汽车理论解答

汽车理论思考题

第一章

1、 什么是滚动阻力系数?汽车行驶中滚动阻力是如何形成的?影响它的主要因数是什么?

滚动阻力系数f:车轮在一定条件下，滚动所需要推力Fp1与车轮负荷W1之比，即单位重力的推力。滚动阻力由车轮滚动时轮胎与路面变形而产生。

1

1

111

1111111W F f fW F r

a f F r

a F r F r F a F T W F p p z p p x Z f Z =

⇒=⇒=====→=令

1. 速度

2.轮胎结构、材料、帘线

2、 什么是空气阻力?什么是道路阻力系数?什么是汽车的旋转质量换算系数，主要与哪些因数有关?什么是附着力? 什么是附着系数?

（1）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力称为空气阻力。

（2）道路阻力系数：i sin F G α=

i ＝αααtan sin ≈≈，i 为道路坡度，为坡高与底长之比

Gi G G F =≈=ααtan sin i

道路阻力为滚动阻力和坡度阻力之和。

ψf i cos sin F F F Gf G αα

=+=+

ψ()

F Gf Gi

G f i =+=+，令f i +＝ψ，ψ为道路阻力系数。

（3）汽车旋转质量换算系数：一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力，对于固定传动比的汽车，常以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数。主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系的传动比有关。

（4）附着系数地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力F ϕ

。在硬路面上它与驱动轮法向反作用力成正比，

常写成

Z F F ϕϕ

=，

ϕ称为附着系数。

3、 请分别画出汽车后轮驱动汽车加速上坡时的受力图和前轮驱动汽车加速上坡时的受力图?

1Z F 、2Z F 为作用在前、后轮上的地面法向反作用力，1X F 、2X F 为作用在前、后轮上的地面切向反作用力，1f T 、

2f T 为作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩，je T 为作用于发动机飞轮上的惯性阻力偶矩，汽车轴距，a 汽车质心

到前轴距离；b 汽车质心到后轴距离，汽车车速； 加速度，m 汽车总质量，G 为车身重力，汽车质心

高度，1jw T 、jw2T 为作用在前、后轮上的惯性阻力偶矩，1m 、2m 为驱动轮、从动轮的质量，1Zw F 、1Zw F 为作用在车身上并位于前、后轮上接地点上方的空气升力，w F 空气阻力。 4、 汽车行驶的附着条件是什么?什么是附着率?什么是后轴转矩分配系数?

ϕ称为附着系数，1Z F 、2Z F 为作用在前、后轮上的地面法向反作用力，1X F 、2X F 为作用在前、后轮上的地面

切向反作用力，1f T 、2f T 为作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩，t T 为作用在驱动轮上的转矩。r 车轮半径。

（附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。）

对四轮驱动汽车，后轴转矩分配系数为2

12

t t t T T T ψ=

+，1t T 、2t T 分别为前、后驱动轴的驱动转矩。

5、 什么是汽车动力性?评价指标是什么? 什么是驱动力和行驶阻力平衡图?试用驱动力和行驶阻力平衡图来分析汽车的动力性(以四档为例)。

汽车的动力性指汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。 评价指标： 1.汽车的最高车速

L a u dt du

g

h

2.汽车的加速时间

3.汽车能爬上的最大坡度

为清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系，一般是将汽车行驶方程式用图解法来进行分析。即在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力算出并在图上画出，就得到汽车驱动力-行驶阻力平衡图。

5t F 曲线与f w F F +曲线的交点便是max a u 。此时驱动力和行驶阻力相等，汽车处于稳定的平衡状态。

利用汽车驱动力-行驶阻力平衡图可计算得出各挡节气门全开时的加速度曲线。

根据加速度图可以进一步求得由某一车速1u 加速至另一较高车速2u 所用的时间。由运动学得

1

dt du a

=得到2101t u u t dt du A a ===⎰⎰，即加速时间可用计算机进行积分计算或用图解积分法求出。

用图解积分法时，由加速度曲线做加速度倒数曲线，再积分，即可求出加速时间。

一般认为汽车的爬坡能力，指汽车在良好路面上克服滚动阻力和空气阻力（f w F F +）后的余力全部用来克服坡

度阻力时能爬上的坡度，故

0du

dt

=，因此坡度阻力()i t f w F F F F =-+。利用汽车行驶方程式确定I 挡及低档爬坡能力时，应采用sin G α（α为坡度角）作为坡度阻力，上式可写为2

0sin (cos )21.15

tq g T D a

T i i C Au G G f r ηαα=

-+，可以得到()

arcsin t f w F F F G

α-+=，利用汽车驱动力-行驶阻力平衡图即能求出汽车能爬上的坡道角，根据

tan i α=可求出坡度值。其中汽车最大爬坡度max i 为I 挡时的最大爬坡度。

7、 什么是汽车动力因数?什么叫动力特性图?试用汽车的动力特性图来分析汽车的动力性(以四档为例)。 将汽车行驶方程两边除以汽车重力并整理得

t f i w j F F F F F =+++

f F 滚动阻力，i F 坡度阻力，w F 空气阻力，j F 加速阻力。

t w F F du

G gdt

δ-=ψ+

令

t w F F G

-为汽车的动力因数，并以符号D 表示du

D gdt δ=ψ+

汽车在各挡下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图。