汽車?yán)碚?余志生 第一章ppt

1、 這門課主要以這門課主要以力學(xué)為基礎(chǔ)力學(xué)為基礎(chǔ)闡述汽車的主要闡述汽車的主要性能，主要包括以下內(nèi)容：性能，主要包括以下內(nèi)容： 1汽車動(dòng)力性汽車動(dòng)力性 10 2汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性 4 3汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選擇汽車動(dòng)力裝置參數(shù)的選擇 4 4汽車的制動(dòng)性汽車的制動(dòng)性10 5汽車的操縱穩(wěn)定性汽車的操縱穩(wěn)定性10 6汽車的平順性汽車的平順性5 7汽車的通過性汽車的通過性5 其中，其中，汽車動(dòng)力性汽車動(dòng)力性、汽車的制動(dòng)性汽車的制動(dòng)性、汽車汽車的操縱穩(wěn)定性的操縱穩(wěn)定性為本課重點(diǎn)為本課重點(diǎn) Vehicle Tractive Performace授課章節(jié)：授課章節(jié)： 第第1章章 汽車的動(dòng)力性汽車的動(dòng)

2、力性 1.1汽車的動(dòng)力性指標(biāo)汽車的動(dòng)力性指標(biāo) 1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力目的要求：目的要求： 掌握汽車動(dòng)力性的三方面評(píng)價(jià)指標(biāo)、掌握沿汽掌握汽車動(dòng)力性的三方面評(píng)價(jià)指標(biāo)、掌握沿汽車行駛方向作用于汽車的各種外力、并在此基礎(chǔ)上車行駛方向作用于汽車的各種外力、并在此基礎(chǔ)上掌握汽車行駛方程式的建立。掌握汽車行駛方程式的建立。 重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)： 動(dòng)力性的三方面評(píng)價(jià)指標(biāo)、汽車驅(qū)動(dòng)力。動(dòng)力性的三方面評(píng)價(jià)指標(biāo)、汽車驅(qū)動(dòng)力。 汽車的動(dòng)力性：汽車的動(dòng)力性： 指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)由汽車受指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速到的縱向外力決定的、所

3、能達(dá)到的平均行駛速度。度。 動(dòng)力性是汽車各種性能中最基本、最重要?jiǎng)恿π允瞧嚫鞣N性能中最基本、最重要的性能，它決定了汽車運(yùn)輸效率之高低。的性能，它決定了汽車運(yùn)輸效率之高低。第一節(jié)第一節(jié) 汽車的動(dòng)力性指標(biāo)汽車的動(dòng)力性指標(biāo)（evaluating indicator） 汽車的動(dòng)力性主要有汽車的動(dòng)力性主要有3 3方面方面評(píng)價(jià)指標(biāo)：評(píng)價(jià)指標(biāo)：汽車的最汽車的最高車速高車速u uamaxamax、加速時(shí)間加速時(shí)間t t 、最大爬坡度、最大爬坡度i iamaxamax 1. 汽車的最高車速汽車的最高車速u uamaxamax 最高車速是指在水平的良好路面上汽車能達(dá)到的最高車速是指在水平的良好路面上汽車能達(dá)到的

4、最高行駛速度。最高行駛速度。 此時(shí)汽車應(yīng)為一定載荷，油門開度最大，變速器為最此時(shí)汽車應(yīng)為一定載荷，油門開度最大，變速器為最高擋。高擋。 2. 汽車的加速時(shí)間汽車的加速時(shí)間t t 表明了汽車的加速能力，常用原地起步加速時(shí)間和超車表明了汽車的加速能力，常用原地起步加速時(shí)間和超車加速時(shí)間表示。加速時(shí)間表示。 1）原地起步加速時(shí)間原地起步加速時(shí)間 指汽車由一擋或二擋起步并以最大加速強(qiáng)度（包括指汽車由一擋或二擋起步并以最大加速強(qiáng)度（包括選擇恰當(dāng)?shù)膿Q擋時(shí)機(jī)）逐步換到高擋后達(dá)到某一預(yù)定的距離或車速所需的時(shí)間。選擇恰當(dāng)?shù)膿Q擋時(shí)機(jī)）逐步換到高擋后達(dá)到某一預(yù)定的距離或車速所需的時(shí)間。 一般常用一般常用0400m或

5、或0100kmh的秒數(shù)表示汽車的原地起步加速的秒數(shù)表示汽車的原地起步加速能力。如大中型轎車和小型轎車起步加速到能力。如大中型轎車和小型轎車起步加速到100kmh所需時(shí)間約為所需時(shí)間約為1017s和和1225s。 2）超車加速時(shí)間超車加速時(shí)間 是指用最高擋或次高擋由某一中等車速全力加速至某一高速是指用最高擋或次高擋由某一中等車速全力加速至某一高速所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 對(duì)超車加速能力對(duì)超車加速能力無統(tǒng)一規(guī)定，無統(tǒng)一規(guī)定，有時(shí)用有時(shí)用加速過程曲線加速過程曲線全面反映加全面反映加速能力。速能力。 3. 汽車的最大爬坡度汽車的最大爬坡度i iamaxamax 最大坡度是指汽車最大坡度是指汽車滿載（或

6、某一載質(zhì)量）、最低擋時(shí)在良好路面上能爬上的最大坡度，用滿載（或某一載質(zhì)量）、最低擋時(shí)在良好路面上能爬上的最大坡度，用以表示一輛車的爬坡能力。以表示一輛車的爬坡能力。 道路坡度道路坡度 是坡高與坡底長之比的百分?jǐn)?shù)，其值等于坡度是坡高與坡底長之比的百分?jǐn)?shù)，其值等于坡度角的正切函數(shù)值。角的正切函數(shù)值。 最大坡度代表了汽車的極限爬坡能力，它應(yīng)比實(shí)際行駛中遇到的道最大坡度代表了汽車的極限爬坡能力，它應(yīng)比實(shí)際行駛中遇到的道路最大坡度超出很多。路最大坡度超出很多。 最大坡度對(duì)于貨車和越野汽車是一個(gè)重要指標(biāo)。貨車在最大坡度對(duì)于貨車和越野汽車是一個(gè)重要指標(biāo)。貨車在30即即16.5左右，越野汽車可達(dá)左右，越野汽車

7、可達(dá)60即即30左右。轎車爬坡能力也強(qiáng)。左右。轎車爬坡能力也強(qiáng)。 上述三方面指標(biāo)均應(yīng)在無風(fēng)或微風(fēng)條件下上述三方面指標(biāo)均應(yīng)在無風(fēng)或微風(fēng)條件下測(cè)測(cè) 定。定。 1.1.驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力（drive force） 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳至發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳至驅(qū)動(dòng)輪上得到的來自于地面的驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的外力。驅(qū)動(dòng)輪上得到的來自于地面的驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的外力。 2. 2.行駛阻力行駛阻力 包括滾動(dòng)阻力、空氣阻力、加速阻力和坡度阻包括滾動(dòng)阻力、空氣阻力、加速阻力和坡度阻力。力。 3.3.汽車行駛方程式汽車行駛方程式 汽車行駛方程式為汽車行駛方程式為 第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 一、汽

