计算题

2

1 某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m, 1＝0.03,20.03,f=0.015,传动系机械效

0g率ηT=0.82,传动系总传动比,假想发动机输出转矩为Te=35000N.m, 车轮半径r0.360m，道路附着系数为0.4,求汽车全速从30km/h加速至50km/h所用的时间。

iii10FF由于t,所以，

au2u15030t1.42s3.60.49.81t,即

2

2 已知某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m,旋转质量换算系数δ1=0.03,δ2=0.03,坡度角α=5°,f=0.015, 车轮半径rr=0.367m，传动系机械效率ηT=0.85,加速度

2

du/dt=0.25m/s,ua=30km/h,计算汽车克服各种阻力所需要的发动机输出功率？

3muadu1GfuacosGuasinCDAuaPe()t36003600761403600dt

1(46000.0159.8130cos546009.8130sin5 0.850.75430311.064600300.25)76140360057.18kw

3 已知某车总质量为8025kg,L=4m(轴距),质心离前轴的距离为a=2.5m,至后轴距离为b=1.5m,质心高度hg=1.15m,在纵坡度为i=3.5的良好路面上等速下坡时 ,求轴荷再分配系数(注:再分配系数mf1=FZ1/FZ,mf2=FZ2/FZ)。

Fz11.51.15i80259.8130909.81N1.52.5 2.51.15i80259.8149359.81N1.52.5

,

Fz2mf13090/80250.385mf210.3850.615-6

4 已知某汽车发动机的外特性曲线回归公式为Ttq=19+0.4ne-150×10ne，传动系机械效率-4

ηT=0.90-1.35×10ne，车轮滚动半径rr=0.367m,汽车总质量4000kg，汽车整备质量为

-52

1900kg，滚动阻力系数f=0.009+5.0×10ua,空气阻力系数×迎风面积＝2.77m,主减速器

2

速比i0=6.0,飞轮转动惯量If=0.2kg·m,前轮总转动惯量Iw1=1.8 kg·m2, 前轮总转动惯量Iw1=3.6 kg·m2,发动机的最高转速nmax=4100r/min,最低转速nmin=720r/min,各档速比为:

档位 速比 I 5.6 II 2.8 III 1.6 IV 1.0 V 0.8 2

计算汽车在V档、车速为70km/h时汽车传动系机械损失功率，并写出不带具体常数值的公式。

PmPe(1T)60uaigi023.6Ttqne[1(0.91.35104ne)]9549 ne60706.00.8892r/min23.143.6 190.48921501068922Pm892[1(0.91.35104892)]5.3kw9549 5 某汽车的总重力为20100N,L=3.2m,静态时前轴荷占55％，后轴荷占45％，

K1=-38920N/rad,K2=-38300N/rad, 求特征车速，并分析该车的稳态转向特性。

K因为

201000.453.20.553.20.059.813.23830038920，所以汽车为不足转向特性。

特征车速

uch12025K

6 参考《汽车理论》图5-23和图5-24写出导出二自由度汽车质心沿oy轴速度分量的变

化及加速度分量的过程。 沿oy轴速度分量：

[(uu)sin＋()cos]uu＋u＋

沿oy轴加速度分量：

aylimu＋ur＋tt0 五、计算题2

2 已知某汽车质量为m=4000kg,前轴负荷1350kg,后轴负荷为2650kg,hg=0.88m，L=2.8m,同步附着系数为 φ0=0.6，试确定前后制动器制动力分配比例。 0 3 请叙述驾驶员、制动系结构形式、制动系调整（踏板自由行程、制动鼓/盘与摩擦片之间间隙）以及道路条件对汽车制动性能的影响，并计算单位初速度变化对汽车制动距离的影

’”

响（ua0=50km/h，τ2=0.2s τ2=0.15）。

\"21'2ua0s(2)ua03.6225.92jmax可知，

由制动距离计算式 S是制动器摩擦副间隙消除时间

LL2hg0.62.80.9450.88 =0.5261 、制动力增长时间2的线性函数，2是与使用调整有关，而2与制动系型式有关，改2进制动系结构设计，可缩短2，从而缩短S，另外，缩短驾驶员反应时间也对缩短制动距

离起着重要的作 用。

5 某轿车轴距L=3.0m,质心至前轴距离a=1.55m,质心至后轴距离b=1.45m,汽车围绕oz轴的

2转动惯量Iz=3900kg·m,前轮总侧偏刚度 k1=-6300N/rad,后轮总侧偏刚度

k2=-110000N/rad,转向系总传动比i=20,汽车的总质量为2000kg,请求（画出）稳态横摆角速度增益曲线、车速为ｕ＝22.35m/s汽车的稳态横摆角速度增益。 ru/Lu/LmL1L221Ku2S12()uLk2k122.353.067.0544.7deg/s/deg20001.551.451.50842221()211000063003.0 6 请推导出下述公式（注意单位和常数换算） TenrnPua0.377e9549i0ig

