汽车理论课后题matlab程序
1.3
n=600:1:4000; r=0.367; i0=5.83; eff=0.85; f=0.013;
m=3880; g=9.8; G=m*g; CdA=2.77; a=1.947; hg=0.9; L=3.2;
Iw1=1.798; Iw2=3.598; Iw=Iw1+Iw2; If=0.218;
Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000) .^4;
%驱动力行驶阻力平衡图
for ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793]
Ua=0.377*r*n/ig/i0;
Ft=Ttq*ig*i0*eff/r;
plot(Ua,Ft);
hold on;
end
Ff=G*f;
ua=0:0.1:max(Ua);
Fw=CdA*ua.^2/21.15;
plot(ua,(Ff+Fw)); title('驱动力-行驶阻力平衡图');
xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('Ft/N');
gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw') [x,y]=ginput(1); disp('汽车的最高车速');disp(x);disp('km/h');
%最大爬坡度及最大爬坡度时的附着率
Ua=0.377*r*n/5.56/i0;
Ft=Ttq*5.56*i0*eff/r;
Fw=CdA*Ua.^2/21.15;
i=tan(asin((Ft-(Ff+Fw))/G));
disp('汽车的最大爬坡度');disp(max(i));
C=max(i)/(a/L+hg/L*max(i));
disp('克服最大爬坡度时的附着率');disp(C);
%加速度倒数曲线
figure;
for ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793]
Ua=0.377*r*n/ig/i0;
q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2);
Ft=Ttq*ig*i0*eff/r;
Fw=CdA*Ua.^2/21.15;
as=(Ft-(Ff+Fw))/q/m;
plot(Ua,1./as);
hold on;
end
axis([0 98 0 10]);
title('行驶加速度倒数曲线');xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('1/a');
gtext('1/a1'),gtext('1/a2'),gtext('1/a3'),gtext('1/a4'),gtext('1/a5');
%加速时间曲线
u(1)=0.377*r*600/i0/2.769;dt=0.01;w=1;t(1)=0;ig=2.769; while(u(w)<99.08)
n(w)=u(w)*ig*i0/0.377/r;
Ttq(w)=-19.313+295.27*n(w)/1000-165.44*(n(w)/1000)^2+40.874*(n(w)/1000)^3-3.8445*(n(w)/1000)^4;
Ft(w)=Ttq(w)*ig*i0*eff/r; Ff=G*f;
Fw(w)=CdA*u(w)^2/21.15;
q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2); a(w)=3.6*(Ft(w)-(Ff+Fw(w)))/q/m; u(w+1)=u(w)+a(w)*dt;
if(u(w+1)>=0.377*4000*r/2.769/i0) ig=1.644; end
if(u(w+1)>=0.377*4000*r/1.644/i0) ig=1.00; end
if(u(w+1)>=0.377*4000*r/1.00/i0) ig=0.793; end
t(w+1)=(w+1)*dt; w=w+1; end
figure;plot(t,u);axis([0 60 0 100]);title('2挡原地起步加速时间曲线');xlabel('时间t/s'),ylabel('车速u/(km/h)');
[x1,y1]=ginput(1);disp('加速到70km/h 的时间');disp(x1);
02040
6080100
120
2000
400060008000
100001200014000驱动力-行驶阻力平衡图
Ua/(km/h)
F t /N
10
20
30
40506070
80
90
0123456
789
10行驶加速度倒数曲线
Ua/(km/h)
1/a
10
20
3040
50
60
010203040506070
80901002挡原地起步加速时间曲线
时间t/s
车速u /(k m /h
)
1.8
Iw1=2.25; Iw2=2.25; Iw=Iw1+Iw2; If=0.25; m=1600; g=9.8;G=m*g; Ttqmax=140; i1=3.85; i0=4.08; eff=0.9; r=0.3; hg=0.63; b=1.25; L=2.7; q=1+Iw/(m*r^2)+If*i1^2*i0^2*eff/(m*r^2); Ft=Ttqmax*i1*i0*eff/r; a=Ft/q/m; q=a/g;
C1=q/(b/L-hg/L*q);
if(C1>0.6)
disp('发动机转矩不能充分发挥');
else
disp('发动机转矩能够充分发挥');
end
b=(q/0.6+hg/L*q)*L;
disp('调整后的b值');disp(b);
disp('调整后的前轴负荷率'),disp(b/L);
1.9
Iw=3.6; If=0.22; m=2152; g=9.8; r=0.367; eff=0.9; i4=1; i0=4.55;
amax=0.75; Ua=50/3.6; CdA=1.5;
q=1+Iw/(m*r^2);
f=q*0.59/3.6/g;
disp('汽车在该路面上的滚动阻力系数');disp(f);
q=1+Iw/(m*r^2)+If*i4^2*i0^2*eff/(m*r^2);
D4max=f+q*amax/g;
disp('最大动力因数');disp(D4max);
