《汽车理论》余志生 第五版课件5.6

D 第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答：1）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阻力。

2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑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量损失，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，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，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Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。

即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。

3）作用形式：滚动阻力fw F f =rT F f f =（f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、驱动力、转向、气压等有关。

1.4、空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？ 答：汽车的动力性指汽车在良好路面上直线行驶时，由纵向外力决定的所能达到的平均行驶速度。

空载时动力性好，因为空载时G 减小，Ua 相应增大，a 也增大。

汽车的动力性有三个指标：1）最高车速 2）加速时间 3）最大爬坡度 且这三个指标均于汽车是空载、满载时有关 。

1.5、 如何选择汽车发动机功率?答：1.常先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机应有的功率。

〔从动力性角度出发〕 这些动力性指标：j t i u ,,max发动机的最大功率应满足上式的计算结果，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。

2.根据汽车的比功率来选择。

比功率是单位汽车总质量具有的发动机功率。

1.6、超车时该不该换入低一档的排档?答：当总的传动比较大时，发动机后备功率大，加速容易，更易于达到较高车速。

1.7、答：1> 对于F-F 型轿车：最大驱动力等于前轮附着力ϕϕϕmg F F z %5.61F xbmax ===()w f t e P P P +≥η1⎪⎭⎫ ⎝⎛+=3max max 7614036001a D a t e u A C u Gf P η对于F-R 型轿车：最大驱动力等于后轮附着力ϕϕϕmg F F z %)7.551(F xbmax -===ϕ44.3%m g= 显然F-F 型轿车总的附着力利用情况较好。

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。

答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。

产生机理和作用形式：(1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。

由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力z F 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a ）。

如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩f z T F a =⋅。

为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力P F 与地面切向反作用力构成一力偶矩。

（2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。

（3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。

（4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。

1.2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。

这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。

1.3 确定一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）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。

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档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。

轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为23419.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000q n n n n T =-+-+-式中，Tq 为发动机转矩（N •m ）;n 为发动机转速（r/min ）。

《汽车理论》课程简介课程编号：05034023课程名称：汽车理论/Theory of Vehicle学分：3学时：48 （课内实验(践)：8 上机：0 课外实践：0 ）适用专业：车辆工程建议修读学期：6开课单位：车辆工程系先修课程：《汽车构造》、《机械振动》、《发动机原理》考核方式与成绩评定标准：闭卷考试，成绩评定：平时成绩（占30%）+期末考试成绩（占70%）教材与主要参考书目：教材：《汽车理论》第五版，主编:余志生. 机械工业出版社, 2010.参考书：1.《Elementary Vehicle Dynamics》第一版，主编:杨万福、邓亚东. 武汉理工大学出版社2006.2. 《Theory of ground vehicles》，主编: Jo.Yung.Wong John Wiley & Sons, 2001.3. 《车辆动力学基础》（美）格里斯比（Gililespie，T.D.）著；赵六奇，金达锋译. 清华大学出版社, 2006.12.内容概述：《汽车理论》课程为车辆工程专业(本科)必修的学科专业课，主要包括汽车的动力性、燃油经济性、汽车动力装置参数选定、操纵平稳性、平顺性和通过性等内容。

本课程以汽车基本性能分析为核心进行教学，根据作用于汽车上外力的特性，分析汽车各主要使用性能、性能评价指标和评价方法，分析汽车及其部件的结构形式与结构参数对使用性能的影响。

通过本课程的学习，熟悉汽车设计、试验及使用所必须的专业知识，系统掌握汽车行驶时的力学建模，性能分析和计算方法，掌握正确设计汽车和合理使用汽车的途径，具有分析和解决汽车工程问题的初步能力。

