汽车理论习题集

II目录第1章汽车动力性......................................................................................................................1第2章汽车的燃油经济性...........................................................................................................9第3章汽车动力装置参数的选择.............................................................................................12第4章汽车的制动性.................................................................................................................13第5章汽车的操纵稳定性.........................................................................................................19第6章汽车平顺性....................................................................................................................25第7章汽车的通过性.................................................................................................................29综合题............................................................................................................................................30第1章汽车动力性1第1章汽车动力性1.1简述汽车动力性及其评价指标。1.2汽车行驶阻力是怎样形成的？1.3试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式。1.4滚动阻力系数与哪些因素有关？1.5汽车的滚动阻力可以分为哪几种？1.6能否在汽车受力分析图上画出滚动阻力，为什么？1.7某轿车总质量m=1200kg，前轮载荷占整车载荷的60%；车轮侧向力系数kα=1800kg/rad，前束角β=2°，该轿车两前轮互置前束角β后产生相应行驶阻力Fv，如图1-1所示。（1）设轿车前进时侧向力与前束角的关系为FV=kαβ，试求因前束引起的行驶阻力；（2）若该轿车滚动阻力系数f=0.015，试求整车滚动阻力Ff；（3）试比较前束引起的行驶阻力与滚动阻力。1.8转弯时滚动阻力的大小取决于行驶速度和转向半径R，转弯时的滚动阻力系数fR=f+Δf。设转弯时在离心力FC作用下，前、后轮均有侧偏角，分别是α1和α2，质心距前、后轮的距离分别是la和lb，转向时用两轮模型分析侧向力引起的滚动阻力如图1-2所示。试推导出附加滚动阻力系数()2a1b2sinsinααllgRLuWFf+=Δ=Δ的表达式（提示：先求出由FY1和FY2所引起的附加阻力ΔF）。1.9用受力图分析汽车从动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推导切向力方程式。1.10用受力图分析汽车驱动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推汽车理论习题集2导切向力方程式。1.11解释汽车加速行驶时质量换算系数的意义。汽车旋转质量换算系数由哪几部分组成？与哪些因素有关？1.12汽车轮胎半径增大，其它参数不变时，对汽车的加速性能和爬坡性能有何影响？说明理由。1.13如果轮胎使用不当，高速行驶时汽车的轮胎可能会发生爆裂，试简述轮胎出现了什么现象，并说明原因，如何有效避免轮胎发生爆胎。1.14汽车的最高行驶车速对应于发动机的最高转速，这种说法对吗？为什么？1.15＊1一辆车重为320000N的重型货车以108km/h的速度在公路上行驶，空气温度24°C，大气压强101kPa。货车宽2440mm，高4118mm，空气阻力系数0.65。货车安装子午线型轮胎，计算这些条件下的空气阻力和克服空气阻力所需的发动机功率，计算滚动阻力和克服滚动阻力所需的发动机功率。1.16＊一辆具有1.95m2前端面积和空气阻力系数为0.42的轿车，以90km/h速度行驶，如果车辆遇到40km/h速度的顺风或者逆风，计算顺风、逆风两种条件下的空气阻力和克服空气阻力所需要的发动机功率。1.17驱动力是否为真正作用在汽车上驱动汽车前进的（反）作用力，请说明理由。1.18汽车用户说明书上给出的最高车速是如何确定的？1.19如何确定汽车样车的最高车速？在汽车设计和改装车设计阶段如何确定汽车最高车速？1.20用作图法或数值计算法确定的汽车最高车速是一个固定值，而汽车（例如样车）的最高车速却是一个平均值，为什么？1.21汽车空车与满载时相比，动力性有无变化？为什么？1.22超车时该不该换入低一挡的排挡？为什么？1.23影响附着系数的因素有哪些？1.24＊已知某轿车发动机的转动惯量为0.09kg·m2，发动机的最大转矩/转速为272.8Nm/4400rpm；变速器的相关数据如表1-1所示。1带＊的题目均改编自（美）ThomasD.Gillespie著，赵六奇，金达锋译.车辆动力学基础.