汽车理论：第四章 汽车制动性作业(答案)

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F Z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。

即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z.•a阻碍车轮滚动。

3]作用形式: T f = Wf，T f = T f/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=494.312+0.13U a2由计算机作图有：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。

1.5 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。

1.6 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。

l t
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g 答案：1）
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m e 2）由图或者计算可得：
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间，后轴利用附着系数曲线不超过直线的条件下，允许后轴利用系数曲线在前轴利用附着
05.0+=z ϕ系数曲线的上方。

4．5一轿车结构参数问题1.8中给出的数据一样。

轿车装有单回路制动系，其制功器制动力分配系数。

试求：
65.0=β 1)同步附着系数。

2)在路面上的制动效率。

*
7.0=ϕ 3)汽车此时能达到的最大制动减速度(指无任何车轮抱死时)f 。

4)若将设车改为双回路制动系统(只改变制动的传动系，
见习题图3)，而制动器总制动力与总泵输出管路压力之比称为
制功系增益，并令原车单管路系统的增益为G 。

确定习题图3'
中各种双回路制动系统以及在一个回路失效时的制动系增益。

5)计算：在的路面L 。

上述各种双回路系统在一个回路失效时的制功效率及其能达到
7.0=ϕ。

第一章 汽车的动力性与绪论1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，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）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。

3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ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Ⅱ档起步加速至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432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=式中, Tq 为发功机转矩(N ·m)；n 为发动机转速(r ／min)。

发动机的最低转速n min =600r/min ，最高转速n max =4000 r ／min装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 0.367 m传动系机械效率 ηт＝0.85 波动阻力系数 f ＝0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A ＝2.772m 主减速器传动比 i0＝5.83飞轮转功惯量 I f ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 I w1＝1.798kg ·2m四后轮转功惯量 I w2＝3.598kg ·2m 变速器传动比i g (数据如下表)轴距 L ＝3.2m质心至前铀距离(满载) α＝1.947m质心高(满载) h g ＝0.9m解答：1）（取四档为例）由uF n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→ 即ri 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 -+-+-= og i i rn u 377.0=行驶阻力为w fF F +：215.21a D w f U A C Gf F F +=+ 2131.0312.494aU +=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 tF F F +=⇒2131.0312.494a t 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4000m ax =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 Gi t -=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 ϕ 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 -==δ（GFwFt D -=为动力因素）Ⅱ时，22022111r i i I m r ImTg 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。

第四章汽车制动性复习题1.什么是汽车的制动性及其评价指标?2.什么是汽车制动效能的恒定性？3.试解释热衰退和水衰退。

4.简述地面制动力，制动器制动力以及附着力之间的关系？5.何为轮胎的滑动率,如何计算?6.汽车的最大制动减速度如何计算?7.影响制动距离的主要因素有哪些?制动时间大致分几个阶段?8.从汽车的制动过程，试说明制动器作用时间的重要性。

9.阐述影响附着系数的主要因素。

10.解释滑水现象的原因以及估算滑水速度的基本公式？11.简述汽车制动过程？12.制动时汽车容易出现的主要问题是什么？10. 何为制动跑偏，其主要原因是什么？13.何为制动侧滑，简述汽车前轴侧滑以及后轴侧滑的力学分析。

14．β线的含义及其计算方法。

15.何为理想的前、后制动器制动力分配曲线？何为具有固定比值的前后制动器制动力分配曲线？16.阐述同步附着系数的概念（其基本含义与决定因素）。

17.试述f线组和r线组的含义。

18.什么是制动效能因数？各种类型的制动器的制动效能与稳定性程度如何？19.如何用I曲线、β线、 f线组和r线组分析汽车在各种路面上制动时的制动过程（ϕ﹥ϕ0，ϕ﹤ϕ）？20.简述ABS的基本原理和工作过程。

21.某型货车的有关参数为：总质量为12000kg, 质心高为1.2m, 轴距为4.0m, 质心至前轴距离2.60m, 制动力分配系数0.52，试计算此车的同步附着系数。

