汽车理论课后习题答案(XXX版)(完全免费版)
第一章
1.1、轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式
滚动阻力是指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。它的产生机理是由于轮胎内部摩擦产生弹性变形曲线和卸载变形曲线不重合，导致能量损失，表现为一种阻力偶。当车轮滚动时，地面法向反作用力的分布前后不对称，使它们的合力Fa相对于法线前移一个距离a，随着弹性迟滞损失的增大而变大，即滚动时有滚动阻力偶矩Tf阻碍车轮滚动。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。
1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？
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、如何计算行驶阻力？
行驶阻力为Ff+Fw，其中Ff为滚动阻力，Fw为空气阻力。根据计算公式，可以得到行驶阻力和
车速之间的关系。最高车速和最大爬坡度可以通过计算机作图或描点法得出。例如，最高车速可通过代入公式计算得出，而最大爬坡度则需要忽略Fw，直接计算Ftmax。
答：超车时是否需要换入低一档的排档，需要根据实际情况来判断。如果当前排档的车速和加速度已经足够完成超车，那么就不需要换档。但如果需要更快地完成超车，或者需要在较短的时间内完成超车，那么就需要换入低一档的排档以获得更大的动力和加速度。同时，在换档时也需要注意车速和转速的匹配，以避免对发动机和变速箱造成不必要的损坏。
可以通过调整汽车的重心位置和悬挂系统来改善汽车的附着力利用情况，从而提高加速性能和达到更高的车速。
对于F-F型轿车和F-R型轿车，最大驱动力分别等于前轮附着力和后轮附着力。因此，F-F型轿车总的附着力利用情况较好。
根据不同的转动比，可以绘制出汽车功率平衡图。当总的转动比较大时，发动机后备功率大，加速容易，更易于达到较高车速。
对于某一具体的汽车，可以根据其重量、风阻系数、轮胎滚动阻力系数等参数，计算出最大
驱动力、极限车速、极限爬坡度和极限加速度等性能指标。
为了充分发挥发动机扭矩，在加速过程中需要注意避免出现打滑现象。可以通过调整汽车的重心位置和悬挂系统来提高附着力利用情况，从而改善加速性能。
根据发动机的最小燃油消耗特性和克服行驶阻力应提供的功率曲线，可以确定无级变速器的调节特性，以保证发动机在最经济工况下工作。具体来说，无级变速器应该能够使发动机在高负荷时保持较高的转速，而在低负荷时降低转速，以使发动机的负荷率保持在较高水平，同时在最大功率点和最小燃油消耗点之间调节，以实现最佳的燃油经济性。这样，无级变速器就可以充分发挥内燃机的动力性能，同时提高汽车的燃油经济性。
根据提供的信息，可以绘制出汽车功率平衡图。考虑满载时情况下的等速百公里油耗公式，根据负荷特性曲线的拟合公式，可以得出不同转速下的油耗和功率。通过这些数据，可以绘制出最高档和次高档的等速百公里油耗曲线。轮胎对汽车动力性和燃油经济性有一定影响。公共汽车起步后，驾驶员很快换入高档，因为此时发动机负荷率大，后备功率小，燃油经济性较高。达到动力性最佳的换挡时机是在{Ft-(Fw+Ff)}max时换档，而达到燃油经济性最佳的换档时机则需要根据具体情况进行判断，二者不一定相同。
根据图或计算，可得代入数据E
r
2.449+1.17
r
15.空载时，制动效率约为0.7，因此最大动减速度a
bmax
0.8g*0.7=0.56g。代入公式2，得制动距离为6.57m。满载时，制动效率为0.87，最大动减速度a'
bmax
0.8g*0.87=0.696g，代入公式2，得制动距离为5.34m。
若制动系前部管路损坏，根据公式Gdu=Gz*gdt，G
F
z2
a-zh
g
L，F
xb2
zb/L，可得后轴利用附着系数为a/L*1/(1+
r
h
g
L)，代入数据得空载时E
r
0.45，满载时E
r
0.60.空载时最大动减速度a
bmax
0.8g*0.45=0.36g，代入公式2，得制动距离为10.09m。满载时最大动减速度a
bmax
0.8g*0.6=0.48g，代入公式2，得制动距离为7.63m。
若制动系后部管路损坏，根据公式Gdu=Gz*gdt，G
F
z1
b+zh
g
L，F
xb1
zb/L，可得前轴制动效率为
f
1-
f
h
g
L，前轴利用附着系数为
f
zb/L*(b+zh
g
L，代入数据得空载时E
f
0.57，满载时E
f
0.33.空载时最大动减速度a
bmax
0.8g*0.57=0.456g，代入公式2，得制动距离为8.68m。满载时最大动减速度a
bmax
0.8g*0.33=0.264g，代入公式2，得制动距离为14.62m。
