汽車?yán)碚撜n后習(xí)題答案余志生版完全版

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1、D第一章 1.1、 試說明輪胎滾動阻力的定義、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受到的道路在行駛方向上的分力 稱為滾動阻力。 2） 產(chǎn)生機(jī)理：由于輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生弾性輪胎在硬支撐路面上行駛時加載 變形曲線和卸載變形曲線不重合會有能量損失，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)車輪不滾動時，地面對車輪的法向反作用力的分布是前后對稱的；當(dāng) 車輪滾動時，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稱，而使他們的合力 刊 相對于法線前移一個距離a,

2、 它隨弾性遲滯損失的增大而變大。即滾動時有滾動阻力偶矩Tf = Fza阻 礙車輪滾動。 、 T 3） 作用形式：滾動阻力Ff二加 Ff =十 （/?為滾動阻力系數(shù)） 1.2、 滾動阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？ 提示：滾動阻力系數(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、解答：1）（取四檔為例） 由 —Tq Tq th \ n t u u t n % = T 9 】3 + 259.27(侖)-165曲侖尸 + 40.874( 1000) -38445(Iooo 7 O.377rz? vi = ? ? 行駛阻力為Ff + Fw : U

3、 2 21.15 a = 494?312 + 0?131U, 由計算機(jī)作圖有 ※本題也可采用描點(diǎn)法做圖： 由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在nmin =600r/min , nmax = 4000r/min ,取六個點(diǎn)分別代入 公式： 2）⑴最高車速: 有耳=Ff + Fw =>￡ =494.312 + 0.13町 分別代入匕和尺公式： 7：, *6.9 * 5.83 * 0.85 0.377 * 0.3697/?. 0.367 把兒的擬和公式也代入可得: n>4()00 = 494.312 +0.131（ ）- 5.83*6.09 而 ^max = 4000 r/min =

4、0377*22^=94.93 I￡ =仏和—（耳+代，） ^Gi = Ftn^-Gf =>Lax=-^-/= 14400 ~0-013 ,nax G 3880*9.8 =0.366 7 （3）克服該坡度吋相應(yīng)的附著率0 =甘 Fz 忽略空氣阻力和滾動阻力得： Ft i il 0.366 *3.2 「 = =O.o 1.947 （已裝貨）:40.0626 小 Ft — Fw 亠 （° = 一-一為動力因素） G cp = = =— F a/l a 3）①繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線 a

5、du &(￡> — /) 1 ? Iw II時，5 = ] +丄厶二+ m r - m 1 1.798+3.598 =1 + y 3800 0.3672 = 1.128 F _叭畀丁 r ? 2?2 1 1 flK 5 廠 1 0.218 * 3.092 * 5.832 * 0.85 + 3800 0.3672 r 恥T9」3+259.27（侖165.44（侖?珈需一期5壺） 由以上關(guān)系可由計算機(jī)作出圖為: 加速度倒數(shù)曲線 2.5 1 0.5 2 5 EMsq)史 L 0 10 20 30 40 50 Ua（Km/h） ②用計算機(jī)求汽車用

6、IV檔起步加速至70km/h的加速時間。 （注：載貨時汽車用II檔起步加速不能至70km/h） 由運(yùn)動學(xué)可知： dt = — du a 1 即加速吋間可用計算機(jī)進(jìn)行積分計算求出，且 血曲線下兩速度間的面 a 積就是通過此速度去件的加速時間。 經(jīng)計算的時間為：146.0535s 1.4、 空車、滿栽時汽車動力性有無變化？為什么？ 答：汽車的動力性指汽車在良好路面上直線行駛吋，由縱向外力決定的所能達(dá)到 的平均行駛速度。 汽車的動力性有三個指標(biāo)：1）最高車速 2）加速時間3）最大爬坡度 且這三個指標(biāo)均于汽車是空載、滿載時有關(guān)。 1.5、 如何選擇汽車發(fā)動機(jī)功率？ 答：

7、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)動機(jī)應(yīng)有的功 率?！矎膭恿π越嵌瘸霭l(fā)〕 這些動力性指標(biāo)： E （匕+只） 發(fā)動機(jī)的最大功率應(yīng)滿足上式的計算結(jié)果，但也不宜過大，否則會因發(fā)動機(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、超車時該不該換入低一檔的排檔？ 答：可參看不同時的汽車功率平衡圖： 顯而可見，當(dāng)總的轉(zhuǎn)動比較大吋，發(fā)動機(jī)后備功率大，加速容易，更易 于達(dá)到較高車速。 1.7、答：1＞對于F-F型轎車： 最大驅(qū)動力等于前輪附著力 Fxbmax = ^ = F = 61,5%mS(p 對于F-R型轎車： 最大驅(qū)動力等于后輪附著力

8、 Fxbmax 二 F嚴(yán) Fq = (1 一 55.7%)mg0 =44.3%mg0 顯然F-F型轎車總的附著力利用情況較好。 2> ⑴對于0 = °?2 : 二 Fy = 1928.64N C?n A 2 極限車速： 兔喰=耳+化=?+召/ =>%『194?如/力 極限爬坡度：Pxbn^ = Ff+Fi=Qf +Gi 5 =>i F^bmax /? 飛f 12^ _ 0.02 1600*9.8 = 0.13 1 max max max 6 ■ *max （竽）= 4.023血/（加） at 1

