1-4章课堂思考题及解答

武汉理工大学余晨光武汉理工大学余晨光汽车的6项基本性能包括哪些？研究汽车性能、学习《汽车理论》课程的目的是什么？对于汽车的各项性能，学习思路如何？汽车动力性的定义？汽车动力性的三个评价指标的含义？武汉理工大学余晨光汽车的6项基本性能包括哪些？答：汽车的6项基本性能包括汽车的动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性和通过性。其中动力性、燃油经济性、制动性和通过性主要研究汽车纵向动力学，操纵稳定性主要研究汽车侧向动力学，行驶平顺性主要研究汽车垂向动力学。武汉理工大学余晨光研究汽车性能、学习《汽车理论》课程的目的是什么？答：通过车辆结构参数与性能之间的关系，找到正确设计汽车的方法和合理使用汽车的途径。武汉理工大学余晨光对于汽车的各项性能，学习思路如何？答：1）提出评价指标；2）力学和运动学分析；3）确定评价指标的计算方法；4）分析性能的影响因素。5）整个学习过程中注意理论和实践的紧密结合。武汉理工大学余晨光汽车动力性的定义？答：汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。武汉理工大学余晨光汽车动力性的三个评价指标的含义？答：1）最高车速uamax[km/h]：是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上，汽车能达到的最高行驶车速（我国规定载荷情况为满载）。2）汽车的加速时间t[s]：常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间，指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至高挡后，到某一预定的距离或车速所需的时间。常用0→100km/h所需的时间来表明汽车的原地起步加速能力。武汉理工大学余晨光汽车动力性的三个评价指标的含义？答：3）最大爬坡度imax[%]：汽车满载时，用变速器Ⅰ挡在良好路面上的最大爬坡度，表示汽车的上坡能力。一般货车imax在30%即16.7°左右。越野汽车imax可达60%即31°左右。武汉理工大学余晨光汽车的传动系统由哪些部件组成？什么是发动机的外特性和使用外特性？传动系的机械效率受哪些因素影响？轮胎型号195/55R1589H是何含义？由轮胎型号195/55R1589H如何计算车轮名义半径？武汉理工大学余晨光汽车的传动系统由哪些部件组成？答：汽车的传动系统由离合器、变速器（自动变速器无离合器）、副变速器（含分动器）、万向传动装置、驱动桥（主减速器、差速器、半轴）、轮边减速器等组成。什么是发动机的外特性和使用外特性？答：发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量位置）时的速度特性称为发动机的外特性。带上全部附件设备时的发动机外特性称为使用外特性。注意：驱动力图中的驱动力曲线是由外特性曲线转化过来的。武汉理工大学余晨光传动系的机械效率受哪些因素影响？转速机械损失液力损失转矩齿轮对数过低，热容量小过高，搅油损失大油面高度温度润滑油品质直接挡ηT最高ηT高损失小齿轮对数少ηT高损失的比重小损失大Ttq大PT武汉理工大学余晨光轮胎型号195/55R1589H是何含义？答：195：断面宽度（mm）；55：高宽比（扁平率）；R：Radial，子午线结构代号；15：轮辋直径（in）；89：负荷指数；H：速度级别代号（210km/h）。由轮胎型号195/55R1589H如何计算车轮名义半径？答：19555%1525.4/2297.750.29775rmmm武汉理工大学余晨光滚动阻力的影响因素有哪些？什么是驻波现象？驱动力和切向作用力有何区别和联系？受力分析中会出现驱动力和滚动阻力吗？为什么？什么是空气升力？是如何产生的？武汉理工大学余晨光滚动阻力的影响因素有哪些？答：1.车速（超过一定车速后滚动阻力系数增长较快，超过临界车速出现驻波，滚动阻力显著增加）2.轮胎的结构、帘线和橡胶的品种（子午线轮胎的滚动阻力系数较低）3.轮胎的气压（气压降低时，f值迅速增加）4.驱动力系数（驱动力系数越大，滚动阻力系数迅速增加）5.路面的种类（路面的种类与滚动阻力系数关系极大）6.转弯行驶（转弯行驶时，轮胎发生侧偏，滚动阻力大幅度增加）武汉理工大学余晨光什么是驻波现象？答：高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形，且轮胎温度快速增加。后果是大量发热导致轮胎破损或爆胎。驱动力和切向作用力有何区别和联系？答：驱动力是定义出来的反映汽车动力性的一个度量指标。真正驱动车轮前进的力是地面切向作用力，其数值上等于汽车驱动力与驱动轮滚动阻力之差（等速行驶时）。武汉理工大学余晨光受力分析中会出现驱动力和滚动阻力吗？为什么？答：驱动力和滚动阻力都是定义出来的力，在受力分析中不会出现。驱动力是定义出来的反映汽车动力性的一个度量指标，真正驱动车轮前进的力是地面切向作用力。滚动阻力的表现形式是滚动阻力偶矩。什么是空气升力？是如何产生的？答：由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，这就是空气升力。武汉理工大学余晨光什么是汽车旋转质量换算系数？汽车旋转质量换算系数与传动系传动比的关系如何？什么是汽车行驶方程式？汽车整车上坡加速行驶时的受力分析？什么是汽车驱动力-行驶阻力平衡图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？武汉理工大学余晨光什么是汽车旋转质量换算系数？答：汽车加速时，平移质量产生惯性力，旋转质量产生惯性力偶矩。为便于计算，一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力，常以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数为：汽车旋转质量换算系数δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系的传动比有关。22fg0Tw22111IiiImrmr武汉理工大学余晨光汽车旋转质量换算系数与传动系传动比的关系如何？答：由公式知：随着传动系挡位的升高，传动比的减小，旋转质量换算系数δ也随之减小。