第一章汽車(chē)的動(dòng)力性

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：車(chē)輪滾動(dòng)時(shí)，由于車(chē)輪的彈性變形、路面變形和車(chē)轍摩擦等原因所產(chǎn)生的阻礙汽車(chē)行駛的力

稱(chēng)為輪胎滾動(dòng)阻力。

產(chǎn)生機(jī)理和作用形式：

（1）彈性輪胎在硬路面上滾動(dòng)時(shí)，輪胎的變形是主要的，由于輪胎有內(nèi)部摩擦，產(chǎn)生彈性遲滯損

失，使輪胎變形時(shí)對(duì)它做的功不能全部回收。由于彈性遲滯，地面對(duì)車(chē)輪的法向作用力并不是前后對(duì)

稱(chēng)的，這樣形成的合力￡并不沿車(chē)輪中心〔向車(chē)輪前進(jìn)方向偏移。如果將法向反作用力平移至與

通過(guò)車(chē)輪中心的垂線重合，那么有一附加的滾動(dòng)阻力偶矩7；為克服該滾動(dòng)阻力偶矩，需要

在車(chē)輪中心加一推力F?與地面切向反作用力構(gòu)成一力偶矩。

〔2〕輪胎在松軟路面上滾動(dòng)時(shí)，由于車(chē)輪使地面變形下陷，在車(chē)輪前方實(shí)際形成了具有一定坡

度的斜面，對(duì)車(chē)輪前進(jìn)產(chǎn)生阻力。

[3）輪胎在松軟地面滾動(dòng)時(shí)，輪轍摩擦?xí)鸶郊幼枇Α?/p>

〔4〕車(chē)輪行駛在不平路面上時(shí)，引起車(chē)身振蕩、減振器壓縮和伸長(zhǎng)時(shí)做功，也是滾動(dòng)阻力的作

用形式。

1.2滾動(dòng)阻力系數(shù)與哪些囚素有關(guān)？

答：滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面的種類(lèi)、行駛車(chē)速以及輪胎的構(gòu)造、材料和氣壓有關(guān)。這些因素對(duì)滾動(dòng)

阻力系數(shù)的具體影響參考課本P9o

1.3確定一輕型貨車(chē)的動(dòng)力性能〔貨車(chē)可裝用4擋或5擋變速器,任選其中的一種進(jìn)行整車(chē)性能計(jì)算〕：

1〕繪制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖。

2〕求汽車(chē)最高車(chē)速，最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率。

3）繪制汽車(chē)行駛加速度倒數(shù)曲線，用圖解積分法求汽車(chē)月2檔起步加速行駛至70km/h的車(chē)速一

時(shí)間曲線，或者用計(jì)算機(jī)求汽車(chē)用2檔起步加速行駛至70km/h的加速時(shí)間。

輕型貨車(chē)的有關(guān)數(shù)據(jù)：

汽油發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性的Tq-n曲線的擬合公式為

式中，力為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩m〕；n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速〔r/min〕。

發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速nm,n=600r/min,最高轉(zhuǎn)速nna.=4000r/min0

裝載質(zhì)量2000kg

整車(chē)整備質(zhì)量1800kg

總質(zhì)量3880kg

車(chē)輪半徑0.367m

傳動(dòng)系機(jī)械效率77(=0.85

滾動(dòng)阻力系數(shù)六0.013

空氣阻力系數(shù)X迎風(fēng)面積6M=2.77m2

主減速器傳動(dòng)比/戶(hù)5.83

飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/F0.218kg*m2

二前輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/,F1.798kg*m2

四后輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/片3.598kg?m2

變速器傳動(dòng)比ig（數(shù)據(jù)如下表）

I檔II檔川檔IV檔V檔

四檔變速器6.093.091.711.00一

五檔變速器5.562.7691.6441.000.793

軸距L=3.2m

質(zhì)心至前軸距離〔滿(mǎn)載〕a=1974m

質(zhì)心高〔滿(mǎn)載〕hg=O.9m

分析：此題主要考察知識(shí)點(diǎn)為汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力一行使阻力平衡圖的應(yīng)用和附著率的計(jì)算,等效坡度的

概念。只要對(duì)汽車(chē)行使方程理解正確，此題的編程和求解都不會(huì)有太大困難。常見(jiàn)錯(cuò)誤是未將車(chē)速的

單位進(jìn)行換算。

2〕首先應(yīng)明確道路的坡度的定義'=1紂】二。求最大爬坡度時(shí)可以對(duì)行使方程進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，可

以簡(jiǎn)化的內(nèi)容包括兩項(xiàng)cosoal和sinaatana,簡(jiǎn)化的前提是道路坡度角不大，當(dāng)坡度角較大時(shí)簡(jiǎn)

化帶來(lái)的誤差會(huì)增大。計(jì)算時(shí)，要說(shuō)明做了怎樣的簡(jiǎn)化并對(duì)簡(jiǎn)化的合理性進(jìn)行評(píng)估。

3〕條件沒(méi)有說(shuō)明汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)情況，可以分開(kāi)討論然后判斷，也可以根據(jù)常識(shí)判斷輕型貨車(chē)的驅(qū)動(dòng)

情況。

解：1〕繪制汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖

汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力京二力3”

行駛阻力廠"G+~E=G?f+/v(5in—

21.12“dt

r?n

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車(chē)行駛速度之間的關(guān)系式為：ua=0.377—

1/。

由此題的條件,即可求得汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力與車(chē)速的關(guān)系,編程即可得到汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻

力平衡圖。

2)求汽車(chē)最高車(chē)速，最大爬坡度及克服該坡度時(shí)相應(yīng)的附著率

①由1〕得驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖，汽車(chē)的最高車(chē)速出現(xiàn)在5檔時(shí)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力曲線與行駛阻

力曲線的交點(diǎn)處，Ua^=99.08m/s2o

②汽車(chē)的爬坡能力，指汽車(chē)在良好路面上克服弓+，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)答=0,因此有耳=￡-(%+￡,.),可得到汽車(chē)爬坡度與車(chē)速的關(guān)系式：