Theory of Vehicle is a specialty courses of Vehicle engineering, including the performance of driving , braking riding, maneuverability and high speed stabilization, roll stability, and fuel economy. The basic performance of the automobile is key part of teaching, and vehicle operation performances, assessment indicators and methods are analyzed according to the characteristics of external force applied to the vehicle, and the effect of the construction and parameters of the vehicle and its parts on the service performance are investigated in this course. Through learning this course, students will master the basic theory and skills of design and test of automotive mechanical systems to be able to analyze the driving force , kinematics and dynamics of the vehicle, and they also master an approach to design and use of the automotive mechanical systems to lay the foundation for the design and optimization of vehicle products.《汽车理论》教学大纲课程编号：05034023课程名称：汽车理论/Theory of Vehicle学分：3学时：48 （课内实验(践)：8 上机：0 课外实践：0 ）建议修读学期：6一、课程性质、目的与任务本课程为车辆工程专业(本科)必修的学科专业课，主要包括汽车的动力性、燃油经济性、汽车动力装置参数选定、操纵平稳性、平顺性和通过性等内容。

汽车理论第五版清华余志生编机械工业出版社第一章汽车动力性12345节，第六节没要求，可以不看。

第二章燃油经济性123节，456节没要求。

第三章动力参数选定12345节全部第四章12345节，第六节没要求。

这章考得很多第五章第三节比较重要，第四节也尽量看看，其余的考试都没咋考。

第六章第一节注意频率对人的震动反应，第三四节考了一个计算题，单双质量啥的，认真看下。

其余的没做要求。

第七章1，5节看一下，其余的不是很重要。

这本书老师都对前面要求很多，后面的粗略看下就行！上册让同学借去了汽车构造（下）第五版人民交通出版社陈家瑞主编P11离合器的功用P13摩擦离合器的类型,膜片弹簧离合器P16膜片弹簧离合器的结构形式P23单盘周布离合器的构造P27离合器踏板自由行程P41变速器的功用与组成P55同步起构造及原理P62操纵机构安全装置P113万向传动装置P115万向节P129驱动桥种类与作用P132主减速器P146差速器P167半轴作用种类结构特点179行驶系统的组成与作用191车桥的类型194转向轮定位参数209子午线轮胎有点221悬架的功用与组成223悬架的类型230减震器的作用与组成242独立悬架的类型267转向系统组成与类型，及作用269两侧转向轮偏转角之间的理想关系式270转向系统的传动比271转向盘自由行程275转向器类型303制动系统的作用与工作原理305制动器分类，鼓式制动器分析，画图322盘式制动器组成与分类没了我写的有点简略，最好你先把书都完整的看一下，这些都是我们考试时，老师给画的重点。

第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答：1）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阻力。

2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑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量损失，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，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，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Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。

即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。

3）作用形式：滚动阻力fw F f = rT F ff = （f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。

1.3、解答：1）（取四档为例） 由u F n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→r i i T F To g q t η=即432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19nn n n Tq −+−+−=o g i i rn u 377.0=行驶阻力为wf F F +：215.21a D w f U A C Gf F F +=+2131.0312.494a U +=由计算机作图有※本题也可采用描点法做图：由发动机转速在min /600n min r =，min /4000n max r =，取六个点分别代入公式：……………………………… 2）⑴最高车速： 有w f t F F F +=⇒2131.0312.494at U F +=分别代入a U 和t F 公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q +=把q T 的拟和公式也代入可得：n>4000而4000max =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max ==U Km/h⑵最大爬坡度：挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略： ⇒)(max w f t i F F F F +−=⇒GfF Git −=max⇒013.08.9*388014400max max −=−=f G F i t =0.366 （3）克服该坡度时相应的附着率 zxF F =ϕ 忽略空气阻力和滚动阻力得： 6.0947.12.3*366.0/=====a il l a i F Fi z ϕ3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f D g du dt a −==δ （G Fw Ft D −=为动力因素） Ⅱ时，22022111ri i I m r I mT g f wηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq −+−+−=215.21a D w U A C F =由以上关系可由计算机作出图为：②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。