Fw=CdA*Ua^2/21.15;
D1max=(D4max*G+Fw)*i1/i4/G;
imax=tan(asin((D1max-f*sqrt(1-D1max^2+f^2))/(1+f^2)));
disp('最大爬坡度'),disp(imax);
2.7
n=600:1:4000; r=0.367; i0=5.83; eff=0.85; f=0.013;CdA=2.77;m=3880; g=9.8; G=m*g;
Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; for ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793]
Ua=0.377*r*n/ig/i0;
Pe=Ttq.*n/9550;
plot(Ua,Pe);
hold on;
end
Ua=0:0.1:max(Ua);
Pf=G*f*Ua/3600;
Pw=CdA*Ua.^3/76140;
plot(Ua,(Pf+Pw)/eff);
title('汽车的功率平衡图'),xlabel('Ua/(km/h)'),ylabel('P/kw');
%等速百公里燃油消耗
n1=[815,1207,1614,2012,2603,3006,3403,3804];
b0=[1326.8,1354.7,1284.4,1122.9,1141.0,1051.2,1233.9,1129.7];
b1=[-416.46,-303.98,-189.75,-121.59,-98.893,-73.714,-84.478,-45.291] ;
b2=[72.379,36.657,14.524,7.0035,4.4763,2.8593,2.9788,0.71113];
b3=[-5.8629,-2.0553,-0.51184,-0.18517,-0.091077,-0.05138,-0.047449,-0.00075215];
b4=[0.17768,0.043072,0.0068164,0.0018555,0.00068906,0.00035032,0.00028230,-0.000038568];
B0=spline(n1,b0,n); B1=spline(n1,b1,n); B2=spline(n1,b2,n); B3=spline(n1,b3,n); B4=spline(n1,b4,n); deng=7; figure;
for ig=[1.00,0.793]
Ua=0.377*r*n/ig/i0; Pf=G*f*Ua/3600;
Pw=CdA*Ua.^3/76140; P=(Pf+Pw)/eff;
b=B0+B1.*P+B2.*P .^2+B3.*P .^3+B4.*P .^4; Q=P .*b./(1.02*Ua*deng); plot(Ua,Q); hold on; end
axis([0 100 12 28]);
title('最高挡与次高挡等速百公里油耗曲线'),xlabel('Ua/(km/h)'),ylabel('百公里油耗Qs/(L/100km)');
20
40
6080
100
120
0102030405060
708090
100汽车的功率平衡图
Ua/(km/h)
P /k w
02040
6080100
12
14161820
222426
28最高挡与次高挡等速百公里油耗曲线
Ua/(km/h)
百公里油耗Q s /(L /100k m )
4.3
beta=0.38; L=3.95; a1=2.1; b1=L-a1; hg1=0.845; a2=2.95; b2=L-a2; hg2=1.17;g=9.8; z=0:0.01:1;
faif1=beta*z./(1/L*(b1+z*hg1)); fair1=(1-beta)*z./(1/L*(a1-z*hg1)); faif2=beta*z./(1/L*(b2+z*hg2)); fair2=(1-beta)*z./(1/L*(a2-z*hg2));
plot(z,faif1,'r',z,fair1,'g',z,faif2,'b',z,fair2,'k'); fai=0:0.01:1;
Ef1=(b1/L)./(beta-fai*hg1/L); Er1=(a1/L)./((1-beta)+fai*hg1/L); Ef2=(b2/L)./(beta-fai*hg2/L); Er2=(a2/L)./((1-beta)+fai*hg2/L); figure;
plot(fai,Ef1,'r',fai,Er1,'g',fai,Ef2,'b',fai,Er2,'k'); axis([0 1 0 1]); fai=0.8;
Er1=(a1/L)/((1-beta)+fai*hg1/L); Er2=(a2/L)/((1-beta)+fai*hg2/L); abmax1=fai*Er1*g; abmax2=fai*Er2*g;
t21=0.02; t22=0.2; u0=30;
s1=1/3.6*(t21+t22/2)*u0+u0^2/25.92/abmax1; s2=1/3.6*(t21+t22/2)*u0+u0^2/25.92/abmax2;
disp('空载时的制动距离'),disp(s1);
disp('满载时的制动距离'),disp(s2);
%前部管路损坏时制动距离
z1=a1*fai/(L+fai*hg1); z2=a2*fai/(L+fai*hg2);
abmax1=z1*g; abmax2=z2*g;
s1=1/3.6*(t21+t22/2)*u0+u0^2/25.92/abmax1;
s2=1/3.6*(t21+t22/2)*u0+u0^2/25.92/abmax2;
disp('前部管路损坏时空载制动距离');disp(s1);
disp('前部管路损坏时满载制动距离');disp(s2);
%后部管路损坏时的制动距离
z1=b1*fai/(L-fai*hg1);z2=b2*fai/(L-fai*hg2);
abmax1=z1*g; abmax2=z2*g;
s1=1/3.6*(t21+t22/2)*u0+u0^2/25.92/abmax1;
s2=1/3.6*(t21+t22/2)*u0+u0^2/25.92/abmax2;
disp('后部管路损坏时空载制动距离');disp(s1);
disp('后部管路损坏时满载制动距离');disp(s2);
4.5
