汽车理论 余志生 第五章
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《汽车理论》课程教学大纲课程名称:汽车理论/Automobile Theory课程编码:课程类型:学科专业课总学时数/学分数:48/3实验(上机)学时:8适用专业:汽车维修工程教育先修课程:汽车构造、发动机原理制订日期:2005.10一、课程的性质、任务和教学目标汽车理论是为交通运输、汽车维修工程教育专业开设的一门重要的学科专业课。
通过学习该门课程,培养学生分析、解决问题的能力,为学习后继课程(汽车检测与诊断技术、汽车设计)从事工程技术工作、进行科学研究、以及开拓新技术,打下坚实的基础。
通过理论和实践教学,使学生掌握:1. 汽车动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性和通过性的基本概念、评价指标、计算方法;2.以理论分析和试验研究密切结合的方法,研究汽车主要使用性能与结构参数之间的内在联系,分析汽车主要使用性能的各种影响因素;3. 汽车动力传动系系统参数的基本匹配方法;4. 汽车主要使用性能的测试原理、所用仪器及测试方法。
二、课程教学内容及要求三、实验内容及要求实验内容:实验一、汽车动力性实验实验二、汽车燃油经济性实验试验三、汽车制动性实验实验教学要求见实验教学大纲。
五、教学方法和手段课堂教学采用多媒体教学手段与黑板相结合的方式,强调理论的应用性及实践性,在各章节中穿插具有工程背景的应用实例。
并辅之以实验教学。
课堂讲授为56学时,实验教学为8学时。
六、考核方式本课程为考试课。
期末笔试占总成绩的80%,平时作业、小测验占总成绩的10%,实验占总成绩的10%。
七、建议教材及教学参考书教材:《汽车理论》(第三版)余志生主编机械工业出版社 2005.3参考书:《汽车运用工程》(第三版)高延令主编人民交通出版社2004.4。
余志生汽车理论第五章课后习题答案5.1一轿车(每个)前轮胎的侧偏刚度为-50176N /rad 、外倾刚度为-7665N /rad 。
若轿车向左转弯,将使两前轮均产生正的外倾角,其大小为40。
设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响.试求由外倾角引起的前轮侧偏角。
答: 由题意:F Y =k α+k γγ=0故由外倾角引起的前轮侧偏角: α=- k γγ/k=-7665⨯4/-50176=0.61105.2 6450轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象,工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度,结果汽车的转向特性变为不足转向。
试分析其理论根据(要求有必要的公式和曲线)。
答: 稳定性系数:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=122k b k a L m K1k 、2k 变化,原来K ≤0,现在K>0,即变为不足转向。
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(要求有必要的公式和曲线)? 答: 汽车稳态响应有三种类型 :中性转向、不足转向、过多转向。
几个表征稳态转向的参数: 1.前后轮侧偏角绝对值之差(α1-α2); 2. 转向半径的比R/R 0;3.静态储备系数S.M.彼此之间的关系见参考书公式(5-13)(5-16)(5-17)。
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态转向特性?答:方法:1.α1-α2 >0时为不足转向,α1-α2 =0时为中性转向,α1-α2 <0时为过多转向;2. R/R0>1时为不足转向,R/R0=1时为中性转向,R/R0<1时为过多转向;3 .S.M.>0时为不足转向,S.M.=0时为中性转向,S.M.<0时为过多转向。
汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移使得汽车质心至前后轴距离a、b发生变化,K也发生变化。
5.5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样?答:否,因转弯时车轮受到的侧偏力,轮胎产生侧偏现象,行驶阻力不一样。
s 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Fz 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Tf=Fz *a 。
为克服该滚动阻力偶矩,需要在车轮中心加一推力Fp 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 )。
汽车理论第四版(余志生著)课后答案下载汽车理论第四版(余志生著)课后答案下载本书为全国高等学校机电类专业教学指导委员会汽车与拖拉机专业小组制订的规划教材,并于“九五”期间被教育部立项为“普通高等教育九五部级重点教材”和“面向21世纪课程教材”,于“十五”期间被教育部立项为“普通高等教育十五国家级规划教材”。
本书根据作用于汽车上的外力特性,分析了与汽车动力学有关的汽车各主要使用性能:动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性及通过性。
各章分别介绍了各使用性能的评价指标与评价方法,建立了有关的动力学方程,分析了汽车及其部件的结构形式与结构参数对各使用性能的影响,阐述了进行性能预测的基本计算方法。
各章还对性能试验方法作了简要介绍。
另外,还介绍了近年来高效节能汽车技术方面的新发展。
本书为学生提供了进行汽车设计、试验及使用所必需的专业基础知识。
汽车理论第四版(余志生著):推荐理由点击此处下载汽车理论第四版(余志生著)课后答案汽车理论第四版(余志生著):书籍目录第4版前言第3版前言第2版前言第1版前言常用符号表第一章汽车的动力性第一节汽车的动力性指标。