汽车制动系统设计
本章将介绍汽车制动系统的设计，包括制动力分配、制动器选择、制动液选择等方面。同时，还将分析制动系统的优缺点。
制动力分配
制动力分配是指前后轮制动力的分配。在制动过程中，由于车辆重心前移，前轮负荷增加，因此前轮制动力应该比后轮大。一般情况下，前轮制动力占总制动力的60%~70%，后轮制动力占30%~40%。
制动器选择
制动器的选择应该根据车辆的质量、速度、行驶路况等因素综合考虑。常见的制动器有盘式制动器和鼓式制动器。盘式制动器制动效果好，散热性能好，但价格较高；鼓式制动器价格相对较低，但制动效果和散热性能较差。
制动液选择
制动液应该具有一定的沸点和低温粘度，以保证制动系统的正常工作。一般情况下，制动液的沸点应该在200℃以上，低温粘度应该小于1500mm2/s。
优缺点分析
制动系统的优缺点主要取决于其设计和制造质量。优点包括制动效果好、操作灵活、制动距离短等；缺点包括制动器磨损快、制动温度高、制动跑偏等。因此，在设计制动系统时，应该综合考虑各种因素，以达到最优的制动效果和安全性能。
总之，汽车制动系统的设计需要综合考虑多种因素，以达到最优的制动效果和安全性能。在制造过程中，应该注重制造质量，以保证制动系统的正常工作。
5.1 对于一辆轿车，每个前轮胎的侧偏刚度为-N/rad，外倾刚度为-7665N/rad。当轿车向左转弯时，两个前轮都会产生正的外倾角，大小为4.假设侧偏刚度和外倾刚度都不受左右轮载荷转移的影响，请计算由外倾角引起的前轮侧偏角。根据题意，我们可以得到Fy=kα+kγγ=0，因此由外倾角引起的前轮侧偏角为α=−kγγ/k=−7665×4/(-)=0.611.
5.2 一辆轻型客车在试验中发现存在过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果导致汽车的转向特性变为不足转向。请分析其理论根据，并提供必要的公式和曲线。稳定性系数K= m/L2(1/k1-1/k2)，其中k1和k2分别表示左右车轮的侧偏刚度。由于原来K≤0，加装稳定杆后K>0，因此导致了不足转向。
5.3 汽车的稳态响应有三种类型：中性转向、不足转向和过多转向。表征稳态响应的参数包括前后轮侧偏角绝对值之差(α1-α2)，转向半径的比R/R0和静态储备系数S.M.它们之间的关系可以参考公式(5-13)、(5-16)和(5-17)。
5.4 表示汽车稳态转向特性的方法有三种：(1)α1-α2>0时为不足转向，α1-α2=0时为中性转向，α1-α21时为不足转向，R/R0=1时为中性转向，R/R00时为不足转向，XXX时为中性转向，XXX.<0时为过多转向。汽车重心前后位置和内外轮负荷转移会导致汽车质心到前后轴距离a、b的变化，从而影响稳态转向特性。
5.5 汽车转弯时车轮行驶阻力与直线行驶时不同。因为转弯时车轮会受到侧偏力，导致轮胎产生侧偏现象，从而导致行驶阻力的变化。
5.6 主销内倾角和后倾角的功能不同。主销外倾角可以产生回正力矩，保证汽车直线行驶；主销内倾角除了产生回正力矩外，还有使得转向更轻便的功能。
5.7 横向稳定杆的作用是提高悬架的侧倾角刚度。有的车装在前悬架，有的装在后悬架，有的前后都装是因为不同的车型和设计需要，需要根据实际情况进行选择。
峰值反应时间ε=ω-Φ/ξω
特征车速uch=1/K，且在特征车速时的稳态横摆角速度增益，为具有相等轴距L中性转向汽车横摆角速度增益的一半。
证明：转向灵敏度ωr/(uLδ)=(2δ/s)/(1+Ku)
特征车速uch=ωr/(uδ) = (uωr)/δ
当车辆处于中性转向时，ωr=δ/Ls，代入上式得到uch=1/K，得证。
测定汽车稳态转向特性常用两种方法，一为固定转向盘转角法，并以R/R-a_y曲线来表示汽车的转向特性；另一为固定圆周法。试验时在场地上画一圆，驾驶员以低速沿圆周行驶，记
录转向盘转角δsw，然后驾驶员控制转向盘使汽车始终在圆周上以低速持续加速行驶。随着车速的提高，转向盘转角δsw（一般）将随之加大。记录下δsw角，并以δsw/δ-a_y曲线来评价汽车的转向特性。
汽车附着力证明：转向半径R=1/(ωr/δ)=1+Ku^2R
由于δsw=2uδ/(1+Ku)，代入上式得到R=δsw/2+Kuδsw^2/4L，化简得到δsw/δ-a_y曲线为δsw=a_yu/(1+Ku^2L)
滑柱连杆式独立悬架的侧倾中心为R.C。悬架的侧倾角刚度为Kr=2ks(mp)
计算稳态响应质心侧偏角增益β的公式为β=Ku^2/(ωr^2+Ku^2)
当u=31.3m/s(70 mile/h)，a_y=0.4g时，代入上式得到β=0.075rad
计算u=31.3m/s时的瞬态响应峰值反应时间ε和轿车的汽车因数T.B.值，需要更多信息才能计算。
有些小轿车后轮也设计有安装前束角和外倾角是为提高操纵稳定性。
发布评论