藹s

44、,制动系后部管路损坏时汽车的制动距离 制动系前部管路损坏时G则在后轮将要抱死的时候，Fxb = Fzl（p = _（ci_zhg）p = GzIt空载时，勺nwc=356?/,满载时铁皿=473芒。Ir ir制动距离：“黍d+专）+茹迂:解得空载时s=10. Im,空载时s=7. 63m。制动系后部管路损坏时则在前轮将要抱死时，得：Z = 77 abmax = ZgL_叭空载时，abnax=2.60m/52,满载时 abmax =4.43 m / s2.1T 2制动距禽：$ =丄（打+工）叫。+ 空一3.6 -225.92,唤解得空载时s二13. 6m,空载时s二8. 02m。4.4在汽车法规

45、中，对双轴汽车前、后轴制动力的分配有何规泄。说明作出这种规立的理由。答：ECE制动法 规何我国行业标准关于双轴汽车前、后轴制动力分配的要求见书P95。作出这种规定的目的是为了保证制动时汽车 的方向稳定性和有足够的制动效率。4.5 -轿车结构参数同题1.8中给出的数据一样。轿车装有单回路制动系，英制动力分配系数0 = 0.65。试 求：1）同步附着系数。2）在0 = 0.7的路而上的制动效率。3）汽车能到达的最大制动减速度（指无任何车轮抱死）4）若将该车改为双回路制动系统（只改变制动系的传动系，见习题图3）,而制动器总制动力与总泵输出管 路压力之比称为制动系增益，并令原车单管路系统的增益为G确左习题图3中各种双回路系统以及在 一个回路失效时的制动系增益。5）汁算：在0 = 0.7的路面上，上述双回路系统在一个回路失效时的制动效率以及能够达到的最大减速度。6）比较各种回路的优缺点。才妆L3_b 2.7x0.65-1.25-解:1）同步附着系数： =-=0.80。h0.632）制动效率/ 5.2 6450N轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在悬架上加装横向稳泄杆以提高前悬架 的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析苴理论依据（要求有必要的公式和曲线）。答：由课本P138-140的分析知，汽车稳态行驶