《汽車的動(dòng)力性》ppt課件

1、第一章汽車行駛原理與第一章汽車行駛原理與動(dòng)力性動(dòng)力性第一節(jié)汽車的動(dòng)力性評(píng)價(jià)第一節(jié)汽車的動(dòng)力性評(píng)價(jià) 從獲得盡能夠高的平均行駛速度的觀念出發(fā)，汽車的動(dòng)力性主要由三方面目的來(lái)評(píng)價(jià)：汽車的最高車速；汽車的加速才干；汽車的最大爬坡度。 1、汽車的最高車速是指汽車以廠定最大總質(zhì)量形狀在風(fēng)速3m/s的條件下，在枯燥、清潔、平坦的混凝土或?yàn)r青路面上，汽車可以到達(dá)的最高穩(wěn)定行駛速度 顯然，此時(shí)變速器應(yīng)掛入最高檔，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥全開(kāi)或高壓油泵在最大供油位置。 2、汽車的加速才干是指在行駛中迅速添加行駛速度的才干。汽車的加速才干常用汽車加速過(guò)程中的加速度、加速時(shí)間和加速間隔表述。它對(duì)汽車平均行駛速度影響很大。 加速時(shí)

2、間又分為原地起步加速時(shí)間和超車加速時(shí)間。原地起步加速時(shí)闡明汽車原地起步加速才干；超車加速時(shí)間是指用最高檔或次高檔由某一較低車速全力加速至某一高速所需的時(shí)間。由于汽車超車時(shí)與被超車輛并行，容易發(fā)生平安事故，所以超車加速才干強(qiáng)，并行時(shí)間短，行駛就平安。 超車加速才干還沒(méi)有一致的規(guī)定，采用較多或的是用最高檔或次高檔由的速度全力加速行駛至某一高速所需的時(shí)間。 3、最大爬坡度：汽車的上坡才干是用汽車能爬上的最大坡度來(lái)表示，即滿載時(shí)用變速器最低檔在良好的路面上能爬上的最大道路坡度。 轎車的最高車速高，發(fā)動(dòng)機(jī)功率大，經(jīng)常在較好的路面上行駛，所以普通不強(qiáng)調(diào)它的爬坡才干。貨車在各種路面上行駛，要求它具有足夠的爬

3、坡才干，普通為30%16左右。越野汽車要在各種壞路或無(wú)路條件下行駛，對(duì)爬坡才干要求更高，它的最大爬坡度可達(dá)60%30或更高。第二節(jié)汽車的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力 1、汽車的驅(qū)動(dòng)力 汽車驅(qū)動(dòng)力是汽車行駛時(shí)抑制各種阻力推進(jìn)汽車前進(jìn)的作用力。是由發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩經(jīng)傳動(dòng)系變速后傳至驅(qū)動(dòng)輪上所得到的。 其數(shù)值為： 影響驅(qū)動(dòng)力的要素： 發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性 發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性，是指發(fā)動(dòng)機(jī)功率Pe 、轉(zhuǎn)矩Ttq 、燃料耗費(fèi)率be 也稱為比油耗與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速ne 的函數(shù)關(guān)系曲線，通常稱為發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性曲線，或簡(jiǎn)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)速度特性。發(fā)動(dòng)機(jī)油門部分開(kāi)啟條件下的速度特性，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)部分速度特性。發(fā)動(dòng)機(jī)油門

4、全開(kāi)即加速踏板最大行程條件下的速度特性，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)外速度特性。 傳動(dòng)系的機(jī)械效率 傳動(dòng)系損耗功率主要包括變速器、傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)和主減速器等的功率損失。損耗功率主要方式包括液力損耗和機(jī)械摩擦損耗。液力損耗,如攪動(dòng)和磨擦,它與光滑油的種類、溫度、轉(zhuǎn)速、油面高度等有關(guān)。 車輪半徑 車輪半徑分為自在半徑、靜力半徑和滾動(dòng)半徑。車輪無(wú)載荷時(shí)按規(guī)定氣壓充好氣時(shí)的半徑稱為自在半徑。汽車輪靜止不動(dòng)并充好氣時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面之間的間隔稱為靜力半徑。車輪滿載行駛中，按車輪轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)n和駛過(guò)的間隔S，按照以下公式計(jì)算出來(lái)的半徑稱為滾動(dòng)半徑或動(dòng)力半徑。nSr2 汽車的行駛阻力 汽車的行駛阻力包括滾動(dòng)阻力、空氣

