汽车运用工程复习提纲

1、汽车运用工程复习提纲一、概念解释1 .汽车使用性能汽车的主要使用性能通常有：汽车动力性、汽车燃料经济性能、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车平顺性和汽车通过性能。2 .侧偏力汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中心沿Y轴方向将作用有侧向力Fy,在地面上产生相应的地面侧向反作用力FY ,使得车轮发生侧偏现 象，这个力Fy称为侧偏力。3 .地面制动力制动力习惯上是指汽车制动时地面作用于车轮上的与汽车行驶方向相反的地面切向反作用力Fbo4 .汽车制动性能汽车制动性能，是指汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时 能维持一定车速的能力。另外也包括在一定

2、坡道能长时间停放的能力。5 .滑动（移）率描述制动过程中轮胎滑移成份的多少,100%滑动率s的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动率越大，滑动成份越多。6 .同步附着系数具有固定的线与I线的交点处的附着系数0 ,被称为同步附着系数。7 .汽车动力因数由汽车行驶方程式可导出D Ft Fw ,则D被定义为汽车动力因数。G8 .汽车通过性几何参数它们主要包括最汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等 。9 .汽车动力性及评价指标汽车动力性，是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车动力性的

3、好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。10 .回正力矩回正力矩是轮胎发生侧偏时会产生作用于轮胎绕Oz轴方向恢复直线行驶的力矩。11 .汽车最小离地间隙汽车最小离地间隙 C是汽车除车轮之外的最低点与路面之间的距离。12 .制动距离制动距离S是指汽车以给定的初速 ua0 ,从踩到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。13 .滚动阻力系数滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或单位汽车重力所需之推力。14 .临界车速Ucr当车速为 ' K时，的ucr称为临界车速。二、简答题1.写出汽车功率平衡方程式。1Gua sin360076140 3600

4、dtPe ' Pf P 匕 Pj1 /GfUa COS一（t 36002 .用图叙述地面制动力、制动器制动力、附着力三者之间的关系。 当Fxb F （ F为地面附着力）时， Fxb F ；当FxbmaxF时FxbF ,且地面制动力 Fxb达到最大值Fxbmax ,即Fxbmax当F F时，Fxb F ,随着F的增加，Fxb不再增加。f3 .写出制作汽车的驱动力图的步骤。列出发动机外特性 Ttq ne数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式）、Ft,按式Tt _ Ttqig i0 TUa出各档在不同车速下的驱动力Ft,并按式rneigi060

5、3.6rne0.377 -igi0计算对应的车速Ua;按式Ff mgcos计算滚动阻力Ff ,按式Fw1 - Cd A U22r计算对应车速的空气阻力FfFw.将 Ft、FfFw绘制在ua- Ft直角坐标系中就形成了驱动力图或驱动力-行驶阻力平衡图。4.简述利用图解计算等速燃料消耗量的步骤。1）由公式Uaner 0.377 1 ki 0计算找出Ua和ne对应的点（n1, ua1）,（ n2Ua2),.,(nm Uam ,)。2）分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率Pf 和 P。p F ua3CD Aua360021.15 3600PfFfUa3600uaGf3600cos3）

6、求出发动机为克服此阻力消耗功率P3。4）由和对应的Pe，从gef（P2，ne）计算ge。5）计算出对应的百公里油耗Qs为QsPege1.02ua6）选取一系列转速n1, n2, n3, n4 ,nm，找出对应车速Ua1 , ua2 , ua3 ,Ua4 Uam。据此计算出 QS1, QS2 ,QS3 ,QS4 ,Qsm。把这些Qs Ua的点连成线，即为汽车在一定档位下的等速油耗曲线。5,试用汽车的驱动力-行驶阻力平衡分析汽车的动力性。FF,F、“FF根据汽车行驶方程式tf w i j,即Tq i0 ik t m g f cosd2Cd A Ua21.15m g sindU mdtFtFf Fw

7、、制作汽车的驱动力-行驶阻力平衡图，从而计算出汽车最高车速最大爬坡度Ft Ff Fi和加速能力FtFf Fw Fj。c Ft FwFt FwD = JmaxD 当 G时可求出最大加速度，而G可计算汽车加速能6.画出附着率（制动力系数）与滑动率关系曲线，并做必要说明。 当车轮滑动率S较小时，制动力系数b随S近似成线形关系增加，当制动力系数b在S=20%寸近时达到峰值附着系数然后随着S的增加，b逐渐下降。当S=100%,即汽车车轮完全抱死拖滑时,s相对 b下降达到滑动附着系数s,即b= s。对于良好的沥青或水泥混凝土道路不多，而小附着系数路面如潮湿或冰雪路面，下降较大。 而车轮侧向力系数（侧向附着

