2023年《汽车理论》第一章汽车的动力性与绪论课后超详细解析答案详细解答.pdf

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1、优秀学习资料 欢迎下载 第一章 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

2、弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩 aFTzf 阻碍车轮滚动。3）作用形式：滚动阻力 fwFf rTFff（f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用 4 档或 5 档变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：优秀学习资料 欢迎下载 1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。2）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有档起步加速行驶至 70km/h 的车速时间曲线，或者用计算机求汽车用档起步加

3、速至 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 Tqn 曲线的拟合公式为 432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19nnnnTq 式中,Tq 为发功机转矩(Nm)；n 为发动机转速(rmin)。发动机的最低转速nmin=600r/min，最高转速nmax=4000 rmin 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 0.367 m 传动系机械效率 0.85 波动阻力系数 f0.013 空气阻力系数迎风面积 CDA2.772m 主减速器传动比 i05.83

4、 飞轮转功惯量 If0.218kg2m 二前轮转动惯量 Iw11.798kg2m 四后轮转功惯量 Iw23.598kg2m 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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 变速器传动比 ig(数据如下表)轴距 L3.2m 质心至前铀距离(满载)1.947m 质心高(满载)hg0.9m 解答：1）（取四档为例）由 uFnunTqTqFtt 即 riiTFTogqt 3210(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)

5、1000(27.25913.19nnnnTq ogiirnu377.0 行驶阻力为wfFF：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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 215.21aDwfUACGfFF 2131.0312.494aU 由计算机作图有 本题也可采用描点法做图：由发动机转速在min/600nminr，min/4000nmaxr，取六个点分别代入公式：2）最高车速：有wftFFF 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法向反作

6、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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 2131.0312.494atUF 分别代入aU和tF公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*nTq 把qT的拟和公式也代入可得：n4000 而4000m axnr/min 93.9483.5*0.14000*367.0*377.0maxU Km/h 最大爬坡度：挂档时速度慢，Fw可忽略：)(maxwftiFFFF GfFGitmax 013.08.9*388014400maxma

7、xfGFit =0.366 （3）克服该坡度时相应的附着率 zxFF 忽略空气阻力和滚动阻力得：6.0947.12.3*366.0/aillaiFFiz 3）绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626 )(1fDgdudta （GFwFtD为动力因素）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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 时，22022111riiImrImTgfw 2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598

8、.3798.1380011 1.128 riiTFTogqt 321000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19nnnnTq 215.21aDwUACF 由以上关系可由计算机作出图为：用计算机求汽车用档起步加速至 70km/h 的加速时间。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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 （注：载货时汽车用档起步加速不能至 70km/h）由运动学可知：dua1dt Adu t0a

9、1t 即加速时间可用计算机进行积分计算求出，且aua1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：146.0535s 1.4、空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？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。1.5、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：jtiu,m ax wftePPP1载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失

10、即弹性物质的迟滞损失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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 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）1.6、超车时该不该换入低一档的排档?答：可参看不同 0i时的汽车功率平衡图：3m axm ax7614036001aDateuACuGfP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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚

11、动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 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。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.)轿车，其平均的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 L2.6m，质心高度 h0.57m。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。确定上述 F.F.型轿车在0.2 及 0.7 路面上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法向反作用

12、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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 的附着力，并求由附着力所决定的权限最高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 Fw0)。其他有关参数为：m1600kg，CD0.45，A2.002m，f0.02，1.00。答：1 对于 F-F型轿车：最大驱动力等于前轮附着力 mgFFz%5.61Fxbmax 对于 F-R型轿车：最大驱动力等于后轮附着力 mgFFz%)7.551(Fxbmax 44.3%mg 显然 F-F型轿车总的附着力利用情况较好。2 (1)对于0.2：NF

13、Fz64.1928Fxbmax 极限车速：2xbmax15.21FaDwfUACGfFF hkm/8.194Uamax 极限爬坡度：GiGfFFifxbmaxF fGFxbmaxmaxi 02.08.9*160064.1928imax 13.0 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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 极限加速度：dtdUmGfFFjfxbmaxF )/(01.1)(maxhskmmGfFdtdU （2）同理可有：当7.0时，hkm/0.388

