汽车理论第四章课后答案

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，这样形成的合力并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移）。

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。

为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力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曲线的拟合公式为式中，Tq为发动机转矩（N?m）;n为发动机转速（r/min）。

发动机的最低转速nmin=600r/min,最高转速nmax=4000r/min。

装载质量 2000kg整车整备质量 1800kg总质量 3880kg车轮半径 0.367m传动系机械效率ηt=0.85滚动阻力系数 f=0.013空气阻力系数×迎风面积 CDA=2.77m2主减速器传动比 i0=5.83飞轮转动惯量 If=0.218kg?m2二前轮转动惯量 Iw1=1.798kg?m2四后轮转动惯量 Iw2=3.598kg?m2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距 L=3.2m 质心至前轴距离（满载） a=1.974m质心高（满载） hg=0.9m分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。

绪论单元测试1【判断题】(3分)汽车在三维空间有六种运动，三种平动、三种转动。

A.错B.对2【判断题】(3分)如何改善、提高汽车的性能并合理使用汽车，使大家对汽车的认识从感性认识上升到理性认识，是我们学习《汽车理论》的终极目的。

A.对B.错第一章测试1【单选题】(2分)滚动阻力形成的原因是（）A.轮胎弹性迟滞损失B.地面的附着作用C.地面的摩擦D.轮胎不光滑2【判断题】(2分)由汽车的动力特性图不能确定汽车的动力性参数。

A.对B.错3【单选题】(2分)路面坡度i与坡度角之间的关系是（）A.i=ctgB.i=cosC.D.i=sin4【多选题】(2分)汽车动力性的评价指标有（）A.最大爬坡度B.加速能力C.最高车速、加速能力、最大爬坡度D.动力因数第二章测试1【判断题】(2分)变速器的档数增多，后备功率降低，但燃油经济性降低。

A.对B.2【单选题】(2分)计算汽车的燃油经济性应使用发动机的（）A.外特性曲线B.使用外特性曲线C.万有特性曲线D.负荷特性曲线3【判断题】(2分)常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量作为评价汽车燃油经济性的评价指标。

A.对B.错4【单选题】(2分)我们规定的汽车燃油经济性的综合评价指标为（）A.等速百公里燃油消耗量B.加速油耗C.循环工况百公里油耗D.混合油耗5【单选题】(2分)我国制定的测量货车燃油经济性的行驶工况为（）A.4工况B.8工况C.15工况D.6工况第三章测试1【判断题】(2分)后桥主减速器的传动比越大，汽车的动力性越好、经济性越好。

A.错B.对2【判断题】(2分)变速器的档数增多，后备功率降低，但燃油经济性提高。

A.对B.错3【判断题】(2分)汽车的功率平衡指汽车在行驶的每一时刻，发动机发出的功率始终等于全部运动阻力所消耗的功率。

A.对B.错4【判断题】(2分)汽车的附着力决定于附着系数及地面作用于驱动轮的法向反作用力。

目录第一章汽车的动力性 (2)第二章汽车的燃油经济性 (14)第三章汽车动力装置参数的选定 (22)第四章汽车的制动性 (28)第五章汽车的操纵稳定性 (34)第六章汽车的平顺性 (43)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 ）。

）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得驱动力与行驶阻力平衡图，汽车的最高车速出现在5档时汽车的驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处，②汽车的爬坡能力，指汽车在良好路面上克服w f F F +后的余力全部用来（等速）克服坡度阻力时能爬上的坡度，()F F+=itan忽略原地起步时的离合器打滑过程，假设在初时刻时，汽车已具有Ⅱ档的最低车速。

