余志生第五版汽车理论课后答案

第一章 汽车的动力性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 ）。

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

装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 传动系机械效率 ηt = 滚动阻力系数 f = 空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =•m 2二前轮转动惯量 I w1=•m 2 四后轮转动惯量 I w2=•m 2变速器传动比 ig(数据如下表)轴距 L= 质心至前轴距离（满载） a= 质心高（满载） hg=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。

只要对汽车行使方程理解正确，本题的编程和求解都不会有太大困难。

常见错误是未将车速的单位进行换算。

2）首先应明确道路的坡度的定义tan i α=。

求最大爬坡度时可以对行使方程进行适当简化，可以简化的内容包括两项cos 1α≈和sin tan αα≈，简化的前提是道路坡度角不大，当坡度角较大时简化带来的误差会增大。

计算时，要说明做了怎样的简化并对简化的合理性进行评估。

3）已知条件没有说明汽车的驱动情况，可以分开讨论然后判断，也可以根据常识判断轻型货车的驱动情况。

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 ）。

汽车理论课后习题答案（部分题目）教材：汽车理论（第5版）清华大学余志生主编机械工业出版社出版本文档包含习题答案：第一章：1.1 1.2 1.7 1.8第二章：2.2 2.3 2.4第三章第四章：4.1 4.2 4.3 4.5第五章：5.1 5.8 5.10 5.11 5.12 5.14 5.17第六章：6.1~6.5其中第三章 4.3 5.11 6.2 6.4 6.5所要求的MATLAB编程见本作者另一百度文库文档。

获取方法：点击左上角本作者的昵称，进入本作者的文库，《汽车理论课后习题答案—附MATLAB编程》第三章：解：（完整解题含MATLAB编程见另一文件）根据“货车最高车速为100km/h左右”，为满足五种主减速器与两种变速器匹配后车速均能达到100km/h，参照表中发动机转速，可选3006r/min、3403r/min、3804r/min三种。

结合万有特性图，考虑到动力性与燃油经济性的统一，选择转速3403r/min进行计算。

由于本人能力有限，暂难以完成EPA循环工况下的燃油消耗量计算，故以“货车采用最高档、90％负荷率工况下”的等速百公里油耗代替表示燃油经济性。

取汽油密度为0.7kg/L。

燃油经济性以等速百公里油耗Qs(L/100km)表示；动力性以2挡起步加速行驶至96.6km/h车速所用时间t(s)表示。

下面运用MATLAB编程实现计算和绘图，编程（m文件）列于最后，运行结果（4挡）如下：t=48.4235t=46.3511t=41.5557t=33.3796t=30.556490％负荷Pe=55.5647Qs4=25.103126.365628.307829.958730.7356图1加速度倒数-速度曲线图2燃油经济性-加速时间曲线由此可得出：主减速器传动比越大，动力性越好，燃油经济性越差。

与4挡变速器相比，采用5挡变速器时动力性和燃油经济性有所提高和改善。

（完整解题含MATLAB 编程见另一文件）图1图25.8某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。

