资源描述
1 侧偏刚度由实验测出的在不同载荷下和不同道路上某轮胎的侧偏力-侧偏角关系曲线表明，侧偏角氐不超过5时，侧偏力血与成线性 关系。汽车正常行驶时，侧向加速度不超过0.4g，侧偏角不超过 45，可认为侧偏角与侧偏力成线性关系。吗弋曲线在0处的斜率，称为侧偏刚度疋，单位为N/rad或N/（。侧偏刚 度为负值。码与氐的关系式为场=也。轿车轮胎的疋值约在- 28000-80000N/rad 范围内。2 道路阻力系数坡道阻力骂和滚动阻力与均为与道路有关的行驶阻力，通常将这两个阻力合在一起，称作道路阻力气，即% =片+爲丸+ ZW，则定义道路坡道阻力系数0为 W+o3 制动力系数一般将地面制动力与地面法向反作用力巴平直道路为垂直载 荷）之比称为制动力系数例。它是滑动率占的函数。当占较小时， 總近似为胡勺线性函数，随着占的增加總急剧增加。当總趋近于外时，随着胡勺增加，總增加缓慢，直到达到最大值阿。通常為被称 为峰值附着系数。很多实验表明，单厂貯2%。然后，随着竄继 续增加，显开始下降，直至* 10血。4 附着系数轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当车轮驱动力爲超 过某值附着力聲）时，车轮就会滑转。因此，汽车行驶的约束条 件必要充分条件）为丹+骂+監壬超壬瞪。附着力珂的计算式为 化二叽。式中，码接触面对车轮的法向反作用力；诃为滑动附着 系数，通常简称为附着系数。5 汽车临界车速当稳定性因素疋时，横摆角速度增益产丿歌。比中性转向时15丿的大。随着车速的增加,15人曲线向上弯曲。庄值越小（即恳的绝对值越大，过度转向量越大。当车速为 4飞 时， 占丿。入称为临界车速，是表征过度转向量的一个参数。临界 车速越低，过度转向量越大。过度转向汽车达到临界车速时将失去 稳定性。因为趋于无穷大时，只要极其微小的前轮转角便会 产生极大的横摆角速度。这意味着汽车的转向半径应极小，汽车发 生激转而侧滑或翻车。6 汽车操纵稳定性汽车操纵稳定性，是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件 下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向直线或 转弯）行驶；且当受到外界干扰路不平、侧风、货物或乘客偏 载）时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能。汽车操纵稳定性 不仅影响汽车驾驶操作的方便程度，而且也是决定汽车高速行驶安 全的一个重要性能。7 汽车动力装置参数汽车动力传动系统参数主要包括发动机功率、 变速器档位数与速比、主减速器的型式与速比。8 转向灵敏度汽车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应就是等速圆周行驶。常用稳态横摆角速度与前轮转角之比占人来评价稳态 响应。该比值被称为稳态横摆角速度增益或转向灵敏度。I 曲线在设计汽车制动系时，如果在不同道路附着条件下制动均能保 证前、后制动器同时抱死，则此时的前、后制动器制动力岛和 的关系曲线，被称为前、后制动器制动力的理想分配曲线，通常简 称为I曲线。在任何附着条件路面上前、后轮制动器同时抱死，则 前、后制动器制动力必定等于各自的附着力，且前、后制动器制动 力或地面制动力）之和等于附着力。10 动力性评价指标汽车动力性，是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受 到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车动力性的主 要评价指标通常包括汽车加速性、最高车速及最大爬坡度。动力性 代表了汽车行驶可发挥的极限能力。11 附着椭圆汽车运动时，在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。