8、車的驅(qū)動(dòng)力一、汽車的驅(qū)動(dòng)力 （一）汽車的（一）汽車的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳傳動(dòng)系傳至驅(qū)動(dòng)輪上的至驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩T Tt t式中，式中， Ttq發(fā)動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩；發(fā)動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩； ig變速器的傳動(dòng)比；變速器的傳動(dòng)比； i0主減速器的傳動(dòng)比；主減速器的傳動(dòng)比； 傳動(dòng)系的機(jī)械效率。傳動(dòng)系的機(jī)械效率。 如有輪邊減速器、分動(dòng)器、液力傳動(dòng)裝置等要計(jì)入相應(yīng)的傳如有輪邊減速器、分動(dòng)器、液力傳動(dòng)裝置等要計(jì)入相應(yīng)的傳動(dòng)比和機(jī)械效率。動(dòng)比和機(jī)械效率。 T 2. 汽車的汽車的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力FtFt式中，式中，r 為車輪半徑；為車輪半徑； Ft汽車的驅(qū)動(dòng)力；汽車的驅(qū)動(dòng)力； 第二次課第二次課授課

9、章節(jié)：授課章節(jié)： 第第1章章 汽車的動(dòng)力性汽車的動(dòng)力性 1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力目的要求：目的要求： 掌握沿汽車行駛方向掌握沿汽車行駛方向作用于汽車的作用于汽車的各種外力各種外力，即驅(qū)動(dòng)力與各種行駛阻力，并在此基礎(chǔ)上即驅(qū)動(dòng)力與各種行駛阻力，并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握汽車行駛方程式的建立汽車行駛方程式的建立。 重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)： 驅(qū)動(dòng)力與各種行駛阻力驅(qū)動(dòng)力與各種行駛阻力、汽車行駛方程式的建汽車行駛方程式的建立立。 1） 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線 將發(fā)動(dòng)機(jī)的將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率功率Pe、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩Ttq以及以及燃油消耗率燃油消耗率b與發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速曲軸轉(zhuǎn)速之間的函

10、數(shù)關(guān)系之間的函數(shù)關(guān)系以曲線表示，此曲線稱為發(fā)動(dòng)機(jī)以曲線表示，此曲線稱為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性曲線轉(zhuǎn)速特性曲線或簡稱為發(fā)或簡稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線。動(dòng)機(jī)特性曲線。 2） 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門全開節(jié)氣門全開（或高壓油泵在最大供油量位置）時(shí)的（或高壓油泵在最大供油量位置）時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)特發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線性曲線稱為發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線。稱為發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線。 是發(fā)動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的最高性能。是發(fā)動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的最高性能。 3.影響汽車影響汽車驅(qū)動(dòng)力的因素驅(qū)動(dòng)力的因素 影響汽車驅(qū)動(dòng)力的影響汽車驅(qū)動(dòng)力的因素主要有因素主要有：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩矩、傳動(dòng)系變速器和主減速器等的傳動(dòng)比傳動(dòng)系變速器和主

11、減速器等的傳動(dòng)比、傳動(dòng)效傳動(dòng)效率和車輪半徑率和車輪半徑。 （1）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T Ttqtq 3）部分負(fù)荷特性曲線部分負(fù)荷特性曲線 如果節(jié)氣門部分開啟（或高壓油泵部分供油），則稱為發(fā)動(dòng)機(jī)如果節(jié)氣門部分開啟（或高壓油泵部分供油），則稱為發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷特性曲線。部分負(fù)荷特性曲線。 4） 使用外特性曲線使用外特性曲線 帶上全部附件設(shè)備（水泵、發(fā)電機(jī)、空氣濾清器、風(fēng)扇、消聲帶上全部附件設(shè)備（水泵、發(fā)電機(jī)、空氣濾清器、風(fēng)扇、消聲器等）時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線稱為使用外特性曲線。器等）時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線稱為使用外特性曲線。 使用外特性曲線的功率小于外特性的功使用外特性曲線的功率小于外特性的功率。率

12、。 發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得。發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線可以通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得。5）發(fā)動(dòng)機(jī)）發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系有效功率和輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式中，式中，pepe發(fā)動(dòng)機(jī)功率，發(fā)動(dòng)機(jī)功率，kw;kw; T Ttqtq發(fā)動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩，N.mN.m； n n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/minr/min。6）常采用）常采用多項(xiàng)式多項(xiàng)式來表示由試驗(yàn)臺(tái)測(cè)得的、接來表示由試驗(yàn)臺(tái)測(cè)得的、接近于拋物線的近于拋物線的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線 （2）傳動(dòng)系變速器和主減速器等的傳傳動(dòng)系變速器和主減速器等的傳動(dòng)比動(dòng)比 車輪的驅(qū)動(dòng)力與傳動(dòng)系傳動(dòng)比成正比。車輪的驅(qū)動(dòng)力與傳動(dòng)系傳動(dòng)比成正比。主減速器傳動(dòng)比使用

13、中一般不能改變。變速器倒擋、低速擋的傳動(dòng)主減速器傳動(dòng)比使用中一般不能改變。變速器倒擋、低速擋的傳動(dòng)比較大，在這些擋位可以獲得較高的驅(qū)動(dòng)力，但最高行駛速度較低比較大，在這些擋位可以獲得較高的驅(qū)動(dòng)力，但最高行駛速度較低。 （3）傳動(dòng)系的機(jī)械效率傳動(dòng)系的機(jī)械效率 1）傳動(dòng)系的機(jī)械效率傳動(dòng)系的機(jī)械效率 設(shè)輸入傳動(dòng)系的功率為設(shè)輸入傳動(dòng)系的功率為PinPin，傳動(dòng)系中損耗的功率為傳動(dòng)系中損耗的功率為P PT T ，則，則傳傳動(dòng)系的機(jī)械效率為動(dòng)系的機(jī)械效率為 在等速行駛情況下在等速行駛情況下，PinPe，故，故 傳動(dòng)系的功率損失由傳動(dòng)系中的部件傳動(dòng)系的功率損失由傳動(dòng)系中的部件變速器、傳動(dòng)軸萬向變速器、傳動(dòng)軸

14、萬向節(jié)、主減速器等節(jié)、主減速器等的功率損失所組成。其中變速器和主減速器的功率損的功率損失所組成。其中變速器和主減速器的功率損失占比重最大，失占比重最大，其余部件的功率損失較小。其余部件的功率損失較小。 2）傳動(dòng)系功率損失的分類傳動(dòng)系功率損失的分類 傳動(dòng)系功率損失可分為傳動(dòng)系功率損失可分為機(jī)械損失和液力機(jī)械損失和液力損失兩大類。損失兩大類。 1）機(jī)械損失機(jī)械損失 是指齒輪傳動(dòng)副、軸承、油封是指齒輪傳動(dòng)副、軸承、油封等處的摩擦損失。等處的摩擦損失。 機(jī)械損失與機(jī)械損失與嚙合齒輪的對(duì)數(shù)、傳遞嚙合齒輪的對(duì)數(shù)、傳遞的轉(zhuǎn)矩等因素有關(guān)。的轉(zhuǎn)矩等因素有關(guān)。 2）液力損失液力損失 指消耗于潤滑油的攪動(dòng)、潤滑指消

