清华版 汽车理论课后题答案
汽车理论章节习题集(附答案)-1 - 名词解释
汽车理论1 汽车的动力性四、名词解释1、驱动力2、滚动阻力3、空气阻力4、坡道阻力5、道路阻力6、动力因素7、动力特性图8、功率平衡图9、负荷率10、后备功率11、车轮的静力半径12、附着力13、附着系数14、附着率2 汽车的燃油经济性四、名词解释1、汽车的燃油经济性2、等速百公里燃油油耗量3 汽车动力装置参数的选定四、名词解释1、汽车比功率2、最小燃油消耗特性4 汽车的制动性四、名词解释1、汽车的制动性2、地面制动力3、制动器制动力4、制动力系数5、侧向力系数6、制动效能7、抗热衰退性能8、制动时汽车的方向稳定性9、制动侧滑10、制动跑偏11、制动器制动力分配系数12、同步附着系数13、理想制动力分配曲线（I 曲线）14、f 线组和 r 线组5 汽车的操纵稳定性6汽车的平顺性7汽车的通过性三、名词解释1、汽车的通过性2、牵引系数3、牵引效率4、燃油利用指数5、间隙失效6、顶起失效7、触头失效8、托尾失效9、最小离地间隙10、接近角11、离去角12、最小转弯直径《汽车理论》清华大学余志生版--期末考试复习资料四、名词解释1、驱动力汽车发动机产生的转矩，经传动系传至驱动轮。
此时作用于驱动轮上的转矩Ｔｔ产生一对地面的圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft既是驱动汽车的外力，此外里称为汽车的驱动力。
2、滚动阻力轮胎滚动时，与支撑地面的接触区产生法向和切向相互作用力，并使接触区的轮胎和地面发生相应的变形3、空气阻力汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分离称为空气阻力。
4、坡道阻力当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分离表现为汽车的坡道阻力。
5、动力特性图6、功率平衡图7、负荷率8、后备功率发动机功率与滚动阻力和空气阻力消耗的发动机功率的差值9、车轮的静力半径10、附着力地面对轮胎切向反作用力的最大极限值11、附着系数12、附着率汽车在直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。
13、汽车比功率单位汽车总质量具有的发动机功率，单位：kW/t。
汽车理论课后题答案清华大学余志生
第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答：1）定义：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称为滚动阻力。
2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑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量损失，即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。
即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。
3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T F ff =（f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：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、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，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）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ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Ⅱ档起步加速至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432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq为发功机转矩(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 =4000 r ／min装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 0.367 m传动系机械效率 ηт＝0.85 波动阻力系数 f ＝0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A ＝2.772m 主减速器传动比 i0＝5.83飞轮转功惯量 I f ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 I w1＝1.798kg ·2m四后轮转功惯量 I w2＝3.598kg ·2m变速器传动比 i g (数据如下表)轴距 L ＝3.2m质心至前铀距离(满载) α＝1.947m 质心高(满载) h g ＝0.9m解答：1）（取四档为例）由uF n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→ 即ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= og i i rn u 377.0=行驶阻力为w fF F +：215.21a D w f U A C Gf F F +=+ 2131.0312.494aU +=由计算机作图有※本题也可采用描点法做图：由发动机转速在m in /600n min r =，m in /4000n max r =，取六个点分别代入公式：……………………………… 2）⑴最高车速：有w f tF F F +=⇒2131.0312.494a t U F += 分别代入a U 和t F 公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q +=把q T 的拟和公式也代入可得： n>4000而4000m ax =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max ==U Km/h⑵最大爬坡度：挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略：⇒)(max w f t i F F F F +-=⇒GfF Gi t -=max⇒013.08.9*388014400max max-=-=f G F i t =0.366（3）克服该坡度时相应的附着率 zxF F =ϕ 忽略空气阻力和滚动阻力得：6.0947.12.3*366.0/=====a il l a i F Fi z ϕ 3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f D g du dt a -==δ（GFwFt D -=为动力因素）Ⅱ时，22022111r i i I m r ImTg f wηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=215.21a D wU A C F = 由以上关系可由计算机作出图为：②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。
汽车理论章节习题集(附答案)-1 - 名词解释
汽车理论1 汽车的动力性四、名词解释1、驱动力2、滚动阻力3、空气阻力4、坡道阻力5、道路阻力6、动力因素7、动力特性图8、功率平衡图9、负荷率10、后备功率11、车轮的静力半径12、附着力13、附着系数14、附着率2 汽车的燃油经济性四、名词解释1、汽车的燃油经济性2、等速百公里燃油油耗量3 汽车动力装置参数的选定四、名词解释1、汽车比功率2、最小燃油消耗特性4 汽车的制动性四、名词解释1、汽车的制动性2、地面制动力3、制动器制动力4、制动力系数5、侧向力系数6、制动效能7、抗热衰退性能8、制动时汽车的方向稳定性9、制动侧滑10、制动跑偏11、制动器制动力分配系数12、同步附着系数13、理想制动力分配曲线（I 曲线）14、f 线组和 r 线组5 汽车的操纵稳定性6汽车的平顺性7汽车的通过性三、名词解释1、汽车的通过性2、牵引系数3、牵引效率4、燃油利用指数5、间隙失效6、顶起失效7、触头失效8、托尾失效9、最小离地间隙10、接近角11、离去角12、最小转弯直径《汽车理论》清华大学余志生版--期末考试复习资料四、名词解释1、驱动力汽车发动机产生的转矩，经传动系传至驱动轮。
此时作用于驱动轮上的转矩Ｔｔ产生一对地面的圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft既是驱动汽车的外力，此外里称为汽车的驱动力。
2、滚动阻力轮胎滚动时，与支撑地面的接触区产生法向和切向相互作用力，并使接触区的轮胎和地面发生相应的变形3、空气阻力汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分离称为空气阻力。
4、坡道阻力当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分离表现为汽车的坡道阻力。
5、动力特性图6、功率平衡图7、负荷率8、后备功率发动机功率与滚动阻力和空气阻力消耗的发动机功率的差值9、车轮的静力半径10、附着力地面对轮胎切向反作用力的最大极限值11、附着系数12、附着率汽车在直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。
13、汽车比功率单位汽车总质量具有的发动机功率，单位：kW/t。
汽车理论章节习题集(附答案)-1 - 单项选择题
汽车理论1 汽车的动力性一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将其代码写在该小题后的括号内）3、汽车在水平路面上加速行驶时，其行驶阻力包括（ B ）。
A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力4、汽车等速上坡行驶时，其行驶阻力包括（ A ）。
A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力5、汽车加速上坡行驶时，其行驶阻力包括（ D ）。
A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力6、汽车行驶时的空气阻力包括（ D ）。
A．摩擦阻力和形状阻力B. 摩擦阻力和干扰阻力C．形状阻力和干扰阻力D. 摩擦阻力和压力阻力7、汽车行驶时的空气阻力（ B ）。
A. 与车速成正比B. 与车速的平方成正比C. 与车速的3 次方成正比D. 与车速的4 次方成正比8、汽车行驶时的空气阻力（ C ）。
A. 与迎风面积和车速成正比B. 与迎风面积的平方和车速成正比C. 与迎风面积和车速的平方成正比D. 与迎风面积的平方和车速的平方成正比9、同一辆汽车，其行驶车速提高1 倍，空气阻力增大（ C ）。
A. 1 倍B. 2 倍C. 3 倍D. 5 倍10、汽车行驶时的道路阻力包括( C)A．滚动阻力和空气阻力B．滚动阻力和加速阻力C．滚动阻力和坡度阻力D．坡度阻力和加速阻力11、真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为（B ）。
A．地面法向反作用力B．地面切向反作用力C．汽车重力D．空气升力12、汽车能爬上的最大坡度是指（A ）。
A．Ⅰ挡最大爬坡度B．Ⅱ挡最大爬坡度C．Ⅲ挡最大爬坡度D．Ⅳ挡最大爬坡度13、汽车行驶的附着条件是（ C ）。
汽车理论习题答案及MATLAB编程
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。
汽车理论习题5-7---清华大学 余志生 版 习题答案---汽车轿车使用与维护
（3）已知某汽车总质量 1950kg，轴距 3m，前轴荷 51.5%，后轴荷 48.5%，前后为单胎， 前胎侧偏刚度-46911N/rad，后胎侧偏刚度为-37523N/rad，试确定该车稳态转向的性质及其 特征或者临界车速。
（5）通常轿车的前部装有横向稳定杆，请说明装用此杆的作用是什么？并分析说明 其道理？
（6）某汽车在环形跑道上行驶，环形跑道的半径为800m，侧向坡度为15°，侧向附 着系数为0.7，请分析计算该车在该环形跑道上行驶时，不发生侧向滑动的极限车速 为多少？（需写出分析推证过程）
（7）某轿车总重 1820kg，汽车前轴轴载质量为汽车总质量的 53%，轴距 3.1m，一个前轮 侧偏刚度为 31310N/rad，一个后轮侧偏刚度为 55095N/rad，该车以 36km/h 的车速进行稳 态圆周行驶时，其转向半径 20m,请求： 1）前轮侧偏角（绝对值）与后轮侧偏角（绝对值）之差为多少？ 2）该车的稳态转向特性为何种类型？ 3）该车的特征车速和临界车速为多少？ 4）此时前轮平均转角为多少？ 5）该车静态储备系数为多少？
第五章
名词解释：
中性转向点:使汽车前、后轮产生同一侧偏角的侧向力作用点。 轴转向： 轮胎的侧偏现象：当车轮有侧向弹性时，即使 FY 没有达到附着极限，车轮行驶方向亦将偏 离车轮平面，这就是轮胎的侧偏现象。 汽车的转向灵敏度：稳态的横摆角速度与前轮转角之比。也叫稳态横摆角速度增益。 汽车的静态储备系数：就是中性转向点至前轴距离和汽车质心至前轴距离之差与轴距之比 值。 车厢侧倾轴线：车厢相对地面转动时的瞬时轴线称为车厢侧倾轴线。 侧倾中心：车厢在前、后轴处横断面上的瞬时转动中心，这两个瞬时中心称为侧倾中心。
