汽车理论第五版课后习题答案

1、第一章汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动祖力。2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失，即弹性物质的迟滞损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力FZ相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大变大。即滚动

2、时有滚动阻力偶Tf=FZ.a阻碍车轮滚动。3作用形式:Tf=Wf，Tf=T/r1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。1.3口、解答：甘(程四档为例)由Tqn=丁总一一19一悖+)-165.44(-3.4451CKM.J1(X)01CKX)HW0377”行號阻力为仔卜乓：=494.312+0.13Ua2a由计算机作图有：F硏FC2000本鹿也可采用描点树就图-由发动机報建*nmiT1=600/min心式：，nx-400fr/min,取六个点分别代入疆动力行驶胆方平窗图100008DCQiDcaJI.乏5000口IIrIIIIII=

3、Q1Q2D3)JO5QCQ7口B0刃10DU胡Kmh)2)联育车览：有尺齐+吒=耳-494312+0.13/分剔代入叫那耳小武！T.*rt.95.fi3-*t).85CJ770/169,1-4Q4312+tHHf“一一w$5.836.090.367把斥询拟管公或也代人可得：韦理ntax=4000r/m油.-.Dm近=0-377总=94.93Km/h1.05.83隸丸爬坡度：挫lT档时縫庞幔，Fu-丁怒嘛：=耳=耳+FJ二仏-0=咕厂如旦二1440-0.010111G$3二。一恥G.3丸服该玻度叶抑应猗冊著率沁空乞阻力和瘵动阻力得:J-iiiO.36fi3.2小严S=O.Q叫tfla1.947朋

4、绘制汽车抒駛为口速倒敝曲銭（已装货）：+0_师FtFw（=一-一対动力因鳶）Cj匸时，严1十丄马L十丄仝二込m厂亠m尸“=+11/7轉十处9气10.213.05启护=*0.85().36/-3sot)tn6f=1.12H丁呈一一1典13十背m.27(-一I船.44(2+411.H74(-3.K445-上一Himiikmiimnkmkj由以上关杀可由计笄机作岀图为:Va320.51040舸计年机求汽丰用IY档捉步加速莹70hn/h豹加速时间。（注：载貨时汽丰用U档埠步加建.界罷至貞I/町由运动常可知：M3Gdt二丄血EL和加罐时闵才用计算机进行根分计算求出、且一一叫曲嶷下商罐度间的面1漱就是遇过

5、此速虞去件的加連时间C鏈计算対晒耳为:1曲一匚|石玄1.4空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？答：动力性会发生变化。因为满载时汽车的质量会增大，重心的位置也会发生改变。质量增大，滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大，加速时间会增加，最高车速降低。重心位置的改变会影响车轮附着率，从而影响最大爬坡度。如何选择汽车发动机功率？答：发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。若给出了期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于，但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和。发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估

6、计汽车比功率来确定发动机应有功率。不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。超车时该不该换入低一挡的排挡？答：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。如果在该车速时，汽车在此排档的加速度倒数大于低排挡时的加速度倒数，则应该换入低一档，否则不应换入低一挡。1.7蓉：1曲于F-F型轿车：徒丈驱动力寻于薛轮肘着力兔唤=F=61.5%对亍F-K型轿车飙乂噩动力茅于后轮附看力玖心=耳=Fg=0-気悝伽卵=44.3%pXMF-F型轿车总的附君力利用惜况较好

7、二2对于炉=2F=FF=192H64N21.1CA挺哽车逋：耳血打二尸广丰凡二令4办U=1948fcm/ft棍际坡度：F“二耳+耳二令+G7Tf竺j.02mai1600咔9主=0.13Fg=与+巧=Qf+诙罟=理dis(2)同理可有：当卩二0.7时：U_=3滤0曲Eliti3.X=0-4105芈人严皿23S丿伽)dtI.S.解：1丸求汽车虜逻换算常数恋-?_I,】ZZ：._2AJslZlmrmr2代入数据有：$二141閔若地面不找生打滑、此时、地面最光呕动力p=”二纭讥臥rKMiii3irrr二Ji喰:祐9233由于不记滾动阻力与空气阻力+即尸八Fw=(5这对汽丰行賊方程式变为吒二巧彳耳rdr