9、.8、解：＜1＞先求汽車質(zhì)量換算系數(shù)S : 歸+丄卑+丄仏2必 m 廠 m 廣 代入數(shù)據(jù)有：8 =1.4168 若地面不發(fā)生打滑，此時，地面最大驅(qū)動力 F _ TJJe 0.4105 max F xblmax du 極限加速度：Fxbmax = Ff + Fj = Gf + 6in n （牛丄嚴(yán)二^ = 1.01如伽） at oin （2）同理可有：當(dāng)0二°?7時， amax U..= 388.0km/h # # nFgz = 6597.36N 由于不記滾動阻力與空氣阻力，即耳、rM. = o 這時汽車行駛方程式變?yōu)?F嚴(yán)Fi + Fj

10、 丁曲也=Gi + — r dt 當(dāng) TQ=MeMax = [AQN 'M 代入有： = 〃型 L L dt =（乎也= 2.91 dt 再由 f =g^-竺 Gsina + m J L 將（?。﹎ax代入上試有 dt Fdmin= 6180.277V 此時: 金 ＞0.6 J 將出現(xiàn)打滑現(xiàn)象， # 所以：在加速過程中發(fā)動機(jī)扭矩不能否充分發(fā)揮。 ＜2＞訥整： 要使發(fā)動機(jī)扭矩能否充分發(fā)揮，則： 直=0.6 F⑹=6597.36N 不變， 口 「b h du F. =G — - — m —— Z1 L L dt 應(yīng)使: 其中： 則由公式: 得出

11、:b= 1704.6mm 俞軸負(fù)荷率為： -*100% = 一卩怛一*100% L (1250 +1450) 1.9、答：1＞由汽車行駛方程式： F嚴(yán)F f + Fw +巧+竹 低速滑行時? 0巧嚴(yán)0 此時： F$ 由低速滑行曲線擬臺直線公式可得： H竺卜 |5(19.76 —0.59T) 2＞直接檔，ig = 1 先求汽車質(zhì)量換算系數(shù)S : 一丄卑+丄心L in 廠 ni 廠 代入數(shù)據(jù)得：5 = 1.0266 再有動力因素公式： D = 0 H gdt 其中：0 = f+ i = /+ O = 0.060 所以：Dmax = ^ + -(—) g dt 63.1

12、% gdt 二 0.060 v以四檔為例〉 max 而：（羋）ma嚴(yán)°?75加/" clt 二 Dmax = 0.060 + * 0.75 * 3.6 = 0.34255 9.o 1 小 丄 5 ,dU、 3> 由 Dz = 0 + — （牙） g山 可得，最大爬坡度為： max max max max 7 => Z，max

13、= 0.28255 n 如 ax = 16?41 第二章 2.1、“車開得慢，油門踩得小，就一定省油”，或者“只要發(fā)動機(jī)省油，汽車就 一定省油”，這兩種說法對不對？ 答：均不正確。 ① 由燃油消耗率曲線知：汽車在中等轉(zhuǎn)速、較大檔位上才是最省油 的。此時，后備功率較小，發(fā)動機(jī)負(fù)荷率較高燃油消耗率低，百公里燃油消 耗量較小。 ② 發(fā)動機(jī)負(fù)荷率高只是汽車省油的一個方面，另一方面汽車列車的 質(zhì)量利用系數(shù)（即裝載質(zhì)量與整備質(zhì)量之比）大小也關(guān)系汽車是否省油。， 2.2、試述無級變速器與汽車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。 提示：①采用無級變速后，理論上克服了發(fā)動機(jī)特性曲線的缺陷，使汽車 具有與等

14、功率發(fā)動機(jī)一樣的驅(qū)動功率，充分發(fā)揮了內(nèi)燃機(jī)的功率，大地改善了 汽車動力性。②同吋，發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率高，用無級變速后，使發(fā)動機(jī)在最經(jīng)濟(jì) 工況機(jī)會增多，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。 2.3、用發(fā)動機(jī)的“最小燃油消耗特性”和克服行駛阻力應(yīng)提供的功率曲線，確 8 定保證發(fā)動機(jī)在最經(jīng)濟(jì)工況下工作的“無級變速器調(diào)節(jié)特性役 答：???無級變速器傳動比］'與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及期限和行駛速度之間有如下 心0?3力竺"上 中A為對某汽車而言的常數(shù) A = 0.3力二） 當(dāng)汽車一速度U a '在一定道路沙鍋行駛時，根據(jù)應(yīng)該提供的功率: P丄◎ +匕 關(guān)系: （式 e □t 由“最小燃油消耗特性”曲線可求

