汽車(chē)?yán)碚撜n后習(xí)題答案余志生版詳細(xì)版

1、s第一章汽車(chē)的動(dòng)力性1.1試說(shuō)明輪胎滾動(dòng)阻力的定義，產(chǎn)生機(jī)理和作用形式。答：車(chē)輪滾動(dòng)時(shí)，由于車(chē)輪的彈性變形、 路面變形和車(chē)轍摩擦等原因所產(chǎn)生的阻礙汽車(chē)行駛的力稱(chēng)為輪胎滾動(dòng)阻 力。產(chǎn)生機(jī)理和作用形式：（1）彈性輪胎在硬路面上滾動(dòng)時(shí)，輪胎的變形是主要的，由于輪胎有內(nèi)部摩擦，產(chǎn)生彈性遲滯損失，使輪胎變形時(shí)對(duì)它做的功不能全部回收。由于彈性遲滯，地面對(duì)車(chē)輪的法向作用力并不是前后對(duì)稱(chēng)的，這樣形成的合力Fz并不沿車(chē)輪中心（向車(chē)輪前進(jìn)方向偏移a）。如果將法向反作用力平移至與通過(guò)車(chē)輪中心的垂線(xiàn)重合，則有一附加的滾動(dòng)阻力偶矩Tf=Fz*a。為克服該滾動(dòng)阻力偶矩，需要在車(chē)輪中心加一推力Fp與地面切向反作用力構(gòu)成一力

2、偶矩。（2）輪胎在松軟路面上滾動(dòng)時(shí)，由于車(chē)輪使地面變形下陷，在車(chē)輪前方實(shí)際形成了具有一定坡度的斜面，對(duì) 車(chē)輪前進(jìn)產(chǎn)生阻力。（3）輪胎在松軟地面滾動(dòng)時(shí)，輪轍摩擦?xí)鸶郊幼枇?。?）車(chē)輪行駛在不平路面上時(shí)，引起車(chē)身振蕩、減振器壓縮和伸長(zhǎng)時(shí)做功，也是滾動(dòng)阻力的作用形式。1.2 滾動(dòng)阻力系數(shù)與哪些因素有關(guān)？答：滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面的種類(lèi)、行駛車(chē)速以及輪胎的構(gòu)造、材料和氣壓有關(guān)。這些因素對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)的具 體影響參考課本P9。1.3 確定一輕型貨車(chē)的動(dòng)力性能（貨車(chē)可裝用4擋或5擋變速器，任選其中的一種進(jìn)行整車(chē)性能計(jì)算）：1）繪制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車(chē)最高車(chē)速，最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)

3、的附著率。3）繪制汽車(chē)行駛加速度倒數(shù)曲線(xiàn)，用圖解積分法求汽車(chē)用2檔起步加速行駛至 70km/h的車(chē)速-時(shí)間曲線(xiàn)，或者用計(jì)算機(jī)求汽車(chē)用 2檔起步加速行駛至 70km/h的加速時(shí)間。輕型貨車(chē)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(xiàn)的擬合公式為T(mén)q19.313 295.27() 165.44(-)2 40.874()3 3.8445( )4q1000100010001000式中，Tq為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（N?m） ;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=4000r/min 。裝載質(zhì)量2000kg整車(chē)整備質(zhì)量1800kg總質(zhì)量3880kg傳動(dòng)系機(jī)

4、械效率 滾動(dòng)阻力系數(shù)空氣阻力系數(shù)X®風(fēng)面積CdA2主減速器傳動(dòng)比i0飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量If?m2二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Iw1?m2四后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I w2?m2變速器傳動(dòng)比ig（數(shù)據(jù)如下表）I檔n檔出檔IV檔V檔四檔變速器-五檔變速器分析：本題主要考察知識(shí)點(diǎn)為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力-行使阻力平衡圖的應(yīng)用和附著率的計(jì)算、等效坡度的概念。只要對(duì) 汽車(chē)行使方程理解正確，本題的編程和求解都不會(huì)有太大困難。常見(jiàn)錯(cuò)誤是未將車(chē)速的單位進(jìn)行換算。2）首先應(yīng)明確道路的坡度的定義i tan o求最大爬坡度時(shí)可以對(duì)行使方程進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，可以簡(jiǎn)化的內(nèi)容包括兩項(xiàng)cos 1和sin tan ,簡(jiǎn)化的前提是道路坡度角不大，當(dāng)坡度角較大時(shí)簡(jiǎn)化

5、帶來(lái)的誤差會(huì)增大。計(jì)算 時(shí)，要說(shuō)明做了怎樣的簡(jiǎn)化并對(duì)簡(jiǎn)化的合理性進(jìn)行評(píng)估。3）已知條件沒(méi)有說(shuō)明汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)情況，可以分開(kāi)討論然后判斷，也可以根據(jù)常識(shí)判斷輕型貨車(chē)的驅(qū)動(dòng)情況。解：1）繪制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力Ft= 。trCd A 2 du仃駛阻力 Ff+F w+Fi+Fj = G?f +Ua+G?i+ m 21.12出r n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車(chē)行駛速度之間的關(guān)系式為：ua 0.377igio由本題的已知條件，即可求得汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力與車(chē)速的關(guān)系，編程即可得到汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。矩dy布裝底力軍帽的 AUU J12IXIJeoooGOODf1Fl2 j-1 / 、./_AG一

6、L1、二,一型.n_-_-f 廣人-n(加40gmiDO1 為3）繪制汽車(chē)行駛加速度倒數(shù)曲線(xiàn)，求加速時(shí)間ID90D 1D 2D Rd如tu 7nHi 如求得各檔的汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如下表所示:汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)i檔n檔出檔IV檔v檔2 2彳Iw Iflgl0 t122mrmr利用MATLAB畫(huà)出汽車(chē)的行駛加速度圖和汽車(chē)的加速度倒數(shù)曲線(xiàn)圖:閔四圉二忽略原地起步時(shí)的離合器打滑過(guò)程，假設(shè)在初時(shí)刻時(shí)，汽車(chē)已具有H檔的最低車(chē)速。由于各檔加速度曲線(xiàn)不相交（如圖三所示），即各低檔位加速行駛至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最到轉(zhuǎn)速時(shí)換入高檔位；并且忽略換檔過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。結(jié)果用MATLABU出汽車(chē)加速時(shí)間曲線(xiàn)如圖五所示

