1、第一章 汽車 的動力性 1.1 試說明輪胎 滾動阻力 的定義，產生機理和作用形式。 定義 :汽車在水平道路上等速行駛時受到的道路在行駛方向上的分力稱為滾 動祖力。 2）產生機理 :由于輪胎內部摩擦產生彈性輪胎在硬支律路面上行駛時加載 變形曲線和卸載變形曲線不重合會有能全損失， 即彈性物質的遲滯損失。 這種遲 滯損失表現為一種阻力偶。 當車輪不滾動時， 地面對豐輪的法向反作用力的分布是前后對稱的 ;當 車 輪滾動時， 由于彈性阻滯現象， 處于壓縮過程的前部點的地面法向反作用力就會 大于處于壓縮過程的后部點的地面法向反作用力， 這樣，地面法向反作用力的分 布前后不對稱，而使他們的合力 FZ 相對于

2、法線前移一個距離 a，它隨彈性遲滯 損失的增大變大。即滾動時有滾動阻力偶 Tf = FZ.?a 阻礙車輪滾動。 3作用形式 : Tf = Wf ，Tf = Tf/r 答：滾動阻力系數與路面的種類、 行駛車速以及輪胎 1.2 滾動阻力系數與哪些因素有關？ 的構造、材料和氣壓有關。 =494.312+0.13U a2 由計算機作圖有： 2)最高車速： 有耳=耳+凡 = 7 =494312+0.1311/ 分別代入匕和耳公式： 7； *6.9*5.83*0.850 3770 36911 . 0.367 把7；的擬和公式也代入可得： n4000 而 wniax = 4（）00r/min “。勸代晳掙亠

3、少Km/h 1.0*5.83 =494312+0.13 K 心刃 2 5.83*6.09 故大爬坡皮： 掛T檔時速度慢，Fw可忽略： =Fl=Ftmr（Ff + 凡） aGi = FGf G =0.366 =：尸=1 440 -0.0 1 c 3 8 808 （3）克服該坡廈時相應的附若卒0=看 Fz 忽略空氣阻力和滾動阻力得： Fi iil 0.366*3.2 q = = （）.0 Fza/la 1.947 3）垛制汽車行駛加速倒數曲線（巳裝貨）：40.0626 dr少 at du gQD f、 口時，g+丄4丄么空 m rm 11.798+3.598 小 Ft Fw （D =為動力因素）

4、nT r2 =N 3800 0.36儼3800 = 1.128 0.3672 1 0.218*3.092 *5.832 *0.85 on F二兒1那 1 r = -19.13 + 259.27()-165.44()2 + 4().K74()5-3.8445()4 KXM)KKX)KXX)KMX) F =-A/2 w 21.15 tf 1.4 空車、滿載時汽車動力性有無變化？為什么？ 答：動力性會發生變化。因為滿載時汽車的質量會增大，重心的位置也會發生改變。質量 增大，滾動阻力、坡度 阻力和加速阻力都會增大，加速時間會增加，最高車速降低。重心 位置的改變會影響車輪附著率，從而影響最大爬坡度。 1

5、.5 如何選擇汽車發動機功率？ 答：發動機功率的選擇常先從保證汽車預期的最高車速來初步確定。若給出了期望的最高 車速，選擇的發動機功率應大體等于，但不小于以最高車速行駛時的行駛阻力功率之和。 發動機的最大功率但也不宜過大，否則會因發動機負荷率偏低影響汽車的燃油經濟性。 在實際工作中， 還利用現有汽車統計數據初步估計汽車比功率來確定發動機應有功率。 不少 國家還對車輛應有的最小比功率作出規定，以保證路上行駛車輛的動力性不低于一定水平， 防止某些性能差的車輛阻礙車流。 1.6 超車時該不該換入低一擋的排擋？ 答：超車時排擋的選擇，應該使車輛在最短的時間內加速到較高的車速，所以是否應該換 汽車在此排

