汽车理论习题与参考答案2008-1

D Ⅰmax f cos max sin max
2 2 （2分） D Ⅰmax f 1 D Ⅰmax f max arcsin 1 f 2 du g 3）加速时间：∵ ( D f ) ，利用上式将动力特性图变为加速度倒数 dt/du~ua 曲线， dt u 2 dt 然后在该图上利用式 T du u1 du
分析计算：
（1）什么叫汽车的动力因数？请用简图并简述利用动力特性来分析某四挡变速器汽车的动 力性的方法？
答：汽车的动力因数 D
Ft FW ，即汽车驱动力与空气阻力的差与汽车重力的比值。 G
如图作出五挡变速器汽车的动力特性图， 分析汽车动力性的步骤为： 1）最高车速：f 线与直接挡 D-ua 曲线的交点即为汽车的最高车速； 2）最大爬坡度：D 曲线与 f 曲线间的距离即表示汽车上坡能力，应将 f 线平移求与Ⅰ挡 D 曲线的相切点，该切点与 f 线间的距离即为最大爬坡度，
r n
Pe ge 中， 可计算 1.02ua g
得到 Qua1； 5) 另选择最高挡的车速 ua2，同样的方法可得 Qua2，以此类推，得到最高挡多个 车速下的不同 Q 值，描点作图即得汽车等速百公里燃油消耗曲线。
汽车等速百公里燃油消耗曲线 （18）请说明确定汽车变速器一挡传动比的方法。 答：要考虑三方面的因素：最大爬坡度、附着条件和汽车最低稳定车速。 即
填空：
1）载货汽车的比功率主要是根据 货车总质量 来确定。 2）富康轿车的附着利用率随着附着系数的增大而 减小 。
E1
F1 F1 F 2

b f hg L hg
3）汽车行驶时的必要条件是 F f FW Fi Ft ，充分条件是 Ft FZ t 。 4）汽车行驶时的驱动条件为： F f FW Fi Ft 。 5）汽车在下坡路上加速行驶时，其行驶阻力有 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻 力 几种。 6） 汽车行驶时所遇到的加速阻力作用位置为 平移质量惯性力作用在其质心， 旋转质量惯性 力偶矩作用在各自旋转轴心 。 7）汽车行驶时，受到的道路阻力为 滚动阻力 和 坡度阻力 两部分。
8）通常用汽车的 原地起步 加速时间和 超车 加速时间来表明汽车的加速能力。 9）评价汽车动力性有 最高车速 、加速时间 、最大坡度 三个指标。
选择：
1）轿车的最高车速主要取决于（B） A．总质量 B．比功率 C．最大功率 2）汽车行驶时，在一定条件下的行驶阻力有（BD） A．滚动阻力 B．坡度阻力 C．空气阻力 D．加速阻力 3）某轿车的空气阻力系数为（B） A．0.10 B．0.30 C．0.60 D．0.80 4）某轿车的比功率大小主要取决于（B） A．加速能力 B．最高车速 C．汽车总质量 D．最大爬坡能力 5）汽车旋转质量换算系数δ （B） A．小于1 B．大于1 C．等于1 D．小于或等于1 6）某客车的空气阻力系数为（C） A．0.10 B．0.30 C．0.60 D．0.85 7）某汽车在某平路上以某一车速等速行驶时，如挡位越高，则（BD） A．后备功率越大 B．后备功率越小 C．燃油消耗率越大 D．燃油消耗率越小 8）与汽车滚动阻力系数无关的因数是（ C ） A．轮胎结构 B．轮胎气压 C．车辆重量 D．车辆速度 9）与汽车燃油经济性无关的因素是（ B ） A．车辆重量 B．行驶里程 C．发动机 D．轮胎
Ft FW ，即汽车驱动力与空气阻力的差与汽车重力的比值。 G
附着利用率：汽车附着力与该汽车全轮驱动汽车附着力的比值。 附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值。 汽车后备功率：称 Pe
1
T
( Pf Pw ) 为汽车的后备功率。其中 Pe 为汽车某挡某车速等速行
驶时发动机在相应转速下能发出的最大功率，Pf , Pw 分别为汽车在该车速等速行驶时的滚动 阻力功率和空气阻力功率， T 为发动机的机械效率。
判断：