15、耗于潤滑油的攪動(dòng)、潤滑油與旋轉(zhuǎn)零件之間的表面摩擦等功率損失。油與旋轉(zhuǎn)零件之間的表面摩擦等功率損失。 液力損失與潤滑油的液力損失與潤滑油的品種、溫度、品種、溫度、箱體內(nèi)的油面高度以及齒輪等旋轉(zhuǎn)零件箱體內(nèi)的油面高度以及齒輪等旋轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)速有關(guān)。的轉(zhuǎn)速有關(guān)。 傳動(dòng)效率與傳動(dòng)效率與檔位檔位，齒，齒輪輪嚙合嚙合情況情況軸承軸承和和油封油封松松緊等有關(guān)。緊等有關(guān)。 變速器變速器擋位擋位越高越高，傳動(dòng)效率，傳動(dòng)效率越高越高；走走合期后合期后的效率最高。的效率最高。 同一擋位，轉(zhuǎn)矩增加同一擋位，轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，時(shí)，潤滑油損失潤滑油損失所占比例所占比例減少，減少，傳動(dòng)效率較高傳動(dòng)效率較高。同同一擋位，轉(zhuǎn)矩不變一擋位

16、，轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低時(shí)速低時(shí)攪油損失小，攪油損失小，傳動(dòng)傳動(dòng)效率比轉(zhuǎn)速高時(shí)要高。效率比轉(zhuǎn)速高時(shí)要高。 對(duì)汽車進(jìn)行對(duì)汽車進(jìn)行初步初步的動(dòng)的動(dòng)力性分析時(shí)，可把力性分析時(shí)，可把傳動(dòng)效傳動(dòng)效率率看作看作一個(gè)常數(shù)一個(gè)常數(shù)。 （4）車輪的半徑）車輪的半徑 1）自由半徑自由半徑 車輪處于無載時(shí)的半徑稱為自由半徑。車輪處于無載時(shí)的半徑稱為自由半徑。 2）靜力半徑靜力半徑r rs s 汽車靜止時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面間汽車靜止時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面間的距離稱為靜力半徑。的距離稱為靜力半徑。 靜力半徑小于自由半徑。靜力半徑小于自由半徑。 3） 滾動(dòng)半徑滾動(dòng)半徑r rr r 用車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)與實(shí)際

17、車輪滾動(dòng)距離之間用車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)與實(shí)際車輪滾動(dòng)距離之間的關(guān)系換算而得的半徑，即，車輪的滾動(dòng)半徑為的關(guān)系換算而得的半徑，即，車輪的滾動(dòng)半徑為式中，式中，nW車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)；車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)；s為在轉(zhuǎn)動(dòng)為在轉(zhuǎn)動(dòng)nW圈時(shí)車輪滾動(dòng)的距離。圈時(shí)車輪滾動(dòng)的距離。 滾動(dòng)半徑可試驗(yàn)求得，也可估算。滾動(dòng)半徑可試驗(yàn)求得，也可估算。 對(duì)汽車作動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，應(yīng)該用靜力半徑對(duì)汽車作動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，應(yīng)該用靜力半徑rs；作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)，用滾動(dòng)半徑作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)，用滾動(dòng)半徑rr。 4）車輪半徑車輪半徑r 在一般情況下，不計(jì)在一般情況下，不計(jì)滾動(dòng)半徑滾動(dòng)半徑和和靜力半徑間靜力半徑間的差別，的差別，統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為車輪半徑，車輪半徑，即即

18、 r rs s=r=rr r=r=r （二）汽車的驅(qū)動(dòng)力圖（二）汽車的驅(qū)動(dòng)力圖 1.驅(qū)動(dòng)力圖驅(qū)動(dòng)力圖 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性確定的驅(qū)動(dòng)力與車根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性確定的驅(qū)動(dòng)力與車速之間的函數(shù)關(guān)系曲線速之間的函數(shù)關(guān)系曲線Ft-uaFt-ua稱為汽車的驅(qū)動(dòng)力圖。稱為汽車的驅(qū)動(dòng)力圖。 驅(qū)動(dòng)力圖能全面表示汽車的驅(qū)動(dòng)力。驅(qū)動(dòng)力圖能全面表示汽車的驅(qū)動(dòng)力。 2. 驅(qū)動(dòng)力圖的繪制驅(qū)動(dòng)力圖的繪制 （1）求求FtFt 已知發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線、傳動(dòng)系的傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率、車輪已知發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線、傳動(dòng)系的傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率、車輪半徑等參數(shù)半徑等參數(shù)，即可用下式求出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即可用下式求出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n下各個(gè)擋位的下各個(gè)擋位的Ft

19、值，值， 因是據(jù)外特性曲線求得的，所以是各擋因是據(jù)外特性曲線求得的，所以是各擋位驅(qū)動(dòng)力的極限，實(shí)際行駛中，節(jié)氣門常部位驅(qū)動(dòng)力的極限，實(shí)際行駛中，節(jié)氣門常部分開啟，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力較之為小。分開啟，相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力較之為小。 （2）求求u ua a 根據(jù)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系求出求出uaua，即，即可求得可求得各個(gè)擋位的各個(gè)擋位的FtFtuaua曲線。曲線。 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為系式為式中，式中，uaua汽車行駛速度（汽車行駛速度（kmkmh h）；）； n n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r rmin

20、min）； r r車輪半徑（車輪半徑（m m）。）。 二、汽車的行駛阻力二、汽車的行駛阻力 汽車行駛的總阻力為汽車行駛的總阻力為式中，式中，F(xiàn)f來自地面的滾動(dòng)阻力；來自地面的滾動(dòng)阻力； Fw來自空氣的空氣阻力；來自空氣的空氣阻力； Fi坡度阻力，當(dāng)汽車在坡道上上坡行駛時(shí)，重力沿坡道的分力；坡度阻力，當(dāng)汽車在坡道上上坡行駛時(shí)，重力沿坡道的分力； Fj汽車加速行駛時(shí)加速阻力；汽車加速行駛時(shí)加速阻力； 滾動(dòng)阻力和空氣阻力是在任何行駛條件下均滾動(dòng)阻力和空氣阻力是在任何行駛條件下均存在的，坡度阻力和加速阻力僅在一定行駛條件存在的，坡度阻力和加速阻力僅在一定行駛條件下存在。下存在。 （）滾動(dòng)阻力）滾動(dòng)阻力

21、Ff 1.滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力 車輪在路面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力。車輪在路面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的阻力。 2. 滾動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因滾動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因 由輪胎和路面的變形、由輪胎和路面的變形、摩擦以及車輪軸承、油封、懸架零件、減震器中的摩擦等因素引起的。摩擦以及車輪軸承、油封、懸架零件、減震器中的摩擦等因素引起的。 3. 輪胎和支撐面的相對(duì)剛度輪胎和支撐面的相對(duì)剛度決定了變形決定了變形的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。 汽車在汽車在硬路面上行駛時(shí)硬路面上行駛時(shí)，主要，主要因輪胎彈因輪胎彈性變形產(chǎn)生彈性遲滯損失性變形產(chǎn)生彈性遲滯損失形成滾動(dòng)阻力；在形成滾動(dòng)阻力；在軟軟路面路面上則主要因上則主要因路面塑性變形路面塑性變形形成滾動(dòng)阻力

