第一篇：汽车设计课后习题.(DOC)
第一章 汽车总体设计
1-1:在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问为什么要有五条基准线缺一不可？各基准线是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线，结果会怎样？ 答：在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。因此要有五条基准线才能绘制总布置图。
1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？ 答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m小，低制造难度 后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。
1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各参数是如何定义的？
答：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽
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车性能参数
1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。
2）质量参数：整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。
3）性能参数：(1)动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距(2)燃油经济性参数(3)汽车最小转弯直径(4)通过性几何参数(5)操纵稳定性参数(6)制动性参数(7)舒适性
1-4：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？
答：在绘总布置图时，按如下顺序：①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排气系统的布置⑪操纵系统的布置⑫车箱的布置
1-5：总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？
答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查
意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设
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计师应从整车角度出 发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。1-
6、具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车（跑车），不仅仅加速性好，速度又高，这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点？
优点：1将发动机布置在前后轴之间，使整车轴荷分配合理；2这种布置方式，一般是后轮驱动，附着利用率高；3可使得汽车前部较低，迎风面积和风阻系数都较低；4汽车前部较低，驾驶员视野好。
缺点：1发动机占用客舱空间，很难设计成四座车厢；2发动机进气和冷却效果差
第二章离合器设计
2-1：设计离合器及操纵机构时，各自应当满足哪些基本要求？
答：1可靠地传递发动机最大转矩，并有储备，防止传动系过载2接合平顺3分离要迅速彻底4从动部分转动惯量小，减轻换档冲击5吸热和散热能力好，防止温度
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过高6应避免和衰减传动系扭转共振，并具有吸振、缓冲、减噪能力7操纵轻便8作用在摩擦片上的总压力和 摩擦系数在使用中变化要小9强度足，动平衡好10结构简单、紧凑，质量轻、工艺性好，拆装、维修、调整方便
2-2：盘型离合器、离合器压紧弹簧和离合器压紧弹簧布置形式各有几种？它们各有哪些优缺点？ 答:
条件：转矩一样；盘尺寸一样；操纵机构一样。
二、压紧弹簧和布置形式的选择
1周置弹簧离合器：多用圆柱弹簧，一般用单圆周，重型货车用双圆周。优：结构简单、制造方便、缺：弹簧易回火，发动机转速很大时，传递力矩能力下降；弹簧靠在定位座上，接触部位磨损严重。
2中央弹簧离合器： 离合器中心用一至两个圆柱（锥）弹簧作压紧弹簧。优：压紧力足，踏板力小，弹簧不易回火 缺：结构复杂、轴向尺寸大 3斜置弹簧： 优：
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工作性能稳定，踏板力较小 缺：结构复杂、轴向尺寸较大
2-3：何谓离合器的后备系数？影响其取值大小的因素有哪些？
答：后备系数β：反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。选择β的根据：1摩擦片摩损后, 离合器还能可靠地传扭矩2防止滑磨时间过长（摩擦片从转速不等到转速相等的滑磨过程）3防止传动系过载 4）操纵轻便
2-4：膜片弹簧弹性特性有何特点？影响因素有那些？工作点最佳位置如何确定？
答：膜片弹簧有较理想的非线形弹性特性，可兼压紧弹簧和分离杠杆的作用。结构简单，紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；高速旋转时压紧力降低很少，性能较稳定，而圆柱螺旋弹簧压紧力降低明显；以整个圆周与压盘接触，压力分布均匀，摩擦片接触良好,磨损均匀；通风散热性能好，使用寿命长；与离合器中心线重合，平衡性好。影响因素有：制造工艺，制造成本，材质和尺寸精度。
2-5：今有单片和双片离合器各一个，它们的摩擦衬片内外径尺寸相同，传递的最大转距Tmax也相同，操纵机构的传动比也一样，问作用到踏板上的力Ff是否也相等？如果不相等，哪个踏板上的力小？为什么？
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答：不相等。因双片离合器摩擦面数增加一倍，因而传递转距的能力较大，在传递相同转距的情况下，踏板力较小。
第三章 机械式变速器设计
3-1：分析3-12所示变速器的结构特点是什么？有几个前进挡？包括倒档在内，分别说明各档的换档方式，那几个采用锁销式同步器换档？那几个档采用锁环式同步换档器？分析在同一变速器不同档位选不同结构同步器换档的优缺点？
答：结构特点：档位多，改善了汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。工友5个前进档，换档方式有移动啮合套换档，同步器换档和直齿滑动齿轮换档。同步器换档能保证迅速，无冲击，无噪声，与操作技术和熟练程度无关，提高了汽车的加速性，燃油经济性和行驶安全性。结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸大
3-2：为什么中间轴式变速器的中间轴上齿轮的螺旋方向一律要求取为右旋，而第一轴、第二轴上的斜齿轮螺旋方向取为左旋？ 答：斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。在设计时，力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命。
3-3：为什么变速器的中心距A对齿轮的接触强度有影
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响？并说明是如何影响的？
答：中心距A是一个基本参数，其大小不仅对变速器的外型尺寸，体积和质量大小都有影响，而且对齿轮的接触强度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越短，最小允许中心距应当由保证齿轮有必要的接触强度来确定。
第四章 万向传动轴设计
4-1：解释什么样的万向节是不等速万向节、准等速万向节和等速万向节？
答：不等速万向节是指万向节连接的两轴夹角大于零是，输出轴和输入轴之间以变化的瞬时角速度比传递运动，但平均角速度相等的万向节。准等速万向节是指在设计角度下以相等的瞬时角速度传递运动，而在其他角度下以近似相等的瞬时角速度传递运动的万向节。等速万向节是指输出轴和输入轴以始终相等的瞬时角速度传递运动的万向节。
4-2：什么样的转速是转动轴的临界转速？影响临界转速的因素有那些？
答：临界转速：当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以至振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速；影响因素有：传动轴的尺寸，结构及支撑情况等。
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4-3：说明要求十字轴向万象节连接的两轴夹角不宜过大的原因是什么？
答：两轴间的夹角过大会增加附加弯距，从而引起与万向节相连零件的按区振动。在万向节主从动轴支承上引起周期性变化的径向载荷，从而激起支撑出的振动，使传动轴产生附加应力和变形从而降低传动轴的疲劳强度。为了控制附加弯距，应避免两轴间的夹角过大。
第五章 驱动桥设计
1、驱动桥主减速器有哪几种结构形式？简述各种结构形式的主要特点及其应用。
答:根据齿轮类型：(1)弧齿锥齿轮：主、从动齿轮的轴线垂直相交于一点。应用：主减速比小于2.0时(2)双曲面齿轮：主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，且主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线向上或向下偏移一距离。应用：主减速器比大于4.5而轮廓尺寸有限时(3)圆柱齿轮：广泛用于发动机横置的前置前驱车的驱动桥和双级主减速器驱动桥以及轮边减速器。(4)蜗轮蜗杆：主要用于生产批量不大的个别总质量较大的多桥驱动汽车和具有高转速发动机的客车上。根据减速器形式：1单级主减速器：结构：单机齿轮减速 应用：主传动比i0≤7的汽车上2双级主减速器：结构：两级齿轮减速组成 应用：主传动比i0 为7-12的汽车上3双速主减速器：结
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构：由齿轮的不同组合获得两种传动比 应用：大的主传动比用于汽车满载行驶或在困难道路上行驶；小的主传动比用于汽车空载、半载行驶或在良好路面上行驶。4贯通式主减速器：结构：结构简单，质量较小，尺寸紧凑 应用：根据结构不同应用于质量较小或较大的多桥驱动车上。
5-2：主减速器中，主、从动锥齿轮的齿数应当如何选择才能保证具有合理的传动特性和满足结构布置上的要求？
答：1为了磨合均匀，主动齿轮齿数z1、从动齿轮齿数z2应避免有公约数。2为了得到理
想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不少于40。3为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车，z1一般不少于9；对于商用车，z1一般不少于6。4主传动比i0较大时，z1尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙。5对于不同的主传动比，z1和z2应有适宜的搭配。
5-3：简述多桥驱动汽车安装轴间差速器的必要性。答：多桥驱动汽车在行驶过程中，各驱动桥的车轮转速会因车轮行程或滚动半径的差异而不等，如果前、后桥间刚性连接，则前、后驱动车轮将以相同的角速度旋转，从而产生前、后驱动车轮运动学上的不协调。
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5-4：对驱动桥壳进行强度计算时，图示其受力状况并指出危险断面的位置，验算工况有几种？各工况下强度验算的特点是什么？
答：驱动桥壳强度计算全浮式半轴的驱动桥强度计算的载荷工况：与半轴强度计算的三种载荷工况相同。危险断面：钢板弹簧座内侧附近；桥壳端部的轮毂轴承座根部（1）当牵引力或制动力最大时，桥壳钢板弹簧座处危险断面的（2）当侧向力最大时，桥壳内、外板簧座处断面（3）当汽车通过不平路面时 桥壳的许用弯曲应力为300~500MPa，许用扭转切应力为150~400MPa。可锻铸铁桥壳取较小值，钢板冲压焊接壳取较大值。
5-5：汽车为典型布置方案，驱动桥采用单级主减速器，且从动齿轮布置在左侧，如果将其移到右侧，试问传动系的其他部分需要如何变动才能满足使用要求，为什么? 答：可将变速器由三轴改为二轴的，因为从动齿轮布置方向改变后，半轴的旋转方向将改变，若将变速器置于前进挡，车将倒行，三轴式变速器改变了发动机的输出转矩，所以改变变速器的形式即可，由三轴改为二轴的。
第六章 悬架设计
6-1：设计悬架和设计独立悬架导向机构时，各应当满
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足哪些基本要求？
答：悬架：1保证汽车有良好行驶平稳性2具有合适的衰减振动3保证汽车有良好的操作稳定性4汽车加速或制动时，保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适5有良好的隔音能力6结构紧凑，占用空间尺寸小7可靠传递车身与车轮间的力与力矩，满足零件不见质量小，同时有足够的强度和寿命
悬架导向机构：对前轮独立悬架导向机构的要求是：1)悬架上载荷变化时，保证轮距变化不超过±4.0mm，轮距变化大会引起轮胎早期磨损。2)悬架上载荷变化时，前轮定位参数要有合理的变化特性，车轮不应产生纵向加速度。3)汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小。在0．4g侧向加速度作用下，车身侧倾角不大于6°～7°，并使车轮与车身的倾斜同向，以增强不足转向效应。4)汽车制动时，应使车身有抗前俯作用；加速时，有抗后仰作用。
对后轮独立悬架导向机构的要求是：1)悬架上的载荷变化时，轮距无显著变化。2)汽车转弯行驶时，应使车身侧倾角小，并使车轮与车身的倾斜反向，以减小过多转向效应。此外，导向机构还应有够强度，并可靠地传递除垂直力以外的各种力和力矩。
6-2：汽车悬架分非独立悬架和独立悬架两类，独立悬架又分为几种形式？它们各自有何优缺点？