清华版 汽车理论课后题答案
s 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 ）。
汽车理论习题5-7---清华大学 余志生 版 习题答案---汽车轿车使用与维护
（3）已知某汽车总质量 1950kg，轴距 3m，前轴荷 51.5%，后轴荷 48.5%，前后为单胎， 前胎侧偏刚度-46911N/rad，后胎侧偏刚度为-37523N/rad，试确定该车稳态转向的性质及其 特征或者临界车速。
（4）何谓汽车的行驶平顺性？有哪些评价方法？人体对水平、垂直方向上振动的敏感频率 范围各为多少？画出汽车的车身与车轮双质量系统两自由度振动模型简图，并写出系统运 动方程。试分别导出车身和车轮的固有频率，并分析车身质量、悬架刚度及轮胎刚度的改 变对车身加速度和悬架动挠度均方值的影响。
（5）在分析车身振动时，如将车身简化为单质量系统模型，设车身质量为 m，弹簧刚度为 k，减振器阻尼系数为 C，车身的垂直位移为 z，输入的路面不平度函数为 q，路面波长为 2m，路面不平度系数为256，空间频率指数为2，汽车速度为108km/h，请求车身垂直振动 加速度功率谱密度为多少？
H(f ) 是 z~q
该幅频特性的模。
2）求出振动响应的标准差（振动加速度标准差即均方根值） z ：
2 z
0 Gz( f )df
0
H(
f
)
2 z~q
Gq
(
f
)df
3）由上两式分析悬挂系统参数对振动加速度的影响，也可以反过来根据平顺性评价指标来
优化悬挂系统设计参数。
第七章
名词解释：
通过性的几何参数：与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸。 汽车通过性：指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带（如松软地面、凹凸不平 地面等）及各种路障（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等）的能力。 汽车间隙失效：由于汽车与地面间的间隙不足而被地面托住、无法通过的情况，称为间隙失 效。
汽车理论课后习题答案(免费版)
第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答：1）定义：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称为滚动阻力。
2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑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量损失，即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。
即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。
3）作用形式：滚动阻力 fw F f = rT F f f =（f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：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、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，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）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ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Ⅱ档起步加速至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432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq为发功机转矩(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 =4000 r ／min 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg车轮半径 0.367 m 传动系机械效率ηт＝0.85波动阻力系数f ＝0.013空气阻力系数×迎风面积C D A ＝2.772m主减速器传动比 i 0＝5.83飞轮转功惯量I f ＝0.218kg ·2m二前轮转动惯量I w 1＝1.798kg ·2m四后轮转功惯量 I w 2＝3.598kg ·2m变速器传动比 i g (数据如下表)轴距 L ＝3.2m质心至前铀距离(满载) α＝1.947m质心高(满载) h g ＝0.9m 解答：1）（取四档为例） 由u F n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→即 ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=og i i rn u 377.0=行驶阻力为w f F F +：215.21aD w f U A C Gf F F +=+2131.0312.494a U += 由计算机作图有※本题也可采用描点法做图： 由发动机转速在min /600n min r =，min /4000n maxr =，取六个点分别代入公式：……………………………… 2）⑴最高车速：有w f t F F F +=⇒2131.0312.494a t U F +=分别代入a U 和t F 公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q +=把q T 的拟和公式也代入可得：n>4000而4000max =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max==U Km/h⑵最大爬坡度：挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略：⇒)(max w f t i F F F F +-= ⇒GfF Gi t -=max⇒013.08.9*388014400max max -=-=f GF i t=0.366（3）克服该坡度时相应的附着率 zx F F =ϕ忽略空气阻力和滚动阻力得：6.0947.12.3*366.0/=====a il la i F Fi zϕ3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f D g dudt a-==δ（GFw Ft D -=为动力因素）Ⅱ时，22022111r i i I mrI m T g f wηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++==1.128 ri i T F To g q t η=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 215.21a D w U A C F =由以上关系可由计算机作出图为：②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。
汽车理论课后习题答案及MATLAB编程
汽车理论课后习题答案—附MATLAB编程教材：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第三章 4.3 5.11 6.2 6.4 6.5所要求的MATLAB编程其它习题答案：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（含MATLAB编程）》第三章：m=3880;%总质量g=9.8;%重力加速度r=0.367;%车轮半径eta_t=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CDA=2.77;%空气阻力系数*迎风面积i0=[5.175.435.836.176.33];%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;Iw2=3.598;%两前轮/四后轮转动惯量Iw=Iw1+Iw2;ig4=[6.09 3.091.711];%4挡变速器传动比ig5=[5.56 2.7691.64410.793];%5挡变速器传动比n=600:1:4000;%发动机转速Tq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;%4挡发动机for i=1:5Ft1=Tq*ig4(1)*i0(i)/r;%各档对应转速下的驱动力Ft2=Tq*ig4(2)*i0(i)/r;Ft3=Tq*ig4(3)*i0(i)/r;Ft4=Tq*ig4(4)*i0(i)/r;u1=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(1));%各档对应转速下的车速u2=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(2));u3=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(3));u4=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(4));F1=m*g*f+CDA*u1.^2/21.15;%各档对应转速下的行驶阻力F2=m*g*f+CDA*u2.^2/21.15;F3=m*g*f+CDA*u3.^2/21.15;F4=m*g*f+CDA*u4.^2/21.15;delta1=1+(Iw+If.*ig4(1).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);%汽车旋转质量换算系数delta2=1+(Iw+If.*ig4(2).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta3=1+(Iw+If.*ig4(3).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta4=1+(Iw+If.*ig4(4).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m);%加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);b1=1./a1;%加速度倒数b2=1./a2;b3=1./a3;b4=1./a4;figure(1)subplot(2,3,i)plot(u1,b1,u2,b2,u3,b3,u4,b4);title('加速度倒数-速度曲线');xlabel('u')ylabel('1/a')gtext('1/a1')gtext('1/a2')gtext('1/a3')gtext('1/a4')gtext(['i0='num2str(i0(i))]);%计算采用2挡起步加速至96.6km/h的原地起步加速时间u1min=min(u1);u1max=max(u1);u2min=u1max;u2min=min(u2);u2max=max(u2);u3min=u2max;u3max=max(u3);u4min=u3max;u4max=96.6;x1=[];x2=[];x3=[];x4=[];y=3401;for j=1:3401if u3(j)<=u3minx1=[j];endendq1=max(x1);ua3=u3(q1:y);a3=b3(q1:y);for k=1:3401if u4(k)<=u4minx2=[k];elseif u4(k)<=u4maxx3=[k];endendq2=max(x2);q3=max(x3);ua4=u4(q2:q3);a4=b4(q2:q3);s2=trapz(b2,u2);%二挡运行时间s3=trapz(ua3,a3);%三挡运行时间s4=trapz(ua4,a4);%四挡运行时间s=[s2s3s4];t=sum(s)*1000/3600;%总时间disp('t=');disp(t);gtext(['t='num2str(t)'s']);Pe1=Ft1.*u1./3600;%各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;endPemax=max([max(Pe1)max(Pe2)max(Pe3)max(Pe4)]);%发动机最大功率disp('90％负荷');Pe=0.9*Pemax%90％负荷rou=0.7;Ua=0.377*r*3401./(i0.*ig4(4));B=[1233.9-84.4782.9788-0.0474490.00028230];%负荷特性曲线拟合公式系数，对应n=3403r/min for i=1:5b=B*[1Pe Pe^2Pe^3Pe^4]';%根据拟合公式计算比油耗Qs4(i)=Pe.*b./(1.02.*Ua(i).*rou.