(五一(F.+/7)、

Z=tanarcsin———二———；而汽車(chē)最大爬坡度為?檔時(shí)的最大爬坡度。利用MATLAB計(jì)算可

得，丸”=0.352。

③如是前輪驅(qū)動(dòng),q相應(yīng)的附著率。⑴為1.20,不合理，舍去。

如是后輪驅(qū)動(dòng)，。02=-T—；相應(yīng)的附著率為050。

0ahg年

LL

3〕繪制汽車(chē)行駛加速度倒數(shù)曲線，求加速時(shí)間

求得各檔的汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)J如下表所示：

汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)I檔II檔川檔IV檔V檔

6=1+女+1.38291.10271.04291.02241.0179

mr~mr~

利用MATLAB畫(huà)出汽車(chē)的行駛加速度圖和汽車(chē)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(chē)已具有II檔的最低車(chē)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)速到達(dá)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(huà)出汽車(chē)加速時(shí)間曲線如圖五所示。如下圖，汽車(chē)用II檔

起步加速行駛至70km/h的加速時(shí)間約為26.Oso

F120.7+邑土說(shuō)

附著力利用情況：為二--------產(chǎn)工——

%9643.2+g

ii＞對(duì)于前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)〔F.R.〕式轎車(chē)同理可得：

一般地，品與C“相差不大，且空氣升力的值遠(yuǎn)小于靜態(tài)軸荷的法向反作用力，以此可得為＜&,前置發(fā)動(dòng)

七%

機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)有著更多的儲(chǔ)藏驅(qū)動(dòng)力。

結(jié)論：本例中，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)〔F.F〕式的轎車(chē)附著力利用率高。

2.對(duì)F.F?式轎車(chē)進(jìn)行動(dòng)力性分析

D附著系數(shù)。=0.2時(shí)

i＞求極限最高車(chē)速：

忽略空氣升力對(duì)前輪法向反作用力的影響，F(xiàn)zi=9643.2No

最大附著力吃產(chǎn)。?巳=1928.6N。

令加速度和坡度均為零，那么由書(shū)中式〔1一15〕有：F^1=FX1=FW+FO,

那么1928.6-0.02X0.385X1600X9.8=1807.9N,

又F二GM“J

w21.15岫

由此可推出其極限最高車(chē)速：206.1km/ho

ii＞求極限最大爬坡度：

計(jì)算最大爬坡度時(shí)加速度為零，忽略空氣阻力。

前輪的地面反作用力儲(chǔ)=￡=G(^cosa-%sina)

LL

最大附著力％=0?0I

由書(shū)中式〔1-15〕,有1^,=1^1=F?4-F^=Gsina+G?cosa?f

L

以上三式聯(lián)立得：imax=tana=^^=0.095。

L+%(p

iii＞求極限最大加速度：

令坡度阻力和空氣阻力均為0,FZl=9643.2N

一二。,匕=1928.6N

由書(shū)中式(1-15]%=笈4〃4ax

解得“max=1J3。

2)當(dāng)附著系數(shù)①=0.7時(shí)，同理可得：

最高車(chē)速：(miax=394.7km/ho

最大爬坡度：*X=0347。

最大加速度：amdX=4.14

方法二：

忽略空氣阻力與滾動(dòng)阻力，有：

q=F：~~,最大爬坡度』二q，最大加速度〃max=q，g

\!（p+hjL

所以。=0.2時(shí)，/nux=0.118^nia,=1.16m」s?。

夕=0.7時(shí),zmax=0.373Mmax=3.66m/s?

1.8一轎車(chē)的有關(guān)參數(shù)如下：

總質(zhì)量1600kg；質(zhì)心位置：5=1450mm,Z?=1250mm,/7^=630mm；發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩MgFlMNm?,I檔傳動(dòng)比/斤3.85；

主減速器傳動(dòng)比08；傳動(dòng)效率〃聲0.9；車(chē)輪半徑r=300mm；飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/F0.25kg-m2；全部車(chē)輪慣量工

A=4.5kg-m"其中后輪/F2.25kg?m；前輪的AF2.25kg?m2）。假設(shè)該轎車(chē)為前輪驅(qū)動(dòng)，問(wèn)：當(dāng)?shù)孛娓街禂?shù)為0.6

時(shí)，在加速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩能否充分發(fā)揮而產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度？應(yīng)如何調(diào)整重心在前前方向的位置〔b位置〕，

才可以保證獲得應(yīng)有的最大加速度。假設(shè)令2為前軸負(fù)荷率，求原車(chē)得質(zhì)心位置改變后，該車(chē)的前軸負(fù)荷率。

L

分析：此題的解題思路為比擬由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩決定的最大加速度和附著系數(shù)決定的最大加速度的大小關(guān)系。如果前者

大于后者，那么發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩將不能充分發(fā)揮而產(chǎn)生應(yīng)有的加速度。

解：忽略滾動(dòng)阻力和空氣阻力，假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠充分發(fā)揮其扭矩那么。ma、=絲吧；

0m

兒「3辿遍=6597.4N；

r

5=1+2，+上占連二1.42；

“2尸.”2尸

解得々max=2.91，〃/『。

前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的附著率二Q

bhg

q

LL

等效坡度q=%"=0.297。

g

那么有，C01=O.754>O.6,所以該車(chē)在加速過(guò)程中不能產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度。

為在題給條件下產(chǎn)生應(yīng)有的最大加速度，令C?1=0.6,

代入q=0.297,hg=0.63m,L=2.7m,

解得b光1524mm,那么前軸負(fù)荷率應(yīng)變?yōu)閎/L=0.564,即可保證獲得應(yīng)有的最大加速度。

1.9一輛后軸驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的總質(zhì)量2152kg，前軸負(fù)荷52%,后軸負(fù)荷48%,主傳動(dòng)比沖4.55,變速器傳動(dòng)比：一

2

擋：3.79,二檔：2.17,三檔：1.41,四檔：1.00,五檔：0.86。質(zhì)心高度、=0.57m,C0A=1.5m,軸距L=2.300m,

飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/尸0.22kg?mz,四個(gè)車(chē)輪總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/尸3.6kg-m2,車(chē)輪半徑r=0.367m。該車(chē)在附著系數(shù)夕=0.6的