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答：1双横臂式:侧倾中心高度比较低，轮距变化小，轮胎磨损速度慢，占用较多的空间，结构稍复杂，前悬使用得较多2单横臂式:侧倾中心高度比较高，轮距变化大，轮胎磨损速度快，占用较少的空间，结构简单，但目前使用较少3单纵臂式:侧倾中心高度比较低，轮距不变，几乎不占用高度空间，结构简单，成本低，但目前也使用较少4单斜臂式：侧倾中心高度居单横臂式和单纵臂式之间，轮距变化不大，几乎不占用高度空间，结构稍复杂，结
构简单，成本低，但目前也使用较少5麦弗逊式：侧倾中心高度比较高，轮距变化小，轮胎
磨损速度慢，占用较小的空间，结构简单、紧凑、乘用车上用得较多。
6-3：影响选取钢板长度，厚度，宽度及数量的因数有哪些？
答：钢板弹簧长度指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。在总布置可能的条件下，尽量将L取长些，乘用车L=（0。4-0。55）轴距；货车前悬架L=（0。26-0。35）轴距，后悬架L=（0。35-0。45）轴距。片厚h选取的影响因素有片数n，片宽b和总惯性矩J。影响因素总体来说包括满载静止时，汽车前后轴（桥）负荷G1，G2和簧下部分荷重Gu1，Gu2，悬架的静扰度fc和动扰度fd，轴距等。
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6-4：以纵置钢板弹簧悬架为例说明轴转向效应。为什么后悬架采用钢板弹簧结构时，要求钢板弹簧的前铰接点比后铰接点要低些？
答：轴转向效应是指前、后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向行驶时，内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载状态，于是内侧悬架缩短，外侧悬架因受压而伸长，结果与悬架固定连接的车轴的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度，对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加，对后桥，则增加了汽车过多转向趋势。使后悬架钢板弹簧前铰接点（吊耳）比后铰接点（吊耳）低，是为了使后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。由于悬架钢板弹簧前铰接点（吊耳）比后铰接点（吊耳）低，所以悬架的瞬时运动中心位置降低，处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹发生偏移。
6-5：解释为什么设计麦弗逊式悬架时，它的主销轴线、滑柱轴线和弹簧轴线三条线不在一条线上？
答：（1）主销轴线与滑柱轴线不在一条线上的原因： 在对麦弗逊悬架受力分析中，作用在导向套上的横向力F3=F1ab/(c+b)(d-c)，横向力越大，则作用在导向套上的摩擦力F3f越大，这对汽车平顺性有不良影响，为减小摩擦力，可通过减小F3，增大c+b时，将使悬架占用空间增加，在布置上有困难；若采用增加减振器轴线倾斜度的方法，可达到减小a的目的，但也存在布置困难的 13 / 17
问题。
（2）弹簧轴线与减振器轴线在一条线上的原因： 为了发挥弹簧反力减小横向力F3的作用，有时还将弹簧下端布置得尽量靠近车轮，从而造成弹簧轴线成一角度。
第七章 转向系设计
7-1：人人皆知：设计转向系时，至少要求做到转向轮的转动方向与转向盘的转动方向保持一致。回答下列问题： 1），当采用循环球式转向器时，影响转向轮和转向盘转动方向保持一致的因素都有哪些？
答：①差速器+万向节：但存在一个反作用力，系统有回复到直线（差速器2方无速度差）的趋势。力的大小和速度差有线性关系。②转向助力系统：油压或电动机构，抵消（减少）上述线性关系。2），当采用齿轮齿条式转向器时，影响转向轮与转向盘转动方向保持一致的因素都有哪些？ 答：一般多采用斜齿圆柱齿轮/有齿轮模数主动小齿轮齿数及其压力角/齿轮螺旋角/齿条齿数/变速比的齿条压力角/齿轮的抗弯强度和接触强度.3），当采用液压动力转向时，影响转向轮与转向盘转动方向保持一致的因素都有哪些？ 答：万向节和锥形齿轮的啮合
7-2 液压动力转向的助力特性与电动助力转向的助力特
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性或电控液压助力转向的助力特性之间有什么区别？车速感应型的助力特性具有什么特点和优缺点？
答：液压助力：液压泵产生的油液压力帮助减轻转向操作时遇到的阻力，助力能量能通过调节液压阀进行调节，从而实现轻松转向。它的特点是技术相当成熟，普及率是最高的。液压式动力转向由于油液的工作压力高，动力缸尺寸、质量小，结构紧凑，油液具有不可压缩性，灵敏度高以及有也得阻尼作用也可以吸收路面的冲击等优点，被广泛使用。EPS（电动助力转向）：根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向操作。电动助力转向系统只需电力不用液压，与机械式液压动力转向系统相比较省略了许多元件。没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，零件数目少，布置方便，重量轻。而且无“寄生损失”和液体泄漏损失。因此电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右，提高了汽车的运行性能。与液压助力相比具有节能环保，装配方便，效率高，路感好，回正性好的优点。电控液压助力转向ECHPS：EHPS是在液压助力系统基础上发展起来的，其特点是原来有发动机带动的液压助力泵改由电机驱动，取代了由发动机驱动的方式，节省了燃油消耗。ECHPS是在传统的液压助力转向系统的基础
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上增加了电控装置构成的。电液助力转向系统的助力特性可根据转向速率、车速等参数设计为可变助力特性，使驾驶员能够更轻松便捷的操纵汽车。
车速感应式转向助力机构以液压动力转向机构为基础增加控制器和执行元件构成电控液压助力转向系统，同时通过车速传感器将车速信号传至控制器或微型计算机系统，控制电液转换装置改变助力特性，达到在低速或急转弯行驶时驾驶员能以很小的力转动方向盘，而在高速行驶时又能以稍重的手力进行转向操作。
7-3：转向系的性能参数包括哪些？各自如何定义的？齿轮齿条式转向器的传动比定义及变速比工作原理是什么？
转向器的正效率：功率P从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率。转向器的逆效率：功率p 从转向摇臂输入，经转向轴输出所求的效率。逆效率大小不同，转向器可分为可逆式、极限可逆式和不可逆式。转向系的传动比包括转向系的角传动比wio和转向系的力传动比ip。
从轮胎接地面中心作用在两个轮上的合力2Fw与作用在转向盘上的手力Fh之比，称为力传动比。转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比，称为转向系角传动比iwo（也是齿轮齿条传动比定义）
转向盘角速度ωw与摇臂轴角速度之比ωp，称为转向器
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角传动比iw。
摇臂轴角速度ωp与同侧转向节偏转角速度ωk之比，称
’为转向传动机构的角传动比iw 变速比工作原理：太多，详见P230
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第二篇：汽车构造课后习题答案
·汽车发动机通常是由哪些机构与系统组成的？它们各有什么功用 ？
答： 汽车发动机通常是由两个机构和五个系统组成的。其中包括： 机体组、曲柄连杆机构，配气机构、供给系、点 火系、冷却系、润滑系和启动系。通常把机体组列入曲柄连杆机构。曲柄连杆机构是将活塞的直线往复运动变为曲 轴的旋转运动并输出动力的机构。配气机构是使可燃烧气体及时充入气缸并及时从气缸排出废气。供给系是把汽油 和空气混合成成分合适的可燃混合气供入气缸，以供燃烧，并将燃烧生成的废气排除发动机。冷却系是把受热机件 的热量散到大气中去，以保证发动机正常工作。润滑系是将润滑油供给作相对运动的零件，以减少它们之间的摩擦 阻力，减轻机件的磨损，并部分的冷却摩擦表面。启动系用以使静止的发动机启动并转入自行运转。
·柱塞式与分配式喷油泵的计量和调节何差别？答:柱塞式喷油泵供油量取决于各分泵柱塞的有效
供油行程。分配式喷油泵的供油量取决于分配柱塞的有效供油行程，保证供油的均匀。柱塞式喷油泵供油量调节： 】 使柱塞与柱塞套之间相对转动，可调节各缸有效供油行程，从而调节供油量。调节滚轮部件的高度 H，以纠正因垫 片磨损造成的各缸供油误差。分配式喷油泵供油量调节：移动油量调节套筒，即可改变有效供油行程。
·冷却系功用是什么？冷却强度为什么要调节？如何调节？】）把受热零件吸收的热量及时散 功用：
发，保证发动机在适温下工作。发动机温度过热：）工作过程恶化，零件强度降低，机油变质，零件磨损加剧，导致 发动机动力性经济性可靠性耐久性全面下降。发动机温度过冷： 发动机散热、）摩擦损失增加，磨损加剧，排放恶化，工作粗暴，发动机功率下降及油耗率增加。调节： 】(1).改变通过散热器的空气流量。通常利用百叶窗和各种自动风 扇离合器来实现改变通过散热器的空气流量。改变通过散热器的冷却水的流量：(2)常用节温器来控制通过散热器冷 却水的流量。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种。
·柴油机与汽油机在混和气形成与点火方式上有何不同？压缩比为何不一样？答： 汽油机： 汽
油粘度小蒸发性好，燃点高于380ºC。在化油器形成混合气，进气缸，在压缩接近上止点时由火花塞发火点燃混 合气。即外火源点燃。柴油机：柴油粘度大，蒸发性差，自燃度为 250ºC 左右。在气缸内部形成混合气，即在 压缩接近终了由喷油泵提供雾状，通过喷油器喷入气缸与压缩后高温空气混合，压缩自燃，压缩比设计得较大。
·四冲程汽油机和柴油机在总体构造上
第三篇：汽车理论课后习题Matlab程序
汽车理论课后习题Matlab程序
1.3
确定一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）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
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档起步加速行驶至70km/h的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至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Tq-n曲线的拟合公式为
式中，Tq为发动机转矩（N•m）;n为发动机转速（r/min）。
发动机的最低转速nmin=600r/min,最高转速nmax=4000r/min。
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
CDA=2.77m2
主减速器传动比
i0=5.83
飞轮转动惯量
If=0.218kg•m2
二前轮转动惯量
Iw1=1.798kg•m2
四后轮转动惯量
Iw2=3.598kg•m2
变速器传动比
ig(数据如下表)
Ⅰ档
Ⅱ档
Ⅲ档
Ⅳ档
Ⅴ档
四档变速器
6.09
3.09
1.71
1.00
五档变速器
5.56
2.769
1.644
1.00
0.793
轴距
L=3.2m
质心至前轴距离（满载）
a=1.974m
质心高（满载）
hg=0.9m
解：Matlab程序：
(1)
求汽车驱动力与行驶阻力平衡图和汽车最高车速程序：
n=[600:10:4000];
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;
m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[5.56
2.769
1.644
1.00
0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;
L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;
Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;
Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;
Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;
Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;
ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;
ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;
ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;
ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;
ua=[0:5:120];
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/21.15;
Fz=Ff+Fw;
plot(ua1,Ft1,ua2,Ft2,ua3,Ft3,ua4,Ft4,ua5,Ft5,ua,Fz);
title(＇驱动力-行驶阻力平衡图＇);
xlabel(＇ua(km/s)＇);
ylabel(＇Ft(N)＇);
gtext(＇Ft1＇),gtext(＇Ft2＇),gtext(＇Ft3＇),gtext(＇Ft4＇),gtext(＇Ft5＇),gtext(＇Ff+Fw＇);
zoom
on;
[x,y]=ginput(1);
zoom
off;
disp(＇汽车最高车速=＇);disp(x);disp(＇km/h＇);
汽车最高车速=
99.3006
km/h
(2)求汽车最大爬坡度程序：
n=[600:10:4000];
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;
m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[5.56