*g);%百公里油耗量enddisp('Qs4=');disp(Qs4);tt=[48.423546.351141.555733.379630.5564];figure(2)plot(Qs4,tt,'*')hold onxi=25:0.001:31;pp=interp1(Qs4,tt,xi,'cubic');plot(xi,pp)title('燃油经济性-加速时间曲线');xlabel('燃油经济性--等速百公里油耗(L/100km)');ylabel('动力性--原地起步加速时间(s)');gtext('5.17')gtext('5.43')gtext('5.83')gtext('6.17')gtext('6.33')%5挡发动机for i=1:5Ft1=Tq*ig5(1)*i0(i)/r;%各档对应转速下的驱动力Ft2=Tq*ig5(2)*i0(i)/r;Ft3=Tq*ig5(3)*i0(i)/r;Ft4=Tq*ig5(4)*i0(i)/r;Ft5=Tq*ig5(5)*i0(i)/r;u1=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(1));%各档对应转速下的车速u2=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(2));u3=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(3));u4=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(4));u5=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(5));F1=m*g*f+CDA*u1.^2/21.15;%各档对应转速下的行驶阻力F2=m*g*f+CDA*u2.^2/21.15;F3=m*g*f+CDA*u3.^2/21.15;F4=m*g*f+CDA*u4.^2/21.15;F5=m*g*f+CDA*u5.^2/21.15;delta1=1+(Iw+If.*ig5(1).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);%汽车旋转质量换算系数delta2=1+(Iw+If.*ig5(2).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta3=1+(Iw+If.*ig5(3).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta4=1+(Iw+If.*ig5(4).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta5=1+(Iw+If.*ig5(5).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m);%加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);a5=(Ft5-F5)/(delta5*m);b1=1./a1;%加速度倒数b2=1./a2;b3=1./a3;b4=1./a4;b5=1./a5;figure(3)subplot(2,3,i)plot(u1,b1,u2,b2,u3,b3,u4,b4,u5,b5);title('加速度倒数-速度曲线');xlabel('u')ylabel('1/a')gtext('1/a1')gtext('1/a2')gtext('1/a3')gtext('1/a4')gtext('1/a5')gtext(['i0='num2str(i0(i))]);%计算采用2挡起步加速至96.6km/h的原地起步加速时间u1min=min(u1);u1max=max(u1);u2min=u1max;u2min=min(u2);u2max=max(u2);u3min=u2max;u3max=max(u3);u4min=u3max;u4max=max(u4);u5min=u4max;u5max=96.6;x1=[];x2=[];x3=[];x4=[];x5=[];y=3401;for j=1:3401if u3(j)<=u3minx1=[j];endendq1=max(x1);ua3=u3(q1:y);a3=b3(q1:y);for k=1:3401if u4(k)<=u4minx2=[k];endendq2=max(x2);ua4=u4(q2:y);a4=b4(q2:y);for l=1:3401if u5(l)<=u5minx3=[l];elseif u5(l)<=u5maxx4=[l];endendq2=max(x2);q3=max(x3);q4=max(x4);ua5=u5(q3:q4);a5=b5(q3:q4);s2=trapz(b2,u2);%二挡运行时间s3=trapz(ua3,a3);%三挡运行时间s4=trapz(ua4,a4);%四挡运行时间s5=trapz(ua5,a5);%五挡运行时间s=[s2s3s4s5];t=sum(s)*1000/3600;%总时间disp('t=');disp(t);gtext(['t='num2str(t)'s']);Pe1=Ft1.*u1./3600;%各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;Pe5=Ft5.*u5./3600;endPemax=max([max(Pe1)max(Pe2)max(Pe3)max(Pe4)max(Pe4)]);%发动机最大功率disp('90％负荷');Pe=0.9*Pemax%90％负荷rou=0.7;Ua=0.377*r*3401./(i0.*ig4(4));B=[1233.9-84.4782.9788-0.0474490.00028230];%负荷特性曲线拟合公式系数，对应n=3403r/min for i=1:5b=B*[1Pe Pe^2Pe^3Pe^4]';%根据拟合公式计算比油耗Qs5(i)=Pe.*b./(1.02.*Ua(i).*rou.*g);%百公里油耗量enddisp('Qs5=');disp(Qs5);tt=[93.973058.283444.678445.366744.9793];figure(2)plot(Qs5,tt,'*')hold onxi=30:0.001:100;pp=interp1(Qs5,tt,xi,'cubic');plot(xi,pp)%title('燃油经济性-加速时间曲线');%xlabel('燃油经济性--等速百公里油耗(L/100km)');%ylabel('动力性--原地起步加速时间(s)');gtext('5.17')gtext('5.43')gtext('5.83')gtext('6.17')gtext('6.33')运行结果：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4.3%空载(no load)—1；满载(full load)—2m1=4080;m2=9290;hg1=0.845;hg2=1.170;L=3.950;a1=2.100;a2=2.950;b1=L-a1;b2=L-a2;beta=0.38;%利用附着系数与制动强度的关系曲线z=0:0.01:1;phi_f1=L*beta.*z./(b1+z*hg1);%前轮利用附着系数(空载)phi_r1=L*(1-beta).*z./(a1-z*hg1);%空载时后轮利用附着系数(空载)phi_f2=L*beta.*z./(b2+z*hg2);%前轮利用附着系数(满载)phi_r2=L*(1-beta).*z./(a2-z*hg2);%后轮利用附着系数(满载)phi=z;%最理想情况figure(1);plot(z,phi_f1,'g--',z,phi_f2,'g-',z,phi_r1,'b--',z,phi_r2,'b-',z,phi,'k-'); axis([0,1,0,1]);grid on;box off;axis square;title('利用附着系数与制动强度的关系曲线');xlabel('制动强度z/g');ylabel('利用附着系数{\phi}');%ECE法规要求界限hold on;z1=0.2:0.01:0.8;z2=0.15:0.01:0.3;z3=0.3:0.01:1;phi1=(z1+0.07)/0.85;phi2=z2-0.08;phi3=z2+0.08;phi4=(z3-0.02)/0.74;plot(z1,phi1,'r-.',z2,phi2,'r-.',z2,phi3,'r-.',z3,phi4,'r-.'); legend('{\phi}_{f}(空载)','{\phi}_{f}(满载)','{\phi}_{r}(空载)',...'{\phi}_{r}(满载)','{\phi}=z','ECE法规要求界限');legend('Location','northwest');%制动效率曲线Ef1=z./phi_f1*100;Er1=z./phi_r1*100;Ef2=z./phi_f2*100;Er2=z./phi_r2*100;figure(2);plot(phi_f1,Ef1,'k',phi_r1,Er1,'k',phi_f2,Ef2,'b',phi_r2,Er2,'b'); axis([0,1,0,100]);grid on;box off;axis square;title('制动效率曲线');xlabel('附着系数{\phi}');ylabel('制动效率(%)');text(0.25,90,'E_f');text(0.6,88,'满载');text(0.8,90,'E_r');text(0.7,65,'空载');text(0.72,72,'E_r');程序运行结果如下：图1图2 5.11L=3.048;K=0.0024;i=20;ua=0:0.01:120;f=1/L.*(1./(3.6./ua+K.*ua./3.6));syms uF(u)=(1/L.*(1./(1./u+K.*u)))./i;plot(ua,f,'b-');xlabel('u_a(km/h)');ylabel('\omega_r/\delta)_s');F(22.35)运行结果：ans=0.1667386094155036.2f=0.1:0.1:100;Gq1=5.12*10^(-5)./f.^2;Gq2=2.02*10^(-3).*f./f;Gq3=7.98*10^(-2).*f.^2;figure(1);loglog(f,Gq1,'b-');box off;axis square;title('位移功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q(f)/(m^2s)');figure(2);loglog(f,Gq2,'b-');box off;axis square;title('速度功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q_''(f)/(m^2/s)');figure(3);loglog(f,Gq3,'b-');box off;axis square;title('加速度功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q_''_''(f)/(m^2/s^3)');运行结果如下：6.4f1=0.1:0.01:1;f2=1:0.01:10;G1=0.010106.*f1.^2;G2=0.010106.*f2./f2;loglog(f1,G1,'b-');hold onloglog(f2,G2,'b-');title('车身加速度的功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_z_''_''(f)/m^-^1'); axis([0.1,10,0.0001,0.1]);运行结果如下：6.51.计算说明1）①幅频特性()122222114z q λζλγ⎡⎤-+⎢=⎢⎥∆⎣⎦，其中0ωλω=，()2222222111141λλγζλγλμμ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫∆=-+--+-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦；()12222222211414z z ζλλζλ⎡⎤+⎢=⎢⎥-+⎣⎦；()1222222221414s s s s s p z ζλλζλ⎡⎤+⎢=⎢⎥-+⎣⎦，其中s s ωλω=；②均方根谱()()221~j 2z q H f f ωππ=；()()222~j 2z qH f f ωππ== ；()()2221~1j 2p qz z H f f z qωππ== ；③其他值()0.5360q q G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.536110z z G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.536220z z G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.5360a a G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰()()()()()()13622w 012222412.5362202412.5d 12.5 0.5d d 1d d 4a a a a a a W f G f f f G f f G f f G f f G f f f ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰⎰⎰⎰⎰其中，()()()()()0.5 0.52 2441 412.512.512.536f f f W f f f f <<⎧⎪⎪<<⎪=⎨<<⎪⎪<<⎪⎩()aw w 020lg L a =2）见1）中计算式3）()()()22004q q q G f G G n n uωπ== ()()()1122363622d ~00d d dd f q q f q f H f G f f G f f q σ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎰⎰ ，其中122d 12f q f γλπ⎡⎤=⎢⎥∆⎣⎦ ()()()1122363622d //~00d d dd F Gq q F G q F H f G f f G f f Gq σ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎰⎰ ，其中122222d 1412F f Gq g λζλμπγ⎡⎤⎛⎫-+⎢⎥⎪+⎢⎥⎝⎭=⎢⎥∆⎢⎥⎢⎥⎣⎦其余见1）中计算式2.