汽车理论第五版课后习题答案
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第一章汽车得动力性1、1 试说明轮胎滚动阻力得定义,产生机理与作用形式。
定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到得道路在行驶方向上得分力称为滚动祖力。
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与卸载变形曲线不重合会有能全损失,即弹性物质得迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时,地面对丰轮得法向反作用力得分布就是前后对称得;当车轮滚动时,由于弹性阻滞现象,处于压缩过程得前部点得地面法向反作用力就会大于处于压缩过程得后部点得地面法向反作用力,这样,地面法向反作用力得分布前后不对称,而使她们得合力F Z相对于法线前移一个距离a,它随弹性迟滞损失得增大变大。
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得种类、行驶车速以及轮胎得构造、材料与气压有关。
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。
因为满载时汽车得质量会增大,重心得位置也会发生改变。
质量增大,滚动阻力、坡度阻力与加速阻力都会增大,加速时间会增加,最高车速降低。
重心位置得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:发动机功率得选择常先从保证汽车预期得最高车速来初步确定。
若给出了期望得最高车速,选择得发动机功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时得行驶阻力功率之与。
发动机得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得燃油经济性。
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得最小比功率作出规定,以保证路上行驶车辆得动力性不低于一定水平,防止某些性能差得车辆阻碍车流。
1、6 超车时该不该换入低一挡得排挡？答:超车时排挡得选择,应该使车辆在最短得时间内加速到较高得车速,所以就是否应该换入低一挡得排挡应该由汽车得加速度倒数曲线决定。
如果在该车速时,汽车在此排档得加速度倒数大于低排挡时得加速度倒数,则应该换入低一档,否则不应换入低一挡。
1、7可得、最大爬坡度为:第二章汽车得燃油经济性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得中等车速时燃油消耗量最低,并不就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,而且还与车速、档位选择、汽车得状况、汽车得质量利用系数等使用因素有关,还与汽车得质量与总体尺寸、传动系、轮胎得选择有关,发动机省油时汽车不一定就省油。
2、2 试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性得关系。
答:①采用无级变速后,理论上克服了发动机特性曲线得缺陷,使汽车具有与等功率发动机一样得驱动功率,充分发挥了内燃机得功率,大大地改善了汽车动力性。
②同时,发动机得负荷率高,用无级变速后,使发动机在最经济工况机会增多,提高了然油经济性。
2、3 用发动机得“最小燃油消耗特性”与克服行驶阻力应提供得功率曲线,确定保证发动机在最经济状况下工作得“无级变速器调节特性” 。
答:由发动机在各种转速下得负荷特性曲线得包络线即为发动机提供一定功率时得最低燃油消耗率曲线,如课本图2-9a。
利用此图可以找出发动机提供一定功率时得最经济状况(转速与负荷) 。
把各功率下最经济状况运转得转速与负荷率表明在外特性曲线上,便得到“最小燃油消耗特性” 。
无级变速器得传动比i'与发动机转速n及汽车行驶速度u a之间关系2、4 如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性？答:汽车底盘设计应该从合理匹配传动系传动比、缩减尺寸与减轻质量、合理选择轮胎来提高燃油经济性。
2、5 为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性？试举例说明。
答:在一定道路条件下与车速下,虽然发动机发出得功率相同,但传动比大时,后备功率越大,加速与爬坡能力越强,但发动机负荷率越低,燃油消耗率越高,百公里燃油消耗量就越大,传动比小时则相反。
所以传动系统得设计应该综合考虑动力性与经济性因素。
如最小传动比得选择,根据汽车功率平衡图可得到最高车速u max(驱动力曲线与行驶阻力曲线得交点处车速),发动机达到最大功率时得车速为u p。
当主传动比较小时,u p>u max,汽车后备功率小,动力性差,燃油经济性好。
当主传动比较大时,则相反。
最小传动比得选择则应使u p与u max相近,不可为追求单纯得得动力性或经济性而降低另一方面得性能。
2、6 试分析超速档对汽车动力性与燃油经济性得影响。
答:汽车在超速档行驶时,发动机负荷率高,燃油经济性好。
但此时,汽车后备功率小,所以需要设计合适得次一挡传动比保证汽车得动力性需要。
2、8 轮胎对汽车动力性、燃油经济性有些什么影响？答:1)轮胎对汽车动力性得影响主要有三个方面:①轮胎得结构、帘线与橡胶得品种,对滚动阻力都有影响, 轮胎得滚动阻力系数还会随车速与充气压力变化。
滚动阻力系数得大小直接影响汽车得最高车速、极限最大加速度与爬坡度。