2.769
1.644
1.00
0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;
L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;
Ff=G*f;
Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;
Fz1=Ff+Fw1;
Fi1=Ft1-Fz1;
Zoom
on;
imax=100*tan(asin(max(Fi1/G)));
disp(＇汽车最大爬坡度=＇);
disp(imax);
disp(＇%＇);
汽车最大爬坡度=
35.2197%
(3)求最大爬坡度相应的附着率和求汽车行驶加速度倒数曲线程序：
clear
n=[600:10:4000];
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;
m=3880;g=9.8;nmin=600;nmax=4000;
G=m*g;
ig=[5.56
2.769
1.644
1.00
0.793];nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;
L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
Ft1=Tq*ig(1)*i0*nT/r;
Ft2=Tq*ig(2)*i0*nT/r;
Ft3=Tq*ig(3)*i0*nT/r;
Ft4=Tq*ig(4)*i0*nT/r;
Ft5=Tq*ig(5)*i0*nT/r;
ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;
ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;
ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;
ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;
ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;
Fw1=CDA*ua1.^2/21.15;
Fw2=CDA*ua2.^2/21.15;
Fw3=CDA*ua3.^2/21.15;
Fw4=CDA*ua4.^2/21.15;
Fw5=CDA*ua5.^2/21.15;
Ff=G*f;
deta1=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(1)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);
deta2=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(2)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);
deta3=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(3)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);
deta4=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(4)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);
deta5=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig(5)^2*i0^2*nT)/(m*r^2);
a1=(Ft1-Ff-Fw1)/(deta1*m);ad1=1./a1;
a2=(Ft2-Ff-Fw2)/(deta2*m);ad2=1./a2;
a3=(Ft3-Ff-Fw3)/(deta3*m);ad3=1./a3;
a4=(Ft4-Ff-Fw4)/(deta4*m);ad4=1./a4;
a5=(Ft5-Ff-Fw5)/(deta5*m);ad5=1./a5;
plot(ua1,ad1,ua2,ad2,ua3,ad3,ua4,ad4,ua5,ad5);
axis([0
0
10]);
title(＇汽车的加速度倒数曲线＇);
xlabel(＇ua(km/h)＇);
ylabel(＇1/a＇);
gtext(＇1/a1＇);gtext(＇1/a2＇);gtext(＇1/a3＇);gtext(＇1/a4＇);gtext(＇1/a5＇);
a=max(a1);
af=asin(max(Ft1-Ff-Fw1)/G);
C=tan(af)/(a/L+hg*tan(af)/L);
disp(＇假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=＇);
disp(C);
假设后轮驱动，最大爬坡度相应的附着率=
0.4219
(4)
>>clear
nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;If=0.218;
Iw1=1.798;Iw2=3.598;L=3.2;a=1.947;hg=0.9;m=3880;g=9.8;
G=m*g;
ig=[5.56
2.769
1.644
1.00
0.793];
nmin=600;nmax=4000;
u1=0.377*r*nmin./ig/i0;
u2=0.377*r*nmax./ig/i0;
deta=0*ig;
for
i=1:5
deta(i)=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*(ig(i))^2*i0^2*nT)/(m*r^2);
end
ua=[6:0.01:99];N=length(ua);n=0;Tq=0;Ft=0;inv_a=0*ua;delta=0*ua;
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/21.15;
for
i=1:N
k=i;
if
ua(i)<=u2(2)
n=ua(i)*(ig(2)*i0/r)/0.377;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;
Ft=Tq*ig(2)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(2)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;
elseif
ua(i)<=u2(3)
n=ua(i)*(ig(3)*i0/r)/0.377;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;
Ft=Tq*ig(3)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(3)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;
elseif
ua(i)<=u2(4)
n=ua(i)*(ig(4)*i0/r)/0.377;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;
Ft=Tq*ig(4)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(4)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;
else
n=ua(i)*(ig(5)*i0/r)/0.377;
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000)^2+40.874*(n/1000)^3-3.8445*(n/1000)^4;
Ft=Tq*ig(5)*i0*nT/r;
inv_a(i)=(deta(5)*m)/(Ft-Ff-Fw(i));
delta(i)=0.01*inv_a(i)/3.6;
end
a=delta(1:k);
t(i)=sum(a);
end
plot(t,ua);
axis([0
0
100]);
title(＇汽车2档原地起步换挡加速时间曲线＇);
xlabel(＇时间t（s）＇);
ylabel(＇速度ua（km/h）＇);
>>
ginput
ans
=
25.8223
70.0737
25.7467
70.0737
所以汽车2档原地起步换挡加速行驶至70km/h的加速时间约为25.8s
2.7已知货车装用汽油发动机的负荷特性与万有特性。负荷特性曲线的拟合公式为：
其中，b为燃油消耗率[g/(kW•h)]；Pe为发动机净功率（kW）；拟合式中的系数随转速n变化。怠速油耗（怠速转速400r/min）。
计算与绘制题1.3中货车的1）汽车功率平衡图。
2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。或利用计算机求货车按JB3352-83规定的六工况循环行驶的百公里油耗。计算中确定燃油消耗值b时，若发动机转速与负荷特性中给定的转速不相等，可由相邻转速的两根曲线用插值法求得。
解：Matlab程序：
(1)
汽车功率平衡图程序：
clear
n=[600:10:4000];
Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;
m=3880;g=9.8;
G=m*g;
ig=[5.56
2.769
1.644
1.00
0.793];
nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;
L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
ua1=0.377*r*n/ig(1)/i0;
ua2=0.377*r*n/ig(2)/i0;
ua3=0.377*r*n/ig(3)/i0;
ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;
ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;
Pe1=Tq.*ig(1)*i0.*ua1./(3600*r);
Pe2=Tq.*ig(2)*i0.*ua2./(3600*r);
Pe3=Tq.*ig(3)*i0.*ua3./(3600*r);
Pe4=Tq.*ig(4)*i0.*ua4./(3600*r);
Pe5=Tq.*ig(5)*i0.*ua5./(3600*r);
ua=[0:0.35:119];
Ff=G*f;
Fw=CDA*ua.^2/21.15;
Pf=Ff*ua/3600;
Pw=Fw.*ua/3600;
Pe0=(Pf+Pw)./nT;
Pe=max(Pe1);
plot(ua1,Pe1,ua2,Pe2,ua3,Pe3,ua4,Pe4,ua5,Pe5,ua,Pe0,ua,Pe);
axis([0
119
0
100]);
title(＇汽车功率平衡图＇);
xlabel(＇ua(km/h)＇);
ylabel(＇Pe(kw)＇);
gtext(＇1＇),gtext(＇2＇),gtext(＇3＇),gtext(＇4＇),gtext(＇5＇),gtext(＇(Pf+Pw)/et＇),gtext(＇Pe＇);
（2）最高档与次高档的等速百公里油耗曲线程序：
clear
n=600:1:4000;
m=3880;g=9.8;
G=m*g;
ig=[5.56
2.769
1.644
1.00
0.793];
nT=0.85;r=0.367;f=0.013;CDA=2.77;i0=5.83;
L=3.2;a=1.947;hg=0.9;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;
n0=[815
1207
1614
2012
2603
3006
3403
3804];
B00=[1326.8
1354.7
1284.4
1122.9
1141.0
1051.2
1233.9
1129.7];
B10=[-416.46
-303.98
-189.75
-121.59
-98.893
-73.714
-84.478
-45.291];
B20=[72.379
36.657
14.524
7.0035
4.4763
2.8593
2.9788
0.71113];
B30=[-5.8629
-2.0553
-0.51184
-0.18517
-0.091077
-0.05138
-0.047449
-0.00075215];
B40=[0.17768
0.043072
0.0068164
0.0018555
0.00068906
0.00035032
0.00028230
-0.000038568];
B0=spline(n0,B00,n);
B1=spline(n0,B10,n);
B2=spline(n0,B20,n);
B3=spline(n0,B30,n);
B4=spline(n0,B40,n);
Ff=G*f;
ua4=0.377*r*n/ig(4)/i0;
ua5=0.377*r*n/ig(5)/i0;
Fz4=Ff+CDA*(ua4.^2)/21.15;
Fz5=Ff+CDA*(ua5.^2)/21.15;
Pe4=Fz4.*ua4./(nT*3.6*1000);
Pe5=Fz5.*ua5./(nT*3.6*1000);
for
i=1:1:3401
b4(i)=B0(i)+B1(i)*Pe4(i)+B2(i)*Pe4(i).^2+B3(i)*Pe4(i).^3+B4(i)*Pe4(i).^4;
b5(i)=B0(i)+B1(i)*Pe5(i)+B2(i)*Pe5(i).^2+B3(i)*Pe5(i).^3+B4(i)*Pe5(i).^4;
end
pg=7.0;
Q4=Pe4.*b4./(1.02.*ua4.*pg);
Q5=Pe5.*b5./(1.02.*ua5.*pg);
plot(ua4,Q4,ua5,Q5);
axis([0
30]);
title(＇最高档与次高档等速百公里油耗曲线＇);
xlabel(＇ua(km/h)＇);
ylabel(＇百公里油耗（L/100km）＇);