路面上低速滑行曲線和直接檔加速曲線如習(xí)題圖1所示。圖上給出了滑行數(shù)據(jù)的擬合直線v=19.76-0.59T,v的單位

km/h,T的單位為s,直接檔最大加速度a皿=0.75m/s2〔u,=50km/h〕。設(shè)各檔傳動(dòng)效率均為0.90,求：

1）汽車(chē)在該路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù)。

2）求直接檔的最大動(dòng)力因數(shù)。

3）在此路面上該車(chē)的最大爬坡度。

解：1〕求滾動(dòng)阻力系數(shù)

汽車(chē)在路面上滑行時(shí)，驅(qū)動(dòng)力為0,飛輪空轉(zhuǎn)，質(zhì)量系數(shù)中該項(xiàng)為0。

問(wèn)+馮＞=1+————7=1.012。

mr22152x0.3672

行駛方程退化為：Qf+sg=0,減速度：半二—絲。

atatdm

,/7n59

根據(jù)滑行數(shù)據(jù)的擬合直線可得：—=0.164w/?

dt3.6o

01

解得；/=-2儂=0.0169。

g山

2）求直接檔最大動(dòng)力因數(shù)

直接檔：1=1+嗎+"呼=1.027。

mrmr

動(dòng)力因數(shù)：。=。+一￡。

gdi

最大動(dòng)力因數(shù)：D=f+-t/=0.0169+x0.75=0.096

nmgnm9.8o

3〕在此路面上該車(chē)的最大爬坡度

由動(dòng)力因數(shù)的定義，直接檔的最大驅(qū)動(dòng)力為：4nm4=5+00G=

最大爬坡度是指一擋時(shí)的最大爬坡度：%?叼“;cy+Gia

以上兩式聯(lián)立得：?+"僦J+。"

由地面附著條件，汽車(chē)可能通過(guò)的最大坡度為:

q=———=0.338。

\/(p-h?/L

所以該車(chē)的最大爬坡度為0.338o

第二章汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性

2.1”車(chē)開(kāi)得慢，油門(mén)踩得小，就一定省油”，或者“只要發(fā)動(dòng)機(jī)省油，汽車(chē)就一定省油”這兩種說(shuō)法對(duì)不對(duì)？

答：不對(duì)。由汽車(chē)百公里等速耗油量圖，汽車(chē)一般在接近低速的中等車(chē)速時(shí)燃油消耗量最低，并不是在車(chē)速越低

越省油。由汽車(chē)等速百公里油耗算式〔27〕知，汽車(chē)油耗量不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率有關(guān)，而且還與發(fā)動(dòng)機(jī)功率以及

車(chē)速有關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)省油時(shí)汽車(chē)不一定就省油。

2.2試述無(wú)級(jí)變速器與汽車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。

答：為了最大限度提高汽車(chē)的動(dòng)力性，要求無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比似的發(fā)動(dòng)機(jī)在任何車(chē)速下都能發(fā)出最大功率。為

了提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該根據(jù)“最小燃油消耗特性”曲線確定無(wú)級(jí)變速器的調(diào)節(jié)特性。二者的要求是不一致的，

一般地，無(wú)級(jí)變速器的工作模式應(yīng)該在加速階段具有良好的動(dòng)力性，在正常行駛狀態(tài)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

2.3用發(fā)動(dòng)機(jī)的“最小燃油消耗特性”和克服行駛阻力應(yīng)提供的功率曲線，確定保證發(fā)動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)狀況下工作

的“無(wú)級(jí)變速器調(diào)節(jié)特性”。

答：由發(fā)動(dòng)機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性曲線的包絡(luò)線即為發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率時(shí)的最低燃油消耗率曲線，如課本

圖2-9ac利用此圖可以找出發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率時(shí)的最經(jīng)濟(jì)狀況〔轉(zhuǎn)速與負(fù)荷〕。把各功率下最經(jīng)濟(jì)狀況運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速

與伊荷率說(shuō)明在外特性曲線上，便得到“最小燃油消耗特性，無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比/'與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速〃及汽車(chē)行駛速

度之間關(guān)系〔?=0.377』2〕，便可確定無(wú)級(jí)變速器的調(diào)節(jié)特性，具體方法參見(jiàn)課本P47。

儼“

2.4如何從改良汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)方面來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性？

答：汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)該從合理匹配傳動(dòng)系傳動(dòng)比、縮減尺寸和減輕質(zhì)量來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

2.5為什么汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)匹配不好會(huì)影響汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性？試舉例說(shuō)明。

答：在一定道路條件下和車(chē)速下，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率相同，但傳動(dòng)比大時(shí)，后備功率越大，加速和爬坡能力

越強(qiáng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，傳動(dòng)比小時(shí)那么相反。所以傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)

計(jì)應(yīng)該綜合考慮動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性因素。如最小傳動(dòng)比的選擇，根據(jù)汽車(chē)功率干衡圖可得到最高車(chē)速（驅(qū)動(dòng)力曲線與

行駛阻力曲線的交點(diǎn)處車(chē)速），發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)最大功率時(shí)的車(chē)速為Up。當(dāng)主傳動(dòng)比擬小時(shí)，Up>Umx,汽車(chē)后備功率小，動(dòng)

力性差，燃油經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)主傳動(dòng)比擬大時(shí)，那么相反。最小傳動(dòng)比的選擇那么應(yīng)使Up與Ue相近，不可為追求單純

的的動(dòng)力性或經(jīng)濟(jì)性而降低另一方面的性能。

2.6試分析超速檔對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。

答：汽車(chē)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(chē)后備功率小，所以需要設(shè)計(jì)適宜的次

一擋傳動(dòng)比保證汽車(chē)的動(dòng)力性需要。

2.7貨車(chē)裝用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性與萬(wàn)有特性。負(fù)荷特性曲線的擬合公式為：