8、雪=H(WM代入祐再由=Gsina-i-m-FLVdt7上-忖狀竺LLdt将厝也代入上试甫巧十618Q27iV-0.6轻出现打滑现农，此时:所在加速过程中发站机扭蜒不能否充分发舞调搭;要使发动机扭把能杏充分菠挥则：应仅:则由必式;得出:吕二MT;bl=6597301口、答：1也汽车扌亍賊专程丸F严片+气+耳+比低速滑行时此丹严0戌时：兀勺片由低速滑拧曲绘拟台直缆公式可得：ddv(19.76-0.5)2起襪档,1=1晃求汽车质矍换算系裁心:仏丄冬+丄型洛mvin.代入敖据得：S=1.026再有动力因未小式：g+込算中.=f+i=/+()=0.060学為=0J5/j2dt/，DmM=0.060+1

9、；?秽+0.75*3.6=03425E4Jdu-3由De尸妙+(一)m可得、最大爬坡度为:第二章汽车的燃油经济性2.1“车开得慢，油门踩得小，就一定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”这两种说法对不对？答：不对。由汽车百公里等速耗油量图，汽车一般在接近低速的中等车速时燃油消耗量最低，并不是在车速越低越省油。由汽车等速百公里油耗算式（2-1）知，汽车油耗量不仅与发动机燃油消耗率有关，而且还与车速、档位选择、汽车的状况、汽车的质量利用系数等使用因素有关，还与汽车的质量和总体尺寸、传动系、轮胎的选择有关，发动机省油时汽车不一定就省油。试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。答：采用无

10、级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了内燃机的功率，大大地改善了汽车动力性。同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了然油经济性。用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线，确定保证发动机在最经济状况下工作的“无级变速器调节特性”。答：由发动机在各种转速下的负荷特性曲线的包络线即为发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线，如课本图2-9a。利用此图可以找出发动机提供一定功率时的最经济状况（转速与负荷）。把各功率下最经济状况运转的转速与负荷率表明在外特性曲线上，便得到“最小燃油消耗特性”。无

11、级变速器的传动比i与发动机转速n及汽车行驶速度ua之间关系关系:t无觥变览器榨动此r与发动抗转速眼期號却苟驶建度之阖有如丁0377=4幺1肥叫tA为对菜汽圭石言靖常数A=0.37）当汽车一遠度U庄一定道路沙躺行敦甘，粮据应谨捉供的功率:由“條小燃油消耗特性曲魏卒求出窓渤机经济的工作转速为肛爲将,；代九上式，貯痔无觇変速答应商的特动比厂、带同一/植的道路上，不同车速时尤皱变速器妁调节淸出如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性？答：汽车底盘设计应该从合理匹配传动系传动比、缩减尺寸和减轻质量、合理选择轮胎来提高燃油经济性。为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性？试举例说明

12、。答：在一定道路条件下和车速下，虽然发动机发出的功率相同，但传动比大时，后备功率越大，加速和爬坡能力越强，但发动机负荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，传动比小时则相反。所以传动系统的设计应该综合考虑动力性和经济性因素。如最小传动比的选择，根据汽车功率平衡图可得到最高车速umax(驱动力曲线与行驶阻力曲线的交max点处车速)，发动机达到最大功率时的车速为U。当主传动比较小时，uu，汽车后备功ppmax率小，动力性差，燃油经济性好。当主传动比较大时，则相反。最小传动比的选择则应使up与umax相近，不可为追求单纯的的动力性或经济性而降低另一方面的性能。max试分析超速档对汽车动力性

