汽車?yán)碚摿?xí)題集必考試題

汽車?yán)碚摿?xí)題集第、縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量2、發(fā)動(dòng)機(jī)3、傳動(dòng)系4、汽車的外形與輪胎12、如何從汽車的使用方面來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性?答：（1項(xiàng)得2分，2項(xiàng)得3分，3項(xiàng)得4分，4項(xiàng)得5分）1）選擇合理的行駛車速。汽車在接近低速的中等車速行駛時(shí)百公里燃油消耗量較低，高速行駛時(shí)百公里燃油消耗量增大。因?yàn)樵诟咚傩旭倳r(shí)，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率較高，但汽車的行駛阻力增加很多。2）正確選用擋位。在同一道路條件與車速下，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率相同，但擋位越低，后備功率越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量越大，而使用高擋時(shí)的情況則相反。3）應(yīng)用掛車。汽車帶掛車后省油，一個(gè)原因是拖帶掛車后阻力增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率增加，燃油消耗率下降；另一個(gè)原因是提高了汽車列車的質(zhì)量利用系數(shù)。4）正確地保養(yǎng)與調(diào)整。汽車的調(diào)整與保養(yǎng)會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能與汽車的行駛阻力，所以對(duì)百公里燃油消耗量有影響。13、傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比偏大和偏小對(duì)汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性有什么影響？通?？稍鯓舆x擇傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比？14、如何從改進(jìn)汽車底盤設(shè)計(jì)方面來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性?答：①縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量。大型轎車費(fèi)油的原因是大幅度地增加了滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力。為了保證高動(dòng)力性而裝用的大排量發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛中負(fù)荷率低也是原因之一。②汽車外形與輪胎。降低值和采用子午線輪胎，可顯著提高燃油經(jīng)濟(jì)性。15、用結(jié)構(gòu)參數(shù)寫出汽車行駛方程式，并說(shuō)明各符號(hào)的意義。16、寫出汽車的后備功率表達(dá)式，分析后備功率對(duì)汽車動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性的影響。17、列出可用于確定汽車最高車速的方法，并加以說(shuō)明。答：1）驅(qū)動(dòng)力－行駛阻力平衡圖法時(shí)的車速，即使驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡時(shí)的車速。（2分）2）功率平衡圖法時(shí)的車速，即使發(fā)動(dòng)機(jī)功率與行駛阻力功率平衡時(shí)的車速。（2分）3）動(dòng)力特性圖法時(shí)的車速，即動(dòng)力因數(shù)與滾動(dòng)阻力系數(shù)平衡的車速。（1分）18、寫出制作汽車的驅(qū)動(dòng)力－行駛阻力平衡圖的步驟及公式。19、一個(gè)6擋變速器，一擋傳動(dòng)比為、六擋傳動(dòng)比為，已知各擋傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)分配，請(qǐng)20、列出其余各擋傳動(dòng)比的計(jì)算表達(dá)式。21、汽車制動(dòng)跑偏是由哪些原因造成的？答：（1）、汽車左、右車輪，特別是前軸左、右車輪（轉(zhuǎn)向輪）制動(dòng)器的制動(dòng)力不相等。(2)、制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互不干涉）。24、設(shè)某汽車的同步附著系數(shù)為0.5，試分析該車在附著系數(shù)為0.3的路面上制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)過(guò)程。（作圖分析）線線線曲線線FXb1／kN，F(xiàn)u1／kN（圖1分）開始制動(dòng)時(shí)，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力Fu1、Fu2按線上升，因前、后車輪均未抱死，故前、后輪地面制動(dòng)力FXb1=Fu1、FXb2=Fu2也按線上升。（1分）到點(diǎn)時(shí)，線與的r線相交，地面制動(dòng)力FXb1、FXb2符合后輪先抱死的狀況，后輪開始抱死。（1分）從點(diǎn)以后，再增加制動(dòng)踏板力，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力Fu1、Fu2繼續(xù)按線上升，因前輪未抱死，故前輪地面制動(dòng)力FXb1=Fu1仍按線上升，但因后輪已抱死，故其地面制動(dòng)力FXb2不再按線上升，而是隨著FXb1的增加而沿的r線變化而有所減小。