其中,b為燃油消耗率［g/（kW?h）］；Pe為發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率〔kW〕；擬合式中的系數(shù)隨轉(zhuǎn)速n變化。怠速油耗盤(pán)=0.299〃%/s

（怠速轉(zhuǎn)速400r/min〕。

計(jì)算與繪制題1.3中貨車(chē)的

1〕汽車(chē)功率平衡圖。

2〕最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線

3）利用計(jì)算機(jī)求貨車(chē)按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。計(jì)算中確定燃油消耗值b時(shí)，假設(shè)發(fā)

動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷特性中給定的轉(zhuǎn)速不相等，可由相鄰轉(zhuǎn)速的兩根曲線用插值法求得。

注意：發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率和外特性功率的概念不同。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性功率是發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)全升時(shí)的功率，計(jì)算公式為

"二黑'在某一轉(zhuǎn)速下‘外特性功率是唯一確定的。發(fā)動(dòng)機(jī)等功率那么表示發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際發(fā)出功率'可以根據(jù)汽

車(chē)行駛時(shí)的功率平衡求得，和轉(zhuǎn)速?zèng)]有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

解：〔1〕汽車(chē)功率平衡圖

P+P

發(fā)動(dòng)機(jī)功率在各檔下的功率匕、汽車(chē)經(jīng)常遇到的阻力功率」一上對(duì)車(chē)速4的關(guān)系曲線即為汽車(chē)功率平衡圖，

其中：

=7；.—x10-3=Tn{kW）,孔二里性-

eq6030000“0377r

—7；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩〔單位為N?加〕

編程計(jì)算，汽車(chē)的功率平衡圖為：

2〕最高檔和次高檔的等速百公里油耗曲線

先確定最高檔和次高檔的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍，然后利用%=03Tl5,求出對(duì)應(yīng)檔位的車(chē)速。由于汽車(chē)是等速行

*

(F,+F)u

駛，因此發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率應(yīng)該與汽車(chē)受到的阻力功率折合到曲軸卜的功率相等，即儀=上^~w—O然后根據(jù)不

'360()7；,.

同的E，和〃，用題中給出的擬合公式求出對(duì)應(yīng)工況的燃油消耗率。先利用表中的數(shù)據(jù)，使用插值法，求出每個(gè)〃值所

對(duì)應(yīng)的擬合式系數(shù)：8°,4在這里為了保證曲線的光滑性，使用了三次樣條插值。利用求得的各個(gè)車(chē)速

Ph

對(duì)應(yīng)下的功率求出對(duì)應(yīng)的耗油量燃油消耗率6。利用公式：2=---------,即可求出對(duì)應(yīng)的車(chē)速的百公里油耗

L023g

(L/100切？〕。

實(shí)際繪出的最高檔與次高檔的等速百公里油耗曲線如下：

從圖上可以明顯看出，第三檔的油耗比在同一車(chē)速下，四檔的油耗高得多。這是因?yàn)樵谕卉?chē)速等速行駛下，汽

車(chē)所受到的阻力根本相等，因此E根本相等，但是在同一車(chē)速下，三檔的負(fù)荷率要比四檔小。這就導(dǎo)致了四檔的油耗

較小。

但是上圖存在一個(gè)問(wèn)題，就是在兩頭百公里油耗的變化比擬奇怪。這是由于插值點(diǎn)的范圍比節(jié)點(diǎn)的范圍要來(lái)得大，

于是在轉(zhuǎn)速超出了數(shù)據(jù)給出的范圍的局部，插值的結(jié)果是不可信的。但是這對(duì)處在中部的插值結(jié)果影響不大。而且在

完成后面局部的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，其實(shí)只需使用到中間的局部即可。

〔3〕按JB3352-83規(guī)定的六工況循環(huán)行駛的百公里油耗。

從功率平衡圖上面可以發(fā)現(xiàn)，|||檔與IV檔可以滿(mǎn)足六工況測(cè)試的速度范圍要求。分為III檔和IV檔進(jìn)行計(jì)算。

先求勻速行駛局部的油耗

(p4-F

先使用月=j—,求出在各個(gè)速度下，發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)該提供的功率。然后利用插值法求出，三個(gè)勻速行駛

3600%

Pbs

速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率〃。由。==—求出三段勻速行駛局部的燃油消耗量〔mL〕。

\02uapg

計(jì)算的結(jié)果如下:

勻速行駛階段：第一段第二段第三段

254050

勻速行駛速度/(Am/〃)

50250250

持續(xù)距裳/(加)

4.70739.200813.4170

發(fā)動(dòng)機(jī)功率巳/(如，)

三檔678.3233563.0756581.3972

燃油消耗率〃/[g/(AW?/z)]

四檔492.3757426.5637372.6138

三檔8.868144.964454.2024

燃油消耗量。/(機(jī)/)

四檔6.437134.063234.7380

再求勻加速階段:

對(duì)于每個(gè)區(qū)段，以為區(qū)間對(duì)速度區(qū)段劃分。對(duì)應(yīng)每一個(gè)車(chē)速吃，都可以求出對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率:

：1(C"IC/)4T5口叫du、

.此時(shí)，車(chē)速與功率的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生改變，因此應(yīng)該要重新對(duì)燃油消耗率的擬

1360076140

Hr3600~dt;

Ph

合公式中的系數(shù)進(jìn)行插值。插值求出對(duì)應(yīng)的各個(gè)車(chē)速的燃油消耗率b,進(jìn)而用2二--------求出每個(gè)速度對(duì)應(yīng)的燃

367.Ipg

油消耗率QeQ^Qn，……2”。每小段的加速時(shí)間：2=—石。每一個(gè)小區(qū)間的燃油消耗量：

Q=；(0“z)+2〃)Ar。對(duì)每個(gè)區(qū)間的燃油消耗量求和就可以得出加速過(guò)程的燃油消耗量。

計(jì)算結(jié)果如下：

加速階段第一段第二段

4050

最大速度此口但/供團(tuán)/〃)

2540

最小速度〃“minKkm/H)：

加速度。/(〃〃/)0.25〔注：書(shū)中的數(shù)0.20

據(jù)有誤)