7、。如圖所示，汽車(chē)用n檔起步加速行駛至70km/h的加速時(shí)間約為26.0s。1.4 空車(chē)、滿(mǎn)載時(shí)汽車(chē)動(dòng)力性有無(wú)變化？為什么？答：動(dòng)力性會(huì)發(fā)生變化。因?yàn)闈M(mǎn)載時(shí)汽車(chē)的質(zhì)量會(huì)增大，重心的位置也會(huì)發(fā)生改變。質(zhì)量增大，滾動(dòng)阻力、坡度阻力和加速阻力都會(huì)增大，加速時(shí)間會(huì)增加，最高車(chē)速降低。重心位置的改變會(huì)影響車(chē)輪附著率，從而影響最大 爬坡度。1.5 如何選擇汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率？答：發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇常先從保證汽車(chē)預(yù)期的最高車(chē)速來(lái)初步確定。若給出了期望的最高車(chē)速，選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大體等于，但不小于以最高車(chē)速行駛時(shí)的行駛阻力功率之和，即Pe1 Gf一（t 3600uamaxCD A 3U amax ）。76140在實(shí)

8、際工作中，還利用現(xiàn)有汽車(chē)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)初步估計(jì)汽車(chē)比功率來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有功率。不少?lài)?guó)家還對(duì)車(chē)輛應(yīng)有 的最小比功率作出規(guī)定，以保證路上行駛車(chē)輛的動(dòng)力性不低于一定水平，防止某些性能差的車(chē)輛阻礙車(chē)流。1.6 超車(chē)時(shí)該不該換入低一擋的排擋？答：超車(chē)時(shí)排擋的選擇，應(yīng)該使車(chē)輛在最短的時(shí)間內(nèi)加速到較高的 車(chē)速，所以是否應(yīng)該換入低一擋的排擋應(yīng)該由汽車(chē)的加速度倒數(shù)曲 線(xiàn)決定。如果在該車(chē)速時(shí)，汽車(chē)在此排檔的加速度倒數(shù)大于低排擋 時(shí)的加速度倒數(shù)，則應(yīng)該換入低一檔，否則不應(yīng)換入低一擋。（16題圖）1.7 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，裝有 0.52L排量發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車(chē)，若是 前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)（F.F.）轎車(chē)，其平均的前軸負(fù)荷為汽車(chē)總 重力

9、的61.5 %;若是前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) （F.R.）。試比較采用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轎車(chē)在0.2及0.7路面上的附著 力，并求由附著力所決定的極限最高車(chē)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=。其它有關(guān)參數(shù)為：m=1600kg, CD=0.45, A2, f =0.02, B = 1.00。分析：分析本題的核心在于考察汽車(chē)的附著力、地面法向反 作用力和作用在驅(qū)動(dòng)輪上的地面切向反作用力的理解和應(yīng)用。應(yīng) 熟知公式（1-13）（1-16）的意義和推導(dǎo)過(guò)程。顯而可見(jiàn).一總的料訪(fǎng)比較大父劫機(jī)后

10、備功率大.如迂表號(hào).至哥北到制品名算工分析1）比較附著力利用情況，即比較汽車(chē)前（F.F）、后輪（F.R.）地面切向反作用力與地面作用于前（F.F）、后輪（F.R.）的法向反作用力的比值。解題時(shí)應(yīng)注意，地面法向發(fā)作用力包括靜態(tài)軸荷、動(dòng)態(tài)分量、空氣升力和滾動(dòng)阻力偶 矩產(chǎn)生的部分，如若進(jìn)行簡(jiǎn)化要對(duì)簡(jiǎn)化的合理性給予說(shuō)明。地面作用于車(chē)輪的地面切向反作用力則包括滾動(dòng)阻力和 空氣阻力的反作用力。2）求極限最高車(chē)速的解題思路有兩個(gè)。一是根據(jù)地面作用于驅(qū)動(dòng)輪的地面切向反作用力的表達(dá)式（1-15）,由附著系數(shù)得到最大附著力，滾動(dòng)阻力已知，即可求得最高車(chē)速時(shí)的空氣阻力和最高車(chē)速。二是利用高速行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)輪附著率的表達(dá)

11、式，令附著率為附著系數(shù)，帶入已知項(xiàng)，即可求得最高車(chē)速。常見(jiàn)錯(cuò)誤：地面切向反作用力的計(jì)算中滾動(dòng)阻力的計(jì)算錯(cuò)誤，把后輪的滾動(dòng)阻力錯(cuò)計(jì)為前輪或整個(gè)的滾動(dòng)阻力。3）最極限最大爬坡度時(shí)依然要明確道路坡度的定義和計(jì)算中的簡(jiǎn)化何題用單期轎車(chē)：1.3題的分析。但經(jīng)過(guò)公式推口 4 口 Hr八工»/口#/口 3也曰r最大驅(qū)動(dòng)力等前輪附首力導(dǎo)本題可以不經(jīng)間化而方便信求信準(zhǔn)確取大爬坡度。4mss =外= 61.5% 時(shí)琢。對(duì)） F-R型驕?！敖猓?.i對(duì)于前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)（F.F.）式轎車(chē)， , _1 _2空氣升力FzW1-CLf A u，由m=1600kg ,平均的前軸負(fù)荷為汽車(chē)總重力的61.5%,靜態(tài)

12、軸荷的法向反作用力Fzs1 = *1600* =,所以，汽車(chē)前輪法向反作用力的簡(jiǎn)化形式為:12Fz1= Fzs1-Fzw1 CLf A ur2地面作用于前輪的切向反作用力為：CDA 2 CDA 2FX1 = Ff2+Fw = 0.385Gf+ DUa =+ DUa21.1521.15附著力利用情況:CnA 2120.7 u；21.151 -29643.2 -CLf A u：2ii對(duì)于前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)（F.R.）式轎車(chē)同理可得:FX2FT174.7畀年21- 26946.2 ClrA u'2般地，CLr與CLf相差不大，且空氣升力的值遠(yuǎn)小于靜態(tài)軸荷的法向反作用力，以此可得FX2且2 ,

13、前置發(fā)F Z1F Z2動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)有著更多的儲(chǔ)備驅(qū)動(dòng)力。結(jié)論：本例中，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)（F.F）式的轎車(chē)附著力利用率高。2.1）附著系數(shù)0.2寸i求極限最高車(chē)速：忽略空氣升力對(duì)前輪法向反作用力的影響，F(xiàn)z= 9643.2 N 。最大附著力F 1=Fz1 = 1928.6 N 。令加速度和坡度均為零，則由書(shū)中式（115)有：F1=Fx1=Fw+Ff2 ,貝U FwF 1 Ff2 = 1928.6-0.02X0.385X1600X9.8= 1807.9 N又 FwCDAmax21.15km/h。由此可推出其極限最高車(chē)速：uamax = 206.1 ii 求極限最大爬坡度：計(jì)算最大爬坡度時(shí)加速度為