一些实 验结果曲线表明，一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所 减小，这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。当驱动力相当大 时，侧偏力显著下降，因为此时接近附着极限，切向力已耗去大部 分附着力，而侧向能利用的附着力很少。作用有制动力时，侧偏力也有相似的变化。驱动力或制动力在不通侧偏角条件下的曲线包络 线接近于椭圆，一般称为附着椭圆。它确定了在一定附着条件下切 向力与侧偏力合力的极限值。12 驱动力汽车驱动力兀是发动机曲轴输出转矩经离合器、变速器包括分动器）、传动轴、主减速器、差速器、半轴及轮边减速器）传递至车轮作用于路面的力毘，而由路面产生作用于车轮圆周上切向 反作用力线。习惯将线称为汽车驱动力。如果忽略轮胎和地面的变形，则。式中，石为传输至驱动轮圆周的转矩；为车轮半径；绻为汽车发动机输出转矩；5为变速器传动比；主 减速器传动比；脅为汽车传动系机械效率。13 迟滞损失 轮胎在滚动过程中，轮胎各个组成部分间的摩擦以及橡胶元、帘线等分子之间的摩擦，产生摩擦热而耗散，这种损失称为弹性元 件的迟滞损失。二、写出表达式、画图、计算，并要求简单说明选择其中4 道题，计2 0分）1 画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力竹=,若忽略其它阻力，地面制动力凡=，当入兰現 聲为地面附着力）时，月制=月严；当F点唤=时月询二耳，且地面 制动力月询达到最大值月沁K ,即月皿C =每；3当纭聲时，岛二气 , 随着化的增加，岛不再增加。2 简述图解法计算燃料消耗量的步骤已知（力，冬,心1,2,以及汽车的有关结构参数和 道路条件（人和，求作出心乍觥）等速油耗曲线。根据给定的各个 转速叭和不同功率下的比油耗乐值，采用拟合的方法求得拟合公式 氐=拦尸2傀）。1 由公式% = 0.377 竺计算找出和对应的点（旳，%2，（, -。2 分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率早和吒。p _叭_ %4记w 360021.15x3600耳Uq _ Uq3600 3600Of” cosa3求出发动机为克服此阻力消耗功率 4由叭和对应的&,从计算乐。5计算出对应的百公里油耗2为法=1 爲6选取一系列转速旳，利，旳，叫，张，找出对应车速啦，畑，仏，畑，映。据此计算出QmQmQgQg卫駅。把这些么一的点连成线，即为汽车在一定档位下的等速油耗 曲线， 为计算方便， 计算过程列于表 3-7。通常有三种方法可求的汽车的最高车速，它们分别是驱动力 行驶阻力平衡图法、动力因数滚动阻力平衡图法、功率平衡图 法。lit!-21.13车速心如启叩g曲宫曲2或7寺,0 nuxFCHV 6圧逐比，jj.Jr丿率.An;L ?T 功 4:4 写出汽车的行驶方程式 要求有结构和使用参数说明）。汽车行驶方程式的普遍形式为昌=与+船+骂+巧，即心21.15di式中:罠驱动力；与一滚动阻力;九一空气阻力；骂一坡道 阻力；巧一加速阻力；绻一发动机输出转矩；主传动器传动 比；变速器疋档传动比；坊一传动系机械效率；険一汽车总质 量；童一重力加速度；了一滚动阻力系数；一坡度角；6空气 阻力系数；川一汽车迎风面积；汽车车速；占一旋转质量换算 du系数；处一加速度。5 写出汽车燃料消耗方程式要求有结构和使用参数说明）。 一 F.& 其中戸一 1（锹 |齢屜:严血）s 367 .1* 7r761403600 dt ?式中：对一传动系机械效率；枕一汽车总质量；童一重力加 速度；了一滚动阻力系数；氐一坡度角；6空气阻力系数；川一 du 汽车迎风面积宀一汽车车速；占一旋转质量换算系数；石一加 速度；巴一发动机功率；一发动机燃料消耗率比油耗）；Y-燃 油重度。6说明驱动力冈与切向反作用力迟之间的关系，在什么条件 下，可以认为月严凡。当车轮纯滚动前进运动玛一月广禺或者当车轮未 抱死滚动时码与洛式中：孔-切向力，珂驱动力；码-制动力；与-滚动阻力。 