燃油消耗量三檔38.370544.2181

Q《必四檔30.100138.4012

勻減速階段：

對(duì)于勻減速階段，發(fā)動(dòng)機(jī)處在怠速工況。怠速燃油消耗率2,/是一定值。只要知道勻減速階段的時(shí)間，就可以求出

耗油量：Q(l=Qidt。

Qd=Qult=0.299mL/sx19.3s=5.77mL。

根據(jù)以上的計(jì)算，可以求出該汽車(chē)分別在三檔和四檔的六工況耗油量：

三檔：

四檔：

一、關(guān)于插值方法的討論：

在完成此題的第二個(gè)小問(wèn)題，即求等速百公里油耗曲線的時(shí)候，處理題中所給的擬合函數(shù)的時(shí)候有兩種處理方法：

一是先使用已經(jīng)給出的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，使用插值方法，得出轉(zhuǎn)速插值點(diǎn)的對(duì)應(yīng)燃油消耗率8。然后再進(jìn)而求出對(duì)應(yīng)車(chē)速的

等速燃油消耗量。在這里的處理方法就是這種。從得到的等速百公里油耗曲線上可以發(fā)現(xiàn)，曲線有比擬多的曲折。估

計(jì)這是使用三次樣條插值方法得到的結(jié)果。因?yàn)槿螛訔l插值具有很好的光滑性。如果改用線形內(nèi)插法的話，得到的

曲線雖然不光滑，但是能夠表達(dá)一個(gè)大體的趨勢(shì)。經(jīng)比擬發(fā)現(xiàn)，使用三次樣條插值得到的曲線中部與線形內(nèi)插得到的

曲線十分相似。

但是使用線形內(nèi)插的最大問(wèn)題在于，對(duì)于超出節(jié)點(diǎn)兩頭的地方無(wú)法插值。在處理的時(shí)候，如果把頭尾的轉(zhuǎn)速去掉,

即只考慮n從815rpm到3804rpm的時(shí)候。在完成全部的計(jì)算任務(wù)之后，得到的三、四檔的六工況百公里油耗如下：

三檔：18.4090L〔與使用三次樣條插值得到的結(jié)果相比，誤差為：0.77%〕

四檔：14.0362L〔與使用三次樣條插值得到的結(jié)果相比，誤差為：0.92%〕

因此，兩種方法得到的結(jié)果十分相近。

這種對(duì)系數(shù)進(jìn)行插值的方法的精度依靠于所給出的擬合公式中各個(gè)系數(shù)與n之間的關(guān)系。如果存在很好的線形關(guān)

系，那么使用線性?xún)?nèi)插的精度比擬高。

另外一種處理方法就是，先利用給出的各個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，求出了八個(gè)b值，然后利用這八個(gè)b與ua的數(shù)據(jù)，進(jìn)行插

值。這種處理方法插值時(shí)所用的結(jié)點(diǎn)數(shù)比擬少，插值得出的等速百公里油耗曲線比擬平緩。

二、關(guān)于加速過(guò)程的加速阻力的處理討論：

在計(jì)算勻加速過(guò)程的時(shí)候，因?yàn)楸葎蛩傩旭偟臅r(shí)候，增加了加速阻力，因此車(chē)速與發(fā)動(dòng)機(jī)功率之間的關(guān)系已經(jīng)改

變了。這樣，就應(yīng)該使用擬合公式，重新對(duì)b進(jìn)行計(jì)算，得出在加速過(guò)程中，速度對(duì)應(yīng)的燃油消耗率。而且對(duì)于不同

的加速階段〔加速度不同〕，就會(huì)得到不同的b與ua的關(guān)系。但是，這種方法仍然只是對(duì)實(shí)際情況的一種近似。因?yàn)?/p>

對(duì)于加速過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)是處在一個(gè)瞬時(shí)動(dòng)態(tài)過(guò)程，而前面的處理方法仍然是使用穩(wěn)態(tài)的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性進(jìn)行計(jì)

算。也就是說(shuō)把加速階段近似為一個(gè)參加了加速阻力功率的勻速過(guò)程來(lái)看待。這必然會(huì)出現(xiàn)一些誤差。

2.8輪胎對(duì)汽車(chē)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(chē)動(dòng)力性的影響主要有三個(gè)方面：①輪胎的結(jié)溝、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(chē)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(chē)的最高車(chē)速、極限最大加速度和

爬坡度。②汽車(chē)車(chē)速到達(dá)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(chē)的最高車(chē)速

應(yīng)該低于該臨界車(chē)速。③輪胎與地面之間的附著系數(shù)直接影響汽車(chē)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(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。滾動(dòng)阻力大燃油消耗量明顯升高。

2.9為什么公共汽車(chē)起步后，駕駛員很快換入高檔？

答：因?yàn)槠?chē)在低檔時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率低，燃油消耗量好，高檔時(shí)那么相反，所以為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性應(yīng)該在起步

后很快換入高檔。

2.10到達(dá)動(dòng)力性最正確換檔時(shí)機(jī)是什么？到達(dá)燃油經(jīng)濟(jì)性的最正確換檔時(shí)機(jī)是什么？二者是否相同？

答：到達(dá)動(dòng)力性最正確應(yīng)該使汽車(chē)加速到一定車(chē)速的時(shí)間最短，換檔時(shí)機(jī)應(yīng)根據(jù)加速度倒數(shù)曲線確定，保證其覆

蓋面積最小。到達(dá)燃油經(jīng)濟(jì)性的換檔時(shí)機(jī)應(yīng)該根據(jù)由“最小燃油消耗特性”確定的無(wú)級(jí)變速器理想變速特性，考慮道

路的“值，在最接近理想變速特性曲線的點(diǎn)進(jìn)行換檔。二者一般是不相同的。

第三章汽車(chē)動(dòng)力裝置參數(shù)的選定

3.1改變1.3題中輕型貨車(chē)的主減速器傳動(dòng)比，做出?）為5.17、5.43^5.83、6.17、6.33時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性一加速