Te2nTenP（Te(N)n(r/min)ekW）1000609549

60100095492其中

ua(km/h)r(m)2n(r/min)rn3.60.37760i0igi0ig23.60.37760 其中

7 请推导出公式(参考P42,注意单位和常数换算)

3CDAuamuadu1Gfua其中Pe()T3600761403600dt Pe(kw)b(g/kWh)Q（ml/s)t(N/L)

1Pe(kW)b(g/kWh)3600PebQ（ml/s)t1000367.1(N/L)10009.81PebQt367.1五、计算题3

12g（其中1 某汽车总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m,旋转质量换算系数

10.034,20.03）,f0.012,传动系机械效率η=0.85,传动系总速比iigi0（其中

T2

1iig3.15,i04.120.45m,发动机转矩）,车轮滚动半径r0.365Ttq24000Nm,道路附着系数

,求汽车全速从25km/h加速至40km/h所经过的路程。

240003.154.120.85725345.8NFtr0.365①计算过程：。

mg46009.81.0.4520306.7N

FtTtqi0igFmg,因此

②由于t2gS4023.622523.62,S8.52m

2 已知汽车的B=1.8m,hg=1.15m ,横坡度角为10°,R=22m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,设侧向附着系数为的0.3,计算发生侧滑的车速（其要求绘图）。

Rmgsinhgu2FcmRFmgcosmgcosBmg

3 某轿车的轴距L=3.0m,质心至前轴距离L1=1.55 m,质心至后轴距离L2=1.45m,汽车围绕oz轴的转动惯量Iz=3900kg·m,前轮总侧偏刚度

2

ug(tg)R9.81(0.30.174)2210.11m/s

k1=-7000N/rad,后轮总侧偏刚度

k2 =-110000N/rad,转向系总传动比i=20,汽车的总质量为2000kg,侧面加速度为0.4g时

汽车前后轮侧偏角绝对值之差12及车速25m/s时转向半径比值R/R0。

mL1L220001.551.45()0.04291112k2k1100007000L321

12KayL0.04291110.49.813.00.505deg

R1Ku210.042911125227.82R0

dudduaxrdtdtdt4. 请推导出公式 (参考新书P117或旧书P114)。

u0u和0

[(uu)cos()sin]uuuuu

(其中cos1和sin)

uduaxlimrtdtt0KVVy

xuuyVuPbCFbQs1.02uaTx

Qs6. 请推导两公式的变换过程并注明符号的单位。

Qs∵

Peb1.02uaPe1FtuaT3600

Qs∴

五、计算题4

b1FtuaCFb1C1.02uaT3600T,其中1.023600

2

12g（其中1 某汽车总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m,旋转质量换算系数

ii0ig101＝0.025,20.03），,f=0.025,传动系机械效率η=0.82,传动系总传动比（其

T1i中为

ig3.15)0.4,假设发动机输出转矩为Te=20000N·m, 车轮半径r0.360m，道路附着系数

,求汽车全速从20km/h加速10s时所能达到的车速。

20000100.8245555.5NFr0.360①计算t结果，。

mg46009.81.0.4018050.4N

Ft②由于

Ttqi0igFtF2ag0.49.813.924m/s,所以，

2

2 某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m,, 1＝0.03,20.03,f=0.025,传动系机械

ii0ig9T35000Nm效率ηT=0.85,传动系总传动比,假想发动机输出转矩tq, 车轮半径r0.360m，道路附着系数为0.5,求汽车全速从20km/h加速至40km/h所经过的路

v1v0at5.56m/s3.924m/s210s44.8m/s161.28km/h

程。

4022022gS2Fmgt3.63.62,S9.45m 由于,因此

2

3 已知某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m,旋转质量换算系数1＝0.035,20.03,

ii0ig9坡度角α=5°,f=0.017,传动系机械效率T0.84,传动系总传动比,假想发动机

外特性转矩为Te=4000N·m, 车轮半径r0.367m，加速度dV/dt=0.3m/s,ua=30km/h,此时克服各种阻力功率需要的发动机输出功率是多少？

2

3muadu1GfuacosGuasinCDAuaPe()t36003600761403600dt1(46000.0179.8130cos546009.8130sin50.840.75430311.0654600300.30)76140360061.18kw4 已知汽车的B=1.8m,hg=1.15m ,横坡度角为-10°,R=22m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,

不发生侧翻的最大车速是多少(假设横向附着系数足够大)?