15、出發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)的工作轉(zhuǎn)速為n；。 9 將ua', n'e代入上式，即得無級變速器應(yīng)有的傳動比i'。帶同一 0植 的道路上，不同車速吋無級變速器的訥節(jié)特性。 2.4、 如何從改進(jìn)汽車底盤設(shè)計方面來提高燃油經(jīng)濟(jì)性？ 提示：①縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量。大型轎車費(fèi)油的原因是大幅度地增 加了滾動阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力。為了保證高動力性而裝用的 大排量發(fā)動機(jī)，行駛中負(fù)荷率低也是原因之一。 ②汽車外形與輪胎。降低Cd值和采用子午線輪胎，可顯著提高燃油經(jīng) 濟(jì)性。 2.5、 為什么汽車發(fā)動機(jī)與傳動系統(tǒng)匹配不好會彬響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性與動力性?試 舉例說明。 提示：發(fā)動機(jī)最大功率妥?滿

16、足動力性妥?求（最高車速、比功率）］ ① 最小傳動比的選擇很重要，（因?yàn)槠囍饕宰罡邫n行駛） 若最小傳動比選擇較大，后備功率大，動力性較好，但發(fā)動機(jī)負(fù)荷率 較低，燃油經(jīng)濟(jì)性較差。若股小傳動比選擇較小，后備功率較小，發(fā)動機(jī) 負(fù)荷率較高，燃油經(jīng)濟(jì)性較好，但動力性差。 ② 若最大傳動比的選擇較小，汽車通過性會降低；若選擇較大，則變 速器傳動比變化范國較大，檔數(shù)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 ③ 同吋，傳動比檔數(shù)多，增加了發(fā)動機(jī)發(fā)揮最大功率的機(jī)會，提高了 汽車的加速和爬坡能力，動力性較好；檔位數(shù)多，也增加了發(fā)動機(jī)在低燃 油消耗率區(qū)工作的可能性，降低了油耗，燃油經(jīng)濟(jì)性也較好。 2.6、 試分析超速擋對汽車動

17、力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的彩響。 提示：因?yàn)槠嚥⒉唤?jīng)常以此速度行駛，低速檔只妥■滿足動力性的妥■求。 2.7、 答：1） ＜考慮空車的情況〉發(fā)動機(jī)輸出功率： 巳=衛(wèi)也葉叩300 r W9」3 + 259.27（金 165.44（侖）2+40.874（侖）1.8445（侖） 0.377m 再有阻力 lla =— I 由以上三條關(guān)系式，可以繪出各個檔位下發(fā)動機(jī)的有效功率圖。 功率： R+巴—1 Gf 叫 I % % 3600 76140 =7.647 * 10』冷 + 3.638 * 10優(yōu) 由以上信息作出汽車功率平術(shù)圖 2) v考慮滿載時情況〉 等速百公里油耗公式： l

18、.O2uapg (L/100Km) 0.377/7? 叫二一—一 Pe} ①最高檔時：不妨取￡,=18Kw i ：n=815r/min,即 Uo = 19.34 Km/力 由負(fù)荷特性曲線的擬合公式： b = B°+B￡+B#+§F + M nb = 1740.2g/(Kw ?〃) 10 二＞ Q,=——J一 = 231 2L 1.02 叫 ii ：n=1207r/min,K卩 ua = 28.64 A^m / h 由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得： 二＞b = 295.0g/（Kw?〃） =＞Qs = 26.0 厶 iii：n=1614r/min,即 ua =

19、 38.30 Km / h 由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得： nb = 305?2g/（Kw?〃） ^Qs=20.5L iv ：n=2603r/min,即 = 61 .77 Km / h 由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得： nb = 280.1g/（Kw/） =11.7 厶 V :n=3403r/min,即 Ua = .15 Km / h 由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得： nb = 431?3g/（Kw ?h） 二＞ Qs = 13.6L vi ：n=3884r/min,即 =92.17 Km / h 由負(fù)荷特性曲線的擬合公式得： nb = 529.4g/（Kw ?力） nQ、=14.8厶

20、 故有以上各個點(diǎn)可以做出最高檔的等速百公里油耗曲線: ②同樣，可做出次高擋的等速百公里油耗曲線（省略） 2.8＞輪胎對汽車動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有些什么彬響？ 提示： 2.9、 為什么公共汽車起步后，駕駛員彳艮快換入高檔？ 提示：汽車起步后換入高檔，此時，發(fā)動機(jī)負(fù)荷率大，后備功率小，燃油經(jīng)濟(jì)性較 高. 2.10、 達(dá)到動力性最佳的換擋時機(jī)是什么？達(dá)到燃油經(jīng)濟(jì)性最佳的換檔時機(jī)是什 么?二者是否相同？ 答：①動力性最佳：只要｛耳一（化+耳）此和吋換檔， 以1.3題圖為例，在｛耳］一（化|+耳］）｝ ＞｛耳2—（尸”，2 +耳2）｝時換檔 顯然滿足動力性嚴(yán)佳。 12 ②燃油經(jīng)

21、濟(jì)性最佳要求發(fā)動機(jī)負(fù)荷率高，后備功率低。 由下圖知，在最高檔吋，后備功率最低，燃油經(jīng)濟(jì)性最佳。 13 第四章 4. 1 一轎車駛經(jīng)有積水層的一良好路面公路，當(dāng)車速為100km/h時要進(jìn)行制動。問 此時有無可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象而喪失制動能力?轎車輪胎的胎壓為179. 27kPa。 答：假設(shè)路面水層深度超過輪胎溝槽深度 估算滑水車速：血=6.34屈 門為胎壓（kPa） 代入數(shù)據(jù)得：/ =84.89 k

