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第一章
1.1、試說明輪胎滾動(dòng)阻力的定義、產(chǎn)生機(jī)理和作用形式?
答：1）定義：汽車在水平道路上等速行駛時(shí)受到的道路在行駛方向上的分力稱為滾動(dòng)阻力。
2）產(chǎn)生機(jī)理：由于輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性輪胎在硬支撐路面上行駛時(shí)加載變形曲線和卸載變形曲線不重合會(huì)有能量損失，即彈性物質(zhì)的遲滯損失。這種遲滯損失表現(xiàn)為一種阻力偶。
當(dāng)車輪不滾動(dòng)時(shí)，地面對(duì)車輪的法向反作用力的分布是前后對(duì)稱的；當(dāng)車輪滾動(dòng)時(shí)，由于彈性遲滯現(xiàn)象，處于壓縮過程的前部點(diǎn)的地面法向反作用力就會(huì)大于處于壓縮過程的后部點(diǎn)的地面法向反作用力，這樣，地面法向反作用力的分布前后不對(duì)稱，而使
2、他們的合力Fz相對(duì)于法線前移一個(gè)距離a, 它隨彈性遲滯損失的增大而變大。即滾動(dòng)時(shí)有滾動(dòng)阻力偶矩Tf=Fza阻礙車輪滾動(dòng)。
3）作用形式：滾動(dòng)阻力Ff=Tf/r=fw （f為滾動(dòng)阻力系數(shù)）
1.2、滾動(dòng)阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？
滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)。
1.3、確定一輕型貨車的動(dòng)力性能（貨車可裝用4檔或5檔變速器，任選其中的一種進(jìn)行整車性能計(jì)算）：
1）繪制汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。
2）求汽車的最高車速、最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率。
3）繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車有Ⅱ檔起步加速行駛至70km/h的車
3、速－時(shí)間曲線，或者用計(jì)算機(jī)求汽車用Ⅱ檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。
輕型貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)：
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性的Tq—n曲線的擬合公式為
式中, Tq為發(fā)功機(jī)轉(zhuǎn)矩(Nm)；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r／min)。
發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min ，最高轉(zhuǎn)速nmax=4000 r／min
裝載質(zhì)量 2000kg
整車整備質(zhì)量 1800kg
總質(zhì)量 3880 kg
車
4、輪半徑 0.367 m
傳動(dòng)系機(jī)械效率 ηт＝0.85
波動(dòng)阻力系數(shù) f＝0.013
空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積 CDA＝2.77
主減速器傳動(dòng)比 i0＝5.83
飛輪轉(zhuǎn)功慣量 If＝0.218kg
二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iw1
5、＝1.798kg
四后輪轉(zhuǎn)功慣量 Iw2＝3.598kg
變速器傳動(dòng)比 ig(數(shù)據(jù)如下表)
軸距 L＝3.2m
質(zhì)心至前鈾距離(滿載) α＝1.947m
質(zhì)心高(滿載) hg＝0.9m
解答：
1）（取四檔為例）
由
即
行駛阻力為：
6、
由計(jì)算機(jī)作圖有
※本題也可采用描點(diǎn)法做圖：
由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在，，取六個(gè)點(diǎn)分別代入公式：
………………………………
2）⑴最高車速：
有
分別代入和公式：
把的擬和公式也代入可得：
n>4000
而r/min
∴ Km/h
⑵最大爬坡度：
掛Ⅰ檔時(shí)速度慢，可忽略：
7、 =0.366
（3）克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率
忽略空氣阻力和滾動(dòng)阻力得：
3）①繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線（已裝貨）：40.0626
（為動(dòng)力因素）
Ⅱ時(shí)，
1.128
由以上關(guān)系可由計(jì)算機(jī)作出圖為：
②用計(jì)算機(jī)求汽車用Ⅳ檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。
（注：載貨時(shí)汽車用Ⅱ檔起步加速不能至70km/h）
由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知：
即加速時(shí)間可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分計(jì)算求出，且曲線下兩速
8、度間的面積就是通過此速度去件的加速時(shí)間。
經(jīng)計(jì)算的時(shí)間為： 146.0535s
1.4、空車、滿載時(shí)汽車動(dòng)力性有無變化？為什么？
答：汽車的動(dòng)力性指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)，由縱向外力決定的所能達(dá)到的平均行駛速度。
汽車的動(dòng)力性有三個(gè)指標(biāo)：1）最高車速 2）加速時(shí)間 3）最大爬坡度
且這三個(gè)指標(biāo)均于汽車是空載、滿載時(shí)有關(guān) 。
1.5、 如何選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率?
答：依據(jù)（原則）：
常先從保證汽車預(yù)期的最高車速來初步選擇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有的功率。
〔從動(dòng)力性角度出發(fā)〕 這些動(dòng)力性指標(biāo)：
發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)滿足上式的計(jì)算結(jié)果，但也不
9、宜過大，否則會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率偏低影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。（詳見第三章課件）
1.6、超車時(shí)該不該換入低一檔的排檔?
