汽车理论习题答案及MATLAB编程.pdf

1、汽车理论课后习题答案 （部分题目） 教材： 汽车理论（第汽车理论（第 5 版）版） 清华大学 余志生 主编 机械工业出版社 出版 本文档包含习题答案： 第一章：1.11.21.71.8 第二章：2.22.32.4 第三章 第四章：4.14.24.34.5 第五章：5.15.85.105.115.125.145.17 第六章：6.16.5 其中 第三章4.35.116.26.46.5所要求的 MATLAB 编程编程见本作者另 一百度文库文档。 获取方法： 点击左上角本作者的昵称， 进入本作者的文库， 汽 车理论课后习题答案附 MATLAB 编程 第三章： 解： （完整解题含 MATLAB 编程见

2、另一文件） 根据“货车最高车速为 100km/h 左右” ，为满足五种主减速器与两种变速器 匹配后车速均能达到 100km/h， 参照表中发动机转速， 可选 3006r/min、 3403r/min、 3804r/min 三种。结合万有特性图，考虑到动力性与燃油经济性的统一，选择转 速 3403r/min 进行计算。 由于本人能力有限，暂难以完成 EPA 循环工况下的燃油消耗量计算，故以 “货车采用最高档、 90负荷率工况下” 的等速百公里油耗代替表示燃油经济性。 取汽油密度为 0.7kg/L。 燃油经济性以等速百公里油耗 Qs(L/100km)表示；动力性以 2 挡起步加速行 驶至 96.6

3、km/h 车速所用时间 t(s)表示。 下面运用 MATLAB 编程实现计算和绘图，编程（m 文件）列于最后，运行 结果（4 挡）如下： t=48.4235 t=46.3511 t=41.5557 t=33.3796 t=30.5564 90负荷 Pe =55.5647 Qs4 =25.103126.365628.307829.958730.7356 图 1 加速度倒数-速度曲线 图 2 燃油经济性-加速时间曲线 由此可得出：主减速器传动比越大，动力性越好，燃油经济性越差。与 4 挡变速器相比，采用 5 挡变速器时动力性和燃油经济性有所提高和改善。 （完整解题含 MATLAB 编程见另一文件）

4、 图 1 图 2 5.8 某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。其稳态转向特性为过多 转向，试找出五种改善其转向特性的方法。 答：适当增大稳定性因数可提高汽车的转向特性。根据公式 12 2 k b k a L m K ，由 题可知 a、b 和 L 已确定，可通过增大 m、减小 k2或增大 k1来增大 K。方法如下： 增大汽车总质量（不改变质心位置） ； 减小后悬架的侧偏刚度； 增大后轮胎压； 减小后悬架的侧偏刚度； 降低前轮胎压； 适当增加车轮外倾角（负值）和后倾角。 5.9 试用有关计算公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳 态响应指标的影响。 答：根据静态储备系数

5、L a kk k L aa 21 2 S.M.可知， 当中性转向点与质心位置重合时，S.M.0，汽车具有中性转向特性； 当质心在中性转向点之前时，aa，S.M.为正值，汽车具有不足转向特性； 当质心在中性转向点之后时，aa，S.M.为负值，汽车具有过多转向特性。 （完整解题含 MATLAB 编程见另一文件） 证明：1)如上图所示，对确定侧倾中心时所涉及到的点线面进行标记。由于此时 汽车结构左右对称，故侧倾中心在横断面 m 上，故取左侧部分进行分析。以下 运用“三心定理”确定 AB 的瞬心。如图所示，由于 AB 沿滑柱运动，A 点的运 动方向平行于 AB， 所以 AB 的瞬心在过 A 点且垂直于