22、m/h 而“〉“力 故有可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象而失去制動能力。 4. 2在第四章第三節(jié)二中.舉出了 CA7OO轎車的制動系由真空助力改為壓縮空氣助力 后的制動試驗(yàn)結(jié)果。試由表中所列數(shù)據(jù)估算r2+|r；的數(shù)值，以說明制動器作用時間的 重要性。 1 提示: 由表4?3的數(shù)據(jù)以及公式$ = .1 .. 計算6+空6的數(shù)值。 可以認(rèn)為制動器起作用時間的減少是縮短制動距離的主要原因。 4. 3—中型貨車裝有前.后制動器分開的雙管路制功系，其有關(guān)參數(shù)如下； 1）計算并繪制利用附著系數(shù)曲線與制動效率曲線。 2）求行駛車速30kin/h,在＜^ = 0.80路面上車輪不抱死的制動距離。計算時

23、取制動系反 應(yīng)時間r2二0.025,制動減速度上升時間r2 = 0.025。 3）求制功系前部管路損壞時汽車的制功距離，制功系后部管路損壞時汽車的制功 距離。 質(zhì) $ m/kg 質(zhì)心爲(wèi)hf/in 諭 tfe t/fn 質(zhì)心至幗輪距測o/m 期勁力介氐系數(shù)“ 4080 0.S45 3.950 2. JOO 0.S8 満找 9290 □70 3.950 2 950 0.58 答案：1） 14 空載時: 前軸利用附著系數(shù)為: 后軸利用附著系數(shù)為: Lpz 厶（1-0上 Q一九 0() Z^±=3.95x0.38-1.85 =_0413

24、 hS 0.845

叭、故空載時后輪總是先抱死。 a/L 由公式◎亡（1一0）+嘰" 2.1 （作圖如下） 代入數(shù)據(jù)—2.449 +0.845件 心―“4282 hS 前輪先抱死 b/L 滿載時：00 = 1.17 Ef (f>f 卩-?yhJL 代入數(shù)據(jù)Q二 1 1.501-1.17^ 0>00時：后輪先抱死 □ Z a/L Er= — (Pr (1-0)+嘰/厶 2 95 代入數(shù)據(jù)Er= ； 2.449 +1.17乞 （作圖如下） （作圖如下）

25、 15 0.2 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 07 0.8 0.9 1 附著系數(shù) .2 .8E o.o. .4 o. 16 2）由圖或者計算可得： 空載時0 = 0.8制動效率約為0.7 因此其最大動減速度色max = O?8g X 0.7 = O?56g 代入公式： 302 X3°+ 25.92x0.56^ 二$刃皿 由圖或者計算可得： 滿載時制動效率為0.8

26、7 因此其最大動減速度d仆心=O.8g x 0.87 = 0.696g 制動距離 町0 25?9如和 =—I 0.02 + — 1x30 + 二5.34m 3.61 2 丿 25.92x0.696^ 3） A.若制動系前部管路損壞 r G du Fxb2 = — - = Gz g d/ G 巧2 =7（d-九） =＞后軸利用附著系數(shù)（pr=-^— # =＞后軸制動效率Er =^-= （Pr \ +（PrhJL 代入數(shù)據(jù)得：空載時：耳二0.45 滿載時：￡r=0.60 Q空載時 其最大動減速度^max = 0.8g x 0.45 = 0?36g

27、 代入公式： ￡ =丄卜；+空k + —啦— 3.61 - 2“ 25.9 勿皿 1 0.02+竺 2 302 X30 + 25.92 x 0.36r1009m b）滿載時 其最大動減速度?n林=0?8g x0?6 = 0.48g 代入公式： 16 1 Tn \ 「2丿 0.02 +竺］ 3.6k 2 ) 302 X 30 + 25.92 x 0.48 g=763m B.若制動系后部管路損壞 r G du Fxbi = — - =Q g山 行=gb+九） 二＞前軸利用附著系數(shù)禺=—^― b +鞏 b/L 二＞ 前軸制動效率E,=— （Pf \-（P

28、$hJL 代入數(shù)據(jù) 空載時：Ef =0.57 滿載時：Ef =0.33 a）空載時其最大動減速度如喚=°?8gx0.57 = 0.456g 代入公式： $ =丄梢+空卜 3.6 ＜ - 2 丿 1 T； 2 c 心 0.02 0.02 + —— 3.6( 2 25.9勿皿 3O2 X3°+ 25.92x0.456^ 二&°?m b）滿載時 其最大動減速度如max = °?8g X 0?33 = 0.264g 代入公式：

29、 丄G+空］%+心 3.6( - 2) 25.9加論 丄! 0.02 + — )x30 + = 13.67m 3.6k 2 ) 25.92x0.264^ 4. 4在汽車法規(guī)中，對雙軸汽車前、后軸制功力的分配有何規(guī)定。說明作出這 種規(guī)定的理由？ 答：為了保證制動時汽車的方向穩(wěn)定性和有足夠的制動效率，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會 制定的ECE R13制動對雙軸汽車前、后輪制動器制動力提出了明確的要求。我國的行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBT240007-89也提出了類似的耍求。下面以轎車和最大總質(zhì)量大于3.5t的貨 車為例予以說