13、和燃油经济性的影响。答：汽车在超速档行驶时，发动机负荷率高，燃油经济性好。但此时，汽车后备功率小，所以需要设计合适的次一挡传动比保证汽车的动力性需要。P8P=42n由以上三条关系式，可屈號出暮牛档位下发动机询肓过祈率图a再有阻力2)v弩虑满我时情抚等速百必里油耗必式：T/77rr-jXT：020刘比和Ua(krrt4i)n7x360076140=7.647+1(T%+3.63舒10_sw/由以上愴恵柞出汽车坊準平衡图加下：(L/IODKm)Qs1皿皿0377mJ4=貶高档时！=t耳該取Pc=ISKwi:n-FISr/mitiJp%=934JSi和上由贞荷铮性貯线的眉合矗式：=17402/(TC

14、w/i)=Q=一空一=23L如Qgil:n-l2b=305.2/(ArwA)Q=20Jtiv:竹2M知/min/F%=石L7JJCftl/h由宜琦峙性苗线対拟售鸟式得：b=2S(lAgf(KwJi)=Q.=H.7LV:卩化=80.75ATm/h由贡持胯性崗我的拟合公式得：=b=431.3/(-h)=Qf=136匚%=92-17/Cm/z由贞苟特性曲线対拟合公式得：=乃二529.4雷/(血山)nQ广14乩跛有叔上各个点可以枇岀疊高档的等速酉公里-;由病曲嶷:to30151D530ill?25同曹，可漑出次高抄的等速百公里油亮佃我苗略）尊速订舍里轴耗曲城弐1W705090100U迸Km啊轮胎对汽车

15、动力性、燃油经济性有些什么影响？答：1）轮胎对汽车动力性的影响主要有三个方面：轮胎的结构、帘线和橡胶的品种，对滚动阻力都有影响，轮胎的滚动阻力系数还会随车速与充气压力变化。滚动阻力系数的大小直接影响汽车的最高车速、极限最大加速度和爬坡度。汽车车速达到某一临界值时，滚动阻力迅速增长，轮胎会发生很危险的驻波现象，所以汽车的最高车速应该低于该临界车速。轮胎与地面之间的附着系数直接影响汽车的极限最大加速度和爬坡度。2）轮胎对燃油经济性的影响轮胎的滚动阻力系数直接影响汽车的燃油经济性。滚动阻力大燃油消耗量明显升高。为什么公共汽车起步后，驾驶员很快换入高档？答：因为汽车在低档时发动机负荷率低，燃油消耗量好

16、，高档时则相反，所以为了提高燃油经济性应该在起步后很快换入高档。达到动力性最佳换档时机是什么？达到燃油经济性的最佳换档时机是什么？二者是否相同？答：达到动力性最佳应该使汽车加速到一定车速的时间最短，换档时机应根据加速度倒数曲线确定，保证其覆盖面积最小。达到燃油经济性的换档时机应该根据由“最小燃油消耗特性”确定的无级变速器理想变速特性，考虑道路的屮值，在最接近理想变速特性曲线的点进行换档。二者一般是不相同的。第四章汽车的制动性4.1一轿车驶经有积水层的一良好路面公路，当车速为100km/h时要进行制动。为此时有无可能出现划水现象而丧失制动能力？轿车轮胎的胎压为179.27kPa。解：客低淮蹄宵朮

17、层傑度趙过轮胎构榕洙废估算滑水布速：H严34拓CkPaj代入趙拯執/-84.fiQhiVh而弑”敝冇能i1iM水址益而失夫制功能An4.工亡第四章第三节中.书川了C盘7U0侨弔曲制功丟屮真空勵力改拘爪箔空临助.力后的制动试脸给果.试山表中折列删洁舜讨+；的数值凹说明制动器作用时问的虽要性“4-3的数据哄出公式=1?625.92afpnia计算r；+*r；的数值。川展认为制同駐起作用时间的械少是缩憑制顽律离的主妾煌丙=4.3Uh前轴制用附着系数为：(?j=-內+%后柚利月附着泰数为巳仰-虫二业“-迟空如炉严笔严-唱警十3咔故空载时廿轮总是先抱死满载吋：%由“式耳1厂(1-0)+砒伦数聪=2449