gtext(＇4＇),gtext(＇5＇);
3.1改变1.3题中轻型货车的主减速器传动比，做出为5.17、5.43、5.83、6.17、6.33时的燃油经济性—加速时间曲线，讨论不同值对汽车性能的影响。
解：Matlab程序：
主程序：
i0=[5.17,5.43,5.83,6.17,6.33];
%输入主传动比的数据
for
i=1:1:5
y(i)=jiasushijian(i0(i));
%求加速时间
end
y;
for
i=1:1:5
b(i)=youhao(i0(i));
%求对应i0的六工况百公里油耗
end
b;
plot(b,y,＇+r＇)
hold
on
b1=linspace(b(1),b(5),100);
y1=spline(b,y,b1);
%三次样条插值
plot(b1,y1);
%绘制燃油经济性-加速时间曲线
title(＇燃油经济性—加速时间曲线＇);
xlabel(＇百公里油耗(L/100km)＇);
ylabel(＇加速时间s＇);
gtext(＇i0=5.17＇),gtext(＇i0=5.43＇),gtext(＇i0=5.83＇),gtext(＇i0=6.17＇),gtext(＇i0=6.33＇);
子程序：
(1)
function
y=jiasushijian(i0)
%求加速时间的处理函数
n1=linspace(0,5000);
%先求各个档位的驱动力
nmax=4000;nmin=600;r=0.367;yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;G=(3880)*9.8;ig=[6.09,3.09,1.71,1.00];%i0=5.83
for
i=1:1:4
%i为档数
uamax(i)=chesu(nmax,r,ig(i),i0);
%计算各个档位的最大速度与最小速度
uamin(i)=chesu(nmin,r,ig(i),i0);
ua(i,:)=linspace(uamin(i),uamax(i),100);
n(i,:)=zhuansu(ua(i,:),r,ig(i),i0);
%计算各个档位的转速范围
Ttq(i,:)=zhuanju(n(i,:));
%求出各档位的转矩范围
Ft(i,:)=qudongli(Ttq(i,:),ig(i),i0,yita,r);
%求出驱动力
F(i,:)=f*G+CDA*(ua(i,:).^2)/21.15;
%求出滚动阻力和空气阻力的和
delta(i,:)=1+(1.798+3.598+0.218*(ig(i)^2)*(i0^2)*yita)/(3880*r^2);
%求转动质量换算系数
a(i,:)=1./(delta(i,:).*3880./(Ft(i,:)-F(i,:)));
%求出加速度
F2(i,:)=Ft(i,:)-F(i,:);
end
%下面分各个档位进行积分，求出加速时间
temp1(1,:)=ua(2,:)/3.6;
temp1(2,:)=1./a(2,:);
n1=1;
for
j1=1:1:100
if
ua(3,j1)>max(ua(2,:))&&ua(3,j1)<=70
temp2(1,n1)=ua(3,j1)/3.6;
temp2(2,n1)=1./a(3,j1);
n1=n1+1;
end
end
n2=1;
for
j1=1:1:100
if
ua(4,j1)>max(ua(3,:))&&ua(4,j1)<=70;
temp3(1,n2)=ua(4,j1)/3.6;
temp3(2,n2)=1./a(4,j1);
n2=n2+1;
end
end
y=temp1(1,1)*temp1(2,1)+qiuji(temp1(1,:),temp1(2,:))+qiuji(temp2(1,:),temp2(2,:))+qiuji(temp3(1,:),temp3(2,:));
end
(2)
function
ua=chesu(n,r,ig,i0);
%由转速计算车速
ua=0.377*r.*n/(ig*i0);
(3)
function
n=zhuansu(ua,r,ig,i0);
%求转速
n=ig*i0.*ua./(0.377*r);
end
(4)
function
y=zhuanju(n);
%求转矩函数
y=-19.313+295.27.*(n./1000)-165.44.*(n./1000).^2+40.874.*(n./1000).^3-3.8445.*(n./1000).^4;
(5)
function
y=qudongli(Ttq,ig,i0,yita,r);
%求驱动力函数
y=(ig*i0*yita.*Ttq)/r;
end
(6)
function
p=qiuji(x0,y0)
%求积分函数
n0=size(x0);
n=n0(2);
x=linspace(x0(1),x0(n),200)
;
y=spline(x0,y0,x);
%插值
%
figure;plot(x,y);
p=trapz(x,y)
;
end
(7)
%求不同i0下的六工况油耗
function
b=youhao(i0);
global
f
G
CDA
yita
m
r
If
Iw1
Iw2
pg
B0
B1
B2
B3
B4
n
%声明全局变量
ig=[6.09,3.09,1.71,1.00];r=0.367;
yita=0.85;CDA=2.77;f=0.013;%i0=5.83;
G=(3880)*9.8;If=0.218;Iw1=1.798;Iw2=3.598;m=3880;
%汽车的基本参数设定
n0=[815
1207
1614
2012
2603
3006
3403
3804];
B00=[1326.8
1354.7
1284.4
1122.9
1141.0
1051.2
1233.9
1129.7];
B10=[-416.46
-303.98
-189.75
-121.59
-98.893
-73.714
-84.478
-45.291];
B20=[72.379
36.657
14.524
7.0035
4.4763
2.8593
2.9788
0.71113];
B30=[-5.8629
-2.0553
-0.51184
-0.18517
-0.091077
-0.05138
-0.047449
-0.00075215];
B40=[0.17768
0.043072
0.0068164
0.0018555
0.00068906
0.00035032
0.00028230
-0.000038568];
n=600:1:4000;
B0=spline(n0,B00,n);
B1=spline(n0,B10,n);
B2=spline(n0,B20,n);
%使用三次样条插值，保证曲线的光滑连续
B3=spline(n0,B30,n);
B4=spline(n0,B40,n);
ua4=0.377*r.*n./(i0*ig(4));
%求出发动机转速范围内对应的III、IV档车速
F4=f*G+CDA*(ua4.^2)/21.15;
%求出滚动阻力和空气阻力的和
P_fw4=F4.*ua4./(yita*3.6*1000);
%求出阻力功率
for
i=1:1:3401
%用拟合公式求出各个燃油消耗率
b4(i)=B0(i)+B1(i)*P_fw4(i)+B2(i)*(P_fw4(i))^2+B3(i)*(P_fw4(i))^3+B4(i)*(P_fw4(i))^4;
end
pg=7.06;
%汽油的重度取7.06N/L
ua4_m=[25,40,50];
%匀速阶段的车速
s_m=[50,250,250];
%每段匀速走过的距离
b4_m=spline(ua4,b4,ua4_m);
%插值得出对应速度的燃油消耗率
F4_m=f*G+CDA*(ua4_m.^2)/21.15;
%车速对应的阻力
P_fw4_m=F4_m.*ua4_m./(yita*3.6*1000);
%发动机功率
Q4_m=P_fw4_m.*b4_m.*s_m./(102.*ua4_m.*pg)
;
Q4_a1=jiasu(40,25,ig(4),0.25,ua4,i0);
Q4_a2=jiasu(50,40,ig(4),0.2,ua4,i0);
Qid=0.299;tid=19.3;s=1075;
Q_i=Qid*tid;
%求出减速阶段的燃油消耗量
Q4all=(sum(Q4_m)+Q4_a1+Q4_a2+Q_i)*100/s;
%IV档六工况百公里燃油消耗量
b=Q4all;
(8)加速阶段处理函数
function
q=jiasu(umax,umin,ig,a,ua0,i0);
global
f
G
CDA
yita
m
r
If
Iw1
Iw2
pg
B0
B1
B2
B3
B4
n;
%i0
;
ua1=umin:1:umax;
%把速度范围以1km/h为间隔进行划分
delta=1+(Iw1+Iw2)/(m*r^2)+(If*ig^2*i0^2*yita)/(m*r^2);
P0=(G*f.*ua0./3600+CDA.*ua0.^3/76140+(delta*m.*ua0/3600)*a)/yita;
P=(G*f.*ua1/3600+CDA.*ua1.^3/76140+(delta*m.*ua1/3600)*a)/yita;
dt=1/(3.6*a)
;
%速度每增加1km/h所需要的时间
for
i=1:1:3401
%重新利用拟合公式求出b与ua的关系
b0(i)=B0(i)+B1(i)*P0(i)+B2(i)*(P0(i))^2+B3(i)*(P0(i))^3+B4(i)*(P0(i))^4;
end
b1=interp1(ua0,b0,ua1);
%插值出各个速度节点的燃油消耗率
Qt=P.*b1./(367.1.*pg);
%求出各个速度节点的燃油消耗率
i1=size(Qt);
i=i1(2);
Qt1=Qt(2:i-1);
q=(Qt(1)+Qt(i))*dt./2+sum(Qt1)*dt;
%求该加速阶段的燃油消耗量
4.3一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系，其有关参数如下：
载荷
质量（kg）
质心高hg/m
轴距L/m
质心至前轴距离a/m
制动力分配系数β
空载
4080
0.845
3.950
2.100
0.38
满载
9290
1.170
3.950
2.950
0.38
1）
计算并绘制利用附着系数曲线和制动效率曲线
2）
求行驶车速Ua＝30km/h，在＝0.80路面上车轮不抱死的制动距离。计算时取制动系反应时间＝0.02s，制动减速度上升时间＝0.02s。
3）
求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s，制动系后部管路损坏时汽车的制动距离。
解：Matlab程序：
(1)
求利用附着系数曲线和制动效率曲线程序：
clear
k=4080;hgk=0.845;Lk=3.950;ak=2.10;betak=0.38;bk=Lk-ak;%空载时的参数
mm=9290;hgm=1.170;Lm=3.950;am=2.950;betam=0.38;bm=Lm-am;%满载时的参数
z=0:0.01:1.0;
figure(1);
fai=z;
fai_fk=betak*z*Lk./(bk+z*hgk);%空载时前轴的φf
fai_fm=betam*z*Lm./(bm+z*hgm);%满载时前轴的φf
fai_rk=(1-betak)*z*Lk./(ak-z*hgk);%空载时后轴的φr
fai_rm=(1-betam)*z*Lm./(am-z*hgm);%满载时后轴的φr
plot(z,fai_fk,＇b--＇,z,fai_fm,＇r＇,z,fai_rk,＇b--＇,z,fai_rm,＇r＇,z,fai,＇k＇);
title(＇利用附着系数与制动强度的关系曲线＇);
xlabel(＇制动强度(z/g)＇);
ylabel(＇利用附着系数φ＇);
gtext(＇φr(空载)＇),gtext(＇φr(满载)＇),gtext(＇φ=z＇),gtext(＇φf(空载)＇),gtext(＇φf(满载)＇);
figure(2);
Efk=z./fai_fk*100;%空载时前轴的制动效率
Efm=z./fai_fm*100;
Erk=z./fai_rk*100;
Erm=z./fai_rm*100;
plot(fai_fk,Efk,＇b＇,fai_fm,Efm,＇r＇,fai_rk,Erk,＇b＇,fai_rm,Erm,＇r＇);
axis([0
0
100]);
title(＇前.后制动效率曲线＇);
xlabel(＇附着系数φ＇);
ylabel(＇制动效率%＇);
gtext(＇Ef＇),gtext(＇Er＇),gtext(＇Er＇),gtext(＇满载＇),gtext(＇空载＇);
(2)
问和(3)问程序：
clear
mk=4080;hgk=0.845;Lk=3.950;ak=2.10;betak=0.38;bk=Lk-ak;%空载时的参数
mm=9290;hgm=1.170;Lm=3.950;am=2.950;betam=0.38;bm=Lm-am;%满载时的参数
z=0:0.01:1;
fai_fk=betak*z*Lk./(bk+z*hgk);%空载时前轴的φf
fai_fm=betam*z*Lm./(bm+z*hgm);%满载时前轴的φf
fai_rk=(1-betak)*z*Lk./(ak-z*hgk);%空载时后轴的φr
fai_rm=(1-betam)*z*Lm./(am-z*hgm);%满载时后轴的φr
Efk=z./fai_fk*100;%空载时前轴的制动效率
Efm=z./fai_fm*100;
Erk=z./fai_rk*100;
Erm=z./fai_rm*100;
t1=0.02;t2=0.02;ua0=30;fai=0.80;g=9.8;
ak1=Erk(81)*g*fai/100;
am1=Erm(81)*g*fai/100;
Sk1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak1);%制动距离
Sm1=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am1);
disp(＇空载时，汽车制动距离Sk1=＇);
disp(Sk1);
disp(＇满载时，汽车制动距离Sm1=＇);
disp(Sm1);
ak2=fai*g*ak/(Lk+fai*hgk);
am2=fai*g*am/(Lm+fai*hgm);
ak3=fai*g*bk/(Lk-fai*hgk);
am3=fai*g*bm/(Lk-fai*hgm);
