题目
一轿车的有关参数如下:总质量1600kg,质心位置a=1450(mm),b=1250(mm),hg=630(mm),其制动器制动力分配系数beta=0.65。试求:(1)同步附着系数;(2)在phi=0.7路面上的制动效率;(3)汽车此时能达到的最大制动减速度(指无任何车轮抱死时)。
一轿车的有关参数如下:总质量1600kg,质心位置$a=1450\text{mm}$,$b=1250\text{mm}$,$hg=630\text{mm}$,其制动器制动力分配系数$\beta=0.65$。试求: (1)同步附着系数; (2)在$\phi=0.7$路面上的制动效率; (3)汽车此时能达到的最大制动减速度(指无任何车轮抱死时)。
题目解答
答案
1. 根据 $ \beta = \frac{b + h_g \phi_0}{L} $,可得:
\[
\phi_0 = \frac{0.65 \times 2.7 - 1.25}{0.63} = \frac{0.505}{0.63} \approx 0.80
\]
2. 在 $ \phi = 0.7 $ 时,前轮限制:
\[
j \leq \frac{0.7 g b}{\beta L - 0.7 h_g} = \frac{0.7 \times 9.81 \times 1.25}{1.755 - 0.441} \approx 6.53 \, \text{m/s}^2
\]
后轮限制:
\[
j \leq \frac{3.687833}{0.513333} \approx 7.18 \, \text{m/s}^2
\]
取 $ j = 6.53 \, \text{m/s}^2 $,制动效率:
\[
\eta = \frac{j}{g \phi} = \frac{6.53}{6.867} \approx 0.95
\]
3. 最大制动减速度为 $ j \approx 6.53 \, \text{m/s}^2 $。
答案:
1. $ \phi_0 \approx 0.80 $
2. $ \eta \approx 0.95 $
3. $ j \approx 6.53 \, \text{m/s}^2 $
解析
本题主要考查汽车制动性能相关知识,包括同步附着系数、制动效率和最大制动减速度的计算。解题思路如下:
- 计算同步附着系数:
- 首先明确同步附着系数的计算公式为$\beta = \frac{b + h_g \phi_0}{L}$,其中$\beta$是制动器制动力分配系数,$b$是质心到后轴的水平距离,$h_g$是质心高度,$\phi_0$是同步附着系数,$L$是轴距。
- 已知$a = 1450\text{mm}=1.45m$,$b = 1250\text{mm}=1.25m$,则轴距$L=a + b=1.45 + 1.25 = 2.7m$,$\beta = 0.65$,$h_g = 630\text{mm}=0.63m$。
- 对公式$\beta = \frac{b + h_g \phi_0}{L}$进行变形可得$\phi_0=\frac{\beta L - b}{h_g}$。
- 将数值代入公式:$\phi_0 = \frac{0.65\times2.7 - 1.25}{0.63}=\frac{1.755 - 1.25}{0.63}=\frac{0.505}{0.63}\approx0.80$。
- 计算在$\phi = 0.7$路面上的制动效率:
- 先分别计算前轮和后轮限制下的制动减速度。
- 前轮限制下的制动减速度公式为$j\leq\frac{\phi g b}{\beta L - \phi h_g}$,将$\phi = 0.7$,$g = 9.81m/s^2$,$b = 1.25m$,$\beta = 0.65$,$L = 2.7m$,$h_g = 0.63m$代入可得:
$j\leq\frac{0.7\times9.81\times1.25}{0.65\times2.7 - 0.7\times0.63}=\frac{8.58375}{1.755 - 0.441}=\frac{8.58375}{1.314}\approx6.53m/s^2$。 - 后轮限制下的制动减加速度公式为$j\leq\frac{\phi g a}{(1 - \beta)L-\phi h_g}$,将数值代入可得:
$j\leq\frac{0.7\times9.81\times1.45}{(1 - 0.65)\times2.7 - 0.7\times0.63}=\frac{9.73365}{0.945 - 0.441}=\frac{9.73365}{0.504}\approx19.31m/s^2$(原答案此处计算有误)。 - 取两者中的较小值作为实际的制动减速度,即$j = 6.53m/s^2$。
- 制动效率$\eta=\frac{j}{g\phi}$,将$j = 6.53m/s^2$,$g = 9.81m/s^2$,$\phi = 0.7$代入可得:
$\eta=\frac{6.53}{9.81\times0.7}=\frac{6.53}{6.867}\approx0.95$。
- 计算汽车此时能达到的最大制动减速度:
- 由前面计算可知,在$\phi = 0.7$路面上,前轮限制下的制动减速度为$6.53m/s^2$,后轮限制下的制动减速度为$19.31m/s^2$,取较小值,所以最大制动减速度为$j\approx6.53m/s^2$。