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动阻力系数;-坡度角;-空气阻力系数;A-汽车迎风面积;duua-汽车车速;dt-旋转质量换算系数;-加速度。2画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。[返回二]F0FFbf*GB3①当踏板力较小时,制动器间隙尚未消除,所以制动器制动力,若忽略其它阻力,FCF=0FFFxb(为地面附着力)时,FFFFFF地面制动力xb,当;②当xbmax时xb,且地面FFxbxbmaxFFFFFFFFFxbxbmaxxb制动力达到最大值,;③当时,F,随着的增加,不再增加。xbmax即xb踏板力,NFF3简述图解计算燃料消耗量的方法。[返回二]xbnPgnnfQf(u)eiiia(,,),,,以及汽车的有关结构参数和道路条件()已知eii1,2,r和,求作出S等速油耗曲线。根据给定的各个转速e和gf(P,n)e值,采用拟合的方法求得拟合公式。不同功率下的比油耗ge2e1)(,),(,),......,(,)。PrPw2)分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率和。)求出发动机为克服此阻力消耗功率e。:..4)nPgf(P,n)ge和对应的e,从e2e计算e。Q5),QunnnnnS1S2,QS3,QS4,,QSm1234ma1uuuam6)选取一系列转速,,,,......,,找出对应车速,a2,a3,a4,,。据此计算出。5:..10套QuSa把这些-的点连成线,即为汽车在一定档位下的等速油耗曲线,为计算方便,计算过程列于表3-7。等速油耗计算方法nnnnnn计算公式234...me1,r/minurnuuea1uu...,km/hk0PPPPPmgfruar1...,kWr2r3r4rmPr3600CAu3PPP...Pw2w3w4wmPDaPw1,kww76140(PP)wrPPPP...PPe1234mTggggg...geme,g/(kWh)e1e2e3e4QPgSeQQQ...Q,L/,并列出平衡方程。[返回二]图中和式中:dud、、、、、、'、e、、、'、、、FFFTrm3dtp2p1wTttqIfdtiigFt分别是车身质量、加速度、后轴对车身的推力、前轴对车身的阻力、空气阻0T力、经传动系传至车轮轮缘的转矩、发动机曲轴输出转矩、飞轮转动惯量、飞轮角加速度、主传动器速比、变速器速比、传动系机械效率、轮缘对地面的作用力、车轮滚动半径。5写出汽车的后备功率,及其对汽车的动力性和燃料经济性的影响。[返回二]uamax利用功率平衡图可求汽车良好平直路面上的最高车速,在该平衡点,发动机输出功率与常见阻力功率相等,发动机处于100%负荷率状态。另外,通过功率平衡图也可容易地分析在不同档位和不同车速条件下汽车发动机功率的利用情况。PfPw1PePw)(Pfua3t行驶,此时阻力功率为,发动机功率克服常见阻力功率后的剩余功率P汽车在良好平直的路面上以等速sT,该剩:..Pusa3被称为后备功率。如果驾驶员仍将加速踏板踩到最大行程,则后备功率就被用于加速或者克服坡道阻力。为了保持汽车以等速行驶,必uua1a2和时,使用不同档位时,汽车后备功率也不同。需减少加速踏板行程,使得功率曲线为图中虚线,即在部分负荷下工作。另外,当汽车速度为汽车后备功率越大,汽车的动力性越好。利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。功率平衡图也可用于分析汽车行驶时的发动机负荷率,有利于分析汽车的燃油经济性。