第一章【1 】汽车的动力性1.1 试解释轮胎滚动阻力的界说,产活力理和感化情势.界说:汽车在程度道路上等速行驶时受到的道路在行驶偏向上的分力称为滚动祖力.2)产活力理:因为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掉,即弹性物资的迟滞损掉.这种迟滞损掉表示为一种阻力偶.当车轮不滚动时,地面临丰轮的法向反感化力的散布是前后对称的;当车轮滚动时,因为弹性阻滞现象,处于紧缩进程的前部点的地面法向反感化力就会大于处于紧缩进程的后部点的地面法向反感化力,如许,地面法向反感化力的散布前后不合错误称,而使他们的合力F Z相对于法线前移一个距离a,它随弹性迟滞损掉的增大变大.即滚动时有滚动阻力偶T f=F Z.•a阻碍车轮滚动.3]感化情势:T f =Wf,T f =T f/r1.2 滚动阻力系数与哪些身分有关？答：滚动阻力系数与路面的种类.行驶车速以及轮胎的构造.材料和蔼压有关.1.3a2由盘算机作图有：1.4 空车.满载时汽车动力性有无变更？为什么？答：动力性会产生变更.因为满载时汽车的质量会增大,重心的地位也会产生转变.质量增大,滚动阻力.坡度阻力和加快阻力都邑增大,加快时光会增长,最高车速下降.重心地位的转变会影响车轮附着率,从而影响最大爬坡度.1.5 若何选择汽车发念头功率？答：发念头功率的选择常先从包管汽车预期的最高车速来初步肯定.若给出了期望的最高车速,选择的发念头功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和.发念头的最大功率但也不宜过大,不然会因发念头负荷率偏低影响汽车的燃油经济性.在现实工作中,还应用现有汽车统计数据初步估量汽车比功率来肯定发念头应有功率.许多国度还对车辆应有的最小比功率作出划定,以包管路上行驶车辆的动力性不低于必定程度,防止某些机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,应当使车辆在最短的时光内加快到较高的车速,所所以否应当换入低一挡的排挡应当由汽车的加快度倒数曲线决议.假如在该车速时,汽车在此排档的加快度倒数大于低排挡时的加快度倒数,则应当换入低一档,不然不该换入低一挡.1.7可得.最大爬坡度为:第二章汽车的燃油经济性2.1“车开得慢,油门踩得小,就必定省油” ,或者“只要发念头省油,汽车就必定省油”这两种说法对不合错误？答：不合错误.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费量最低,其实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,汽车油耗量不但与发念头燃油消费率有关,并且还与车速.档位选择.汽车的状态.汽车的质量应用系数等应用身分有关,还与汽车的质量和总体尺寸.传动系.轮胎的选择有关,发念头省油时汽车不必定就省油.2.2 试述无级变速器与汽车动力性.燃油经济性的关系.答：①采取无级变速后,理论上战胜了发念头特点曲线的缺点,使汽车具有与等功率发念头一样的驱动功率,充分施展了内燃机的功率,大大地改良了汽车动力性.②同时,发念头的负荷率高,用无级变速后,使发念头在最经济工况机遇增多,进步了然油经济性.2.3 用发念头的“最小燃油消费特点”和战胜行驶阻力应供给的功率曲线,肯定包管发念头在最经济状态下工作的“无级变速器调节特点” .答：由发念头在各类转速下的负荷特点曲线的包络线即为发念头供给必定功率时的最低燃油消费率曲线,如教材图2-9a.应用此图可以找动身念头供给必定功率时的最经济状态（转速与负荷） .把各功率下最经济状态运转的转速与负荷率标明在外特点曲线上,便得到“最小燃油消费特点” .无级变速器的传动比 i'与发念头转速n及汽车行驶速度u a之间关系2.4 若何从改良汽车底盘设计方面来进步燃油经济性？答：汽车底盘设计应当从合理匹配传动系传动比.缩减尺寸和减轻质量.合理选择轮胎来进步燃油经济性.2.5 为什么汽车发念头与传动体系匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性？