程序清单1）f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;omega_s=2*pi*fs;lambda=omega./omega0;lambda_s=omega./omega_s;%计算并绘制幅频特性delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;figure(1)loglog(f,z1_q,'b-',0:0.1:100,(0:0.1:100)./(0:0.1:100),'g-');axis([0.1,100,0.1,10]);grid on ;title('z_1~q 的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{z_1}{q}|$$','Interpreter','latex');gtext('0:1');figure(2)loglog(f,z2_z1,'b-',0:0.1:1,(0:0.1:1)./(0:0.1:1),'g-',1:0.1:100,1./...(1:0.1:100),'g-');axis([0.1,100,0.01,10]);grid on;title('z_2~z_1的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{z_2}{z_1}|$$','Interpreter','latex'); gtext('0:1');gtext('-1:1');figure(3)loglog(f,p_z2,'b-');axis([0.1,100,0.01,10]);grid on;title('p~z_2的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{p}{z_2}|$$','Interpreter','latex');%计算并绘制均方根谱sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q; figure(4)loglog(f,sqrt_Gz1,'b-');grid on;title('车轮位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_{z''''1}(f)}$','Interpreter','latex'); figure(5)loglog(f,sqrt_Gz2,'b-');grid on;title('车身位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_{z''''2}(f)}$','Interpreter','latex'); figure(6)loglog(f,sqrt_Ga,'b-');grid on;title('传至人体的位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_a(f)}$','Interpreter','latex');%计算其它值sigma_q=sqrt(trapz(f,sqrt_Gq.^2));%路面不平度加速度均方根值sigma_z1=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz1.^2));%车轮加速度均方根值sigma_z2=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));%车身加速度均方根值sigma_a=sqrt(trapz(f,sqrt_Ga.^2));%传至人体的加速度均方根值for i=1:Nif f(i)<=2W(i)=0.5;elseif f(i)<=4W(i)=f(i)/4;elseif f(i)<=12.5W(i)=1;elseW(i)=12.5/f(i);endendaw=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));%加权加速度均方根值a0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);%加权振级format shortdisp('路面不平度加速度均方根值=');disp(sigma_q);disp('车轮加速度均方根值=');disp(sigma_z1);disp('车身加速度均方根值=');disp(sigma_z2);disp('传至人体的加速度均方根值=');disp(sigma_a);disp('加权加速度均方根值=');disp(aw);disp('加权振级=');disp(Law);2）%随fs变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=1.5:0.01:6;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;lambda=omega./omega0;for i=1:length(fs)omega_s=2*pi.*fs(i);lambda_s=omega./omega_s;delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q;for j=1:Nif f(j)<=2W(j)=0.5;elseif f(j)<=4W(j)=f(j)/4;elseif f(j)<=12.5W(j)=1;elseW(j)=12.5/f(j);endendaw(i)=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));enda0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);figure(1)plot(fs,aw);grid ontitle('a_w随f_s的变化曲线');xlabel('f_s/Hz');ylabel('a_w/m·s^-^2');figure(2)plot(fs,Law);grid ontitle('L_aw随f_s的变化曲线');xlabel('f_s/Hz');ylabel('L_a_w/dB');%随zeta_s变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_ss=0.125:0.001:0.5;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;omega_s=2*pi.*fs;lambda=omega./omega0;lambda_s=omega./omega_s;for i=1:length(zeta_ss)zeta_s=zeta_ss(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q;for j=1:Nif f(j)<=2W(j)=0.5;elseif f(j)<=4W(j)=f(j)/4;elseif f(j)<=12.5W(j)=1;elseW(j)=12.5/f(j);endendaw(i)=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));enda0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);figure(1)plot(zeta_ss,aw);grid ontitle('a_w随\zeta_s的变化曲线');xlabel('\zeta_s');ylabel('a_w/m·s^-^2');figure(2)plot(zeta_ss,Law);grid ontitle('L_aw随\zeta_s的变化曲线');xlabel('\zeta_s');ylabel('L_a_w/dB');3）%随f0变化f0=0.25:0.01:3;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;lambda_s=omega./omega_s;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(f0)omega0=2*pi*f0(i);lambda=omega./omega0;delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(f0==1.5);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(f0,sm_z2,f0,sm_fd,f0,sm_FdG);axis([0.25,3,-25,10]);grid on;title('各响应量均方根值随f_0变化的曲线');xlabel('f_0/Hz');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');legend('Location','southeast');%随zeta变化f0=1.5;zeta0=0.125:0.001:0.5;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(zeta0)zeta=zeta0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(zeta0==0.25);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(zeta0,sm_z2,zeta0,sm_fd,zeta0,sm_FdG);axis([0.125,0.5,-4,4]);grid on;title('各响应量均方根值随\zeta变化的曲线');xlabel('\zeta');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');%随gamma变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma0=4.5:0.1:18;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(gamma0)gamma=gamma0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(gamma0==9);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(gamma0,sm_z2,gamma0,sm_fd,gamma0,sm_FdG);axis([4.5,18,-6,6]);grid on;title('各响应量均方根值随\gamma变化的曲线');xlabel('\gamma');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');legend('Location','southeast');%随mu变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu0=5:0.1:20;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(mu0)mu=mu0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(mu0==10);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(mu0,sm_z2,mu0,sm_fd,mu0,sm_FdG);axis([5,20,-2,2]);grid on;title('各响应量均方根值随\mu变化的曲线');xlabel('\mu');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB');legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');3.结果分析1）路面不平度加速度均方根值=0.3523车轮加速度均方根值=0.2391车身加速度均方根值=0.0168传至人体的加速度均方根值=0.0161加权加速度均方根值=0.0100加权振级=80.0287分析：根据课本中表6-2，a w=0.0100<0.315，L aw=80.0287<110，故乘客没有不舒适。
清华大学汽车理论余志生第五版课后答案
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可得，最大爬坡度为：
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答：可参看不同 0 i 时的汽车功率平衡图：
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显而可见，当总的转动比较大时，发动机后备功率大，加速容易，更易
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代入数据有：. =1.4168
若地面不发生打滑，此时，地面最大驱动力
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1
第一章
1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?
