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。

111111111111W F f fW F ra f F ra 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 GiG 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212t 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 dugh2.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1dt 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0dudt=，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20sin (cos )21.15tq g T D aT i i C Au G G f r ηαα=-+，可以得到()arcsin t f w F F F Gα-+=，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 duG gdtδ-=ψ+令t w F F G-为汽车的动力因数，并以符号D 表示duD 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。

最高车速，即是a f u -线与直接挡a D u -线的交点。

求最大爬坡度时，0dudt=，动力因数可写为D f i =ψ=+，因此D 曲线与f 曲线间的距离就表示汽车的上坡能力。

加速时间，加速时，i=0，故()du gD f dt δ=-，可求得加速度值，然后计算出加速时间。

8、 什么叫后备功率?什么是功率平衡?请写出汽车的功率平衡方程式，并说明每个符号的意义和单位。

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是后备功率。

汽车行驶过程中，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率。

（汽车行驶时，不仅驱动力和行驶阻力互相平衡，发动机功率和汽车行驶的阻力功率也总是平衡的。

）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=t u mu Giu Au C Gfu P d d 360036007614036001a a 3aD a T e δη e P ，汽车功率，T η，传动系的机械效率，D C 空气阻力系数，A 迎风面积，a u 行驶车速。

tud d 加速度，m 汽车质量，G 汽车重力，δ汽车旋转质量换算系数，f 滚动阻力系数，i 道路坡度。

9、己知发动机的输出转矩T=120N ．M ，转速N =2100转／分，汽车总重G=25000N ，滚动阻力系数F =0．016，空气阻力系数和迎风面积的乘积CD A=0．842M2，传动系效率ΗT =0．9,主减速器比I 0=5．9，变速器速比IG ==3.1,轮胎半径R=0.33，Δ=1.35。

求：①汽车的动力因数D②汽车的在该工况下的爬坡度I⑧汽车加速度作用于驱动轮上的转矩为0120 5.9 3.10.91975.32t g T T Ti i η==⨯⨯⨯=驱动力t t T F r=，汽车行驶速度00.377a g rnu i i =，无风时空气阻力221.15D a W C Au F =，动力因数t wF F D G-=求最大爬坡度时，0dudt=，动力因数可写为D f i =ψ=+，I 挡时Im max max cos sin ax D f αα=+，整理得max α=，根据max max tan i =可得最大爬坡度第二章1、 何为汽车燃油经济性?它的评价指标是什么?燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。

中国及欧洲燃油经济性评价指标：一定运行工况下百公里燃油消耗量，单位为L/100km 。

美国燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定量燃油行驶的里程，单位为mile/USgal2、 何为等速行驶百公里燃油消耗量?如何利用等速百公里燃油消耗量曲线，分析比较不同汽车的燃油经济性? 等速行驶百公里燃油消耗量：汽车在一定载荷下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100km 的燃油消耗量。

数值越大，汽车的燃油经济性越差。

3、 试分析影响燃油经济性的主要因数? 影响燃油经济性的因素有以下三个：1.燃油消耗率b ：燃油消耗率与发动机负荷率及发动机自身有关。

最大负荷使用负荷负荷率＝2.行驶中消耗的发动机功率 （或行驶阻力∑F ）3.怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗4、 如何利用发动机的负荷特性得到“最小燃油消耗特性”和“无级变速器调节特性”?左图是发动机的负荷特性，这些曲线的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消化率曲线。

利用此图可以找出发动机提供一定功率时的最经济工况（转速与负荷）把各功率下最经济工况运转的转速标明在外特性曲线图上，便得到“最小燃油消耗特性”（A1A2A3）。

无级变速器的传动比i '与发动机转速n 及汽车行驶速度之间关系为00.377a anr ni A i u u '== A 对某一汽车而言为常数，00.377rA i =。

当汽车以速度a u '在一定道路上行驶时，根据应提供的功率w e TP P P ηψ+'=，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a u '与e n '带入即得无级变速器应有的传动比i '，在同一ψ值的道路上，不同车速时无级变速器应有的传动比i '连成曲线便得到无级变速器的调节特性。

第三章1、汽车发动机功率应如何选择?什么是比功率?一、由最高车速确定发动机功率，同时最高车速实质上也反映了汽车的加速能力与爬坡能力。

二、由比功率确定发动机功率比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率，单位：kW/t 。

2、汽车传动系的最小传动比如何确定?普通汽车没有分动器或副变速器，若装有三轴变速器且以直接挡作为最高挡时，传动系的最小传动比就是主减速器的传动比，如变速器的最高挡为超速挡，则最小传动比应为变速器最高挡传动比与主传动比的乘积。

二轴变速器没有直接挡，最小传动比为最高挡传动比与主传动比的乘积。

3、汽车传动系的最大传动比如何确定?就普通汽车而言，传动系最大传动比是变速器1挡传动比与主减速器传动比的乘积。

当主减速器传动比已知时，确定传动系最大传动比也就是确定变速器1挡传动比。

4、如何确定变速器的档数和各档间的速比分配?（1）⇩比功率大→ 挡位数少（阻力靠后备功率克服）。

⇩比功率小→ 挡位数多（阻力靠变换挡位克服）。