14、零，忽略空氣阻力。前輪的地面反作用力 Fz1 Fzi G（bcos最大附著力 F1=Fz1a由書(shū)中式（1 15）,有 F 尸反尸F(xiàn)+F2GsinG*-*cos *f haf以上二式聯(lián)立得：imax tan =0.095。L hgiii求極限最大加速度：令坡度阻力和空氣阻力均為0, Fzi= 9643.2 NFi=Fzi由書(shū)中式（1 15） F i=Fxi=Ff2 mamax解得-max 1.13。2）當(dāng)附著系數(shù):0.7時(shí)，同理可得：最圖車(chē)速：uamax= 394.7 km/h。最大爬坡度：imax 0.347。最大加速度：amax 方法二：h/L q1/hq/Lg所以 0.2時(shí),忽略空氣阻力與

15、滾動(dòng)阻力，有:,最大爬坡度imax q ,最大加速度amaxq.g2imax 0.118,amax 1.16m/S。.7 時(shí)，i max20.373,amax 3.66m/ s1.8 一轎車(chē)的有關(guān)參數(shù)如下：總質(zhì)量1600kg；質(zhì)心位置：a=1450mm, h=1250mm, hg=630mm ;發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩M emax=140Nm 2, I檔傳動(dòng)比ii;主減速器傳動(dòng)比i。；傳動(dòng)效率刀m；車(chē)輪半徑r=300mm ;飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量IIm2；全部車(chē)輪慣量Dw-m2（其中后輪lw=2.25 kg m2,前輪的lw=2.25 kg m2）。若該轎車(chē)為前輪驅(qū)動(dòng)，問(wèn)：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0.6時(shí)，在加速過(guò)程中發(fā)

16、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)整重心在前后方向的位置（h位置），才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。若令 h/L為前軸負(fù)荷率，求原車(chē)得質(zhì)心位置改變后，該車(chē)的前軸負(fù)荷率。分析：本題的解題思路為比較由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩決定的最大加速度和附著系數(shù)決定的最大加速度的大小關(guān)系。如果前者大于后者，則發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩將不能充分發(fā)揮而產(chǎn)生應(yīng)有的加速度。解：忽略滾動(dòng)阻力和空氣阻力，若發(fā)動(dòng)機(jī)能夠充分發(fā)揮其扭矩則Ft maxamax'6 mMemax*i0i1 mFtmax = 6597.4 N ;2i2=1+ 1fl1102 m =1.42;mr mr2解得 amax 2.91m/s 。前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的

17、附著率C 1hg等效坡度q a您0.297。 g則有，C(f)1 = 0.754>0.6,所以該車(chē)在加速過(guò)程中不能產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度。為在題給條件下產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度，令C(M=0.6,代入，m, m,解得b= 1524mm,則前軸負(fù)荷率應(yīng)變?yōu)閎/L= 0.564 ,即可保證獲得應(yīng)有的最大加速度。一輛后軸驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的總質(zhì)量2152kg，前軸負(fù)荷52%,后軸負(fù)荷48%,主傳動(dòng)比I°=4.55,變速器傳動(dòng)比：一擋：3.79,二檔：2.17,三檔：1.41,四檔：1.00,五檔：0.86。質(zhì)心高度 hg= 0.57m, Cd2,軸距 L=2.300m ,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量Im2,四個(gè)車(chē)

18、輪總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Iw-m2,車(chē)輪半徑r= 0.367m。該車(chē)在附著系數(shù)0.6的路面上低速滑行曲v=19.76-0.59T , v的單位 km/h , T的單位為線(xiàn)和直接檔加速曲線(xiàn)如習(xí)題圖 1所示。圖上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線(xiàn)s,直接檔最大加速度amax2 (ua=50km/h)。設(shè)各檔傳動(dòng)效率均為 0.90,求:1) 汽車(chē)在該路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù)。2) 求直接檔的最大動(dòng)力因數(shù)。3)在此路面上該車(chē)的最大爬坡度。解：1)求滾動(dòng)阻力系數(shù)汽車(chē)在路面上滑行時(shí)，驅(qū)動(dòng)力為 0,飛輪空轉(zhuǎn)，質(zhì)量系數(shù)中該項(xiàng)為0。=1注1mr行駛方程退化為:3.6 2152 0.3672 du Gf m dt1.012。0 ,減速

19、度:根據(jù)滑行數(shù)據(jù)的擬合直線(xiàn)可得:du0.59dt3.6du Gfodt m0.164m/s2。解得：f -du 0.0169。 g dt2)求直接檔最大動(dòng)力因數(shù)EiI.I2I2直接檔：=11f=2 m 1.027。mr mr動(dòng)力因數(shù)：Dr duf 。gdt1.027最大動(dòng)力因數(shù)： Dmax f -amax 0.0169 0.75 0.096。g9.83)在此路面上該車(chē)的最大爬坡度由動(dòng)力因數(shù)的定義，直接檔的最大驅(qū)動(dòng)力為:八Ttqmax" I0I4 tF . F D .G2mxtmax4 w max4最大爬坡度是指一擋時(shí)的最大爬坡度：工qmaj"1t Gf Gimaxr以上兩式

20、聯(lián)立得:Gf GimaxiiFwDmax4Gi4CdA21.15GUaDmax4)f 0.654由地面附著條件，汽車(chē)可能通過(guò)的最大坡度為:0.338。a/L1/hq/Lg所以該車(chē)的最大爬坡度為 0.338。第二章汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性“車(chē)開(kāi)得慢，油門(mén)踩得小，就一定省油” ，或者“只要發(fā)動(dòng)機(jī)省油，汽車(chē)就一定省油”這兩種說(shuō)法對(duì)不對(duì)？答：不對(duì)。由汽車(chē)百公里等速耗油量圖，汽車(chē)一般在接近低速的中等車(chē)速時(shí)燃油消耗量最低，并不是在車(chē)速越低越省油。由汽車(chē)等速百公里油耗算式（2-1）知，汽車(chē)油耗量不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率有關(guān)，而且還與發(fā)動(dòng)機(jī)功率以及車(chē)速有關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)省油時(shí)汽車(chē)不一定就省油。2.2 試述無(wú)級(jí)變速器與汽車(chē)動(dòng)力

21、性、燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。答：為了最大限度提高汽車(chē)的動(dòng)力性，要求無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比似的發(fā)動(dòng)機(jī)在任何車(chē)速下都能發(fā)出最大功率。 為了提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該根據(jù)“最小燃油消耗特性”曲線(xiàn)確定無(wú)級(jí)變速器的調(diào)節(jié)特性。二者的要求是不一 致的，一般地，無(wú)級(jí)變速器的工作模式應(yīng)該在加速階段具有良好的動(dòng)力性，在正常行駛狀態(tài)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。“最小燃油消耗特性”和克服行駛阻力應(yīng)提供的功率曲線(xiàn)，確定保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)狀況下工作的“無(wú)級(jí)變速 器調(diào)節(jié)特性”。答：由發(fā)動(dòng)機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性曲線(xiàn)的包絡(luò)線(xiàn)即為發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率時(shí)的最低燃油消耗率曲線(xiàn)，如課本圖2-9a。利用此圖可以找出發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率時(shí)的最經(jīng)濟(jì)狀況（轉(zhuǎn)速與負(fù)