22、。形成滾動(dòng)阻力。 4. 4. 彈性輪胎的遲滯損失彈性輪胎的遲滯損失 當(dāng)彈性輪胎在硬路面上滾動(dòng)時(shí)，由于當(dāng)彈性輪胎在硬路面上滾動(dòng)時(shí)，由于輪胎有內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性遲滯損失，使輪輪胎有內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性遲滯損失，使輪胎變形時(shí)對(duì)它作的功不能全部回收。胎變形時(shí)對(duì)它作的功不能全部回收。 （1） 0CA0CA加載變形曲線，加載變形曲線， （2）面積面積0CAB00CAB0為加載過程中對(duì)為加載過程中對(duì)輪胎作的功；輪胎作的功； （3） ADEADE為卸載變形曲線；為卸載變形曲線； （4）面積面積ADEBAADEBA為卸載過程中輪為卸載過程中輪胎恢復(fù)變形時(shí)放出的功；胎恢復(fù)變形時(shí)放出的功； （5）面積面積OCADEOOC

23、ADEO加載與卸載過加載與卸載過程之能量損失，即彈性物質(zhì)的遲滯損失。程之能量損失，即彈性物質(zhì)的遲滯損失。 此能量系此能量系消耗在輪胎各組成部分相互消耗在輪胎各組成部分相互間的摩擦以及橡膠、簾線等物質(zhì)的分子間間的摩擦以及橡膠、簾線等物質(zhì)的分子間的摩擦，最后轉(zhuǎn)化為熱能而消失在大氣中。的摩擦，最后轉(zhuǎn)化為熱能而消失在大氣中。 5. 5. 輪胎的遲滯損失表現(xiàn)為阻礙車輪滾動(dòng)的一種阻力偶輪胎的遲滯損失表現(xiàn)為阻礙車輪滾動(dòng)的一種阻力偶 當(dāng)車輪不滾動(dòng)時(shí)，地面對(duì)車輪的法向反作用力的分布是當(dāng)車輪不滾動(dòng)時(shí)，地面對(duì)車輪的法向反作用力的分布是前后對(duì)稱的；前后對(duì)稱的；但但當(dāng)車輪滾動(dòng)時(shí)當(dāng)車輪滾動(dòng)時(shí)，在法線，在法線nn前后相對(duì)應(yīng)

24、點(diǎn)變前后相對(duì)應(yīng)點(diǎn)變形雖然相同，但由于彈性遲滯現(xiàn)象，就使形雖然相同，但由于彈性遲滯現(xiàn)象，就使地面法向反作用力地面法向反作用力的分布前后并不對(duì)稱的分布前后并不對(duì)稱，而使它們的，而使它們的合力合力FZFZ相對(duì)于法線相對(duì)于法線n-nn-n向向前移了一個(gè)距離前移了一個(gè)距離a a，它隨彈性遲滯損失的增大而變大。，它隨彈性遲滯損失的增大而變大。 合力合力F FZ Z與法向載荷與法向載荷W W相等，方向相反。相等，方向相反。 如果將法向反作用力如果將法向反作用力F Fz z平移至與通過車輪中心平移至與通過車輪中心的垂線重合，滾動(dòng)時(shí)有的垂線重合，滾動(dòng)時(shí)有滾動(dòng)阻力偶矩滾動(dòng)阻力偶矩 T Tf fF Fz z a a

25、阻礙車輪滾動(dòng)。阻礙車輪滾動(dòng)。 第三次課第三次課授課章節(jié)：授課章節(jié)： 第第1章章 汽車的汽車的動(dòng)力性動(dòng)力性 1.2汽車的汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力目的要求：目的要求： 掌握掌握沿汽車行駛方向作用于汽車的沿汽車行駛方向作用于汽車的各種外力各種外力，即即驅(qū)動(dòng)力與各種行駛阻力驅(qū)動(dòng)力與各種行駛阻力，并在此基礎(chǔ)上，并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握汽車汽車行駛方程式行駛方程式的建立。的建立。 重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)： 汽車汽車各種行駛阻力各種行駛阻力、汽車行駛方程式的建立。汽車行駛方程式的建立。 6. 滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力 （1）從動(dòng)輪從動(dòng)輪在硬路面上等速滾動(dòng)時(shí)的在硬路面上等速滾動(dòng)時(shí)的受力情況受力情況 滾動(dòng)

26、時(shí)有滾動(dòng)時(shí)有滾動(dòng)阻力偶矩滾動(dòng)阻力偶矩TfFz a阻礙車輪滾動(dòng)阻礙車輪滾動(dòng)。 欲使從動(dòng)輪在硬路上等速滾動(dòng)，必須在車輪中心加一推欲使從動(dòng)輪在硬路上等速滾動(dòng)，必須在車輪中心加一推力力Fp1，它與地面切向反作用力，它與地面切向反作用力Fx構(gòu)成一力偶矩來克服上述構(gòu)成一力偶矩來克服上述滾動(dòng)阻力偶矩。滾動(dòng)阻力偶矩。由平衡條件得由平衡條件得故故令令 則則式中，式中，f滾動(dòng)阻力系數(shù)。滾動(dòng)阻力系數(shù)。 結(jié)論：結(jié)論：滾動(dòng)阻力系數(shù)是車輪在一定條滾動(dòng)阻力系數(shù)是車輪在一定條件下滾動(dòng)時(shí)所需之推力與車輪負(fù)荷之比，件下滾動(dòng)時(shí)所需之推力與車輪負(fù)荷之比，即單位汽車重力所需之推力，這樣就即單位汽車重力所需之推力，這樣就引出引出了了滾動(dòng)

27、阻力滾動(dòng)阻力的概念。的概念。 1）滾動(dòng)阻力）滾動(dòng)阻力 等于滾動(dòng)阻力系數(shù)與等于滾動(dòng)阻力系數(shù)與車輪負(fù)荷之乘積車輪負(fù)荷之乘積，即，即且且 Fx1=Fp1=Ff 這樣，在這樣，在分析汽車行駛阻力時(shí)分析汽車行駛阻力時(shí)，不不必具體考慮必具體考慮車輪滾動(dòng)時(shí)所受到的車輪滾動(dòng)時(shí)所受到的滾動(dòng)阻滾動(dòng)阻力偶矩，而只要知道滾動(dòng)阻力系數(shù)求出力偶矩，而只要知道滾動(dòng)阻力系數(shù)求出滾動(dòng)阻力便可以了滾動(dòng)阻力便可以了（滾動(dòng)阻力（滾動(dòng)阻力無法在真無法在真正的受力圖上表現(xiàn)出來，它只是一個(gè)數(shù)正的受力圖上表現(xiàn)出來，它只是一個(gè)數(shù)值值）。這將有利于動(dòng)力性分析的簡化。）。這將有利于動(dòng)力性分析的簡化。 滾動(dòng)阻力系數(shù)由滾動(dòng)阻力系數(shù)由試驗(yàn)確定試驗(yàn)確定，

28、也可，也可根根據(jù)某些經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算據(jù)某些經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 2）滾動(dòng)阻力系數(shù)與）滾動(dòng)阻力系數(shù)與路面的種類、行駛車路面的種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)。速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)。 汽車在汽車在凹凸不平的凹凸不平的路面、在路面、在松軟松軟的路面的路面上、在上、在積水積水路面上行駛時(shí)，路面上行駛時(shí)， 滾動(dòng)阻力系數(shù)較高滾動(dòng)阻力系數(shù)較高。 輪胎的輪胎的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)材質(zhì)和和充氣壓力充氣壓力等對(duì)等對(duì)滾動(dòng)滾動(dòng)阻力系數(shù)阻力系數(shù)有明顯的有明顯的影響影響。 驅(qū)動(dòng)車輪驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)阻力系數(shù)一般的滾動(dòng)阻力系數(shù)一般大于從動(dòng)大于從動(dòng)車輪車輪。 行駛車速行駛車速對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)也對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)也有很大影響

