(完整版)汽车理论课后习题答案

第一章 汽车的动力性与绪论

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

n min =600r/min ，最高转速n max =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 C D A ＝2.772

m 主减速器传动比 i

0＝5.83

飞轮转功惯量 I f ＝0.218kg ·2m 二前轮转动惯量 I w1＝1.798kg ·2m

四后轮转功惯量 I w2＝3.598kg ·2m 变速器传动比

i g (数据如下表)

轴距 L ＝3.2m

质心至前铀距离(满载) α＝1.947m

质心高(满载) h g ＝0.9m

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

※本题也可采用描点法做图：

由发动机转速在m in /600n min r =，m in /4000n max r =，取六个点分别代入公式：

……………………………… 2）⑴最高车速：

有w f t

F F F +=

?2

131.0312.494a t U F += 分别代入a U 和t F 公式：

2

)09

.6*83.53697.0*377.0(

131.0312.494367

.085

.0*83.5*9.6*n T q +=

把q T 的拟和公式也代入可得： n>4000

而4000m ax =n r/min

∴93.9483

.5*0.14000

*367.0*377.0max ==U Km/h

⑵最大爬坡度：

挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略：

?)(max w f t i F F F F +-=

?

Gf

F Gi t -=max

?013.08

.9*388014400max max

-=-=f G F i t

=0.366

（3）克服该坡度时相应的附着率 z

x

F F =

?

忽略空气阻力和滚动阻力得：

6.0947

.12.3*366.0/=====

a il l a i F Fi z ? 3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626

)

(1f D g du dt a -==δ

（G

Fw

Ft D -=

为动力因素）

Ⅱ时，2

2

02

2

11

1r i i I m r I

m

T

g f w

ηδ++=∑

2

222

367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128

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 -+-+-=

2

15

.21a D w U A C F =

由以上关系可由计算机作出图为：

②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。 （注：载货时汽车用Ⅱ档起步加速不能至70km/h ）

由运动学可知：

du a

1

dt =

?

A du ==?t

0a

1

t

即加速时间可用计算机进行积分计算求出，且a u -a

1

曲线下两速度间的面积

就是通过此速度去件的加速时间。 经计算的时间为： 146.0535s

1.8、一轿车的有关参数如下：

总质量

1600kg ；质心位置：a=1450mm ，b ＝1250mm ，h g ＝630mm; 发动

机最大扭矩M emax ＝140N · m; I 挡传动比i I ＝0.385；主减速器传动比i o ＝

4．08;传动效率ηm ＝0.9；车轮半径r ＝300mm; 飞轮转动惯量I f ＝0.25kg · 2

m ；全部车轮的转动惯量∑I w ＝4.5kg ·2

m (其中，前轮的I w ＝2.25 kg ·2

m ，后轮的I w ＝2.25 kg ·2

m )。

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(即b 值)，才可以保证获得应有的最大加速度。若令L

b

×100％为前轴

负荷率，求原车的质心位置改变后，该车的前轴负荷率。 解题时，为计算方便，可忽略滚动阻力与空气阻力。 解：<1> 先求汽车质量换算系数 δ：

2

2

02

2

111r i i I m r I m T

g f w ηδ++=∑ 代入数据有：δ=1.4168

若地面不发生打滑，此时，地面最大驱动力

r

i i T F t

g tq t η0xb1max F =

=

?N 36.6597F xb1max =

由于不记滚动阻力与空气阻力，即f

F 、0=w

F

这时汽车行驶方程式变为

当

M N M T eMax Q ?==140 代入有：

91.2)dt

du

(max =?

再由

??

?

??++-

=w g

z F dt du m G L

h L b G F αsin 1

dt

du

m L h L b G g -=

将max )dt

du

(

代入上试有

N F z 27.6180min 1= 此时： 6

.01

1

>z xb F F

j

i t F F F +=dt

du

m

Gi r

i i T t

g tq δη+=0

将出现打滑现象，

所以：在加速过程中发动机扭矩不能否充分发挥。

<2> 调整：

要使发动机扭矩能否充分发挥，则：

应使：

6

.01

1

=z xb F F 其中：

N 36.6597F xb1= 不变，

则由公式：

dt

du

m

L h L b G F g z -=1

得出：b=1704.6mm

∴ 前轴负荷率为： %100*)14501250(6

.1704%100*+=L b

%1.63=

1.9、一辆后袖驱动汽车的总质量2152kg ，前轴负荷52％，后轴负荷48％，主传动比i o ＝4.55，变速器传动比：一挡：3.79，二挡：

2.17，三挡：1.41，四挡：1.00，五挡：0. 86。质心高度h g ＝0.57m ，C D A ＝1.52

m ，轴距L ＝2.300m ，飞轮转动惯量I f ＝kg ·m2，四个车轮总的转动惯量I w ＝3.6kg ·2

m ，车轮半径r ＝0.367m 。该车在附着系数Ψ＝0.6的路面上低速滑行曲线和直接挡加速曲线如习题图1所示。国上给出了滑行数据的拟合直线v ＝19.76－0.59T ，v 的单位为km/h ，T 的单位为s ，直接挡最大加速度αmax ＝0.75m/2

s (u s =50km/h)。设各挡传动效率均为0.90，求： 1)汽车在该路面上的波动阻力系数。

2)求直接挡的最大动力因素。 3)在此路面上该车的最大爬坡度。

答：1> 由汽车行驶方程式:

j i w f t F F F F F +++=

低速滑行时, , 此时：

由低速滑行曲线拟台直线公式可得:

060.0)

59.076.19(=-==gdt

T gdt dv f δδ 2> 直接档， 1i g

= <以四档为例>

先求汽车质量换算系数 δ：

2

2

02

2

111r i i I m r I m T g f w ηδ++=∑

0≈w F 0

≈j F f

t F F ≈

代入数据得：

0266.1=δ

再有动力因素公式：

gdt

dU

δφ+

=D

其中：060.00i f =+=+=f φ

所以：

max max )(D dt dU

g δφ+

=

而：2max /75.0)(

s m dt

dU

= ∴ 6.3*75.0*81.90266

.1060.0D max +=

34255.0=

3> 由

max max )(D dt

dU

g δφ+

=

可得，最大爬坡度为：

f

D -=max max i ?28255

.0max =i

?ο

41

.16max =α

第二章 汽车燃油经济性

2.7、习题图2是题1.3中货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。负荷特性曲线的拟合公式为

4

4332210B b e

e e e P B P B P B P B ++++=

式中，b 为燃油消耗率[g ／(kw. h)]; P e 为发动机净功率(kw)。

拟合式中的系数为

怠速油耗s mL /299.0Q id = (怠速转速400r/min)。 计算与绘制题1.3中货车的 1)汽车功率平衡图。

2)最高档与次高挡的等速百公里油耗曲线。

或利用计算机求货车按JB3352－83规定的六工况循环行驶的百公路油耗。计算中确定燃油消耗率值b 时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。 六工况循环的参数如下表

参看图2-2。（汽油的密度是0.7g/cm 3）

）

答：1) <考虑空车的情况>

发动机输出功率：

3600/a T o

g q e u r

i i T P ?=

η

432)

1000

(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-=

o g a i i rn u 377

.0=

由以上三条关系式，可以绘出各个档位下发动机的有效功率图。

再有阻力功率：

)761403600(1P 3

f a

D a T T

w

u A C u Gf P ?+?=+ηη

3

5310*638.310*647.7a

a u u --+=

由以上信息作出汽车功率平衡图如下：

2) <考虑满载时情况> 等速百公里油耗公式:

g

u b

P a e ρ02.1Q s =

(L/100Km)

o g a i i rn u 377.0=

由

?

??e p n b

?

① 最高档时: 1=g

i , 不妨取 18Kw

=e P

ⅰ:n=815r/min,即 h Km u a /34.19= 由负荷特性曲线的拟合公式: 4

43

32

210B b e

e e e P B P B P B P B ++++=

)/(2.1740h Kw g b ?=?

L

g

u b

P a e 2.23102.1Q s ==?ρ ⅱ:n=1207r/min,即 h Km u a /64.28=

由负荷特性曲线的拟合公式得:

)/(0.295h Kw g b ?=?

L 0.26Q s =?

ⅲ:n=1614r/min,即 h Km u a /30.38=

由负荷特性曲线的拟合公式得:

)/(2.305h Kw g b ?=?

L 5.20Q s =?

ⅳ:n=2603r/min,即 h Km u a /77.61=

由负荷特性曲线的拟合公式得:

)/(1.280h Kw g b ?=?

L 7.11Q s =?

ⅴ:n=3403r/min,即 h Km u a /75.80=

由负荷特性曲线的拟合公式得:

)/(3.431h Kw g b ?=?

L 6.13Q s =?

ⅵ:n=3884r/min,即 h Km u a /17.92=

由负荷特性曲线的拟合公式得:

)/(4.529h Kw g b ?=?

L 8.14Q s =?

故有以上各个点可以做出最高档的等速百公里油耗曲线:

②同样,可做出次高挡的等速百公里油耗曲线(省略) .

第三章 汽车动力装置参数选定

改变1．3题中轻型货车的主减速器传动比，作出i o 为5.17、5.43、5.83、6.17、6.33时的燃油经济性一加速时间曲线，讨论不同

i o 值对汽车性能的影响和采用不同变速器对汽车性能的影响。（汽油

的密度是0.7g/cm 3

）

）

答：①17.5i 0=时，※百公里消耗燃油：

（以最高档，较高转速（n 取3403r/min ），最经济负荷（即90%负荷大约18Kw ）行驶时油耗）：

此时：o

g a i i rn

u 377.01=

h Km /07.9117

.5*13403*367.0*377.0==

4

43322101

B b e

e e e P B P B P B P B ++++=

)/(3.4311h Kw g b ?=?

将1b ，1a u 代入下式得：

g

u b P a e ρ02.1Q s =

L Q s 17.12=?

※加速时间：

（这里以最高档〈四档〉、速度由0加速到96.6Km/h 的时间） 因与题1.3第三问求法相同，这里不在累述，可直接有计算机求得：

加速时间t=684.97s

②43.5i 0=时，※百公里消耗燃油： 同上可得：L Q s

78.12=

※ 加速时间t= 665.78s

③83.5i 0=时，※百公里消耗燃油： 同上可得：L Q s

72.13=

※加速时间t=643.91s

④17.6i 0=时，※百公里消耗燃油： 同上可得：L Q s

52.14=

※加速时间t=630.14s

⑤33.6i 0=时，※百公里消耗燃油： 同上可得：L Q s

90.14=

※加速时间t=624.77s

由以上数据可做出燃油经济性一加速时间曲线如下：

第四章 汽车的制动性

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''2'22

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；