hg=0.63; b=1.25; L=2.7; beta=0.65; fai=0.7; g=9.8;
fai0=(L*beta-b)/hg;
if(fai disp('前轮先抱死,制动效率为'); E=(b/L)/(beta-fai*hg/L); else disp('后轮先抱死,制动效率为'); E=(a/L)/((1-beta)+fai*hg/L); end disp('最大制动减速度'),disp(E*fai*g); disp('a)、b)、c)的双回路制动系统制动系增益都为G'); disp('1回路失效时，a)、b)、c)的制动系增益分别为0.35,0.5,0.5'); disp('1回路失效时，a)、b)、c)的制动系增益分别为0.65,0.5,0.5'); disp('a)中1回路失效时最大制动强度');zmax1=a*fai/(L+fai*hg) disp('a)中1回路失效时制动效率');disp(zmax1/fai) disp('a)中1回路失效时最大制动减速度');abmax1=zmax1*g disp('a)中2回路失效时最大制动强度');zmax2=a*fai/(L+fai*hg) disp('a)中1回路失效时制动效率');disp(zmax1/fai) disp('a)中2回路失效时最大制动减速度');abmax2=zmax2*g disp('b)或c)中1或2回路失效时最大制动强度');z=fai*b/(2*L*beta-fai*hg) disp('b)或c)中1或2回路失效时最大制动减速度');abmax=z*g disp('b)或c)中1或2回路失效时制动效率');disp(z/fai) disp('双回路系统a制动系增益最大，一个回路失效时的最大制动减速度也比b、c大，所以其性能较优') disp('b和c制动系增益相同,两者在一个回路失效时的制动效率相同。但是，c在一个回路失效时，制动力作用在一侧车轮上,会产生跑偏等问题') 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 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q 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) 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 第四章 4．1 一轿车驶经有积水层的—良好路面公路，当车速为100km/h 时要进行制动。问此时有无可能出现滑水现象而丧失制动能力?轿车轮胎的胎压为179．27kPa 。 答：假设路面水层深度超过轮胎沟槽深度 估算滑水车速：i h p 34.6=μ i p 为胎压（kPa ） 代入数据得：89.84=h μkm/h 而h μμ > 故有可能出现滑水现象而失去制动能力。 4．2在第四章第三节二中．举出了CA700轿车的制动系由真空助力改为压缩空气助力后的制动试验结果。试由表中所列数据估算''2' 2 2 1ττ+的数值，以说明制动器作用时间的重要性。 提示：由表4-3的数据以及公式max 2 02292.2526.31b a a a u u s +??? ??''+'= ττ 计算' '2'22 1ττ+的数值。 可以认为制动器起作用时间的减少是缩短制动距离的主要原因。 4．3一中型货车装有前、后制动器分开的双管路制功系，其有关参数如下； 1)计算并绘制利用附着系数曲线与制动效率曲线。 2)求行驶车速30km/h ，在.0=? 80 路面上车轮不抱死的制动距离。计算时取制动系反应时间 s 02.0'2=τ，制动减速度上升时间s 02.0''2=τ。 3) 求制功系前部管路损坏时汽车的制功距离，制功系后部管路损坏时汽车的制功距离。 答案：1） 前轴利用附着系数为：g f zh b z L += β? 后轴利用附着系数为： ()g r zh a z L --= β?1 空载时： g h b L -=β?0= 413.0845 .085 .138.095.3-=-? 0??> 故空载时后轮总是先抱死。 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 的车速一时间曲线，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 19.313 295.27(孟o )165,44(^)2 40-874(^)3 环45為4 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 n =0.85 滚动阻力系数 f=0.013 空气阻力系数泌风面积 C D A=2.77m 2 解：Matlab 程序： (1) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序： n=[600:10:4000]; Tq=-19.313+295.27*( n/1000)-165.44*(门/1000)八2+40.874*(门/1000)八3-3.8445*( n/10 00).A 4; m=3880;g=9.8; nmi n=600; nm ax=4000; G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;lf=0.218;lw1= 1.798;Iw2=3.598; Ft 仁 Tq*ig(1)*i0* nT/r; Ft2=Tq*ig(2)*i0* nT/r; 主减速器传动比 飞轮转动惯量 二前轮转动惯量 四后轮转动惯量 i 0=5.83 l f =0.218kg?m I w1=1.798kg?nf I w2=3.598kg?m ig(数据如下表) 轴距 质心至前轴距离（满载） 质心高（满载） a=1.974m hg=0.9m 第一章汽车的动力性 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。 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祖力。 