（1分）當(dāng)Fu1、Fu2按線上升到點(diǎn)時(shí)，r線與I曲線相交，達(dá)到前輪抱死的地面制動(dòng)力FXb1，前、后車輪均抱死，汽車獲得的減速度為0.6g。在整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，由于是后輪先抱死，因而容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。（1分）25、設(shè)某汽車的同步附著系數(shù)為0.5，試分析該車在附著系數(shù)為0.7的路面上制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)過(guò)程。（作圖分析）（圖1分）線線線曲線線FXb1／kN，F(xiàn)u1／kN開始制動(dòng)時(shí)，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力Fu1、Fu2按線上升，因前、后車輪均未抱死，故前、后輪地面制動(dòng)力FXb1=Fu1、FXb2=Fu2也按線上升。（1分）到點(diǎn)時(shí)，線與的r線相交，地面制動(dòng)力FXb1、FXb2符合后輪先抱死的狀況，后輪開始抱死。（1分）從點(diǎn)以后，再增加制動(dòng)踏板力，前、后制動(dòng)器制動(dòng)力Fu1、Fu2繼續(xù)按線上升，因前輪未抱死，故前輪地面制動(dòng)力FXb1=Fu1仍按線上升，但因后輪已抱死，故其地面制動(dòng)力FXb2不再按線上升，而是隨著FXb1的增加而沿的r線變化而有所減小。（1分）當(dāng)Fu1、Fu2按線上升到點(diǎn)時(shí)，r線與I曲線相交，達(dá)到前輪抱死的地面制動(dòng)力FXb1，前、后車輪均抱死，汽車獲得的減速度為0.6g。在整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，由于是后輪先抱死，因而容易發(fā)生后軸側(cè)滑使汽車失去方向穩(wěn)定性。（1分）9、某轎車滿載質(zhì)量為3780kg，軸距m，滿載時(shí)質(zhì)心至前軸距離m，質(zhì)心高度mm，當(dāng)該車在附著系數(shù)的水平路面上緊急制動(dòng)時(shí)，前、后車輪的地面制動(dòng)力均達(dá)到附著力，求此時(shí)作用于前輪的地面法向反作用力。解：（思路正確得5分，公式和過(guò)程正確得8分，全部正確得10分）忽略汽車的滾動(dòng)阻力偶矩、空氣阻力以及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量減速時(shí)產(chǎn)生的慣性力偶矩，根據(jù)汽車在水平路面上制動(dòng)時(shí)的受力分析可得以及因此即20962.9N故此時(shí)作用于前輪的地面法向反作用力為20962.9N。課后習(xí)題答案1.1、試說(shuō)明輪胎滾動(dòng)阻力的定義、產(chǎn)生機(jī)理和作用形式?答：1）定義：汽車在水平道路上等速行駛時(shí)受到的道路在行駛方向上的分力稱為滾動(dòng)阻力。2）產(chǎn)生機(jī)理：由于輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性輪胎在硬支撐路面上行駛時(shí)加載變形曲線和卸載變形曲線不重合會(huì)有能量損失，即彈性物質(zhì)的遲滯損失。這種遲滯損失表現(xiàn)為一種阻力偶。當(dāng)車輪不滾動(dòng)時(shí)，地面對(duì)車輪的法向反作用力的分布是前后對(duì)稱的；當(dāng)車輪滾動(dòng)時(shí)，由于彈性遲滯現(xiàn)象，處于壓縮過(guò)程的前部點(diǎn)的地面法向反作用力就會(huì)大于處于壓縮過(guò)程的后部點(diǎn)的地面法向反作用力，這樣，地面法向反作用力的分布前后不對(duì)稱，而使他們的合力Fa相對(duì)于法線前移一個(gè)距離a,它隨彈性遲滯損失的增大而變大。即滾動(dòng)時(shí)有滾動(dòng)阻力偶矩阻礙車輪滾動(dòng)。3）作用形式：滾動(dòng)阻力（f為滾動(dòng)阻力系數(shù)）1.31）繪制汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖汽車驅(qū)動(dòng)力Ft=行駛阻力Ff+Fw＋Fi+Fj＝G?f++G?i+發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為：行駛阻力為：本題也可采用描點(diǎn)法做圖：由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在，，取六個(gè)點(diǎn)分別代入2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率=1\*GB3①由1）得驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖，汽車的最高車速出現(xiàn)在5檔時(shí)汽車的驅(qū)動(dòng)力曲線與行駛阻力曲線的交點(diǎn)處，Uamax＝99.08m/s2。有分別代入和公式：把的擬和公式也代入可得：n>4000而r/min∴Km/h=2\*GB3②汽車的爬坡能力，指汽車在良好路面上克服后的余力全部用來(lái)（等速）克服坡度阻力時(shí)能爬上的坡度，此時(shí)，因此有，可得到汽車爬坡度與車速的關(guān)系式：；而汽車最大爬坡度為Ⅰ檔時(shí)的最大爬坡度。