通常马“与，或九R与，所以F严典。7 列出各种可以绘制 I 曲线的方程及方程组 如已知汽车轴距、质心高度绻、总质量那、质心的位置 2（质心至后轴的距离就可用前、后制动器制动力的理想分配关 系式绘制 I 曲线。 根据方程组也可直接绘制I曲线。假设一组貯值卩=0.1,0.2,0.3,，1.0），每个貯值代入方程组4-30），就具有一 个交点的两条直线，变化貯值，取得一组交点，连接这些交点就制 成 I 曲线。 利用了线组和线组对于同一少值，/线和广线的交点既符合月祖=濟刃，也符合 嘉严低。取不同的卩值，就可得到一组了线和尸线的交点，这些 交点的连线就形成了I曲线。三、叙述题选择其中 4 道题，计 20 分）1 汽车行驶阻力的形成汽车行驶阻力包括克服道路对轮胎的阻力偶矩的滚动阻力，克 服空气阻力的力，克服坡道沿着坡道斜面的坡道阻力和克服加速时 的惯性力的加速阻力。2 影响附着系数的因素影响附着系数的因素包括：道路的类型、路况；汽车运动速度；轮胎结构、花纹、材料。3试用驱动力一行驶阻力平衡图分析汽车的最大爬坡度见下图，式中：冈一驱动力；与一滚动阻力；吒一空气阻力；骂一坡道 阻力；巧一加速阻力；绻一发动机输出转矩；主传动器传动 比；变速器疋档传动比；坊一传动系机械效率；険一汽车总质 量；童一重力加速度；/滚动阻力系数；6空气阻力系数；卫 du汽车迎风面积； 汽车车速； 药一加速度。4 汽车的燃料经济性评价实验方法有哪些？ 常选取单位行程的燃料消耗量，即L/100km，或单位运输 工作的燃料消耗量，即L/100tkm、L/kpkm。前者用于比较相同容 量的汽车燃料经济性，也可用于分析不同部件（如发动机、传动系 等装在同一种汽车上对汽车燃料经济性的影响；后者常用于比较 和评价不同容载量的汽车燃料经济性。其数值越大，汽车燃料经济 性越差。 汽车燃料经济性也可用单位量燃料消耗汽车所经过的行程， 即km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每 加仑燃料能行驶的英里数，即MPG或mile/USgal。其数值越大， 汽车燃料经济性越好。 汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃料的 消耗影响很大，也可采用燃料消耗量Q （单位为L/100km与有效载 荷G （单位为t之间的关系曲线，评价在不同道路条件下的汽车燃 料经济性。5 分析汽车发动机后备功率对汽车动力性和燃料经济性的影响 通过功率平衡图可容易地分析在不同档位和不同车速条件下汽 车发动机功率的利用情况。汽车在良好平直的路面上以等速临行驶，此时阻力功率为发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率该剩余功率被称为后备功率。如果驾驶员仍将加速踏板踩到 最大行程，则后备功率就被用于加速或者克服坡道阻力。为了保持 汽车以等速临行驶，必需减少加速踏板行程，使得功率曲线为图 中虚线，即在部分负荷下工作。另外，当汽车速度为】和2时， 使用不同档位时，汽车后备功率也不同。汽车后备功率越大，汽车 的动力性越好。利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。功 率平衡图也可用于分析汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽 车的燃油经济性。后备功率越小，汽车燃料经济性就越好。通常后 备功率约10%20%时，汽车燃料经济性最好。但后备功率太小会造成发动机经常在全负荷工况下工作，反而不利于提高汽车燃料 经济性。6 分析汽车有、无 ABS 汽车紧急制动过程中减速度的变化并绘 图说明。当汽车制动系无 ABS 时，制动减速度由零逐渐增 加至最大值得=(g,而 采用 ABS 制动系统的汽车汽 车制动减速度由零逐渐增加 至最大值得晦二叫g,然后 制动减速度在町二苗附件 波动。见图。