汽车运用工程复习提纲

汽车运用工程复习提纲一、概念解释 1．汽车使用性能汽车的主要使用性能通常有：汽车动力性、汽车燃料经济性能、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车平顺性和汽车通过性能。

2．侧偏力汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中心沿Y 轴方向将作用有侧向力yF ，在地面上产生相应的地面侧向反作用力Y F ，使得车轮发生侧偏现象，这个力Y F 称为侧偏力。

3．地面制动力制动力习惯上是指汽车制动时地面作用于车轮上的与汽车行驶方向相反的地面切向反作用力b F 。

4．汽车制动性能汽车制动性能，是指汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。

另外也包括在一定坡道能长时间停放的能力。

5. 滑动（移）率描述制动过程中轮胎滑移成份的多少，即%100⨯-=www u r u s ω滑动率s 的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动率越大，滑动成份越多。

6. 同步附着系数具有固定的β线与I 线的交点处的附着系数0ϕ,被称为同步附着系数。

7. 汽车动力因数由汽车行驶方程式可导出t wF F D G-=，则D 被定义为汽车动力因数。

8. 汽车通过性几何参数汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。

它们主要包括最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。

9. 汽车动力性及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。

汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。

10．回正力矩回正力矩是轮胎发生侧偏时会产生作用于轮胎绕Oz 轴方向恢复直线行驶的力矩。

11. 汽车最小离地间隙汽车最小离地间隙C 是汽车除车轮之外的最低点与路面之间的距离。

12．制动距离制动距离S 是指汽车以给定的初速0a u ，从踩到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。

13. 滚动阻力系数滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或单位汽车重力所需之推力。

14．临界车速当车速为K u cr 1－=时，∞→⎪⎭⎫δωr 的cr u 称为临界车速。

二、简答题1. 写出汽车功率平衡方程式。

())3600761403600sin 3600cos (113dt du mu Au C Gu Gfu P P P PP a aD a a t j w i fte δααηη+++=+++=2. 用图叙述地面制动力、制动器制动力、附着力三者之间的关系。

① 当ϕF F xb ≤（ϕF 为地面附着力）时，μF F xb =；②当ϕF F xb =max 时μF F xb =，且地面制动力xbF 达到最大值maxxb F ,即ϕF F xb =max ；③当ϕμF F >时,ϕF F xb =,随着μF 的增加，xbF 不再增加。

ϕFμxb NfF3.写出制作汽车的驱动力图的步骤。

①列出发动机外特性etq n T -数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）；②根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式），按式r i i T r T F Tg tq t t η=0＝求出各档在不同车速下的驱动力tF ，并按式0377.06.3602i i rn i i rn u g e g e a ≈⨯⨯=π计算对应的车速au ；③按式αcos mg F f =计算滚动阻力fF ，按式221r D w u A C F ρ=计算对应车速的空气阻力wf F F +；将t F 、wf F F +绘制在a u -t F 直角坐标系中就形成了驱动力图或驱动力－行驶阻力平衡图。

4．简述利用图解计算等速燃料消耗量的步骤。

1) 由公式377.0i i rn u k e a =计算找出au 和en 对应的点(1n ,1a u ),(2n ,2a u ),......,(m n ,amu )。

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f P 和P ω。

3360021.153600a D a F u C Au P ωω==⨯cos 36003600f a af F u u P Gf α==3) 求出发动机为克服此阻力消耗功率e P 。

4) 由en 和对应的e P ,从),(2e e n P f g =计算e g。

5) 计算出对应的百公里油耗SQ 为γa e e S u g P Q 02.1=6) 选取一系列转速1n ，2n ，3n ，4n ，......，mn ,找出对应车速1a u ，2a u ，3a u ，4a u ，……，amu 。

据此计算出Sm S S S S Q Q Q Q Q ,,,,,4321K K 。

把这些S Q －a u 的点连成线, 即为汽车在一定档位下的等速油耗曲线。

5．试用汽车的驱动力－行驶阻力平衡分析汽车的动力性。

根据汽车行驶方程式ji w f t F F F F F +++=，即dt dum g m u A C f g m r i i T a D dtk tq ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅δααηsin 15.21cos 2制作汽车的驱动力－行驶阻力平衡图，从而计算出汽车最高车速wf t F F F +=、最大爬坡度i f t F F F +=和加速能力j w f t F F F F ++=。

当max j G F F D w t ＝-=时可求出最大加速度，而G F F D wt -=可计算汽车加速能6．画出附着率（制动力系数）与滑动率关系曲线，并做必要说明。