29、有很大影響。 在在轉(zhuǎn)彎行駛轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，輪胎發(fā)生側(cè)偏現(xiàn)象，滾時(shí)，輪胎發(fā)生側(cè)偏現(xiàn)象，滾動(dòng)阻力動(dòng)阻力大幅度增加大幅度增加，但，但一般動(dòng)力性一般動(dòng)力性分析中，常分析中，常不考慮不考慮轉(zhuǎn)彎時(shí)增加的阻力。轉(zhuǎn)彎時(shí)增加的阻力。 （2）驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)輪在硬路面上在硬路面上等速滾動(dòng)等速滾動(dòng)時(shí)的受力時(shí)的受力 圖中圖中Fx2為驅(qū)動(dòng)力矩為驅(qū)動(dòng)力矩Tt所引起的道路對(duì)車輪的切向所引起的道路對(duì)車輪的切向反作用力。反作用力。Fp2為驅(qū)動(dòng)軸作用于車輪的水平力。法向反為驅(qū)動(dòng)軸作用于車輪的水平力。法向反作用力作用力Fz也由于輪胎遲滯現(xiàn)象而使其作用點(diǎn)向前移了一也由于輪胎遲滯現(xiàn)象而使其作用點(diǎn)向前移了一個(gè)距離個(gè)距離a，即在驅(qū)動(dòng)輪上也作用有滾動(dòng)

30、阻力偶矩，即在驅(qū)動(dòng)輪上也作用有滾動(dòng)阻力偶矩Tf 。由。由平衡條件得平衡條件得 結(jié)論結(jié)論：真正作用在驅(qū)動(dòng)輪上驅(qū)動(dòng)汽車行駛：真正作用在驅(qū)動(dòng)輪上驅(qū)動(dòng)汽車行駛的力為地面切向反作用力的力為地面切向反作用力Fx2，它的數(shù)值為驅(qū)它的數(shù)值為驅(qū)動(dòng)力動(dòng)力Ft減去驅(qū)動(dòng)輪上的滾動(dòng)阻力。所以，減去驅(qū)動(dòng)輪上的滾動(dòng)阻力。所以，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力只是一種定義，和滾動(dòng)阻力一樣，在受力圖力只是一種定義，和滾動(dòng)阻力一樣，在受力圖上，也是畫不出來的。上，也是畫不出來的。 （二）空氣阻力（二）空氣阻力 1.空氣阻力空氣阻力 汽車直線行駛時(shí)受到的空氣汽車直線行駛時(shí)受到的空氣作用力在行駛方向上的分力。作用力在行駛方向上的分力。 2.空氣阻力分為空

31、氣阻力分為壓力阻力與摩擦阻力壓力阻力與摩擦阻力兩部分兩部分 。 （1）摩擦阻力摩擦阻力（ 10） 是由于空氣的是由于空氣的粘性在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向粘性在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。的分力。 （2） 壓力阻力壓力阻力 作用在汽車外形表面上的作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向的分力，稱為壓力阻法向壓力的合力在行駛方向的分力，稱為壓力阻力。力。 （3）壓力阻力又）壓力阻力又分為四部分分為四部分：形狀阻形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力和誘導(dǎo)阻力。力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力和誘導(dǎo)阻力。 授課章節(jié)：授課章節(jié)： 第第1章章 汽車的動(dòng)力性汽車的動(dòng)力性 1.2汽車的驅(qū)動(dòng)

32、力與行駛阻力汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 1.3汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖與動(dòng)行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性圖力特性圖 目的要求：目的要求： 掌握掌握各種各種行駛阻力行駛阻力、汽車行駛方程式汽車行駛方程式的含義；的含義；掌握掌握用用汽車驅(qū)動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖確定汽車確定汽車動(dòng)力動(dòng)力性性的方法；的方法；重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)： 各種各種行駛阻力行駛阻力、汽車行駛方程式汽車行駛方程式的含義、的含義、用汽用汽車驅(qū)動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖確定汽車確定汽車動(dòng)力性動(dòng)力性的方法的方法 1）形狀阻力形狀阻力（ 58） 當(dāng)汽車行駛時(shí)，車身后當(dāng)汽車行駛時(shí)，車身后部有明顯的渦流區(qū)，

33、在渦流區(qū)產(chǎn)生負(fù)壓，而汽車正面是部有明顯的渦流區(qū)，在渦流區(qū)產(chǎn)生負(fù)壓，而汽車正面是正壓，這就使汽車在行駛方向上產(chǎn)生了壓差阻力，因?yàn)檎龎?，這就使汽車在行駛方向上產(chǎn)生了壓差阻力，因?yàn)檫@種壓差阻力與車身形狀有關(guān)，也稱為形狀阻力。這種壓差阻力與車身形狀有關(guān)，也稱為形狀阻力。 2）干擾阻力干擾阻力（ 14） 是車身表面突起物引起是車身表面突起物引起的阻力。的阻力。 3）內(nèi)循環(huán)阻力內(nèi)循環(huán)阻力（ 12） 為了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻和乘為了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻和乘坐艙內(nèi)換氣而引起空氣氣流通過車身內(nèi)部構(gòu)造所產(chǎn)生的坐艙內(nèi)換氣而引起空氣氣流通過車身內(nèi)部構(gòu)造所產(chǎn)生的阻力。阻力。 4）誘導(dǎo)阻力誘導(dǎo)阻力（ 7） 空氣升力在水平方向上的空氣升力在水

34、平方向上的分力。分力。 空氣升力空氣升力 氣流流經(jīng)車身上下部時(shí)，由于空氣質(zhì)氣流流經(jīng)車身上下部時(shí)，由于空氣質(zhì)點(diǎn)流經(jīng)上下表面的路程不同、流速不同從而產(chǎn)生的壓差，點(diǎn)流經(jīng)上下表面的路程不同、流速不同從而產(chǎn)生的壓差，即升力。即升力。 3.各種空氣阻力的數(shù)值都與各種空氣阻力的數(shù)值都與動(dòng)壓力動(dòng)壓力 成正成正比比，因而，因而空氣阻力為空氣阻力為式中，式中，C CD D空氣阻力系數(shù)，空氣阻力系數(shù)， 空氣密度，一般為空氣密度，一般為1.2258Ns1.2258Ns2 2mm44； A A迎風(fēng)面積，即汽車行駛方向的投影面積迎風(fēng)面積，即汽車行駛方向的投影面積（m2）；）； u ur r相對(duì)速度，在無風(fēng)時(shí)即汽車的行駛速

35、度相對(duì)速度，在無風(fēng)時(shí)即汽車的行駛速度（ms）。）。 無風(fēng)條件無風(fēng)條件下汽車的運(yùn)動(dòng)，下汽車的運(yùn)動(dòng)，u ur r即即為汽車行駛速為汽車行駛速度度u ua a。如。如u ua a以以kmkmh h、A A以以m m2 2計(jì)，則計(jì)，則空氣阻力空氣阻力（N N）為為 結(jié)論：結(jié)論：空氣阻力是與空氣阻力是與C CD D及及A A值成正比的。值成正比的。 A A值受到值受到乘坐使用空間乘坐使用空間的限制不易的限制不易進(jìn)一步減少進(jìn)一步減少，所以所以降低降低C CD D值是降低空氣阻力的值是降低空氣阻力的主要手段主要手段。C CD D表示表示了車身流線型的好壞了車身流線型的好壞。 C CD D隨車身的隨車身的離地

