汽車的行駛原理

1、汽車概述汽車概述2 2 轎車轎車的整體結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)3 3 汽車的行駛原理汽車的行駛原理1 1 轎車的一般分類轎車的一般分類汽車的行駛原理汽車的行駛原理驅(qū)動力驅(qū)動力Ft：地面對車輪施加的一個與驅(qū)動輪向地面施加的力數(shù) 值相等、方向相反的反作用力。其大小決定于發(fā)動 機(jī)和傳動系統(tǒng)輸送給驅(qū)動輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和地面附著力?！?“梅賽德斯梅賽德斯- -奔馳奔馳” ”E350 汽車的驅(qū)動力 (N)式中 車輪的滾動半徑。 -力矩 rtorMF tMrr 汽車行駛基本汽車行駛基本原理圖原理圖Ft = F0 驅(qū)動輪與地面接觸處向地面施加一個力驅(qū)動輪與地面接觸處向地面施加一個力F0 ，其數(shù)值為，其數(shù)值為Mi 與車輪半徑

2、與車輪半徑r之比。之比。汽車行駛的基本原理汽車行駛的基本原理汽車行駛必須具備兩個基本的行駛條件：驅(qū)動條件和附著條件。1驅(qū)動條件驅(qū)動條件 汽車必須具有足夠的驅(qū)動力，以克服各種行駛阻力。這些汽車必須具有足夠的驅(qū)動力，以克服各種行駛阻力。這些阻力主要包括阻力主要包括滾動阻力滾動阻力、空氣阻力空氣阻力、坡度阻力坡度阻力和和加速阻力加速阻力。 汽車在水平路面上等速行駛時，會受到來自地面的汽車在水平路面上等速行駛時，會受到來自地面的滾動滾動阻力阻力Ff和來自空氣的和來自空氣的空氣阻力空氣阻力Fw；當(dāng)汽車在坡道上上坡行駛；當(dāng)汽車在坡道上上坡行駛時，還必須克服重力沿坡道的分力時，還必須克服重力沿坡道的分力坡度

3、阻力坡度阻力Fi；而當(dāng)汽車加；而當(dāng)汽車加速行駛時需要克服速行駛時需要克服加速阻力加速阻力Fj。所以，汽車在行駛過程中須。所以，汽車在行駛過程中須克服的總阻力為：克服的總阻力為： F=Ff+Fw+Fi+Fj F0 = Mt rFt = F0 F = Ff + Fw+ Fi + Fj滾動滾動空氣空氣坡道坡道加速加速FFt滾動阻力滾動阻力Ff 由車輪滾動時輪胎與路面發(fā)生變形而產(chǎn)生的。由車輪滾動時輪胎與路面發(fā)生變形而產(chǎn)生的。 Ff =Wtf=Wtf 式中式中 Ff 滾動阻力（滾動阻力（N N） Wt Wt 車輪載荷（車輪載荷（N N） ff滾動阻力系數(shù)。滾動阻力系數(shù)。 滾動阻力系數(shù)與輪胎結(jié)構(gòu)、輪胎氣壓

4、、車速滾動阻力系數(shù)與輪胎結(jié)構(gòu)、輪胎氣壓、車速和路面性質(zhì)等有關(guān)。和路面性質(zhì)等有關(guān)?？諝庾枇諝庾枇w 汽車行駛時受到空氣作用力在行駛方向上的汽車行駛時受到空氣作用力在行駛方向上的分力稱為空氣阻力。分力稱為空氣阻力。它由空氣阻力由它由空氣阻力由壓力阻力壓力阻力與與摩擦阻力摩擦阻力兩部分組成。兩部分組成。 壓力阻力壓力阻力是空氣作用在汽車外表面上的法向是空氣作用在汽車外表面上的法向壓力的合力在行駛方向的分力。壓力的合力在行駛方向的分力。 摩擦阻力摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面產(chǎn)生是由于空氣的粘性在車身表面產(chǎn)生的摩擦作用的阻力。的摩擦作用的阻力。 影響空氣阻力的因素影響空氣阻力的因素 主要有主要

5、有汽車形狀汽車形狀、迎風(fēng)面積迎風(fēng)面積和和車速車速。在汽車行。在汽車行駛的速度范圍內(nèi)，空氣阻力與車速的平方成正比，駛的速度范圍內(nèi)，空氣阻力與車速的平方成正比，當(dāng)車速很高時，空氣阻力是行駛阻力的主要部分。當(dāng)車速很高時，空氣阻力是行駛阻力的主要部分。空氣阻力空氣阻力Fwl 風(fēng)阻系數(shù)：風(fēng)阻系數(shù)：描述描述Fw大小，轎車為大小，轎車為0.280.4。 l 空氣阻力空氣阻力 正面阻力：板塊頂風(fēng)；正面阻力：板塊頂風(fēng)； 摩擦阻力：空氣與車身，高速可略；摩擦阻力：空氣與車身，高速可略； 外型阻力：高速時，主要部分。外型阻力：高速時，主要部分。 l 風(fēng)洞試驗(yàn)風(fēng)洞試驗(yàn) 人造均勻氣流。奔馳公司，其風(fēng)扇直徑就達(dá)人造均勻氣