5 某发动机前置轿车的轴距L=2.6m,质心高度hg=0.60m,汽车的总质量为m=1200kg,静止不

hgbmv2mgcos10mgsin10hg2rcos10 v11.26m/s40.53km/h

du1m/s2动时前轴负荷为汽车总重的60％，后轴负荷为汽车总重的40％，计算汽车以dt的

加速度加速时汽车前后轴动载荷。

ahg0.6Fz1G(ma)12009.80.6120016779NLL2.6bhg0.6Fz2G(ma)12009.80.4120014981NLL2.6

五、计算题

2-6

5 已知某汽车发动机外特性曲线回归公式为Ttq=-100+0.7ne-100×10ne，传动系机械效率

-4

η=0.90-1.35×10ne，车轮滚动半径rr＝0.365m,汽车总质量m4600kg，滚动阻力系数

Tf=0.009+5.0×10-5ua,主减速器速比i0=6.0,各档速比为: 档位 速比 I 5.6:1 II 2.8:1 III 1.6IV 1.0:1 8:1 V 0.:1 计算汽车在V档、车速为40km/h时汽车传动系机械损失功率。 机械损失功率

6 已知数据同上题，请计算发动机转速分别为650r/min、3000r/min和5000r/min时汽车在V档的车速（注意：题中不得出现0.377）。

PmPe(1T)Ttqne[1(0.91.35104ne)]9549

16018.6km/h0.86650转时：

1v3.1420.36530006086km/h0.863000转时： 1v3.1420.365500060143km/h0.86 5000转时：

v3.1420.365650五、计算题6

2

1 某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m,旋转质量换算系数δ1=0.03,δ2=0.03,f=0.02,

iigi08.2传动系机械效率ηT=0.85,传动系速比，轮胎半径r0.367m，发动机的转矩为Te=25000 N·m, 道路附着系数为φ=0.4,求汽车全速从此20km/h加速至10秒时的车速。

u2u1FFt,即 由于t,所以,

u2u1at203.60.49.8110161.26km/h

a3 已知汽车的B=1.8m,hg=1.15m ,横坡度角为10°,R=22m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,设侧向附着系数为的0.3,不发生侧滑的最大车速（要求作图说明）是多少?

Rmgsinhgu2FcmRFmgcosmgcosB mgu2mcosmghgsinmgcosR

4 某发动机前置轿车的轴距L=2.6m,质心高度hg=0.60m, 道路附着系数为φ=0.4，汽车的总质量为m=1200kg,滚动阻力系数f=0.010，静止不动时前轴负荷为汽车总重的60％，后轴负荷为汽车总重的40％，请比较采用前置前驱动及前置后驱动时的附着利用情况。

ug(tg)R9.81(0.30.174)2210.11m/s

F1mg(L2hgf)Lhg12009.810.4(1.560.60.01)11548N2.60.60.4mg(L1fhg)F2五、计算题7

Lhg0.412009.81(10.40.0100.60)8456N2.600.400.6h4 已知汽车的B=1.8m,g=1.15m ,横坡度角为10°(要求给出示意图),R=45m, 求汽车在此圆形跑道上行驶,设侧向附着系数为的0.42,不发生侧滑,也不发生侧翻的最大车速是多少?

Rmgsinhgu2FcmRFmgcosmgcosB mg不发生侧滑的最大车速满足下列条件：

ug(tg)R9.81(0.420.173648)4516.2m/s不发生侧翻的最大车速满足： u2BRg2hg1023.141.8u459.833.4m/s21.15360故不发生侧滑也不发生侧翻的最大车速应该为16.2m/s. 5 某轿车轴距L=3.0m,质心至前轴距离a=1.55m,至后轴距离b=1.45m,汽车绕oz轴转动惯量Iz=3900kg·m,前轮总侧偏刚度k1=-6300N/rad,后轮总侧偏刚度k2=-110000N/rad,转向系总传动比i=20,汽车的总质量为2000kg,请求稳定性因数K和特征车速uach。

2

mab20001.551.45L2k2k13.0211000063000.05 K特征车速

ua13.616.1km/hk[返回五]

K6 写出由

12ayL导出

KK式

12ayL中参数为绝对值，而式

1FY2FY1ayLk2k1的详细过程。

1FY2FY1KayLkk12中侧偏角与侧向加速度均为

带符号参数，由于侧向加速度

ay与前、后轮的侧偏角

2符号相反，1、

故在式

K12ayL1FY2FY1KayLk2k1中添加一负号并转化为带符号参数形式即成式

五、计算题8

3 某汽车的总重量为20100N,L=3.2m,静态时前轴荷占55％，后轴荷占45％， K1=－38920N/rad,K2=-38300N/rad, 求特征车速和该车的稳态转向特性。