36、距離離地距離、俯仰角俯仰角以及以及側(cè)向風(fēng)側(cè)向風(fēng)的大的大小而變化。小而變化。 4.汽車發(fā)展到現(xiàn)在，車身外形從箱形汽車發(fā)展到現(xiàn)在，車身外形從箱形- -甲甲蟲形蟲形- -船形船形- -魚形魚形- -楔形。楔形。 減少空氣阻力系數(shù)在減少空氣阻力系數(shù)在車身造型設(shè)計(jì)車身造型設(shè)計(jì)中主要中主要采取采取下列措施下列措施： （1）光順車身表面光順車身表面的曲線形狀，的曲線形狀，消除或消除或延遲空氣附面層剝離延遲空氣附面層剝離和和渦流渦流的產(chǎn)生。的產(chǎn)生。 （2）調(diào)整）調(diào)整迎面和背面迎面和背面的的傾斜角度傾斜角度，有效，有效地減少地減少阻力阻力、升力升力的產(chǎn)生。的產(chǎn)生。 （3）減少）減少凸起物凸起物，形成，形成平滑表

37、面平滑表面。 （4）設(shè)計(jì)空氣）設(shè)計(jì)空氣動(dòng)力附件動(dòng)力附件、整理整理和和引導(dǎo)氣引導(dǎo)氣流流向流流向。 5.升力和俯仰力矩升力和俯仰力矩 （1）升力不通過重心時(shí)對(duì)汽車產(chǎn)生俯仰力矩升力不通過重心時(shí)對(duì)汽車產(chǎn)生俯仰力矩 升力使車輪有抬升的趨勢(shì)，減小驅(qū)動(dòng)輪上的附著力，對(duì)升力使車輪有抬升的趨勢(shì)，減小驅(qū)動(dòng)輪上的附著力，對(duì)轉(zhuǎn)向車輪的影響是升力使側(cè)向最大附著力和側(cè)偏剛度降轉(zhuǎn)向車輪的影響是升力使側(cè)向最大附著力和側(cè)偏剛度降低，而使轉(zhuǎn)向性能變壞。低，而使轉(zhuǎn)向性能變壞。 （2）影響升力的因素：）影響升力的因素： 1）車身形狀）車身形狀 可以用可以用中線和迎角大致地判斷車身形狀與升力中線和迎角大致地判斷車身形狀與升力的關(guān)系。的

38、關(guān)系。 中線中線 汽車的各個(gè)橫斷面形心的連線稱中線，但汽車的各個(gè)橫斷面形心的連線稱中線，但此中線是一曲線，為簡化起見。把前后端形心用直線連此中線是一曲線，為簡化起見。把前后端形心用直線連接，稱此直線為中線接，稱此直線為中線 迎角迎角 中線與水平面的夾角，稱為迎角。中線與水平面的夾角，稱為迎角。 中線前高后低，迎角為正、反之為負(fù)，正迎角越中線前高后低，迎角為正、反之為負(fù)，正迎角越大，升力越大，大，升力越大，因此因此廂式車廂式車由于其中線向前傾斜，由于其中線向前傾斜，迎角迎角為負(fù)為負(fù)故升力最小，故升力最小，流線形好的汽車流線形好的汽車升力反而大。升力反而大。 如果汽車如果汽車風(fēng)壓中心風(fēng)壓中心處于處

39、于重心之前重心之前，則升力，則升力對(duì)重心對(duì)重心造成造成俯仰力矩俯仰力矩，使，使前輪更加有離地前輪更加有離地趨勢(shì)，所以最新設(shè)趨勢(shì)，所以最新設(shè)計(jì)的車身形狀采取以下措施：計(jì)的車身形狀采取以下措施： 盡量做到盡量做到風(fēng)壓中心與重心風(fēng)壓中心與重心接近；接近； 盡量盡量壓低壓低車身車身前端前端，使之，使之成楔形成楔形，同時(shí)，同時(shí)尾部肥尾部肥厚向上翹厚向上翹以產(chǎn)生以產(chǎn)生負(fù)迎角負(fù)迎角。 車身車身前部設(shè)阻風(fēng)板前部設(shè)阻風(fēng)板（Front air-damFront air-dam）后面設(shè)）后面設(shè)后后擾流板擾流板（Rear End spoilerRear End spoiler）使）使后面翹起來后面翹起來。 2）驅(qū)動(dòng)形

40、式）驅(qū)動(dòng)形式 一般一般前置前驅(qū)動(dòng)前置前驅(qū)動(dòng)汽車其汽車其風(fēng)壓中心與車身重心風(fēng)壓中心與車身重心接近，接近，后置發(fā)動(dòng)機(jī)后置發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的汽車的重心往往偏后重心往往偏后，因而，因而風(fēng)壓中心可能風(fēng)壓中心可能在重心前在重心前，俯仰力矩俯仰力矩大些。大些。 （三）坡度阻力（三）坡度阻力 1. 坡度阻力坡度阻力F Fi i 當(dāng)汽車上坡行駛時(shí)，汽車重力沿坡道當(dāng)汽車上坡行駛時(shí)，汽車重力沿坡道的分力稱為汽車坡度阻力，即的分力稱為汽車坡度阻力，即式中，式中，G作用于汽車上的重力，作用于汽車上的重力， Gmg，m汽車質(zhì)量，汽車質(zhì)量， g為重力加速度。為重力加速度。 2. 道路坡度道路坡度 以坡高與底長之比的百分?jǐn)?shù)來表示，

41、以坡高與底長之比的百分?jǐn)?shù)來表示，即即 100100 一般道路的一般道路的坡度均較小坡度均較?。?510），），此時(shí)此時(shí)所以所以 3. 上坡時(shí)垂直于坡道路面的上坡時(shí)垂直于坡道路面的汽車重力分力汽車重力分力為為 ，故汽車在坡道上行駛時(shí)的，故汽車在坡道上行駛時(shí)的滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力為為 FfcosGfcosG 4. 道路阻力道路阻力 坡度阻力與滾動(dòng)阻力均屬于與道路坡度阻力與滾動(dòng)阻力均屬于與道路有關(guān)的阻力，而且均與汽車重力成正比，把這兩種阻力合在一有關(guān)的阻力，而且均與汽車重力成正比，把這兩種阻力合在一起稱作道路阻力，即起稱作道路阻力，即F （四）加速阻力（四）加速阻力 1. 加速阻力加速阻力F Fj j

42、汽車加速行駛時(shí)，由于其慣性力形成的汽車加速行駛時(shí)，由于其慣性力形成的阻力。阻力。 2. 以以旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 把旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶把旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量的慣性力后，矩轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量的慣性力后，對(duì)于具有有級(jí)固定傳對(duì)于具有有級(jí)固定傳動(dòng)比的汽車動(dòng)比的汽車，加速時(shí)的阻力（，加速時(shí)的阻力（N N）可寫作）可寫作 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)與飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和與飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和傳動(dòng)系的傳動(dòng)比傳動(dòng)系的傳動(dòng)比有關(guān)有關(guān)。在進(jìn)行動(dòng)力性在進(jìn)行動(dòng)力性初步計(jì)算初步計(jì)算時(shí)，可根據(jù)時(shí)，可根據(jù)擋位擋位和和總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比，利用，利用圖圖大致確定。大致確定。 三、汽車行