8、系数）1则随S增加而逐渐下降，当 s=100%M,l=0,即汽车完全丧失抵抗侧向力的能力，汽车只要受到很小的侧向力，就将发生侧滑。 只有当S约为20% （1222%）时，汽车才不但具有最大的切向附着能力，而 且也具有较大的侧向附着能力。7 .用结构使用参数写出汽车行驶方程式。汽车行驶方程式的普遍形式为FtFfFwFi Fj 即Ttq i0 ik t,m g f cosCda ua2sinrd21.15du dt8 .画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力F 0,若忽略其它阻力，地面制动力Fxb=0，当FxbF （F为地面附着力）

9、，Fxb F ;当FxbmaxF时Fxb F ,且地面制动力Fxb达到最大值Fxbmax ,即Fxbmax时，Fxb F , Fxb随着F的增加不再增加。fFxbF9 .写出图解法计算汽车加速性能的步骤。手工作图计算汽车加速时间的过程:列出发动机外特性 Ttq ne数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式）、Ft,按式Tt _ Ttqigi。tr 求出各档在不同车速下的驱动力uaFt ,并按式rne 2igio 60 3.6C err rne0.377 -i gi0计算对应的车速ua a mg cos计算滚动阻力Ff12 .一按式FCd A u计算对

10、应车速的空气阻2du按式一出Ft (FfF ）计算不同档位和车速下的加速度以及加速度的倒数，画出xua曲线以及1/X 4曲线;t按式计算步长ua/3.6的加速时间t，对t求和，则得到加速时间。同理ds按式u .du s xudu计算步长2(uaua)/(x3.6 )的加速距离s,对s求和得到加速距离。10 .写出汽车的燃料消耗方程式，并解释主要参数。PegeS 1.02ua ,式中：QS、Pe、ge（或be）、ua、分别是百公里油耗（L/100km）、发 动机功率（kW、发动机燃料消耗率（或比油耗，g /（kW h）、车速（km/h）和燃油重度（N/L）。 11.写出汽车的后备功率方程式，分析

11、后备功率对汽车动力性和燃料经济性的影响。Pf Pw汽车在良好平直的路面上以等速ua3行驶，此时阻力功率为t ，发动机功率克服常见1p pe （Pf Pw）P阻力功率后的剩余功率 PsT,该剩余功率被称为后备功率。汽车后备功率越大，汽车的动力性越好。 利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。功率平衡图也可用于分析汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽车的燃油经济性。后备功率越小， 汽车燃料经济性就越好。通常后备功率约10%20%时，汽车燃料经济性最好。但后备功率太小会造成发动机经常在全负荷工况下工作，反而不利于提高汽车燃料经济性。12.在侧向力的作用下，刚性轮和弹性轮胎行驶方向的变化规律（假设

12、驾驶员不对汽车的 行驶方向进行干预）。当有FY时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况：当地面侧向反作用力 FY未超过车轮与地面间的附着极限时 （FylFz）,车轮与地面间没有滑动，车轮仍沿其本身平面的方向行驶。当地面侧向反作用力 Fy达到车轮与地面间的附着极限时 （FylFz）,车轮发生侧向滑动，若滑动速度为U ,车轮便沿合成速度 U的方向行驶，偏离了车轮平面方向。当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向， 出现侧偏现象。三、分析题1 已知某汽车4 0=0.4,分析4 = 0.3以及4 = 0.7时汽车的制动过程。当小=0.3时，比小0=0.4小，在I曲

13、线下方，利用 线和f线分析，前轮先抱死，当 线与I曲线相交，则后轮也抱死；当0.7时，比。0=0.4大，在I曲线方，利用 线和 线分析，后轮先抱死，当 线 与I曲线相交，则前轮也抱死。2 .某汽车（装有 ABS装置）在实施紧急制动后，在路面上留下有规律的制动拖痕斑块，即 不连续的短拖痕，请分析出现该现象的原因。ABS装置控制器根据车轮角速度传感器确定制动管路压力，使得管路的压力呈脉动状态，即车轮处于抱死和不抱死之间变化，从而使轮胎在路面上留下不连续的斑块。3 .请分析汽车制动时附着系数大小对前、后轮地面法向反作用力的影响。mgmg/iFz1 丁(L2 hg b)，Fz2 - (L1 hg b)

