吉林大學遠程網(wǎng)絡教育余志生汽車理論楊志華講實用教案

1、對于汽車性能分析而言，我們無需細究驅動輪和從對于汽車性能分析而言，我們無需細究驅動輪和從動輪的不同受力狀況，而只需要知道整車受到的總動輪的不同受力狀況，而只需要知道整車受到的總的滾動阻力：的滾動阻力：Ff=GfFf=GfGG整車重力整車重力(zhngl)(zhngl)； f f滾動阻力系數(shù)。滾動阻力系數(shù)。其中，滾動阻力系數(shù)其中，滾動阻力系數(shù)f f是一個很重要的參數(shù)。它的大小是一個很重要的參數(shù)。它的大小(dxio)(dxio)，和輪胎結構、輪胎氣壓、法向載荷、行駛車速和道，和輪胎結構、輪胎氣壓、法向載荷、行駛車速和道路條件等因素有關。在一般性分析、計算中，常認為在確定車路條件等因素有關。在一般性

2、分析、計算中，常認為在確定車輛和路面的條件下，滾動阻力系數(shù)是常數(shù)。輛和路面的條件下，滾動阻力系數(shù)是常數(shù)。比如，普通輪胎在正常充氣壓力下，在常見的瀝青或混凝土路比如，普通輪胎在正常充氣壓力下，在常見的瀝青或混凝土路面上，滾動阻力系數(shù)大約在面上，滾動阻力系數(shù)大約在0.012-0.0180.012-0.018范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。第1頁/共25頁第一頁，共26頁。2（1）壓力(yl)阻力（占91）汽車直線行駛時受到的空氣汽車直線行駛時受到的空氣(kngq)作用力在行駛方向作用力在行駛方向的分力稱為空氣的分力稱為空氣(kngq)阻力。阻力。 作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向作用在汽車外形表面上

3、的法向壓力的合力在行駛方向(fngxing)上的分力。上的分力。2.空氣阻力FW第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛阻力汽車的驅動力與行駛阻力二、汽車的行駛阻力第2頁/共25頁第二頁，共26頁。3 取決于車身主體取決于車身主體(zht)形狀。形狀。1）形狀(xngzhun)阻力第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力第3頁/共25頁第三頁，共26頁。4后視鏡后視鏡 車身表面車身表面(biomin)的凸起物引起的阻力。的凸起物引起的阻力。 2）干擾(gnro)阻力第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻的驅動力與行駛阻力力第4頁/共25頁第四頁，共26頁。5后

4、視鏡后視鏡 后視鏡設計(shj)也要注重流線形第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行的驅動力與行駛阻力駛阻力第5頁/共25頁第五頁，共26頁。6后視鏡后視鏡 第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與的驅動力與行駛阻力行駛阻力第6頁/共25頁第六頁，共26頁。7門把手門把手 第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力第7頁/共25頁第七頁，共26頁。8懸架導向懸架導向(do xin)桿和傳動軸桿和傳動軸 第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力第8頁/共25頁第八頁，共26頁。9 滿足冷卻、通風等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部滿足冷

5、卻、通風等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部(nib)時構成的阻力。時構成的阻力。4）誘導(yudo)阻力 空氣升力在水平空氣升力在水平(shupng)方向的投影。方向的投影。第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛阻力汽車的驅動力與行駛阻力3）內(nèi)循環(huán)阻力 由于流經(jīng)車頂?shù)臍饬魉俣扔捎诹鹘?jīng)車頂?shù)臍饬魉俣却笥诹鹘?jīng)車底的氣流速度，使大于流經(jīng)車底的氣流速度，使得車底的空氣壓力大于車頂，得車底的空氣壓力大于車頂，從而空氣作用在車身上的垂直從而空氣作用在車身上的垂直方向的壓力形成壓差，這就是方向的壓力形成壓差，這就是空氣升力。第9頁/共25頁第九頁，共26頁。10思考(sko)夏季在高速公路上開空調(diào)省油還是夏季在高速公路上

