汽车理论第一章课后答案(结)
12页1、第一章(第一章(课后习题答案)课后习题答案) 1.11.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式? ? 答答:(1)定义定义: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)产生机理产生机理:由于轮胎内部摩擦,产生弹性迟滞损失,即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。 这种迟滞损失表现为阻碍车轮滚动 的一种阻力偶(图 1.1 a)。 a 轮胎的径向变形曲线 b 弹性车轮在硬路面上的滚动 图 1.1 轮胎滚动阻力说明附图 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。 滚动时有滚动阻力偶矩: fz T =Fa ,阻碍车轮滚动(图 1.1 b-2)。 (3)作用形式:作用形式:滚动阻力 f F =fw f f T F
2、= r (f 为滚动阻力系数) 1.21.2、滚、滚动阻力系数与哪些因素有关?动阻力系数与哪些因素有关? 提示:提示:滚动阻力系数与路面种类、行驶车速(驻波现象的形成)以及轮胎的构造(子午 线较好)、材料、气压(气压越高系数越小)等有关。 1.31.3、确定、确定轻型轻型货车货车的动力性能的动力性能: (1)绘制汽车驱动力及行驶阻力平衡图 (取 5 档为例) 由: uF nu nTq TqF t t q g oT t T i i h F = r 即: 432 ) 1000 (8445. 3) 1000 (874.40) 1000 (44.165) 1000 (27.25913.19 nnnn Tq ogi i rn u 377.0 行驶阻力: wf FF = 2 21.15 D fwa C A FFGfU 2 131. 0312.494 a U (计算行驶阻力时:忽略坡道阻力与加速阻力) 计算机作图: (2)求最高车速、最大爬坡度以及克服该坡度时相应的附着率 (a) 最高车速(5 档时车速最大) 有 wft FFF 2 131. 0312.494 at UF (驱动力与行驶速度之间的关
3、系) 分别代入 a U和 t F公式: 2 ) 793.0*83.5 3697.0*377.0 (131.0312.494 367.0 85.0*83.5*793.0*nTq 可以通过 Matlab 求解上式。 也可以由得驱动力与行驶阻力平衡图, 汽车的最高车速出现在 5 档时汽车的驱动力曲 线与行驶阻力曲线的交点处,Uamax99 m/s 2 (b) 最大爬坡度(1 档时爬坡度最大) 挂档时速度慢,Fw可忽略 (这里计算忽略掉空气阻力): )( maxwfti FFFF GfFaG t sin G FF a ft arcsin =21.47(忽略了空气阻力) 0.39 a tan =i (c)克服该坡度时相应的附着率 爬坡时(忽略空气阻力和滚动阻力) 54. 0 39. 0* 2 . 3 9 . 0 2 . 3 947. 1 39. 0 q L h L a q C g 2 (后轮附着率) (如果不忽略空气阻力 i=0.3522 , C= 0.498) (3)绘制汽车行驶加速度曲线,并计算汽车用二档起步加速行驶至70km/h )( 1 fDgdu dt a ( G FwFt D 为动力
4、因素) 汽车旋转质量换算系数 2 2 0 2 2 11 1 r iiI mr I m Tgfw r iiT F Togq t 2 15.21 a D w U AC F 由以上关系利用 MATLAB 做出加速度倒数曲线以及加速度曲线 图 汽车行驶加速度倒数与加速度曲线 求汽车用 2 档起步加速至 70km/h 的加速时间 由运动学可知: du a 1 dt Adu 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 hh 是所需的加速时间。 经计算的时间为: 26.5867 1.1.4 4、 空车、满载时汽车动力性有无变化?为什么?空车、满载时汽车动力性有无变化?为什么? 答:汽车的动力性指汽车在良好路面上直线行驶时,由纵向外力决定的所能达到的平均行驶速 度。 汽车的动力性有三个指标:1)最高车速 2)加速时间 3)最大爬坡度 根据驱动力-行驶阻力方程式,动力性会发生变化。因为满载汽车的质量会大增,重心的位 置会发也改变。质量大增,滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大,加速时间增加, 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
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