22. 已知：某双轴汽车，总质量m=1200kg，质心位置a=1100mm，b=1400m，h g =500mm,g=10m/s2。

前后轮制动器制动力采用固定比值，同步附着系数φ=0.8。

试计算：(1)前后轮制动器制动力分配比值β。

（2）该车在φ=0.6的路面上紧急制动时，车轮不抱死时可能获得的最大制动减速度是多少？23. 已知某汽车的满载时的总质量m=4000Kg，前轴负荷率为38%，轴距L=3.2m，质心高度hg=1.0m,该车前后制动器制动力分配系数β=0.48。

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：由Home 等根据试验数据给出的估算滑水车速的公式：6.3484.9/h u km h ===所以车速为100km/h 进行制动可能出现滑水现象。

4.2在第四章第三节二中，举出了CA700轿车的制动系由真空助力改为压缩空气助力后的制动试验结果。

试由表中所列数据估算'''221ττ+的数值，说明制动器作用时间的重要性。

注：起始制动速度均为30km/h分析：计算'''2212ττ+的数值有两种方法。

一是利用式（4-6）进行简化计算。

二是不进行简化，未知数有三个，制动器作用时间'''222()τττ+，持续制动时间3τ，根据书上P79页的推导，可得列出制动时间、制动距离两个方程，再根据在制动器作用时间结束时与车速持续制动阶段初速相等列出一个方程，即可求解。

但是结果表明，不进行简化压缩空气－液压制动系的数值无解，这与试验数据误差有关。

解：方法一（不简化计算）：制动时间包含制动器作用时间'''222()τττ+，持续制动时间3τ。

223'''t τττ++= ①制动距离包含制动器作用和持续制动两个阶段汽车驶过的距离2s 和3s22022max 21(''')''6b s u a τττ=+-，2max332b a s τ=，总制动距离：22max 22022max 231(''')''62b b a s s s u a ττττ=+=+-+ ②在制动器作用时间结束时与车速持续制动阶段初速相等0max 2max 31''2b b u a a ττ-=③方程①②③联立可得：22max'')2o b u s a τ=-，''032max 12b u a ττ=-，223'''t τττ=-+。

第六章6.l 、设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，Ga ( f )=0.132m -⋅s 。

求在0.5～80H Z 频率范围加权加速度均方根值a w 和加权振级L aw ，并由表6-2查出相应人的主观感觉。

答：21805.02])()([df f G f W a a w ⎰⋅= 805.125.1244225.05.121.011.041.0*5.0[df f df df f df ⎰⎰⎰⎰+⋅⋅+⋅⋅+⋅= 28.24= ⇒)(200a a Lg L w aw =70.147)1028.24(206==-Lg 查173P 图知：人的主观感觉为极不舒适。

6.2、设车速u =20m ／s ，路面不平度系380q 10*56.2)(G m n -=，参考空间频率n o =0.1-1m 。

画出路面垂直位移、速度和加速度)(G q f 、)(G q f 、)(G qf 的谱图。

画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。

解：2282200q 20*1.0*10*56.2)()(G ff u n n G f q -== 29110*12.5f -=20*1.0*10*56.2*4)(4)(G 2822002q -==ππu n n G f q -710*2.02=228422004q *1.0*10*56.2*16)(16)(G f uf n n G f q -==ππ 2-710*99.3f = 画出图形为：6.3、设车身－车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f o ＝2Hz 。

它行驶在波长λ=5m 的水泥接缝路上，求引起车身部分共振时的车速u n (km/h)。

该汽车车轮部分的固有频率f t =10Hz ，在砂石路上常用车速为30km/h 。

问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路的波长λ=?答：①当激振力等于车辆固有频率时，发生共振，所以发生共振时的车速为：2*5u 0a =⋅=f λs m /10=②搓板路的波长 ： m 65106.3/30==λ6.4、设车身单质量系统的幅频 |z ／q |用双对数坐标表示时如习题图6所示。