1）某汽车为前轮驱动，其附着率大于地面附着系数。 （×） 2）汽车行驶时所遇到的加速阻力作用在汽车的质心。 （×） 3）汽车行驶时，发动机发出的功率始终等于滚动阻力、坡道阻力、空气阻力和加速阻力四 项阻力所消耗的功率之和。 （×） 4）汽车在良好公路上等速行驶时，道路对从动轮的切向反力是从动轮的滚动阻力。 （×） 5）某汽车的头挡最大动力因数为0.13。 （×） 6）当汽车带挂行驶后，汽车单位行程燃油消耗量将会减少。 （×） 7）汽车行驶时的驱动力是道路对驱动轮的切向反力。 （×） 8）汽车满载时，在良好路面上的最大爬坡度，表示汽车的上坡能力。 （×） 9）汽车等速行驶时的驱动力等于附着力。 （×） 10）某汽车在平路上以最高车速行驶时，该汽车的燃油经济性最好。 （×） 11）汽车的空气阻力系数与车身的体积无关。 （√） 12）汽车的主减速比增大，则汽车的经济性改善。 （×）
特性拟合曲线公式为 ge=1120-120Pe+7Pe2-0.2Pe3+0.002Pe4，式中 Pe 为发动机净功率，kW； ge 为燃油消耗率，g/kW·h；取传动系效率为0.9；道路滚动阻力系数为0.012；燃油密度为 0.7g/m3；请求该车此时的等速百公里燃油消耗量为多少？ （17）汽车发动机的万有特性？说明利用发动机的万有特性求解汽车的等速百公里燃油消 耗量曲线的方法。 解：以转速 n 为横坐标，以转矩 Te 或功率 Pe 为纵坐标，在图上画出许多等燃油消耗曲线和 等功率曲线，即万有特性。
FP1 ，是车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，即单 W
位汽车重力所需之推力。 滚动半径： rr
S ， nW 为车轮转动的圈数， S 为在转动 nW 圈时车轮滚动的距离。 2nW
比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率。 传动系最大传动比：传动系最大传动比 i max 是变速器Ⅰ挡传动比 i g 1 与主减速器传动比 i 0 的 乘积（在没有分动器或副变速器时） 。 质量利用系数：装载质量与整车整备质量之比。 动力因数： D
第1—3章
名词解释：
使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线。 传动系的最小传动比：传动系的总传动比 it 挡时，传动系最小传动比就是主传动比。 滚动阻力系数： f
ig i0ic ，其中 ig 为变速器传动比， i0 为主传动
比， i c 为分动器或副变速器的传动比，若没有分动器或副变速器，且变速器直接挡为最高
η
汽车最高挡功率平衡图 汽车发动机万有特性图 1) 汽车以最高挡某车速 ua1 匀速行驶， 在功率平衡图上可得到该车速下平路匀速 行驶时发动机输出的功率 Pe1； 2) 由式 u a 0.377 i g i0 可计算最高挡 ua1 行驶时的发动机转速 ne1； 3) 在汽车发动机万有特性图上，由上述的 Pe1 和 ne1 插值得到 ge1； 4) 将上述得到的 Pe1 和 ge1 及其它已知参数代入计算式 Qs
r n
Pe ge 中，可计算得到 Qua1； 1.02ua g
5）另选择最高挡的车速 ua2，同样的方法可得 Qua2，以此类推，得到最高挡多个车速下的不 同 Q 值，描点作图即得汽车等速百公里燃油消耗曲线。
某汽车等速百公里燃油消耗曲线 （3）请说明分析汽车变速器挡位的多少，挡位的高低，传动比的大小对汽车主要使用性能 的影响？ 答：汽车变速器挡位的多少，挡位的高低，传动比的大小对汽车的动力性和燃油经济性影响 很大。 1） 对动力性而言，变速器挡数越多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高 了汽车的加速与爬坡能力。就燃油经济性而言，挡数越多，增加了发动机在低燃油消耗 率区工作的可能性，降低了油耗。所以增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。 2） 挡位越低，传动比越大，则后备功率越大，此时汽车的加速和爬坡能力越好，动力性越 好；但同时发动机的负荷率低，燃油消耗率高，燃油经济性差。挡位高，传动比小时情 况正好相反。 （4）请利用发动机负荷特性图和汽车功率平衡图，来分析说明使用因素对汽车燃油经济性 的影响？