18、益仔冷她少二23阳空匕=耐沁L17uiLtf=f&_(p声八g抿咕晶両少二偽时：亡腿.瓷抱死z/L(作團如下户:俗一I-eh糾儿“Q5代入趙摇也严宀;r作图毎门2.4-49+1.1了件i口率=ii；I:ddriii9iiiI丿IiiII10.20.10.2030.40.5C.607OHO.S附着系數2）一由图颈者許算可餌；空戴时0.S制动效率妁为0口因此其最乂动减速度诡=0尿山了二皿曲代入脸式:f3.61616出圈或布I申【仙精載恥制功敷率为化丽丙此苴最人动减速蛮/呎二（1砲X0.S7二口的龟制动距离I?号2+咚V2.3）九芳制功泰前部管蹄插协3尹Fq=井-如n后轴利用楠系数蒔-一a/Ln后轼

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20、对致軸汽弔前、后轴閣功丿的付配冇何规说删怦川遠种规远的坦由辛答;为了保述制功W汽卞的方向矗匸性和冇足够泊別动盈率.氓合国欧制经济逓舷制定的ECER13制动对发柚肯车前*后轮制动器制动丿提出了明确的要求.我国的行收册ZBT240flO7的也堤T关恸勺蔓求：门1以:跡和戈大益痕U.kF3.5t的佚T为例予以说I乩法规规込对于犁=0.2-O.SIh1lW种弔輛要茨也或页度书辆在各种裝撤狀痼时.前轴制.司附着靠薮曲戟睑左后軸利用射着泰数竹張之上=和于感人总质盘乂于*用的隹弔,在如动加度501予心之砒超根轴的利用附着至数门純盤干炉=壬二1)0$两铁平厅于理担附若至鳌直娥的平行缨之4而制动孤庞03,话轴的

21、刊用附着系数满是关搽武诈M十0/74(口聲则认为也满足了炷观的要求但是别于轿中而言制动强庇在(HJM之间.肩轴刹用附若乘數曲跋车紹过直銭聆=0血的条件下，允许后轴刑用.乘竝曲磯在前皴利用附若系数曲线的上方1作出这种规定的目的是为了保证制动时汽车的方向稳定性和有足够的制动效率。4.5LB-b:答穽：同歩附君靠数卩二一=%2)=O.U|1变为不足转向“5.3汽车的稳态响应有哪几种类型？表征稳态响应的具体参数有哪些？它们彼此之间的关系如何？答.汽车的稳态响应有三种类型，即中性转向、不足转向和过多转向。表征稳态响应的参数有稳定性因数K,前、后轮的侧偏角角绝对值之差（a-a2），转向半径的比R/R0,静

22、态储备系数S.M等。它们之间的彼此关系为：彼此之间曲天系见螯厲书会式（5-13）（5-16）Cg-IjX氐M恥出一科茁小汽牛称命转向轉注的方淤4说明汽牛直心前竟庞宜孙外轮0荷转移如何影响栢态转向特性？答；方洙Lain空汕为不足转向a1-2HW为取性转向,qlVvU时为过多转向；.R/RD討吋掬不足蒔间R/RO刽讨.为中性转向R/RO时禹过雾转向；3$一制丸吋为不足转向,$M-Q吋为中性转向.S.hlvDMV过窑转向“汽牛；览则前币位宜科I从夕卜魏貝荷转移使筍汽平质心至前罔馳曲离孤b发生变化K也发二变化，5.4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳

23、态转向特性？汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？答：不一样。汽车转弯时由于侧倾力矩的作用，左、右车轮的垂直载荷不再相等，所受阻力亦不相等。另外，车轮还将受到地面侧向反作用力。主销内倾角和后倾角功能有何不同？答：主销内倾角的作用，是使车轮在方向盘收到微小干扰时，前轮会在回正力矩作用下自动回正。另外，主销内倾还可减少前轮传至转向机构上的冲击，并使转向轻便。主销后倾的作用是当汽车直线行驶偶然受外力作用而稍有偏转时，主销后倾将产生车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，可保证汽车支线行驶的稳定性。汽车转向轮的回正力矩来源于两个方面，一个是主销内倾角，依靠前轴轴荷，和车速无关；一个是主销后倾角，依靠