6、檔的加速 入低一擋的排擋應該由汽車的加速度倒數曲線決定。 如果在該車速時， 度倒數大于低排擋時的加速度倒數，則應該換入低一檔，否則不應換入低一 1.7 可得、最大爬坡度為 : 第二章汽車的燃油經濟性 2.1 “車開得慢，油門踩得小，就一定省油” ，或者“只要發動機省油，汽車就一定省油 這兩種說法對不對？ 答：不對。由汽車百公里等速耗油量圖， 汽車一般在接近低速的中等車速時燃油消耗量最低， 并不是在車速越低越省油。由汽車等速百公里油耗算式（ 2-1 ）知，汽車油耗量不僅與發動 機燃油消耗率有關， 而且還與車速、檔位選擇、汽車的狀況、 汽車的質量利用系數等使用因 素有關，還與汽車的質量和總體尺寸、

7、傳動系、輪胎的選擇有關， 發動機省油時汽車不一定 就省油。 2.2 試述無級變速器與汽車動力性、燃油經濟性的關系。 答：采用無級變速后，理論上克服了發動機特性曲線的缺陷，使汽車具有與等功率發動 機一樣的驅動功率， 充分發揮了內燃機的功率，大大地改善了汽車動力性。 同時，發動機 的負荷率高，用無級變速后，使發動機在最經濟工況機會增多，提高了然油經濟性。 2.3 用發動機的“最小燃油消耗特性 ”和克服行駛阻力應提供的功率曲線，確定保證發動 機在最經濟狀況下工作的 “無級變速器調節特性 ” 。 答：由發動機在各種轉速下的負荷特性曲線的包絡線即為發動機提供一定功率時的最低燃 油消耗率曲線，如課本圖 2

8、-9a 。利用此圖可以找出發動機提供一定功率時的最經濟狀況 （轉 速與負荷） 。把各功率下最經濟狀況運轉的轉速與負荷率表明在外特性曲線上， 便得到“最 小燃油消耗特性” 。無級變速器的傳動比 i與發動機轉速 n 及汽車行駛速度 ua之間關系 2.4 如何從改進汽車底盤設計方面來提高燃油經濟性？ 答：汽車底盤設計應該從合理匹配傳動系傳動比、縮減尺寸和減輕質量、合理選擇輪胎來 提高燃油經濟性。 2.5 為什么汽車發動機與傳動系統匹配不好會影響汽車燃油經濟性與動力性？試舉例說明。 答：在一定道路條件下和車速下，雖然發動機發出的功率相同，但傳動比大時，后備功率越 大，加速和爬坡能力 越強，但發動機負荷

9、率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就 越大，傳動比小時則相反。所以傳動系統的設計應該綜合考慮動力性和經濟性因素。 如最小 傳動比的選擇，根據汽車功率平衡圖可得到最高車速umax （驅動力曲線與行駛阻力曲線的交 點處車速 ），發動機達到最大功率時的車速為u p。當主傳動比較小時， upu max ，汽車后備 功率小，動力性差，燃油經濟性好。當主傳動比較大時，則相反。最小傳動比的選擇則應使 up 與 umax 相近，不可為追求單純的的動力性或經濟性而降低另一方面的性能。 2.6 試分析超速檔對汽車動力性和燃油經濟性的影響。 答：汽車在超速檔行駛時，發動機負荷率高，燃油經濟性好。但此時，汽車后

10、備功率小，所 以需要設計合適的次一擋傳動比保證汽車的動力性需要。 2.8 輪胎對汽車動力性、燃油經濟性有些什么影響？ 答： 1 ）輪胎對汽車動力性的影響主要有三個方面：輪胎的結構、簾線和橡膠的品種， 對滾動阻力都有影響， 輪胎的滾動阻力系數還會隨車速與充氣壓力變化。滾動阻力系數的 大小直接影響汽車的最高車速、 極限最大加速度和 爬坡度。 汽車車速達到某一臨界值時， 滾動阻力迅速增長，輪胎會發生很危險的駐波現象，所以汽車的最高車速 應該低于該臨界 車速。輪胎與地面之間的附著系數直接影響汽車的極限最大加速度和爬坡度。2）輪胎 對燃油經濟性的影響 輪胎的滾動阻力系數直接影響汽車的燃油經濟性。滾動阻力