22、荷）。把各功率下最經(jīng)濟(jì)狀況運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷率表明在外特性曲線(xiàn)上，便得到“最小燃油消耗特性"。無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比i'與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n及汽車(chē)行駛nr速度之間關(guān)系（i' 0.377 ），便可確定無(wú)級(jí)變速器的調(diào)節(jié)特性，具體方法參見(jiàn)課本P47。i0Ua2.4 如何從改進(jìn)汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)方面來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性？答：汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)該從合理匹配傳動(dòng)系傳動(dòng)比、縮減尺寸和減輕質(zhì)量來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性。2.5 為什么汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)匹配不好會(huì)影響汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性？試舉例說(shuō)明。答：在一定道路條件下和車(chē)速下，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率相同，但傳動(dòng)比大時(shí)，后備功率越大，加速和爬坡能 力越強(qiáng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷

23、率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，傳動(dòng)比小時(shí)則相反。所以傳動(dòng)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)應(yīng)該綜合考慮動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性因素。如最小傳動(dòng)比的選擇，根據(jù)汽車(chē)功率平衡圖可得到最高車(chē)速Umax（驅(qū)動(dòng)力曲線(xiàn)與行駛阻力曲線(xiàn)的交點(diǎn)處車(chē)速）,發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最大功率時(shí)的車(chē)速為Up。當(dāng)主傳動(dòng)比較小時(shí)，Up>Umax,汽車(chē)后備功率小，動(dòng)力性差，燃油經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，則相反。最小傳動(dòng)比的選擇則應(yīng)使Up與Umax相近，不可為追求單純的的動(dòng)力性或經(jīng)濟(jì)性而降低另一方面的性能。2.6 試分析超速檔對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。答：汽車(chē)在超速檔行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率高，燃油經(jīng)濟(jì)性好。但此時(shí)，汽車(chē)后備功率小，所以需要設(shè)計(jì)合

24、適的 次一擋傳動(dòng)比保證汽車(chē)的動(dòng)力性需要。2.7 已知貨車(chē)裝用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性與萬(wàn)有特性。負(fù)荷特性曲線(xiàn)的擬合公式為：b B0 BFe B2Pe2 B3R3 B4P4其中，b為燃油消耗率g/（kW?h）; Pe為發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率（kW ）;擬合式中的系數(shù)隨轉(zhuǎn)速n變化。怠速油耗Qid 0.299mL/s （怠速轉(zhuǎn)速 400r/min ）。1）汽車(chē)功率平衡圖。2）最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線(xiàn)3）利用計(jì)算機(jī)求貨車(chē)按 JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。計(jì)算中確定燃油消耗值b時(shí)，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷特性中給定的轉(zhuǎn)速不相等，可由相鄰轉(zhuǎn)速的兩根曲線(xiàn)用插值法求得。注意：發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率和外特性功

25、率的概念不同。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性功率是發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)的功率，計(jì)算公式為_(kāi) Tn ，= ，一P> 一，在某一轉(zhuǎn)速下，外特性功率是唯一確定的。發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率則表示發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際發(fā)出功率，可以根據(jù)汽9550車(chē)行駛時(shí)的功率平衡求得，和轉(zhuǎn)速?zèng)]有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。解：（1）汽車(chē)功率平衡圖發(fā)動(dòng)機(jī)功率在各檔下的功率Pe、汽車(chē)經(jīng)常遇到的阻力功率PfPW對(duì)車(chē)速Ua的關(guān)系曲線(xiàn)即為汽車(chē)功率平衡圖，其中:PeTtq*103Ttqn(kW) , n30000 qUaigi。0.377rTtq為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（單位為N m）PfPw31 Gfua CD Auat 360076140編程計(jì)算，汽車(chē)的功率平衡圖為:2）最高檔和次高檔的

26、等速百公里油耗曲線(xiàn)0.377rn先確定最高檔和次高檔的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍，然后利用Ua ,求出對(duì)應(yīng)檔位的車(chē)速。由于汽車(chē)是等速(Ff FW)uaPef W a。然后根3600 T101g行駛，因此發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率應(yīng)該與汽車(chē)受到的阻力功率折合到曲軸上的功率相等，即 據(jù)不同的Pe和n,用題中給出的擬合公式求出對(duì)應(yīng)工況的燃油消耗率。先利用表中的數(shù)據(jù)，使用插值法，求出每個(gè)n值所對(duì)應(yīng)的擬合式系數(shù)：B0,Bi, B2,B3,B4 o在這里為了保證曲線(xiàn)的光滑性，使用了三次樣條插值。利用求得的各Pb個(gè)車(chē)速對(duì)應(yīng)下的功率求出對(duì)應(yīng)的耗油量燃油消耗率b。利用公式：Qs ,即可求出對(duì)應(yīng)的車(chē)速的百公里1.02ua g油耗(L

27、/100km)。實(shí)際繪出的最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線(xiàn)如下：*擋。*離心號(hào)0L 乂抖見(jiàn)三現(xiàn)MT"T“fT三1-丁-一*/ If孫Iz?/JcwimoaHHi/Iflk 一/41fi> e-TO» W « 簞*哂盹 M M » 1W從圖上可以明顯看出，第三檔的油耗比在同一車(chē)速下，四檔的油耗高得多。這是因?yàn)樵谕卉?chē)速等速行駛下， 汽車(chē)所受到的阻力基本相等，因此Pe基本相等，但是在同一車(chē)速下，三檔的負(fù)荷率要比四檔小。這就導(dǎo)致了四檔的油耗較小。但是上圖存在一個(gè)問(wèn)題，就是在兩頭百公里油耗的變化比較奇怪。這是由于插值點(diǎn)的范圍比節(jié)點(diǎn)的范圍要來(lái)得大，于是在轉(zhuǎn)

28、速超出了數(shù)據(jù)給出的范圍的部分，插值的結(jié)果是不可信的。但是這對(duì)處在中部的插值結(jié)果影響不大。而且在完成后面部分的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，其實(shí)只需使用到中間的部分即可。(3)按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。從功率平衡圖上面可以發(fā)現(xiàn)，III檔與IV檔可以滿(mǎn)足六工況測(cè)試的速度范圍要求。分為 III檔和IV檔進(jìn)行計(jì)算。先求勻速行駛部分的油耗先使用Pe (Ff一FW獨(dú)，求出在各個(gè)速度下，發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)該提供的功率。然后利用插值法求出，三個(gè)勻速行3600 tPbs駛速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率 b。由Q -求出三段勻速行駛部分的燃油消耗量( mL)。計(jì)算的結(jié)果如下:勻速行駛階段：第一段第二段第三段勻速行駛速度/(