Sk2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak2);%制动距离
Sm2=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am2);
Sk3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*ak3);
Sm3=(t1+t2/2)*ua0/3.6+ua0^2/(25.92*am3);
disp(＇空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=＇);
disp(Sk2);
disp(＇满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=＇);
disp(Sm2);
disp(＇空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=＇);
disp(Sk3);
disp(＇满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=＇);
disp(Sm3);
空载时，汽车制动距离Sk1=
7.8668
满载时，汽车制动距离Sm1=
5.6354
空载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sk2=
10.0061
满载时，前制动器损坏，汽车制动距离Sm2=
7.5854
空载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sk3=
8.0879
满载时，后制动器损坏，汽车制动距离Sm3=
13.5986
5.11二自由度轿车模型的有关参数如下：
总质量
m=1818.2kg
绕Oz轴转动惯量
轴距
L=3.048m
质心至前轴距离
a=1.463m
质心至后轴距离
b=1.585m
前轮总侧偏刚度
k1=-62618N/rad
后轮总侧偏刚度
k2=-110185N/rad
转向系总传动比
i=20
试求：
1)
稳定性因数K、特征车速uch。
2)
稳态横摆角速度增益曲线、车速u=22.35m/s时的转向灵敏度。
3)
静态储备系数S.M.，侧向加速度为0.4g时的前、后轮侧偏角绝对值之差与转弯半径的比值R/R0(R0=15m)。
4)
车速u=30.56m/s时，瞬态响应的横摆角速度波动的固有（圆）频率、阻尼比、反应时间与峰值反应时间
解：Matlab程序：
m=1818.2;Iz=3885;L=3.048;a=1.463;b=1.585;k1=-62618;k2=-110185;
i=20;g=9.8;R0=15;u1=30.56;
K=m*(a/k2-b/k1)/L^2;
Uch=(1/K)^(1/2);%特征车速
disp(＇稳定性因数(s^2/m^2)K=＇);
disp(K);
disp(＇特征车速(m/s)Uch=＇);
disp(Uch);
u=0:0.05:30;
S=u./(L*(1+K*u.^2));%稳态横摆角速度增益
plot(u,S);
title(＇汽车稳态横摆角速度增益曲线＇);
xlabel(＇车速u(m/s)＇);
ylabel(＇稳态横摆角速度增益＇);
disp(＇u=22.35m/s时，转向灵敏度为＇);
disp(S(448));
SM=k2/(k1+k2)-a/L;
ay=0.4*g;
A=K*ay*L;
B=L/R0;
R=L/(B-A);
C=R/R0;%转弯半径比
disp(＇静态储备系数S.M.=＇);
disp(SM);
disp(＇侧向加速度为0.4g时前、后轮侧偏角绝对值之差(rad)
a1-a2=＇);
disp(A);
disp(＇侧向加速度为0.4g时转弯半径比值R/R0=＇);
disp(C);
W0=L/u1*(k1*k2/(m*Iz)*(1+K*u1^2))^(1/2);%固有（圆）频率
D=(-m*(k1*a^2+k2*b^2)-Iz*(k1+k2))/(2*L*(m*Iz*k1*k2*(1+K*u1^2))^(1/2));%阻尼比
t=atan((1-D^2)^(1/2)/(-m*u1*a*W0/(L*k2)-D))/(W0*(1-D^2)^(1/2));%反应时间
E=atan((1-D^2)^(1/2)/D)/(W0*(1-D^2)^(1/2))+t;%峰值反应时间
disp(＇车速u=30.56m/s时的瞬态响应参数分别为：＇);
disp(＇横摆角速度波动的固有(圆)频率(rad)为
＇);
disp(W0);
disp(＇阻尼比为＇);
disp(D);
disp(＇反应时间(s)为＇);
disp(t);
disp(＇峰值反应时间(s)为＇);
disp(E);
稳定性因数(s^2/m^2)K=
0.0024
特征车速(m/s)Uch=
20.6053
u=22.35m/s时，转向灵敏度为
3.3690
静态储备系数S.M.=
0.1576
侧向加速度为0.4g时前、后轮侧偏角绝对值之差(rad)
a1-a2=
0.0281
侧向加速度为0.4g时转弯半径比值R/R0=
1.1608
车速u=30.56m/s时的瞬态响应参数分别为：
横摆角速度波动的固有(圆)频率(rad)为
5.5758
阻尼比为
0.5892
反应时间(s)为
0.1811
峰值反应时间(s)为
0.3899
6.5车身-车轮双质量系统参数：。
“人体-座椅”系统参数：。车速，路面不平度系数，参考空间频率n0=0.1m-1。
计算时频率步长，计算频率点数。
1)
计算并画出幅频特性、、和均方根值谱、、谱图。进一步计算值
2)
改变“人体-座椅”系统参数：。分析值随的变化。
3)
分别改变车身-车轮双质量系统参数：。绘制三个响应量均方根值随以上四个系统参数变化的曲线。
解：Matlab程序
(1)问
yps=0.25;%阻尼比ζ
gama=9;%刚度比γ
mu=10;%质量比μ
fs=3;ypss=0.25;g=9.8;a0=10^(-6);f0=1.5;
ua=20;Gqn0=2.56*10^(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;
f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;Wf=0*f;
deta=((1-lamta.^2).*(1+gama-1/mu*lamta.^2)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.^2).^2;
z1_q=gama*sqrt(((1-lamta.^2).^2+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
z2_z1=sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./((1-lamta.^2).^2+4*yps^2*lamta.^2));
p_z2=sqrt((1+(2*ypss*lamtas).^2)./((1-lamtas.^2).^2+(2*ypss*lamtas).^2));
z2_q=gama*sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
p_q=p_z2.*z2_q;
jfg_Gqddf=4*pi^2*sqrt(Gqn0*n0^2*ua)*f;
jfg_Gzdd1f=z1_q.*jfg_Gqddf;
jfg_Gzdd2f=z2_q.*jfg_Gqddf;
jfg_Gaf=p_q.*jfg_Gqddf;
sigmaqdd=sqrt(trapz(f,jfg_Gqddf.^2));%路面不平度加速度均方根值
sigmazdd1=sqrt(trapz(f,jfg_Gzdd1f.^2));%车轮加速度均方根值
sigmazdd2=sqrt(trapz(f,jfg_Gzdd2f.^2));%车身加速度均方根值
sigmaa=sqrt(trapz(f,jfg_Gaf.^2));%人体加速度均方根值
for
i=1:(N+1)
if
f(i)<=2
Wf(i)=0.5;
elseif
f(i)<=4
Wf(i)=f(i)/4;
elseif
f(i)<=12.5
Wf(i)=1;
else
Wf(i)=12.5/f(i);
end
end
kk=Wf.^2.*jfg_Gaf.^2;
aw=sqrt(trapz(f,kk));%加权加速度均方根值
Law=20*log10(aw/a0);%加权振级
disp(＇路面不平度加速度均方根值为＇);disp(sigmaqdd);
disp(＇车轮加速度均方根值为＇);disp(sigmazdd1);
disp(＇车身加速度均方根值为＇);disp(sigmazdd2);
disp(＇人体加速度均方根值为＇);disp(sigmaa);
disp(＇加权加速度均方根值为＇);disp(aw);
disp(＇加权振级＇);disp(Law);
figure(1)
plot(f,z1_q),title(＇幅频特性|z1/q|,(f=1.5Hz,ζ=0.25,γ=9,μ=10)＇),xlabel(＇激振频率f/Hz＇),ylabel(＇|z1/q|＇);
figure(2)
plot(f,z2_z1),title(＇幅频特性|z2/z1|,(f=1.5Hz,ζ=0.25,γ=9,μ=10)＇),xlabel(＇激振频率f/Hz＇),ylabel(＇|z2/z1|＇);
figure(3)
plot(f,p_z2),title(＇幅频特性|p/z2|,(fs=1.5Hz,ζs=0.25)＇),xlabel(＇激振频率f/Hz＇),ylabel(＇|p/z2|＇);
figure(4)
plot(f,jfg_Gzdd1f),title(＇车轮加速度均方根值√Gz1(f)谱图＇),xlabel(＇激振频率f/Hz＇),ylabel(＇√Gz1(f)＇);
figure(5)
plot(f,jfg_Gzdd2f),title(＇车身加速度均方根值√Gz2(f)谱图＇),xlabel(＇激振频率f/Hz＇),ylabel(＇√Gz2(f)＇);
figure(6)
plot(f,jfg_Gaf),title(＇人体加速度均方根值√Ga(f)谱图＇),xlabel(＇激振频率f/Hz＇),ylabel(＇√Ga(f)＇);
路面不平度加速度均方根值为
0.3523
车轮加速度均方根值为
0.2391
车身加速度均方根值为
0.0168
人体加速度均方根值为
0.0161
加权加速度均方根值为
0.0100
加权振级
80.0291
(2)问
程序1：
clear
gama=9;%刚度比γ
mu=10;%质量比μ
f0=1.5;g=9.8;a0=10^(-6);ua=20;
Gqn0=2.56*10^(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;
f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;Wf=0*f;
for
i=1:(N+1)
if
f(i)<=2
Wf(i)=0.5;
elseif
f(i)<=4
Wf(i)=f(i)/4;
elseif
f(i)<=12.5
Wf(i)=1;
else
Wf(i)=12.5/f(i);
end
end
fs=3;ypss=0.25;
ypss0=[0.125:0.005:0.5];a=0*ypss0;La=0*ypss0;
M=length(ypss0);
for
i=1:M
yps=ypss0(i);
lamtas=f/fs;
deta=((1-lamta.^2).*(1+gama-1/mu*lamta.^2)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.^2).^2;
p_z2=sqrt((1+(2*ypss*lamtas).^2)./((1-lamtas.^2).^2+(2*ypss*lamtas).^2));
z2_q=gama*sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
p_q=p_z2.*z2_q;
jfg_Gqddf=4*pi^2*sqrt(Gqn0*n0^2*ua)*f;
jfg_Gaf=p_q.*jfg_Gqddf;
kk=Wf.^2.*jfg_Gaf.^2;
aw(i)=sqrt(trapz(f,kk));
end
Law=20*log10(aw/a0);
figure(1)
plot(ypss0,aw);title(＇aw随ζs的变化＇),xlabel(＇“人体—座椅”系统的阻尼比ζs＇),ylabel(＇aw/m*s^-2＇);
figure(2)
plot(ypss0,Law);title(＇Law随ζs的变化＇),xlabel(＇“人体—座椅”系统的阻尼比ζs＇),ylabel(＇Law/dB＇);
程序2：
clear
yps=0.25;%阻尼比ζ
gama=9;%刚度比γ
mu=10;%质量比μ
f0=1.5;g=9.8;a0=10^(-6);ua=20;
Gqn0=2.56*10^(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;
f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;Wf=0*f;
for
i=1:(N+1)
if
f(i)<=2
Wf(i)=0.5;
elseif
f(i)<=4
Wf(i)=f(i)/4;
elseif
f(i)<=12.5
Wf(i)=1;
else
Wf(i)=12.5/f(i);
end
end
ypss=0.25;
fs=[1.5:0.025:6];
M=length(fs);
for
i=1:M
fs0=fs(i);
lamtas=f/fs0;
deta=((1-lamta.^2).*(1+gama-1/mu*lamta.^2)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.^2).^2;
p_z2=sqrt((1+(2*ypss*lamtas).^2)./((1-lamtas.^2).^2+(2*ypss*lamtas).^2));
z2_q=gama*sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
p_q=p_z2.*z2_q;