6、開空調(diào)省油還是(hi shi)開窗通開窗通風省油？風省油？第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力打開天窗換氣和打開側窗換氣有何不同？打開天窗換氣和打開側窗換氣有何不同？ 打開天窗換氣時，天窗上打開天窗換氣時，天窗上方的壓力低于車內(nèi)的壓力。方的壓力低于車內(nèi)的壓力。（2）摩擦阻力（9） 由于空氣粘性作用在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在由于空氣粘性作用在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。行駛方向的分力。第10頁/共25頁第十頁，共26頁。汽車(qch)直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向的分力稱為空氣阻力。（也就是我們常說的“風阻”。）第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力

7、與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力汽車理論 吉林大學(j ln d xu)遠程教育學院15.212aDwAuCF 空氣阻力的計算：空氣阻力的計算：其中，其中，CD空氣阻力系數(shù)；空氣阻力系數(shù)；A迎風面積（迎風面積（m2）；）；Ua車速（車速（km/hkm/h）。）。需要注意，上式必須按指定的單位計算，得到的空氣阻力需要注意，上式必須按指定的單位計算，得到的空氣阻力Fw單位就是單位就是N。N（3）空氣阻力FW的計算第11頁/共25頁第十一頁，共26頁。12減小CD值要遵循的要點總結(zngji)如下：第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力第12頁/共25頁

8、第十二頁，共26頁。13第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力未來未來(wili)轎車的外形轎車的外形第13頁/共25頁第十三頁，共26頁。14車型車型空氣阻力系數(shù)空氣阻力系數(shù)CD 帕薩特帕薩特0.28 奧迪奧迪A40.28 現(xiàn)代現(xiàn)代0.29 奔馳奔馳C級級0.26 奔馳奔馳S級級0.27 保時捷保時捷0.31 陸虎覽勝陸虎覽勝0.38第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力在現(xiàn)代汽車設計中，通過降低空氣阻力系數(shù)來提高車輛在現(xiàn)代汽車設計中，通過降低空氣阻力系數(shù)來提高車輛的動力性（和燃油經(jīng)濟性）是非常的動力性（和燃油經(jīng)濟性）是非常(fic

9、hng)(fichng)重要的。重要的。下面是一些常見車型的空氣阻力系數(shù)。下面是一些常見車型的空氣阻力系數(shù)。第14頁/共25頁第十四頁，共26頁。15isinFG汽車重力汽車重力(zhngl)沿坡道的分沿坡道的分力。力。第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力3.坡度(pd)阻力Fi第15頁/共25頁第十五頁，共26頁。16路面路面imax高速公路平原微丘區(qū)高速公路平原微丘區(qū)3%高速公路山嶺重丘區(qū)高速公路山嶺重丘區(qū)5%一級汽車專用公路平原微丘區(qū)一級汽車專用公路平原微丘區(qū)5%一級汽車專用公路平原重丘區(qū)一級汽車專用公路平原重丘區(qū)6%四級公路四級公路平原微丘區(qū)平原微丘

10、區(qū)6%四級公路四級公路平原重丘區(qū)平原重丘區(qū)9%一般(ybn)道路的坡度均較小。一些常見路面一些常見路面(lmin)的坡度的坡度第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力第16頁/共25頁第十六頁，共26頁。17itansinGiGGFtansini第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力第17頁/共25頁第十七頁，共26頁。18道路道路(dol)阻力阻力cos()FGfGiG fifiFFFsincosGGf第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力滾動阻力滾動阻力(zl)和坡度阻力和坡度阻力(zl)之和。

