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1旋转质量换算系数
2汽车动力性及评价指标
3滑动率
4附着圆
5汽车动力因数
6等速行驶燃料经济特性
7汽车诵i寸性几何参数
8特征车速
9汽车(转向特性)的瞬杰响应
10制动力系数
11侧偏现象
12汽车动力装置参数
13I曲线
二、 写出表达式、画图说明、计算,并简单说明(选择其中4道题,计20分)
1写岀汽车燃料消耗方稈式(要求有结构、使用参数。注意符号说明)。
画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系。
3逐顼列出图解计算等速燃料消耗量的步骤。
4用隔离方法分析全轮驱动汽车加速行驶时整车受力分析图,并列岀平衡方稈。
5汽车质量(空载和满载)对其固有振动频率和振幅的影响,并写出表达式。
6画图并说明最小传动比的选取原则。
7写岀各种可以缭制I曲线方稈及方稈组(注意符号意义)。
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輪,可以得岀哪些结论?
2侧偏时汽车具有几种转向特性?表征参数有哪些?
3影响滚动阳力系数的因素。
4试用驱动力一行驶阻力平衡图分析汽车的最大加速度。
5力□何根据发动机负荷特性计算汽车等速行驶燃料经济性?
6汽车制动寸稈大致可以分为几个时间阶段,从中可可得岀哪些结论?
7影响汽车制动器热衰垠性的主要因素杲什么?
8解释汽车加速阳力,并写出它的表达式。
9试用汽车的牵引平衡或者动力特性分析汽车的动力性。
10述「汽车制动力与车轮印迹的关系。
四、 分析题(选择其中5道题,计20分)
分析等速百公里油耗曲线的变化韧律,如何利用它来分析比较汽车的燃料经济性?
已知某汽车(,并假设逐渐踩下制动踏板,请利用I、#、f、v线,分析(p=:(p=(p=0/74时的汽车制动过程。
叙述人体对振动反应与暴露时间、振动强度、振动作用方向的关系。
假设汽车左、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,分析汽车实施紧急制动时,左、右轮胎的印迹长度的差异或印迹的存在与否。
请分析制动力系数、峰值附着系数、滑动附着系数与滑动率的关系。
请分析汽车加速时,整个车身前部抬升而后部下沉的原因(提示:考虑轮胎等弹性元件,并采用受力分析方法)。
某汽车在干燥的柏油路面上实施紧急制动时,左右车轮均未留下制动拖痕,而在压实的冰雪路面上实施紧急制动时,左、右车轮均留下明显的制动
拖痕,请分析产生上述现象原因或该车的制动性能。
汽车在等速左转弯行驶时,右侧车轮常留下较黑痕迹(高速时类似制动拖痕),请从车轮受力的角度分析该现象。
五、计算题(选择其中4道题,计20分)
1某汽车的总质量m=4600kg-CD===,52=,f===27000N-m,汽
车传动系总速比1=,车轮半径二=,道路附着系数9=-求汽车全速从20km/h加速至40km/h所用的时间。
已知某车总质量m=8025kg:L=4m(轴距):质心离前轴的距离为a==:质心高度hg=:在纵坡度为i=%时:在良好路面上
g
(注:再分配系数m^F/F^m^F/Fy。
已知汽车的B==°.R=
g
车速。
某汽车的总质量重量m=20100N:L=%,后轴荷占45%,求若k]=47820N/rad:k2=38300N/。
某发动机前置轿车轴距L=:质心高度h_=:汽车的总质量m=1200kg:静止不动时前轴负荷为汽车总重的65%,后轴负荷为汽车总重的35%,
g
如果汽车以d;u/dt=.
e
6•请详细地推导出公式(注意单位和常数)
e9549
=
rn
ii
0g
写出由
u
L(1+Ku2)导出
的详细过稈。
8CA1150PK2L3T1型双后桥解放载货汽车设计核定装载质量为9000kg,装备质量为6000kg,在水平良好路面(〜°85),实施紧急制动时恰
好前后轮同时抱死,若该车装载20000k***泥在水平良好路面(~)实施紧急制动时,试近似计算此时汽车的制动力和减速度
、概念解释(选其中8题,计20分)
1旋转质量换算系数[返冋一]
F
汽车加速行驶时,需要克服本身质量加速运动的惯性力,该力称为加速阻力j。加速时平移质量产生平移惯性力,旋转质量产生旋转惯性力偶矩
为了能用一个公式计算,一般把旋转质量惯性力偶矩在数值上等效转换为平移质量惯性力。对于固定档位,常用系数5作为考虑旋转质量力偶矩后的
du du
FF.=5m
汽车旋转质量换算系数。这时,汽车的加速阻力j为jdt。式中,5为汽车旋转质量换算系数,5>1;dt为汽车加速度。
2汽车动力性及评价指标[返回一]
汽车动力性,是指在良好、平直的路面上行驶时,汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车动力性的好坏通常以汽车加
速能力、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。
3滑动率[返回一]
仔细观察汽车的制动过程,就会发现轮胎胎面在地面上的印迹从滚动到抱死是一个逐渐变化的过程。轮胎印迹的变化基本上可分为三个阶段:第
u ① uur①
一阶段,轮胎的印迹与轮胎的花纹基本一致,车轮近似为单纯滚动状态,车轮中心速度w与车轮角速度w存在关系式w w;在第二阶段内,
花纹逐渐模糊,但是花纹仍可辨别。此时,轮胎除了滚动之外,胎面和地面之间的滑动成份逐渐增加,车轮处于边滚边滑的状态。这时,车轮中心速
u ① u>r① u>>rw ..