30、明。法規(guī)規(guī)定： 對于0 = 0?2~0?8之間的各種車輛，要求制動強(qiáng)度 Z >0.1+ 0.85（^?-0.2） 車輛在各種裝載狀態(tài)時，前軸利用附著系數(shù)曲線應(yīng)在后軸利用附著系數(shù)曲線之上。 對于最大總質(zhì)量大T 3.5t的貨車，在制動強(qiáng)度2 = 0.15-0.3之間，每根軸的利用附著 系數(shù)曲線位于e = z±0?08兩條平行于理想附著系數(shù)直線的平行線之間；而制動強(qiáng)度 注0.3時，后軸的利用附著系數(shù)滿足關(guān)系式注0.3+ 0.74（0-0.38）,則認(rèn)為也滿足了 法規(guī)的要求。但是對丁?轎車而言，制動強(qiáng)度在0?3~0?4之間，后軸利用附著系數(shù)曲線不 超過直線° = z + 0?05的條件下，允許后

31、軸利用系數(shù)曲線在前軸利用附著系數(shù)曲線的上 方。 圖435 ECE法規(guī)轎車的制動力分 圖434 EC?：法規(guī)貨車的制動力分配 4. 5—轎車結(jié)構(gòu)參數(shù)問題1.8中給出的數(shù)據(jù)一樣。轎車裝有單回路制動系，其制功器 制動力分配系數(shù)0 = 0.65。試求： 1） 同步附著系數(shù)。 2） 在（p = 0.7路面上的制動效率。 * 3） 汽車此時能達(dá)到的最大制動減速度（指無任何車輪抱死時）f。 4） 若將設(shè)車改為雙回路制動系統(tǒng)（只改變制動的傳動系， 見習(xí)題圖3）,而制動器總制動力與總泵輸出管路壓力之比稱為 制功系增益，并令原車單管路系統(tǒng)的增益為G o確定習(xí)題圖3 中各種雙回路制動系統(tǒng)以及在一

32、個回路失效時的制動系增益。 習(xí)題圖3三種不同的雙回路制動系統(tǒng) 5） 計算^在0 = 0.7的路面L。上述各種雙回路系統(tǒng)在一個回路失效時的制功 效率及其能達(dá)到的最大制功減速度。 6） 比較各種雙回路系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。 Lp-b 2.7x0.65-1.25 八。 答案：1）同步附著系數(shù)0（）= 一 二 両 =°兀 g 2）因0 = 0.7 所以前輪先抱死 _ Z _ b/L Ef - - — -_tt （pf = 0.7 （Pf P_（pfhj L 1.25/2.7 = =0.951 0.65-0.7x0.63/2.7 3) 最大制動減速度： d〃max=E/ x0.

33、7xg =6.53加/十 ? F 4) G =-^ 0 = 0.65 a) 1 失效鼻=p"吃=2(1 - 0)G，= 0.7G T2 Lt 2 19 # 3G 些92 - ?亓 效 失 2 rF“-T 1-21-21-2 效 失 .\7 效 失 11 .\7 20 V" ? t = G 2 5) a)l 失效Fxb.=-— = Gz, g dt G Fz2 九) 2失效 =＞后軸利用附著系數(shù)卩.=丄一 “-九 a/L —丄』—l Z a] L

34、 1.45/2.7 c — =＞后軸制動效率Ey = 一 = = =0.46 r (pr 1 + 卩九 IL l + 0.7x0.63/2.7 = 0.7gx0.46 = 0.32g 2失效F冊= -^- = Gz g山 最大動減速度?max =＞前軸利用附著系數(shù) 方+九 =＞前軸制動效率 匸 Z h/L E =—= (p：? \ —(p?JL 1-0.7x0.63/2.7 最大動減速度d/max =0?7gx0?55 =0?39g 佝2?7 =0.55 b）由第2）問知：前輪先抱死 1失效與2失效情況相同。 FxbX=P-^- = PGz g力 心=￥@

35、+九） =＞前軸利用附著系數(shù)（pf = PU 前軸制動效率 b/L 1.25/2.7 E＞ P -(P( It. / L ~ 0.65 - 0.7 x 0.63/2.7 最大動減速度 d/，max = 0.7g x 0.95 X — = O.33g c）與b）回路的情況相同。 6） 比較優(yōu)缺點(diǎn)： a）其中一個回路失效時，不易發(fā)生制動跑偏現(xiàn)象。但當(dāng)1失效時，容易后 輪先抱死，發(fā)生后軸測滑的不穩(wěn)定的危險工況。