jfg_Gqddf=4*pi^2*sqrt(Gqn0*n0^2*ua)*f;
jfg_Gaf=p_q.*jfg_Gqddf;
kk=Wf.^2.*jfg_Gaf.^2;
aw(i)=sqrt(trapz(f,kk));
end
Law=20*log10(aw/a0);
figure(3)
plot(fs,aw);title(＇aw随fs的变化＇),xlabel(＇“人体—座椅”系统的固有频率fs＇),ylabel(＇aw/m*s^-2＇);
figure(4)
plot(fs,Law);title(＇Law随fs的变化＇),xlabel(＇“人体—座椅”系统的固有频率fs＇),ylabel(＇Law/dB＇);
（3）问
程序1：
clear
figure(1)
fs=3;yps_s=0.25;g=9.8;
ua=20;Gqn0=2.56*10^(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;
f0=1.5;yps=0.25;gama=9;mu=10;
ff0=[0.25:0.05:3];sigmaz2=0*ff0;sigmafd=0*ff0;sigmaFd_G=0*ff0;
M=length(ff0);
for
i=1:M
f0=ff0(i);
f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;
deta=((1-lamta.^2).*(1+gama-1/mu*lamta.^2)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.^2).^2;
z2_qdot=2*pi*f*gama.*sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
fd_qdot=gama*lamta.^2./(2*pi*f+eps)./sqrt(deta);
Fd_Gqdot=2*pi*f*gama/g.*sqrt(((lamta.^2/(mu+1)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
Gq_dotf=4*pi^2*Gqn0*n0^2*ua;
Gz2f=(z2_qdot).^2*Gq_dotf;
Gfd_qf=(fd_qdot).^2*Gq_dotf;
GFd_Gf=(Fd_Gqdot).^2*Gq_dotf;
sigmaz2(i)=sqrt(trapz(f,Gz2f));
sigmafd(i)=sqrt(trapz(f,Gfd_qf));
sigmaFd_G(i)=sqrt(trapz(f,GFd_Gf));
if
f0==1.5
sgmz2=sigmaz2(i);
sgmfd=sigmafd(i);
sgmFd_G=sigmaFd_G(i);
end
end
sz2=20*log10(sigmaz2/sgmz2);
sfd=20*log10(sigmafd/sgmfd);
sFd_G=20*log10(sigmaFd_G/sgmFd_G);
plot(ff0,sz2,＇r-＇,ff0,sfd,＇b-.＇,ff0,sFd_G,＇k--＇);
axis([0.25
15]);
title(＇三个响应量均方根值随f0变化的曲线＇),xlabel(＇车身部分固有频率f0/Hz＇),ylabel(＇σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB＇);
程序2：
clear
figure(2)
fs=3;yps_s=0.25;g=9.8;
ua=20;Gqn0=2.56*10^(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;
f0=1.5;yps=0.25;gama=9;mu=10;
c=(0.5-0.125)/180;
yps0=[0.125:c:0.5];sigmaz2=0*yps0;sigmafd=0*yps0;sigmaFd_G=0*yps0;
M=length(yps0);
for
i=1:M
yps=yps0(i);
f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;
deta=((1-lamta.^2).*(1+gama-1/mu*lamta.^2)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.^2).^2;
z2_qdot=2*pi*f*gama.*sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
fd_qdot=gama*lamta.^2./(2*pi*f+eps)./sqrt(deta);
Fd_Gqdot=2*pi*f*gama/g.*sqrt(((lamta.^2/(mu+1)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
Gq_dotf=4*pi^2*Gqn0*n0^2*ua;
Gz2f=(z2_qdot).^2*Gq_dotf;
Gfd_qf=(fd_qdot).^2*Gq_dotf;
GFd_Gf=(Fd_Gqdot).^2*Gq_dotf;
sigmaz2(i)=sqrt(trapz(f,Gz2f));
sigmafd(i)=sqrt(trapz(f,Gfd_qf));
sigmaFd_G(i)=sqrt(trapz(f,GFd_Gf));
if
yps==0.25
sgmz2=sigmaz2(i);
sgmfd=sigmafd(i);
sgmFd_G=sigmaFd_G(i);
end
end
sz2=20*log10(sigmaz2/sgmz2);
sfd=20*log10(sigmafd/sgmfd);
sFd_G=20*log10(sigmaFd_G/sgmFd_G);
plot(yps0,sz2,＇r-＇,yps0,sfd,＇b-.＇,yps0,sFd_G,＇k--＇);
axis([0.125
0.5
4]);
title(＇三个响应量均方根值随ζ变化的曲线＇),xlabel(＇车身部分阻尼比ζ＇),ylabel(＇σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB＇);
程序3：
clear
figure(3)
fs=3;yps_s=0.25;g=9.8;
ua=20;Gqn0=2.56*10^(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;
f0=1.5;yps=0.25;mu=10;
gama0=[4:0.1:19];sigmaz2=0*gama0;sigmafd=0*gama0;sigmaFd_G=0*gama0;
M=length(gama0);
for
i=1:M
gama=gama0(i);
f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;
deta=((1-lamta.^2).*(1+gama-1/mu*lamta.^2)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.^2).^2;
z2_qdot=2*pi*f*gama.*sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
fd_qdot=gama*lamta.^2./(2*pi*f+eps)./sqrt(deta);
Fd_Gqdot=2*pi*f*gama/g.*sqrt(((lamta.^2/(mu+1)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
Gq_dotf=4*pi^2*Gqn0*n0^2*ua;
Gz2f=(z2_qdot).^2*Gq_dotf;
Gfd_qf=(fd_qdot).^2*Gq_dotf;
GFd_Gf=(Fd_Gqdot).^2*Gq_dotf;
sigmaz2(i)=sqrt(trapz(f,Gz2f));
sigmafd(i)=sqrt(trapz(f,Gfd_qf));
sigmaFd_G(i)=sqrt(trapz(f,GFd_Gf));
if
gama==9
sgmz2=sigmaz2(i);
sgmfd=sigmafd(i);
sgmFd_G=sigmaFd_G(i);
end
end
sz2=20*log10(sigmaz2/sgmz2);
sfd=20*log10(sigmafd/sgmfd);
sFd_G=20*log10(sigmaFd_G/sgmFd_G);
plot(gama0,sz2,＇r-＇,gama0,sfd,＇b-.＇,gama0,sFd_G,＇k--＇);
axis([4
6]);
title(＇三个响应量均方根值随γ变化的曲线＇),xlabel(＇悬架与轮胎的刚度比γ＇),ylabel(＇σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB＇);
程序4：
clear
figure(4)
fs=3;yps_s=0.25;g=9.8;
ua=20;Gqn0=2.56*10^(-8);n0=0.1;detaf=0.2;N=180;
f0=1.5;yps=0.25;gama=9;
mu0=[5:0.1:20];sigmaz2=0*mu0;sigmafd=0*mu0;sigmaFd_G=0*mu0;
M=length(mu0);
for
i=1:M
mu=mu0(i);
f=detaf*[0:N];lamta=f/f0;lamtas=f/fs;
deta=((1-lamta.^2).*(1+gama-1/mu*lamta.^2)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2.*(gama-(1/mu+1)*lamta.^2).^2;
z2_qdot=2*pi*f*gama.*sqrt((1+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
fd_qdot=gama*lamta.^2./(2*pi*f+eps)./sqrt(deta);
Fd_Gqdot=2*pi*f*gama/g.*sqrt(((lamta.^2/(mu+1)-1).^2+4*yps^2*lamta.^2)./deta);
Gq_dotf=4*pi^2*Gqn0*n0^2*ua;
Gz2f=(z2_qdot).^2*Gq_dotf;
Gfd_qf=(fd_qdot).^2*Gq_dotf;
GFd_Gf=(Fd_Gqdot).^2*Gq_dotf;
sigmaz2(i)=sqrt(trapz(f,Gz2f));
sigmafd(i)=sqrt(trapz(f,Gfd_qf));
sigmaFd_G(i)=sqrt(trapz(f,GFd_Gf));
if
mu==10
sgmz2=sigmaz2(i);
sgmfd=sigmafd(i);
sgmFd_G=sigmaFd_G(i);
end
end
sz2=20*log10(sigmaz2/sgmz2);
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axis([5
2]);
title(＇三个响应量均方根值随μ变化的曲线＇),xlabel(＇车身与车轮部分质量比μ＇),ylabel(＇σz2/dB,σfd/dB,σFd/G/dB＇);
第四篇：汽车发动机原理课后习题答案
第一章 发动机的性能
1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？ 提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。提高工质的绝热指数κ。
可采取的基本措施是：
⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵.采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷ 加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？
答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？
答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；
2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；
3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm.6.总结提高发动机动力性能和经济性能的基本途径。①增大气缸直径，增加气缸数 ②增压技术
③合理组织燃烧过程 ④提高充量系数 ⑤提高转速 ⑥提高机械效率
⑦用二冲程提高升功率。7.什么是发动机的平均有效压力、油耗率、有效热效率？各有什么意义？平均有效压力是指发动机单位气缸工作容积所作的有效功。平均有效压力是从最终发动机实际输出转矩的角度来评定气缸工作容积的利用率，是衡量发动机动力性能方面的一个很重要的指标。
有效燃油消耗率是单位有效功的耗油量，通常以每千瓦小时有效功消耗的燃料量来表示。
有效热效率是实际循环有效功与所消耗的燃料热量之比值。有效热效率和有效燃油消耗率是衡量发动机经济性的重要指标。8.发动机的机械损失主要包括哪些？
摩擦损失，驱动各种附件损失，带动机械增压器损失，泵气损失 9.什么是机械效率？受哪些因素影响？有何意义？ 机械效率是有效功率与指示功率的比值。影响因素： ①转速和活塞平均速度 ②负荷
③润滑油温度和冷却水温度，意义：比较机械损失所占比例的大小。10.如何测定机械效率？适用于汽油机的是哪种方法？为什么？
通过发动机试验测定，常用方法有示功图法、倒拖法、灭缸法、油耗线法。倒拖法适用于汽油机。
11.简述汽油机和柴油机工作循环的区别
汽油机和柴油机的工作循环同样有进气，压缩，燃烧（工作），排气四个过程。它们的不同的点；
1）汽油机在进气道，进入汽缸内的气体是有一定比例的汽油和空气（称做可燃混合气）；柴油机在进气道，进入汽缸内的气体是纯净的空气。
2）在压缩的过程。汽油机与柴油机是没有区别的，只是被压缩的气体，成分不同。
