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 Fb 。4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。另外也包括在一定坡道

2、能长时间停放的能力。5.滑动（移）率u wrw100%su w描述制动过程中轮胎滑移成份的多少，即滑动率 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DFtFw ，则 D 被定义为汽车动力因数。G8. 汽车通过性几何参数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。它们主要包括最小离地间隙、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

3、均行驶速度。汽车动力性的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 1r的 ucr 称为临界车速。当车速为K 时，二、简答题1. 写出汽车功率平衡方程式。Pe1 PfPi PwPjt1 (

4、 Gfua cosGua sinCD Aua3mua du )t36003600761403600 dt2. 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 F xb F （ F 为地面附着力）时， Fxb F ；当Fxb maxF 时 Fxb F ，且地面制动力 Fxb 达到最大值 Fxb max , 即 Fxb max F ；当FF 时 , Fxb F , 随着 F 的增加， Fxb 不再增加。FFbF fCFxbmaxF踏板力，NFxbF3. 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）；FtTTtq i g i0Tt

5、根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式），按式rr求rne20.377rneFt ，并按式uai g i 0 计算对应出各档在不同车速下的驱动力i g i060 3.6的车速 ua ；Ff ，按式 Fw12按式 F fmg cos计算滚动阻力2CDAur计算对应车速的空气阻力 F fFw ；将 Ft 、 F fFw 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ua0.377neri k i 0计算找出ua和ne对应的点 (n1,ua1),(n2,ua2),.,(nm,uam) 。2) 分别求出汽车在水平道

6、路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率Pf 和 P 。PF uaCD Aua3360021.153600Ff uaua Gf cosPf360036003) 求出发动机为克服此阻力消耗功率Pe 。4)由 ne 和对应的 Pe , 从 gef ( P2 , ne ) 计算 g e 。5)计算出对应的百公里油耗Q S 为PegeQS1.02ua6)选取一系列转速 n1 ， n2 ， n3 ， n4 ， .， nm , 找出对应车速 ua1 ， u a2 ， ua3 ，u a4 ， 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

7、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。根据汽车行驶方程式FtF f Fw Fi F j ，即Ttq i0 ik tCD A ua2dum g f cosm g sinmrd21.15dt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FtF f Fw 、Ft F fFi和加速能力FtF fFwF j。最大爬坡度DFt Fw j maxDFtFw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%附近时达到峰值附

8、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 s 。对于良好的沥青或水泥混凝土道路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%时，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（ 12 22）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。pbslb20100滑动率S7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Ft F f

9、FwFi F j ，即Ttq i 0 iktCD A ua2durdm g f cosm g sinm21.15dt8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 Fxb0 ，当 FxbF （ F 为地面附着力） ，FxbF；当 FxbmaxF时 FxbF，且地面制动力Fxb 达到最大值Fxb max , 即 Fxb maxF；当 FFF xbF,Fxb随着F时,的增加不再增加。FFbF fCFxbmaxF踏板力，NFxbF9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

10、发动机外特性Ttqne 数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）；FtTTtqi g i0Tt r求出根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式），按式ruarn e20.377rneFti g i0603.6i g i 0各档在不同车速下的驱动力，并按式计算对应的车速ua ；按式 F fmg cos计算滚动阻力 F f，按式F122 CD A ur 计算对应车速的空气阻力 Ff F ；duFt (FfF )按式m计算不同档位和车速下的加速度以及加速度的倒数，画出dtx ua 曲线以及 1/ x ua 曲线；ttuua/ 3.6 的加速时间x 计算步长t ，对t 求和，则得到加速按式dsu

11、dusudussuu时间。同理，按式xxx，计算步长(u au a ) /( x3.62 ) 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。QSPe geQ 、 P 、 g（或 b ）、 u、1.02ua, 式中：分别是百公里油耗（L/100km ）、发Seeea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，分析后备功率对汽车动力性和燃料经济性的影响。PfPw汽车在良好平直的路面上以等速ua 3 行驶，此时阻力功率为t, 发动机功

12、率克服常见P1 (PfP )Psew阻力功率后的剩余功率T, 该剩余功率 Ps 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