36、 21 b）實(shí)現(xiàn)左右側(cè)輪制動器制動力的完全相等比較困難。 C）實(shí)現(xiàn)左右側(cè)輪制動器制動力的完全相等比較困難。其中一個管路失效時, 極容易制動跑偏。 第五章 5. 1 一轎車（每個）前輪胎的側(cè)偏剛度為-50176N / rad.外傾剛度為-7665N / rad.若 轎車向左轉(zhuǎn)彎，莎使兩前輪均產(chǎn)生正的外傾角，其大小為4°。設(shè)側(cè)偏剛度與外傾剛度均不 受左、右輪載荷轉(zhuǎn)移的影響.試求由外傾角引起的前輪側(cè)偏角。 答： 由題意：F r =ka+k/y=0 故由外傾角引起的前輪側(cè)偏角： a=- k/y/k=-7665x4/-50176

37、=0.611" 5. 2 6450輕型客車在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)過多轉(zhuǎn)向和中性轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，工程師們在前懸架 上加裝前橫向穩(wěn)定桿以提高前懸架的側(cè)傾角剛度，結(jié)果汽車的轉(zhuǎn)向特性變?yōu)椴蛔戕D(zhuǎn)向。試 分析其理論根據(jù)(要求有必要的公式和曲線)。 答：穩(wěn)泄性系數(shù)：k = 2 心變化， 原來KW0,現(xiàn)在K>0,即變?yōu)椴蛔戕D(zhuǎn)向。 5?3汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有哪幾種類型?表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的具體參數(shù)有哪些?它們彼此之 間的關(guān)系如何(要求有必要的公式和曲線)？ 答： 汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)有三種類型:中性轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向、過多轉(zhuǎn)向。 幾個表征穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向的參數(shù)： 1. 前后倫側(cè)偏角絕對值之差(al-a2); 2. 轉(zhuǎn)向半徑的比R/Ro；

38、 3. 靜態(tài)儲備系數(shù)S?M? 彼此之間的關(guān)系見參考書公式(5-13) (5-16) (5-17). 5. 4舉出三種表示汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的方法，并說明汽車重心前后位置和內(nèi)、外 輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移如何影響穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？ 答：方法： 1. al-a2 >0時為不足轉(zhuǎn)向，al-a2 =0時 為中性 轉(zhuǎn)向，al-a2 <0時為過多轉(zhuǎn)向： 2. R/R0>1時為不足轉(zhuǎn)向，R/R0=1時為中性轉(zhuǎn)向，R/R0<1時為過多轉(zhuǎn)向： 3?S.M.>0時為不足轉(zhuǎn)向，S.M.=0時為中性轉(zhuǎn)向，S.M.<0時為過多轉(zhuǎn)向。 汽車重心前后位置和內(nèi)、外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移使得 汽車質(zhì)心至前后軸距離乩b 發(fā)生變化，K也發(fā)生變化。

39、5. 5汽車轉(zhuǎn)彎時車輪行駛阻力是否與直線行駛時一樣？ 答：否，因轉(zhuǎn)彎時車輪受到的側(cè)偏力，輪胎產(chǎn)生側(cè)偏現(xiàn)象，行駛阻力不一樣。 5. 6主銷內(nèi)傾角和后傾角的功能有何不同？ 答：主銷外傾角可以產(chǎn)生回正力矩，保證汽車直線行駛：主銷內(nèi)傾角除產(chǎn)生回正力矩 外，還有使得轉(zhuǎn)向輕便的功能。 5. 7橫向穩(wěn)定桿起什么作用?為什么有的車裝在前懇架，有的裝在后懸架，有的前 后都裝？ 答：橫向穩(wěn)定桿用以提髙懸架的側(cè)傾角剛度。 裝在前懸架是使汽車穩(wěn)左性因數(shù)K變大，裝在后懸架使K變小，前后懸架都裝則 使前后懸架側(cè)傾角剛度同時增大。 5. 8某種汽車的質(zhì)心位置、軸距和前后輪胎的型號已定。按照二自由度操縱穩(wěn)定 性

40、模型，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性為過多轉(zhuǎn)向，試找出五種改善其轉(zhuǎn)向特性的方法。 答： 即要K變大，可在前懸架上裝橫向穩(wěn)上桿，后懸架不變：前懸架不變.減小后懸架 側(cè)傾角剛度：同時在前后懸架裝橫向穩(wěn)泄桿，但保證a/k2-b/k 1變大；同時減小前 后懸架側(cè)傾角剛度，但保證a/k2-b/k1變大；增大汽車質(zhì)量。 5. 9汽車空載和滿載是否具有相同的操縱穩(wěn)定性？ 答： 否，m不同，空載時的汽車m小于滿載時的m,即滿載時的K更大，操縱穩(wěn)左性更 好。 5?1()試用有關(guān)計算公式說明汽車質(zhì)心位置對主要描述和評價汽車操縱穩(wěn)定性.穩(wěn) 態(tài)響應(yīng)指標(biāo)的影響。 / I 答：穩(wěn)定性系數(shù)公式：K = ^ — U 1&2 &