22fg0Tw22111IiiImrmr武汉理工大学余晨光什么是汽车行驶方程式？答：汽车行驶方程式表明了汽车行驶时驱动力和外界阻力之间相互关系的普遍情况。利用该式可分析汽车动力性的三个评价指标，即最高车速、加速能力和爬坡能力。汽车行驶方程式：或tfiWjFFFFF20cossin21.15tqgTDaTiiCAuduGfGmrdt武汉理工大学余晨光汽车整车上坡加速行驶时的受力分析？答：受力分析基本步骤：1）垂向2）纵向3）力矩4）检查四项阻力武汉理工大学余晨光什么是汽车驱动力-行驶阻力平衡图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？答：在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力算出并画上，即得到汽车驱动力-行驶阻力平衡图。如右图为五挡手动变速器汽车的驱动力与行驶阻力平衡图。分析汽车动力性的步骤为：武汉理工大学余晨光什么是汽车驱动力-行驶阻力平衡图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？答：1）最高车速：FW+Ff阻力线与最高挡Ft-ua曲线的交点处的车速即为汽车的最高车速；2）最大爬坡度：Ft曲线与FW+Ff阻力线间的距离即表示汽车上坡能力，计算方法为：maxmax[()]tanarcsintfWFFFiGⅠ武汉理工大学余晨光什么是汽车驱动力-行驶阻力平衡图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？答：3）加速时间：∵利用上式将驱动力与行驶阻力平衡图变为加速度倒数dt/du~ua曲线，然后在该图上利用式进行积分可得加速时间。)]([1WftFFFmdtdudududtTuu21武汉理工大学余晨光什么是动力特性图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？判断：某货车的一挡最大动力因数为0.2。什么是汽车附着力？汽车驱动-附着条件是什么？什么是汽车的附着率，哪些情况汽车的附着率较大？武汉理工大学余晨光什么是动力特性图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？答：汽车在各挡的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图。分析汽车动力性时常在动力特性图上作出滚动阻力系数曲线f-ua。如右图为四挡变速器汽车的动力特性图。分析汽车动力性的步骤为：武汉理工大学余晨光什么是动力特性图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？答：1）最高车速：f线与最高挡D-ua曲线的交点处的车速即为汽车的最高车速；2）最大爬坡度：D曲线与f线间的距离即表示汽车上坡能力，计算方法为：解得：maxmaxmaxsincosfD22maxmaxmax21tanarcsin1DfDfif武汉理工大学余晨光答：3）加速时间：∵利用上式将动力特性图图变为加速度倒数dt/du~ua曲线，然后在该图上利用式进行积分可得加速时间。()dugDfdtdududtTuu21什么是动力特性图？如何分析汽车动力性的3个评价指标？武汉理工大学余晨光判断：某货车的一挡最大动力因数为0.2。答：不正确。因为货车的最大爬坡度应在30%以上，即一挡最大动力因数至少大于0.3。maxmaxiDf武汉理工大学余晨光什么是汽车附着力？答：地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力。汽车驱动-附着条件是什么？fwitZFFFFF≤≤武汉理工大学余晨光什么是汽车的附着率？哪些情况汽车的附着率较大？什么是汽车功率平衡图？通常用功率平衡图来分析汽车的什么性能？什么是汽车的后备功率？美国的燃油经济性评价指标是什么？武汉理工大学余晨光什么是汽车的附着率？答：附着率是汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。哪些情况汽车的附着率较大？答：1）加速上坡行驶时；2）高速行驶时。武汉理工大学余晨光什么是汽车功率平衡图？通常用功率平衡图来分析汽车的什么性能？答：以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率Pe（由外特性决定的）、汽车经常遇到的阻力功率对车速的关系曲线绘在坐标图上，即得到功率平衡图。什么是汽车的后备功率？答：在功率平衡图上，称为汽车的后备功率。fWTPPfWeTPPP武汉理工大学余晨光美国、日本的燃油经济性评价指标是什么？我国货车和轿车的经济性评价指标有何不同？等速行驶工况燃油消耗量计算公式如何推导得到？加速行驶工况燃油消耗量如何计算？影响汽车燃油经济性的使用因素有哪些？武汉理工大学余晨光美国、日本的燃油经济性评价指标是什么？答：美国和日本燃油经济性评价指标都是单位容积燃油的行驶里程，其中美国是MPG(MilesperGallon)；日本是km/L。我国货车和轿车的经济性评价指标有何不同？答：轿车经济性评价指标是单位里程的燃油消耗量Qs，即L/100km，货车经济性评价指标是单位运输工作量的燃油消耗量Qt，即L/t·100km，其中t指装载质量（吨）。武汉理工大学余晨光等速行驶工况燃油消耗量计算公式如何推导得到？答：(/)bgkWhunit:Pe(kW)；Ttq(N·m)；b(g/kW·h)；ρ(kg/L)；g(m/s2)；ρg(N/L)；Qs(L/100km)。ρg：重度，单位N/L(/)eaPbghgkmuhkm:(/100);(/)savehicleQLkmukmh(/)ePbgh()9550tqeTnPkW100(/100)100010eeaaPbPbkgkmuu()10100100esaPbkgLLQukmkgkm—(/)densityoffelkguL(/100)1.02esaPbQLkmug武汉理工大学余晨光加速行驶工况燃油消耗量如何计算？答：1）将加速行驶过程分为若干微段（一般每1km/h一微段）；2）计算每一微段的平均车速和平均加速度：3）计算每一微段的平均发动机功率和平均转速，并线性插值求得平均燃油消耗率：1111111,2aaaaaaverageaverageuuuuduudtt