利用MATLAB計(jì)算可得，。掛Ⅰ檔時(shí)速度慢，可忽略：=0.366=3\*GB3③如是前輪驅(qū)動(dòng)，＝；相應(yīng)的附著率為1.20，不合理，舍去。如是后輪驅(qū)動(dòng)，＝；相應(yīng)的附著率為0.50。克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率忽略空氣阻力和滾動(dòng)阻力得：3）繪制汽車行駛加速度倒數(shù)曲線，求加速時(shí)間求得各檔的汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如下表所示：汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)Ⅰ檔Ⅱ檔Ⅲ檔Ⅳ檔Ⅴ檔1.38291.10271.04291.02241.0179汽車的行駛加速度圖和汽車的加速度倒數(shù)曲線圖忽略原地起步時(shí)的離合器打滑過(guò)程，假設(shè)在初時(shí)刻時(shí)，汽車已具有Ⅱ檔的最低車速。由于各檔加速度曲線不相交（如圖三所示），即各低檔位加速行駛至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最到轉(zhuǎn)速時(shí)換入高檔位；并且忽略換檔過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。結(jié)果用MATLAB畫出汽車加速時(shí)間曲線如圖五所示。如圖所示，汽車用Ⅱ檔起步加速行駛至70km/h的加速時(shí)間約為26.0s。①繪制汽車行駛加速倒數(shù)曲線（已裝貨）：40.0626（為動(dòng)力因素）Ⅱ時(shí)，1.128②用計(jì)算機(jī)求汽車用Ⅳ檔起步加速至70km/h的加速時(shí)間。由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知即加速時(shí)間可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分計(jì)算求出，且曲線下兩速度間的面積就是通過(guò)此速度去件的加速時(shí)間。經(jīng)計(jì)算的時(shí)間為：146.0535s1.4空車、滿載時(shí)汽車動(dòng)力性有無(wú)變化？為什么？答：動(dòng)力性會(huì)發(fā)生變化。因?yàn)闈M載時(shí)汽車的質(zhì)量會(huì)增大，重心的位置也會(huì)發(fā)生改變。質(zhì)量增大，滾動(dòng)阻力、坡度阻力和加速阻力都會(huì)增大，加速時(shí)間會(huì)增加，最高車速降低。重心位置的改變會(huì)影響車輪附著率，從而影響最大爬坡度。1.5如何選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率？答：發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇常先從保證汽車預(yù)期的最高車速來(lái)初步確定。若給出了期望的最高車速，選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大體等于，但不小于以最高車速行駛時(shí)的行駛阻力功率之和。但也不宜過(guò)大，否則會(huì)因發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率偏低影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。2.1、“車開得慢，油門踩得小，就—定省油”，或者“只要發(fā)動(dòng)機(jī)省油，汽車就一定省油”，這兩種說(shuō)法對(duì)不對(duì)？答：均不正確。①由燃油消耗率曲線知：汽車在中等轉(zhuǎn)速、較大檔位上才是最省油的。此時(shí)，后備功率較小，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率較高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量較小。②發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率高只是汽車省油的一個(gè)方面，另一方面汽車列車的質(zhì)量利用系數(shù)（即裝載質(zhì)量與整備質(zhì)量之比）大小也關(guān)系汽車是否省油。，2.6試分析超速檔對(duì)汽車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。答：汽車在超速檔行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率高，燃油經(jīng)濟(jì)性好。但此時(shí)，汽車后備功率小，所以需要設(shè)計(jì)合適的次一擋傳動(dòng)比保證汽車的動(dòng)力性需要。2.8輪胎對(duì)汽車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有些什么影響？答：1）輪胎對(duì)汽車動(dòng)力性的影響主要有三個(gè)方面：=1\*GB3①輪胎的結(jié)構(gòu)、簾線和橡膠的品種，對(duì)滾動(dòng)阻力都有影響，輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)還會(huì)隨車速與充氣壓力變化。滾動(dòng)阻力系數(shù)的大小直接影響汽車的最高車速、極限最大加速度和爬坡度。=2\*GB3②汽車車速達(dá)到某一臨界值時(shí)，滾動(dòng)阻力迅速增長(zhǎng)，輪胎會(huì)發(fā)生很危險(xiǎn)的駐波現(xiàn)象，所以汽車的最高車速應(yīng)該低于該臨界車速。