汽车理论第四章汽车的制动性课后题答案第四章4．1 ⼀轿车驶经有积⽔层的—良好路⾯公路，当车速为100km/h 时要进⾏制动。

问此时有⽆可能出现滑⽔现象⽽丧失制动能⼒?轿车轮胎的胎压为179．27kPa 。

答：假设路⾯⽔层深度超过轮胎沟槽深度估算滑⽔车速：ih p 34.6=µi p 为胎压（kPa ）代⼊数据得：89.84=h µkm/h⽽h µµ> 故有可能出现滑⽔现象⽽失去制动能⼒。

4．2在第四章第三节⼆中．举出了CA700轿车的制动系由真空助⼒改为压缩空⽓助⼒后的制动试验结果。

试由表中所列数据估算''2'221ττ+的数值，以说明制动器作⽤时间的重要性。

提⽰：由表4-3的数据以及公式max202292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττ计算''2'221ττ+的数值。

可以认为制动器起作⽤时间的减少是缩短制动距离的主要原因。

4．3⼀中型货车装有前、后制动器分开的双管路制功系，其有关参数如下； 1)计算并绘制利⽤附着系数曲线与制动效率曲线。

2)求⾏驶车速30km/h ，在.0=?80路⾯上车轮不抱死的制动距离。

计算时取制动系反应时间s 02.0'2=τ，制动减速度上升时间s 02.0''2=τ。

3)求制功系前部管路损坏时汽车的制功距离，制功系后部管路损坏时汽车的制功距离。

答案：1）前轴利⽤附着系数为：gf zh b zL +=β?后轴利⽤附着系数为：()gr zh a z L --=β?1空载时：g h b L -=β?0=413.0845.085.138.095.3-=-?0??> 故空载时后轮总是先抱死。

由公式()Lh La zE g r rr/1/?β?+-==代⼊数据rrE ?845.0449.21.2+=（作图如下）满载时：g h b L -=β?0=4282.017.1138.095.3=-?0??<时：前轮先抱死Lh Lb z E g f ff //?β?-==代⼊数据f E =f17.1501.11-（作图如下）0??>时：后轮先抱死()Lh La z E g r rr /1/?β?+-==代⼊数据r E =r17.1449.295.2+（作图如下）2）由图或者计算可得：空载时8.0=?制动效率约为0.7因此其最⼤动减速度g g a b 56.07.08.0max =?=代⼊公式：max202292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττ g56.092.253030202.002.06.312?+???? ??+==6.57m由图或者计算可得：满载时制动效率为0.87 因此其最⼤动减速度g g a b 696.087.08.0max '=?=制动距离max202292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττg696.092.253030202.002.06.312?+???? ??+==5.34m3） A.若制动系前部管路损坏Gz dtdug G F xb ==2)(2g z zh a LGF -=后轴利⽤附着系数 gr zh a Lz -=后轴制动效率Lh L a zE g r rr /1/??+==代⼊数据得：空载时：r E =0.45满载时：r E =0.60a)空载时其最⼤动减速度g g a b 36.045.08.0max =?=代⼊公式：max202292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττ g36.092.253030202.002.06.312?+???? ??+==10.09mb)满载时其最⼤动减速度g g a b 48.06.08.0max =?=代⼊公式：max202292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττ g48.092.253030202.002.06.312?+???? ??+==7.63mB ．若制动系后部管路损坏Gz dtdug G F xb ==1)(1g z zh b LGF +=前轴利⽤附着系数 g f zh b Lz +=前轴制动效率Lh L b zE g f ff /1/??-==代⼊数据空载时：f E =0.57 满载时：f E =0.33a)空载时其最⼤动减速度g g a b 456.057.08.0max =?=代⼊公式：max202292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττ g456.092.253030202.002.06.312?+???? ??+==8.02m b)满载时其最⼤动减速度g g a b 264.033.08.0max =?=代⼊公式：max202292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'=ττ g264.092.253030202.002.06.312?+???? ??+==13.67m4．4在汽车法规中，对双轴汽车前、后轴制功⼒的分配有何规定。

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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。