時(shí)間曲線，討論不同值對(duì)汽車(chē)性能的影響。

解：加速時(shí)間的結(jié)算思路與方法：

在算加速時(shí)間的時(shí)候，關(guān)鍵是要知道在加速的過(guò)程中，汽車(chē)的行駛加速度也隨著車(chē)速的變化。由汽車(chē)行駛方程式:

dt

為地-=++佇,可以的到：

r21.15dt

E=o)

由于對(duì)于不同的變速器檔位，車(chē)速"〃與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速〃的對(duì)應(yīng)關(guān)系不同，所以要針對(duì)不同的變速器檔位，求出加速

度。隨著車(chē)速“〃變化的關(guān)系。先確定各個(gè)檔的發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)應(yīng)的汽車(chē)最高車(chē)速〃.僦和最低車(chē)速

5。然后在各個(gè)車(chē)速范圍內(nèi)，對(duì)阻力、驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算，然后求出，,即4。式中7；可以通過(guò)已經(jīng)給出的使用外

特性Tq-n曲線的擬合公式求得。

求出加速度〃隨著車(chē)速〃〃變化的關(guān)系之后，繪制出汽車(chē)的加速度，到數(shù)曲線，然后對(duì)該曲線進(jìn)行積分。在起步階段

曲線的空缺局部，使用一條水平線與曲線連接上。一般在求燃油經(jīng)濟(jì)性一加速時(shí)間曲線的時(shí)候，加速時(shí)間是指0到

100km/h：或者0到60mile/h,即0到96.6km/h〕的加速時(shí)間。可是對(duì)于所研究的汽車(chē)，其最高行駛速度是94.9km/h0

而且從該汽車(chē)加速度倒數(shù)曲線上可以看出，當(dāng)汽車(chē)車(chē)速大于70km/h的時(shí)候，加速度開(kāi)始迅速下降。因此可以考慮使用

加速到70km/h的加速時(shí)間進(jìn)行代替。〔計(jì)算程序見(jiàn)后〕

對(duì)于四檔變速器:

檔位?II111IV

6.093.091.711.00

傳動(dòng)比4

計(jì)算的結(jié)果是如下:

5.175.435.836.176.33

主傳動(dòng)比

II檔起步27.303627.503227.129126.513225.9787

0-70km/h加速時(shí)間

/s

然后計(jì)算各個(gè)主傳動(dòng)比下，六工況百公里油耗。利用第二章作業(yè)中所使用的計(jì)算六工況百公里油耗的程序進(jìn)行計(jì)

算，得到結(jié)果如下：

5.175.435.836.176.33

主傳動(dòng)比

六工況百公里油耗13.381113.619113.907914.141014.2608

(L/100km]

可以繪制出燃油經(jīng)濟(jì)性一加速時(shí)間曲線如下:

從圖上可以發(fā)現(xiàn)，隨著的增大，六工況百公里油耗也隨之增大；這是由于當(dāng)％增大以后，在相同的行駛車(chē)速下,

發(fā)動(dòng)機(jī)所處的負(fù)荷率減小，也就是處在發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性不佳的工況之下，導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性惡化。但是對(duì)于加速時(shí)間

來(lái)說(shuō)，隨著io的增加，顯示出現(xiàn)增大，然后隨之減小，而且減小的速度越來(lái)越大。其實(shí)從理論上來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是越大，

加速時(shí)間就有越小的趨勢(shì)，但是由于在本次計(jì)算當(dāng)中，加速時(shí)間是車(chē)速?gòu)?加到70km/h,并不能全面反映發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)

工作能力下的情況，比方當(dāng)=5.17的時(shí)候，車(chē)速?gòu)膭偵螴V檔到70km/h只有很短的一段，并不能反映出在此住傳動(dòng)

比之下，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力變小所帶來(lái)的影響。因此反映到圖線中，加速時(shí)間反而有所下降。

從上面的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，的選擇對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都有很大影響，而且這兩方面的影響是互相矛盾的。汽車(chē)

很大局部時(shí)間都是工作在直接檔〔對(duì)于有直接檔的汽車(chē)來(lái)說(shuō)〕，此時(shí)就是整個(gè)傳動(dòng)系的傳動(dòng)比。如果選擇過(guò)大，那

么會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率下降，雖然提高了動(dòng)力性，后備功率增加，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，噪音比擬大，燃油經(jīng)

濟(jì)性不好；如果4選擇過(guò)小，那么汽車(chē)的動(dòng)力性減弱，但是負(fù)荷率增加，燃油經(jīng)濟(jì)性有所改善，但是發(fā)動(dòng)機(jī)如果在極

高負(fù)荷狀態(tài)下持續(xù)工作，會(huì)產(chǎn)生很大震動(dòng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命有所影響。因此應(yīng)該對(duì)的影響進(jìn)行兩方面的計(jì)算與測(cè)量,

然后再?gòu)闹姓页鲆粋€(gè)能夠兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的值。

另外，對(duì)于不同的變速器，也會(huì)造成對(duì)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的影響。變速器的檔位越多，那么根據(jù)汽車(chē)行

駛狀況調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率的可能性越大，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處在較高的負(fù)荷狀態(tài)下工作，從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性；但

是對(duì)于汽車(chē)的動(dòng)力性，增應(yīng)該對(duì)具體的變速器速比設(shè)置進(jìn)行討論。變速器與主減速器的速比應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠ヅ洌?/p>

能在兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性方面取得好的平衡。通常的做法是繪出不同變速器搭配不同的主減速器，繪制出燃油經(jīng)濟(jì)性

—加速時(shí)間曲線，然后從中取優(yōu)。

第四章汽車(chē)的制動(dòng)性

4.1一轎車(chē)駛經(jīng)有積水層的一良好路面公路，當(dāng)車(chē)速為1OOkm/h時(shí)要進(jìn)行制動(dòng)。為此時(shí)有無(wú)可能出現(xiàn)劃水現(xiàn)象而

喪失制動(dòng)能力？轎車(chē)輪胎的胎壓為179.27kPa。

解：由Home等根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出的估算滑水車(chē)速的公式：

所以車(chē)速為1OOkm/h進(jìn)行制動(dòng)可能出現(xiàn)滑水現(xiàn)象。

4.2在第四章第三節(jié)二中，舉出了CA700轎車(chē)的制動(dòng)系由真空助力改為壓縮空氣助力后的制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果。試由表

中所列數(shù)據(jù)估算r2+1r；的數(shù)值，說(shuō)明制動(dòng)器作用時(shí)間的重要性。

性能指標(biāo)制動(dòng)時(shí)間/s制動(dòng)距離/m最大減速度/(m/s?)