29、km/h)254050持續(xù)距離/(m)50250250發(fā)動(dòng)機(jī)功率Pe/(kw)燃 油 消 耗 率b/g/(kW*h)三檔四檔燃油消耗量Q/(ml)三檔四檔再求勻加速階段:對(duì)于每個(gè)區(qū)段，以 1km/h為區(qū)間對(duì)速度區(qū)段劃分。對(duì)應(yīng)每一個(gè)車(chē)速Ua ,都可以求出對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率:3c 1 GfUa CpAUa a d aT 360076140_m£四。此時(shí)，車(chē)速與功率的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，因此應(yīng)該要重新對(duì)燃油消耗率的 3600 dt擬合公式中的系數(shù)進(jìn)行插值。插值求出對(duì)應(yīng)的各個(gè)車(chē)速的燃油消耗率Pb b ,進(jìn)而用Qt 求出每個(gè)速度對(duì)應(yīng)的367.1 g燃油消耗率Qt0,Qt1,Qt2,Qtn。每小段的

30、加速時(shí)間：t1。每一個(gè)小區(qū)間的燃油消耗重：3.6業(yè)dt八1，八八、，、，一，Qn -(Qt(n 1) Qtn) t。對(duì)每個(gè)區(qū)間的燃油消耗量求和就可以得出加速過(guò)程的燃油消耗量。計(jì)算結(jié)果如下：加速階段第一段第二段取大速度ua max /(km / h)4050最小速度 ua min /(km / h)：25402加速度a /(m / s )(注：書(shū)中的數(shù)據(jù) 有誤)燃油消耗量Qa/(mL)三檔四檔勻減速階段:對(duì)于勻減速階段，發(fā)動(dòng)機(jī)處在怠速工況。怠速燃油消耗率Qid是一定值。只要知道勻減速階段的時(shí)間，就可以求出耗油量：Qd Qidt。Qd Qidt 0.299mL/s 19.3s 5.77mL。根據(jù)以

31、上的計(jì)算，可以求出該汽車(chē)分別在三檔和四檔的六工況耗油量: 三檔：1008.8681 44.9644 54.2024 38.3705 44.2181 5.77 100s18.2692L1075四檔:Qs 一 s13.9079L1006.4371 34.0632 34.7380 30.1001 38.4012 5.77 1001075一、關(guān)于插值方法的討論：在完成本題的第二個(gè)小問(wèn)題，即求等速百公里油耗曲線(xiàn)的時(shí)候，處理題中所給的擬合函數(shù)的時(shí)候有兩種處理方法：一是先使用已經(jīng)給出的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，使用插值方法，得出轉(zhuǎn)速插值點(diǎn)的對(duì)應(yīng)燃油消耗率bo然后再進(jìn)而求出對(duì)應(yīng)車(chē)速的等速燃油消耗量。在這里的處理方法就是這種。

32、從得到的等速百公里油耗曲線(xiàn)上可以發(fā)現(xiàn)，曲線(xiàn)有比較多的曲折。估計(jì)這是使用三次樣條插值方法得到的結(jié)果。因?yàn)槿螛訔l插值具有很好的光滑性。如果改用線(xiàn)形內(nèi)插法的 話(huà)，得到的曲線(xiàn)雖然不光滑，但是能夠體現(xiàn)一個(gè)大體的趨勢(shì)。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，使用三次樣條插值得到的曲線(xiàn)中部與線(xiàn) 形內(nèi)插得到的曲線(xiàn)十分相似。蘭登JlnlH曲找劉吉普曼Qs<M 1gio w w io w «k w iw羊加但是使用線(xiàn)形內(nèi)插的最大問(wèn)題在于，對(duì)于超出節(jié)點(diǎn)兩頭的地方無(wú)法插值。在處理的時(shí)候，如果把頭尾的轉(zhuǎn)速去 掉，即只考慮n從815rpm到3804rpm的時(shí)候。在完成全部的計(jì)算任務(wù)之后，得到的三、四檔的六工況百公里油耗 如下：三檔

33、：L（與使用三次樣條插值得到的結(jié)果相比，誤差為：0.77%）四檔：L（與使用三次樣條插值得到的結(jié)果相比，誤差為：0.92%）因此，兩種方法得到的結(jié)果十分相近。這種對(duì)系數(shù)進(jìn)行插值的方法的精度依靠于所給出的擬合公式中各個(gè)系數(shù)與n之間的關(guān)系。如果存在很好的線(xiàn)形關(guān)系，則使用線(xiàn)性?xún)?nèi)插的精度比較高。另外一種處理方法就是，先利用給出的各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，求出了八個(gè) b值，然后利用這八個(gè) b與ua的數(shù)據(jù)，進(jìn)行 插值。這種處理方法插值時(shí)所用的結(jié)點(diǎn)數(shù)比較少，插值得出的等速百公里油耗曲線(xiàn)比較平緩。二、關(guān)于加速過(guò)程的加速阻力的處理討論：在計(jì)算勻加速過(guò)程的時(shí)候，因?yàn)楸葎蛩傩旭偟臅r(shí)候，增加了加速阻力，因此車(chē)速與發(fā)動(dòng)機(jī)功率之間的

34、關(guān)系已經(jīng)改變了。這樣，就應(yīng)該使用擬合公式，重新對(duì)b進(jìn)行計(jì)算，得出在加速過(guò)程中，速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率。而且對(duì)于不同的加速階段（加速度不同），就會(huì)得到不同的b與ua的關(guān)系。但是，這種方法仍然只是對(duì)實(shí)際情況的一種近似。 因?yàn)閷?duì)于加速過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)是處在一個(gè)瞬時(shí)動(dòng)態(tài)過(guò)程，而前面的處理方法仍然是使用穩(wěn)態(tài)的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性 進(jìn)行計(jì)算。也就是說(shuō)把加速階段近似為一個(gè)加入了加速阻力功率的勻速過(guò)程來(lái)看待。這必然會(huì)出現(xiàn)一些誤差。2.8輪胎對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有些什么影響？答：1）輪胎對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性的影響主要有三個(gè)方面：輪胎的結(jié)構(gòu)、簾線(xiàn)和橡膠的品種，對(duì)滾動(dòng)阻力都有影響， 輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)還會(huì)隨車(chē)速與充氣壓力變化