7 在侧向力的作用下，刚性轮和弹性轮胎行驶方向的变化规律假设驾驶员不对汽车的行驶方向进行干预)。在侧向力的作用，若汽车车轮为刚性轮，则在侧向力不大于附 着力的条件下，汽车保持原行驶方向；当侧向力超过附着极限时， 车轮即汽车偏离原行驶方向。而对于弹性车轮，即使侧向力未达到 附着极限，车轮也将发生侧向偏离原始行驶方向的现象，即侧偏现 象。8 说明汽车制动力与车轮印迹的关系当车轮纯滚动时地面上的轮胎花纹保 持原始状态，随着制动强度的增加，轮胎 花纹开始变形。随着制动强度的增加，车 轮的滑动成分越来越大，被褥越来越模 糊。当车轮完全抱死时，车轮花纹消失， 取而代之的是轮胎拖印；见图。对于ABS制动系，紧急制动时不出 现拖印或不连续的拖印。四、分析题选择其中4 道题，计20分）1 分析汽车三种转向特性的稳定性汽车的三种稳态转向特性分别为不足转向、中性转向和过度转 向。对于不足转向，汽车转向灵敏度随车速增加而下降，是一种稳 定转向特性。对于过度转向，汽车转向灵敏度随车速增加而增加， 是一种不稳定转向特性。对于中性转向，汽车转向灵敏度不随车速 变化，也是一种稳定转向特性，但是在实际中容易变为过度转向。2已知某汽车少0 = 0.4,请利用I、0、f、丫线，分析少 = 0.4,少=0.3以及少=0.6时汽车的制动过程。=03时，蹋下制动踏板，前后制动器制动力沿着Q增加,嘉二巧d、餐厂抵，即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。 当Q与卩=0.3的/线相交时，符合前轮先抱死的条件，前后制动器 制动力仍沿着尸增加，而职瓦V钱1,巧应二抵，即前后制动器制动 力仍沿着Q线增长，前轮地面制动力沿着=03的/线增长。当/ 与相交时，卩=日的厂线也与线相交，符合前后轮均抱死的条 件，汽车制动力为刖。当甘0飞时，蹋下制动踏板，前后 制动器制动力沿着Q增加，巧瓦=、钱应=抵，即前后轮地面制 动力与制动器制动力相等。当尸与严庇的厂线相交时，符合后轮 先抱死的条件，前后制动器制动力仍沿着Q增加，而抵，即前、后制动器制动力仍沿着Q线增长，后轮地面制动力沿着皆0花的T线增长。当T与f相交时，皆0.6的/ 线也与线相交，符合前后轮都抱死的条件，汽车制动力为聊。甲=0.4，蹋下制动踏板，前后制动器制动力沿着Q增 加，爲=乙、仏=孤，即前后轮地面制动力与制动器制动力相 等。继续增加，役L、铁厂抵，同时与皆04的线和了线 相交，前后车轮同时抱死。3写出稳定性因数疋=0时汽车的转向灵敏度表达式，并绘图说明。即转向灵敏度与车速成线形变化关系。4 请叙述驾驶员、制动系结构形式、制动系调整踏板自由行 程、制动鼓/盘与摩擦片之间间隙）以及道路条件对汽车制动性能 的影响，并计算单位初速度变化对汽车制动距离的影响。=50km/h，宅=0.2s 芯=0.15s）。因为M+决。+最；所以，汽车的制动距离S是其制动初始速度叫0二次函数，叫D是影响制动距离的最主要因素之一；S是最大制动减速 度的双曲线函数，也是影响制动距离的最主要因素之一。叫。是 随行驶条件而变化的使用因素，而几一是受道路条件和制动系技术 条件制约的因素；S是制动器摩擦副间隙消除时间珀、制动力增 长时间時的线性函数，专是与使用调整有关，而時与制动系型式 有关，改进制动系结构设计，可缩短時，从而缩短S。5 在划有中心线的双向双车道的本车行车道上，汽车以30km/h 的初速度实施紧急制动，仅汽车左侧轮胎在路面留下制动 拖痕，汽车行驶方向几乎没有发生变化，请分析该汽车制动系技术 状况。汽车在制动过程中几乎未发生侧偏现象，说明汽车左右车轮的 制动力几乎相等。出现这种现象的原因是因为道路带有一定的横向 坡度拱度），使得左侧车轮首先达到附着极限，而右侧车轮地面 法向力较大，地面制动力尚未达到附着极限，因此才会出现左侧有 制动拖印，而右侧无拖印的现象。6 解放 CA1150Pk2L3T1 双后桥载货汽车设计核定装载质量为9000kg，整备质量为6000kg，在水平良好路面（叫乃沁羽，实 施紧急制动时恰好前后轮同时抱死，试问该车装载20000kg水泥在 水平良好路面化皿”喙实施紧急制动时，试近似计算此时汽车 的制动力和减速度。