试举例解释. 答：在必定道路前提下和车速下,固然发念头发出的功率雷同,但传动比大时,后备功率越大,加快和爬坡才能越强,但发念头负荷率越低,燃油消费率越高,百公里燃油消费量就越大,传动比小时则相反.所以传动体系的设计应当分解斟酌动力性和经济性身分.如最小传动比的选择,根据汽车功率均衡图可得到最高车速u max(驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处车速),发念头达到最大功率时的车速为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.最小传动比的选择则应使 u p与 u max邻近,不成为寻求单纯的的动力性或经济性而下降另一方面的机能.2.6 试剖析超速档对汽车动力性和燃油经济性的影响.答：汽车在超速档行驶时,发念头负荷率高,燃油经济性好.但此时,汽车后备功率小,所以须要设计适合的次一挡传动比包管汽车的动力性须要.2.8 轮胎对汽车动力性.燃油经济性有些什么影响？答：1）轮胎对汽车动力性的影响重要有三个方面：①轮胎的构造.帘线和橡胶的品种,对滚动阻力都有影响, 轮胎的滚动阻力系数还会随车速与充气压力变更.滚动阻力系数的大小直接影响汽车的最高车速.极限最大加快度和爬坡度. ②汽车车速达到某一临界值时,滚动阻力敏捷增长,轮胎会产生很安全的驻波现象,所以汽车的最高车速应当低于该临界车速.③轮胎与地面之间的附着系数直接影响汽车的极限最大加快度和爬坡度. 2）轮胎对燃油经济性的影响轮胎的滚动阻力系数直接影响汽车的燃油经济性.滚动阻力大燃油消费量显著升高. 2.9 为什么公共汽车起步后,驾驶员很快换入高级？答：因为汽车在低档时发念头负荷率低,燃油消费量好,高级时则相反,所认为了进步燃油经济性应当在起步后很快换入高级. 2.10 达到动力性最佳换档机会是什么？达到燃油经济性的最佳换档机会是什么？二者是否雷同？答：达到动力性最佳应当使汽车加快到必定车速的时光最短,换档机会应根据加快度倒数曲线肯定,包管其笼罩面积最小.达到燃油经济性的换档机会应当根据由“最小燃油消费特点”肯定的无级变速器幻想变速特点,斟酌道路的Ψ值,在最接近幻想变速特点曲线的点进行换档.二者一般是不雷同的.第四章汽车的制动性4.1 一轿车驶经有积水层的一优越路面公路,当车速为100km/h 时要进行制动.为此时有无可能消失划水现象而损掉制动才能？轿车轮胎的胎压为 179.27kPa.解：4.3作出这种划定的目标是为了包管束动时汽车的偏向稳固性和有足够的制动效力.4.56）两种回路的优缺点比较双回路体系 a)制动系增益最大,一个回路掉效时的最大制动减速度也比b),c)大,所以其机能较优. 双回路体系b).c)制动系增益雷同,假如不斟酌轴距的影响,两者在一个回路掉效时的制动效力雷同.但是,c) 在一个回路掉效时,制动力感化在一侧车轮上,车身阁下受力轻微不均衡,会产生跑偏等问题.第五章汽车的把持稳固性5.1 一轿车（每个）前轮的侧偏刚度为-50176N/rad.外倾刚度为-7665N/rad.若轿车向左转弯,将使前轮均产生正的外倾角,其大小为 4 度.设侧偏刚度与外倾刚度均不受左.右轮负载转移的影响,试求由外倾角引起的前轮侧偏角.解：（°5.2 6450N 轻型客车在实验中发明过多转向和中性转向现象,工程师们在悬架上加装横向稳固杆以进步前悬架的侧倾角刚度,成果汽车的转向特点变成缺少转向.试剖析其理论根据（请求有须要的公式和曲线） .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若何？答：汽车的稳态响应有三种类型,即中性转向.缺少转向和过多转向. 表征稳态响应的参数有稳固性因数K,前.后轮的侧偏角角绝对值之差(α1–α21) ,转向半径的比R/R0,静态储备系数S.M.等. 它们之间的彼此关系为：5.4 举出三种暗示汽车稳态转向特点的办法,并解释汽车重心前后地位和内.外轮负荷转移若何影响稳态转向特点？