2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律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全损失，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，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，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F Z 相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损 失的增大变大。即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z.? a阻碍车轮滚动。 3]作用形式: T f = Wf，T f = T f /r 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。 =+ 由计算机作图有： 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。 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。发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。 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。 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。 可得、最大爬坡度为: 第二章汽车的燃油经济性 “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？ 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，而且还与车速、档位选择、汽车的状况、汽车的质量利用系数等使用因素有关，还与汽车的质量和总体尺寸、传动系、轮胎的选择有关，发动机省油时汽车不一定就省油。 试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。 答：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，提高了然油经济性。 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u a之间关系 如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性？ 答：汽车底盘设计应该从合理匹配传动系传动比、缩减尺寸和减轻质量、合理选择轮胎来提高燃油经济性。 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。答：在一定道路条件下和车速下，虽然发动机发出的功率相同，但传动比大时，后备功率越大，加速和爬坡能力越强，但发动机负荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，传动比小时则相反。所以传动系统的设计应该综合考虑动力性和经济性因素。如最小传动比的选择，根据汽车功率平衡图可得到最高车速 u max(驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处车速)，发动机达到最大功率时的车速为 u p。当主传动比较小时，u p>u max，汽车后备功 汽车理论作业MA TLAB过程 汽车驱动力与阻力平衡图 加速度倒数-速度曲线图 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 u 汽车功率平衡图 u/(km/h)最高档等速百公里油耗曲线 Ua/(km/h) 燃油积极性-加速时间曲线 源程序： 《第一章》 m=3880; g=9.8; r=0.367; x=0.85; f=0.013; io=5.83; CdA=2.77; lf=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; Iw=lw1+lw2; ig=[6.09 3.09 1.71 1.00]; %变速器传动比 L=3.2; a=1.947; hg=0.9; n=600:1:4000; T=-19.313+295.27* n/1000-165.44*(门/1000)人2+40.874*(门/1000)人3-3.8445*( n/IOOO).%; Ft1=T*ig(1)*io*x/r; %计算各档对应转速下的驱动力 Ft2=T*ig(2)*io*x/r; Ft3=T*ig(3)*io*x/r; Ft4=T*ig(4)*io*x/r; u1=0.377*r*n/(io*ig(1)); u2=0.377*r*n/(io*ig(2)); u3=0.377*r*n/(io*ig(3)); u4=0.377*r*n/(io*ig(4)); u=0:130/3400:130; F仁m*g*f+CdA*u”2/21.15;%计算各档对应转速下的驱动阻力 F2=m*g*f+CdA*u2.A2/21.15; F3=m*g*f+CdA*u3.A2/21.15; F4=m*g*f+CdA*u4.A2/21.15; figure(1); plot(u1,Ft1, '-r' ,u2,Ft2, '-m' ,u3,Ft3, '-k' ,u4,Ft4, '-b' ,u1,F1, '-r' ,u2,F2, '-m' ,u3,F3, ' k' ,u4,F4, '-b' , 'LineWidth' ,2) title( ' 汽车驱动力与阻力平衡图' ); xlabel( 'u_{a}/km.hA{-1}' ) ylabel( 'F/N' ) gtext( 'F_{t1}' ) gtext( 'F_{t2}' ) gtext( 'F_{t3}' ) gtext( 'F_{t4}' ) gtext( 'F_{f}+F_{w}' ) %由汽车驱动力与阻力平衡图知，他们无交点，u4在最大转速时达到最大 umax=u4(3401) Ft1max=max(Ft1); imax=(Ft1max-m*g*f)/(m*g) disp( ' 假设是后轮驱动' ); C=imax/(a/L+hg*imax/L) % 附着率 