答：1）定义：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
称为滚动阻力。
2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载
汽车理论课后习题答案及MATLAB编程
汽车理论课后习题答案—附MATLAB编程教材：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第三章 4.3 5.11 6.2 6.4 6.5所要求的MATLAB编程其它习题答案：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（含MATLAB编程）》第三章：m=3880;%总质量g=9.8;%重力加速度r=0.367;%车轮半径eta_t=0.85;%传动系机械效率f=0.013;%滚动阻力系数CDA=2.77;%空气阻力系数*迎风面积i0=[5.175.435.836.176.33];%主减速器传动比If=0.218;%飞轮转动惯量Iw1=1.798;Iw2=3.598;%两前轮/四后轮转动惯量Iw=Iw1+Iw2;ig4=[6.09 3.091.711];%4挡变速器传动比ig5=[5.56 2.7691.64410.793];%5挡变速器传动比n=600:1:4000;%发动机转速Tq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;%4挡发动机for i=1:5Ft1=Tq*ig4(1)*i0(i)/r;%各档对应转速下的驱动力Ft2=Tq*ig4(2)*i0(i)/r;Ft3=Tq*ig4(3)*i0(i)/r;Ft4=Tq*ig4(4)*i0(i)/r;u1=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(1));%各档对应转速下的车速u2=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(2));u3=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(3));u4=0.377*r*n/(i0(i)*ig4(4));F1=m*g*f+CDA*u1.^2/21.15;%各档对应转速下的行驶阻力F2=m*g*f+CDA*u2.^2/21.15;F3=m*g*f+CDA*u3.^2/21.15;F4=m*g*f+CDA*u4.^2/21.15;delta1=1+(Iw+If.*ig4(1).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);%汽车旋转质量换算系数delta2=1+(Iw+If.*ig4(2).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta3=1+(Iw+If.*ig4(3).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta4=1+(Iw+If.*ig4(4).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m);%加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);b1=1./a1;%加速度倒数b2=1./a2;b3=1./a3;b4=1./a4;figure(1)subplot(2,3,i)plot(u1,b1,u2,b2,u3,b3,u4,b4);title('加速度倒数-速度曲线');xlabel('u')ylabel('1/a')gtext('1/a1')gtext('1/a2')gtext('1/a3')gtext('1/a4')gtext(['i0='num2str(i0(i))]);%计算采用2挡起步加速至96.6km/h的原地起步加速时间u1min=min(u1);u1max=max(u1);u2min=u1max;u2min=min(u2);u2max=max(u2);u3min=u2max;u3max=max(u3);u4min=u3max;u4max=96.6;x1=[];x2=[];x3=[];x4=[];y=3401;for j=1:3401if u3(j)<=u3minx1=[j];endendq1=max(x1);ua3=u3(q1:y);a3=b3(q1:y);for k=1:3401if u4(k)<=u4minx2=[k];elseif u4(k)<=u4maxx3=[k];endendq2=max(x2);q3=max(x3);ua4=u4(q2:q3);a4=b4(q2:q3);s2=trapz(b2,u2);%二挡运行时间s3=trapz(ua3,a3);%三挡运行时间s4=trapz(ua4,a4);%四挡运行时间s=[s2s3s4];t=sum(s)*1000/3600;%总时间disp('t=');disp(t);gtext(['t='num2str(t)'s']);Pe1=Ft1.*u1./3600;%各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;endPemax=max([max(Pe1)max(Pe2)max(Pe3)max(Pe4)]);%发动机最大功率disp('90％负荷');Pe=0.9*Pemax%90％负荷rou=0.7;Ua=0.377*r*3401./(i0.*ig4(4));B=[1233.9-84.4782.9788-0.0474490.00028230];%负荷特性曲线拟合公式系数，对应n=3403r/min for i=1:5b=B*[1Pe Pe^2Pe^3Pe^4]';%根据拟合公式计算比油耗Qs4(i)=Pe.*b./(1.02.*Ua(i).*rou.*g);%百公里油耗量enddisp('Qs4=');disp(Qs4);tt=[48.423546.351141.555733.379630.5564];figure(2)plot(Qs4,tt,'*')hold onxi=25:0.001:31;pp=interp1(Qs4,tt,xi,'cubic');plot(xi,pp)title('燃油经济性-加速时间曲线');xlabel('燃油经济性--等速百公里油耗(L/100km)');ylabel('动力性--原地起步加速时间(s)');gtext('5.17')gtext('5.43')gtext('5.83')gtext('6.17')gtext('6.33')%5挡发动机for i=1:5Ft1=Tq*ig5(1)*i0(i)/r;%各档对应转速下的驱动力Ft2=Tq*ig5(2)*i0(i)/r;Ft3=Tq*ig5(3)*i0(i)/r;Ft4=Tq*ig5(4)*i0(i)/r;Ft5=Tq*ig5(5)*i0(i)/r;u1=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(1));%各档对应转速下的车速u2=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(2));u3=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(3));u4=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(4));u5=0.377*r*n/(i0(i)*ig5(5));F1=m*g*f+CDA*u1.^2/21.15;%各档对应转速下的行驶阻力F2=m*g*f+CDA*u2.^2/21.15;F3=m*g*f+CDA*u3.^2/21.15;F4=m*g*f+CDA*u4.^2/21.15;F5=m*g*f+CDA*u5.^2/21.15;delta1=1+(Iw+If.*ig5(1).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);%汽车旋转质量换算系数delta2=1+(Iw+If.*ig5(2).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta3=1+(Iw+If.*ig5(3).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta4=1+(Iw+If.*ig5(4).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);delta5=1+(Iw+If.*ig5(5).^2.*i0(i).^2.*eta_t)./(m.*r.^2);a1=(Ft1-F1)/(delta1*m);%加速度a2=(Ft2-F2)/(delta2*m);a3=(Ft3-F3)/(delta3*m);a4=(Ft4-F4)/(delta4*m);a5=(Ft5-F5)/(delta5*m);b1=1./a1;%加速度倒数b2=1./a2;b3=1./a3;b4=1./a4;b5=1./a5;figure(3)subplot(2,3,i)plot(u1,b1,u2,b2,u3,b3,u4,b4,u5,b5);title('加速度倒数-速度曲线');xlabel('u')ylabel('1/a')gtext('1/a1')gtext('1/a2')gtext('1/a3')gtext('1/a4')gtext('1/a5')gtext(['i0='num2str(i0(i))]);%计算采用2挡起步加速至96.6km/h的原地起步加速时间u1min=min(u1);u1max=max(u1);u2min=u1max;u2min=min(u2);u2max=max(u2);u3min=u2max;u3max=max(u3);u4min=u3max;u4max=max(u4);u5min=u4max;u5max=96.6;x1=[];x2=[];x3=[];x4=[];x5=[];y=3401;for j=1:3401if u3(j)<=u3minx1=[j];endendq1=max(x1);ua3=u3(q1:y);a3=b3(q1:y);for k=1:3401if u4(k)<=u4minx2=[k];endendq2=max(x2);ua4=u4(q2:y);a4=b4(q2:y);for l=1:3401if u5(l)<=u5minx3=[l];elseif u5(l)<=u5maxx4=[l];endendq2=max(x2);q3=max(x3);q4=max(x4);ua5=u5(q3:q4);a5=b5(q3:q4);s2=trapz(b2,u2);%二挡运行时间s3=trapz(ua3,a3);%三挡运行时间s4=trapz(ua4,a4);%四挡运行时间s5=trapz(ua5,a5);%五挡运行时间s=[s2s3s4s5];t=sum(s)*1000/3600;%总时间disp('t=');disp(t);gtext(['t='num2str(t)'s']);Pe1=Ft1.*u1./3600;%各档对应转速下的功率Pe2=Ft2.*u2./3600;Pe3=Ft3.*u3./3600;Pe4=Ft4.*u4./3600;Pe5=Ft5.*u5./3600;endPemax=max([max(Pe1)max(Pe2)max(Pe3)max(Pe4)max(Pe4)]);%发动机最大功率disp('90％负荷');Pe=0.9*Pemax%90％负荷rou=0.7;Ua=0.377*r*3401./(i0.*ig4(4));B=[1233.9-84.4782.9788-0.0474490.00028230];%负荷特性曲线拟合公式系数，对应n=3403r/min for i=1:5b=B*[1Pe Pe^2Pe^3Pe^4]';%根据拟合公式计算比油耗Qs5(i)=Pe.*b./(1.02.*Ua(i).*rou.*g);%百公里油耗量enddisp('Qs5=');disp(Qs5);tt=[93.973058.283444.678445.366744.9793];figure(2)plot(Qs5,tt,'*')hold onxi=30:0.001:100;pp=interp1(Qs5,tt,xi,'cubic');plot(xi,pp)%title('燃油经济性-加速时间曲线');%xlabel('燃油经济性--等速百公里油耗(L/100km)');%ylabel('动力性--原地起步加速时间(s)');gtext('5.17')gtext('5.43')gtext('5.83')gtext('6.17')gtext('6.33')运行结果：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4.3%空载(no load)—1；满载(full load)—2m1=4080;m2=9290;hg1=0.845;hg2=1.170;L=3.950;a1=2.100;a2=2.950;b1=L-a1;b2=L-a2;beta=0.38;%利用附着系数与制动强度的关系曲线z=0:0.01:1;phi_f1=L*beta.*z./(b1+z*hg1);%前轮利用附着系数(空载)phi_r1=L*(1-beta).*z./(a1-z*hg1);%空载时后轮利用附着系数(空载)phi_f2=L*beta.*z./(b2+z*hg2);%前轮利用附着系数(满载)phi_r2=L*(1-beta).