第三章 汽車動(dòng)力性課件

1、第三章 汽車動(dòng)力性1-166 汽車的動(dòng)力性是指汽車在良好的路面汽車的動(dòng)力性是指汽車在良好的路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。它表示了的、所能達(dá)到的平均行駛速度。它表示了汽車以最大可能的平均行駛速度運(yùn)送貨物汽車以最大可能的平均行駛速度運(yùn)送貨物或乘客的能力。汽車的動(dòng)力性是汽車各種或乘客的能力。汽車的動(dòng)力性是汽車各種性能中最重要、最基本的性能。性能中最重要、最基本的性能。2-166第一節(jié) 汽車的動(dòng)力性指標(biāo) 汽車的動(dòng)力性主要由最高車速、加速能力和爬坡能力三汽車的動(dòng)力性主要由最高車速、加速能力和爬坡能力三個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)，即：個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)

2、，即： 1.汽車的最高車速汽車的最高車速Vamax，單位為，單位為km/h；汽車的最高車速指汽車在平直的良好路面上所能達(dá)到汽車的最高車速指汽車在平直的良好路面上所能達(dá)到的最高行駛速度。的最高行駛速度。 2.汽車的加速能力汽車的加速能力汽車的加速能力可由所能達(dá)到的加速度汽車的加速能力可由所能達(dá)到的加速度dV/dt（m/s2）或加速過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間或加速過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間tj（s）評(píng)價(jià)。）評(píng)價(jià)。汽車加速能力又分為二種：汽車加速能力又分為二種： 1）原地起步加速能力，）原地起步加速能力，2）超車加速能力。）超車加速能力。3-166原地起步加速是指：汽車由原地起步加速是指：汽車由1 1檔或檔或2 2檔起

3、步，并以最大檔起步，并以最大的加速度逐步換至最高檔后，行駛到某一預(yù)定的距離（通常的加速度逐步換至最高檔后，行駛到某一預(yù)定的距離（通常為為400m400m）或達(dá)到某一預(yù)定的車速（通常為）或達(dá)到某一預(yù)定的車速（通常為100km/h100km/h）所需要）所需要的時(shí)間。的時(shí)間。超車加速是指：用最高檔或次高檔由某一較低車速全超車加速是指：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要的時(shí)間，其速度范圍尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，力加速至某一高速所需要的時(shí)間，其速度范圍尚無(wú)統(tǒng)一規(guī)定，一般低速取一般低速取30km/h30km/h或或40km/h40km/h，而高速為，而高速為0.8V0.8Vmaxmax或某一高

4、速?；蚰骋桓咚?。3.3.汽車的爬坡能力汽車的爬坡能力汽車的爬坡能力用最大爬坡度汽車的爬坡能力用最大爬坡度i imaxmax（% %）評(píng)價(jià)，是指）評(píng)價(jià)，是指汽汽車車滿載時(shí)以滿載時(shí)以1 1檔在良好路面上所能通過(guò)的最大坡度。檔在良好路面上所能通過(guò)的最大坡度。4-1663.最大爬坡度imaxsh車型車型最大爬坡度最大爬坡度imax切諾基切諾基30通用開(kāi)拓者通用開(kāi)拓者50長(zhǎng)豐獵豹長(zhǎng)豐獵豹70帕杰羅帕杰羅70陸虎陸虎100陸地巡洋艦陸地巡洋艦100坡度的概念坡度的概念tanhiS貨車滿載貨車滿載 imax=30越野車越野車 imax=605-166第二節(jié) 汽車行駛方程式 汽車沿行駛方向的動(dòng)力狀況，由其在該

5、方向上受到的各種汽車沿行駛方向的動(dòng)力狀況，由其在該方向上受到的各種外力所決定。汽車行駛過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力始終相等。外力所決定。汽車行駛過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力始終相等。 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡關(guān)系式稱為汽車的行駛方汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡關(guān)系式稱為汽車的行駛方程式。即：程式。即：Ft=F式中式中:Ft汽車的驅(qū)動(dòng)力（汽車的驅(qū)動(dòng)力（N）；）； F汽車行駛阻力之和（汽車行駛阻力之和（N）。）。根據(jù)汽車行駛方程式，可以計(jì)算：根據(jù)汽車行駛方程式，可以計(jì)算：1）汽車的最高車速、）汽車的最高車速、2）加速度、加速度、3）最大爬坡度。最大爬坡度。6-166一一.汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)力

