汽车-第一章1. 有一辆4⨯2的汽车, 前、后轴垂直载荷的分配为前轴占38%，后轴占62%，满载时的动力特性图如下。

满载, 油门全开, 通过一片泥沙地, 该地的滚动阻力系数为0.18, 附着系数为0.30。

试问选择什么档位才能保证汽车正常行驶？（忽略空气阻力）解：要使汽车能正常行，需满足下面条件，1 汽车的驱动力大于行驶中的总阻力，即FFFFFjwift+++≥2 驱动力转矩引起的切面反作用力不得大于附着力为汽车后轮负载设FX 2则ϕFFZ X 22≤又f FFFFFZ tftX 22-=-=可得)(2f FF Z t +≤ϕ所以有)(2f FFF Z tf+≤≤ϕ，设G 为汽车总重，可得)(62.0ϕ+≤≤f G Gf Ft因为0,=-=FFFwwtGD 代入上式得)(62.0ϕ+≤≤f D f 代入数值得到D 的范围2976.018.0≤≤D依图可知选择2挡能使汽车正常行驶。

2．已知某车总重为60kN, 前、后轴垂直载荷分别为25kN 、35kN ，主车最高挡（4挡）为直接挡，该挡最大驱动力为F t4=4 kN, 变速器第3、2、1挡传动比分别为1.61、2.56、4.2，此4×2后轴驱动汽车若通过f=0.15, ϕ=0.25的地带，问选择什么挡位汽车能正常行驶？忽略空气阻力。

解：4挡最大驱动力为直接挡时候的驱动力，即14=i g 时候的驱动力。

KNrTog tgt i i T F444==η即4=rTotgi T η则分别可以算出1 2 3挡的驱动力大小KN rTog tgt i i T F 8.162.4411=⨯==η，KN rTog tgt i i T F 24.1056.2422=⨯==ηKN rTog tgt i i T F44.661.1433=⨯==η要使汽车能正常行，需满足下面条件 1 汽车的驱动力大于行驶中的总阻力，即FFFFFjwift+++≥2 驱动力转矩引起的切面反作用力不得大于附着力为汽车后轮负载设FX 2则ϕFFZ X 22≤又f FFFFFZ tftX 22-=-=可得)(2f FF Z t +≤ϕ所以有)(2f FFFZ tf+≤≤ϕ，设G 为汽车总负载，忽略空气阻力 可得)(2ϕ+≤≤f Gf FFZ t)25.015.0(356015.0+⨯≤≤⨯FtKN KN Ft149≤≤,依上数据可知，3挡4挡动力不足；1挡会出现驱动轮滑转现象，故选择2挡可以使汽车正常行驶。

P272 1.3确定一轻型货车的性能（货车可装用4挡或5挡变速器，任选其中一种进行整车性能计算）（1） 绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。

（2） 求汽车的最高车速，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2挡起步加速行驶至70km/h的车速—时间曲线，或者用计算器求汽车2挡起步加速行驶到70km/h 的加速时间。

轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的T q —n 曲线拟合公式为432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq-+-+-=式中T q 为发动机转矩（N ∙m ）;n 为发动机转速（r/m ）.发动机的最低转速min /600min r n =，最高转速min /4000max r n = 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880kg 车轮半径 0.367m 传动系机械效率 ηT=0.85滚动阻力系数 f=0.013 空气阻力系数⨯迎风面积 277.2m A C D=主减速器传动比 83.50=i飞轮转动惯量 2218.0m kg If∙=二前轮转动惯量 21798.1m kg I w ∙= 四后轮转动惯量22598.3m kg Iw ∙=变速器转动比i g （数据如下表）1挡 2挡 3挡 4挡 5挡4挡变速器 6.09 3.09 1.71 1 — 5挡变速器 5.56 2.769 1.644 1 0.793轴距L=3.2m, 质心至前轴（满载）a=1.947m, 质心高（满载）m h g 9.0= 解：1绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图 汽车驱动力：rTogtgt i i T F η=行驶阻力：dtdu mGi AGf u cFFFF aDjiwf δ+++=+++212.21拟合公式：432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq-+-+-=发动机转速与汽车行驶速度之间的关系为：ii gnr ua 0377.0∙=依题意得代入已知条件即可求出汽车驱动力和行驶注意力与车速的关系 已知83.50=i ,85.0=ηT,r=0.3671挡参数n 600 1000 2000 3000 3500 4000 ua2.3383.8977.79411.69113.63915.588n/1000 0.6 1233.5 4Tq 106.621 147.547 174.947 169.731 163.049 146.471 Ft 8767.62612132.9814386.1713957.21 13407.8212044.54Fw0.716 1.989 7.957 17.904 24.37 31.83 (Ft-Fw)/G 0.231 0.319 0.378 0.367 0.352 0.316 (Ft-Fw)/G-f 0.218 0.306 0.365 0.354 0.339 0.303 1/a 0.688 0.489 0.41 0.423 0.442 0.4942挡参数n 600 1000 2000 3000 3500 4000 ua4.608 7.6815.36123.04126.88130.721n/1000 0.6 1233.5 4Tq 106.621 147.547 174.947 169.731 163.049 146.471 Ft 4448.5936156.1657299.3877081.758 6802.9626111.271 Fw2.782 7.727 30.91 69.546 94.66 123.638 (Ft-Fw)/G 0.117 0.162 0.191 0.184 0.176 0.157 (Ft-Fw)/G-f 0.104 0.149 0.178 0.171 0.163 0.144 1/a 1.108 0.774 0.646 0.671 0.704 0.7973挡参数n 600 1000 2000 3000 3500 4000 ua8.327 13.87927.75741.63648.57555.514n/1000 0.6 1233.5 4Tq 106.621 147.547 174.947 169.731 163.049 146.471 Ft 2461.8433406.81 4039.467 3919.031 3764.746 3381.966 Fw9.084 25.232 100.929 227.091 309.096 403.717 (Ft-Fw)/G 0.065 0.089 0.104 0.097 0.091 0.078 (Ft-Fw)/G-f 0.052 0.076 0.091 0.084 0.078 0.065 1/a2.0741.4071.1791.271.3721.6354挡参数n 600 1000 2000 3000 3500 4000 ua14.239 23.732 47.464 71.197 83.063 94.929 n/1000 0.6 1 2 3 3.5 4 Tq 106.621 147.547 174.947 169.731 163.049 146.471 Ft 1439.674 1992.287 2362.261 2291.831 2201.606 1977.758 Fw26.561 73.782 295.127 664.036 903.827 1180.508 (Ft-Fw)/G 0.037 0.05 0.054 0.043 0.034 0.021 (Ft-Fw)/G-f 0.024 0.037 0.041 0.03 0.021 0.008 1/a4.32 2.787 2.524 3.502 4.94 13.103UucFFF aaDwfAGf t 22131.0312.49412.21+=+=+=ua0 20 40 50 60 80 94.929ua 的平方 0 52.4 209.6 327.5 471.6 838.41180.5 Ff+Fw 494.312 546.712 703.912 821.812 965.912 1332.7121674.8计算可得到汽车驱动力与行驶驱动力平衡图2求汽车最高车速，最大爬坡坡度及克服该坡度时相应的附着率 （1） 最高车速：U ucFFF a aDwfAGf t 22131.0312.49412.21+=+=+=代入U a 与F t 公式有：2)09.68353697.00377(131.0312.494367.085.083.59.6⨯⨯⨯+=⨯⨯⨯n Tq把T q 公式代入：n>4000, min /4000maxr n= 则93.9483.50.14000367.0377.0max=⨯⨯=U（2）最大爬坡度:由1中的图知F tmax =14386.171N. 而G=38808.9⨯=38024N F f =3880⨯9.8⨯0.013=494.312N 由公式GF F F w f t )(arcsin+-=α把数据代入公式得：38024)0312.494(171.14386arcsin+-=α=︒21则i=tan α=tan ︒21=0.384（3）克服该坡度时相应的附着率, 忽略空气阻力和滚动阻力有：q=i 536.0384.02.39.02.3947.1384.02=⨯+=+=i L h L a i C g ϕ3 （1）绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626 )(1f D g dudt a -==δ，GD FFwt-=2挡时，128.11112222=++=∑ri i I rITo gfwmmηδ，rTogtgti i T Fη=432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n nTq-+-+-=UCFaDwA215.21=则可以得出曲线图（曲线从上到下分别为4 3 2 1的ua ）故从2档起步加速行驶至70km/h 所用的时间为s 96248=⨯.。