35、。滾動(dòng)阻力系數(shù)的大小直接影響汽車(chē)的最高車(chē)速、極限最大加速度 和爬坡度。汽車(chē)車(chē)速達(dá)到某一臨界值時(shí)，滾動(dòng)阻力迅速增長(zhǎng)，輪胎會(huì)發(fā)生很危險(xiǎn)的駐波現(xiàn)象，所以汽車(chē)的最高車(chē)速應(yīng)該低于該臨界車(chē)速。輪胎與地面之間的附著系數(shù)直接影響汽車(chē)的極限最大加速度和爬坡度。2）輪胎對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)直接影響汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。滾動(dòng)阻力大燃油消耗量明顯升高。2.9 為什么公共汽車(chē)起步后，駕駛員很快換入高檔？答：因?yàn)槠?chē)在低檔時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率低，燃油消耗量好，高檔時(shí)則相反，所以為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性應(yīng)該在起步 后很快換入高檔。2.10 達(dá)到動(dòng)力性最佳換檔時(shí)機(jī)是什么？達(dá)到燃油經(jīng)濟(jì)性的最佳換檔時(shí)機(jī)是什么？二者是否相同？答：

36、達(dá)到動(dòng)力性最佳應(yīng)該使汽車(chē)加速到一定車(chē)速的時(shí)間最短，換檔時(shí)機(jī)應(yīng)根據(jù)加速度倒數(shù)曲線(xiàn)確定，保證其覆 蓋面積最小。達(dá)到燃油經(jīng)濟(jì)性的換檔時(shí)機(jī)應(yīng)該根據(jù)由“最小燃油消耗特性”確定的無(wú)級(jí)變速器理想變速特性，考慮 道路的 值，在最接近理想變速特性曲線(xiàn)的點(diǎn)進(jìn)行換檔。二者一般是不相同的。第三章汽車(chē)動(dòng)力裝置參數(shù)的選定3.1改變1.3題中輕型貨車(chē)的主減速器傳動(dòng)比，做出i0加速時(shí)間曲線(xiàn)，討論不同i0值對(duì)汽車(chē)性能的影響。解：加速時(shí)間的結(jié)算思路與方法:在算加速時(shí)間的時(shí)候，關(guān)鍵是要知道在加速的過(guò)程中，汽車(chē)的行駛加速度叫隨著車(chē)速的變化。由汽車(chē)行駛方程 出T Ttqigi0 TCDA 2式：Gf Gl uadum,可以的至k dt

37、du出浬普（Gf黑u2）Fi0)r21.15由于對(duì)于不同的變速器檔位，車(chē)速Ua與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n的對(duì)應(yīng)關(guān)系不同，所以要針對(duì)不同的變速器檔位，求出加速度a隨著車(chē)速u(mài)a變化的關(guān)系。先確定各個(gè)檔的發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)應(yīng)的汽車(chē)最高車(chē)速u(mài)amax和最低車(chē)速u(mài)amin。然后在各個(gè)車(chē)速范圍內(nèi)，對(duì)阻力、驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算，然后求出 ,即a。式中Ttq可以通過(guò)已經(jīng)給出的使 dt用外特性Tq n曲線(xiàn)的擬合公式求得。求出加速度a隨著車(chē)速u(mài)a變化的關(guān)系之后，繪制出汽車(chē)的加速度倒數(shù)曲線(xiàn)，然后對(duì)該曲線(xiàn)進(jìn)行積分。在起步階 段曲線(xiàn)的空缺部分，使用一條水平線(xiàn)與曲線(xiàn)連接上。一般在求燃油經(jīng)濟(jì)性一一加速時(shí)間曲線(xiàn)的時(shí)候，加速時(shí)間是指0

38、到100km/h（或者0到60mile/h ,即0到96.6km/h）的加速時(shí)間?？墒菍?duì)于所研究的汽車(chē)， 其最高行駛速度是 94.9km/h。而且從該汽車(chē)加速度倒數(shù)曲線(xiàn)上可以看出，當(dāng)汽車(chē)車(chē)速大于70km/h的時(shí)候，加速度開(kāi)始迅速下降。因此可以考慮使用加速到70km/h的加速時(shí)間進(jìn)行代替。（計(jì)算程序見(jiàn)后）對(duì)于四檔變速器:檔位IIIIIIIV傳動(dòng)比iq g計(jì)算的結(jié)果是如下:主傳動(dòng)比i0II檔起步0-70km/h加速時(shí) 間/s然后計(jì)算各個(gè)主傳動(dòng)比下，六工況百公里油耗。利用第二章作業(yè)中所使用的計(jì)算六工況百公里油耗的程序進(jìn)行 計(jì)算，得到結(jié)果如下：主傳動(dòng)比i0六工況百公里油 耗（L/100km ）可以繪制

39、出燃油經(jīng)濟(jì)性一一加速時(shí)間曲線(xiàn)如下:27.325.8四嘮殳逑器不同1對(duì)應(yīng)呻六工況百公里他拓和II檔起步加速時(shí)間27 627 4sea26.6費(fèi)4222613,313 413.513.613.713 B 13 914H.114,214.3六工況百公里油27 227從圖上可以發(fā)現(xiàn)，隨著io的增大，六工況百公里油耗也隨之增大；這是由于當(dāng)io增大以后，在相同的行駛車(chē)速下, 發(fā)動(dòng)機(jī)所處的負(fù)荷率減小，也就是處在發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性不佳的工況之下，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性惡化。但是對(duì)于加速時(shí)0加到70km/h ,并不能全面反映發(fā)動(dòng)間來(lái)說(shuō)，隨著io的增加，顯示出現(xiàn)增大，然后隨之減小，而且減小的速度越來(lái)越大。 其實(shí)從理論上來(lái)說(shuō)

40、， 應(yīng)該是io越 大，加速時(shí)間就有越小的趨勢(shì)，但是由于在本次計(jì)算當(dāng)中，加速時(shí)間是車(chē)速?gòu)臋C(jī)整個(gè)工作能力下的情況，比如當(dāng)io=5.17的時(shí)候，車(chē)速?gòu)膭偵螴V檔到70km/h只有很短的一段， 并不能反映出在此 住傳動(dòng)比之下，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力變小所帶來(lái)的影響。因此反映到圖線(xiàn)中，加速時(shí)間反而有所下降。從上面的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，io的選擇對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響，而且這兩方面的影響是互相矛盾的。汽車(chē)很大部分時(shí)間都是工作在直接檔（對(duì)于有直接檔的汽車(chē)來(lái)說(shuō)），此時(shí)io就是整個(gè)傳動(dòng)系的傳動(dòng)比。io如果選擇過(guò)大,則會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率下降，雖然提高了動(dòng)力性，后備功率增加，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，噪音比較大，燃油經(jīng)濟(jì)性