6、是由發(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。驅(qū)動(dòng)力是由發(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。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的有效轉(zhuǎn)矩經(jīng)汽車傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪上，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的有效轉(zhuǎn)矩經(jīng)汽車傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪上，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)地面的圓周力產(chǎn)生一個(gè)對(duì)地面的圓周力F0，地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的反作用力，地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的反作用力Ft即是即是驅(qū)動(dòng)汽車的外力驅(qū)動(dòng)汽車的外力汽車的驅(qū)動(dòng)力。汽車的驅(qū)動(dòng)力。 式中式中 Ft汽車驅(qū)動(dòng)力（汽車驅(qū)動(dòng)力（N）；）；Tt作用于驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩（作用于驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩（Nm）；）；r車輪半徑（車輪半徑（m）。）。若發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的有效轉(zhuǎn)矩為若發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的有效轉(zhuǎn)矩為Te，變速器的傳動(dòng)比為，變速器的傳動(dòng)比為ig，主減速，

7、主減速器傳動(dòng)比為器傳動(dòng)比為io，傳動(dòng)系的機(jī)械效率為，傳動(dòng)系的機(jī)械效率為t，則作用于驅(qū)動(dòng)輪上的，則作用于驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)矩為 TtTeigiotrTFtt7-166TtF0Ftrua一、驅(qū)動(dòng)力Ft驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力Ft：發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳到生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)輪，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩Tt，驅(qū)動(dòng)輪在，驅(qū)動(dòng)輪在Tt的作用的作用下給地面作用一圓周力下給地面作用一圓周力F0，地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的反，地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的反作用力作用力Ft即為驅(qū)動(dòng)力。即為驅(qū)動(dòng)力。8-166TtF0Ftrtq g0TtT i iFrrTFttttq g0TTT i iuaTt驅(qū)動(dòng)力矩；驅(qū)動(dòng)力矩；Ttq 發(fā)動(dòng)

8、機(jī)轉(zhuǎn)矩；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩；一、驅(qū)動(dòng)力Ftig變速器傳動(dòng)比；變速器傳動(dòng)比；i0主減速器傳動(dòng)比；主減速器傳動(dòng)比；T傳動(dòng)系的機(jī)械效率。傳動(dòng)系的機(jī)械效率。9-166riiTFT0gtqt能否解釋為什么汽車低擋的加速能力好于高擋？能否解釋為什么汽車低擋的加速能力好于高擋？思考思考 Ft 與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Ttq、變速器傳動(dòng)比、變速器傳動(dòng)比 ig、主減、主減速器傳動(dòng)比速器傳動(dòng)比 i0、傳動(dòng)系的機(jī)械效率、傳動(dòng)系的機(jī)械效率T 和車輪半徑和車輪半徑 r 等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。由由 可知可知10-166 對(duì)于裝有分動(dòng)器、輪邊減速器、液力傳動(dòng)等裝置的汽車，對(duì)于裝有分動(dòng)器、輪邊減速器、液力傳動(dòng)等裝置的汽車，上式應(yīng)計(jì)

9、入相應(yīng)的傳動(dòng)比和機(jī)械效率。上式應(yīng)計(jì)入相應(yīng)的傳動(dòng)比和機(jī)械效率。 汽車的驅(qū)動(dòng)力為汽車的驅(qū)動(dòng)力為 FtT tr= Teigiotr （3-1） 1.發(fā)動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩Te 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率Pe(kw)、有效轉(zhuǎn)矩、有效轉(zhuǎn)矩Te(Nm)和燃油消耗率和燃油消耗率ge(g/kWh)隨曲軸轉(zhuǎn)隨曲軸轉(zhuǎn)速速ne(r/min)的變化曲線，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的速的變化曲線，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性曲線。度特性曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線節(jié)氣門全開(kāi)節(jié)氣門全開(kāi)（或高壓油泵在最大供油位置）時(shí)的外特（或高壓油泵在最大供油位置）時(shí)的外特性曲線。性曲線。 發(fā)動(dòng)機(jī)部分特性曲線發(fā)動(dòng)機(jī)部分特性曲線節(jié)氣門部節(jié)氣門部分