5、阻力、加速阻力和坡度阻力。 1滾動(dòng)阻力 普通而言，車輪滾動(dòng)的能量損失由三部分組成，即耗費(fèi)于輪胎變形和路面變形的能量損失以及輪胎與支承面間的摩擦損失。滾動(dòng)阻力系數(shù)是概括輪胎變形、道路變形以及接觸面上的摩擦等損失的系數(shù)，滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、資料、氣壓等有關(guān)。彈性輪胎的彈性遲滯損失表現(xiàn)為妨礙車輪滾動(dòng)的一種阻力偶。對(duì)于松軟的土壤來(lái)說(shuō)，在卸載過(guò)程中土壤恢復(fù)變形時(shí)放出的功甚少，大部分損失在土壤微粒間的機(jī)械摩擦之中。它也表現(xiàn)為妨礙車輪滾動(dòng)的阻力偶 為了表達(dá)不同車輛的滾動(dòng)阻力引入滾動(dòng)阻力系數(shù)的概念 滾動(dòng)阻力系數(shù)是指在一定條件下，車輪滾動(dòng)所需的推力與車輪所受徑向載之比，即要使車輪滾

6、動(dòng)，單位車重所需的推力。故車輪的滾動(dòng)阻力等于車輪徑向垂直載荷與滾動(dòng)阻力系數(shù)之乘積。即 2空氣阻力 汽車直線行駛時(shí)遭到的空氣作用力在行駛方向上的分力，稱為空氣阻力 。據(jù)測(cè)試，一輛以每小時(shí)100公里速度行駛的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的80被用于抑制空氣阻力，減少空氣阻力，就能有效地改善汽車的行駛經(jīng)濟(jì)性 空氣阻力可分為壓力阻力和摩擦阻力兩部分。壓力阻力是作用在汽車外形外表上的法向壓力的合力在行駛方向上的分力。摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身外表產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。摩擦阻力與車身的外表積及外表質(zhì)量有關(guān)。 壓力阻力又分為以下四個(gè)部分： 外形阻力：汽車行駛時(shí)，其正面的氣流和后部產(chǎn)生的渦流等所引起

7、的車身前后的壓力差，所以又稱為壓差阻力。汽車車身主體和各個(gè)外表的外形及交接處的轉(zhuǎn)機(jī)方式是影響外形阻力的主要要素。實(shí)驗(yàn)闡明，對(duì)車身斷面進(jìn)展仔細(xì)設(shè)計(jì)，可以使外形阻力減少一半。 干擾阻力：由汽車外表凸起物引起氣流干擾而產(chǎn)生的阻力。對(duì)干擾阻力影響較大的有不平滑的頭燈、車門把手、前牌照、前保險(xiǎn)杠、風(fēng)窗上部的帽沿、排水槽、后視鏡、外凸的門鉸鏈、天線等一些構(gòu)件，以及凸出于車身底座以下的底盤部分，如車軸、各種拉桿等。 內(nèi)部阻力：空氣流過(guò)冷卻系統(tǒng)和車身內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)所引起的阻力。假設(shè)去除通風(fēng)處不用要的邊角和給予流過(guò)散熱器的空氣流以適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向，可以顯著減小內(nèi)部阻力。 誘導(dǎo)阻力：空氣流經(jīng)車身時(shí)產(chǎn)生的上下部壓力差即升力

8、所引起的。由于實(shí)踐上升力并不與汽車的行駛方向垂直，而是向后傾斜，它在行駛方向上的分力就是誘導(dǎo)阻力。 現(xiàn)代車身空氣動(dòng)力學(xué)研討結(jié)果闡明，空氣阻力系數(shù)值較小的轎車車身具有以下一些特點(diǎn)， 1、汽車頭部的前端應(yīng)盡量地低矮，且在俯視圖中呈半圓形。假設(shè)是直角形公共汽車的車身，那么空氣阻力系數(shù)值會(huì)變大。 2、車身各部件交接處的過(guò)渡應(yīng)圓滑，前風(fēng)窗與發(fā)動(dòng)機(jī)罩的夾角為30-40 左右時(shí)，空氣阻力系數(shù)最小。從這兩張豐田花冠上可以看到 整個(gè)車身應(yīng)向前傾1-2 ，這樣可減少流入車底部的空氣量，使升力降低。在俯視圖上，汽車的中部應(yīng)呈腰鼓形，并向后逐漸收縮。汽車的側(cè)面玻璃應(yīng)盡量接近汽車的外外表。 就轎車而言，沿汽車縱向的最大