真空助力制動(dòng)系2.1212.257.25

壓縮空氣一液壓制動(dòng)系1.458.257.65

注：起始制動(dòng)速度均為30km/h

分析：計(jì)算j+gr；的數(shù)值有兩種方法。一是利用式〔4-6〕進(jìn)夕亍簡(jiǎn)化計(jì)算。二是不進(jìn)行簡(jiǎn)化，未知數(shù)有三個(gè),

制動(dòng)器作用時(shí)間72?2+E），持續(xù)制動(dòng)時(shí)間73,根據(jù)書(shū)上P79頁(yè)的推導(dǎo)，可得列出制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)距離兩個(gè)方程，再

根據(jù)在制動(dòng)器作用時(shí)間結(jié)束時(shí)與車(chē)速探賣(mài)制動(dòng)階段初速相等列出一個(gè)方程，即可求解。但是結(jié)果說(shuō)明，不進(jìn)行簡(jiǎn)化壓

縮空氣一液壓制動(dòng)系的數(shù)值無(wú)解，這與試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差有關(guān)。

解：方法一〔不簡(jiǎn)化計(jì)算〕：

制動(dòng)時(shí)間包含制動(dòng)器作用時(shí)間r2（r2+r；）,持續(xù)制動(dòng)時(shí)間r3。

r2'+馬"+J=，①

制動(dòng)距離包含制動(dòng)器作用和持續(xù)制動(dòng)兩個(gè)階段汽車(chē)駛過(guò)的距離*和工

$2=%?2'+，2"）一!為3、「2"2，，3=勺,：，總制動(dòng)距離：

oZ

s=邑+&=%（匯2'+G"）-74a7；②

o2

在制動(dòng)器作用時(shí)間結(jié)束時(shí)與車(chē)速持續(xù)制動(dòng)階段初速相等

劭一《勾加^^白姓內(nèi)③

方程①②③聯(lián)立可得：『2"二12-?/-一”一一5）,r3=---r2'=r-r2Vr3o

7《22^nm'q皿2■

方法二〔簡(jiǎn)化計(jì)算〕：

略去總制動(dòng)距離的二次小項(xiàng)有:

計(jì)算結(jié)果如下表所示：

T,'+-^―〔S〕不簡(jiǎn)化計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算

2

真空助力制動(dòng)系0.97〔無(wú)解〕0.895

壓縮空氣一液壓制動(dòng)系無(wú)解0.445

討論制動(dòng)器作用時(shí)間的重要性〔根據(jù)簡(jiǎn)化計(jì)算結(jié)果討論〕

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及以上估算出的制動(dòng)器作用時(shí)間數(shù)據(jù)的比擬來(lái)看，采用壓縮空氣一-液壓制動(dòng)器后，制動(dòng)距離縮短了

32%,制動(dòng)時(shí)間減少了31.6舟，但最大減速度只提高了3.5%,而同時(shí)制動(dòng)器作用時(shí)間減少了50.3%。

這樣的變化趨勢(shì)我們可以得到這樣的結(jié)論：改用壓縮空氣-一液壓制動(dòng)器后制動(dòng)距離減少的主要原因在于制動(dòng)器

作用時(shí)叵的減少。而且減少制動(dòng)器作用時(shí)間對(duì)于減少制動(dòng)距離效果顯著。所以改良制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式是提高汽車(chē)制動(dòng)效

能的非常重要的措施。

4.3—中型貨車(chē)裝有前后制動(dòng)器分開(kāi)的雙管路制動(dòng)系，其有關(guān)參數(shù)如下：

質(zhì)心至前軸制動(dòng)力分配

載荷質(zhì)量（kg）質(zhì)心高h(yuǎn)g/m軸距L/m

距離a/m系數(shù)B

空載40800.8453.9502.1000.38

滿(mǎn)載92901.1703.9502.9500.38

D計(jì)算并繪制利用附著系數(shù)曲線和制動(dòng)效率曲線

2）求行駛車(chē)速Ua=30km/h,在夕=0.80路面上車(chē)輪不抱死的制動(dòng)距離。計(jì)算時(shí)取制動(dòng)系反響時(shí)間不？=。-02s,

制動(dòng)減速度上升時(shí)間r；=0.02so

3）求制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離s,制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離s'。

分析：1〕可由相關(guān)公式直接編程計(jì)算，但應(yīng)準(zhǔn)確理解利用附著系數(shù)和制動(dòng)效率的概念。注意畫(huà)圖時(shí)利用附著系數(shù)

和制動(dòng)效率曲線的橫坐標(biāo)不同。

2〕方法一：先判斷車(chē)輪抱死情況，然后由前〔后〕輪剛抱死時(shí)的利用附著系數(shù)等于實(shí)際附著系數(shù)求得制動(dòng)強(qiáng)度。

方法二：由利用附著效率曲線讀得該附著效率時(shí)的制動(dòng)效率求得制動(dòng)強(qiáng)度。

3〕前部管路損壞損壞時(shí)，后輪將抱死時(shí)制動(dòng)減速度最大。計(jì)算時(shí)，注意此時(shí)只有后輪有制動(dòng)力，制動(dòng)力為后輪法