由于各档加速度曲线不相交（如图三所示），即各低档位加速行驶至发动机转速达到最到转速时换入高档位；并且忽略换档过程所经历的时间。

MATLAB画出汽车加速时间曲线如图五所示。

如图所示，汽车用Ⅱ档起步加速行驶至70km/h的加速时间约为z1F =1928.6 N ϕ令加速度和坡度均为零，则由书中式（z1F ϕcos aGf Lα z1F ϕ＝1928.6N01max mi i η＝6597.4 N 22i i η0.0169dug dt=）求直接档最大动力因数max 04ti i ηmax 01rti i Gf η=G）最高档和次高档的等速百公里油耗曲线先确定最高档和次高档的发动机转速的范围，然后利用00.377a grnu ii =，求出对应档位的车速。

由于汽车是等速行驶，因此发动机发出的功率应该与汽车受到的阻力功率折合到曲轴上的功率相等，即eP从图上可以明显看出，第三档的油耗比在同一车速下，四档的油耗高得多。

这是因为在同一车速等速行驶下，汽车所受到的阻力基本相等，因此e P 基本相等，但是在同一车速下，三档的负荷率要比四档小。

这就导致了四档的油耗但是上图存在一个问题，就是在两头百公里油耗的变化比较奇怪。

这是由于插值点的范围比节点的范围要来得大，转速超出了数据给出的范围的部分，插值的结果是不可信的。

但是这对处在中部的插值结果影响不大。

而且在完成后面部分的时候发现，其实只需使用到中间的部分即可。

规定的六工况循环行驶的百公里油耗。

从功率平衡图上面可以发现，III 档与IV 档可以满足六工况测试的速度范围要求。

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、材料、气压等有关。

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nmin=600r/min ，最高转速nmax=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 CDA ＝2.772m主减速器传动比 i 0＝5.83飞轮转功惯量 If ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 Iw1＝1.798kg ·2m 四后轮转功惯量 Iw2＝3.598kg ·2m变速器传动比 ig (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u F n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→即ri i T F To g q t η=3210(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n Tq -+-+-=og i i rnu 377.0=行驶阻力为w f F F +：215.21a D w fU 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 +=⇒2131.0312.494a 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： ⇒)(m a xw f t i F F F F +-=⇒GfF Gi t -=max⇒013.08.9*388014400m a xm a x -=-=f GF i t=0.366（3）克服该坡度时相应的附着率 zx F F =ϕ忽略空气阻力和滚动阻力得： 6.0947.12.3*366.0/=====ail la i F Fi zϕ3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f Dg dudt a-==δ（GFw Ft D -=为动力因素）Ⅱ时，22022111ri i I mrI 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=321000(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。

绪论单元测试1.汽车的主要使用性能包括（）。

A:通过性B:燃油经济性C:动力性D:平顺性E:操纵稳定性F:制动性答案:ABCDEF2.汽车理论课程主要分析与汽车动力学有关的各主要使用性能。

（）A:对B:错答案:A3.汽车理论课程分析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，阐述进行性能预测的基本实验方法。

（）A:对B:错答案:B4.现代汽车的发明者法国陆军工程师古诺。

（）A:错B:对答案:A5.汽车设计追求的是高性价比，需要平衡动力性和燃油经济性。

（）A:对B:错答案:A第一章测试1.最高车速是指在（）的路面上汽车所能达到的最高行驶车速。

A:水平B:任意C:良好D:水平良好答案:D2.当汽车由III挡换入IV挡行驶时，汽车能够产生的驱动力会（）。

A:不变B:增大C:减小D:减小或增大答案:C3.车轮滚动阻力的产生机制是（）。

A:迟滞损失B:附着条件C:侧偏现象D:滑水现象答案:A4.由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力称为（）。

A:摩擦阻力B:干扰阻力C:诱导阻力D:压力阻力答案:A5.道路阻力是由（）两种阻力合在一起的。

A:滚动阻力和加速阻力B:坡度阻力和滚动阻力C:坡度阻力和空气阻力D:滚动阻力和空气阻力答案:B6.汽车加速上坡行驶时，其行驶阻力包括（）。

A:空气阻力、坡度阻力、加速阻力B:滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力C:滚动阻力、空气阻力、坡度阻力D:滚动阻力、空气阻力、加速阻力答案:B7.汽车在向前加速的过程中，相对于汽车静止时，（）。

