汽车理论习题集 - 161507094 - 图文

第 1 章 汽车动力性

第1章 汽车动力性

1.1 简述汽车动力性及其评价指标。 1.2 汽车行驶阻力是怎样形成的？

1.3 试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式。 1.4 滚动阻力系数与哪些因素有关？ 1.5 汽车的滚动阻力可以分为哪几种？

1.6 能否在汽车受力分析图上画出滚动阻力，为什么？

1.7 某轿车总质量m=1200kg，前轮载荷占整车载荷的60%；车轮侧向力系数kα=1800kg/rad，前束角β=2°，该轿车两前轮互置前束角β后产生相应行驶阻力Fv，如图1-1所示。

（1）设轿车前进时侧向力与前束角的关系为FV=kαβ，试求因前束引起的行驶阻力；

（2）若该轿车滚动阻力系数f=0.015，试求整车滚动阻力Ff；

（3）试比较前束引起的行驶阻力与滚动阻力。 1.8 转弯时滚动阻力的大小取决于行驶速度和转向半径R， 转弯时的滚动阻力系数fR=f+Δf。设转弯时在离心力FC作用下，前、后轮均有侧偏角，分别是α1和α2，质心距前、后轮的距离分别是la和lb，转向时用两轮模型分析侧向力引起的滚动阻力如图1-2所

?Fu2示。试推导出附加滚动阻力系数?f??lbsin?1?lasin?2?的表达式（提?WgRL示：先求出由FY1和FY2所引起的附加阻力ΔF）。

1.9 用受力图分析汽车从动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推导切向力方程式。

1.10 用受力图分析汽车驱动轮在平路加速或减速行驶时的受力情况，并推

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导切向力方程式。

1.11 解释汽车加速行驶时质量换算系数的意义。汽车旋转质量换算系数由哪几部分组成？与哪些因素有关？

1.12 汽车轮胎半径增大，其它参数不变时，对汽车的加速性能和爬坡性能有何影响？说明理由。

1.13 如果轮胎使用不当，高速行驶时汽车的轮胎可能会发生爆裂，试简述轮胎出现了什么现象，并说明原因，如何有效避免轮胎发生爆胎。

1.14 汽车的最高行驶车速对应于发动机的最高转速，这种说法对吗？为什么？

1.15＊1 一辆车重为320000N的重型货车以108km/h的速度在公路上行驶，空气温度24°C，大气压强101kPa。货车宽2440mm，高4118mm，空气阻力系数0.65。货车安装子午线型轮胎，计算这些条件下的空气阻力和克服空气阻力所需的发动机功率，计算滚动阻力和克服滚动阻力所需的发动机功率。

1.16＊一辆具有1.95m2前端面积和空气阻力系数为0.42的轿车，以90km/h速度行驶，如果车辆遇到40km/h速度的顺风或者逆风，计算顺风、逆风两种条件下的空气阻力和克服空气阻力所需要的发动机功率。

1.17驱动力是否为真正作用在汽车上驱动汽车前进的（反）作用力，请说明理由。

1.18汽车用户说明书上给出的最高车速是如何确定的？

1.19 如何确定汽车样车的最高车速？在汽车设计和改装车设计阶段如何确定汽车最高车速？

1.20 用作图法或数值计算法确定的汽车最高车速是一个固定值，而汽车（例如样车）的最高车速却是一个平均值，为什么？

1.21 汽车空车与满载时相比，动力性有无变化？为什么？ 1.22 超车时该不该换入低一挡的排挡？为什么？ 1.23 影响附着系数的因素有哪些？

1.24＊已知某轿车发动机的转动惯量为0.09kg·m2，发动机的最大转矩/转速为272.8 Nm/4400rpm；变速器的相关数据如表1-1所示。

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带＊的题目均改编自（美）Thomas D.Gillespie著，赵六奇，金达锋译.车辆动力学基础.北京：清华大学出版社，2006.12

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第 1 章 汽车动力性

表1-1 某轿车变速器的数据

挡位 转动惯量kg·m2

传动比 传动效率

1 0.15 4.28 0.966

2 0.10 2.79 0.967

3 0.08 1.83 0.972

4 0.06 1.36 0.973

5 0.03 1.00 0.970

主减速器的转动惯量0.136，传动比2.92，传动效率0.99；驱动轮和从动轮的转动惯量均为1.24 kg·m2，车轮的周长2.01m；半径0.32m。

（1）计算传动系统在挂1挡时的有效转动惯量；

（2）忽略转动惯量带来的损失，试计算该轿车1挡和5挡的最大驱动力和对应的最高车速。

1.25 柏油或水泥路面经使用后，滚动阻力系数增加而附着系数下降，请说明其原因。

1.26 分析驱动－附着条件公式的地面法向反作用力与道路条件的关系。 1.27 说明小排量轿车、豪华轿车、商用车（载货汽车、大客车）、越野汽车采取何种驱动型式，并说明原因。

1.28 利用驱动－附着条件原理分析汽车不同驱动形式的适用条件。 1.29 汽车的驱动－附着条件为Ff?FW?Fj?Ft?F?，其中F???FZ。已知汽车（转弯或侧偏）行驶过程中驱动轴左右车轮的地面法向反作用力分别为Fzl和

Fzr，且Fzl?Fzr，此时公式Ftmax(v)???Fzl?Fzr?是否成立，并说明原因。

1.30＊ 试计算某后轮驱动轿车在中等摩擦路面上因附着条件限制的加速度，分别考虑差速器能够锁止和不能锁止两种情况，已知条件如表1-2所示。

表1-2 某轿车的基本参数 参数 总重量/N 前轴载荷/N 后轴载荷/N 质心高/mm 轴距/mm 轮距/mm 参数值 17578 9345 8233 533 2743 1499 参数 附着系数 主减速器传动比 轮胎半径/m 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 参数值 0.62 2.90 0.33 1560 380 3

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1.31 试计算某前轮驱动车辆由于附着条件限制的加速性能，该轿车的参数如表1-3所示。

表1-3 某轿车的基本参数

参数 总重量/N 前轴载荷/N 后轴载荷/N 质心高/mm 轴距/mm 轮距/mm 参数值 13795 8678 5117 483 2667 1524 参数 附着系数 主减速器传动比 轮胎半径/m 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 参数值 0.62 3.70 0.32 130 84 ＊

1.32 试用汽车的动力特性图来分析汽车的动力性能。

1.33 画出具有四挡变速器汽车的动力特性图和驱动力—行驶阻力平衡图，说明它们有什么共同点和不同点。

1.34 画图说明什么是汽车的后备功率？写出汽车的后备功率的表达式并解释之。

1.35 汽车的后备功率对汽车的动力性和燃油经济性有何影响？

1.36 已知某汽车的总质量m=4600kg，CD=0.75，A=4m2，旋转质量换算系数

du?0.2 m/s2，dt??1.35，坡度角α=5°，f=0.015，传动系效率?T?0.85，加速度ua=30km/h，此时克服各种阻力需要的发动机输出功率是多少？

1.37 已知某轻型货车的汽油发动机使用外特性的Ttq?n曲线的拟合公式为

?n??n??n??n?Ttq??19.313?295.27???165.44???40.874???3.8445??

1000100010001000????????式中，Ttq为发动机转矩（N·m）; n为发动机转速（r/min）。

该车的其它基本参数如表1-4 所示。

表1-4 某轻型货车的基本参数

参数 装载质量/kg 整车整备质量/kg 参数值 2000 1800 参数 飞轮转动惯量If/kg·m2 二前轮转动惯量IW1/kg·m2 4

234参数值 0.218 1.798