5.5 汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？答：不一样.汽车转弯时因为侧倾力矩的感化,左.右车轮的垂直载荷不再相等,所受阻力亦不相等.别的,车轮还将受到地面侧向反感化力.5.6 主销内倾角和后倾角功效有何不合？答：主销内倾角的感化,是使车轮在偏向盘收到渺小干扰时,前轮会在回正力矩感化下主动回正.别的,主销内倾还可削减前轮传至转向机构上的冲击,并使转向简便. 主销后倾的感化是当汽车直线行驶有时受外力感化而稍有偏转时, 主销后倾将产生车轮转向反偏向的力矩使车轮主动回正,可包管汽车支线行驶的稳固性. 汽车转向轮的回正力矩起源于两个方面,一个是主销内倾角,依附前轴轴荷,和车速无关;一个是主销后倾角, 依附侧倾力,和车速有关;速度越高,回正力矩就越大.5.7 横向稳固杆起什么感化？为什么有的车装在前悬架,有的装在后悬架,有的前后都装？答：横向稳固杆的主要感化是增长汽车的侧倾刚度,防止汽车在转向时产生过多的侧倾.别的,横向稳固杆还有转变汽车稳态转向特点的感化,其机理在题5.2 中有述.横向稳固装配的地位也是因为前.后侧倾刚度的请求,以及若何调节稳态转向特点的身分决议的.5.8 某种汽车的质心地位.轴距和前后轮胎的型号已定.按照二自由度把持稳固性模子,其稳态转向特点为过多转向,试找出五种改良其特点的办法.答：①增长主销内倾角;②增大主销后倾角;③在汽车前悬架加装横向稳固杆;④使汽车前束具有在紧缩行程减小,回复复兴行程增大的特点;⑤使后悬架的侧倾转向具有趋于缺少转向的特点.5.9 汽车空载和满载是否具有雷同的把持稳固性？答：不具有雷同的把持稳固.因为汽车空载和满载时汽车的总质量.质心地位会产生变更,这些将会影响汽车的稳固性因数.轮胎侧偏刚度.汽车侧倾刚度等把持稳固性参数.5.10 试用有关公式解释汽车质心地位对重要描写和评价汽车把持稳固性.稳态响应指标的影响.答：以静态储备系数为例解释汽车质心地位对稳态响应指标的影响：当中性转向点与质心地位重应时,S.M.＝0,汽车为中性转向特点;当质心在中性转向点之前时, S.M.为正值,汽车具出缺少转向特点;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点.5.115.12 稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为特点车速uch .证实：特点车速uch ? 1/ K ,且在特征车速时的横摆角速度增益,为具有相等轴距 L 中性转向汽车横摆角速度增益的一半. 答：特点车速指汽车稳态横摆角速度增益达到最大值时的车速,汽车稳态横摆角速度增益为：5.136答：进步把持稳固性5.17 习题图5 为三种前自力悬架对车轮相对车身垂直高低位移时前束变更的影响.试问图中哪一条曲线具有侧倾过多转向后果？答：曲线1 对应的前自力悬架,转弯时车厢侧倾,内侧前轮处于反弹行程,前束增长,车轮向汽车纵向中间线转动,外侧前轮处于紧缩行程,前束减小,车轮向外迁移转变.采取这种悬架导致汽车的侧倾转向增长了缺少转向量,具有侧倾缺少转向后果. 曲线 2 对应的前自力悬架,曲线较其他两种更切近纵坐标轴,解释这种悬架的侧倾转向量很小,几乎等于零. 曲线 3 对应的前自力悬架,转弯时车厢侧倾,内侧前轮处于反弹行程,前束减小,车轮向汽车纵向中间线相反方向迁移转变,外侧前轮处于紧缩行程,前束增大,车轮向内迁移转变.采取这种悬架导致汽车的侧倾转向增长了过多转向量, 具有侧倾过多转向后果.5.18 转向盘力特点与哪些身分有关,试剖析之.答：转向盘力随汽车活动状态而变更的纪律称为转向盘力特点,与下列身分有关：转向器传动等到其变更纪律. 转向器效力.动力转向器的转向盘操纵力特点.转向杆系传动比.转向杆系效力.由悬架导向杆系决议的主销地位. 轮胎上的载荷.轮胎气压.轮胎力学特点.地面附着前提.转向盘迁移转变惯量.转向柱摩擦阻力以及汽车整体动力学特性等.5.19 地面感化于轮胎的切向反感化力是若何掌握转向特点的？答：参考教材第六节.第六章汽车的平顺性6.1查表得,人的主不雅感触感染为很不舒畅.6.26.36.5。