10、開(kāi)啟（或部分供油量位置）時(shí)的速度特分開(kāi)啟（或部分供油量位置）時(shí)的速度特性曲線。性曲線。11-166在進(jìn)行動(dòng)力性估算時(shí)，一般仍沿用臺(tái)架試驗(yàn)穩(wěn)定工況時(shí)所測(cè)在進(jìn)行動(dòng)力性估算時(shí)，一般仍沿用臺(tái)架試驗(yàn)穩(wěn)定工況時(shí)所測(cè)得的使用外特性中的功率和轉(zhuǎn)矩曲線。得的使用外特性中的功率和轉(zhuǎn)矩曲線。 發(fā)動(dòng)機(jī)功率的單位如用發(fā)動(dòng)機(jī)功率的單位如用kw表示，則功率和轉(zhuǎn)矩有如下關(guān)表示，則功率和轉(zhuǎn)矩有如下關(guān)系：系： PeT ene9550 （3-2）式中：式中：T e發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，單位為Nm; ne發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，單位為r/min。使用外特性曲線使用外特性曲線發(fā)動(dòng)機(jī)帶有全部附件（空氣濾清發(fā)動(dòng)機(jī)帶有全部附件

11、（空氣濾清器、水泵、風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、消聲器等）時(shí)，測(cè)器、水泵、風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、消聲器等）時(shí)，測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線。得的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線。 2. 傳動(dòng)系的機(jī)械效率傳動(dòng)系的機(jī)械效率發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率Pe經(jīng)傳動(dòng)系傳至驅(qū)動(dòng)輪的過(guò)程中，經(jīng)傳動(dòng)系傳至驅(qū)動(dòng)輪的過(guò)程中，為了克服傳動(dòng)系各部件中的摩擦，會(huì)消耗掉一部分功率為了克服傳動(dòng)系各部件中的摩擦，會(huì)消耗掉一部分功率Pw。傳動(dòng)系的機(jī)械效率為：傳動(dòng)系的機(jī)械效率為： t1PwP e ( 3-3 )12-166傳動(dòng)系的機(jī)械效率因受到多種因素的影響而有所變化，傳動(dòng)系的機(jī)械效率因受到多種因素的影響而有所變化，但在進(jìn)行汽車動(dòng)力性的初步分析

12、時(shí)可把它看作一個(gè)常數(shù)。但在進(jìn)行汽車動(dòng)力性的初步分析時(shí)可把它看作一個(gè)常數(shù)。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、傳變速器、傳動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié)、主減速器等的功率損失所組成。其中變速器動(dòng)軸、萬(wàn)向節(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失所占比重最大，其余部件的功率損失和主減速器的功率損失所占比重最大，其余部件的功率損失較小。較小。 傳動(dòng)系功率損失可分為機(jī)械損失和液力損失兩大類。機(jī)傳動(dòng)系功率損失可分為機(jī)械損失和液力損失兩大類。機(jī)械損失是指齒輪傳動(dòng)副、軸承、油封等處的磨擦損失。機(jī)械械損失是指齒輪傳動(dòng)副、軸承、油封等處的磨擦損失。機(jī)械損失與嚙合齒輪的對(duì)數(shù)、

13、傳遞的轉(zhuǎn)矩等因素有關(guān)。液力損失損失與嚙合齒輪的對(duì)數(shù)、傳遞的轉(zhuǎn)矩等因素有關(guān)。液力損失指消耗于潤(rùn)滑油的攪動(dòng)、潤(rùn)滑油與旋轉(zhuǎn)零件之間的表面摩擦指消耗于潤(rùn)滑油的攪動(dòng)、潤(rùn)滑油與旋轉(zhuǎn)零件之間的表面摩擦等功率損失。液力損失與潤(rùn)滑油的品種、溫度、箱體內(nèi)的油等功率損失。液力損失與潤(rùn)滑油的品種、溫度、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)。面高度以及齒輪等旋轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)速有關(guān)。13-166 傳動(dòng)系的機(jī)械效率是在專門試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的。試驗(yàn)結(jié)果表傳動(dòng)系的機(jī)械效率是在專門試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的。試驗(yàn)結(jié)果表明，在直接檔工作時(shí)嚙合的齒輪不傳遞轉(zhuǎn)矩，因此比超速擋明，在直接檔工作時(shí)嚙合的齒輪不傳遞轉(zhuǎn)矩，因此比超速擋和其它檔位時(shí)的效率要

14、高。同一檔位轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，潤(rùn)滑油損和其它檔位時(shí)的效率要高。同一檔位轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，潤(rùn)滑油損失所占比例減少，機(jī)械效率較高。轉(zhuǎn)速低時(shí)攪油損失小，比失所占比例減少，機(jī)械效率較高。轉(zhuǎn)速低時(shí)攪油損失小，比轉(zhuǎn)速高時(shí)機(jī)械效率要高。轉(zhuǎn)速高時(shí)機(jī)械效率要高。 傳動(dòng)系的機(jī)械效率因受到多種因素的影響而有所變化，但傳動(dòng)系的機(jī)械效率因受到多種因素的影響而有所變化，但在進(jìn)行汽車動(dòng)力性的初步分析時(shí)可把它看作一個(gè)常數(shù)，表在進(jìn)行汽車動(dòng)力性的初步分析時(shí)可把它看作一個(gè)常數(shù)，表3l為傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率。采用有級(jí)機(jī)械變速器傳動(dòng)系的為傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率。采用有級(jí)機(jī)械變速器傳動(dòng)系的轎車，其傳動(dòng)系機(jī)械效率可取為轎車，其傳動(dòng)系機(jī)械效率可取為0