度w与车轮角速度w的关系为w w,且随着制动强度的增加滑移成份越来越大,即w w;在第三阶段,车轮被完全抱死而拖滑,轮胎
W=0 G
在地面上形成粗黑的拖痕,此时w 。随着制动强度的增加,车轮的滚动成份逐渐减少,滑动成份越来越多。一般用滑动率'描述制动过程中轮胎
s=—w wX100%
滑移成份的多少,即 uw 滑动率s的数值代表了车轮运动成份所占的比例,滑动率越大,滑动成份越多。一般将地面制动力与地面
F Q
法向反作用力z(平直道路为垂直载荷)之比成为制动力系数b。
4附着圆[返回一]
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。
5汽车动力因数[返回一]
由汽车行驶方程式可导出
F-F F+F 8mdu /$ ., 8du 8du
D=—t w=—i f+ =(f+i)+ =屮
G G Gdt gdt gdt
u D-u
D被定义为汽车动力因数。以D为纵坐标,汽车车速a为横坐标绘制不同档位的 a的关系曲线图,即汽车动力特性图。
6等速行驶燃料经济特性[扳回一]
等速行驶燃料经济特性是汽车燃料经济性的一种常见评价指标。它是指汽车在额定载荷条件下,以最高档或次高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。通常测出或计算出10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量,然后在图上绘制曲线,称为等速百公里燃油消耗量曲线,也称为等速行驶燃料经济特性。
7汽车通过性几何参数[返回一]
汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。它们主要包括最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。另外,汽车的最小转弯直径和内轮差、转弯通道圆及车轮半径也是汽车通过性的重要轮廓参数。
8特征车速[返回一]
u
对于具有不足转向特征的汽车,当车速为ch时,汽车稳态横摆角速度增益达到最大值,而且其横摆角速度增益为与轴距L相等的中性转向汽车
W) 1W、
横摆角速度增益的50%,艮卩8丿K>0 丿K=0。uch称作特征车速,是表征不足转向量的一个参数。当不足转向量增加时,K增大,特征车速uch降
低。
9汽车(转向特性)的瞬态响应[返回一]
在汽车等速直线行驶时,若急速转动转向盘至某一转角并维持此转角不变时,即给汽车转向盘一个角阶跃输入。一般汽车经短暂时间后便进入等
速圆周行驶,这也是一种稳态,称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。
在等速直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡过程是一种瞬态,相应的瞬态运动响应称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。
10制动力系数[返回一]
一般将地面制动力与地面法向反作用力Fz(平直道路为垂直载荷)之比称为制动力系数b。它是滑动率s的函数。当s较小时,9b近似为s的线性函数,随着s的增加屮b急剧增加。当屮b趋近于wp时,随着s的增加,屮b增加缓慢,直到达到最大值屮p。通常屮p被称为峰值附着系数。很多
9=15%〜25% s 9 s—inn%
试验表明,p 。然后,随着s继续增加,屮b开始下降,直至s一100%。
11侧偏现象[返回一]
F
汽车行驶过程中,因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用,车轮中心沿Y轴方向将作用有侧向力y,在地面上产生相应的地面
FF 一 F
侧向反作用力Y,Y也称为侧偏力。轮胎的侧偏现象,是指当车轮有侧向弹性时,即使Y没有达到附着极限,车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。不同载荷和不同道路上轮胎的侧偏力-侧偏角关系曲线一般称为弹性轮胎的侧偏特性。侧偏特性曲线表明,侧偏角a不超过5°时,Fy与a成线性关系。
12汽车动力装置参数[返回一]
汽车动力传动系统参数主要包括发动机功率、变速器档位数与速比、主减速器的型式与速比。
13I曲线[返回一]
FF
在设计汽车制动系时,如果在不同道路附着条件下制动均能保证前、后制动器同时抱死,则此时的前、后制动器制动力山和卩2的关系曲线,
被称为前、后制动器制动力的理想分配曲线,通常简称为I曲线。在任何附着条件路面上前、后轮制动器同时抱死,则前、后制动器制动力必定等于各自的附着力,且前、后制动器制动力(或地面制动力)之和等于附着力。
二、写出表达式、画图说明、计算,并简单说明(选择其中4道题,计20分)
1写出汽车燃料消耗方程式(要求有结构、使用参数。注意符号说明)。[返回二]