*z./(a2-z*hg2);%后轮利用附着系数(满载)phi=z;%最理想情况figure(1);plot(z,phi_f1,'g--',z,phi_f2,'g-',z,phi_r1,'b--',z,phi_r2,'b-',z,phi,'k-'); axis([0,1,0,1]);grid on;box off;axis square;title('利用附着系数与制动强度的关系曲线');xlabel('制动强度z/g');ylabel('利用附着系数{\phi}');%ECE法规要求界限hold on;z1=0.2:0.01:0.8;z2=0.15:0.01:0.3;z3=0.3:0.01:1;phi1=(z1+0.07)/0.85;phi2=z2-0.08;phi3=z2+0.08;phi4=(z3-0.02)/0.74;plot(z1,phi1,'r-.',z2,phi2,'r-.',z2,phi3,'r-.',z3,phi4,'r-.'); legend('{\phi}_{f}(空载)','{\phi}_{f}(满载)','{\phi}_{r}(空载)',...'{\phi}_{r}(满载)','{\phi}=z','ECE法规要求界限');legend('Location','northwest');%制动效率曲线Ef1=z./phi_f1*100;Er1=z./phi_r1*100;Ef2=z./phi_f2*100;Er2=z./phi_r2*100;figure(2);plot(phi_f1,Ef1,'k',phi_r1,Er1,'k',phi_f2,Ef2,'b',phi_r2,Er2,'b'); axis([0,1,0,100]);grid on;box off;axis square;title('制动效率曲线');xlabel('附着系数{\phi}');ylabel('制动效率(%)');text(0.25,90,'E_f');text(0.6,88,'满载');text(0.8,90,'E_r');text(0.7,65,'空载');text(0.72,72,'E_r');程序运行结果如下：图1图2 5.11L=3.048;K=0.0024;i=20;ua=0:0.01:120;f=1/L.*(1./(3.6./ua+K.*ua./3.6));syms uF(u)=(1/L.*(1./(1./u+K.*u)))./i;plot(ua,f,'b-');xlabel('u_a(km/h)');ylabel('\omega_r/\delta)_s');F(22.35)运行结果：ans=0.1667386094155036.2f=0.1:0.1:100;Gq1=5.12*10^(-5)./f.^2;Gq2=2.02*10^(-3).*f./f;Gq3=7.98*10^(-2).*f.^2;figure(1);loglog(f,Gq1,'b-');box off;axis square;title('位移功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q(f)/(m^2s)');figure(2);loglog(f,Gq2,'b-');box off;axis square;title('速度功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q_''(f)/(m^2/s)');figure(3);loglog(f,Gq3,'b-');box off;axis square;title('加速度功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_q_''_''(f)/(m^2/s^3)');运行结果如下：6.4f1=0.1:0.01:1;f2=1:0.01:10;G1=0.010106.*f1.^2;G2=0.010106.*f2./f2;loglog(f1,G1,'b-');hold onloglog(f2,G2,'b-');title('车身加速度的功率谱密度'); xlabel('f/Hz');ylabel('G_z_''_''(f)/m^-^1'); axis([0.1,10,0.0001,0.1]);运行结果如下：6.51.计算说明1）①幅频特性()122222114z q λζλγ⎡⎤-+⎢=⎢⎥∆⎣⎦，其中0ωλω=，()2222222111141λλγζλγλμμ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫∆=-+--+-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦；()12222222211414z z ζλλζλ⎡⎤+⎢=⎢⎥-+⎣⎦；()1222222221414s s s s s p z ζλλζλ⎡⎤+⎢=⎢⎥-+⎣⎦，其中s s ωλω=；②均方根谱()()221~j 2z q H f f ωππ=；()()222~j 2z qH f f ωππ== ；()()2221~1j 2p qz z H f f z qωππ== ；③其他值()0.5360q q G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.536110z z G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.536220z z G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰ ，()0.5360a a G f df σ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎰()()()()()()13622w 012222412.5362202412.5d 12.5 0.5d d 1d d 4a a a a a a W f G f f f G f f G f f G f f G f f f ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+++⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰⎰⎰⎰⎰其中，()()()()()0.5 0.52 2441 412.512.512.536f f f W f f f f <<⎧⎪⎪<<⎪=⎨<<⎪⎪<<⎪⎩()aw w 020lg L a =2）见1）中计算式3）()()()22004q q q G f G G n n uωπ== ()()()1122363622d ~00d d dd f q q f q f H f G f f G f f q σ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎰⎰ ，其中122d 12f q f γλπ⎡⎤=⎢⎥∆⎣⎦ ()()()1122363622d //~00d d dd F Gq q F G q F H f G f f G f f Gq σ⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦⎰⎰ ，其中122222d 1412F f Gq g λζλμπγ⎡⎤⎛⎫-+⎢⎥⎪+⎢⎥⎝⎭=⎢⎥∆⎢⎥⎢⎥⎣⎦其余见1）中计算式2.程序清单1）f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;omega_s=2*pi*fs;lambda=omega./omega0;lambda_s=omega./omega_s;%计算并绘制幅频特性delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;figure(1)loglog(f,z1_q,'b-',0:0.1:100,(0:0.1:100)./(0:0.1:100),'g-');axis([0.1,100,0.1,10]);grid on ;title('z_1~q 的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{z_1}{q}|$$','Interpreter','latex');gtext('0:1');figure(2)loglog(f,z2_z1,'b-',0:0.1:1,(0:0.1:1)./(0:0.1:1),'g-',1:0.1:100,1./...(1:0.1:100),'g-');axis([0.1,100,0.01,10]);grid on;title('z_2~z_1的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{z_2}{z_1}|$$','Interpreter','latex'); gtext('0:1');gtext('-1:1');figure(3)loglog(f,p_z2,'b-');axis([0.1,100,0.01,10]);grid on;title('p~z_2的幅频特性');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$$|\frac{p}{z_2}|$$','Interpreter','latex');%计算并绘制均方根谱sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q; figure(4)loglog(f,sqrt_Gz1,'b-');grid on;title('车轮位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_{z''''1}(f)}$','Interpreter','latex'); figure(5)loglog(f,sqrt_Gz2,'b-');grid on;title('车身位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_{z''''2}(f)}$','Interpreter','latex'); figure(6)loglog(f,sqrt_Ga,'b-');grid on;title('传至人体的位移均方根谱');xlabel('激振频率f/Hz');ylabel('$\sqrt{G_a(f)}$','Interpreter','latex');%计算其它值sigma_q=sqrt(trapz(f,sqrt_Gq.^2));%路面不平度加速度均方根值sigma_z1=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz1.^2));%车轮加速度均方根值sigma_z2=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));%车身加速度均方根值sigma_a=sqrt(trapz(f,sqrt_Ga.^2));%传至人体的加速度均方根值for i=1:Nif f(i)<=2W(i)=0.5;elseif f(i)<=4W(i)=f(i)/4;elseif f(i)<=12.5W(i)=1;elseW(i)=12.5/f(i);endendaw=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));%加权加速度均方根值a0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);%加权振级format shortdisp('路面不平度加速度均方根值=');disp(sigma_q);disp('车轮加速度均方根值=');disp(sigma_z1);disp('车身加速度均方根值=');disp(sigma_z2);disp('传至人体的加速度均方根值=');disp(sigma_a);disp('加权加速度均方根值=');disp(aw);disp('加权振级=');disp(Law);2）%随fs变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=1.5:0.01:6;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;lambda=omega./omega0;for i=1:length(fs)omega_s=2*pi.*fs(i);lambda_s=omega./omega_s;delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q;for j=1:Nif f(j)<=2W(j)=0.5;elseif f(j)<=4W(j)=f(j)/4;elseif f(j)<=12.5W(j)=1;elseW(j)=12.5/f(j);endendaw(i)=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));enda0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);figure(1)plot(fs,aw);grid ontitle('a_w随f_s的变化曲线');xlabel('f_s/Hz');ylabel('a_w/m·s^-^2');figure(2)plot(fs,Law);grid ontitle('L_aw随f_s的变化曲线');xlabel('f_s/Hz');ylabel('L_a_w/dB');%随zeta_s变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_ss=0.125:0.001:0.5;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega0=2*pi*f0;omega_s=2*pi.