3）燃烧过程，汽油机与柴油机的区别较大。汽油本身物质燃点较低，经压缩后给一个高压的电火花就将其点燃了，而且燃烧的速度比柴油快；柴油本身物质密度较大，要在高温和高压的条件下才能自行燃烧，经压缩后的纯净空气正好满足了这个条件，这时即刻向汽缸喷入高压油使其燃烧。柴油的热值比汽油高产生的动力比汽油机大。
4）排气过程基本是一样的。废弃物都是二氧化碳和水，但是由于汽油的燃烧速度太快需要加入抗爆剂，因此排放不如柴油机清洁 13.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 1）.柴油机的压缩比高，作功时膨胀得更厉害。
2）.柴油机油气混合时空燃比远大于1，是富氧燃烧，燃料可以充分燃烧。汽油机燃烧的空燃比在1左右，因为没有足够的氧气，汽油不能完全燃烧。14.柴油机工作循环为什么不采用等容加热循环？ 定容加热理想循环又称奥托循环，基于这种循环而制造的煤气机和汽油机是最早的活塞式内燃机。由于煤气机、汽油机和柴油机燃料性质不同，机器的构造也不同，其燃烧过程接近于定容过程，不再有边燃烧边膨胀接近于定压的过程，故而在热力学分析中，奥托循环可以看作不存在定压加热过程的混合加热理想循环。定容加热循环被压缩的是燃料和空气的混合物，要受混合气体自燃温度的限制，存在“爆燃”的问题,效率不会太高;定压加热循环压缩的仅仅是空气，不存在“爆燃”的问题,效率高,所以柴油机采用的是后者而不是前者 第二章 发动机的换气过程
1.为什么发动机进气门迟后关闭、排气门提前开启。提前与迟后的角度与哪些因素有关？
答：（1）进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能，实现在下止点后继续充气，增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制，若是活塞在下至点时才打开排气门，则在气门开启的初期，开度极小，废气不能通畅流出，缸内压力来不及下降，在活塞向上回行时形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功
（2）提前与迟后的角度与哪些因素有关？（配气相位的合理选择要从哪几个方面衡量）：①充气效率的变化是否符合动力性要求。②换气损失尽可能的小。③能否保证必要的燃烧室扫气作用。④排放指标好。
2四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段，这几个阶段时如何界定的？
答：1）自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。
强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期。进气过程：进气门开启到关闭这段时期。
气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，所以进.排气门同时打开这段时期。
3影响充量系数的主要因素有哪些？ 答：1.进气门关闭时缸内的压力。2.进气门关闭时缸内气体温度。3.残余废气量。4.进排气相位角。5.发动机压缩比。6.进气状态。
第三章 发动机废气涡轮增压
3为什么增压后需要采用进气中冷技术？ 答：对增压器出口空气进行冷却，一方面可以进一步提高发动机进气管内空气密度，提高发动机的功率输出，另一方面可以降低发动机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，从而降低发动机的排气温度、热负荷和NOx的排放。5车用发动机采用增压时应注意哪些问题？ 答：1）适当降低压缩比，加大过量空气系数。2）对供油系统进行结构改造，增加每循环供油率。3）合理改进配齐相位。
4）进排气系统设计要与增压系统的要求一致。5）对增压器出口空气进行冷却。7汽油机增压的技术难点有哪些？
限制汽油机增压的主要技术障碍时：爆燃、混合气的控制、热负荷和增压器的特殊要求等。
第四章 燃料与燃烧化学
1我国的汽油和轻柴油时分别根据哪个指标来确定牌号的？ 答：汽油根据辛烷值来确定牌号；轻柴油按凝点来确定牌号。
2蒸发性不好和太好的汽油，在使用中各有什么缺点和可能产生的问题？
答：蒸发性过强的汽油在炎热夏季以及大气压力较低的高原和高山地区使用时，容易使发动机的供油系统产生“气阻”，甚至发生供油中断。另外，在储存和运输过程中的蒸发损失也会增加； 蒸发性若的汽油，难以形成良好的混合气，这样不仅会造成发动机启动困难，加速缓慢，而且未气化的悬浮油粒还会使发动机工作不稳定，油耗上升。如果未燃尽的油粒附着在气缸壁上，还会破坏润滑油膜，甚至窜入曲轴箱稀释润滑油，从而使发动机润滑遭破坏，造成机件磨损增大。3试述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意义。答：辛烷值用来表示汽油的抗爆性，抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值。在规定条件下的标准发动机试验中通过和标准燃料进行比较来测定。采用和被测定燃料具有相同的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示。
柴油十六烷值时用来评定柴油的自燃性。将十六烷值规定为100的正十六烷和规定十六烷值为0的α-甲基萘按不同比列混合得出不同十六烷值的标准燃料，其十六烷值为该混合气中正十六烷的体积百分比。如果某种柴油与某标准燃料的自燃性相同，则该标准燃料的十六烷值即为该柴油的十六烷值。4什么是过量空气系数？它与混合气浓度有什么关系？
答：发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际共给的空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。过量空气系数大于1称为稀混合气，等于1称为标准混合气，小于1称为浓混合气。
8发动机采用代用燃料的意义是什么？ 答：减缓石油消耗速度，改善发动机的动力性和燃油经济性，降低有害物质排放。第五章 柴油机混合气的形成与燃烧
1.以柱塞式喷油泵为例简述柴油机燃料喷射过程 柱塞式喷油泵一般由柴油机曲轴的定时齿轮驱动，固定在喷油泵体上的活塞式输油泵由喷油泵的凸轮轴驱动，当柴油机工作时，输油泵从油箱洗出柴油，经油水分离器除去柴油中的水分，再经燃油滤清器，滤清柴油中的杂质，然后送入喷油泵，在喷油泵内，柴油经过增压和计量之后，经高压油管供入喷油器，最后通过喷油器将柴油喷入燃烧室。喷油泵前端装有喷油提前角调节器，后端与调速器组成一体，输油泵供给的多余柴油及喷油器顶部的回油均流回油管返回油箱
3什么时供油提前角和喷油提前角？解释两者的关系以及对柴油机性能的影响。答：供油系统的理论供油始点到上止点为止，曲轴转过的角度叫供油提前角。喷油器的针阀开始升起也就是喷油始点到上止点间曲轴转过的角度叫喷油提前角。供油提前角的大小决定了喷油提前角，供油提前角越大，喷油提前角约到。但两者并不同步增大，两者之差称为喷油延迟角。影响：发动机转速越高，高压油管越长，喷油延迟角越大，它越大，在着火期间喷入的油越多，低压油喷入气缸的量增多，燃油雾化变差，燃烧不充分，易产生积碳堵塞喷油孔的现象，降低柴油机的性能。
5柴油机有哪些异常喷射现象和他们可能出现的工况？简述二次喷射产生的原因和危害及消除方法。
答：柴油机有二次喷射、断续喷射、不规则喷射、隔次喷射和滴油这几种异常喷射现象。二次喷射易发生在高速、大负荷工况下；断续喷射常发生于某一瞬间喷油泵的供油量小于喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和。不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下。二次喷射是在压力波动影响下针阀落座后再次升起造成的。由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的，导致这部分燃油雾化不良，燃烧不完全，碳烟增多，并易引起喷孔积炭堵塞。此外，二次喷射还使整个喷射持续时间拉长，则燃烧过程不能及时进行，造成经济性下降，零部件过热等不良后果。为避免出现不正常喷射现象，应尽可能地缩短高压油管的长度，减小高压容积，以降低压力波动，减小其影响。并合理选择喷射系统的参数。
7.试述柴油机燃烧过程，说明压力升高率的大小对柴油机性能的影响 柴油机燃烧过程：着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期
影响：过大的压力升高率会使柴油机工作粗暴，噪声明显增加，运动零部件受到过大冲击载荷，寿命缩短；过急的压力升高会导致温度明显升高，使氮氧化物生成量明显增加
8.燃烧放热规律三要素是什么？什么是柴油机合理的燃烧放热规律？
答：一般将燃烧放热始点（相位）、放热持续期和放热率曲线的形状称为放热规律三要素。合理的放热规律是：燃烧要先缓后急。在初期的燃烧放热要缓慢以降低NOx的排放，在中期要保持快速燃烧放热以提高动力性和经济性能，在后期要尽可能缩短燃烧以便降低烟度和颗粒的排放。9.简述柴油机的混合气形成的特点和方式
柴油机在进气过程中进入燃烧室的是纯空气，在压缩过程接近终了时才被喷入，经一定准备后既自行着火燃烧。由于柴油机的混合气形成的时间比汽油机短促得多，而且柴油的蒸发性和流动性都较汽油差，使得柴油难以在燃烧前彻底雾化蒸发并与空气均匀混合，因而柴油机可燃混合气的品质较汽油机差。因此柴油机不得不采用较大的过量空气系数，使喷入燃烧室内的柴油能够燃烧得比较完全 柴油机混合气形成方式从原理上来分，有空间雾化混合和油膜蒸发混合两种 10.简述直喷式燃烧室柴油机的性能特点，并与分隔式燃烧室柴油机进行比对。直喷式燃烧室柴油机的性能特点：
(1)燃烧迅速，所以经济性好，燃油消耗率低，但工作粗暴，压升率高，燃烧噪声大
（2）燃烧室结构简单，表面积与体积的比小，散热损失小，没有主副燃烧室的流动损失，冷启动性能好，经济性（3）对喷射系统要求较高
（4）NOx排放量较分隔式燃烧室高特别在高负荷区；微粒排放量较低（5）对转速变化较为敏感
分隔式燃烧室柴油机的性能特点：
（1）主要靠强烈的空气运动来保证较好的混合气质量，空气利用率较高α=1.2（2）随转速的提高，空气运动强度增大，高速下性能较好（3）对喷射系统要求较低
（4）结构复杂，表面积与体积的比大，散热损失和流动损失大，比直喷式燃烧室柴油机效率低，经济性差
（5）由于散热损失大使起动性能变差
（6）先在副燃烧室着火，主燃烧室压力上升缓慢，工作平稳，燃烧噪声小，但对经济性不利
（7）对燃油不太敏感，有较强的适应性
（8)除低负荷下的碳烟排放量大外，其余由于直喷式
11柴油机燃烧过程优化的基本原则是什么？ 答：（1）油-气-燃烧室的最佳配合。（2）控制着火落后其内混合气生成量。
（3）合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动。（4)紧凑的燃烧室形状。
（5）加强燃烧期间和燃烧后期的扰流。（6）优化运转参数。
12什么是柴油机合理的喷油规律？ 答：喷射开始时段的喷油率不能太高，以便控制着火落后期内形成的可燃混合气量，降低初期放热率，防止工作粗暴。在燃烧开始后，应有较高的喷油率以期缩短喷油持续期，加快燃烧速率，同时尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动，以防止不正常喷射现象。
第六章 汽油机混合气的形成与燃烧
1.说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点，以及对它们的要求
燃烧过程：（1）着火落后期：它对每一循环都可能有变动，有时最大值是最小值的数倍。要求：为了提高效率，希望尽量缩短着火落后期，为了发动机稳定运行，希望着火落后期保持稳定
（2）明显燃烧期：压力升高很快，压力升高率在0.2-0.4MPa/(°)。希望压力升高率合适
（3）后燃期：湍流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料，以及附在气缸壁面上的混合气层继续燃烧。希望后燃期尽可能的短。
2.爆燃燃烧产生的原因是什么？它会带来什么不良后果？ 答：燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速，以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然，引发爆燃。爆燃会给柴油机带来很多危害，发生爆燃时，最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大，因而相关零部件所受应力大幅增加，机械负荷增大；爆燃时压力冲击波冲击缸壁破坏了油膜层，导致活塞、气缸、活塞环磨损加剧，爆燃时剧烈无序的放热还使气缸内温度明显升高，热负荷及散热损失增加，这种不正常燃烧还使动力性和经济性恶化。3.爆燃和早燃有什么区别？
答：早然是指在火花塞点火之前，炽热表面点燃混合气的现象。爆燃是指末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然的现象。早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高，促使更加剧烈的表面点火。两者相互促进，危害更大。另外，与爆燃不同的时，表面点火即早燃一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致，没有压力冲击波，敲缸声比较沉闷，主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生震动而造成。4.爆燃的机理是什么？如何避免发动机出现爆燃？
答：爆燃着火方式类似于柴油机，同时在较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温度压力急剧增加，这种类似阶越的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振动，发出高频振音（即敲缸声）。避免方法：适当提高燃料的辛烷值；适当降低压缩比，控制末端混合气的压力和温度；调整燃烧室形状，缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间，如提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离。
5.何谓汽油机表面点火？防止表面点火有什么主要措施？ 答：在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象，统称为表面点火。防止措施： 1）适当降低压缩比。
2）选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油。