11、大燃油消 耗量明顯升高。 2.9 為什么公共汽車起步后，駕駛員很快換入高檔？ 答：因為汽車在低檔時發動機負荷率 低，燃油消耗量好，高檔時則相反，所以為了提高燃油經濟性應該在起步后很快換入高檔。 2.10 達到動力性最佳換檔時機是什么？達到燃油經濟性的最佳換檔時機是什么？二者是否 相同？ 答：達到動力性最佳應該使汽車加速到一定車速的時間最短， 換檔時機應根據加速度倒數曲 線確定，保證其覆蓋面積最小。達到燃油經濟性的換檔時機應該根據由“ 最小燃油消耗特 性”確定的無級變速器理想變速特性，考慮道路的 值，在最接近理想變速特性曲線的點 進行換檔。二者一般是不相同的。 第四章 汽車的制動性 4.1 一轎

12、車駛經有積水層的一良好路面公路，當車速為 100km/h 時要進行制動。為此時 有無可能出現劃水現象而 喪失制動能力？轎車輪胎的胎壓為 179.27kPa 。 解： 4.3 作出這種規定的目的是為了保證制動時汽車的方向穩定性和有足夠的制動效率。 4.5 6)兩種回路的優缺點比較 雙回路系統 a) 制動系增益最大，一個回路失效時的最大制動減 速度也比 b),c) 大，所以其性能較優。 雙回路系統 b)、 c)制動系增益相同，如果不考慮軸 c) 在一個回路失效時，制動力 距的影響，兩者在一個回路失效時的制動效率相同。但是，作用在一側車輪上，車身左右受力嚴重不均衡，會產生跑偏等問題。 第五章 汽車的

13、操縱穩定性 5.1 一轎車（每個）前輪的側偏剛度為 -50176N/rad 、外傾剛度為 -7665N/rad 。若轎車向 左轉彎，將使前輪均產生 正的外傾角，其大小為 4 度。設側偏剛度與外傾剛度均不受左、 右輪負載轉移的影響，試求由外傾角引起的前輪側偏角。 解： （） =-0.611 5.2 6450N 輕型客車在試驗中發現過多轉向和中性轉向現象， 工程師們在懸架上加裝橫向 穩定桿以提高前懸架的 側傾角剛度，結果汽車的轉向特性變為不足轉向。試分析其理論依 據（要求有必要的公式和曲線） 。 5.3 汽車的穩態響應有哪幾種類型？表征穩態響應的具體參數有哪些？它們彼此之間的關 系如何？ 答：汽車

14、的穩態響應有三種類型，即中性轉向、不足轉向和過多轉向。 表征穩態響應的參 數有穩定性因數 K，前、后輪的側偏角角絕對值之差（1 21 ） ，轉向半徑的比 R/R 0，靜 態儲備系數 S.M. 等。 它們之間的彼此關系為： 5.4 舉出三種表示汽車穩態轉向特性的方法， 并說明汽車重心前后位置和內、 外輪負荷轉移 如何影響穩態轉向特性？ 5.5 汽車轉彎時車輪行駛阻力是否與直線行駛時一樣？ 答：不一樣。汽車轉彎時由于側傾力矩的作用，左、右車輪的垂直載荷不再相等，所受阻力 亦不相等。另外，車 輪還將受到地面側向反作用力。 5.6 主銷內傾角和后傾角功能有何不同？ 答：主銷內傾角的作用，是使車輪在方向

