【正文】 第一章 汽車的動力性，產生機理和作用形式。答：車輪滾動時,由于車輪的彈性變形、路面變形和車轍摩擦等原因所產生的阻礙汽車行駛的力稱為輪胎滾動阻力。產生機理和作用形式：(1)彈性輪胎在硬路面上滾動時，輪胎的變形是主要的，由于輪胎有內部摩擦，產生彈性遲滯損失，使輪胎變形時對它做的功不能全部回收。由于彈性遲滯，地面對車輪的法向作用力并不是前后對稱的，這樣形成的合力并不沿車輪中心（向車輪前進方向偏移）。如果將法向反作用力平移至與通過車輪中心的垂線重合，則有一附加的滾動阻力偶矩。為克服該滾動阻力偶矩，需要在車輪中心加一推力與地面切向反作用力構成一力偶矩。（2）輪胎在松軟路面上滾動時，由于車輪使地面變形下陷，在車輪前方實際形成了具有一定坡度的斜面，對車輪前進產生阻力。（3）輪胎在松軟地面滾動時，輪轍摩擦會引起附加阻力。（4）車輪行駛在不平路面上時，引起車身振蕩、減振器壓縮和伸長時做功，也是滾動阻力的作用形式。？答：滾動阻力系數與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構造、材料和氣壓有關。這些因素對滾動阻力系數的具體影響參考課本P9。 確定一輕型貨車的動力性能（貨車可裝用4擋或5擋變速器，任選其中的一種進行整車性能計算）：1）繪制汽車驅動力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時相應的附著率。3）繪制汽車行駛加速度倒數曲線，用圖解積分法求汽車用2檔起步加速行駛至70km/h的車速－時間曲線，或者用計算機求汽車用2檔起步加速行駛至70km/h的加速時間。輕型貨車的有關數據：汽油發(fā)動機使用外特性的Tqn曲線的擬合公式為式中，Tq為發(fā)動機轉矩（N?m）。n為發(fā)動機轉速（r/min）。發(fā)動機的最低轉速nmin=600r/min,最高轉速nmax=4000r/min。裝載質量 2000kg整車整備質量 1800kg總質量 3880kg車輪半徑 傳動系機械效率 ηt=滾動阻力系數 f=空氣阻力系數迎風面積 CDA=主減速器傳動比 i0=飛輪轉動慣量 If=?m2二前輪轉動慣量 Iw1=?m2四后輪轉動慣量 Iw2=?m2變速器傳動比 ig(數據如下表) Ⅰ檔Ⅱ檔Ⅲ檔Ⅳ檔Ⅴ檔四檔變速器五檔變速器軸距 L=質心至前軸距離（滿載） a=質心高（滿載） hg=分析：本題主要考察知識點為汽車驅動力－行使阻力平衡圖的應用和附著率的計算、等效坡度的概念。只要對汽車行使方程理解正確，本題的編程和求解都不會有太大困難。常見錯誤是未將車速的單位進行換算。2）首先應明確道路的坡度的定義。求最大爬坡度時可以對行使方程進行適當簡化，可以簡化的內容包括兩項和，簡化的前提是道路坡度角不大，當坡度角較大時簡化帶來的誤差會增大。計算時，要說明做了怎樣的簡化并對簡化的合理性進行評估。3）已知條件沒有說明汽車的驅動情況，可以分開討論然后判斷，也可以根據常識判斷輕型貨車的驅動情況。解：1）繪制汽車驅動力與行駛阻力平衡圖汽車驅動力Ft=行駛阻力Ff+Fw＋Fi+Fj＝G?f + +G?i+發(fā)動機轉速與汽車行駛速度之間的關系式為：由本題的已知條件,即可求得汽車驅動力和行駛阻力與車速的關系,編程即可得到汽車驅動力與行駛阻力平衡圖。2）求汽車最高車速，最大爬坡度及克服該坡度時相應的附著率①由1）得驅動力與行駛阻力平衡圖，汽車的最高車速出現在5檔時汽車的驅動力曲線與行駛阻力曲線的交點處，Uamax＝。②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（等速）克服坡度阻力時能爬上的坡度，此時，因此有，可得到汽車爬坡度與車速的關系式：；而汽車最大爬坡度為Ⅰ檔時的最大爬坡度。利用MATLAB計算可得。