3）要避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶。
4)应用磷化合物为燃油添加剂使沉积物中的铅化物成为磷酸铅从而使碳的着火温度提高到560℃且氧化缓慢，放出热量少，从而减少表面点火的产生。
6.何谓汽油机燃烧循环变动？燃烧循环变动对汽油机性能有何影响？如何减少燃烧循环变动？ 答：燃烧循环变动是点燃式发动机燃烧过程的一大特征，是指发动机以某一工况稳定运转时，这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同。影响：由于存在燃烧循环变动，对于每一循环，点火提前角和空燃比等参数都不可能调整到最佳，因而使发动机油耗上升、功率下降，性能指标得不到充分优化。随着循环变动加剧，燃烧不正常甚至失火的循环次数逐渐增多，碳氢化合物等不完全燃烧产物增多，动力性、经济性下降。同时，由于燃烧过程不稳定，也使振动和噪声增大，零部件寿命下降，当采用稀薄燃烧时，这种循环变动情况加剧。减少措施：1）尽可能使фa=0.8～1.0，此时的循环变动最小。2）适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性，进而改善循环变动。3）改善排气过程，降低残余废气系数γ。4）避免发动机工作在低负荷、低转速工况下。5)多点点火有利于减少循环变动。6）提高点火能量，优化放电方式，采用大的火花塞间隙。
7提高汽油机压缩比对提高性能有何意义？如何保证在汽油机上使用较高的压缩比
提高压缩比可以提高汽油机的功率和经济性，特别是对经济性有显著的作用。但压缩比过高，会导致汽油机爆燃，所以应该合理的设计燃烧室，缩短火焰传播行程，合理选用火花塞位置。适当利用湍流，降低终燃混合气温度等
11在汽油机上燃烧均质稀混合气有什么优点？它所面临的主要困难时什么？目前解决的途径有哪些？
答：优点：混合气均匀，燃烧较完全。对燃油共给及喷射系统没特别高的要求。困难：1为防止爆燃采用较低压缩比导致热效率较低。2）浓混合气的比热容比低导致热效率低。3）只能用进气管节流方式对混合气量进行调节即所谓量调节使得泵气损失较大。4）在化学剂量比附近燃烧，导致有害排放特别是NOx排放较高。
5）用三元催化转换器的汽油机，它的过量空气系数фa必须控制在1左右，从而限制其性能进一步提高。
解决途径：采用稀薄燃烧汽油机。一类是非直喷式稀燃汽油机，包括均质稀燃和分层稀燃式汽油机，另一类是缸内直喷式稀燃汽油机。12.分析过量空气系数和点或提前交对燃烧过程的影响
答：当a=0.8-0.9时，由于燃烧温度最高，火焰传播速度最大，Pe达最大值，但爆燃倾向增大。当a=1.03-1.1时，由于燃烧完全，有效燃油消耗率最低，使用a<1的浓混合气工作，由于必然会产生不完全燃烧，所以CO排放量明显上升，当a<0.8或a>1.2时，火焰速度缓慢，部分燃料可能来不及完全燃烧，因而经济性差，HC排放量增多且工作不稳定。点火过迟，则燃烧延长到膨胀过程，燃烧最高压力和温度下降，传热损失增多，排气温度升高，热效率降低，但爆燃倾向减小，NOx升高，功率、排放量降低。（点火提前角对汽油机的经济性影响较大。据统计，如果点火提前角偏离最佳位置5°曲轴转角热效率下降1%；偏离转角10°曲轴转角，热效率下降5%；偏离20°曲轴转角，热效率下降16%。）13何谓稀燃、层燃系统？稀燃、层燃对汽油机有何益处？
答：稀燃系统就是均质预混合气燃烧，通过采用改进燃烧室、高湍流、高能点火等技术使汽油机的稳定燃烧界限超过α=17的系统； 分层燃烧系统就是在α更大的情况下，均质混合气难以点燃，为了提高稀燃界限，通过不同的气流运动和供油方法，在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓的可燃混合气，而周边是较稀混合气和空气，分层燃烧低汽油机可稳定工作在α=20～25范围内。好处：使燃油消耗率降低，且提高排放性能。
14电控汽油喷射系统与化油器相比有何优点？
答：1）可以对混合气空燃比进行精确控制，使发动机在任何公开下都处于最佳工作状态，特别是对过渡工况的动态控制，更是传统化油器式发动机无法做到的。2）由于进气系统不需要喉管，减少进气阻力，加上不需要对进气管加热来促进燃油的蒸发，所以充气效率高。3）由于进气温度低，使得爆燃燃烧得到有效控制，从而有可能采取较高的压缩比，这对发动机热效率的改善时显著的。4）保证各缸混合比的均匀性问题比较容易解决，相对于发动机可以使用辛烷值低的燃料。5）发动机冷起动性能和加速性能良好，过渡圆滑。第七章 发动机的特性
1研究发动机特性的意义时什么？
答：发动机的特性是发动机性能的综合反映，在一定条件下，发动机性能指标或特性参数随各种可变因素的变化规律就是发动机的特性。研究发动机的特性是为了分析发动机在不同工况下运行的动力性能指标、经济性能指标、排放指标以及反映工作过程进行的完善程度指标等。
2发动机的性能包括哪几方面？如何评价发动机性能？
答：发动机性能包括：动力性能指标、经济性能指标和排放性能指标。评价其性能需要对发动机的特性进行分析和研究。用来表示发动机特性的曲线就是特性曲线，它是评价发动机的一种简单、直观、方便的形式，时分析和研究发动机的一种最基本的手段。
3发动机的负荷特性如何测取？在测取过程中应该注意哪些内容？
答：负荷特性是指当转速不变时，发动机的性能指标随负荷而变化的关系。用曲线的形式表示，就是负荷特性曲线。发动机的负荷特性曲线是在发动机试验台架上测取的。测取前，将发动机冷却液温度、润滑油温度保持在最佳值；调节测功器负荷并改变循环供油量，使发动机的转速稳定在某一常数。4试分析汽油机和柴油机负荷特性的特点。
答：1）汽油机的燃油消耗率普遍较高，且在从空负荷向中小负荷段过渡时，燃油消耗率下降缓慢，仍维持在较高水平，燃油经济性明显较差。2）汽油机排气温度普遍较高，且与负荷关系较小。3）汽油机的燃油消耗量曲线弯度较大，而柴油机的燃油消耗量曲线在中、小负荷段的线性较好。5根据实验条件的不同，发动机的外特性有几种形式？
12什么是发动机的万有特性？汽油机、柴油机的万有特性各有什么特点？ 负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数见的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称万有特性 汽油机的万有特性：
（1）最低耗油率高，并且经济区域偏小
（2）等耗油率曲线在低速区向大负荷收敛，这说明汽油机在低速、低负荷的耗油率随负荷的减小而急剧增大，在实际使用中，应尽量避免出现这种情况
（3）汽油机的等功率线随转速升高而斜穿等耗油率线，转速越高越废油。因此，在实际使用中当汽车等功率运行时，驾驶人应尽量使用高速挡，以便节油
柴油机的万有特性：
（1）最低耗油率偏低，并且经济区域较宽
（2）等耗油率曲线在高、低速均不收敛，变化较平坦（3）相对汽车变速工况的适应性好 第八章 发动机的排放与噪声
1简述发动机各种污染物对人体健康的影响
答：CO：轻度中毒：头痛、头晕、耳鸣、恶心、呕吐、心悸、四肢无力或有短暂的晕厥。中度中毒：除上诉症状加重外，出现程度较浅的昏迷。重度中毒：除上诉症状加重外，常并发肺水肿、脑水肿、呼吸困难、心律失常等，可在短时间内死亡。
HC：对血液和神经有害，有致癌作用，对眼、呼吸道、血液有毒害。
NOx：NO高浓度时会造成中枢神经有轻度障碍，NO2对心肝肾有影响，可引起支气管炎、肺气肿。
光化学烟雾：会引起呼吸道疾病与其他疾病。微粒：对人体呼吸系统有危害。
2简述汽油机主要排放污染物及其生成机理
汽油机排放污染物主要有：排气污染物主要有CO、HC、NOX、SO2和微粒；曲轴箱窜气和燃料蒸发形成的HC。CO的生成机理 ：CO是烃燃料燃烧的中间产物，排气中的CO是由于烃的不完全燃烧所致 HC的生成机理： 1)不完全燃烧(氧化)2)壁面淬熄效应 3）狭缝效应
4）壁面油膜和积炭吸附作用
NOx的生成机理 ：燃烧过程中产生的NO经排气管排至大气中,在大气条件下缓慢的与O2反应,生成NO2.因而在讨论NOX的生成机理时,一般只讨论NO的生成机理.燃烧过程中NO的生成方式有3种,根据产生机理的不同分别称为热力型NO也称热NO或高温NO、激发NO以及燃料NO。热力NO主要由于火焰温度下大气中的氮被氧化而成，当燃烧的温度下降时，高温NO的生成反应会停止，即NO会被“冻结”。激发NO主要是由于燃料产生的原子团与氮气发生反应所产生。燃料NO是含氮燃料在较低温度下释放出来的氮被氧化而成的。3简述柴油机主要排放污染物及其生成机理
柴油机主要污染物有：微粒、NOX、HC和硫氧化物。微粒生成机理是烃类燃料在高温缺氧条件下析出碳粒和杂质表面粘有机物SOF。混合气浓度极不均匀，过浓或过稀的混合气会产生HC。喷油器压力室容积内的燃油高温下产生HC。高温条件下氧分子裂解成氧原子，再与N2生成NO。燃油中的硫在高温条件下与氧生成硫氧化物
4简述汽油机和柴油机混合气形成和燃烧过程的区别，并对比汽油机和柴油机的排放性能
5论述降低汽油机排放污染物的措施 1）推迟点火提前角能降低NOx 和HC。2）废气再循环能降低NOx。
3）合理的燃烧室设计能减少淬熄和缝隙效应产生的HC。4）电控汽油喷射结合三效催化转化器能降低CO、NO 和HC。5）高能点火和热反应器能降低CO和HC。答：机内净化技术：废气再循环装置、改进发动机设计，电子控制燃油喷射系统，提高燃油品质。机外净化技术：曲轴箱强制通风、燃油蒸发控制系统、三元催化转化器。
6论述降低柴油机排放污染物的措施
机内净化技术：增压中冷技术、改进进气系统、改进喷油系统、改进燃烧系统、降低机油消耗、废气再循环、提高燃油品质。机外净化技术：微粒捕集器、氧化催化转化器、NOx还原催化转化器、寺院催化转化器。
第五篇：课后习题
课后习题
第一课
背诵第1、2自然段
1、体会句子的含义：
A：那些小丘的线条是那么柔美，就像只用绿色渲染，不用墨线勾勒的中国画那样，到处翠色欲流，轻轻流入云际。
答：老舍将草原拟为一幅挥毫泼墨的写意画，突出了草原的辽阔碧绿，小丘线条的柔美，整个草原犹如巨幅中国画那样让人赏心悦目。
B：马上的男女老少穿着各色的衣裳，群马疾驰，襟飘带舞，像一条彩虹向我们飞过来。
答：蒙古族老乡身着节日盛装，策马疾驰，远迎来客。鲜艳的服饰，飞驰的骏马，飘舞的衣襟衣带，作者将这些景物比作彩虹，不仅形似而且神似，写出了蒙古族人民的热情好客。
C：“蒙汗情深何忍别，天涯碧草话斜阳”。
答：蒙古族和汉族人民之间的情谊很深，怎么忍心马上分别，大家站在蒙古包外，望着一望无际的草原，在夕阳下，相互倾诉着惜别之情。表达了蒙、汉两族人民的深情厚谊和依依惜别的感情。
第三课
背诵第12自然段
2、你从爸爸介绍白杨的话里可以看出白杨有哪些特点？
答：白杨树有三个特点：高大挺拔；适应能力强，哪里需要就能在哪里生长；坚贞不屈，任何艰难的环境都不能动摇。
3、《白杨》一课在表达上有什么特点？
答：课文在表达上的特点是：托物言志，借物喻人。
4、体会句子含义：“在一棵高大的白杨树身边，几棵小树正迎着风沙成长起来”。
5、用“哪儿„„哪儿„„”造句
用“不管„„不管„„总是„„”造句
第五课
背诵三首古诗及意思、注解、思想感情。
第六课
了解P30“资料袋”
第八课
6、“我”发现了什么？
答：“我”发现了胚胎发育规律的过程。
7、费奥多罗夫是个怎样的孩子，请概括地说一说。
答：费奥多罗夫是个天真无邪、求知若渴、善于探究和想象的孩子。
8、体会句子含义：“我明白了——世界上重大的发明与发现，有时还面临着受到驱逐和迫害的风险”。
答：这句话讲出了科学事业发展过程中的某些真实情况，又用幽默与自嘲的方式，表达了对此事的看法，意思是说，谁让我有这样重大的发现呢？被轰出教室也就不足为奇了。
例子：意大利科学家布鲁诺，他是哥白尼的推崇者，而且发展了哥白尼的学说，他指出太阳是太阳系的中心，结果被监禁七年后活活烧死。
第十课
默写课文及意思、注解
第十一课
写出楚王侮辱晏子的几件事的名称
答：让晏子钻狗洞；说齐国没有人；嘲笑齐人没出息。
第十四课
体会句子含义：
“是您带着全村妇女，顶着打糕，冒着炮火，穿过硝烟，送到阵地上来给我们吃。这真是雪中送炭啊！”
答：这段话表达了朝鲜人民对志愿军战士的热爱和志愿军战士对朝鲜人民的感激之情。
“您为我们:付出了这样高的代价，难道还不足以表达您对中国人民的友谊？” 答：这段话用反问的语气强调肯定了以大嫂为代表的朝鲜人民对志愿军战士比山高比海深的情谊。
第十八课
写出三个小故事的标题
答：完璧归赵；渑池之会；负荆请罪。
记住“资料袋”
第十九课
记住“资料袋”
回答问题：
周瑜很高兴，叫诸葛亮当面立下军令状，又摆了酒席招待他。（什么是“军令状”？诸葛亮立下军令状，周瑜为什么很高兴？）
答：“军令状”是指接受军令后写的保证书，如果完不成任务，愿意接受军法处置。周瑜经过步步紧逼，使诸葛亮答应三天内造十万支箭的任务，认为终于可以加害诸葛亮了，所以周瑜很高兴。
诸葛亮神机妙算，我真比不上他！（“神机妙算”是什么意思？诸葛亮神机妙算表现在哪些地方？）
答：“神机妙算”指惊人的机智，巧妙的策划。形容有预见性，善于估计客观形势，决定策略。
诸葛亮的神机妙算表现在1、算到天气；
2、算好了受箭方法；
3、算好了人。第二十课
记住“资料袋”
第二十五课
背诵第3自然段
回答问题：
人人为我，我为人人。我觉得这一种境界是颇耐人寻味的。（为什么说这种境界“耐人寻味”？生活中你有没有感受过类似的境界？）
答：“这一种境界”在这里指“人人为我，我为人人”。“我为人人”是说每个人心中要有他人，要有社会责任感，要用实际行动为大众着想，为社会尽到自己的义务。如果大家都这么想，这么做，就必然会换来“人人为我”的结果。虽然“人人为我”放在前面，但实际上“我为人人”是前提，只有“我为人人”尽到责任和义务，才会实现“人人为我”的美好愿望。“人人为我，我为人人”的实例很多，课文中德国人养花，自己的花是让别人看的，二各自又看别人的花；学生轮流值日打扫教室卫生，每人带课外书到班上建立图书角等，都是人人为我我为人
人。
变化是有的，但是美丽并没有改变。（你是怎样理解“美丽并没有改变”的？）答：作者是说德国沿街的奇丽风景没有改变，依然是“家家户户的窗子前都是花团锦簇、姹紫嫣红。许多窗子连接在一起，汇成了一个花的海洋”。
第二十六课
背诵课文4—6自然段
回答问题：
威尼斯的小艇有二三十英尺长，又窄又深，有点儿像独木舟。船头和船艄向上翘起，像挂在天边的新月，行动轻快灵活，仿佛田沟里的水蛇。（说说威尼斯小艇的特点，并体会加点词语的好处）
答：小艇的特点体现在三个比喻句上：“像独木舟”，写出了小艇长、窄、深的特点；“像挂在天边的新月”，写出了小艇两头翘起的特点；“仿佛田沟里的水蛇”，写出了小艇轻快灵活的特点。
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