汽車行駛阻力PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 汽車行駛阻力汽車行駛阻力第1頁/共43頁一、穩(wěn)定行駛阻力一、穩(wěn)定行駛阻力 1.1.車輪阻力車輪阻力 2.2.空氣阻力空氣阻力 3.3.上坡阻力上坡阻力/ /坡度阻力坡度阻力 第2頁/共43頁1.1.車輪阻力車輪阻力F FR R組成：組成：1 1）輪胎滾動阻力）輪胎滾動阻力 2 2）路面阻力）路面阻力 3 3）輪胎側(cè)偏阻力）輪胎側(cè)偏阻力1 1）輪胎滾動阻力）輪胎滾動阻力FgFg第3頁/共43頁a.a.變形阻力變形阻力輪胎在滾動時，有兩種變形：輪胎在滾動時，有兩種變形： 徑向變形徑向變形 周向變形周向變形第4頁/共43頁b.b.摩擦阻力摩擦阻力 a) a) 胎面與路面的摩擦胎面與路面

2、的摩擦 b) b) 輪胎變形使外胎與內(nèi)胎，內(nèi)胎與墊帶之間輪胎變形使外胎與內(nèi)胎，內(nèi)胎與墊帶之間第5頁/共43頁2 2）路面阻力）路面阻力a.a.不平路面阻力不平路面阻力F Fb b懸掛系統(tǒng)零件摩擦懸掛系統(tǒng)零件摩擦b.b.柔性路面阻力柔性路面阻力FxFxc.c.積水路面阻力積水路面阻力FsFs第6頁/共43頁第7頁/共43頁第8頁/共43頁第9頁/共43頁第10頁/共43頁3) 3) 輪胎側(cè)偏阻力輪胎側(cè)偏阻力第11頁/共43頁第12頁/共43頁第13頁/共43頁第14頁/共43頁第15頁/共43頁ZfFRRRF- -車輪阻力，車輪阻力，N NRf- -車輪阻力系數(shù)車輪阻力系數(shù)Z-Z-車輪法向反力車

3、輪法向反力,N,N第16頁/共43頁第17頁/共43頁影響車輪阻力的因素：影響車輪阻力的因素： 1 1）車重：輪胎變形）車重：輪胎變形，ff 2 2）路面：路面塑性變形大，）路面：路面塑性變形大，ff 3 3）輪胎結(jié)構(gòu)：子午胎比普通胎剛度好變形小，）輪胎結(jié)構(gòu)：子午胎比普通胎剛度好變形小，f f 4 4）輪胎氣壓：氣壓）輪胎氣壓：氣壓，變形，變形，ff；壞路，；壞路，ff 5 5）車速：當(dāng)）車速：當(dāng)VaVa50km/h50km/h，fc fc 當(dāng)當(dāng)VaVa100100，f f 當(dāng)當(dāng)VaVa150150200200，當(dāng)，當(dāng)VaVa，振動，振動HzHz，輪胎周向，側(cè)向扭曲變形輪胎周向，側(cè)向扭曲變形，

4、ff第18頁/共43頁2.2.空氣阻力空氣阻力定義：定義：汽車直線行駛時，空氣作用力在行駛方向汽車直線行駛時，空氣作用力在行駛方向上的分力。上的分力。1 1）組成：）組成： 壓差阻力：車外形狀、形狀阻力壓差阻力：車外形狀、形狀阻力 誘導(dǎo)阻力：空氣升力在水平方向投影誘導(dǎo)阻力：空氣升力在水平方向投影 表面阻力：空氣有粘度表面阻力：空氣有粘度 內(nèi)部阻力：流經(jīng)散熱器，發(fā)動機(jī)，車箱的阻力內(nèi)部阻力：流經(jīng)散熱器，發(fā)動機(jī)，車箱的阻力 干擾阻力：表面突起物，車門把手，后視鏡底干擾阻力：表面突起物，車門把手，后視鏡底盤盤 其中，壓差和誘導(dǎo)阻力：其中，壓差和誘導(dǎo)阻力：50% 50% 90% 90% 內(nèi)部阻力：內(nèi)部阻

5、力：2% 2% 11%11% 表面阻力：表面阻力：3% 3% 30%30%第19頁/共43頁第20頁/共43頁第21頁/共43頁第22頁/共43頁第23頁/共43頁為了發(fā)動機(jī)冷卻和乘坐艙內(nèi)換氣而引起空氣氣流通過車身內(nèi)部所產(chǎn)生的阻力為了發(fā)動機(jī)冷卻和乘坐艙內(nèi)換氣而引起空氣氣流通過車身內(nèi)部所產(chǎn)生的阻力- -內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)阻力。阻力。第24頁/共43頁2 2）計算方法：）計算方法： 空氣對物體的阻力與下列因素有關(guān)。空氣對物體的阻力與下列因素有關(guān)。 流速流速V V： 對汽車來說，相對速度對汽車來說，相對速度V= VaV= VaVfVf 密度：密度： 空氣密度，在一定條件下是常數(shù)空氣密度，在一定條件下是常數(shù)