15、.90.92，貨車、客車可取，貨車、客車可取為為0.820.85，越野汽車取，越野汽車取0.800.85。表。表3-1推薦的數(shù)值亦推薦的數(shù)值亦可用來(lái)估算汽車傳動(dòng)系的機(jī)械效率?？捎脕?lái)估算汽車傳動(dòng)系的機(jī)械效率。14-166傳動(dòng)系各總成的機(jī)械效率傳動(dòng)系各總成的機(jī)械效率總成名稱總成名稱效率效率(%)%)4646檔變速器檔變速器9595副變速器或分動(dòng)器副變速器或分動(dòng)器95958 8檔以上變速器檔以上變速器9090單級(jí)主減速器單級(jí)主減速器9696雙級(jí)主減速器雙級(jí)主減速器9292傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)9898表表3-13-115-166轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速機(jī)械損失機(jī)械損失液力損失液力損失轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩齒輪對(duì)數(shù)齒輪對(duì)數(shù)過(guò)低，

16、熱容量小過(guò)低，熱容量小過(guò)高，攪油損失大過(guò)高，攪油損失大油面高度油面高度溫度溫度潤(rùn)滑油品質(zhì)潤(rùn)滑油品質(zhì)直接擋直接擋T最高最高T高高損失小損失小齒輪對(duì)數(shù)少齒輪對(duì)數(shù)少T高高損失的比重小損失的比重小損失小損失小Ttq大大傳動(dòng)系損失的功率傳動(dòng)系損失的功率P PT T主要與哪些因素有關(guān)？主要與哪些因素有關(guān)？ PT思考思考16-166傳動(dòng)系效率曲線傳動(dòng)系效率曲線擋擋擋擋11200r/min 21600r/min 31900r/min 42000r/min17-166 3. 車輪半徑車輪半徑r 輪胎的尺寸及結(jié)構(gòu)直接影響著汽車的動(dòng)力性。輪胎的尺寸及結(jié)構(gòu)直接影響著汽車的動(dòng)力性。 車輪處于無(wú)載荷作用時(shí)的半徑，稱為車輪

17、處于無(wú)載荷作用時(shí)的半徑，稱為自由半徑自由半徑ro ( m )； 汽車靜止時(shí)，在汽車重力作用下，車輪中心到輪胎與道路汽車靜止時(shí)，在汽車重力作用下，車輪中心到輪胎與道路接觸面間的距離稱為接觸面間的距離稱為靜力半徑靜力半徑rs（m）。車輪的靜力半徑小于其。車輪的靜力半徑小于其自由半徑。自由半徑。 以車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)與實(shí)際車輪滾動(dòng)距離之間的關(guān)系換算得出以車輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)與實(shí)際車輪滾動(dòng)距離之間的關(guān)系換算得出車輪半徑，則稱為車輪的車輪半徑，則稱為車輪的滾動(dòng)半徑滾動(dòng)半徑rr。r r=S/2n式中式中n車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)；車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)； S在轉(zhuǎn)動(dòng)在轉(zhuǎn)動(dòng)n圈時(shí)車輪滾動(dòng)的距離。圈時(shí)車輪滾動(dòng)的距離。 同時(shí)承受垂直載荷和轉(zhuǎn)矩的

18、車輪半徑稱為同時(shí)承受垂直載荷和轉(zhuǎn)矩的車輪半徑稱為動(dòng)態(tài)半徑動(dòng)態(tài)半徑rd ( m )作動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，采用動(dòng)態(tài)半徑或靜力半徑；而作運(yùn)動(dòng)學(xué)分作動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，采用動(dòng)態(tài)半徑或靜力半徑；而作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)應(yīng)采用滾動(dòng)半徑。析時(shí)應(yīng)采用滾動(dòng)半徑。18-166自由半徑自由半徑：車輪處于無(wú)載時(shí)的半徑。：車輪處于無(wú)載時(shí)的半徑。靜力半徑靜力半徑rs：汽車靜止時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸：汽車靜止時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面間的距離。面間的距離。滾動(dòng)半徑滾動(dòng)半徑rr：車輪幾何中心到速度瞬心的距離。：車輪幾何中心到速度瞬心的距離。3.車輪半徑19-166 4. 汽車的驅(qū)動(dòng)力圖汽車的驅(qū)動(dòng)力圖 一般用驅(qū)動(dòng)力一般用驅(qū)動(dòng)力Ft (N