*fs;lambda=omega./omega0;lambda_s=omega./omega_s;for i=1:length(zeta_ss)zeta_s=zeta_ss(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;p_z2=((1+(2*zeta_s.*lambda_s).^2)./((1-lambda_s.^2).^2+(2*zeta_s.*...lambda_s).^2)).^0.5;sqrt_Gq=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u);sqrt_Gz1=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z1_q;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sqrt_Ga=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*p_z2.*z2_z1.*z1_q;for j=1:Nif f(j)<=2W(j)=0.5;elseif f(j)<=4W(j)=f(j)/4;elseif f(j)<=12.5W(j)=1;elseW(j)=12.5/f(j);endendaw(i)=sqrt(trapz(f,W.^2.*sqrt_Ga.^2));enda0=10^(-6);Law=20*log10(aw/a0);figure(1)plot(zeta_ss,aw);grid ontitle('a_w随\zeta_s的变化曲线');xlabel('\zeta_s');ylabel('a_w/m·s^-^2');figure(2)plot(zeta_ss,Law);grid ontitle('L_aw随\zeta_s的变化曲线');xlabel('\zeta_s');ylabel('L_a_w/dB');3）%随f0变化f0=0.25:0.01:3;zeta=0.25;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;lambda_s=omega./omega_s;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(f0)omega0=2*pi*f0(i);lambda=omega./omega0;delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(f0==1.5);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(f0,sm_z2,f0,sm_fd,f0,sm_FdG);axis([0.25,3,-25,10]);grid on;title('各响应量均方根值随f_0变化的曲线');xlabel('f_0/Hz');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');legend('Location','southeast');%随zeta变化f0=1.5;zeta0=0.125:0.001:0.5;gamma=9;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(zeta0)zeta=zeta0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(zeta0==0.25);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(zeta0,sm_z2,zeta0,sm_fd,zeta0,sm_FdG);axis([0.125,0.5,-4,4]);grid on;title('各响应量均方根值随\zeta变化的曲线');xlabel('\zeta');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');%随gamma变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma0=4.5:0.1:18;mu=10;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(gamma0)gamma=gamma0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(gamma0==9);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(gamma0,sm_z2,gamma0,sm_fd,gamma0,sm_FdG);axis([4.5,18,-6,6]);grid on;title('各响应量均方根值随\gamma变化的曲线');xlabel('\gamma');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB'); legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');legend('Location','southeast');%随mu变化f0=1.5;zeta=0.25;gamma=9;mu0=5:0.1:20;fs=3;zeta_s=0.25;u=20;Gq_n0=2.56*10^(-8);n0=0.1;delta_f=0.2;N=180;f=delta_f*[1:N];omega=2*pi*f;omega_s=2*pi*fs;omega0=2*pi*f0;lambda_s=omega./omega_s;lambda=omega./omega0;Gq_f=4*pi^2*Gq_n0*n0^2*u;g=9.8;for i=1:length(mu0)mu=mu0(i);delta=((1-lambda.^2).*(1+gamma-1./mu.*lambda.^2)-1).^2+4*zeta^2.*lambda.^...2.*(gamma-(1./mu+1).*lambda.^2).^2;z1_q=gamma.*(((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2)./delta).^0.5;z2_z1=((1+4*zeta.^2.*lambda.^2)./((1-lambda.^2).^2+4*zeta.^2.*lambda.^2))....^0.5;sqrt_Gz2=4*pi^2.*f.*sqrt(Gq_n0*n0^2*u).*z2_z1.*z1_q;sigma_z2(i)=sqrt(trapz(f,sqrt_Gz2.^2));fd_q=gamma*lambda.^2./(2*pi.*f).*(1./delta).^0.5;sigma_fd(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*fd_q.^2));Fd_Gq=2*pi.*f.*gamma./g.*(((lambda.^2./(1+mu)-1).^2+4*zeta.^2*lambda.^2)..../delta).^0.5;sigma_FdG(i)=sqrt(trapz(f,Gq_f.*Fd_Gq.^2));endm=find(mu0==10);sgm_z2=sigma_z2(m);sgm_fd=sigma_fd(m);sgm_FdG=sigma_FdG(m);sm_z2=20*log10(sigma_z2/sgm_z2);sm_fd=20*log10(sigma_fd/sgm_fd);sm_FdG=20*log10(sigma_FdG/sgm_FdG);plot(mu0,sm_z2,mu0,sm_fd,mu0,sm_FdG);axis([5,20,-2,2]);grid on;title('各响应量均方根值随\mu变化的曲线');xlabel('\mu');ylabel('\sigma_z_''_''_2,\sigma_f_d,\sigma_F_d_/_G/dB');legend('\sigma_z_''_''_2','\sigma_f_d','\sigma_F_d_/_G');3.结果分析1）路面不平度加速度均方根值=0.3523车轮加速度均方根值=0.2391车身加速度均方根值=0.0168传至人体的加速度均方根值=0.0161加权加速度均方根值=0.0100加权振级=80.0287分析：根据课本中表6-2，a w=0.0100<0.315，L aw=80.0287<110，故乘客没有不舒适。
汽车理论课后习题答案第二章汽车燃油经济性
第二章2.1、“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？答：均不正确。
①由燃油消耗率曲线知：汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。
此时，后备功率较小，发动机负荷率较高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量较小。
②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面，另一方面汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整备质量之比）大小也关系汽车是否省油。
，2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。
提示：①采用无级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了内燃机的功率，大地改善了汽车动力性。
②同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了燃油经济性。
2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线， 确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。
答： 无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系：a a u n A u ==0i nr 0.377i'（式中A 为对某汽车而言的常数 0377.0A i r=） 当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率：T wP P ηφ+='P e由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为e n'。
将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。
带同一φ植的道路上，不同车速时无级变速器的调节特性。
2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?提示： ①缩减轿车总尺寸和减轻质量大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。
为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行驶中负荷率低也是原因之一。
②汽车外形与轮胎降低D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。
2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。
汽车理论习题4---清华大学 余志生 版 习题答案---汽车轿车使用与维护
第四章名词解释：制动距离：是指汽车以一定的速度行驶时，从驾驶员开始操纵制动控制装置（制动踏板）到汽车完全停住为止所驶过的距离。
制定效能的恒定性：制定效能的恒定性主要是指抗热衰退性能，指汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。
汽车的制动效能：是指在良好路面上，汽车迅速降低车速直至停车的能力，评价制动效能的指标有制动减速度、制动距离、制动力和制动时间。
f 线组：表示在各种ϕ值路面上只有前轮抱死时的前、后轮地面制动力的分配关系。
r 线组：表示在各种ϕ值路面上只有后轮抱死时的前、后轴地面制动力的分配关系。
前轴利用附着系数：即汽车以一定的减速度制动时，除去制动强度0ϕ=z 外不发生前轮抱死所要求的总大于其制动强度的最小路面附着系数。
滑动率：%100u u S ⨯⋅-=ωωωr ，其中u ω为车轮中心速度，ω为车轮的角速度，r 为车轮半径。
汽车的制动效率：车轮将要抱死时的制动强度与被利用的附着系数之比。
汽车滑动附着系数：滑动率为100%时的制动力系数。
峰值附着系数：制动力系数的最大值称为峰值附着系数，峰值附着系数一般出现在s=15%~20%。
填空：1）汽车制动距离包括制动 制动器起作用 和 持续制动 两个阶段中汽车行驶的距离。
2）汽车制动大致分为四个阶段。
即 驾驶员作反应 、 制动器起作用 、 持续制动 和 放松制动 。
3）汽车制动器的作用时间是制动器起作用时间 和 持续制动时间 之和。
4）汽车的β线在I 曲线的 下 方，制动时总是 前 轴首先抱死。