Q-
1zGfu CAu3 5mudu、
其中P— ( L+DL+ a )
en3600 76140 3600dt
T
式中:"t—传动系机械效率;m—汽车总质量;g—重力加速度;'一滚动阻力系数;a—坡度角;"d—空气阻力系数;A—汽车迎风面积;a
du
—汽车车速;5—旋转质量换算系数;dt—加速度;Pe—发动机功率;b—发动机燃料消耗率(比油耗);7-燃油重度。
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]
F—0
当踏板力较小时,制动器间隙尚未消除,所以制动器制动力卩 ,若忽略其它阻力,地面制
F=0 F<FF F—F
动力xb,当xb9(9为地面附着力),xb 卩;
F—FF—F F F F—F
②当xbmax9时xb 卩,且地面制动力xb达到最大值xbmax,艮卩xbmax9;
③当IF9时,Fb—F9,Fxb随着F的增加不再增加。
逐项列出图解计算等速燃料消耗量的步骤。[返回二]
n g n
已知(ei,i/ei),1—1,2,……,以及汽车的有关结构参数和道路条件(fr和1),求作出QS—f(Ua)等速油耗曲线。根据给定的各个转速e和不同
功率下的比油耗^值,采用拟合的方法求得拟合公式ge—f(P2,ne)。
1)由公式
nr
u=
a ii
k0
2)
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Pr和P
w。
2,
计算找出Ua和ne对应的点("1,Uai),("2,"a2),..….,("m,"am)。
P=FUa=CDAu3
Pr=盎=鬆GfrC0S
3)
求出发动机为克服此阻力消耗功率Pe。
4)
由代和对应的Pe,从ge=f(P2,ne)计算g
e。
5)
计算出对应的百公里油耗Qs为
6)
nnnn
选取一系列转速ni, '2, 3,"4,••••••,
a2, a3, a4,
,找出对应车速ua1,"cu"u
,Uam。据此计算出QS1,QS2,QS3,QS4,KK,QSm
把这些QS—ua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
4用隔离方法分析全轮驱动汽车加速行驶时整车(车身)受力分析图,并列出平衡方程。[返回二]
图中和式中:
dt
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
ig、W、F;、r
du
m、一、Fc、、T
3dtP2 pi wttq
阻力、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汽车质量(空载和满载)对其固有振动频率和振幅的影响,并写出表达式。[返回二]
减小非悬挂质量可降低车身的振动频率,增高车轮的振动频率。这样就使低频共振与高频共振区域的振动减小,而将高频共振移向更高的行驶速度,对行驶平顺性有利。
□I
时
时
p3
书-
u
其中p3不可能达到!但后备功率小,动力性变差,燃油经济性变好。
6画图并说明最小传动比的选取原则。[返回二]
amax・
io<5
假设'o5
u—u—u—uamax2 p2 a
u<u,u<u
amax3
amax3
amax2
io>5时,
u>u,u<u 、 、
amax1 p1 amax1amax2・后备功率大,动力性变好,燃油经济性变差。
7写出各种可以绘制I曲线方程及方程组(注意符号意义)。[返回二]
hL
如已知汽车轴距L、质心高度g、总质量m、质心的位置2(质心至后轴的距离)就可用前、后制动器制动力的理想分配关系式
2ms,L
4hL
)+ —F
2mgM
止+2F'Ihg“1丿
绘制i曲线。
F+F—9mg
L11 LI2
<F F L+9h
—L1——— g
F F L—9h
②根据方程组IL2z2 1 g也可直接绘制I曲线。
假设一组9值(9=,,……,),每个9值代入方程组
(4-30),就具有一个交点的两条直线,变化9值,取得一组交点,连接这些交点
9h 9mgL
gF+ 1-
L+9h无时L+9h 9f F—9F
g g对于同一屮值,J线和r线的交点既符合xb1屮Z1,
就制成I曲线。
—L—9hg —mgL—
F— gF— 2 F—
f xb2 9h xb1 h xb2
③利用f线组 g g和r线组
F—9F 9 fr
也符合xb2 Z2。取不同的9值,就可得到一组/线和线的交点,这些交点的连线就形成了I曲线。
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]
u
在前轮无制动力、后轮有足够的制动力的条件下,随a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侧偏时汽车具有几种转向特性?表征参数有哪些?[返回三]