43、駛方程式三、汽車行駛方程式 汽車行駛方程式為汽車行駛方程式為即即 正常道路正常道路坡度角不大，坡度角不大，上式上式可寫為可寫為 此公式此公式表示了無風(fēng)天氣、正常道路行駛、具有表示了無風(fēng)天氣、正常道路行駛、具有有級(jí)固定傳動(dòng)比汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的數(shù)量關(guān)有級(jí)固定傳動(dòng)比汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的數(shù)量關(guān)系。系。 第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)力行駛阻力行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性圖平衡圖與動(dòng)力特性圖 一、驅(qū)動(dòng)力一、驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖 裝用裝用有級(jí)式固定傳動(dòng)比變速器汽車的行駛方程式有級(jí)式固定傳動(dòng)比變速器汽車的行駛方程式為為或或 當(dāng)汽車的有關(guān)參數(shù)初步確定后，便可利用此式分析在附著當(dāng)汽車的

44、有關(guān)參數(shù)初步確定后，便可利用此式分析在附著性能良好的典型路面上的行駛能力（節(jié)氣門全開始的最高車速、性能良好的典型路面上的行駛能力（節(jié)氣門全開始的最高車速、加速能力和爬坡能力）。加速能力和爬坡能力）。 1.汽車驅(qū)動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖 在汽車在汽車驅(qū)動(dòng)力圖上驅(qū)動(dòng)力圖上，把汽車行駛中經(jīng)常遇到的把汽車行駛中經(jīng)常遇到的滾動(dòng)阻力和空氣阻力之和也算出并滾動(dòng)阻力和空氣阻力之和也算出并畫上畫上， 即得到汽車驅(qū)動(dòng)力即得到汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖，以它來確定行駛阻力平衡圖，以它來確定汽車的動(dòng)力性。汽車的動(dòng)力性。 （1）汽車驅(qū)動(dòng)力）汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖的繪制行駛阻力平衡圖的繪制 在汽車在汽車

45、驅(qū)動(dòng)力圖上驅(qū)動(dòng)力圖上，把汽車行駛中經(jīng)常遇到的把汽車行駛中經(jīng)常遇到的滾動(dòng)阻力和空氣阻力之和滾動(dòng)阻力和空氣阻力之和也算出并畫上也算出并畫上，便可作出便可作出汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖。衡圖。 （2）汽車）汽車最高車速最高車速的的確定確定 汽車汽車最高車速最高車速出現(xiàn)在出現(xiàn)在節(jié)氣門全開節(jié)氣門全開、水平道路上水平道路上，用最高用最高擋勻速行駛擋勻速行駛時(shí)。此時(shí)：時(shí)。此時(shí)： F Ft t = =F Ff fF Fw w 即汽車即汽車最高車速最高車速u umaxmax，是其最高擋驅(qū)動(dòng)力曲線與是其最高擋驅(qū)動(dòng)力曲線與F Ff fF Fw w 曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的車速。車速。因?yàn)橐?/p>

46、為此時(shí)驅(qū)動(dòng)力和此時(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力相等行駛阻力相等，汽車處于，汽車處于穩(wěn)定的穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。 （3）汽車加速時(shí)間的確定）汽車加速時(shí)間的確定 常用加速時(shí)間來表明汽車的加速能力。常用加速時(shí)間來表明汽車的加速能力。 1）汽車行駛加速度曲線汽車行駛加速度曲線 汽車加速度與車速間汽車加速度與車速間的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 由汽車行駛方程得由汽車行駛方程得 利用利用驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖可計(jì)算得出各行駛阻力平衡圖可計(jì)算得出各擋節(jié)氣門全開時(shí)的加速度曲線擋節(jié)氣門全開時(shí)的加速度曲線a-ua-ua a。 2）根據(jù)）根據(jù)加速度圖求汽車在同一擋位下由某一加速度圖求汽車在同一擋位下由某一車速車速u u1

47、1加速至另一較高車速加速至另一較高車速u u2 2所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知 結(jié)論：結(jié)論：加速時(shí)間可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分計(jì)算或用加速時(shí)間可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行積分計(jì)算或用圖解積分法求出。圖解積分法求出。 用用圖解積分法圖解積分法，將，將a-ua-ua a曲線轉(zhuǎn)畫成曲線轉(zhuǎn)畫成1/a-u1/a-ua a曲線。曲線。曲線下曲線下兩個(gè)速度區(qū)間的面積兩個(gè)速度區(qū)間的面積就是通過就是通過此速度區(qū)間此速度區(qū)間的的加速時(shí)間加速時(shí)間。常將。常將速度區(qū)間速度區(qū)間分為若干分為若干間隔間隔，通過確定，通過確定面積面積1 1、2 2、3 3、4 4來計(jì)算（總）加速時(shí)間。來計(jì)算（總）加速時(shí)間。 3）計(jì)算原地起步

48、加速時(shí)間）計(jì)算原地起步加速時(shí)間 a.在進(jìn)行一般動(dòng)力性分析而計(jì)算原地起步加在進(jìn)行一般動(dòng)力性分析而計(jì)算原地起步加速時(shí)間時(shí)，可以速時(shí)間時(shí)，可以忽略原地起步時(shí)的離合器打滑過忽略原地起步時(shí)的離合器打滑過程程。 b. 加速過程中的換擋時(shí)刻可根據(jù)各擋的加速過程中的換擋時(shí)刻可根據(jù)各擋的a-ua-ua a曲線來確定。曲線來確定。 若若I擋與擋與擋的擋的加速度曲線有交點(diǎn)加速度曲線有交點(diǎn)，應(yīng)在，應(yīng)在交交點(diǎn)對(duì)應(yīng)車速點(diǎn)對(duì)應(yīng)車速由由I擋換擋換擋；若擋；若I擋與擋與擋擋加速度曲加速度曲線不相交線不相交，則應(yīng)在，則應(yīng)在I擋位擋位加速行駛至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加速行駛至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最高轉(zhuǎn)速時(shí)換入達(dá)到最高轉(zhuǎn)速時(shí)換入擋擋。其他各擋間的換擋

49、時(shí)。其他各擋間的換擋時(shí)刻亦按此原則來確定?？桃喟创嗽瓌t來確定。換擋過程所經(jīng)歷的時(shí)間，換擋過程所經(jīng)歷的時(shí)間，常忽略不計(jì)常忽略不計(jì)。 3）汽車最大爬坡度的確定）汽車最大爬坡度的確定 根據(jù)根據(jù)汽車行駛方程式與驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖，可確汽車行駛方程式與驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖，可確定汽車的爬坡能力定汽車的爬坡能力。 汽車的爬坡能力，是指汽車在汽車的爬坡能力，是指汽車在良好路面克服良好路面克服FfFw后的余力全部用來（即等速）克服坡度后的余力全部用來（即等速）克服坡度 阻力時(shí)阻力時(shí)能爬上的坡度能爬上的坡度，此時(shí)加速阻力為零，因此，此時(shí)加速阻力為零，因此 利用汽車行駛方程式利用汽車行駛方程式確定確定I擋及低擋