选择：1）纵向附着系数随着滑动率的增大而（ A ）A ．减小B ．增大C ．不发生变化2）峰值附着系数所对应的滑动率为（A ）A ．（15~20）%B ．50%C ．70%D ．100%3）某轿车的同步附着系数为（ A ）A ．0.7B ．0.5C ．0.34）富康轿车的附着利用率随着附着系数的增大而（B ）A ．增大B ．减小C ．没有变化注：附着利用率即汽车附着力与四轮驱动附着力之比，表示汽车对附着潜力的利用程度。
(完整版)汽车理论课后习题答案第六章汽车的平顺性
第六章6.l 、设通过座椅支承面传至人体垂直加速度的谱密度为一白噪声，Ga ( f )=0.132m -⋅s 。
求在0.5～80H Z 频率范围加权加速度均方根值a w 和加权振级L aw ，并由表6-2查出相应人的主观感觉。
答：21805.02])()([df f G f W a a w ⎰⋅=805.125.1244225.05.121.011.041.0*5.0[dff df df f df ⎰⎰⎰⎰+⋅⋅+⋅⋅+⋅=28.24=⇒)(200a a Lg L waw=70.147)1028.24(206==-Lg查173P 图知：人的主观感觉为极不舒适。
6.2、设车速u =20m ／s ，路面不平度系380q 10*56.2)(G m n -=，参考空间频率n o =0.1-1m 。
画出路面垂直位移、速度和加速度)(G q f 、)(G q f 、)(G q f 的谱图。
画图时要求用双对数坐标，选好坐标刻度值，并注明单位。
解：228220q 20*1.0*10*56.2)()(G f f u n n G f q -==29110*12.5f-= 20*1.0*10*56.2*4)(4)(G 282202q -==ππu n n G f q-710*2.02=22842204q *1.0*10*56.2*16)(16)(G f uf n n G f q -==ππ 2-710*99.3f =画出图形为：6.3、设车身－车轮二自由度汽车模型，其车身部分固有频率f o ＝2Hz 。
它行驶在波长λ=5m 的水泥接缝路上，求引起车身部分共振时的车速u n (km/h)。
该汽车车轮部分的固有频率f t =10Hz ，在砂石路上常用车速为30km/h 。
问由于车轮部分共振时，车轮对路面作用的动载所形成的搓板路的波长λ=?答：①当激振力等于车辆固有频率时，发生共振，所以发生共振时的车速为：2*5u 0a =⋅=f λs m /10=②搓板路的波长 ：m 65106.3/30==λ6.4、设车身单质量系统的幅频 |z ／q | 用双对数坐标表示时如习题图6所示。
清华大学汽车理论
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
3）影响Ff的因素
（1）车速 ua ua高 f 大 货车 f=0.0076+0.000056ua 轿车
4
ua ua f f 0 f1 f4 100 100
26
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
fz
27
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
F
h
ua
FZ
n
W
ua
Fp1
FX 1
n
W
r
a
n'
FZ FZ Tf
n'
Fp1
FX 1
23
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Tf FZ a
Fp1r Tf
ua
FZ
n
W
Fp1
Tf a Fp1 FZ r r
a 令 f r
f—滚动阻力系数
r
a
n' n
W
FX 1
ua
FZ
Fp1 Wf
Ff Wf
CD—空气阻力系数；
A—迎风面积；
ur—相对速度； ρ—空气密度。
1.2258N s m
2
4
CD Aua2 Fw 21.15
48
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
（4）减小CD值要遵循的要点
1）车身前部 发动机盖应向前下倾
49
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
面与面交接处的棱角应为圆柱状。
（3）气压
气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小， 滚动阻力也越小。
31
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
（4）驱动力
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s 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 ）。
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 0.367m 传动系机械效率 ηt =0.85 滚动阻力系数 f =0.013 空气阻力系数×迎风面积 C D A =2.77m 2 主减速器传动比 i 0=5.83飞轮转动惯量 I f =0.218kg •m 2 二前轮转动惯量 I w1=1.798kg •m 2 四后轮转动惯量 I w2=3.598kg •m 2 变速器传动比 ig(数据如下表)Ⅰ档 Ⅱ档 Ⅲ档 Ⅳ档 Ⅴ档 四档变速器 6.09 3.09 1.71 1.00 - 五档变速器5.562.7691.6441.000.793轴距 L=3.2m 质心至前轴距离（满载） a=1.974m 质心高（满载） hg=0.9m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。
解：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图汽车驱动力Ft=ri i T to g tq η行驶阻力F f +F w ＋F i +F j ＝G •f +2D 21.12A C a u +G •i+dt dum δ发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0g i nr 0.377ua i ⋅= 由本题的已知条件,即可求得汽车驱动力和行驶阻力与车速的关系,编程即可得到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①由1）得驱动力与行驶阻力平衡图，汽车的最高车速出现在5档时汽车的驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处，Ua max ＝99.08m/s 2。
②汽车的爬坡能力，指汽车在良好路面上克服w f F F +后的余力全部用来（等速）克服坡度阻力时能爬上的坡度，此时0=dt du，因此有()w f t i F F F F +-=，可得到汽车爬坡度与车速的关系式：()⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-=G F F F i w f t arcsin tan ；而汽车最大爬坡度max i 为Ⅰ档时的最大爬坡度。
利用MATLAB 计算可得，352.0max =i 。
③如是前轮驱动，1ϕC ＝qb hg q L L -；相应的附着率1ϕC 为1.20，不合理，舍去。
如是后轮驱动，2ϕC ＝qa hg q L L+；相应的附着率2ϕC 为0.50。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，求加速时间 求得各档的汽车旋转质量换算系数δ如下表所示：汽车旋转质量换算系数Ⅰ档 Ⅱ档 Ⅲ档 Ⅳ档 Ⅴ档 220221mri i I mrITg f w ηδ++=∑1.38291.10271.04291.02241.0179利用MATLAB 画出汽车的行驶加速度图和汽车的加速度倒数曲线图：忽略原地起步时的离合器打滑过程，假设在初时刻时，汽车已具有Ⅱ档的最低车速。
由于各档加速度曲线不相交（如图三所示），即各低档位加速行驶至发动机转速达到最到转速时换入高档位；并且忽略换档过程所经历的时间。
结果用MATLAB 画出汽车加速时间曲线如图五所示。
如图所示，汽车用Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的加速时间约为26.0s 。
1.4空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？答：动力性会发生变化。
因为满载时汽车的质量会增大，重心的位置也会发生改变。
质量增大，滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大，加速时间会增加，最高车速降低。
重心位置的改变会影响车轮附着率，从而影响最大爬坡度。
1.5如何选择汽车发动机功率？答：发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。
若给出了期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于，但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和，即)761403600(1max 3max a D a t u A C u GfPe +=η。
在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。
不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性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，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。
如果在该车速时，汽车在此排档的加速度倒数大于低排挡时的加速度倒数，则应该换入低一档，否则不应换入低一挡。
（16题图）1.7 统计数据表明，装有0.5～2L 排量发动机的轿车，若是前置发动机前轮驱动（F.F.）轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的61.5％；若是前置发动机后轮驱动(F.R.)轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的55.7％。
设一轿车的轴距L=2.6m ，质心高度h=0.57m 。
试比较采用F.F 及F.R.形式时的附着力利用情况，分析时其前轴负荷率取相应形式的平均值。
确定上述F.F 轿车在φ＝0.2及0.7路面上的附着力，并求由附着力所决定的极限最高车速与极限最大爬坡度及极限最大加速度（在求最大爬坡度和最大加速度时可设Fw=0）。
其它有关参数为：m =1600kg,C D =0.45,A =2.00m 2,f =0.02,δ≈1.00。
分析：分析本题的核心在于考察汽车的附着力、地面法向反作用力和作用在驱动轮上的地面切向反作用力的理解和应用。
应熟知公式（1-13）～（1-16）的意义和推导过程。
分析1）比较附着力利用情况，即比较汽车前（F.F ）、后轮(F.R.)地面切向反作用力与地面作用于前（F.F ）、后轮(F.R.)的法向反作用力的比值。
解题时应注意，地面法向发作用力包括静态轴荷、动态分量、空气升力和滚动阻力偶矩产生的部分，如若进行简化要对简化的合理性给予说明。
地面作用于车轮的地面切向反作用力则包括滚动阻力和空气阻力的反作用力。
2）求极限最高车速的解题思路有两个。
一是根据地面作用于驱动轮的地面切向反作用力的表达式（1－15），由附着系数得到最大附着力，滚动阻力已知，即可求得最高车速时的空气阻力和最高车速。
二是利用高速行驶时驱动轮附着率的表达式，令附着率为附着系数，带入已知项，即可求得最高车速。
常见错误：地面切向反作用力的计算中滚动阻力的计算错误，把后轮的滚动阻力错计为前轮或整个的滚动阻力。
3）最极限最大爬坡度时依然要明确道路坡度的定义和计算中的简化问题，具体见1.3题的分析。
但经过公式推导本题可以不经简化而方便得求得准确最大爬坡度。
解：1. 比较采用F.F 及F.R.形式时的附着力利用情况i> 对于前置发动机前轮驱动（F.F.）式轿车，空气升力W12Z 1F 2Lf r C A u ρ=， 由m =1600kg ，平均的前轴负荷为汽车总重力的61.5％， 静态轴荷的法向反作用力Fz s1 = 0.615X1600X9.8 = 9643.2N ，∴汽车前轮法向反作用力的简化形式为：Fz 1= Fz s1-Fz w1＝9643.2221r Lf u A C ρ 地面作用于前轮的切向反作用力为： Fx 1 = F f2+Fw = Gf 385.0+215.21a D u A C ＝120.7＋215.21a D u A C 附着力利用情况：1122120.721.1519643.22D aX Z Lf r C A u F F C A u ρ+=+ ii> 对于前置发动机后轮驱动（F.R.）式轿车同理可得：2222174.721.1516946.22D aX Z Lr rC A u F F C A u ρ+=+ 一般地，C Lr 与 C Lf 相差不大，且空气升力的值远小于静态轴荷的法向反作用力，以此可得1212X X Z Z F F F F <，前置发动机前轮驱动有着更多的储备驱动力。
结论： 本例中，前置发动机前轮驱动（F.F ）式的轿车附着力利用率高。
2．对F.F.式轿车进行动力性分析1) 附着系数0.2ϕ=时i> 求极限最高车速:忽略空气升力对前轮法向反作用力的影响，Fz 1＝9643.2 N 。