11、之和。一般道路一般道路 較小，較小， 1， i令令f+i= ， 為道路阻力系數(shù)為道路阻力系數(shù)FGsin第18頁/共25頁第十八頁，共26頁。19平移質(zhì)量的慣性力平移質(zhì)量的慣性力 旋轉旋轉(xunzhun)質(zhì)量的慣性力偶矩質(zhì)量的慣性力偶矩第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力汽車加速行駛時，克服其質(zhì)量汽車加速行駛時，克服其質(zhì)量(zhling)加速運動時的慣性力。加速運動時的慣性力。tumFddj2 2f g 0Tw22111I i iImrmr 旋轉質(zhì)量換算系數(shù)旋轉質(zhì)量換算系數(shù)IW 車輪轉動慣量；車輪轉動慣量；If飛輪轉動慣量。飛輪轉動慣量。4.加速阻力第19頁/共

12、25頁第十九頁，共26頁。20第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力擋位不同擋位不同(b tn)，值不同值不同(b tn)第20頁/共25頁第二十頁，共26頁。21 總質(zhì)量越小的車，旋轉總質(zhì)量越小的車，旋轉(xunzhun)質(zhì)量換算系數(shù)值越大。質(zhì)量換算系數(shù)值越大。第二節(jié)第二節(jié) 汽車汽車(qch)的驅動力與行駛阻力的驅動力與行駛阻力總質(zhì)量總質(zhì)量(zhling)不同，不同，值不同值不同第21頁/共25頁第二十一頁，共26頁。22旋轉質(zhì)量換算(hun sun)系數(shù)大于1，這是考慮到汽車加速時，不僅整車質(zhì)量要平移加速，飛輪和車輪等旋轉質(zhì)量也在加速，所以加速阻力比僅有平移質(zhì)

13、量m時要大些。同一汽車，傳動比越大， 越大。（即，低擋的旋轉質(zhì)量換算(hun sun)系數(shù)大。）旋轉質(zhì)量換算系數(shù)的具體推導比較復雜，基本思想如下：旋轉質(zhì)量換算系數(shù)的具體推導比較復雜，基本思想如下：當車輛加速時，發(fā)動機（曲軸）輸出功率不會完全轉化為傳動系當車輛加速時，發(fā)動機（曲軸）輸出功率不會完全轉化為傳動系輸入功率，飛輪會扣除一部分用于自身加速，即，作用在驅動輪輸入功率，飛輪會扣除一部分用于自身加速，即，作用在驅動輪上的實際驅動力比名義上的實際驅動力比名義(mngy)驅動力驅動力 小。小。而為了使車輪加速旋轉，驅動輪和從動輪都不能再保持力矩平衡，而為了使車輪加速旋轉，驅動輪和從動輪都不能再保持

14、力矩平衡，而需要一個向前旋轉的合力矩，為此，地面需要給車輪一個而需要一個向前旋轉的合力矩，為此，地面需要給車輪一個“額額外外”的切向反力，方向向后。的切向反力，方向向后。即，加速時，車輪獲得的推力減小，而阻力增大。所以加速度前即，加速時，車輪獲得的推力減小，而阻力增大。所以加速度前面要乘以一個大于面要乘以一個大于1的旋轉質(zhì)量換算系數(shù)。其基本思想是的旋轉質(zhì)量換算系數(shù)。其基本思想是“加速度加速度變小了變小了”。riiTFT0gtqt第22頁/共25頁第二十二頁，共26頁。23tfwijFFFFFcos1 tq g 0T2Dadcossin21.15dT i iC AuGfuGmrt tq g0T2Dad21.15dT i iC AuGfuGimrt sintani 第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅動力與行駛汽車的驅動力與行駛(xngsh)阻力阻力三、汽車(qch)行駛方程式第23頁/共25頁第二十三頁，共26頁。24第二節(jié) 汽車(qch)的驅動力與行駛阻力本節(jié)內(nèi)容(nirng)結束下一節(jié)第24頁/共25頁第二十四頁，共26頁。25謝謝您的觀看(gunkn)！第25頁/共25頁第二十五頁，共26頁。NoImage內(nèi)容(nirng