50、爬坡能力時(shí)，擋及低擋爬坡能力時(shí)，應(yīng)采用應(yīng)采用Gsin作為坡度阻力作為坡度阻力，即上式應(yīng)為，即上式應(yīng)為cosGf即即 利用利用汽車驅(qū)動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖可求出汽車能爬上的坡道角可求出汽車能爬上的坡道角，進(jìn)而可求出，進(jìn)而可求出坡度值。坡度值。汽車最大爬坡度為汽車最大爬坡度為I擋時(shí)的最大擋時(shí)的最大爬坡度爬坡度。 第四次課完第四次課完!授課章節(jié)：授課章節(jié)： 第第1章章 汽車的動(dòng)力性汽車的動(dòng)力性 1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 1.3汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性圖圖 目的要求：目的要求： 掌握各種行駛阻力、汽車行駛方程

51、式的含義；掌握用汽掌握各種行駛阻力、汽車行駛方程式的含義；掌握用汽車驅(qū)動(dòng)力車驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖確定汽車動(dòng)力性的方法；了解用行駛阻力平衡圖確定汽車動(dòng)力性的方法；了解用汽車動(dòng)力特性圖分析汽車動(dòng)力性的方法。汽車動(dòng)力特性圖分析汽車動(dòng)力性的方法。 重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)： 各種行駛阻力、汽車行駛方程式的含義、用汽車驅(qū)動(dòng)各種行駛阻力、汽車行駛方程式的含義、用汽車驅(qū)動(dòng)力力行駛阻力平衡圖確定汽車動(dòng)力性的方法行駛阻力平衡圖確定汽車動(dòng)力性的方法 第五次課第五次課授課章節(jié)：授課章節(jié)： 第第1章章 汽車的動(dòng)力性汽車的動(dòng)力性 1.3汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性圖性圖 1.4汽車行

52、駛的附著條件與汽車的附著率汽車行駛的附著條件與汽車的附著率 1.5汽車的功率平衡汽車的功率平衡 目的要求：目的要求： 了解了解用汽車用汽車動(dòng)力特性圖分析汽車動(dòng)力性的方法動(dòng)力特性圖分析汽車動(dòng)力性的方法；掌握掌握汽車行駛的汽車行駛的附著條件附著條件；了解了解汽車功率平衡圖的汽車功率平衡圖的繪制繪制；掌握掌握對(duì)汽車功率平衡圖的對(duì)汽車功率平衡圖的閱讀閱讀。 重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)： 汽車行駛的附著條件汽車行駛的附著條件、汽車功率平衡圖的閱讀汽車功率平衡圖的閱讀。 二、動(dòng)力特性圖二、動(dòng)力特性圖 將汽車行駛方程式兩邊除以汽車總重力將汽車行駛方程式兩邊除以汽車總重力G G并并整理如下：整理如下： (F(Ft t

53、-F-Fw w)/G=(F)/G=(Ff f+F+Fi i+F+Fj j)/G)/G令令 D=(FD=(Ft t-F-Fw w)/G=(F)/G=(Ff f+F+Fi i+F+Fj j)/G)/G即即式中，式中，DD動(dòng)力因數(shù)。動(dòng)力因數(shù)。 1. 動(dòng)力特性圖動(dòng)力特性圖 由汽車在各擋下的動(dòng)力因數(shù)由汽車在各擋下的動(dòng)力因數(shù)與車速的關(guān)系繪出的曲線稱為動(dòng)力特性圖。與車速的關(guān)系繪出的曲線稱為動(dòng)力特性圖。 2.最高車速最高車速 汽車在良好水平路面上汽車在良好水平路面上勻速行駛，有勻速行駛，有 i i0 0 du dudtdt0 0，有：有： 在動(dòng)力特性圖上作滾在動(dòng)力特性圖上作滾動(dòng)阻力系數(shù)曲線動(dòng)阻力系數(shù)曲線f-u

54、f-ua a， f f曲線與最高擋動(dòng)力因數(shù)曲曲線與最高擋動(dòng)力因數(shù)曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度就線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度就是汽車的最高車速。是汽車的最高車速。 3. 爬坡度爬坡度 （1）汽車上坡時(shí)，設(shè)）汽車上坡時(shí)，設(shè)dududtdt0 0，則有，則有 D D曲線與曲線與f f曲線間的垂直距曲線間的垂直距離就是各擋的離就是各擋的i i值。值。 （2）對(duì)頭擋來說，應(yīng)由：）對(duì)頭擋來說，應(yīng)由：求得最大爬坡度求得最大爬坡度 。 4. 加速時(shí)間加速時(shí)間 汽車加速行駛時(shí)設(shè)汽車加速行駛時(shí)設(shè)i0，則有：，則有： 即即D D曲線與曲線與f f曲線間垂直距離的曲線間垂直距離的 g g 倍是汽車各倍是汽車各擋的加速度擋的加速度，

55、再據(jù)此計(jì)算出，再據(jù)此計(jì)算出加速時(shí)間。加速時(shí)間。 汽車動(dòng)力特性圖上，汽車動(dòng)力特性圖上，頭擋頭擋最大動(dòng)力因素和最高擋的最大最大動(dòng)力因素和最高擋的最大動(dòng)力因數(shù)是標(biāo)志汽車動(dòng)力性能動(dòng)力因數(shù)是標(biāo)志汽車動(dòng)力性能的重要參數(shù)，的重要參數(shù)，它們表征了它們表征了汽車汽車以頭擋和最高擋行駛時(shí)的爬坡以頭擋和最高擋行駛時(shí)的爬坡能力和加速能力能力和加速能力，對(duì)汽車，對(duì)汽車平均平均速度將產(chǎn)生很大影響。速度將產(chǎn)生很大影響。 第四節(jié)第四節(jié) 汽車行駛的附著條件與汽車的附著率汽車行駛的附著條件與汽車的附著率 一、汽車行駛的附著條件一、汽車行駛的附著條件 汽車的動(dòng)力性能除受驅(qū)動(dòng)力的制約外，還受汽車的動(dòng)力性能除受驅(qū)動(dòng)力的制約外，還受輪胎

56、與地面附著條件的限制。輪胎與地面附著條件的限制。 1.附著力附著力 地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值稱為附著力，在硬路面上它與驅(qū)動(dòng)輪法向反作用力成正比，稱為附著力，在硬路面上它與驅(qū)動(dòng)輪法向反作用力成正比，寫成寫成式中，式中， 附著系數(shù)附著系數(shù)，由路面與輪胎決定的。，由路面與輪胎決定的。 Fz驅(qū)動(dòng)輪法向反作用力。驅(qū)動(dòng)輪法向反作用力。F 2.汽車行駛的附著條件汽車行駛的附著條件 由作用在驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩由作用在驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩T Tt t引起的地面切向反引起的地面切向反作用不能大于附著力，否則將發(fā)生驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，作用不能大于附著力，否則將發(fā)生驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即對(duì)于即對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車后輪驅(qū)動(dòng)的汽車這就是汽車行駛的附著條件。這就是汽車行駛的附著條件。 3. 附著力決定于附著力決定于驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力與附驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力與附著系數(shù)。著系數(shù)。 （1）驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力與）驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力與汽車的總體布汽車的總體布置、車身形狀、行駛狀況及道路的坡度置、車身形狀、行駛狀況及道路的坡度有關(guān)。有關(guān)。 （2）附著系數(shù)主要取決于）附著系數(shù)主要取決于輪胎的結(jié)構(gòu)及路面輪胎的結(jié)構(gòu)及路面的性質(zhì)和狀況，的