汽车理论习题集
导切向力方程式。
1.11 解释汽车加速行驶时质量换算系数的意义。汽车旋转质量换算系数由哪几部分组成？与哪些因素有关？
1.12 汽车轮胎半径增大，其它参数不变时，对汽车的加速性能和爬坡性能有何影响？说明理由。
1.13 如果轮胎使用不当，高速行驶时汽车的轮胎可能会发生爆裂，试简述轮胎出现了什么现象，并说明原因，如何有效避免轮胎发生爆胎。
1.14 汽车的最高行驶车速对应于发动机的最高转速，这种说法对吗？为什么？
1.15＊1 一辆车重为320000N的重型货车以108km/h的速度在公路上行驶，空气温度24°C，大气压强101kPa。货车宽2440mm，高4118mm，空气阻力系数0.65。货车安装子午线型轮胎，计算这些条件下的空气阻力和克服空气阻力所需的发动机功率，计算滚动阻力和克服滚动阻力所需的发动机功率。
1.16＊一辆具有1.95m2前端面积和空气阻力系数为0.42的轿车，以90km/h速度行驶，如果车辆遇到40km/h速度的顺风或者逆风，计算顺风、逆风两种条件下的空气阻力和克服空气阻力所需要的发动机功率。
1.17驱动力是否为真正作用在汽车上驱动汽车前进的（反）作用力，请说明理由。
1.18汽车用户说明书上给出的最高车速是如何确定的？
1.19 如何确定汽车样车的最高车速？在汽车设计和改装车设计阶段如何确定汽车最高车速？
1.20 用作图法或数值计算法确定的汽车最高车速是一个固定值，而汽车（例如样车）的最高车速却是一个平均值，为什么？
1.21 汽车空车与满载时相比，动力性有无变化？为什么？ 1.22 超车时该不该换入低一挡的排挡？为什么？ 1.23 影响附着系数的因素有哪些？
1.24＊已知某轿车发动机的转动惯量为0.09kg·m2，发动机的最大转矩/转速为272.8 Nm/4400rpm；变速器的相关数据如表1-1所示。
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带＊的题目均改编自（美）Thomas D.Gillespie著，赵六奇，金达锋译.车辆动力学基础.北京：清华大学出版社，2006.12
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第 1 章 汽车动力性
表1-1 某轿车变速器的数据
挡位 转动惯量kg·m2
传动比 传动效率
1 0.15 4.28 0.966
2 0.10 2.79 0.967
3 0.08 1.83 0.972
4 0.06 1.36 0.973
5 0.03 1.00 0.970
主减速器的转动惯量0.136，传动比2.92，传动效率0.99；驱动轮和从动轮的转动惯量均为1.24 kg·m2，车轮的周长2.01m；半径0.32m。
（1）计算传动系统在挂1挡时的有效转动惯量；
（2）忽略转动惯量带来的损失，试计算该轿车1挡和5挡的最大驱动力和对应的最高车速。
1.25 柏油或水泥路面经使用后，滚动阻力系数增加而附着系数下降，请说明其原因。
1.26 分析驱动－附着条件公式的地面法向反作用力与道路条件的关系。 1.27 说明小排量轿车、豪华轿车、商用车（载货汽车、大客车）、越野汽车采取何种驱动型式，并说明原因。
1.28 利用驱动－附着条件原理分析汽车不同驱动形式的适用条件。 1.29 汽车的驱动－附着条件为Ff?FW?Fj?Ft?F?，其中F???FZ。已知汽车（转弯或侧偏）行驶过程中驱动轴左右车轮的地面法向反作用力分别为Fzl和
Fzr，且Fzl?Fzr，此时公式Ftmax(v)???Fzl?Fzr?是否成立，并说明原因。
1.30＊ 试计算某后轮驱动轿车在中等摩擦路面上因附着条件限制的加速度，分别考虑差速器能够锁止和不能锁止两种情况，已知条件如表1-2所示。
表1-2 某轿车的基本参数 参数 总重量/N 前轴载荷/N 后轴载荷/N 质心高/mm 轴距/mm 轮距/mm 参数值 17578 9345 8233 533 2743 1499 参数 附着系数 主减速器传动比 轮胎半径/m 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 参数值 0.62 2.90 0.33 1560 380 3
汽车理论习题集
1.31 试计算某前轮驱动车辆由于附着条件限制的加速性能，该轿车的参数如表1-3所示。
表1-3 某轿车的基本参数
参数 总重量/N 前轴载荷/N 后轴载荷/N 质心高/mm 轴距/mm 轮距/mm 参数值 13795 8678 5117 483 2667 1524 参数 附着系数 主减速器传动比 轮胎半径/m 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 前悬架侧倾刚度/N·m/deg 参数值 0.62 3.70 0.32 130 84 ＊
1.32 试用汽车的动力特性图来分析汽车的动力性能。
1.33 画出具有四挡变速器汽车的动力特性图和驱动力—行驶阻力平衡图，说明它们有什么共同点和不同点。
1.34 画图说明什么是汽车的后备功率？写出汽车的后备功率的表达式并解释之。
1.35 汽车的后备功率对汽车的动力性和燃油经济性有何影响？
1.36 已知某汽车的总质量m=4600kg，CD=0.75，A=4m2，旋转质量换算系数
du?0.2 m/s2，dt??1.35，坡度角α=5°，f=0.015，传动系效率?T?0.85，加速度ua=30km/h，此时克服各种阻力需要的发动机输出功率是多少？
1.37 已知某轻型货车的汽油发动机使用外特性的Ttq?n曲线的拟合公式为
?n??n??n??n?Ttq??19.313?295.27???165.44???40.874???3.8445??