6、流。奔馳公司，其風(fēng)扇直徑就達(dá)8.5m8.5m，電動機(jī)電動機(jī)4000kW4000kW，空氣流速達(dá)，空氣流速達(dá)270km270kmh h。建造一個耗資數(shù)。建造一個耗資數(shù)億美元，甚至億美元，甚至1010多億美元，而且每做一次汽車風(fēng)洞試驗(yàn)多億美元，而且每做一次汽車風(fēng)洞試驗(yàn)的費(fèi)用也是相當(dāng)大的。目前世界上的實(shí)車風(fēng)洞還不多，的費(fèi)用也是相當(dāng)大的。目前世界上的實(shí)車風(fēng)洞還不多，主要集中在日、美、德、法、意等國的大汽車公司。主要集中在日、美、德、法、意等國的大汽車公司。V200km/h時，時，F(xiàn)w幾乎占幾乎占F的的85%。風(fēng)阻系數(shù)每降。風(fēng)阻系數(shù)每降低低10，燃油節(jié)省，燃油節(jié)省7左右。左右。 坡道阻力坡道阻力Fi：

7、汽車上坡時其重力沿坡道上的分力。其大小決定于汽車上坡時其重力沿坡道上的分力。其大小決定于坡道的坡度和汽車總質(zhì)量。坡道的坡度和汽車總質(zhì)量。Fi=GsinFi=Gsin式中式中 G汽車重力，汽車重力，Gmg（N） 坡度角坡度角坡道阻力坡道阻力Fi： 我們需要明白我們需要明白“上坡的角度上坡的角度”與與“坡度坡度”完全是兩個概念。下圖可以看出，按照公共完全是兩個概念。下圖可以看出，按照公共設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)律，高速公路的上坡角度一般設(shè)計(jì)在設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)律，高速公路的上坡角度一般設(shè)計(jì)在3度以內(nèi)。度以內(nèi)。 汽車車庫的出口大約是汽車車庫的出口大約是8度。度。20度就已經(jīng)是一般轎車的爬坡能力極限。度就已經(jīng)是一般轎車

8、的爬坡能力極限。30度則是樓梯的傾斜設(shè)計(jì)極限。度則是樓梯的傾斜設(shè)計(jì)極限。坡道角度坡道角度百分比百分比11.7/10023.5/10035.2/10047.0/10058.7/1001018/1001527/1002036/1002547/1003058/1003570/1004084/10045100/100坡道阻力坡道阻力Fi坡道角度坡道角度百分比百分比11.7/10023.5/10035.2/10047.0/10058.7/1001018/1001527/1002036/1002547/1003058/1003570/1004084/10045100/100坡道阻力坡道阻力Fi坡道阻力坡道

9、阻力Fi：Fi=GsinFi=Gsin式中式中 G汽車重力，汽車重力，Gmg（N） 坡度角坡度角 汽車一般能輕松爬上汽車一般能輕松爬上15%的坡度，的坡度，普通轎車極限普通轎車極限能爬上能爬上20陡坡陡坡，最好的，最好的66軍用越野車可爬軍用越野車可爬60%（31)的坡。貨車在各種地區(qū)的各種道路上行駛，所的坡。貨車在各種地區(qū)的各種道路上行駛，所以必須具有足夠的爬坡能力，以必須具有足夠的爬坡能力， 一般一般max在在30%即即16.7左右左右 在城市里最常見的大坡是地下停車場的坡，在城市里最常見的大坡是地下停車場的坡，10%-15% 高級不大于高級不大于10度度,一級不大于一級不大于15度度,二

10、級不大于二級不大于25度度,三級不大于三級不大于30度度,四級不大于四級不大于35度度.大于大于35度的路就不是度的路就不是等級公路等級公路 加速阻力加速阻力FjFj 汽車加速行駛時，需要克服汽車質(zhì)量加速運(yùn)動時的慣性力，這就是加速阻力。 汽車的質(zhì)量越大，加速阻力越大。加速阻力加速阻力FjFj汽車正常情況下的狀態(tài)：汽車正常情況下的狀態(tài)：當(dāng)FtF時，剩余驅(qū)動力為0，汽車將勻速行駛；當(dāng)Ft F時，汽車將加速行駛；當(dāng)Ft F加速加速Ft =F勻速勻速Ft F = G 汽車車輪打滑汽車車輪打滑 汽車行駛充分必要條件汽車行駛充分必要條件F Ft F 返回返回 作業(yè)作業(yè)一、填空題一、填空題1 、汽車的驅(qū)動力