14、Uamax 4105.0imax )/(023.4)(maxhskmdtdU 1.8、一轿车的有关参数如下：总质量 1600kg；质心位置：a=1450mm，b1250mm，hg630mm;发动机最大扭矩 Memax140N m;I 挡传动比iI0.385；主减速器传动比io408;传动效率m0.9；车轮半径 r300mm;飞轮转动惯量 If0.25kg 2m；全部车轮的转动惯量Iw4.5kg2m(其中，前轮的 Iw 2.25 kg2m，后轮的 Iw 2.25 kg2m)。若该轿车为前轮驱动，问：当地面附着系数为 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？应如何调整

15、重心在前、后方向的位置(即 b 值)，才可以保证获得应有的最大加速度。若令Lb100为前轴负荷率，求原车的质心位置改变后，该车的前轴负荷率。解题时，为计算方便，可忽略滚动阻力与空气阻力。解：先求汽车质量换算系数：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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 22022111riiImrImTgfw 代入数据有：=1.4168 若地面不发生打滑，此时，地面最大驱动力 riiTFtgtqt0 xb1maxF N36.6597Fxb1ma

16、x 由于不记滚动阻力与空气阻力，即fF、0wF 这时汽车行驶方程式变为 当 MNMTeMaxQ140 代入有：91.2)dtdu(max 再由 wgzFdtdumGLhLbGFsin1 jitFFFdtdumGiriiTtgtq0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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 dtdumLhLbGg 将max)dtdu(代入上试有 NFz27.6180min1 此时：6.011zxbFF 将出现打滑现象，所以：在加速过程中发动机扭矩不

17、能否充分发挥。调整：要使发动机扭矩能否充分发挥，则：应使：6.011zxbFF 其中：N36.6597Fxb1 不变，则由公式：dtdumLhLbGFgz1 得出：b=1704.6mm 前轴负荷率为：%100*)14501250(6.1704%100*Lb%1.63 1.9、一辆后袖驱动汽车的总质量 2152kg，前轴负荷 52，后轴负荷 48，主传动比io4.55，变速器传动比：一挡：3.79，二挡：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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习

18、资料 欢迎下载 2.17，三挡：1.41，四挡：1.00，五挡：0.86。质心高度 hg 0.57m，CDA1.52m，轴距 L2.300m，飞轮转动惯量 Ifkgm2，四个车轮总的转动惯量 Iw3.6kg2m，车轮半径 r0.367m。该车在附着系数 0.6 的路面上低速滑行曲线和直接挡加速曲线如习题图 1 所示。国上给出了滑行数据的拟合直线 v19.760.59T，v 的单位为 km/h，T 的单位为 s，直接挡最大加速度max0.75m/2s(us=50km/h)。设各挡传动效率均为 0.90，求：1)汽车在该路面上的波动阻力系数。2)求直接挡的最大动力因素。3)在此路面上该车的最大爬坡

19、度。答：1 由汽车行驶方程式:jiwftFFFFF 低速滑行时,0wF0jF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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 此时：由低速滑行曲线拟台直线公式可得:060.0)59.076.19(gdtTgdtdvf 2 直接档，1ig 先求汽车质量换算系数：22022111riiImrImTgfw 代入数据得：0 2 6 6.1 再有动力因素公式：gdtdUD 其中：060.00iff 所以：maxmax)(DdtdUg 而：2max

20、/75.0)(smdtdU 6.3*75.0*81.90266.1060.0Dmax 34255.0 3 由 m a xm a x)(DdtdUg ftFF 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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数优秀学习资料 欢迎下载 可得，最大爬坡度为：fDmaxmaxi 28255.0maxi 41.16max 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动阻力阻力系数为滚动滚动阻力系数与哪些因素有关提示滚动阻力系数