1000100010001000????????式中，Ttq为发动机转矩（N·m）; n为发动机转速（r/min）。
该车的其它基本参数如表1-4 所示。
表1-4 某轻型货车的基本参数
参数 装载质量/kg 整车整备质量/kg 参数值 2000 1800 参数 飞轮转动惯量If/kg·m2 二前轮转动惯量IW1/kg·m2 4
234参数值 0.218 1.798
第 1 章 汽车动力性
总质量/kg 车轮半径/m 传动系机械效率?t 滚动阻力系数f 空气阻力系数×迎风面积/m2 主减速器传动比i0 3880 0.367 0.85 0.013 2.77 5.83 四后轮转动惯量IW2/kg·m 变速器 轴距L /m 质心距前轴距离（满载）a /m 质心高（满载）hg /m 2 3.598 4挡/5挡 3.2 1.947 0.9 变速器（4挡和5挡）的传动比如表1-5所示。
表1-5 变速器传动比
四挡变速器 五挡变速器 1挡 6.09 5.56 2挡 3.09 2.769 3挡 1.71 1.644 4挡 1.00 1.0 5挡 — 0.793 确定该轻型货车的动力性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）。
1）绘制汽车驱动力—行驶阻力平衡图；
2）求汽车最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率； 3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2挡起步加速行驶至70km/h的车速-时间曲线，求汽车用2挡起步加速行驶至70km/h的时间。
（注：本题最好上机计算，可以选择Excel、VB、VC等软件进行计算和画图）
1.38 统计数据表明，装有0.5～2L排量发动机的轿车，若是前置发动机前轮驱动（F.F.）轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的61.5%；若是前置发动机后轮驱动（F.R.）轿车，其平均的前轴负荷为汽车总重力的55.7%。设某轿车的轴距L=2.6m，质心高度h=0.57m。试比较采用F.F.和F.R.型式时的附着力利用情况，分析时其前轴负荷率取相应型式的平均值。确定上述F.F.型轿车在??0.2及0.7路面上的附着力，并求由附着力所决定的极限最高车速与极限最大爬坡度及极限最大加速度（在求最大爬坡度和最大加速度时，可设FW?0）。其他有关参数为：m=1600kg，CD=0.45，A=2.00m2，f=0.02，δ=1.00。
1.39＊ 3.0L发动机排量的金牛座（Taurus）GL轿车，前轴载荷8673N，后
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轴载荷4882N，轴距2692mm，质心高508mm，假设驾驶员体重890N，前排乘客体重49%分配到前轴，51% 分配到后轴。该车从静止起步以1.83m/s2的加速度爬6%的坡度，求解此时载荷分布（即FZ1和FZ2）。
1.40＊ 一轿车的有关参数如下：总质量1600kg，质心位置 a=1450mm，b=1250mm，hg=630mm；发动机最大转矩 Ttqmax?140N?m；1挡传动比i1?3.85；主减速器传动比i0=4.08；传动效率?t?0.85；车轮半径r=300mm；飞轮转动惯量If=0.25kg·m2；全部车轮的转动惯量
?IW?4.5kg?m2（其中前轮的
。若该轿车为前轮驱动，当地面附着IW?2.25kg?m2，后轮的IW?2.25kg?m2）
系数为0.6时，在加速过程中发动机转矩能否充分发挥而产生应有的最大加速度？应如何调整质心在前、后方向的位置（即b值），才能保证获得应有的最大加速度。若令负荷率。
解题时，为计算方便，可忽略滚动阻力与空气阻力。
1.41＊ 如果你想买一部微型旅行车牵引你的船和拖车外出，如图1-3所示，在湖边度过周末。虽然你很喜欢新式的前驱动旅行车，但你不确定它是否能将你的船通过陡峭的斜坡从水中拖上来。
车辆的参数如表1-6所示。
表1-6 旅行车及小船/拖车组合后的基本参数
旅行车 前轴重量/N 后轴重量/N 质心高度/mm 拖钩高度/mm 拖钩距后轮距离/mm 轴距 参数 6764 5118 622 356 584 3048 小船/拖车组合 总重/N 拖钩负载/N 拖钩到拖车车轮距离/mm 质心高度/mm 参数 5340 1112 2794 889 b?100%为前轴负荷率，求原车的质心位置改变后，该车的前轴L当路面附着系数为0.3时，分别计算出这辆车车轮没有发生滑转的情况下，前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动三种情况下的最大爬坡度。
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