答：可參看不同 時(shí)的汽車功率平衡圖：
顯而可見，當(dāng)總的轉(zhuǎn)動(dòng)比較大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大，加速容易，更易于達(dá)到較高車速。
1.7、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，裝有0.5～2L排量發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車，若是前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)(F.F.)轎車，其平均的軸負(fù)荷為汽車總重力的61.5％；若是前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)(F.R.)轎車，其平均的前軸負(fù)荷為汽車總重力的55.7％。設(shè)一轎車的軸距 L＝
2.6m，質(zhì)心高度h＝0.57m。試比較
10、采用F.F.及F. R．形式時(shí)的附著力利用情況，分析時(shí)其前軸負(fù)荷率取相應(yīng)形式的平均值。確定上述F. F.型轎車在φ＝0. 2及0. 7路面上的附著力，并求由附著力所決定的權(quán)限最高車速與極限最大爬坡度及極限最大加速度(在求最大爬坡度和最大加速度時(shí)可設(shè)Fw＝0)。其他有關(guān)參數(shù)為：m＝1600kg，CD＝0.45，A＝2.00，f＝0.02，δ＝1.00。
答：1> 對(duì)于F-F型轎車：
最大驅(qū)動(dòng)力等于前輪附著力
對(duì)于F-R型轎車：
最大驅(qū)動(dòng)力等于后輪附著力
11、顯然F-F型轎車總的附著力利用情況較好。
2 > (1)對(duì)于：
極限車速：
極限爬坡度：
極限加速度：
（2）同理可有：當(dāng)時(shí)，
12、
1.8、一轎車的有關(guān)參數(shù)如下：
總質(zhì)量1600kg；質(zhì)心位置：a=1450mm，b=1250mm，hg=630mm; 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩Memax=140N?m；I擋傳動(dòng)比iI＝0.385；主減速器傳動(dòng)比io=4.08；傳動(dòng)效率ηm=0.9；車輪半徑r=300mm；飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量If＝0.25kg?m2；全部車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量∑Iw＝4.5kg?m2 （其中，前輪的Iw=2.25kg?m2，后輪的Iw=2.25 kg?m2)。
若該轎車為前輪驅(qū)動(dòng)，問：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0.6時(shí)，在加速過程中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能否充分發(fā)揮而產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度？應(yīng)如何調(diào)整重心在前、后方向
13、的位置(即b值)，才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令b/L100％為前軸負(fù)荷率，求原車的質(zhì)心位置改變后，該車的前軸負(fù)荷率。
解題時(shí)，為計(jì)算方便，可忽略滾動(dòng)阻力與空氣阻力。
解：<1> 先求汽車質(zhì)量換算系數(shù) ：
代入數(shù)據(jù)有：=1.4168
若地面不發(fā)生打滑，此時(shí)，地面最大驅(qū)動(dòng)力
由于不記滾動(dòng)阻力與空氣阻力，即、
這時(shí)汽車行駛方程式變?yōu)?
當(dāng) 代入有：
再由
將代入上試有
14、
此時(shí)：
將出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，
所以：在加速過程中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不能否充分發(fā)揮。
<2> 調(diào)整：
要使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能否充分發(fā)揮，則：
應(yīng)使：
其中： 不變，
則由公式：
得出：b=1704.6mm
前軸負(fù)荷率為：
1.9、一輛后袖驅(qū)動(dòng)汽車的總質(zhì)量2152kg，前軸負(fù)荷52％，后軸負(fù)荷48％，主傳動(dòng)比io＝4.55，變速器傳動(dòng)比：一擋：3.79，二擋：2.17，三擋：1.41，四擋：1.00，五擋：0. 86。質(zhì)心高度hg ＝0.57m，CDA＝1.5，軸距L＝2.300m，飛輪
15、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量If＝kgm2，四個(gè)車輪總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Iw＝3.6kg，車輪半徑r＝0.367m。該車在附著系數(shù)Ψ＝0.6的路面上低速滑行曲線和直接擋加速曲線如習(xí)題圖1所示。國(guó)上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線v＝19.76－0.59T，v的單位為km/h，T的單位為s，直接擋最大加速度αmax＝0.75m/ (us=50km/h)。設(shè)各擋傳動(dòng)效率均為0.90，求：
1)汽車在該路面上的波動(dòng)阻力系數(shù)。
2)求直接擋的最大動(dòng)力因素。
3)在此路面上該車的最大爬坡度。
答：1> 由汽車行駛方程式:
低速滑行時(shí), ,
此時(shí)：
由低速滑行曲線擬臺(tái)直線公式可得:
2> 直接檔， <以四檔為例>
先求汽車質(zhì)量換算系數(shù) ：
代入數(shù)據(jù)得：
再有動(dòng)力因素公式：
其中：
所以：
而：
3> 由
可得，最大爬坡度為：
汽車?yán)碚撜n后習(xí)題答案余志生版Word版