24、侧倾力，和车速有关；速度越高，回正力矩就越大。横向稳定杆起什么作用？为什么有的车装在前悬架，有的装在后悬架，有的前后都装？答：横向稳定杆的主要作用是增加汽车的侧倾刚度，避免汽车在转向时产生过多的侧倾。另外，横向稳定杆还有改变汽车稳态转向特性的作用，其机理在题5.2中有述。横向稳定安装的位置也是由于前、后侧倾刚度的要求，以及如何调节稳态转向特性的因素决定的。某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。按照二自由度操纵稳定性模型，其稳态转向特性为过多转向，试找出五种改善其特性的方法。答：增加主销内倾角；增大主销后倾角；在汽车前悬架加装横向稳定杆；使汽车前束具有在压缩行程减小，复原行程增大的特性；

25、使后悬架的侧倾转向具有趋于不足转向的特性。汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性？答：不具有相同的操纵稳定。因为汽车空载和满载时汽车的总质量、质心位置会发生变化，这些将会影响汽车的稳定性因数、轮胎侧偏刚度、汽车侧倾刚度等操纵稳定性参数。试用有关公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标的影响。答：以静态储备系数为例说明汽车质心位置对稳态响应指标的影响：当中性转向点与质心位置重合时，S.M.=O,汽车为中性转向特性；当质心在中性转向点之前时，S.M为正值，汽车具有不足转向特性;当质心在中性转向点之后时，S.M为负值，汽车具有过多转向特性5.11转向灵敏度二1）稳运性至数：K

26、_应h讪山耳=峰值反应时间卓5.12稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为特征车速uch。证明：特征车速uch?1/K，且在特征车速时的横摆角速度增益，为具有相等轴距L中性转向汽车横摆角速度增益的一半。答：特征车速指汽车稳态横摆角速度增益达到最大值时的车速，汽车稳态横摆角速度增益为：5.13答：提高操纵稳定性习题图5为三种前独立悬架对车轮相对车身垂直上下位移时前束变化的影响。试问图中哪一条曲线具有侧倾过多转向效果？答：曲线1对应的前独立悬架，转弯时车厢侧倾，内侧前轮处于反弹行程，前束增加，车轮向汽车纵向中心线转动，外侧前轮处于压缩行程，前束减小，车轮向外转动。采用这种悬架导致汽车的侧倾

27、转向增加了不足转向量，具有侧倾不足转向效果。曲线2对应的前独立悬架，曲线较其他两种更贴近纵坐标轴，说明这种悬架的侧倾转向量很小，几乎等于零。曲线3对应的前独立悬架，转弯时车厢侧倾，内侧前轮处于反弹行程，前束减小，车轮向汽车纵向中心线相反方向转动，外侧前轮处于压缩行程，前束增大，车轮向内转动。采用这种悬架导致汽车的侧倾转向增加了过多转向量，具有侧倾过多转向效果。转向盘力特性与哪些因素有关，试分析之。答：转向盘力随汽车运动状况而变化的规律称为转向盘力特性，与下列因素有关：转向器传动比及其变化规律、转向器效率、动力转向器的转向盘操作力特性、转向杆系传动比、转向杆系效率、由悬架导向杆系决定的主销位置、轮胎上的载荷、轮胎气压、轮胎力学特性、地面附着条件、转向盘转动惯量、转向柱摩擦阻力以及汽车整体动力学特性等。地面作用于轮胎的切向反作用力是如何控制转向特性的？答：参考课本第六节。第六章汽车的平顺性6.112.51-二24.28”=20L宀24OR=2()L()=147.7010-6査P173圈知：人的主观感蛍为根不舒适查表得，人的主观感受为很不舒服6.2Gq(p=冲诟p=2.56*10*0J21=5.12*1GJ/)=4眾()孙纭=4*SKrO.l2*20=2.()2木1(尸Gq!jliiI