由于该车严重超载，地面附着力远大于制动器制动力，所以前 后车轮并未抱死，地面制动力仅为制动器制动力，即:九=角1 +马2 =甲(月和+巴2)=(0.75- 0.85) x(9000 + 6000) x9.Sl=110362-125077.5制动减速度:IIlX= AJ10362-125077.5 = 4 245_4S11/s20000 + 60007请比较前驱动和后驱动汽车上坡坡度角为a ）行驶的附 着条件，并解释载货汽车通常采用后驱动而小排量轿车采用前驱动 的原因。如果匚。se対1, 且如氐対対i ,厶 R 厅， 则后驱动L前驱动L+h四轮驱动化=饌=阴2前后轮动载荷变化量对于前轮其动态地面法向反作用力的增量为一月,而后轮的为 占月。显然，当汽车以极限附着能力在大坡度角加速上坡时，动载 荷的绝对值达到最大。货车经常在公路行驶，而轿车主要在城市道 路行驶，由于货车需要爬坡较大，所以采用后驱动。轿车主要在城市平路行驶，而前轴附着力下降较小，所以采用前驱动。越野汽车 行驶条件较为恶劣，所以采用四轮驱动。五、计算题选择其中4道题，计20分)1某汽车总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数 占=1 +址+昭其中 = 0.034 0.0 3 ),八0皿，传动系机械效率 n T=0.85，传动系总速比】=/其中=3.15=4.12),车轮滚动半 径r=0.365m,发动机转矩沁n-m,道路附着系数诃45,求汽车 全速从25km/h加速至40km/h所经过的路程。兀计算过程:24。叩如.1%4.120365x 0.85725345.8/7mgp= 4600 x9.Six.0.45 = 20306 .IN由于耳n吨cp,因此4023.622523.62,8=522已知汽车的B=1.8m,hg=1.15m ,横坡度角为10,R=22m,求 汽车在此圆形跑道上行驶,设侧向附着系数为0.3,计算发生侧滑的 车速其要求绘图)。的nm 二血二加STCOSCCcos ct- 3gsin ct wagcpcos ct不发生侧滑的速度事 Jg+fge)农=75-81(0.3 + 0.174)x 22 = 10.11/s或者u 9.81 x 22x (sin 10 + pcos 10) 口coslO - sin 10/ - 1 宀 1 m cos - mg sin a mg cos or+ w3sin a3某轿车的轴距L=3.0m,质心至前轴距离Ll=1.55m,质心至后 轴距离L2=1.45m,汽车围绕oz轴的转动惯量Iz=3900kgm 2,前轮 总侧偏刚度俎=-7000N/rad,后轮总侧偏刚度心=T10000N/rad,转向 系总传动比i=20,汽车的总质量为2000kg,侧面加速度为0.4g时汽 车前后轮侧偏角绝对值之差旳-购及车速25m/s时转向半径比值 R/R0。1.55二 0.04291111.45 1-110000-7000一=1 + 疋/ =i + 0.0429111x252 = 27.82du d3 du4.请推导出公式比二忑7忑二忑（参考新书P117或旧 书 P114。（盘 + 如）cos A0- （d + Au） sin AS+ Au - uA0一 AvA0一盘倒盘一 uA0（其中 cos A0 R 环口 sin AS 倒 A9）Ay-bA0duudtzindex:l。 margin-span style=mso-ignore:vglayout。56.的单位left:6px。 margintop:0px。 width:239px。请详细地推导出式巧49kw/h，并注明符号的单位。Pe(. kW ) = Ts(N)(y / min)1000609549其中2x请推导两公式Q. = CPb丹的变换过程并注明符号二1 叽T| 丁 3600方 1叽_1.02wfly rT 3600竺 C = JrT ,其中 1.02x3600y
展开阅读全文