汽车理论第五版课后习题答案.docx

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。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祖力。2）产生机理油于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律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全损失，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，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当 车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，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Fz相对于法线前移一个距离a,它随弹性迟滞损失的增大变大。即滚动时有滚动阻力偶Tf二Fz.a阻碍车轮滚动。3作用形式形f=Wf, Tf = Tf/r1.2 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。1.31.3 、解答：1）（取四档为例）KfTqTq > n =耳一> u > nl(XK)尸7 =-19.13 4- 259.27() -165.44(O.377rrzIC 产 十 40.874(一尸 一 3.8445(一)10001(XX)X?。行驶阻力为a +凡：/ +% = © +41u 2f *21.15 "=494.312+0.13Ua2由计算机作图有:X本题也可采用描点法做S:由发动抗转速在=6007min,=4000/min ,取六个点分别代入公式:2）数高车速：有招=4+乙=£ =49431240.13以分别代入力和写公式：7； *6.9*5.83*0.850.367。3嘲潸2把7；的拟和公式也代入可得：n>4(MX)而"max = 4000r/minrj Acrr,0367*4(XX)八,"max =°377 += M93 Km/hL07.83政大爬坡度：挂I档时速度慢，可忽略：=£maT（尸/ + kw）nGi = Fa-Gf=-:管，强*=0.366（3）克服该坡度时相应的附着率0=二耳忽略空气阻力和滚动阻力得：Pi iw =Fz all0.366*3.2 八 /=().01.9473）绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626I dt z>a du g(D f、八 Ft - Fw（。=-为动力因案）V7II 时，s = 1 1.798+3.5981 1 0.218*3.0炉 *5.8于 *0.85+ 380()036? + 3800O.3672F 二。3rh1 rr = -19J3 + 25927()-165.44()2+4().«74()J-3.S445()41<XM)KXX)KXX)KMX)21J5 ”由以上关系可由计算机作出图为：加速度倒数曲线IllS wwv劭， 丽 3s用计算机求汽车用IV档起步加速至70km/h的加速时间。（注：载货时汽率用H档起步加速不能至70km/h）由运动学可知:;dt = duat = rX/tt=aJo a1即加速时间可用计算机进行积分计算求出，且二一【乙曲线下两速度间的面a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。发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。在实际工作中，还利用现行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。不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平,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定。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答：对于FF型轿车：放大驱动力等于前轮时着力耳2 =心=号。=61.5%m政对于F-R型轿车：敢大驱动力等于后轮附着力Fi =月=。- 55.7%)m 即= 44.3 %(p显然F-F型轿车总的附着力利用情况较好。2>对于9 = 02：Fj = = 192864Nq A极限车速：Fxiax = % + 尸w =行 + 21.15”。19486极限爬坡度：xbrnax =/=Gf + GiF_ xhmiK八 1max -0.02.1928.64= 600 * 9.8= 0.13.dU极限加速度：Ri = Ff + Fj =Qf +而石= （丝）a = 士19=l.（）lfon/（Mdt 6m（2）同理可有：当。二 °7时，U =30krn/hamaxi =0.4105max（也）max =4023浙/（加）1.8、 解：1先求汽车质量换算系数6 :m r2 m r2代入数据有：6=1.4168若地面不发生打滑，此时，地面最大驱动力F =f= *园xblmax rtr=反皿=659736Nxblmax由于不记滚动阻力与空气阻力，即号、匕=0这时汽车行驶方程式变为耳=4+与73也=GH四rdt当心=M*=14QVM代入有：= ()m = 2.91、，EtlX再由 FzX =GGsina + m号 + 乙= Gm处L L dt将(半)z代入上试有dl此时:%1nhi =618027N区 >0.6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。2调整：要使发动机扭矩能否充分发挥，则:应使：其中：则由公式:展> = 0.6=659736y 不变,得出：b= 1704.6mmb1 7 Q61前轴负荷率为：一*1。佻=*1 0® =63.1%L(12 5-0 4 5)01.9、答：1由汽车行驶方程式：F, =F/+Fw + Fi+F）低速滑行时凡r0与产0此时:由低速滑行曲线拟台直线公式可得:跖/ 19.760.5卯）gdl=0.060gdr2直接档，ip = 1v以四档为例先求汽车质量换算系数6 ：f . 2. 21 /flg l0 Ht/n rr1代入数据得：5 = 1.026再有动力因素公式：c ,uD = 0 -Igdt其中：° = f+ i = / + O = 0.060 入 B ,dU、所以：Dm*、=。+一（=以"幺atz dU、八 . 9而：（丁）max =075m/sat/. Dmax = 0.060 + ：）*0.75*3.6 = 03425 Cj Ic ,5 ,dU、3> 由 Dex*" （-3-）01 02 dt可得、最大爬坡度为:=。.2825f=，x=164r第二章汽车的燃油经济性2.1 "车开得慢，油门踩得小，就一定省油"，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：不对。由汽车百公里等速耗油量图，汽车一般在接近低速的中等车速时燃油消耗量最低,并不是在车速越低越省油。由汽车等速百公里油耗算式（21）知，汽车油耗量不仅与发动机燃油消耗率有关，而且还与车速、档位选择、汽车的状况、汽车的质量利用系数等使用因素有关，还与汽车的质量和总体尺寸、传动系、轮胎的选择有关，发动机省油时汽车不一定就省油。2.2 试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。答：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，提高了然油经济性。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，确定保证发动机在最经济状况下工作的无级变速器调节特性。答：由发动机在各种转速下的负荷特性曲线的包络线即为发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线，如课本图2-9a。利用此图可以找出发动机提供一定功率时的最经济状况（转速与负荷）。把各功率下最经济状况运转的转速与负荷率表明在外特性曲线上，便得到最小燃油消耗特性。无级变速器的传动比i'与发动机转速n及汽车行驶速度山之间关系二无级变速器传动比I'与发动配转速及期限和行驶速度之间有如下1 err，关系：i=°.37* = A（式Ma Ua中A为对某汽车而言的常数 A =0.3 7工）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：2 +PP%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n'c。将u/，n''代入上式，即得无级变速器应有的传动比丁。带同一。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？答：汽车底盘设计应该从合理匹配传动系传动比、缩减尺寸和减轻质量、合理选择轮胎来提高燃油经济性。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？试举例说明。答：在一定道路条件下和车速下，虽然发动机发出的功率相同，但传动比大时，后备功率越大，加速和爬坡能力越强，但发动机负荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，传动比小时则相反。所以传动系统的设计应该综合考虑动力性和经济性因素。如最小传动比的选择，根据汽车功率平衡图可得到最高车速Umax（驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处车速），发动机达到最大功率时的车速为Upo当主传动比较小时，Up>Umax，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Up与Umax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