③如是前輪驅動，＝；，不合理，舍去。如是后輪驅動，＝；。3）繪制汽車行駛加速度倒數曲線，求加速時間求得各檔的汽車旋轉質量換算系數如下表所示：汽車旋轉質量換算系數Ⅰ檔Ⅱ檔Ⅲ檔Ⅳ檔Ⅴ檔利用MATLAB畫出汽車的行駛加速度圖和汽車的加速度倒數曲線圖：忽略原地起步時的離合器打滑過程，假設在初時刻時，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)動機轉速達到最到轉速時換入高檔位；并且忽略換檔過程所經歷的時間。結果用MATLAB畫出汽車加速時間曲線如圖五所示。如圖所示，汽車用Ⅱ檔起步加速行駛至70km/。 、滿載時汽車動力性有無變化？為什么？答：動力性會發(fā)生變化。因為滿載時汽車的質量會增大，重心的位置也會發(fā)生改變。質量增大，滾動阻力、坡度阻力和加速阻力都會增大，加速時間會增加，最高車速降低。重心位置的改變會影響車輪附著率，從而影響最大爬坡度。？答：發(fā)動機功率的選擇常先從保證汽車預期的最高車速來初步確定。若給出了期望的最高車速，選擇的發(fā)動機功率應大體等于，但不小于以最高車速行駛時的行駛阻力功率之和，即。在實際工作中，還利用現有汽車統(tǒng)計數據初步估計汽車比功率來確定發(fā)動機應有功率。不少國家還對車輛應有的最小比功率作出規(guī)定，以保證路上行駛車輛的動力性不低于一定水平，防止某些性能差的車輛阻礙車流。？答：超車時排擋的選擇，應該使車輛在最短的時間內加速到較高的車速，所以是否應該換入低一擋的排擋應該由汽車的加速度倒數曲線決定。如果在該車速時，汽車在此排檔的加速度倒數大于低排擋時的加速度倒數，則應該換入低一檔，否則不應換入低一擋。 統(tǒng)計數據表明，～2L排量發(fā)動機的轎車，若是前置發(fā)動機前輪驅動（.）轎車，％；若是前置發(fā)動機后輪驅動(.)轎車，％。設一轎車的軸距L=，質心高度h=。，分析時其前軸負荷率取相應形式的平均值。＝，并求由附著力所決定的極限最高車速與極限最大爬坡度及極限最大加速度（在求最大爬坡度和最大加速度時可設Fw=0）。其它有關參數為：m=1600kg,CD=,A=,f=,δ≈。分析：分析本題的核心在于考察汽車的附著力、地面法向反作用力和作用在驅動輪上的地面切向反作用力的理解和應用。應熟知公式（113）～（116）的意義和推導過程。分析1）比較附著力利用情況，即比較汽車前（）、后輪(.)地面切向反作用力與地面作用于前（）、后輪(.)的法向反作用力的比值。解題時應注意，地面法向發(fā)作用力包括靜態(tài)軸荷、動態(tài)分量、空氣升力和滾動阻力偶矩產生的部分，如若進行簡化要對簡化的合理性給予說明。地面作用于車輪的地面切向反作用力則包括滾動阻力和空氣阻力的反作用力。2）求極限最高車速的解題思路有兩個。一是根據地面作用于驅動輪的地面切向反作用力的表達式（1－15），由附著系數得到最大附著力，滾動阻力已知，即可求得最高車速時的空氣阻力和最高車速。二是利用高速行駛時驅動輪附著率的表達式，令附著率為附著系數，帶入已知項，即可求得最高車速。常見錯誤：地面切向反作用力的計算中滾動阻力的計算錯誤，把后輪的滾動阻力錯計為前輪或整個的滾動阻力。3）最極限最大爬坡度時依然要明確道路坡度的定義和計算中的簡化問題。但經過公式推導本題可以不經簡化而方便得求得準確最大爬坡度。解：1. i 對于前置發(fā)動機前輪驅動（.）式轎車， 空氣升力，由m=1600kg，％，靜態(tài)軸荷的法向反作用力Fzs1 = = ，∴汽車前輪法向反作用力的簡化形式為：Fz1= Fzs1Fzw1＝地面作用于前輪的切向反作用力為：Fx1 = Ff2+Fw = + ＝＋附著力利用情況： ii 對于前置發(fā)動機后輪驅動（.）式轎車同理可得： 一般地，CLr與 C