9、的橫截面不宜過(guò)分前移，以免呵斥氣流提早分別。為了減小汽車車身前后的壓力差，采用逐漸減少的非常長(zhǎng)的尾部是較理想的，但這樣長(zhǎng)的尾部不能夠與汽車適用度相順應(yīng) 汽車的底部最好采用平滑整體的底板，并盡量防止凸起的零部件露在底板之外。底板從車身中部或從后輪以后向上稍稍升高，這樣可順利地引導(dǎo)車身底部的空氣流流向尾部，減少在車尾后部構(gòu)成的渦流。 對(duì)于廂式車身構(gòu)造的客車，應(yīng)具有圓滑的拐角。對(duì)于貨車，應(yīng)盡量使后部的車廂與前部的駕駛室等寬。帶有閉式車廂的平頭駕駛室，風(fēng)窗與程度面的夾角不可太小，半掛車的牽引車駕駛室上應(yīng)安裝導(dǎo)流板等安裝。 為了減少汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻和車身內(nèi)部通風(fēng)所引起的空氣阻力，應(yīng)將空氣引向散熱器及通風(fēng)系

10、統(tǒng)的進(jìn)氣孔布置在汽車前臉和前風(fēng)窗下部正壓力較大的部位。出氣孔最有利的位置那么是發(fā)動(dòng)機(jī)罩前端、車頂和側(cè)面后部等負(fù)壓力較大的地方。 3坡道阻力 汽車上坡時(shí)，汽車重力沿著坡道的分力稱為坡道阻力。坡道阻力和滾動(dòng)阻力均為與道路有關(guān)的行駛阻力，通常將這兩個(gè)阻力合在一同，稱作道路阻力。 4加速阻力 汽車加速行駛時(shí)，需求抑制本身質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)的慣性力，該力稱為加速阻力Ff。加速時(shí)平移質(zhì)量產(chǎn)生平移慣性力，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力偶矩。東風(fēng)汽車爬坡度實(shí)驗(yàn)場(chǎng)60%爬坡實(shí)驗(yàn)50%爬坡實(shí)驗(yàn)場(chǎng) 汽車驅(qū)動(dòng)力平衡方程 汽車行駛時(shí)，作用于汽車的外力有驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力，它們相互平衡。表示汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力之間關(guān)系的等式，稱為汽車的

11、驅(qū)動(dòng)力平衡方程： jWiftFFFFFFt為汽車的驅(qū)動(dòng)力；Ff為汽車滾動(dòng)阻力；Fi為汽車的坡道阻力；Fw為空氣阻力；Fj為汽車的加速阻力。 汽車行駛的必要條件是： jwiftFFFFF Ft為汽車的驅(qū)動(dòng)力；Ff為汽車滾動(dòng)阻力；Fi為汽車的坡道阻力；Fw為空氣阻力；Fj為汽車的加速阻力。汽車行駛的驅(qū)動(dòng)-附著條件汽車行駛的驅(qū)動(dòng)-附著條件是：汽車的驅(qū)動(dòng)力應(yīng)大于汽車行駛中遇到的各種阻力之和，但驅(qū)動(dòng)力決不會(huì)大于汽車的附著力jwifFFFFZFF tF 汽車的功率平衡 汽車行駛時(shí)，其驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力是相互平衡的，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和汽車行駛的阻力功率也總是平衡的。在汽車行駛的每一時(shí)辰，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一直

12、等于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)損失與全部運(yùn)動(dòng)阻力所耗費(fèi)的功率。 3、影響汽車動(dòng)力性的主要要素 1發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的影響 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大轉(zhuǎn)矩及外特性曲線的外形對(duì)汽車的動(dòng)力性影響最大。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線的外形對(duì)汽車動(dòng)力性有明顯的影響。 雖然兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及其相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速一樣，所確定的最高車速也一樣，但由于外特性曲線外形不同，顯然外特性曲線 在一樣的檔位下低速時(shí)有較大的后備功率，使汽車具有較好的加速才干和爬坡才干。從轉(zhuǎn)矩曲線也可看出，外特性曲線的轉(zhuǎn)矩值隨車速降低而增高的幅度較大，這樣不僅可以提高汽車抑制道路阻力和短期超負(fù)荷才干，而且也可以減少換檔次數(shù)。 2汽車構(gòu)造參數(shù)的影響 傳動(dòng)效率直接影響汽車的動(dòng)力性，傳