delta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(1)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); delta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(2)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); delta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(3)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); delta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*rA2)+If*ig(4)*rA2*ioA2*x/(m*rA2); a1=(Ft1-F1)/(delta1*m); %加速度 a2=(Ft2-F2)/(delta2*m); a3=(Ft3-F3)/(delta3*m); a4=(Ft4-F4)/(delta4*m); h1=1./a1; %加速度倒数 h2=1./a2; h3=1./a3; h4=1./a4; figure(2); 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 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q 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) 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 解：Matlab程序： (1) 求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序： n=[600:10:4000]; Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3 .8445*(n/1000).^4; m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000; G=m*g; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83; L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598; Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r; Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r; Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r; Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r; qq 第一章 汽车的动力性278973104 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 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q 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 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 功率平衡图 m=1230;g=9.8; ig=[3.615 2.053 1.393 1.031 0.837]; i0=3.75; r=0.31;yt=0.9;f=0.017;CD=0.31;A=2.2; np=6000;Pemax=83; %绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 for i=1:56; n=500:100:6000; Pe(i)=Pemax*(n(i)/np+(n(i)/np)^2-(n(i)/np)^3); Tq(i)=9549*Pe(i)/n(i); end for j=1:5 for i=1:56 Ft(i,j)=Tq(i)*ig(j)*i0*yt/r; ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0); Fz(i,j)=m*g*f+CD*A*(ua(i,j)^2)/21.15; end end figure plot(ua,Ft,ua,Fz); title('汽车驱动力与行驶阻力平衡图'); xlabel('ua(km/h)'); ylabel('Ft(N)'); text(20,6700,'Ft1'); text(40,4000,'Ft2'); text(50,2800,'Ft3'); text(80,2000,'Ft4'); text(100,1600, 'Ft5'); text(100,800,'Ff+Fw'); for k=1:56; n=500:100:6000; Pe(k)=Pemax*(n(k)/np+(n(k)/np)^2-(n(k)/np)^3); Tq(k)=9549*Pe(k)/n(k); Ft(k)=Tq(k)*ig(4)*i0*yt/r; ua(k)=0.377*r*n(k)/(ig(4)*i0); Fz(k)=m*g*f+CD*A*(ua(k)^2)/21.15; E(k)=abs((Ft(k)-Fz(k))); end [Emin,kmin]=min(E); Umax=ua(kmin) 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。 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祖力。 2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律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全损失，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，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，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F Z相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大变大。