Memax=140Nm2,Ⅰ档传动比i1=3.85;主减速器传动比i0=4.08; 传动效率ηm=0.9;车轮半径r=300mm;飞轮转动惯量If=0.25kg·m2;全部车轮惯量∑Iw=4.5kg·m2(其中后轮Iw=2.25 kg·m2,前轮的Iw=2.25 kg·m2)。若该轿车为前轮驱动,问:当地面附着系数为0.6时,在加速过程中发动机扭矩能否充分发挥而产生应有的最大加速度?应如何调整重心在前后方向的位置(b位置),才可以保证获得应有的最大加速度。若令b为前轴负荷率,求原车得质心位置改变后,该车的前轴L负荷率。
分析:本题的解题思路为比较由发动机扭矩决定的最大加速度和附着系数决定的最大加速度的大小关系。如果前者大于后者,则发动机扭矩将不能充分发挥而产生应有的加速度。
解:忽略滚动阻力和空气阻力,若发动机能够充分发挥其扭矩则aFtmax?Memaxgi0i1?mrmax?Ftmaxδm;
=6597.4 N; =1.42; 。
qhg?qLL2∑IwIfi12i0?m?=1?2+mrmr2解得amax?2.91m/s2前轮驱动汽车的附着率C?1?b等效坡度q?agmax;
?0.297。
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则有,Cφ1=0.754>0.6,所以该车在加速过程中不能产生应有的最大加速度。
为在题给条件下产生应有的最大加速度,令Cφ1=0.6, 代入q=0.297,hg=0.63m,L=2.7m,
解得b≈1524mm,则前轴负荷率应变为 b/L= 0.564,即可保证获得应有的最大加速度。
1.9一辆后轴驱动汽车的总质量2152kg,前轴负荷52%,后轴负荷48%,主传动比i0=4.55,变速器传动比:一挡:3.79,二档:2.17,三档:1.41,四档:1.00,五档:0.86。质心高度hg=0.57m,CDA=1.5m2,轴距L=2.300m,飞轮转动惯量If=0.22kg·m2,四个车轮总的转动惯量Iw=3.6kg·m2,车轮半径r=0.367m。该车在附着系数??0.6的路面上低速滑行曲线和直接档加速曲线如习题图1所示。图上给出了滑行数据的拟合直线v=19.76-0.59T,v的单位km/h,T的单位为s,直接档最大加速度amax=0.75m/s2(ua=50km/h)。设各档传动效率均为0.90,求:
1) 汽车在该路面上的滚动阻力系数。 2) 求直接档的最大动力因数。 3) 在此路面上该车的最大爬坡度。 解:1)求滚动阻力系数
汽车在路面上滑行时,驱动力为0,飞轮空转,质量系数中该项为0。
?=1?∑Iw3.6?1??1.01222mr2152?0.367。
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duGf行驶方程退化为:Gf??mdu。 ?0,减速度:??dtdt?m0.59根据滑行数据的拟合直线可得:du???0.164m/s。 dt3.62dug?0.0169。 解得:f???gdt2)求直接档最大动力因数 直接档:
22∑IwIfi4i0?m?=1?2+?1.0272mrmr。
du动力因数:D?f??gdt。
最大动力因数:Dmax?f??gamax?0.0169?1.027?0.75?0.0969.8。
3)在此路面上该车的最大爬坡度
由动力因数的定义,直接档的最大驱动力为:
Ftmax4?Fw?Dmax4G?Ttqmaxgi0i4?tr
Ttqmaxgi0i1?tr?Gf?Gimax最大爬坡度是指一挡时的最大爬坡度:以上两式联立得:Gf?iGi1max
?Fw?Dmax4Gi4
imax?i1(CDA2ua?Dmax4)?f?0.65421.15G
由地面附着条件,汽车可能通过的最大坡度为:
q?a/L?0.3381/??hg/L。
所以该车的最大爬坡度为0.338。
第二章 汽车的燃油经济性
2.1“车开得慢,油门踩得小,就一定省油”,或者“只要发动机省油,汽车就一定省油”这两种说法对不对?
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答:不对。由汽车百公里等速耗油量图,汽车一般在接近低速的中等车速时燃油消耗量最低,并不是在车速越低越省油。由汽车等速百公里油耗算式(2-1)知,汽车油耗量不仅与发动机燃油消耗率有关,而且还与发动机功率以及车速有关,发动机省油时汽车不一定就省油。
2.2试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。 答:为了最大限度提高汽车的动力性,要求无级变速器的传动比似的发动机在任何车速下都能发出最大功率。为了提高汽车的燃油经济性,应该根据“最小燃油消耗特性”曲线确定无级变速器的调节特性。二者的要求是不一致的,一般地,无级变速器的工作模式应该在加速阶段具有良好的动力性,在正常行驶状态具有较好的经济性。
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状况下工作的“无级变速器调节特性”。
答:由发动机在各种转速下的负荷特性曲线的包络线即为发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线,如课本图2-9a。利用此图可以找出发动机提供一定功率时的最经济状况(转速与负荷)。把各功率下最经济状况运转的转速与负荷率表明在外特性曲线上,便得到“最小燃油消耗特性”。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(i'?0.377inr),便可确定无级变速器的调节特性,具体方法参u0a见课本P47。
2.4如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?
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