A:前轴地面法向反作用力变小，后轴地面法向反作用力变大B:前轴地面法向反作用力变小，后轴地面法向反作用力变小C:前轴地面法向反作用力变大，后轴地面法向反作用力变小D:前轴地面法向反作用力变大，后轴地面法向反作用力变大答案:A8.汽车在以下工况下，附着率较大的是（）。

A:中等车速水平行驶B:在低附着路面上高挡低速行驶C:中等车速高速挡下坡D:低速挡加速或上坡答案:D9.汽车行驶时，空气阻力所消耗的功率（）。

n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阻碍车轮滚动。

3）作用形式：滚动阻力<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、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＝2.77主减速器传动比i0＝5.83飞轮转功惯量I f＝0.218kg·二前轮转动惯量I w1＝1.798kg·四后轮转功惯量I w2＝3.598kg·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）由即行驶阻力为：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，，取六个点分别代入公式：………………………………2）⑴最高车速：有分别代入和公式：把的拟和公式也代入可得：n>4000而r/min∴Km/h⑵最大爬坡度：挂Ⅰ档时速度慢，可忽略：=0.366<3）克服该坡度时相应的附着率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<为动力因素）Ⅱ时，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。

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：i h p 34.6=μ i 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=ϕ80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 +=βϕ 后轴利用附着系数为： ()gr zh a z L --=βϕ1空载时：g h b L -=βϕ0=413.0845.085.138.095.3-=-⨯ 0ϕϕ> 故空载时后轮总是先抱死。

由公式()Lh La zE g r rr /1/ϕβϕ+-==代入数据rrE ϕ845.0449.21.2+=（作图如下）满载时：g h b L -=βϕ0=4282.017.1138.095.3=-⨯ 0ϕϕ<时：前轮先抱死L h Lb zE g f ff //ϕβϕ-==代入数据f E =fϕ17.1501.11-（作图如下）0ϕϕ>时：后轮先抱死 ()Lh La zE g r rr /1/ϕβϕ+-==代入数据r E =rϕ17.1449.295.2+（作图如下）2）由图或者计算可得：空载时 8.0=ϕ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 +⎪⎭⎫ ⎝⎛''+'=ττg56.092.253030202.002.06.312⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+==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 dt dug G F xb ==2)(2g z zh a LGF -=⇒后轴利用附着系数 gr zh a Lz -=ϕ⇒后轴制动效率Lh La z E g r rr /1/ϕϕ+==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 +⎪⎭⎫ ⎝⎛''+'=ττg36.092.253030202.002.06.312⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+==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 +⎪⎭⎫ ⎝⎛''+'=ττg48.092.253030202.002.06.312⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+==7.63mB ．若制动系后部管路损坏 Gz dt dug G F xb ==1)(1g z zh b LGF +=⇒前轴利用附着系数 gf zh b Lz +=ϕ⇒前轴制动效率Lh Lb zE g f ff /1/ϕϕ-==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 +⎪⎭⎫ ⎝⎛''+'=ττg456.092.253030202.002.06.312⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+==8.02mb)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 +⎪⎭⎫ ⎝⎛''+'=ττg264.092.253030202.002.06.312⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+==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。

qq 第一章 汽车的动力性4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。

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。

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 ）。

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=-+。

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 ）。

第三章 汽车动力装置参数的选定3.1改变1.3题中轻型货车的主减速器传动比，做出0i 为5.17、5.43、5.83、6.17、6.33时的燃油经济性—加速时间曲线，讨论不同0i 值对汽车性能的影响。

解：加速时间的结算思路与方法：在算加速时间的时候，关键是要知道在加速的过程中，汽车的行驶加速度dudt随着车速的变化。

由汽车行驶方程式：0221.15tq g TD a T i i C A duGf Gi u m rdtηδ=+++，可以的到： 021[()]21.15tq g TD a T i i C A du Gf u dt m r ηδ=-+（0i F =） 由于对于不同的变速器档位，车速a u 与发动机转速n 的对应关系不同，所以要针对不同的变速器档位，求出加速度a 随着车速a u 变化的关系。