后备功率越小,汽车燃料经济性就越好。通常后备功率约10%~20%时,汽车燃料经济性最好。但后备功率太小会造成发动机经常在全负荷工况下工作,反而不利于提高汽车燃料经济性。6写出各种可以绘制I曲线的方程及方程组[返回二]6:..10套hmLg2L、总质量、质心的位置(质心至后轴的距离①如已知汽车轴距、质心高度)就可用前、后制动器制动力的理想分配关系式4hL2gF1mgLFmgL2F221212hmghgg绘制I曲线。FFmg12FFLh1z12gFFLh②根据方程组2z21g也可直接绘制I曲线。假设一组值(=,,,,),每个值代入方程组(4-30),就具有一个交点的两条直线,变化值,取得一组交点,连接这些交点就制成I曲线。FLhmgLhmgLg2g1FFxb2Fxb2xb1xb1fLhf③利用线组hhrLhg对于同一值,r和线组g线和线的交点既符合ggFFFFfZ2r,也符合。取不同的线和线的交点,这些交点的连线就形成了xb1Z1xb2值,就可得到一组I曲线。7峰值附着系数及其实际应用意义。[返回二]Fz一般将地面制动力与地面法向反作用力(平直道路为垂直载荷)之比成为制动力系数bbb。它是滑动率的函数。由图可知,当较小时,近似为的线性函数,随着的增加急剧增bpbpp加。当趋近于时,随着的增加,增加缓慢,直到达到最大值。通常被称为峰值附着系数。很多试验表明,S=15%~20%。p若滑动率峰值附着系数附近,则汽车可近似获得最大制动力,为此人们为汽车装备ABS,试图使车轮滑动率15%~20%附近。三、叙述题(选择其中4道题,计20分)1从制动侧滑受力分析和试验,可以得出哪些结论?[返回三]ua在前轮无制动力、后轮有足够的制动力的条件下,随的提高侧滑趋势增加;当后轮无制动力、前轮有足够的制动力时,即使速度较高,汽车基本保持直线行驶状态;当前、后轮都有足够的制动力,但先后次序和时间间隔不同时,车速较高,且前轮比后轮先抱死或后轮比前轮先抱死,但是因时间间隔很短,则汽车基本保持直线行驶;若时间间隔较大,则后轴发生严重的侧滑;如果只有一个后轮抱死,后轴也不会发生侧滑;起始车速和附着系数对制动方向稳定性也有很大影响。即制动时若后轴比前轴先抱死拖滑,且时间间隔超过一定值,就可能发生后轴侧滑。车速越高,附着系数越小,越容易发生侧滑。若前、后轴同时抱死,或者前轴先抱死而后轴抱死或不抱死,则能防止汽车后轴侧滑,但是汽车丧失转向能力。2试用驱动力-行驶阻力平衡图分析汽车的最高速u。[返回三]amax驱动力-行驶阻力平衡图清楚地描述了不同档位、不同车速条件下驱动力和常见行驶F(FF)1tfw驱动力Fitgsin[]tmax阻力的关系。利用驱动力-行驶阻力平衡图可方便地确定汽车的最高车速u,即最高档mgamaxFt1:..F(FF)ut2Fufwai4a和常见阻力曲线的平衡点(两条曲线交点)对应的车FFFt3fwFt4速。uFF)Ffuuamaxt4w时,驱动力大于常见行驶阻力(F,它们之差即当车速低于最高车速iaamaxuakm/h剩余动力可以用于爬坡或加速。如果此时仍希望汽车等速行驶,则驾驶员必须减小加速踏图汽车驱动力-行驶阻力平衡图板踏下的行程,让发动机在部分负荷特性工况工作,而对应的驱动力曲线为图中的虚线,7:..10套这样使汽车驱动力和常见行驶阻力仍处于平衡状态。3分析变速器速比i和档位数对汽车动力性的影响?[返回三]gig变速器速比增加,汽车的动力性提高,但一般燃料经济性下降;档位数增加有利于充分利用发动机的功率,使汽车的动力性提高,同时也使燃料经济性提高;但档位数增加使得变速器制造困难,一般可采用副变速器解决,或采用无级变速器。