（参见教材 P50） 答：使用因素包括： 1）行驶车速：一般地，汽车在各挡均是在接近低速的中等车速时燃油消耗量最低，高速时 随车速增加燃油消耗量迅速加大。这是因为在高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽 车的行驶阻力增加很多而导致百公里油耗增加的缘故。 （用发动机负荷特性图和汽车功率平 衡图说明） 2）挡位选择：挡位越低，后备功率越大，发动机的负荷率低，燃油消耗率高，燃油经济性 差。挡位高时情况正好相反。 （用发动机负荷特性图和汽车功率平衡图说明） 3）挂车的应用和正确的保养与调整亦可说明一下。 （5）请说明确定汽车传动系最小传动比的方法？并利用功率平衡简图分析其大小对汽车性 能的影响。 答：传动系的总传动比 it
计算方法为：
进行积分可得加速时间。
（2）请说明利用发动机负荷特性图和汽车功率平衡图，来求作某汽车在某道路上行驶时的 燃油经济性曲线的方法步骤？
η
汽车最高挡功率平衡图 汽车发动机负荷特性图 答：1）汽车以最高挡某车速 ua1匀速行驶，在功率平衡图上可得到该车速下平路匀速行驶时 发动机输出的功率 Pe1； 2）由式 u a 0.377 i g i0 可计算该挡 ua1行驶时的发动机转速 ne1； 3）在汽车发动机负荷特性图上，由上述的 Pe1和 ne1插值得到 ge1； 4）将上述得到的 Pe1和 ge1及其它已知参数代入计算式 Qs
ig i0ic ，其中 ig 为变速器传动比， i0 为主传动比， ic 为分动器
或副变速器的传动比，若没有分动器或副变速器，且变速器直接挡为最高挡时，传动系最小 传动比就是主传动比。 2
3
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
如上图，i01>i02>i03，i0=i01时，汽车后备功率大，加速性能好，但负荷率低，燃油消耗率高， 燃油经济性差；i0=i03时，汽车后备功率小，最高车速小，加速性能差，而负荷率高，燃油 消耗率低，燃油经济性好；i0=i02时，可获得最大的最高车速，而其它动力、燃油经济性能 居中。需指出的是 i0=i03时，虽然负荷率高，燃油消耗率低，燃油经济性好，但使得车辆在 某挡位行驶（如最高挡）时，造成动力性不足，可能因路面条件的略微变化导致不得不降至 低挡，反而使得燃油经济性变差。 （6）什么是汽车传动系最小传动比？请用功率平衡图分析汽车传动系最小传动比的大小对 汽车动力性和燃油经济性的影响？ 答：见（5）题。 （ 7） 某汽车驾驶员驾驶 EQ140汽车时， 如果采用第3挡起步是否可行？正确的方法应如何？ 并请说明其道理？ 答：不可行，正确的方法是用一挡起步，随着车速的提高逐次加至高挡行驶。第3挡起步时 驱动力不足，不足以克服各项阻力。 （可将驱动力公式写出说明） （8）什么叫汽车的最大爬坡能力？如某车最低挡的最大动力因数为 D1 max ，最高挡的最大 动力因数为 D0 max ，道路滚动阻力系数为 f，请问该车的最大爬坡能力为多少？ （9）某汽车驾驶员驾驶 EQ1091汽车在平路上进行带挂和不带挂两种工况行驶，请画出上 述工况的功率平衡简图？分析说明两种工况下的燃油经济性？ （10）什么叫汽车传动系的最大传动比？当汽车传动系最小传动比确定之后，如何确定汽 车传动系的最大传动比？ 答：参见（18）题。 （11）请说明汽车起步连续换挡加速行驶工况燃油消耗量的计算方法。 （12）通常，前轮驱动的轿车，其质心偏前布置，请分析说明其道理。 （13）请说明用道路试验方法测定某汽车加速能力的方法？（应说明测试的条件、测试的 仪器、试验的方法步骤、测试结果的处理） （14）请说明用道路试验测定某汽车以直接挡稳定行驶时的燃油经济性曲线的方法？（应 说明测试的条件、测试的仪器、试验的方法步骤、测试结果的处理） （15）什么叫汽车的比功率？请说明确定汽车比功率的方法？ （16）某汽车的总质量为3800kg；主传动比为5.83；车轮半径0.365m；空气阻力系数0.8； 迎风面积3.5m2；该车在某平路上以直接挡稳定行驶，如发动机转速为2000r/min，此时负荷