先确定各个档的发动机最低转速和最高转速时对应的汽车最高车速max a u 和最低车速min a u 。

然后在各个车速范围内，对阻力、驱动力进行计算，然后求出dudt，即a 。

式中tq T 可以通过已经给出的使用外特性q T n -曲线的拟合公式求得。

求出加速度a 随着车速a u 变化的关系之后，绘制出汽车的加速度倒数曲线，然后对该曲线进行积分。

在起步阶段曲线的空缺部分，使用一条水平线与曲线连接上。

一般在求燃油经济性——加速时间曲线的时候，加速时间是指0到100km/h （或者0到60mile/h ，即0到96.6km/h ）的加速时间。

可是对于所研究的汽车，其最高行驶速度是94.9km/h 。

而且从该汽车加速度倒数曲线上可以看出，当汽车车速大于70km/h 的时候，加速度开始迅速下降。

因此可以考虑使用加速到70km/h 的加速时间进行代替。

（计算程序见后）对于四档变速器：计算的结果是如下：然后计算各个主传动比下，六工况百公里油耗。

利用第二章作业中所使用的计算六工况百公里油耗的程序进行计可以绘制出燃油经济性——加速时间曲线如下：从图上可以发现，随着0i 的增大，六工况百公里油耗也随之增大；这是由于当0i 增大以后，在相同的行驶车速下，发动机所处的负荷率减小，也就是处在发动机燃油经济性不佳的工况之下，导致燃油经济性恶化。

第四章名词解释：制动距离：是指汽车以一定的速度行驶时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停住为止所驶过的距离。

制定效能的恒定性：制定效能的恒定性主要是指抗热衰退性能，指汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。

汽车的制动效能：是指在良好路面上，汽车迅速降低车速直至停车的能力，评价制动效能的指标有制动减速度、制动距离、制动力和制动时间。

f 线组：表示在各种ϕ值路面上只有前轮抱死时的前、后轮地面制动力的分配关系。

r 线组：表示在各种ϕ值路面上只有后轮抱死时的前、后轴地面制动力的分配关系。

前轴利用附着系数：即汽车以一定的减速度制动时，除去制动强度0ϕ=z 外不发生前轮抱死所要求的总大于其制动强度的最小路面附着系数。

滑动率：%100u u S ⨯⋅-=ωωωr ，其中u ω为车轮中心速度，ω为车轮的角速度，r 为车轮半径。

汽车的制动效率：车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比。

汽车滑动附着系数：滑动率为100%时的制动力系数。

峰值附着系数：制动力系数的最大值称为峰值附着系数，峰值附着系数一般出现在s=15%~20%。

填空：1）汽车制动距离包括制动 制动器起作用 和 持续制动 两个阶段中汽车行驶的距离。

2）汽车制动大致分为四个阶段。

即 驾驶员作反应 、 制动器起作用 、 持续制动 和 放松制动 。

3）汽车制动器的作用时间是制动器起作用时间 和 持续制动时间 之和。

4）汽车的β线在I 曲线的 下 方，制动时总是 前 轴首先抱死。

选择：1）纵向附着系数随着滑动率的增大而（ A ）A ．减小B ．增大C ．不发生变化2）峰值附着系数所对应的滑动率为（A ）A ．（15~20）%B ．50%C ．70%D ．100%3）某轿车的同步附着系数为（ A ）A ．0.7B ．0.5C ．0.34）富康轿车的附着利用率随着附着系数的增大而（B ）A ．增大B ．减小C ．没有变化注：附着利用率即汽车附着力与四轮驱动附着力之比，表示汽车对附着潜力的利用程度。

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。

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。

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：○1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。

○2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。

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，而且还与发动机功率以及车速有关，发动机省油时汽车不一定就省油。

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。