14、LLo由式可知，制动时汽车前轮的地面法向反作用力Fz1随制动强度和质心高度增加而增大；后轮的地面法向反作用力Fz2随制动强度和质心高度增加而减小。大轴距L汽车前后轴的载荷变化量小于短轴距汽车载荷变化量。例如，某载货汽车满载在干燥混凝土水平路面上以规定踏板力实施制动时，Fz1为静载荷的90%Fz2为静载荷的38%即前轴载荷增加 90%后轴载荷降低38%"21'2ua0S ( 2 )Uao ； 4.从制动距离计算式36225.92jmax可以得出那些结论。汽车的制动距离 S是其制动初始速度 Ua0二次函数，Ua0是影响制动距离的最主要因素之一；S是最大制动减速度的双曲线函数，也是

15、影响制动距离的最主要因素之一。 ua° 是随行驶条件而变化的使用因素， 而jmax是受道路条件和制动系技术条件制约的因素；S是制动器摩擦副间隙消除时间2、制动力增长时间 2的线性函数，2是与使用调整有关，而2与制动系型式有关，改进制动系结构设计，可缩短 2 ,从而缩短So5 .请分析制动力系数、峰值附着系数、滑动附着系数与滑动率的关系。 当车轮滑动率 S较小时，制动力系数b随S近似成线形关系增加，制动力系数在S=20%付近时达到峰值附着系数P。 然后，随着S的增加，b逐渐下降。当S=100%,即汽车车轮完全抱死拖滑时，b达到滑动附着系数s,即b= so (对于良好的沥青或水泥混凝土道

16、路s相对b下降不多，而小附着系数路面如潮湿或冰雪路面，下降较大。) 而车轮侧向力系数(侧向附着系数)l则随S增加而逐渐下降，当s=100%M, l = 0。(即汽车完全丧失抵抗侧向力的能力，汽车只要受到很小的侧向力，就将发生侧滑。) 只有当S约为20% (1222%)时，汽车不但具有最大的切向附着能力，而且也具 有较大的侧向附着能力。6 .请比较前驱动和后驱动汽车上坡（坡度角为a ）行驶的附着条件，并解释载货汽车通常 采用后驱动而小排量轿车采用前驱动的原因。如果cos 1,且sin后驱动f)hgLG(Li fhg)"Lh前驱动G (L2 hgf)L hg(FziFZ2)Fz G四轮驱

17、动前后轮动载荷变化量hgUiFi Fw)对于前轮其动态地面法向反作用力的增量为一F ,而后轮的为 F。显然，当汽车以极限附着能力在大坡度角加速上坡时，动载荷的绝对值达到最大。货车经常在公路行驶，而轿车主要在城市道路行驶，由于货车需要爬坡较大，所以采用后驱动。轿车主要在城市平路 行驶，而前轴附着力下降较小，所以采用前驱动。 越野汽车行驶条件较为恶劣，所以采用四轮驱动。7 .确定传动系最小传动比的基本原则。按最小稳定车速；最大爬坡度及工程车辆的低速要求确定最小传动比。8 .从受力分析出发，叙述汽车前轮抱死拖滑和后轮抱死拖滑对汽车制动方向稳定性的影响。从受力情况分析，也可确定前轮或后轮抱死对制动方向

18、稳定性的影响。（a）前轴侧滑（b）后轴侧滑例图汽车侧滑移分析例图a是当前轮抱死、后轮自由滚动时，在干扰作用下，发生前轮偏离角 （航向角）。 若保持转向盘固定不动，因前轮侧偏转向产生的离心惯性力 Fc与偏离角 的方向相反，Fc 起到减小或阻止前轴侧滑的作用，即汽车处于稳定状态。例图b为当后轮抱死、前轮自由滚动时，在干扰作用下，发生后轴偏离角 （航向角）。若保持转向盘固定不动，因后轮侧偏产生的离心惯性力Fc与偏离角 的方向相同，Fc起 到加剧后轴侧滑的作用，即汽车处于不稳定状态。由此周而复始，导致侧滑回转，直至翻车。在弯道制动行驶条件下， 若只有后轮抱死或提前一定时间抱死，在一定车速条件下， 后轴