=3\*GB3③輪胎與地面之間的附著系數(shù)直接影響汽車的極限最大加速度和爬坡度。2）輪胎對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)直接影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。滾動(dòng)阻力大燃油消耗量明顯升高。5.1一轎車（每個(gè)）前輪的側(cè)偏剛度為-50176N/rad、外傾剛度為-7665N/rad。若轎車向左轉(zhuǎn)彎，將使前輪均產(chǎn)生正的外傾角，其大小為4度。設(shè)側(cè)偏剛度與外傾剛度均不受左、右輪負(fù)載轉(zhuǎn)移的影響，試求由外傾角引起的前輪側(cè)偏角。解：有外傾角時(shí)候的地面?zhèn)认蚍醋饔昧椋ㄆ渲衚為側(cè)偏剛度，kr為外傾剛度，γ為外傾角） 于是，有外傾角引起的前輪側(cè)偏角的大小為： 代入數(shù)據(jù)，解得＝0.611rad，另外由分析知正的外傾角應(yīng)該產(chǎn)生負(fù)的側(cè)偏角，所以由外傾角引起的前輪側(cè)偏角為-0.611rad。5.4舉出三種表示汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的方法，并說(shuō)明汽車重心前后位置和內(nèi)、外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移如何影響穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性？答：表示汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的參數(shù)有穩(wěn)定性因數(shù)，前、后輪的側(cè)偏角絕對(duì)值之差，轉(zhuǎn)向半徑的比R/R0，靜態(tài)儲(chǔ)備系數(shù)S.M.等。=1\*GB3①討論汽車重心位置對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的影響，由式（5-17）（為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)至前軸的距離）當(dāng)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)與質(zhì)心位置重合時(shí)，S.M.＝0，汽車為中性轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前時(shí)，，S.M.為正值，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)質(zhì)心在中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之后時(shí)，，S.M.為負(fù)值，汽車具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性。=2\*GB3②汽車內(nèi)、外輪負(fù)荷轉(zhuǎn)移對(duì)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的影響在側(cè)向力作用下，若汽車前軸左、右車輪垂直載荷變動(dòng)量較大，汽車趨于增加不足轉(zhuǎn)向量；若后軸左、右車輪垂直載荷變動(dòng)量較大，汽車趨于減小不足轉(zhuǎn)向量。5.6主銷內(nèi)傾角和后傾角功能有何不同？答：主銷內(nèi)傾角的作用，是使車輪在方向盤收到微小干擾時(shí)，前輪會(huì)在回正力矩作用下自動(dòng)回正。另外，主銷內(nèi)傾還可減少前輪傳至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的沖擊，并使轉(zhuǎn)向輕便。主銷后傾的作用是當(dāng)汽車直線行駛偶然受外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)時(shí)，主銷后傾將產(chǎn)生車輪轉(zhuǎn)向反方向的力矩使車輪自動(dòng)回正，可保證汽車支線行駛的穩(wěn)定性。汽車轉(zhuǎn)向輪的回正力矩來(lái)源于兩個(gè)方面，一個(gè)是主銷內(nèi)傾角，依靠前軸軸荷，和車速無(wú)關(guān)；一個(gè)是主銷后傾角，依靠側(cè)傾力，和車速有關(guān)；速度越高，回正力矩就越大。主銷外傾角可以產(chǎn)生回正力矩，保證汽車直線行駛；主銷內(nèi)傾角除產(chǎn)生回正力矩外，還有使得轉(zhuǎn)向輕便的功能。5.8某種汽車的質(zhì)心位置、軸距和前后輪胎的型號(hào)已定。按照二自由度操縱穩(wěn)定性模型，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性為過(guò)多轉(zhuǎn)向，試找出五種改善其特性的方法。答：=1\*GB3①增加主銷內(nèi)傾角；=2\*GB3②增大主銷后傾角；=3\*GB3③在汽車前懸架加裝橫向穩(wěn)定桿；=4\*GB3④使汽車前束具有在壓縮行程減小，復(fù)原行程增大的特性；=5\*GB3⑤使后懸架的側(cè)傾轉(zhuǎn)向具有趨于不足轉(zhuǎn)向的特性。即要K變大，可在前懸架上裝橫向穩(wěn)定桿，后懸架不變；前懸架不變，減小后懸架側(cè)傾角剛度；同時(shí)在前后懸架裝橫向穩(wěn)定桿，但保證a/k2-b/k1變大；同時(shí)減小前后懸架側(cè)傾角剛度，但保證a/k2-b/k1變大；增大汽車質(zhì)量。5.10試用有關(guān)公式說(shuō)明汽車質(zhì)心位置對(duì)