北京：清华大学出版社，2006.12第1章汽车动力性3表1-1某轿车变速器的数据挡位12345转动惯量kg·m20.150.100.080.060.03传动比4.282.791.831.361.00传动效率0.9660.9670.9720.9730.970主减速器的转动惯量0.136，传动比2.92，传动效率0.99；驱动轮和从动轮的转动惯量均为1.24kg·m2，车轮的周长2.01m；半径0.32m。（1）计算传动系统在挂1挡时的有效转动惯量；（2）忽略转动惯量带来的损失，试计算该轿车1挡和5挡的最大驱动力和对应的最高车速。1.25柏油或水泥路面经使用后，滚动阻力系数增加而附着系数下降，请说明其原因。1.26分析驱动－附着条件公式的地面法向反作用力与道路条件的关系。1.27说明小排量轿车、豪华轿车、商用车（载货汽车、大客车）、越野汽车采取何种驱动型式，并说明原因。1.28利用驱动－附着条件原理分析汽车不同驱动形式的适用条件。1.29汽车的驱动－附着条件为ϕFFFFF≤≤++tjWf，其中ZFFϕϕ=。已知汽车（转弯或侧偏）行驶过程中驱动轴左右车轮的地面法向反作用力分别为zlF和zrF，且zrzlFF，此时公式()zrzlmax)(FFvFt+=ϕ是否成立，并说明原因。1.30＊试计算某后轮驱动轿车在中等摩擦路面上因附着条件限制的加速度，分别考虑差速器能够锁止和不能锁止两种情况，已知条件如表1-2所示。表1-2某轿车的基本参数参数参数值参数参数值总重量/N17578附着系数0.62前轴载荷/N9345主减速器传动比2.90后轴载荷/N8233轮胎半径/m0.33质心高/mm533前悬架侧倾刚度/N·m/deg1560轴距/mm2743前悬架侧倾刚度/N·m/deg380轮距/mm1499汽车理论习题集41.31＊试计算某前轮驱动车辆由于附着条件限制的加速性能，该轿车的参数如表1-3所示。表1-3某轿车的基本参数参数参数值参数参数值总重量/N13795附着系数0.62前轴载荷/N8678主减速器传动比3.70后轴载荷/N5117轮胎半径/m0.32质心高/mm483前悬架侧倾刚度/N·m/deg130轴距/mm2667前悬架侧倾刚度/N·m/deg84轮距/mm15241.32试用汽车的动力特性图来分析汽车的动力性能。1.33画出具有四挡变速器汽车的动力特性图和驱动力—行驶阻力平衡图，说明它们有什么共同点和不同点。1.34画图说明什么是汽车的后备功率？写出汽车的后备功率的表达式并解释之。1.35汽车的后备功率对汽车的动力性和燃油经济性有何影响？1.36已知某汽车的总质量m=4600kg，CD=0.75，A=4m2，旋转质量换算系数35.1=δ，坡度角α=5°，f=0.015，传动系效率850.T=η，加速度2.0dd=tum/s2，ua=30km/h，此时克服各种阻力需要的发动机输出功率是多少？1.37已知某轻型货车的汽油发动机使用外特性的nTtq−曲线的拟合公式为43210008445.31000874.40100044.165100027.295313.19⎟⎠⎞⎜⎝⎛−⎟⎠⎞⎜⎝⎛+⎟⎠⎞⎜⎝⎛−⎟⎠⎞⎜⎝⎛+−=nnnnTtq式中，tqT为发动机转矩（N·m）;n为发动机转速（r/min）。该车的其它基本参数如表1-4所示。表1-4某轻型货车的基本参数参数参数值参数参数值装载质量/kg2000飞轮转动惯量fI/kg·m20.218整车整备质量/kg1800二前轮转动惯量IW1/kg·m21.798第1章汽车动力性5总质量/kg3880四后轮转动惯量IW2/kg·m23.598车轮半径/m0.367变速器4挡/5挡传动系机械效率tη0.85轴距L/m3.2滚动阻力系数f0.013质心距前轴距离（满载）a/m1.947空气阻力系数×迎风面积/m22.77质心高（满载）hg/m0.9主减速器传动比i05.83变速器（4挡和5挡）的传动比如表1-5所示。表1-5变速器传动比1挡2挡3挡4挡5挡四挡变速器6.093.091.711.00—五挡变速器5.562.7691.6441.00.793确定该轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）。1）绘制汽车驱动力—行驶阻力平衡图；2）求汽车最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率；3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2挡起步加速行驶至70km/h的车速-时间曲线，求汽车用2挡起步加速行驶至70km/h的时间。（注：本题最好上机计算，可以选择Excel、VB、VC等软件进行计算和画图）1.38统计数据表明，装有0.5～2L排量发动机的轿车，若是前置发动机前轮驱动（F.F.）轿车，其平均的前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%。设某轿车的轴距L=2.6m，质心高度h=0.57m。试比较采用F.F.和F.R.型式时的附着力利用情况，分析时其前轴负荷率取相应型式的平均值。确定上述F.F.型轿车在20.=ϕ及0.7路面上的附着力，并求由附着力所决定的极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0W=F）。其他有关参数为：m=1600kg，CD=0.45，A=2.00m2，f=0.02，δ=1.00。1.39＊3.0L发动机排量的金牛座（Taurus）GL轿车，前轴载荷8673N，后汽车理论习题集6轴载荷4882N，轴距2692mm，质心高508mm，假设驾驶员体重890N，前排乘客体重49%分配到前轴，51%分配到后轴。该车从静止起步以1.83m/s2的加速度爬6%的坡度，求解此时载荷分布（即FZ1和FZ2）。1.40＊一轿车的有关参数如下：总质量1600kg，质心位置a=1450mm，b=1250mm，hg=630mm；发动机最大转矩mN140tqmax⋅=T；1挡传动比85.31=i；主减速器传动比i0=4.08；传动效率850.t=η；车轮半径r=300mm；飞轮转动惯量If=0.25kg·m2；全部车轮的转动惯量∑⋅=2Wmkg54.I（其中前轮的2Wmkg252⋅=.I，后轮的2Wmk