① 当车轮滑动率S 较小时，制动力系数b ϕ随S 近似成线形关系增加，当制动力系数b ϕ在S=20%附近时达到峰值附着系数P ϕ。

② 然后随着S 的增加，b ϕ逐渐下降。

当S=100％，即汽车车轮完全抱死拖滑时，bϕ达到滑动附着系数s ϕ,即s b ϕϕ＝。

对于良好的沥青或水泥混凝土道路s ϕ相对b ϕ下降不多，而小附着系数路面如潮湿或冰雪路面，下降较大。

③ 而车轮侧向力系数（侧向附着系数）l ϕ则随S 增加而逐渐下降，当s=100%时，0＝l ϕ，即汽车完全丧失抵抗侧向力的能力，汽车只要受到很小的侧向力，就将发生侧滑。

④ 只有当S 约为20％（12～22％）时，汽车才不但具有最大的切向附着能力，而且也具有较大的侧向附着能力。

20100pϕsϕbϕS滑动率bϕlϕ7．用结构使用参数写出汽车行驶方程式。

汽车行驶方程式的普遍形式为ji w f t F F F F F +++=，即dt dum g m u A C f g m r i i T a D dtk tq ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅⋅=⋅⋅⋅δααηsin 15.21cos 28．画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。

① 当踏板力较小时，制动器间隙尚未消除，所以制动器制动力0=μF ,若忽略其它阻力，地面制动力0＝xb F ，当ϕF F xb ≤（ϕF 为地面附着力），μF F xb =；②当ϕF F xb =max 时μF F xb =，且地面制动力xbF 达到最大值maxxb F ,即ϕF F xb =max ；③当ϕμF F >时,ϕF F xb =,xb F 随着μF 的增加不再增加。

ϕFμxb NfF9．写出图解法计算汽车加速性能的步骤。

手工作图计算汽车加速时间的过程： ①列出发动机外特性etq n T -数据表（或曲线转化为数据表，或回归公式）；②根据给定的发动机外特性曲线（数据表或回归公式），按式r i i T r T F Tg tq t t η=0＝求出各档在不同车速下的驱动力tF ，并按式0377.06.3602i i rn i i rn u g e g e a ≈⨯⨯=π计算对应的车速au ； ③按式αcos mg F f =计算滚动阻力fF ，按式212D r F C A u ωρ=计算对应车速的空气阻力f F F ω+；④按式()t f F F F du dt mωδ-+=计算不同档位和车速下的加速度以及加速度的倒数，画出au x －&&曲线以及au x －&&/1曲线；⑤按式∑∑∆=∆≈xut t &&计算步长6.3/a u ∆的加速时间t ∆，对t ∆求和，则得到加速时间。

同理，按式∑∑⎰∆=∆≈=⇒=xuu s s xudus du x u ds &&&&&&，计算步长)6.3/()(2x u u a a &&∆的加速距离s ∆，对s ∆求和得到加速距离。

10．写出汽车的燃料消耗方程式，并解释主要参数。

γa e e S u g P Q 02.1=,式中：γ、）、（或、、a e e e S u b g P Q 分别是百公里油耗（L/100km ）、发动机功率（kW ）、发动机燃料消耗率（或比油耗，)/(h ·kW g ）、车速(km/h )和燃油重度(N/L )。

11．写出汽车的后备功率方程式，分析后备功率对汽车动力性和燃料经济性的影响。

汽车在良好平直的路面上以等速3a u 行驶，此时阻力功率为twf P P η+,发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率=s P )(1w f Te P P P +η-,该剩余功率s P 被称为后备功率。

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。

12． 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）。

当有Y F 时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况： ①当地面侧向反作用力Y F 未超过车轮与地面间的附着极限时(zl Y F F ϕ<)，车轮与地面间没有滑动，车轮仍沿其本身平面的方向行驶。

②当地面侧向反作用力Y F 达到车轮与地面间的附着极限时(zl Y F F ϕ≥)，车轮发生侧向滑动，若滑动速度为u ∆，车轮便沿合成速度u '的方向行驶，偏离了车轮平面方向。

当车轮有侧向弹性时，即使Y F 没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向，出现侧偏现象。

三、分析题1．已知某汽车φ0＝0.4，分析φ＝0.3以及φ＝0.7时汽车的制动过程。

当φ＝0.3时，比φ0＝0.4小，在I 曲线下方，利用β线和f 线分析，前轮先抱死，当 β线与I 曲线相交， 则后轮也抱死；当φ＝0.7时，比φ0＝0.4大，在I 曲线方，利用β线和γ线分析，后轮先抱死，当β线与I 曲线相交，则前轮也抱死。