6、 迎風(fēng)面積迎風(fēng)面積 A A ：與車形有關(guān)：與車形有關(guān) 無因次的空氣阻力系數(shù)無因次的空氣阻力系數(shù): :22ACFwDDC第25頁/共43頁在一般動力計算中，認(rèn)為空氣阻力作用在風(fēng)壓在一般動力計算中，認(rèn)為空氣阻力作用在風(fēng)壓中心，中心，式中：式中：C CW W- -空氣阻力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)得出；空氣阻力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)得出；A-A-迎面面積，汽車在行駛方向的投影，迎面面積，汽車在行駛方向的投影，m m2 2 ；V-V-相對速度，相對速度，km/hkm/h。15.212AvCFWW第26頁/共43頁3 3）影響空氣阻力因素）影響空氣阻力因素 （1 1）車速：）車速： 與與 V V2 2成正比關(guān)系，而功率則與成正比關(guān)

7、系，而功率則與V V3 3成正比關(guān)系成正比關(guān)系 （2 2）表面：）表面：突出物及光潔突出物及光潔 （3 3）A A：車型，車型，HH為好為好 （4 4）C CW W ：車身形狀（流線型好）車身形狀（流線型好）第27頁/共43頁由于乘坐空間的制約由于乘坐空間的制約A A變化不大變化不大, ,但但C CW W變化較大變化較大。191950507070年年 C CW W =0.4 =0.40.60.619901990年年C CW W =0.25 =0.250.400.40概念車概念車C CW W =0.2 =0.2帕薩特帕薩特 (Passat ) C(Passat ) CD D= 0.28 = 0.

8、28 C CD D大小對轎車（高速）汽車的性能影響極大大小對轎車（高速）汽車的性能影響極大。第28頁/共43頁第29頁/共43頁3 3坡度阻力：坡度阻力：汽車重力沿坡道的分力。汽車重力沿坡道的分力。車輛在坡道上受力情況如圖所示。車輛在坡道上受力情況如圖所示。第30頁/共43頁坡度阻力坡度阻力F Fi i F Fi i= =GsinGsinGtanGtanG G i i 式中：式中：G G汽車重力汽車重力 坡度角坡度角 i i坡度坡度第31頁/共43頁 二、動態(tài)行駛阻力二、動態(tài)行駛阻力 在車速變化時，除了上述各項(xiàng)阻力外在車速變化時，除了上述各項(xiàng)阻力外還出現(xiàn)了還出現(xiàn)了慣性力慣性力，也包括旋轉(zhuǎn)質(zhì)量引

9、起的，也包括旋轉(zhuǎn)質(zhì)量引起的慣性力矩慣性力矩。第32頁/共43頁 1. 1.平移質(zhì)量的加速與減速平移質(zhì)量的加速與減速 車輛加速時出現(xiàn)了平移加速阻力車輛加速時出現(xiàn)了平移加速阻力 式中：一汽車加速度，加速時式中：一汽車加速度，加速時0 0，減，減速時速時0 0。dtdvmFjtdtdvdtdvdtdv第33頁/共43頁2.2.旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的加速與減速旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的加速與減速車輛加速時，車上旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)增加，引起了旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的加速阻力車輛加速時，車上旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)增加，引起了旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的加速阻力 式中：式中：I I折算到驅(qū)動輪上的全部旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動慣量和車輪的轉(zhuǎn)動慣量；折算到驅(qū)動輪上的全部旋轉(zhuǎn)部件的

10、轉(zhuǎn)動慣量和車輪的轉(zhuǎn)動慣量；一車輪的角加速度；一車輪的角加速度；r rd d一車輪動態(tài)半徑。一車輪動態(tài)半徑。dtdrIFdjrdtd第34頁/共43頁第35頁/共43頁 圖圖2-262-26畫出了必須考慮的旋轉(zhuǎn)部件情畫出了必須考慮的旋轉(zhuǎn)部件情況各旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動慣量折算到車輪上的轉(zhuǎn)動況各旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動慣量折算到車輪上的轉(zhuǎn)動慣量以及車輪轉(zhuǎn)動慣量的總和按下式計算。慣量以及車輪轉(zhuǎn)動慣量的總和按下式計算。式中：式中：I Im m發(fā)動機(jī)、離合器和變速器轉(zhuǎn)動慣量；發(fā)動機(jī)、離合器和變速器轉(zhuǎn)動慣量； I Ic c傳動軸、差速器等轉(zhuǎn)動慣量；傳動軸、差速器等轉(zhuǎn)動慣量； I IR R全部車輪轉(zhuǎn)動慣量總和；全部車輪轉(zhuǎn)動慣量總和； i ig g變速器速比；變速器速比； i i0 0主減速器速比。主減速器速比。mgCRIiiIiII22020第36頁/共43頁dtdVmdtdVrIdtdVmFFFdjrjtj2第37頁/共43頁22202202211111dmgdcdRdiIiimrIimrImmrI汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù)汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量系數(shù) 第38頁/共43頁第39頁/共43頁第40頁/共43頁第41頁/共43頁思考題：思考題：1.簡述車輪阻力的組成簡述車輪阻力的組成2.判斷：汽車在水層厚度較大的積判斷：汽車在水層厚度較大的積