K因为

201000.453.20.553.20.059.813.23830038920，所以汽车为不足转向特性。

特征车速

ua13.616.1km/hk

ayddudtdt（要求有详细的推导步骤） 7 请推导出公式

沿oy轴速度分量：

沿oy轴加速度分量：

u＋aylimur＋tt0

五、计算题9

[(uu)sin＋()cos]uu＋u＋

6 已知汽车仅受纵向力（切向力）作用时纵向附着系数x00.75，而仅受横向力（侧向力）

0.40作用时横向力系数y0。请问汽车以等速圆周行驶时，纵向和横向附着力是如何变化的？

当仅有纵向力（切向力）作用时，纵向力为0.75mg; 当仅有横向力（侧向力）作用时，横向力为0.40mg。当既有纵向力也有横向力时，纵向力<0.75mg; 当仅有横向力（侧向力）作用时，横向力<0.40m，此时，合力等于横向力和纵向力的矢量和。 五、计算题10

\"21'2ua0s(2)ua03.6225.92jmax分析影响制动距离的主要因6 根据汽车制动距离计算公式：素，论述缩短汽车制动距离基本思路。

① 汽车制动距离S是其制动初始速度a0二次函数，a0是影响制动距离的最主要因

素之一；

② S是最大制动减速度的双曲线函数，也是影响制动距离的最主要因素之一。 ③ a0是随行驶条件而变化的使用因素，而的因素；

uuujmax是受道路条件和制动系技术条件制约

、制动力增长时间2的线性函数，2是与使用2调整有关，而2与制动系型式有关，改进制动系结构设计，可缩短2，从而缩短S。

④ S是制动器摩擦副间隙消除时间8 请写出式

沿oy轴速度分量：

aydurdt的详细推导过程

沿oy轴加速度分量：

[(uu)sin＋()cos]uu＋u＋

aylimu＋ur＋tt0

五、计算题11

2 解放CA1150PK2L3T1双后桥载货汽车设计核定装载质量m0=9000kg，装备质量为me6000kg，在水平良好路面(s0.75~0.85)，实施紧急制动时恰好前后轮同时抱死，试问该车装载m1=20000kg水泥在水平良好路面(s0.75~0.85)，并假设制动器最大制动力Fmaxm0gs)实施紧急制动时，汽车的制动力和减速度是多少？

由于该车超载，地面附着力大于制动器制动力，所以前后车轮并未抱死，地面制动力为 制动器制动力，即:

FbFb1Fb2(Fz1Fz2)mg(0.75~0.85)(90006000)9.81.5N 110362~125077制动减速度:

jmax

3 若汽车在划有中心实线的普通二级公路行驶，假设汽车载荷均匀，左、右制动器制动力相等，请问能否保证左右车轮地面制动力同时达到附着极限，并要求写出表达式（提示考虑道路横断面形状）。

汽车在制动过程中稍微向右侧发生侧偏现象，说明汽车右车轮的制动力稍大。出现这种现象的原因是因为道路带有一定的横向坡度（拱度），使得左侧车轮首先达到附着极限，而右侧车轮地面法向力较大，地面制动力尚未达到附着极限，因此会出现左侧有制动拖印，而右侧无拖印的现象。

4 某发动机前置轿车的轴距L=2.6m,质心高度hg=0.65m,汽车的总质量为m=1200kg,静止不

2

动时前轴负荷为汽车总重的65％，后轴负荷为汽车总重的35％，如果汽车以du/dt=-3m/s的减速度制动,请计算汽车前、后轴动载荷.

Fb110362125077.54.2454.811m/s2m总200006000ahg0.65Fz1G(ma)12009.80.651200(3)8544NLL2.6bhg0.65Fz2G(ma)12009.80.351200(3)3216NLL2.6

K12ayLK5 写出由导出

1FY2FY1ayLkk12的详细过程（注意单位和常数）。

K由

五、计算题12

1(12)Lay1FY2FY1FY2FY1K()2＝－1＝－Layk2k1k2，k1，所以

，因

ruRL写出由

L(1Ku2)导出(12)的详细过程。

稳态横摆角速度增益为

ru/L1Ku2

整理，得

rKu2ru/L

LruLKur

将

uray,Ru/r，

KayL＝12

KmayL1LaL2)1(mayL1mayL22()代入

yk2k1LayLk2Lk1

并把前轮转角作为输入，转向半径作为输出，则有

LR(12)RL或者

(12) 交院07级三班王娅娅 7