41、 ； 汽車質(zhì)心位置變化，則乩b變化，即K也隨之改變。 5. 11-自由度轎車模型的有關(guān)參數(shù)如下： 總質(zhì)量 m=1818. 2kg 繞q軸轉(zhuǎn)動慣量 厶=3885畑?亦 軸距 L=3.048m 質(zhì)心至前軸距離 a=1.463m 質(zhì)心至后軸距離 b= 1.585m 前輪總側(cè)偏剛度 k、= 62618N / rad 后輪總側(cè)偏剛度 轉(zhuǎn)向系總傳動比 試求： 1）穩(wěn)定性因數(shù)K、 一一 O 人1=2 -110185 N/rad 24 # 2） 穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線筆）§…叫車速u=22?35m/s時的轉(zhuǎn)向靈敏度 工。 3） 靜態(tài)儲備系數(shù)S.M.,側(cè)向加

42、速度為0.也時的前、后輪側(cè)偏角絕對值之差勺-冬與 轉(zhuǎn)彎半徑的比值IVR0（R（）=15m）o 4） 車速u=30.56m/s,瞬態(tài)響應(yīng)的橫擺角速度波動的固有（圓）頻率?>、阻尼比§、反應(yīng)時 間&與峰值反應(yīng)時間 提示： 1）穩(wěn)定性系數(shù)：K=，U u;L f 特征車速代〃 \ + KiC 2） 轉(zhuǎn)向靈敏度菩J 3） K = —!—（?）=> e-G， a>L ' ' R（）= — ? R = ~ => A <5 —（C] — s） Ro 4） 固有圓頻率Q（）= 阻尼比

43、> 峰值反應(yīng)時間￡ = 沁 CD 5. 12穩(wěn)態(tài)響應(yīng)中橫擺角速度增益達(dá)到最大值時的車速稱為特征車速證明： 特征車速叫/嚴(yán)奶丘，且在特征車速時的穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，為具有相等軸距 L中性轉(zhuǎn)向汽車橫擺角速度增益的一半。 答: 轉(zhuǎn)向靈敏度牛卜齡 特征車速口 °賀噲沖瞬向吟H 得證。 5. 13測定汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性常用兩種方法，一為固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角法，并以R/R。 一山曲線來表示汽車的轉(zhuǎn)向特性（見第五章第三節(jié)二）；另一為固定圓周法。試驗(yàn)時在場地 上畫一圓，駕駛員以低速沿圓周行駛.記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角^.0,,然后駕駛員控制轉(zhuǎn)向盤使汽 車始終在圓周上以低速持續(xù)加速行駛。隨著車速的提高，

44、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角（一般）將隨之加 大。記錄下幾角，并以寧--色曲線來評價汽車的轉(zhuǎn)向特性，試證 * = 1 + K“2,說明 如何根據(jù) A-心曲線來判斷汽車的轉(zhuǎn)向特性。 幾0 證明：轉(zhuǎn)向半徑/? = - = -一 = （1 +丫廣）厶=（］+腫）仏 ? u/L V a A + Ku2） =>4^ = 1 + ^2=— 幾0 Ro 5.14習(xí)題圖4是滑柱連桿式獨(dú)立懸架（常稱為Me Pherson strut suspnsion）示意圖。 試證： 1） R.C.為側(cè)傾中心。 2） 懸架的側(cè)傾角剛度為Kor = 2k,式中k5為一個彈簧的（線）剛度。 n 習(xí)題圖4滑柱連桿式獨(dú)立懸架示意

45、圖 25 # 提示：1）畫出地而對于車廂的瞬時轉(zhuǎn)動中心，即為側(cè)傾中心R.C. 2）證明參考書P135-136 # 5. 15試求計算穩(wěn)態(tài)響應(yīng)質(zhì)心側(cè)偏角增益纟)、的公式，并求題5. 11中轎車在 0 11=31. 3m/s(70 mile / h)、y.=0.4g時的質(zhì)心側(cè)偏角。計算u=31. 3m / s時的瞬態(tài)響應(yīng)峰 值反應(yīng)時間￡和轎車的汽車因數(shù)T.B.值。 提示：將方程組(5-9)兩式聯(lián)立，v=0, =0,消去=> 4), d 5. 16為什么有些小轎車后輪也設(shè)計有安裝前束角和外傾角？ 答：因?yàn)檗I車后輪安裝前朿角和外傾角是為提髙操縱穩(wěn)左性。

46、5. 17習(xí)題圖5為三種前獨(dú)立懸架對車輪相對車身垂直上下位移時前束變化的影 響。試問圖中哪一條曲線具有側(cè)傾過多轉(zhuǎn)向效果？ 習(xí)題圖5車身垂直上下 隹移時前束的變化曲線 答：圖中點(diǎn)劃線所表示的具有過多轉(zhuǎn)向效果 5. 18轉(zhuǎn)向盤力特性與哪些因素有關(guān)，試分析之。 答： 轉(zhuǎn)向盤力特性決左于以下因素：轉(zhuǎn)向器傳動比及其變化規(guī)律、轉(zhuǎn)向器效率.動力轉(zhuǎn)向 骼的轉(zhuǎn)向盤操作力特性.轉(zhuǎn)向桿系傳動比、轉(zhuǎn)向桿系效率、由懸架導(dǎo)向桿系決左的 主銷位置、輪胎上的載荷、輪胎氣壓.輪胎力學(xué)特性、地面附著條件、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動 慣性、轉(zhuǎn)向柱摩擦阻力及汽車整體動力學(xué)特性。 19地面作用于輪胎的切向反作用力是如何控制轉(zhuǎn)向特性