19、将发生侧滑；而只有前轮抱死或前轮先抱死时，因侧向力系数几乎为零， 不能产生地面侧向反作用力，汽车无法按照转向盘给定的方向行驶，而是沿着弯道切线方向驶出道路，即丧失转向能力。9 .分析变速器速比ig和档位数对汽车动力性的影响。变速器速比ig增加，汽车的动力性提高，但一般燃料经济性下降；档位数增加有利于充分利用发动机的功率，使汽车的动力性提高，同时也使燃料经济性提高；但档位数增加使得变 速器制造困难，一般可采用副变速器解决，或采用无级变速器。10 .如何根据发动机负荷特性计算等速行驶的燃料经济性？将汽车的阻力功率1 Gfu cosGua sin(aat 36003600CpAu376140mua

20、du、 a ) 3600 dt传动系机械效率以及车速、利用档位速比、主减速器速比和车轮半径求得发动机曲轴转速60uai0ig 1 n23.6 ,然后利用发动机功率和转速，从发动机负荷特性图（或万有特性图）上求得发动机燃料消耗率，最终得出汽车燃料消耗特性例如百公里油耗QS号O四、计算题1.已知某汽车的总质量 m=4600kg,CD=0.75,A=4m 2,旋转质量换算系数81=0.03, 8 2=0.03,坡度角a =5° ,f=0.015,车轮半径"=0.367m,传动系机械效率引t=0.85,加速度du/dt=0.25m/s 2,u a=30km/h,计算汽车克服各种阻力

21、所需要的发动机输出功率?解:Pe1 Gfu a cos(36001(4600 0.015 0.850.75 4 3037614057.18kwGua sin3600Cp>Au376140mua du3600dt9.81 30cos5 46009.8130sin511.06 4600 30 0.25)-36002.请叙述驾驶员、制动系结构形式、制动系调整（踏板自由行程、制动鼓/盘与摩擦片之间间隙）以及道路条件对汽车制动性能的影响。(Ua0=50km/h, t 2 =0.2sT 2 =0.15 )。"2S ( 2 )Ua0 &° -解：由制动距离计算式3.6225

22、.92jmax可知,S是制动器摩擦副间隙消除时间 2、制动力增长时间 2的线性函数，2是与使用调整有关，而 2与制动系型式有关，改进制动系结构设计，可缩短2 ,从而缩短S,另外，缩短驾驶员反应时间也对缩短制动距离起着重要的作用。3,已知某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数81=0.03, 8 2=0.03，坡 彳度角“ =5。，f=0.015,传动系机械效率刀t=0.85,传动系总速比i i°ig8.4, ig 1,车轮滚动半径rrO.368m ,力口速度du/dt=0.2m/s 2,u a=30km/h,请计算此时汽车克服各种阻力需要的发动机

23、输出功率。解:3,1 GfuacosGuasinCDAuamua duPe ( )t 36003600761403600 dt1 (4600 0.015 9.81 30cos5 4600 9.81 30sin5 0.853.0_530- 1.06 4600 30 0.20)76140360054.79kw4,已知某车总质量为8025kg, L=4m（轴距），质心离前轴的距离为a=2.5m至后轴距离为b=1.5m质心高度hg=1.15mj在纵坡度为i =3.5的良好路面上等速下坡时，求轴荷再分配系数（注：再分配系数mi=Fzi/Fz,mr2=E2/Fz)。F z1解：8025 1.5 9.81

24、300949.81NFz28025 2.5 9.81 50169.81Nmfi后PmPe T3009/8025 0.375 mf2 1 0.375 0.6255.已知某汽车发动机的外特性曲线回归公式为Ttq=19+0.4ne-150 x 10-6ne2,传动系机械效率 ”=0.90-1.35 x 10-4ne,车轮滚动半径 rr=0.367m,汽车总质量 4000kg,汽车整备质量为1900kg,滚动阻力系数f =0.009+5.0 x 10-5 Ua,空气阻力系数x迎风面积=2.77 m2,主减速器速比i 0=6.0,飞轮转动惯量I f=0.2 kg - m2,前轮总转动惯量I wi=1.8 kg - m2,前轮总转动惯量2Iwi=3.6 kg - m,发动机的取局转速nmax=4100r/min，取低转速 nmin=72