13、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0 0.4，分析0.3 以及 0.7 时汽车的制动过程。当 0.3时，比 0 0.4小，在I 曲线下方，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

14、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。Fz1mg(L2hgb)， Fz2mg (L hg b)LL1。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

15、 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%，Fz 2 为静载荷的38%，即前轴载荷增加90%，后轴载荷降低38%。"2s1( 2'2 )ua 0ua04.从制动距离计算式3.6225.92 jmax 可以得出那些结论。汽车的制动距离S 是其制动初始速度 ua 0 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，也是影响制动距离的最主要因素之一。ua 0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

16、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。5. 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%附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bs 。（对于良好的沥青或水泥混凝土道路降不多，而小附着系数路面如潮湿或冰雪路面，下降较大。）s 相对b 下而车轮侧向力系数 （侧向附着系数）l 则随S增加而逐

17、渐下降， 当 s=100%时，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。pbslb20100滑动率S6 请比较前驱动和后驱动汽车上坡（坡度角为）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 cos1，且 sini ， L1rf，则G (L1f )G(L1fh g )后驱动LF 2hgLhg1LG (L2h g f )F 1hg前驱动LF(FZ1FZ2)FZG四轮驱动Fhg ( Fj Fi Fw )前后轮动载荷变化量L

18、对于前轮其动态地面法向反作用力的增量为 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稳定性的影响。(a)前轴侧

19、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， 后轴将发生侧滑； 而只

20、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i g 和档位数对汽车动力性的影响。变速器速比i g 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？1Gfua cosGua sinC D Aua3mua duPe(360076140)将汽车的阻力功率t

21、36003600 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60uai 0i g1n2 3.6 ，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）Pe geQS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1.02ua 。四、计算题m=4600kg,CD=0.75,A=4m 2, 旋转质量换算系数1=0.03, 2=0.03, 坡1 已知某汽车的总质量度角 =5°,f=0.015,车轮半径 rr =0.367m，传动系机械效率 T=0.85,加速度du/dt=0.25m/s2,u a=30km/h, 计算汽车克服

22、各种阻力所需要的发动机输出功率？解：1Gfu a cosGu a sinC D Aua3mu aduPe(36003600761403600)tdt10.0159.81 30 cos 5 4600 9.8130 sin 5( 46000.850.7543034600301761401.060.25)360057.18kw2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， 2=0.2s 2” =0.15 ）。1(2'"2s2 )ua 0ua0解：由制动距离计算式3.6225.92

23、jmax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。m=4600kg,CD=0.75,A=4m 2, 旋转质量换算系数1=0.03, 2=0.03, 坡3 已知某汽车的总质量度角 =5°,f=0.015,传动系机械效率T=0.85,传动系总速比i i 0 i g8.4i g1，, 车轮滚动半径 rr0.368m ，加速度 du/dt=0.2m/s2,u a=30km/h, 请计算此时汽车克服各种阻力需要的发动机

24、输出功率。解：1Gfua cosGua sinCD Aua3muaduPe(3600360076140)t3600 dt1 ( 4600 0.0159.81 30 cos5 46009.8130 sin 50.853030.75446003011.060.20)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=2.5 m, 至后轴距离为b=1.5 m, 质心高度 hg=1.15 m, 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 mf1=FZ1/F Z,mf 2=FZ2/F Z) 。Fz1

25、80251.59.8130099.81N解：4，Fz280252.59.8150169.81N4m f 13009 / 80250.375 ,m f 2 1 0.3750.6255已知某汽车发动机的外特性曲线回归公式为T q=19+0.4 n -150 × 10-62，传动系机械效率nteeT=0.90-1.35 × 10-4 ne，车轮滚动半径r r =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 ×10-5ua, 空气阻力系数×迎风面积22.77 m, 主减速器速比 i 0=6.0,飞轮转动惯量22I f =0.2 kg· m, 前轮总转动惯量 I w1=1.8kg ·m, 前轮总转动惯量I =3.6 kg· m, 发动机的最高转速n =4100r/