41、不好；如果io選擇過(guò)小，則汽車(chē)的動(dòng)力性減弱，但是負(fù)荷率增加，燃油經(jīng)濟(jì)性有所改善，但是發(fā)動(dòng)機(jī)如果在極高負(fù)荷狀態(tài)下持續(xù)工作，會(huì)產(chǎn)生很大震動(dòng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命有所影響。因此應(yīng)該對(duì)io的影響進(jìn)行兩方面的計(jì)算與測(cè)量，然后再?gòu)闹姓页鲆粋€(gè)能夠兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的值。另外，對(duì)于不同的變速器，也會(huì)造成對(duì)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的影響。變速器的檔位越多，則根據(jù)汽車(chē)行 駛狀況調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率的可能性越大，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處在較高的負(fù)荷狀態(tài)下工作，從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性； 但是對(duì)于汽車(chē)的動(dòng)力性， 增應(yīng)該對(duì)具體的變速器速比設(shè)置進(jìn)行討論。變速器與主減速器的速比應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠ヅ?，才能在兼顧?dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性方面取得好的平衡。通常

42、的做法是繪出不同變速器搭配不同的主減速器，繪制出燃油經(jīng) 濟(jì)性一一加速時(shí)間曲線(xiàn)，然后從中取優(yōu)。第四章汽車(chē)的制動(dòng)性4.1 一轎車(chē)駛經(jīng)有積水層的一良女?路面公路，當(dāng)車(chē)速為iookm/h時(shí)要進(jìn)行制動(dòng)。為此時(shí)有無(wú)可能出現(xiàn)劃水現(xiàn)象而喪失制動(dòng)能力？轎車(chē)輪胎的胎壓為179.27kPa。解：由Home等根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出的估算滑水車(chē)速的公式：uh 6.34 6 6.34 ,179.27 84.9km/h所以車(chē)速為100km/h進(jìn)行制動(dòng)可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象。4.2 在第四章第三節(jié)二中，舉出了CA700轎車(chē)的制動(dòng)系由真空助力改為壓縮空氣助力后的制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果。試由1 ，表中所列數(shù)據(jù)估算 2 2的數(shù)值，說(shuō)明制動(dòng)器作用時(shí)間的重

43、要性。2性能指標(biāo)制動(dòng)時(shí)間/S制動(dòng)距離/m最大減速度/（m/S2）真空助力制動(dòng)系壓縮空氣-液壓制動(dòng)系注：起始制動(dòng)速度均為30km/h'1'',、分析：計(jì)算2 - 2的數(shù)值有兩種方法。一是利用式（4-6）進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算。二是不進(jìn)行簡(jiǎn)化，未知數(shù)有三個(gè),2 ' " . . 制動(dòng)器作用時(shí)間 2（ 2 2），持續(xù)制動(dòng)時(shí)間 3,根據(jù)書(shū)上P79頁(yè)的推導(dǎo)，可得列出制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)距離兩個(gè)方程，再根據(jù)在制動(dòng)器作用時(shí)間結(jié)束時(shí)與車(chē)速持續(xù)制動(dòng)階段初速相等列出一個(gè)方程，即可求解。但是結(jié)果表明，不進(jìn)行簡(jiǎn) 化壓縮空氣-液壓制動(dòng)系的數(shù)值無(wú)解，這與試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差有關(guān)。解：方法一（不簡(jiǎn)化計(jì)算）：

44、制動(dòng)時(shí)間包含制動(dòng)器作用時(shí)間2（ 2 2）,持續(xù)制動(dòng)時(shí)間 32,2“3 tS2 和 S31,2S2U0 ( 22',)二 abmax62，S3SS2S2U0( 2'2'')1a abmax 26在制動(dòng)器作用時(shí)間結(jié)束時(shí)與車(chē)速持續(xù)制動(dòng)階段初速相等1U0- abmax 2abmax 32abmax223aabmax2，總制動(dòng)距離:方程聯(lián)立可得：2” i 24（Uot.abmax2Uo S)2a ，b maxU02, t 2"3。abmax制動(dòng)距離包含制動(dòng)器作用和持續(xù)制動(dòng)兩個(gè)階段汽車(chē)駛過(guò)的距離方法二（簡(jiǎn)化計(jì)算）：1 JS獲(2萬(wàn))U°-液壓制動(dòng)器后，制

45、動(dòng)距離縮短略去總制動(dòng)距離的二次小項(xiàng)有:J 22不簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算真空助力制動(dòng)系0.97 （無(wú)解）壓縮空氣-液壓制動(dòng)系無(wú)解計(jì)算結(jié)果如下表所示:討論制動(dòng)器作用時(shí)間的重要性（根據(jù)簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果討論）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及以上估算出的制動(dòng)器作用時(shí)間數(shù)據(jù)的比較來(lái)看，采用壓縮空氣2U0 25.92abmax了 32%制動(dòng)時(shí)間減少了31.6%,但最大減速度只提高了3.5%,而同時(shí)制動(dòng)器作用時(shí)間減少了50.3%。這樣的變化趨勢(shì)我們可以得到這樣的結(jié)論：改用壓縮空氣-液壓制動(dòng)器后制動(dòng)距離減少的主要原因在于制動(dòng)器作用時(shí)間的減少。而且減少制動(dòng)器作用時(shí)間對(duì)于減少制動(dòng)距離效果顯著。所以改進(jìn)制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式是提高汽車(chē)制 動(dòng)效能的非常重要

46、的措施。一中型貨車(chē)裝有前后制動(dòng)器分開(kāi)的雙管路制動(dòng)系，其有關(guān)參數(shù)如下:載荷質(zhì)量（kg）質(zhì)心高 hg/m軸距L/m質(zhì)心至前 軸距離 a/m制動(dòng)力分 配系數(shù)3空載408092901）計(jì)算并繪制利用附著系數(shù)曲線(xiàn)和制動(dòng)效率曲線(xiàn).一 , , . 、, 一. ,”一 一、 ,、- '2） 求行駛車(chē)速Ua= 30km/h,在 =0.80路面上車(chē)輪不抱死的制動(dòng)距離。1t算時(shí)取制動(dòng)系反應(yīng)時(shí)間2 = 0.02s , 一. "制動(dòng)減速度上升時(shí)間2 = 0.02s 。3） 求制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離s,制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離s'。分析：1 ）可由相關(guān)公式直接編程計(jì)算，但應(yīng)