即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z.?a阻碍车轮滚动。 3]作用形式: T f = Wf，T f = T f/r 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。 1.3 =494.312+0.13U a2 由计算机作图有： 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。发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。 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。 1.7 孙野 20081268 1.3（1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 选用5挡变速器进行整车性能计算 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系：0 377.0i i rn u g a = 发动机使用外特性的T q -n 曲线拟合公式： 4 32)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n T q -+-+-= 汽车驱动力：r i i T F T g q t η0= 行驶阻力：2 215 .2115.21a D a D j w i f u A C mgf dt du m u A C Gi Gf F F F F +=++ +=+++δ 用matlab 编写程序如下： m1=2000; m2=1800; mz=3880; g=9.81; r=0.367; CdA=2.77; f=0.013; nT=0.85; ig=[5.56 2.769 1.644 1.00 0.793]; i0=5.83; If=0.218; Iw1=1.798; Iw2=3.598; %输入已知参数 Iw=2*Iw1+4*Iw2; for i=1:69 n(i)=(i+11)*50; Ttq(i)=-19.313+295.27*(n(i)/1000)-165.44*(n(i)/1000)^2+40.874*(n(i)/1000)^3-3.8445*(n(i)/1000)^4; end %从600~4000rpm 油拟合公式计算发动机转 距 for j=1:5 for i=1:69 Ft(i,j)=Ttq(i)*ig(j)*i0*nT/r; ua(i,j)=0.377*r*n(i)/(ig(j)*i0); Fz(i,j)=CdA*ua(i,j)^2/21.15+mz*g*f; D 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 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、解答：1）（取四档为例） 由 u F n u n Tq Tq F t t →??? ? ?? →→→ 即 r i i T F T o g q t η= 4 32)1000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= o g i i rn u 377.0= 行驶阻力为w f F F +： 2 15 .21a D w f U A C Gf F F +=+ 2 131.0312.494a U += 由计算机作图有 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：Θ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 0 377.0A 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 w P 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。 提示：发动机最大功率要满足动力性要求（最高车速、比功率）] ① 最小传动比的选择很重要，（因为汽车主要以最高档行驶） 若最小传动比选择较大，后备功率大，动力性较好，但发动机负荷率较低，燃油经济性较差。若最小传动比选择较小，后备功率较小，发动机负荷率较高，燃油经济性较好，但动力性差。 ② 若最大传动比的选择较小，汽车通过性会降低；若选择较大，则变速器传动比变化范围较大，档数多，结构复杂。 1.3 n=600:1:4000; r=0.367; i0=5.83; eff=0.85; f=0.013; m=3880; g=9.8; G=m*g; CdA=2.77; a=1.947; hg=0.9; L=3.2; Iw1=1.798; Iw2=3.598; Iw=Iw1+Iw2; If=0.218; Ttq=-19.313+295.27*n/1000-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000) .^4; %驱动力行驶阻力平衡图 for ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793] Ua=0.377*r*n/ig/i0; Ft=Ttq*ig*i0*eff/r; plot(Ua,Ft); hold on; end Ff=G*f; ua=0:0.1:max(Ua); Fw=CdA*ua.^2/21.15; plot(ua,(Ff+Fw)); title('驱动力-行驶阻力平衡图'); xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('Ft/N'); gtext('Ft1'),gtext('Ft2'),gtext('Ft3'),gtext('Ft4'),gtext('Ft5'),gtext('Ff+Fw') [x,y]=ginput(1); disp('汽车的最高车速');disp(x);disp('km/h'); %最大爬坡度及最大爬坡度时的附着率 Ua=0.377*r*n/5.56/i0; Ft=Ttq*5.56*i0*eff/r; Fw=CdA*Ua.