6、 AB 的直线 1 上。 BC 绕 C 点转动，所以 AB 的瞬心在 BC 所在直线 2 上。由图可得，直线 1 和 2 交于 O 点。连接 OD 交平面 m 与点 R.C.，此交点即为侧倾中心。 2) 参考课本 P165 单横臂独立悬架的线刚度计算，分析如下： 设车厢不动， 汽车属于静止受力状态， 一个轮胎的地面法线反作用力为 FZ， 再在轮胎上加一向上的微元力FZ，由此引起车轮在垂直方向的微元位移st和 弹簧沿竖直方向的微元位移ss。弹簧力也相应增加Q，Q=ksss，k 为弹簧刚 度，由图可知 cos st ss mn 式中，为 OD 与水平面的夹角；m 为弹簧中心至横臂铰接点的距离；n

7、为横臂 长。 根据力矩平衡有 m A B C 1 2 D cos Zss F nQmks m 故 2 = coscos ss Zst ks mm Fks nn 则一侧悬架刚度为 2 = cos Z ls t Fm Kk sn 所以悬架侧倾角刚度为 22 2 2 11 2 cos2 22cos rlss mmp KK Bkpk nn 答：实线所表示的前独立悬架，转弯侧倾时，外侧车轮与车厢 处于压缩行程，外侧车轮前束减小，车轮向外转；内侧车轮与车 厢处于反弹行程，内侧车轮前束增加，车轮向内转动。这种前独 立悬架增加了不足转向量。 虚线所表示的前独立悬架，转弯侧倾时，外侧车轮与车厢处于 压缩行程，外

8、侧车轮前束略有，车轮略微向内转；内侧车轮与车 厢处于反弹行程，内侧车轮前束略有增加，车轮略向内转动。两 者几乎相抵消，使侧倾转向量很小。 点划线所表示的前独立悬架，转弯侧倾时，外侧车轮与车厢处 于压缩行程，外侧车轮前束增加，车轮向内转；内侧车轮与车厢处于反弹行程， 内侧车轮前束减小，车轮向汽车外转动。这种前独立悬架减少了不足转向量，甚 至会引起过多转向，具有侧倾过多转向效果。 综上，点划线所表示的前独立悬架具有侧倾过多转向效果。 解：根据式（6-11） （6-12） （6-13） ，得 5 2422 00 222 222532 00 4222322223 00 205.12 10 2.56 1

9、00.1 445.12 102.02 10 1642.02 107.98 10 qq qq qq u GfGnnms fff GfGnn ums GfGnn ufffms （完整解题含 MATLAB 编程见另一文件） （完整解题含 MATLAB 编程见另一文件） 6.5 1）幅频特性 1 2 2 222 1 14 z q ，其中 0 ， 22 2 2222 1 11141 ； 1 2 22 2 2 222 1 14 14 z z ； 1 2 22 2 222 2 14 14 ss sss p z ，其中 s s ； 均方根谱 2 200 22 11 100 1 j2=4 q zqq zq Gn

10、n u zz GfHGfffGnn u qfq ； 2 200 22 221 200 2 1 j2=4 q zqq zq Gnn u zzz GfHGfffGnn u qfzq ； 2 200 22 21 00 21 j2=4 q apqq p q Gnn u pp zz GfGfHGfffGnn u qfzzq ； 其他值 0.5 36 0 qq Gf df ， 0.5 36 11 0 zz Gf df ， 0.5 36 22 0 zz Gf df ， 0.5 36 0 aa Gf df 1 36 2 2 w 0 1 2 2 2 2412.536 22 02412.5 d 12.5 0.5d

11、d1dd 4 a aaaa aWf Gff f GffGffGffGff f 其中， 0.5 0.52 24 4 1 412.5 12.5 12.536 f f f Wf f f f aww0 20lgLaa 2）见 1）中计算式 3） 22 00 4 qqq GfGGnn u 1 12 2 3636 2 2 d 00 dd d d fqq fq f HfGffGff q ，其中 1 2 2 d 1 2 f qf 1 12 2 3636 2 2 d / / 00 dd d d FGqq FG q F HfGffGff Gq ， 其中 1 2 2 2 22 d 14 12Ff Gqg 其余见 1）中计算式 （完整解题含 MATLAB 编程见另一文件） 结果分析结果分析 1）路面不平度加速度均方根值= 0.3523 车轮加