47、準(zhǔn)確理解利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率的概念。注意畫(huà)圖時(shí)利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率曲線(xiàn)的橫坐標(biāo)不同。2）方法一：先判斷車(chē)輪抱死情況，然后由前（后）輪剛抱死時(shí)的利用附著系數(shù)等于實(shí)際附著系數(shù)求得制動(dòng)強(qiáng)度。方法二：由利用附著效率曲線(xiàn)讀得該附著效率時(shí)的制動(dòng)效率求得制動(dòng)強(qiáng)度。3）前部管路損壞損壞時(shí)，后輪將抱死時(shí)制動(dòng)減速度最大。計(jì)算時(shí)，注意此時(shí)只有后輪有制動(dòng)力，制動(dòng)力為后輪 法向反作用力與附著系數(shù)的乘積。同理可得后部管路損壞時(shí)的情況。解：1）前軸的利用附著系數(shù)公式為:b zh(1 )z后軸的利用附著系數(shù)公式為:L1a zhL該貨車(chē)的利用附著系數(shù)曲線(xiàn)圖如下所示（相應(yīng)的MATLAB程序見(jiàn)附錄）利用附者舂朝可瑞動(dòng)里度美率m

48、轉(zhuǎn)：2 C 3 C 4 C 0®073.019帶動(dòng)遍度也CM 8 6.4京 方 上.2D1 1一蜥常坪窗町制動(dòng)效率為車(chē)輪不抱死的最大制動(dòng)減速度與車(chē)輪和地面間摩擦因數(shù)的比值，即前軸的制動(dòng)效率為Efb/ L，后軸的制動(dòng)效率為 Erfhg/La/L(1 )rhg/L畫(huà)出前后軸的制動(dòng)效率曲線(xiàn)如下圖所示:而WUkt隼用版'IL I ns OB即言系數(shù)4III?.日2J.92）由制動(dòng)距離公式S212,U a0T- 2 二- Ua0 , 已知 23.6225.92abmax2 =0.03s, Ua0 =30km/h,忸0.80,需求出abmax。利用制動(dòng)效率曲線(xiàn),從圖中讀出:。，空載時(shí)后軸

49、制動(dòng)效率約等于0.68 ,滿(mǎn)載時(shí)后軸制動(dòng)效率為0.87 。abmax=制動(dòng)效率* 4 *g所以車(chē)輪不抱死的制動(dòng)距離（采用簡(jiǎn)化公式計(jì)算廣空載時(shí)s1 0.033.63030225.92 0.67 0.8 9.8滿(mǎn)載時(shí)S1 0.033.63030225.92 0.87 0.8=5.33m。9.83）求制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離 制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)s,制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離s'。則在后輪將要抱死的時(shí)候，F(xiàn)XbFz2Xb z2G/ z(az%)Gz得：zLhgabmaxzg空載時(shí),abmax m /滿(mǎn)載時(shí)ab max m/一一 1制動(dòng)距離：s （ 2'3.6J 2)

50、ua02Ua025.92abmax解得空載時(shí)s=10.1m,空載時(shí)s=7.63m。制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)則在前輪將要抱死時(shí)，b伶：z -, abmaxzgL hg.22空載時(shí),)Ua02Ua025.92abmaxabmax m/s ,滿(mǎn)載時(shí) abmaxm/s。，一一 1制動(dòng)距離：s （ 23.6解得空載時(shí)s=13.6m,空載時(shí)s=8.02m。4.4 在汽車(chē)法規(guī)中，對(duì)雙軸汽車(chē)前、后軸制動(dòng)力的分配有何規(guī)定。說(shuō)明作出這種規(guī)定的理由。答：ECE制動(dòng)法規(guī)何我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于雙軸汽車(chē)前、后軸制動(dòng)力分配的要求見(jiàn)書(shū)P95。作出這種規(guī)定的目的是為了保證制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性和有足夠的制動(dòng)效率。4.5 一轎車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)

51、同題 1.8中給出的數(shù)據(jù)一樣。轎車(chē)裝有單回路制動(dòng)系，其制動(dòng)力分配系數(shù)0.65。試求:1） 同步附著系數(shù)。2） 在 0.7的路面上的制動(dòng)效率。3） 汽車(chē)能到達(dá)的最大制動(dòng)減速度（指無(wú)任何車(chē)輪抱死）。4） 若將該車(chē)改為雙回路制動(dòng)系統(tǒng)（只改變制動(dòng)系的傳動(dòng)系，見(jiàn)習(xí)題圖3）,而制動(dòng)器總制動(dòng)力與總泵輸出管路壓力之比稱(chēng)為制動(dòng)系增益，并令原車(chē)單管路系統(tǒng)的增益為G'。確定習(xí)題圖3中各種雙回路系統(tǒng)以及在一個(gè)回路失效時(shí)的制動(dòng)系增益。5） 計(jì)算：在 0.7的路面上，上述雙回路系統(tǒng)在一個(gè)回路失效時(shí)的制動(dòng)效率以及能夠達(dá)到的最大減速度。6） 比較各種回路的優(yōu)缺點(diǎn)。L b 2.7 0.65 1.25解：1）同步附著系數(shù)

52、：0 0.80。ha0.63g2）制動(dòng)效率:0 ,前輪先抱死。制動(dòng)效率為：Ef1.252.7 0.65 0.7 0.630.95。3)最大制動(dòng)減速度：abmax Ef 0.95 0.7 0.665g 。4）易得各種情況下的制動(dòng)系增益如下表所示:制動(dòng)系增益a)b)c)雙回路系統(tǒng)G，G，G，1回路失效時(shí)0.35 G'，2回路失效時(shí)，5）分析：對(duì)于a）若一個(gè)回路失效其情況和4.3.3 一樣，參照前面的分析。對(duì)于雙回路系統(tǒng)b）和c）,當(dāng)一個(gè)回路失效時(shí)，如不考慮軸距的影響，其制動(dòng)效果是一樣的，所以只分析一種情況即可。一個(gè)管路損壞時(shí)，前、后車(chē)輪的抱死順序和正常時(shí)一樣。對(duì)車(chē)輪剛抱死時(shí)的車(chē)輪受力情況進(jìn)行，注意此時(shí)作用在單邊車(chē)輪上的地面法向反作用力只為總的地面法向反作用力的一半。注意：不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為此時(shí)的制動(dòng)減速度為正常情況的一半。對(duì)于a）:若前軸回路失效時(shí)則相當(dāng)于單回路時(shí)前部管路損壞，由 4.3的推導(dǎo):zmax1.45 0.72.7 0.7 0.630.323。最大制動(dòng)減速度：abmax Zmaxg = 0.323g。制動(dòng)效率：E.946.2%。4.3的推導(dǎo):zmax1.25 0.72.7 0.7 0.630.387。若后軸回路失效時(shí)則相當(dāng)于單回路時(shí)后部管路損壞，根據(jù)最大制動(dòng)減速度：abmaxzmaxg = 0.387g 。制動(dòng)效率：E