13、動(dòng)效率越高，傳動(dòng)功率損失越小，傳至驅(qū)動(dòng)輪的有效功率越大，汽車的動(dòng)力性就好。根據(jù)運(yùn)用條件，合理地選用光滑油和在光滑油中參與減磨添加劑對(duì)提高傳動(dòng)效率有明顯的效果。 主減速器傳動(dòng)比的大小，對(duì)汽車動(dòng)力性有很大的影響。需求低速大扭矩的車輛，需求大的主減速比。 變速器的頭檔傳動(dòng)比和變速器的檔數(shù)對(duì)汽車的動(dòng)力性有顯著的影響。變速器頭檔傳動(dòng)比對(duì)汽車動(dòng)力性的影響最大，它直接影響汽車起步加速性能和最大爬坡才干，當(dāng)然它們?cè)龃蟮某潭纫苍獾礁街鴹l件的限制。添加變速器的檔數(shù)，相當(dāng)于添加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揚(yáng)最大功率附近較高功率段的時(shí)機(jī)，有利于提高汽車的加速才干和爬坡才干。如檔數(shù)增至無(wú)窮多時(shí)，那么稱之為無(wú)級(jí)變速。采用無(wú)級(jí)變速時(shí)，其驅(qū)動(dòng)

14、力圖為一雙曲線，對(duì)汽車抑制行駛阻力、提高平均行駛速度極為有利。液力變矩器是目前汽車上運(yùn)用最多的一種無(wú)級(jí)變速器，液力變矩器的轉(zhuǎn)矩變化范圍較小，普通都同三檔或四檔自動(dòng)機(jī)械變速器串聯(lián)運(yùn)用。由于液力變矩器傳動(dòng)效率低、造價(jià)高等緣由，目前在普通汽車上尚未能得到普遍運(yùn)用。 降低空氣阻力因數(shù)在前面已講略 汽車總質(zhì)量對(duì)汽車動(dòng)力性影響很大。汽車在運(yùn)用過(guò)程中，其總質(zhì)量的大小隨運(yùn)載貨物和乘客的多少而變化。由分析汽車行駛阻力知，除空氣阻力外，其他行駛阻力都與汽車總質(zhì)量成正比。如其他要素一樣，動(dòng)力因數(shù)那么與汽車總質(zhì)量成反比?？梢?jiàn)添加汽車總質(zhì)量，會(huì)使其動(dòng)力性變壞。減輕汽車本身質(zhì)量是降低汽車總質(zhì)量的有效途徑，這是現(xiàn)代汽車越來(lái)

15、越廣泛地采用輕金屬資料和非金屬資料的主要緣由。減輕汽車本身質(zhì)量不僅可提高汽車的動(dòng)力性，而且對(duì)改善汽車燃油經(jīng)濟(jì)性也有非常重要的意義。 輪胎的尺寸與構(gòu)造對(duì)汽車的動(dòng)力性也有影響。對(duì)某一種型號(hào)汽車而言，其驅(qū)動(dòng)力與車輪半徑成反比，而行駛速度與車輪半徑成正比。顯然，車輪半徑的大小，對(duì)汽車動(dòng)力性的不同評(píng)價(jià)目的是存在矛盾的。目前，在良好路面上行駛的汽車，車輪半徑有減小的趨勢(shì)。輪胎尺寸減小，可降低汽車本身質(zhì)量，在附著系數(shù)較大的良好路面上，可增大驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)也降低了汽車的質(zhì)心高度，從而提高了汽車的行駛穩(wěn)定性。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率允許的情況下，可用減小主減速器傳動(dòng)比來(lái)提高汽車的行駛速度。經(jīng)常在軟路面或壞路上行駛的越野汽車，由于其行駛速度不高，要求輪胎尺寸大些，主要是為了增大輪胎與路面間的附著才干和離地間隙，以利于提高越野汽車的經(jīng)過(guò)性能。 3汽車運(yùn)用要素的影響 運(yùn)用要素對(duì)汽車動(dòng)力性有重要影響，一輛動(dòng)力性良好的汽車，假設(shè)長(zhǎng)期運(yùn)用、保養(yǎng)和調(diào)整不當(dāng)，就能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的有效功率和傳動(dòng)系的機(jī)械效率，從而使汽車的動(dòng)力性變壞。 發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)情況是保證汽車動(dòng)力性的關(guān)鍵。 汽車底盤的技術(shù)情況直接影響傳動(dòng)系的機(jī)械效率。 還有就是運(yùn)用條件：運(yùn)用條件主要指道路條件、氣候條件及海拔高度等。道路的附著系數(shù)大、滾動(dòng)阻力系數(shù)小