11、是由、汽車的驅(qū)動力是由 產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。2 、汽車的坡道阻力是汽車上坡時其、汽車的坡道阻力是汽車上坡時其 沿坡道上的沿坡道上的 。3 、坡道阻力的大小決定于坡道的、坡道阻力的大小決定于坡道的 和汽車和汽車 。4 、總阻力的公式為、總阻力的公式為 。5 、當(dāng)、當(dāng)Ft=F時，汽車時，汽車 行駛；當(dāng)行駛；當(dāng)FtF時，汽車時，汽車 行駛；當(dāng)行駛；當(dāng)FtF時，汽車時，汽車 行駛或行駛或 。6 、附著力與車輪所承受垂直于地面的、附著力與車輪所承受垂直于地面的 和和 成成 比。比。7、滾動阻力系數(shù)與、滾動阻力系數(shù)與 、 和和 等有關(guān)。等有關(guān)。8、影響空氣阻力的因素主要有汽車的、影響空氣阻力的因素主要有汽車的

12、 、迎風(fēng)、迎風(fēng) 和和 。車速越快空氣阻力就。車速越快空氣阻力就越越 。9、坡度越大坡道阻力就越、坡度越大坡道阻力就越 。 10、加速阻力與汽車的、加速阻力與汽車的 和和 有關(guān)有關(guān)11、汽車行駛的充分必要條件：汽車行駛的充分必要條件： 。 作業(yè)作業(yè)一、填空題一、填空題1 、汽車的驅(qū)動力是由、汽車的驅(qū)動力是由 發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī) 產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。2 、汽車的坡道阻力是汽車上坡時其、汽車的坡道阻力是汽車上坡時其 重力重力 沿坡道上的沿坡道上的 分力分力 。3 、坡道阻力的大小決定于坡道的、坡道阻力的大小決定于坡道的 坡度坡度 和汽車和汽車 總質(zhì)量總質(zhì)量 。4 、總阻力的公式為、總阻力的公式為 F = Ff

13、 + Fw+ Fi + Fj 。5 、當(dāng)、當(dāng)Ft=F時，汽車時，汽車 均勻均勻 行駛；當(dāng)行駛；當(dāng)FtF時，汽車時，汽車 加速加速 行駛；當(dāng)行駛；當(dāng)FtF時，汽車時，汽車 減速減速 行駛或行駛或 停止停止 。6 、附著力與車輪所承受垂直于地面的、附著力與車輪所承受垂直于地面的附著重力附著重力（法向力法向力）和）和附著系數(shù)附著系數(shù)成成 正正比。比。7、滾動阻力系數(shù)與、滾動阻力系數(shù)與輪胎輪胎、車速車速和和路面性質(zhì)路面性質(zhì)等有關(guān)。等有關(guān)。8、影響空氣阻力的因素主要有、影響空氣阻力的因素主要有汽車形狀汽車形狀、迎風(fēng)面積迎風(fēng)面積和和車速車速。車速越快空氣阻力就越。車速越快空氣阻力就越 大大 。9、坡度越大

14、坡道阻力就越、坡度越大坡道阻力就越 大大 。 10、加速阻力與汽車的、加速阻力與汽車的質(zhì)量質(zhì)量和和加速度加速度有關(guān)。有關(guān)。11、汽車行駛的充分必要條件：汽車行駛的充分必要條件：FFtF希臘字母常用指代意義及其漢字注音希臘字母常用指代意義及其漢字注音序號序號大寫大寫小寫小寫英語音標(biāo)注音英語音標(biāo)注音英文英文漢字注音漢字注音常用指代意義常用指代意義1/lf/alpha阿爾法角度，系數(shù)，角加速度，第一個2/bi:t/ 或 /bet/beta貝塔磁通系數(shù)，角度，系數(shù)3/gm/gamma伽瑪電導(dǎo)系數(shù)，角度，比熱容比4/delt/delta得爾塔變化量，化學(xué)反應(yīng)中的加熱，屈光度，一元二次方程中的判別式5/e

15、psln/epsilon埃普西龍對數(shù)之基數(shù)，介電常數(shù)6/zi:t/zeta澤塔系數(shù)，方位角，阻抗，相對黏度7/i:t/eta伊塔遲滯系數(shù)，效率8/i:t/theta西塔溫度，角度9/at/iota埃歐塔微小，一點(diǎn)10/kp/kappa堪帕介質(zhì)常數(shù)，絕熱指數(shù)11/lmd/lambda蘭姆達(dá)波長，體積，導(dǎo)熱系數(shù)12/mju:/mu謬/穆磁導(dǎo)系數(shù)，微，動摩擦系（因）數(shù)，流體動力黏度13/nju:/nu拗/奴磁阻系數(shù)，流體運(yùn)動粘度,光子頻率，化學(xué)計(jì)量數(shù)14希臘 /ksi/英美 /za/ 或 /sa/xi可西/賽隨機(jī)變量，（?。﹨^(qū)間內(nèi)的一個未知特定值15/umaikrn/或 /mkrn/omicron歐 (阿) 米可榮高階無窮小函數(shù)16/pa/pi派圓周率，(n)表示不大于n的質(zhì)數(shù)個數(shù)17/r/rho柔/若電阻系數(shù)，柱坐