向反作用力與附著系數(shù)的乘積。同理可得后部管路損壞時(shí)的情況。

解：1〕前軸的利用附著系數(shù)公式為：仰二丁一—,

7（"+現(xiàn)）

后軸的利用附著系數(shù)公式為：5=,一'）二

7（"z%）

該貨車(chē)的利用附著系數(shù)曲線圖如下所示〔相應(yīng)的MATLAB程序見(jiàn)附錄〕

制動(dòng)效率為車(chē)輪不抱死的最大制動(dòng)減速度與車(chē)輪和地面間摩擦因數(shù)的比值，即前軸的制動(dòng)效率為

El=—=nbl\—，后軸的制動(dòng)效率為J=三二-——，畫(huà)出前后軸的制動(dòng)效率曲線如以下圖

%BfhjL（pr（1—0+e/g/L

所示：

2）臼制動(dòng)距離公式5=---r9H——\ua0H----------,r24—r2-0.03s,右。^Okm/h,0=0.80,需求出

3.6「2）25.92%max2“

%max。利用制動(dòng)效率曲線，從圖中讀出：0=0.80的路面上，空載時(shí)后軸制動(dòng)效率約等于0.68,滿(mǎn)載時(shí)后軸制動(dòng)效

率為0.87oJ制動(dòng)效率*6*g

所以車(chē)輪不抱死的制動(dòng)距離（采用簡(jiǎn)化公式計(jì)算）:

2

空載時(shí)S=J-X0.O3X3O+3O

=6.86m

3.625.92x0.67x0.8x9.8

滿(mǎn)載時(shí)SO?__________

S=-!-X0.03X30+33m。

3.625.92x0.87x0.8x9.8

3〕求制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離s,制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)汽車(chē)的制動(dòng)距離s'。

①制動(dòng)系前部管路損壞時(shí)

那么在后輪將要抱死的時(shí)候，F(xiàn)xh=Fz2（p=-（a-zhjip=Gz

L

空載時(shí)，為2=3-56機(jī)/$2,滿(mǎn)載時(shí)4a=473m//。

制動(dòng)距離：5'=—

3.62592牝a

解得空載時(shí)s=10.1m,空載時(shí)s=7.63m。

②制動(dòng)系后部管路損壞時(shí)

那么在前輪將要抱死時(shí)，

b(p

得：z二=zg

空載時(shí)，4a=2.60機(jī)/$2,滿(mǎn)載時(shí)見(jiàn)max=4.43ml。

制動(dòng)距離：

3.6225.926-

解得空載時(shí)s=13.6m,空載時(shí)s=8.02mo

4.4在汽車(chē)法規(guī)中，對(duì)雙軸汽車(chē)前、后軸制動(dòng)力的分配有何規(guī)定。說(shuō)明作出這種規(guī)定的理由。答：ECE制動(dòng)法規(guī)

何我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于雙軸汽車(chē)前、后軸制動(dòng)力分配的要求見(jiàn)書(shū)P95o作出這種規(guī)定的目的是為了保證制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方

向穩(wěn)定性和有足夠的制動(dòng)效率。

4.5—轎車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)同題1.8中給出的數(shù)據(jù)一樣。轎車(chē)裝有單回路制動(dòng)系，其制動(dòng)力分配系數(shù)0=0.65。試求：

1）同步附著系數(shù)。

2）在°=0.7的路面上的制動(dòng)效率。

3）汽車(chē)能到達(dá)的最大制動(dòng)減速度〔指無(wú)任何車(chē)輪抱死〕。

4）假設(shè)將該車(chē)改為雙回路制動(dòng)系統(tǒng)〔只改變制動(dòng)系的傳動(dòng)系，見(jiàn)習(xí)題圖3）,而制動(dòng)器總制動(dòng)力與總泵輸出管

路壓力之比稱(chēng)為制動(dòng)系增益，并令原車(chē)單管路系統(tǒng)的增益為G'。確定習(xí)題圖3中各種雙回路系統(tǒng)以及在一

個(gè)回路失效時(shí)的制動(dòng)系增益。

5）計(jì)算：在8=0.7的路面上，上述雙回路系統(tǒng)在一個(gè)回路失效時(shí)的制動(dòng)效率以及能夠到達(dá)的最大減速度。

6）比擬各種回路的優(yōu)缺點(diǎn)。

缶〃、r=i止明生萬(wàn)*L/3—b2.7x0.65—1.25

解：1〕同步附著系數(shù)：%=—;---=----------------=0n.8O0Ao

/?,0.63

2〕制動(dòng)效率

夕＜。（），前輪先抱死。制動(dòng)效率為：

1.25

=0.95。

L0-嘰2.7x0.65-0.7x0.63

3〕最大制動(dòng)減速度：ahmAX-Ef(p=0.95x0.7=0.665#。

4］易得各種情況下的制動(dòng)系增益如下表所示:

制動(dòng)系增益a)b)c)

雙回路系統(tǒng)G'G'G'

1回路失效時(shí)0.35G'0.5G'0.5G'

2回路失效時(shí)0.65G'0.5G'0.5G'

5〕分析：對(duì)于a）假設(shè)一個(gè)回路失效其情況和4.3.3一樣，參照前面的分析。

對(duì)于雙回路系統(tǒng)b）和c）,當(dāng)一個(gè)回路失效時(shí)，如不考慮軸距的影響，其制動(dòng)效果是一樣的，所以只分析一種情

況即可。一個(gè)管路損壞時(shí)，前、后車(chē)輪的抱死順序和正常時(shí)一樣。對(duì)車(chē)輪剛抱死時(shí)的車(chē)輪受力情況進(jìn)行，注意此時(shí)作

用在單邊車(chē)輪上的地面法向反作用力只為總的地面法向反作用力的一半。

注意：不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為此時(shí)的制動(dòng)減速度為正常情況的一半。

①對(duì)于a）:

假設(shè)前軸回路失效時(shí)那么相當(dāng)于單回路時(shí)前部管路損壞，由4.3的推導(dǎo)：

ci（p1.45x0.7_八2”

z———0.323o

L+（ph^2.7+0.7x0.63

最大制動(dòng)減速度：=Zm州g=0.323g。

制動(dòng)效率：耳二三

max=46.2%。

假設(shè)后軸回路失效時(shí)那么相當(dāng)于單回路時(shí)后部管路損壞，根據(jù)4.3的推導(dǎo):

b(pI"=0.387。

Zjnax

L-(phs2.7-0.7x0.63

最大制動(dòng)減速度：=Zma