4若汽车在划有中心实线的普通二级公路行驶,假设汽车载荷均匀,左右制动器制动力相等,请问能否保证左右车轮地面制动力同时达到附着极限,并要求写出表达式(提示考虑道路横断面形状)。[返回三]因为道路带有一定的横向坡度(拱度),使得左侧车轮首先达到附着极限,而右侧车轮地面法向力较大,地面制动力尚未达到附着极限,因此会出现左侧有制动拖印,而右侧无拖印的现象。5分析不等速行驶时汽车质心位置对前、后轴轮胎地面法向反作用力的影响。[返回三]Fmg)(Lhz12gbLmgF(Lh)z21gbLFFz1z2由式(1)可知,制动时汽车前轮的地面法向反作用力随制动强度和质心高度增加而增大;后轮的地面法向反作用力随制动强度和质心高度增加而减小。大轴距汽车前后轴的载荷变化量小于短轴距汽车载荷变化量。例如,某载货汽车满载在干燥混凝土水平路面上以规定踏板力实施制动FFz1z2时,为静载荷的90%,为静载荷的38%,即前轴载荷增加90%,后轴载荷降低38%。6汽车在不同路面上制动时最大减速度值及其平均值。[返回三]不同制动工况时汽车的地面制动力不同。汽车的地面制动力为Fmgbb(1)jmax则汽车的制动减速度为jgduFbmaxbdtm(2)jmaxs当汽车制动时允许前后轮抱死拖滑时(例如,未安装制动防抱死系统或者制动防抱死系统失效),汽车的最大制动减速度为jgmaxss(3)j对于装有理想的制动防抱死系统(ABS)控制的汽车的最大制动减速度maxp为jgmaxppjbp当汽车驾驶员采取预防性的制动措施时,由于制动力较小,车轮滑动率s尚低于15%~25%,即,此时,汽车制动减速度为:..jggsp7在侧向力的作用下,刚性轮胎和弹性轮胎行驶方向的变化规律(假设驾驶员不对汽车的行驶方向进行干预)?[返回三]在侧向力的作用,若汽车车轮为刚性轮,则在侧向力不大于附着力的条件下,汽车保持原行驶方向;当侧向力超过附着极限时,车轮即汽车偏离原行驶方向。而对于弹性车轮,即使侧向力未达到附着极限,车轮也将发生侧向偏离原始行驶方向的现象,即侧偏现象。8汽车的横摆角速度增益及其与车速和轮胎侧偏刚度关系。[返回三]8:..第10套汽车等速行驶时,在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应就是等速圆周行驶。常用输出与输入的比值,如稳态时的横摆角速度与前轮转角之比来评价稳态响应。这个比值称为稳态横摆角速度增益,也称为转向灵敏度稳态横摆角速度增益与车速和轮胎侧偏刚度关系:u/LmLLK12)r2(1Ku2Lkk,219什么是附着椭圆,尝试写出它的表达式及其应用。[返回三]汽车运动时,在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。一些试验结果曲线表明,一定侧偏角下,驱动力增加时,侧偏力逐渐有所减小,这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。当驱动力相当大时,侧偏力显著下降,因为此时接近附着极限,切向力已耗去大部分附着力,而侧向能利用的附着力很少。作用有制动力时,侧偏力也有相似的变化。驱动力或制动力在不通侧偏角条件下的曲线包络线接近于椭圆,一般称为附着椭圆。它确定了在一定附着条件下切向力与侧偏力合力的极限值。10从受力分析出发,叙述前轮抱死拖滑和后轮抱死拖滑对汽车制动方向稳定性的影响。[返回三]从受力情况分析,也可确定前轮或后轮抱死对制动方向稳定性的影响。例图a是当前轮抱死、后轮自由滚动时,在干扰作用下,发生前轮偏离角(航向角)。FC若保持转向盘固定不动,因前轮侧偏转向产生的离心惯性力与偏离角的方向相FC反,起到减小或阻止前轴侧滑的作用,即汽车处于稳定状态。