15、盤收到微小干擾時，前輪會在回正力矩作用下自 動回正。另外，主銷內傾還可減少前輪傳至轉向機構上的沖擊，并使轉向輕便。主銷后傾 的作用是當汽車直線行駛偶然受外力作用而稍有偏轉時，主銷后傾將產生車輪轉向反方向 的力矩使車輪自動回正，可保證汽車支線行駛的穩定性。汽車轉向輪的回正力矩來源于兩 個方面，一個是主銷內傾角，依靠前軸軸荷，和車速無關；一個是主銷后傾角，依靠側傾 力，和車速有關；速度越高，回正力矩就越大。 5.7 橫向穩定桿起什么作用？為什么有的車裝在前懸架， 有的裝在后懸架， 有的前后都裝？ 答：橫向穩定桿的主 要作用是增加汽車的側傾剛度，避免汽車在轉向時產生過多的側傾。 另外， 橫向穩定桿還

16、有改變汽車穩態轉向特性的 作用， 其機理在題 5.2 中有述。 橫向穩定 安裝的位置也是由于前、后側傾剛度的要求，以及如何調節穩態轉向特性的因素決定的。 5.8 某種汽車的質心位置、 軸距和前后輪胎的型號已定。 按照二自由度操縱穩定性模型， 其 穩態轉向特性為過多 轉向，試找出五種改善其特性的方法。 答：增加主銷內傾角； 增大主銷后傾角； 在汽車前懸架加裝橫向穩定桿；使汽車前 束具有在壓縮行程減小， 復原行程增大的特性； 使后懸架的側傾轉向具有趨于不足轉向的 特性。 5.9 汽車空載和滿載是否具有相同的操縱穩定性？ 答： 不具有相同的操縱穩定。 因為汽車空載和滿載時汽車的總質量、 質心位置會發

17、生變化， 這些將會影響汽車的 穩定性因數、輪胎側偏剛度、汽車側傾剛度等操縱穩定性參數。 5.10 試用有關公式說明汽車質心位置對主要描述和評價汽車操縱穩定性、穩態響應指標的 影響。 答：以靜態儲備系數為例說明汽車質心位置對穩態響應指標的影響： 當中性轉向點與質心位置重合時， 當質心在中性轉向點之前時， 當質心在中性轉向點之后時， S.M. 0，汽車為中性轉向特性； S.M. 為正值，汽車具有不足轉向特性 S.M. 為負值，汽車具有過多轉向特性 5.11 uch 。證明：特征車 5.12 穩態響應中橫擺角速度增益達到最大值時的車速稱為特征車速 速 uch ? 1/ K ，且在特 征車速時的橫擺角

18、速度增益，為具有相等軸距 L 中性轉向汽車橫 擺角速度增益的一半。 答：特征車速指汽車穩態橫擺角速度增益達到最大值時的車速，汽 車穩態橫擺角速度增益為： 5.13 5.16 答：提高操縱穩定性 5.17 習題圖 5 為三種前獨立懸架對車輪相對車身垂直上下位移時前束變化的影響。試問 圖中哪一條曲線具有側傾 過多轉向效果？ 答：曲線 1 對應的前獨立懸架，轉彎時車廂側傾，內側前輪處于反彈行程，前束增加，車 輪向汽車縱向中心線轉 動，外側前輪處于壓縮行程，前束減小，車輪向外轉動。采用這種 懸架導致汽車的側傾轉向增加了不足轉向量，具有 側傾不足轉向效果。 曲線 2 對應的前 獨立懸架， 曲線較其他兩種更貼近縱坐標軸， 說明這種懸架的側傾轉向量很小， 幾乎等于零。 曲線 3 對應的前獨立懸架，轉彎時車廂側傾，內側前輪處于反彈行程，前束減小，車輪向 汽車縱向中心線相反方 向轉動，外側前輪處于壓縮行程，前束增大，車輪向內轉動。采用 這種懸架導致汽車的側傾轉向增加了過多轉向量， 具有側傾過多轉向效果。 5.18 轉向盤力特性與哪些因素有關，試分析之。 答：轉向盤