47、的?P152-155。 第六章 6.1 >設(shè)通過座椅支承面?zhèn)髦寥梭w垂直加速度的譜密度為一白噪蘆, 9 一 3 Ga ( f )=0.1 nr ? S ?。求在().5?80HZ頻率范圍加權(quán)加速度均方根值 卵 和加權(quán)振級 Law9并由表6?2査出相應(yīng)人的主觀感覺。 r80 9 - 答：f=[.“（/）qcn/r = [『y.5*o.i?0 +」m +『i?o.i?力 + J ^-c/j （）'5 2 4 4 i2.5 J =24.28 -s=觀噲 =205器二 = 147.70 查P173圖知：人的主觀感覺為極不舒適。 6.2、設(shè)車速M(fèi)=20m/s ,路面不平度

48、系Gq(no) = 2.56*lO_sm3,參考空間頻率 no=0.im \畫出路面垂直位移、速度和加速度Gq(/)、Gq(/)、Gq(/)的譜圖。 畫圖時要求用雙對數(shù)坐標(biāo)，選好坐標(biāo)刻度值，并注明單位。 解：Gq(n = 說=2.56 * IO-8 *0.P*|2_ =5.12*10-」 f2 Gq(/) = 4兀七“(勺加＞ =4/ *2.56*10" *0」2 *20 = 2.02*10-7 Gq(/) = 16兀七＜,(心5備嚴(yán)=16/ *2.56*10" *0.12 */2 =3.99*107/2 畫岀圖形為： 27 6.3. 設(shè)車身一車輪二自由度汽車模型，

49、其車身部分固有頻率“ =2Hz.它行駛在波長入=5m 的水泥接縫路上，求引起車身部分共振時的車速"“(km/h)。該汽車車輪部分的固有頻率f r=10Hz,在砂石路上常用車速為30km/h。問由于車輪部分共振時，車輪對路面作用的動載 所形成的搓板路的波長入二？ 答^①當(dāng)激振力等于車輛固有頻率時，發(fā)生共振， 所以發(fā)生共振時的車速為： Ua 二久?九=5*2 =10/7? / S 30/3.6 _ 5 ②搓板路的波長：幾=―= — m 6.4、 設(shè)車身單質(zhì)量系統(tǒng)的幅頻\z/q\ 用雙對數(shù)坐標(biāo)表示時如習(xí)題圖6所 示。路面輸入譜與題6.2相同。求車 身加速度的譜密度G乞 (/) ,畫出

50、其譜圖，并計算0.1?10Hz頻率范圍 車身加速度的均方根值&乙。 答：① 習(xí)題圖6車身單質(zhì)量系統(tǒng)的幅頻特性 ^(/) = (2#)2-|||-G/h0) =(2tt */)2 ? 1 ? G/n0) = 1.02* 10一2/2(0 i v y v 1時) =5 * f)2 .io(1-，8(,o/))G/no) = 1?02*10一2 * io(i-ig(ioc)(] < 廣 < ⑼時 io j_ 込二g(/)如 0.1 1 10 丄 二[J1.02 * 10一2嚴(yán)茅 + J1.02 * 10一2 * 10(1~lg(10/)) dfV 0.1 1 6.5. 上

51、機(jī)計算作業(yè)（報告應(yīng)包括題目、計算說明、程序清單、結(jié)果分析）。 車身一車輪雙質(zhì)最系統(tǒng)參數(shù)：/b=1.5Hz. C0.25、"9、”10。 “人體一座椅”系統(tǒng)參數(shù)：?爐3Hz、＜s=0.25o 8 1 車速w=20nVs,路面不平度系數(shù)Gq （no）=2.56X 10 ,參考空間頻率no=0.1 m"。 計算時頻率步長4f=0.2Hz,計算頻率點(diǎn)數(shù)N=180。 1） 計算并畫出幅頻特性Izl/ql、IZ2/Z1K \p/z2\和均方根值譜JG,/）、 7Gz2（/）' jGa（/）譜圖。進(jìn)一步計算勺、旳、^2、6、仏、厶,值。 2） 改變''人體一座椅”系統(tǒng)參數(shù)：應(yīng)=1.5?6Hz、＜s=0.125?0.5。分析仏、厶"，值 隨於、〃的變化。 3） 分別改變車身一車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)參數(shù)：為=0.25?3Hz、＜=0.125?0.5、廠=4.5?18、 牛5?20。繪制Gfd、aFd/G三個響應(yīng)量均方根值隨以上四個系統(tǒng)參數(shù)變化的曲 線。 提示：本題可簡單利用matlab軟件求出各數(shù)值，并作出相應(yīng)的圖。 6.6、設(shè)前、后車輪兩個輸入的雙軸汽車模型行駛在隨機(jī)輸入的路面上，其質(zhì)量分配系數(shù) e =1,前、后車身局部系統(tǒng)的固有頻率均為_/b=2Hz,軸距L=2.5nio問引起車身俯仰 角共振時的車速“a=?相應(yīng)隨機(jī)路面輸入的入=? 答： 29