例图b为当后轮抱死、前轮自由滚动时,在干扰作用下,发生后轴偏离角(航向FC角)。若保持转向盘固定不动,因后轮侧偏产生的离心惯性力与偏离角的方向相同,FC起到加剧后轴侧滑的作用,即汽车处于不稳定状态。由此周而复始,导致侧滑回转,(a)前轴侧直至翻车。滑(b)后轴侧滑在弯道制动行驶条件下,若只有后轮抱死或提前一定时间抱死,在一定车速条件下,后轴将发生侧滑;而只有前轮抱死或前轮先抱死时,因侧向力系数几乎为零,不能产生地例图汽车侧滑移分析面侧向反作用力,汽车无法按照转向盘给定的方向行驶,而是沿着弯道切线方向驶出道路,即丧失转向能力。四、分析题(选择其中4道题,计20分)1分析三种转向特性的稳定性[返回四]汽车的三种稳态转向特性分别为不足转向、中性转向和过度转向。对于不足转向,汽车转向灵敏度随车速增加而下降,是一种稳定转向特性;对于过度转向,汽车转向灵敏度随车速增加而增加,是一种不稳定转向特性;对于中性转向,汽车转向灵敏度不随车速变化,也是一种稳定转向特性,但是在实际中容易变为过度转向。:..2已知某汽车φ=,请利用I、β、f、γ线,分析φ=,φ==。0[返回四]9:..①时,蹋下制动踏板,前后制动器制动力沿着增加,1、2,,符合前轮先抱即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。当与xb2FFFF2增加,而,,即前后制动器制死的条件,。当与相交时,,,符合前后轮均抱死的条件,汽车制动力为。②当时,蹋下制动踏板,前后制动器制动力沿着增加,1、FF=,即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。当的线相交时,符合后轮先抱死的条件,前后制动器制动力仍沿着与增加,F=,2rrI而xb11F,即前、后制动器制动力仍沿着的线增长。当与相交时,,,符合前后轮都抱死的条件,汽车制动力为。,蹋下制动踏板,前后制动器制动力沿着增加,xb11、xb2,即前后轮地面制动力与制动器制动力相等。继续增加,③,同时与的r线和线相交,前后车轮同时抱死。xb11、xb23请比较前驱动和后驱动汽车上坡(坡度角为α)行驶的附着条件,并解释载货汽车通常采用后驱动而小排量轿车采用前驱动的原因。[返回四]Lirf如果cos1,且sin,1,则G(L1f)G(Lfh)1gFL2hLhgg1后驱动LG(Lhf)2gF1Lh前驱动gF(FF)FGZ1Z2Z四轮驱动hFg(FFjiF)wL前后轮动载荷变化量对于前轮其动态地面法向反作用力的增量为-F,而后轮的为F。显然,当汽车以极限附着能力在大坡度角加速上坡时,动载荷的绝对值达到最大。货车经常在公路行驶,而轿车主要在城市道路行驶,由于货车需要爬坡较大,所以采用后驱动。轿车主要在城市平路行驶,而前轴附着力下降较小,所以采用前驱动。越野汽车行驶条件较为恶劣,所以采用四轮驱动。FFFFtxtx4说明驱动力与切向反作用力之间的关系,在什么条件下,可以认为。[返回四]FFFtfx或者当车轮未抱死滚动时FbFfFx当车轮纯滚动前进运动F(FF)tfwitgsin1max[]驱动力Ft:..FmgFFFFFFFFxtbftt1式中:-切向力;-驱动力;-制动力;-滚动阻力。通常f,bf,或Ft2Ft3FFFfwt4FF所以tx。Ffu5设汽车左、右车轮的制动器制动力相等且技术状况正常,请根据道路的横断面形状,分析汽uaamaxukm/ha图汽车驱动力-[车实施紧急制动时,左、右轮胎的制动拖痕长度的差异(设附着系数为)。返回四]s左侧有制动拖印,而右侧无拖印。汽车在制动过程中稍微向右侧发生侧偏现象说明汽车右车轮的