②汽车车速达到某一临界值时,滚动阻力迅速增长,轮胎会发生很危险得驻波现象,所以汽车得最高车速应该低于该临界车速。
③轮胎与地面之间得附着系数直接影响汽车得极限最大加速度与爬坡度。
2)轮胎对燃油经济性得影响轮胎得滚动阻力系数直接影响汽车得燃油经济性。
滚动阻力大燃油消耗量明显升高。
2、9 为什么公共汽车起步后,驾驶员很快换入高档？答:因为汽车在低档时发动机负荷率低,燃油消耗量好,高档时则相反,所以为了提高燃油经济性应该在起步后很快换入高档。
2、10 达到动力性最佳换档时机就是什么？达到燃油经济性得最佳换档时机就是什么？二者就是否相同？答:达到动力性最佳应该使汽车加速到一定车速得时间最短,换档时机应根据加速度倒数曲线确定,保证其覆盖面积最小。
达到燃油经济性得换档时机应该根据由“最小燃油消耗特性”确定得无级变速器理想变速特性,考虑道路得Ψ值,在最接近理想变速特性曲线得点进行换档。
二者一般就是不相同得。
第四章汽车得制动性4、1 一轿车驶经有积水层得一良好路面公路,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？轿车轮胎得胎压为179、27kPa。
解:4、3作出这种规定得目得就是为了保证制动时汽车得方向稳定性与有足够得制动效率。
4、56)两种回路得优缺点比较双回路系统a)制动系增益最大,一个回路失效时得最大制动减速度也比b),c)大,所以其性能较优。
双回路系统b)、c)制动系增益相同,如果不考虑轴距得影响,两者在一个回路失效时得制动效率相同。
但就是,c) 在一个回路失效时,制动力作用在一侧车轮上,车身左右受力严重不均衡,会产生跑偏等问题。
第五章汽车得操纵稳定性5、1 一轿车(每个)前轮得侧偏刚度为-50176N/rad、外倾刚度为-7665N/rad。
若轿车向左转弯,将使前轮均产生正得外倾角,其大小为 4 度。
设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮负载转移得影响,试求由外倾角引起得前轮侧偏角。
解:()=-0、611°5、2 6450N 轻型客车在试验中发现过多转向与中性转向现象,工程师们在悬架上加装横向稳定杆以提高前悬架得侧倾角刚度,结果汽车得转向特性变为不足转向。
试分析其理论依据(要求有必要得公式与曲线) 。
5、3 汽车得稳态响应有哪几种类型？表征稳态响应得具体参数有哪些？它们彼此之间得关系如何？答:汽车得稳态响应有三种类型,即中性转向、不足转向与过多转向。
表征稳态响应得参数有稳定性因数K,前、后轮得侧偏角角绝对值之差(α1–α21 ) ,转向半径得比R/R0,静态储备系数S、M、等。
它们之间得彼此关系为:5、4 举出三种表示汽车稳态转向特性得方法,并说明汽车重心前后位置与内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？5、5 汽车转弯时车轮行驶阻力就是否与直线行驶时一样？答:不一样。
汽车转弯时由于侧倾力矩得作用,左、右车轮得垂直载荷不再相等,所受阻力亦不相等。
另外,车轮还将受到地面侧向反作用力。
5、6 主销内倾角与后倾角功能有何不同？答:主销内倾角得作用,就是使车轮在方向盘收到微小干扰时,前轮会在回正力矩作用下自动回正。
另外,主销内倾还可减少前轮传至转向机构上得冲击,并使转向轻便。
主销后倾得作用就是当汽车直线行驶偶然受外力作用而稍有偏转时, 主销后倾将产生车轮转向反方向得力矩使车轮自动回正,可保证汽车支线行驶得稳定性。
汽车转向轮得回正力矩来源于两个方面,一个就是主销内倾角,依靠前轴轴荷,与车速无关;一个就是主销后倾角, 依靠侧倾力,与车速有关;速度越高,回正力矩就越大。
5、7 横向稳定杆起什么作用？为什么有得车装在前悬架,有得装在后悬架,有得前后都装？答:横向稳定杆得主要作用就是增加汽车得侧倾刚度,避免汽车在转向时产生过多得侧倾。
另外,横向稳定杆还有改变汽车稳态转向特性得作用,其机理在题5、2 中有述。
横向稳定安装得位置也就是由于前、后侧倾刚度得要求,以及如何调节稳态转向特性得因素决定得。
5、8 某种汽车得质心位置、轴距与前后轮胎得型号已定。
按照二自由度操纵稳定性模型,其稳态转向特性为过多转向,试找出五种改善其特性得方法。
答:①增加主销内倾角;②增大主销后倾角;③在汽车前悬架加装横向稳定杆;④使汽车前束具有在压缩行程减小,复原行程增大得特性;⑤使后悬架得侧倾转向具有趋于不足转向得特性。
5、9 汽车空载与满载就是否具有相同得操纵稳定性？答:不具有相同得操纵稳定。
因为汽车空载与满载时汽车得总质量、质心位置会发生变化,这些将会影响汽车得稳定性因数、轮胎侧偏刚度、汽车侧倾刚度等操纵稳定性参数。
5、10 试用有关公式说明汽车质心位置对主要描述与评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标得影响。
答:以静态储备系数为例说明汽车质心位置对稳态响应指标得影响:当中性转向点与质心位置重合时,S、M、＝0,汽车为中性转向特性;当质心在中性转向点之前时, S、M、为正值,汽车具有不足转向特性;当质心在中性转向点之后时, S、M、为负值,汽车具有过多转向特性。
5、115、12 稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时得车速称为特征车速uch 。
证明:特征车速uch ? 1/ K ,且在特征车速时得横摆角速度增益,为具有相等轴距L 中性转向汽车横摆角速度增益得一半。
答:特征车速指汽车稳态横摆角速度增益达到最大值时得车速,汽车稳态横摆角速度增益为:5、135、16答:提高操纵稳定性5、17 习题图5 为三种前独立悬架对车轮相对车身垂直上下位移时前束变化得影响。