^2/21.15; i=tan(asin((Ft-(Ff+Fw))/G)); disp('汽车的最大爬坡度');disp(max(i)); C=max(i)/(a/L+hg/L*max(i)); disp('克服最大爬坡度时的附着率');disp(C); %加速度倒数曲线 figure; for ig=[5.56,2.769,1.644,1.00,0.793] Ua=0.377*r*n/ig/i0; q=1+Iw/(m*r^2)+If*ig^2*i0^2*eff/(m*r^2); Ft=Ttq*ig*i0*eff/r; Fw=CdA*Ua.^2/21.15; as=(Ft-(Ff+Fw))/q/m; plot(Ua,1./as); hold on; end axis([0 98 0 10]); title('行驶加速度倒数曲线');xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('1/a'); gtext('1/a1'),gtext('1/a2'),gtext('1/a3'),gtext('1/a4'),gtext('1/a5'); %加速时间曲线 MATLAB在 汽车理论 中的简单应用 汽车理论 可以使用MATLAB作为科学计算工具的课程三本文档的目的在于向之前没有接触过MATLAB的同学介绍其在 汽车理论 中的简单应用,更多关于MATLAB的知识需要大家结合其他课程,通过进一步的学习和研究来掌握三 需要说明的是: 1)本文档默认读者已掌握C语言和线性代数基本知识三 2)红色字体的语句可以直接复制到MATLAB中进行运算三语句中用到的符号(引号内部分除外)均为英文状态下输入三本文档所有语句均已在MATLAB7.8.0(R2009a)版本下调试过三 3)例程编写样式纯属个人习惯,大家不必拘泥三 4)如对本文档及‘汽车理论“第6版中的附录C一一个学生的 汽车理论 课程MATLAB习题编程思路有任何问题,欢迎发送邮件一起讨论三邮件地址:wang-d07@ https://www.wendangku.net/doc/242881422.html,三 1.MATLAB使用指南 打开MATLAB后出现的是软件的主界面三几个窗口中最重要的是Command Window,用户可以在里面输入程序,编写的函数的结果也在这里显示三 首先对MATLAB进行配置三如果是在自己的计算机上编程,建议先建一个属于自己的workspace,用来保留用户的工作环境三选择 file Save Workspace As ,在合适的目录下保存用户自己的workspace(.mat文件)三这样,以后用户编程的环境就默认为这个workspace了三 虽然可以直接在Command Window里编写程序,但这样的程序无法被保存和发布三选择 file New Blank M File ,可以新建空白的MATLAB函数文件(.m文件),在这里编写的程序可以被保存和发布三编写好的程序要经过编译之后才能执行三选择 Tools Save File and Run (也可以直接按 汽 车 理 论 余志生版习题大全 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 阻碍车轮滚动。 a F T z f =3）作用形式：滚动阻力 fw F f = r T 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、解答：1）（取四档为例） 由 u F n u n Tq Tq F t t →??? ? ?? →→→ 即 r i i T F T o g q t η= 4 321000 (8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000( 27.25913.19n n n n Tq ?+?+?= o g i i rn u 377.0= 行驶阻力为： w f F F + 2 15 .21a D w f U A C Gf F F +=+ 2 131.0312.494a U +=由计算机作图有 第一章 汽车的动力性 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 234 19.313295.27()165.44()40.874() 3.8445()1000100010001000 q 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 传动系机械效率 ηt = 滚动阻力系数 f = 空气阻力系数×迎风面积 C D A = 主减速器传动比 i 0= 飞轮转动惯量 I f =?m 2 二前轮转动惯量 I w1=?m 2 四后轮转动惯量 I w2=?m 2 变速器传动比 ig(数据如下表) 轴距 L= 质心至前轴距离（满载） a= 质心高（满载） hg= 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= r i i T t o 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 du m δ 发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：0 g i n r 0.377 ua 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。 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 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nmin=600r/min ，最高转速nmax=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 CDA ＝2.772 m 主减速器传动比 i 0＝5.83 飞轮转功惯量 If ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 Iw1＝1.798kg ·2m汽车理论第五版-课后习题答案
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