第二节汽车的驱动力与行驶阻力一、汽车的驱动力二、汽车的行驶阻力三、汽车行驶方程式第三节汽车的驱动力,行驶阻力平衡图与动力特性图一、驱动力一行驶阻力平衡图二、动力特性图第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率一、汽车行驶的附着条件二、汽车的附着力与地面法向反作用力三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力四、附着率第五节汽车的功率平衡第六节装有液力变矩器汽车的动力性参考文献第二章汽车的燃油经济性第一节汽车燃油经济性的评价指标第二节汽车燃油经济性的计算第三节影响汽车燃油经济性的因素一、使用方面二、汽车结构方面第四节装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算第五节电动汽车的研究一、混合动力电动汽车的特点二、混合动力电动汽车的结构三、混合动力电动汽车的节油原理四、能量管理策略五、实例分析一一丰田混合动力电动汽车Prius六、电动汽车的动力性计算第六节汽车动力性、燃油经济性试验一、路上试验二、室内试验参考文献第三章汽车动力装置参数的选定第一节发动机功率的选择第二节最小传动比的选择第三节最大传动比的选择第四节传动系挡数与各挡传动比的选择第五节利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数一、主减速器传动比的确定二、变速器与主减速器传动比的确定三、发动机、变速器与主减速器传动比的确定参考文献第四章汽车的制动性第一节制动性的评价指标第二节制动时车轮的受力一、地面制动力二、制动器制动力三、地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系四、硬路面上的附着系数第三节汽车的制动效能及其恒定性一、制动距离与制动减速度二、制动距离的分析三、制动效能的恒定性第四节制动时汽车的方向稳定性一、汽车的制动跑偏二、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失第五节前、后制动器制动力的比例关系一、地面对前、后车轮的法向反作用力二、理想的前、后制动器制动力分配曲线三、具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数四、前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析五、利用附着系数与制动效率六、对前、后制动器制动力分配的要求七、辅助制动器和发动机制动对制动力分配和制动效能的影响八、制动防抱装置第六节汽车制动性的试验参考文献第五章汽车的操纵稳定性第一节概述一、汽车操纵稳定性包含的内容二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应三、人一汽车闭路系统四、汽车试验的两种评价方法第二节轮胎的侧偏特性一、轮胎的坐标系二、轮胎的侧偏现象和侧偏力-侧偏角曲线三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响四、回正力矩一一绕OZ轴的力矩五、有外倾角肘轮胎的滚动第三节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应一、线性二自由度汽车模型的运动微分方程二、前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态响应一一等速圆周行驶三、前轮角阶跃输入下的瞬态响应四、横摆角速度频率响应特性第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系一、汽车的侧倾二、侧倾时垂直载荷在左、右侧车轮上的'重新分配及其对稳态响应的影响三、侧倾外倾一一侧倾时车轮外倾角的变化四、侧倾转向五、变形转向一一悬架导向装置变形引起的车轮转向角六、变形外倾一一悬架导向装置变形引起的外倾角的变化第五节汽车操纵稳定性与转向系的关系一、转向系的功能与转向盘力特性二、不同工况下对操纵稳定性的要求三、评价高速公路行驶操纵稳定性的试验一一转向盘中间位置操纵稳定性试验四、转向系与汽车横摆角速度稳态响应的关系第六节汽车操纵稳定性与传动系的关系一、地面切向反作用力与“不足-过多转向特性”的关系二、地面切向反作用力控制转向特性的基本概念简介第七节提高操纵稳定性的电子控制系统一、极限工况下前轴侧滑与后轴侧滑的特点二、横摆力偶矩及制动力的控制效果三、各个车轮制动力控制的效果四、四个车轮主动制动的控制效果五、VSC系统的构成六、装有VSC系统汽车的试验结果第八节汽车的侧翻一、刚性汽车的准静态侧翻二、带悬架汽车的准静态侧翻三、汽车的瞬态侧翻第九节汽车操纵稳定性的路上试验一、低速行驶转向轻便性试验二、稳态转向特性试验三、瞬态横摆响应试验四、汽车回正能力试验五、转向盘角脉冲试验六、转向盘中间位置操纵稳定性试验参考文献第六章汽车的平顺性第一节人体对振动的反应和平顺性的评价一、人体对振动的反应二、平顺性的评价方法第二节路面不平度的统计特性一、路面不平度的功率谱密度二、空间频率功率谱密度C。
汽车理论课后习题答案余志⽣版版第⼀章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)由即⾏驶阻⼒为w f F F +: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m in /600n min r =,m in /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 +=分别代⼊a U 和t F 公式:把q T 的拟和公式也代⼊可得: n>4000⽽4000m ax =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max ==U Km/h ⑵最⼤爬坡度:挂Ⅰ档时速度慢,Fw 可忽略: =0.366(3)克服该坡度时相应的附着率 zx F F=?忽略空⽓阻⼒和滚动阻⼒得: 3)①绘制汽车⾏驶加速倒数曲线(已装货):40.0626)(1f D g du dt a -=2111r i i I m r I m Tg f w ηδ++=∑=1.128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。