19、)與車速與車速Va (km/h)之間的函數(shù)關(guān)系曲線之間的函數(shù)關(guān)系曲線FtV a來(lái)全面表示汽車的驅(qū)動(dòng)力的大小及其變化，稱為來(lái)全面表示汽車的驅(qū)動(dòng)力的大小及其變化，稱為汽車汽車的驅(qū)動(dòng)力圖的驅(qū)動(dòng)力圖。汽車驅(qū)動(dòng)力圖直觀地表示變速器處于各檔位時(shí)，。汽車驅(qū)動(dòng)力圖直觀地表示變速器處于各檔位時(shí)，驅(qū)動(dòng)力隨車速變化的規(guī)律。驅(qū)動(dòng)力隨車速變化的規(guī)律。 作驅(qū)動(dòng)力圖時(shí)，首先用式作驅(qū)動(dòng)力圖時(shí)，首先用式Ft Teigiotr求出汽車變速器處于各擋求出汽車變速器處于各擋位，不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的驅(qū)動(dòng)力位，不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的驅(qū)動(dòng)力Ft值，再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值，再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與汽車行駛與汽車行駛速度速度 Va之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)

20、系Va0.377rnigio（kmh） 求出各發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速求出各發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n和在變速器和在變速器處于不同檔位時(shí)的車速處于不同檔位時(shí)的車速Va，即可求，即可求得各個(gè)檔位的得各個(gè)檔位的FtVa曲線即汽車的曲線即汽車的驅(qū)動(dòng)力圖。驅(qū)動(dòng)力圖。20-166riiTFT0gtqt0ga377.0iirnue做出的做出的Ft - ua關(guān)系圖，即驅(qū)動(dòng)力圖。關(guān)系圖，即驅(qū)動(dòng)力圖。依據(jù)下面兩式依據(jù)下面兩式以及發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線以及發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線4.汽車的驅(qū)動(dòng)力圖21-166nminntqnpnmaxn/(rmin-1)800330057006200Ttq/(Nm )142195159143ig1=2.13Ft1/N54

21、38746860895477ua1/(kmh-1 )7.129.250.554.9例：已知奧迪例：已知奧迪A4轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)（如下表所示），轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)（如下表所示），ig1=2.13，i0=6.333，r=0.317m，T=0.90，由，由和可以對(duì)應(yīng)計(jì)算出和可以對(duì)應(yīng)計(jì)算出 1 擋的擋的Ft1和和ua1。riiTFT0gtqtag 00.377nrui i22-166奧迪奧迪 A4 A4 轎車驅(qū)動(dòng)力圖轎車驅(qū)動(dòng)力圖1a/(km h )u23-1661 tF2tF3tF4tF5tF24-166 二二.汽車的行駛阻力汽車的行駛阻力 汽車的行駛阻力分為汽車的行駛阻力分為穩(wěn)定行駛阻力穩(wěn)定行駛阻力和

22、和動(dòng)態(tài)行駛阻力動(dòng)態(tài)行駛阻力兩大類兩大類 汽車在水平道路上直線等速行駛時(shí)，必須克服來(lái)自地面與汽車在水平道路上直線等速行駛時(shí)，必須克服來(lái)自地面與輪胎相互作用而產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力和來(lái)自車身與空氣相互作用輪胎相互作用而產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力和來(lái)自車身與空氣相互作用而產(chǎn)生的空氣阻力。而產(chǎn)生的空氣阻力。 滾動(dòng)阻力以符號(hào)滾動(dòng)阻力以符號(hào)Ff表示，空氣阻力以符號(hào)表示，空氣阻力以符號(hào)F w表示；當(dāng)汽車表示；當(dāng)汽車在坡道上直線上坡行駛時(shí)，還必須克服其重力沿波道的分力，在坡道上直線上坡行駛時(shí)，還必須克服其重力沿波道的分力，稱為坡度阻力，以符號(hào)稱為坡度阻力，以符號(hào)F i表示；汽車直線加速行駛時(shí)，還需表示；汽車直線加速行駛時(shí)，還需克

23、服與加速度方向相反的慣性力，即加速阻力，以符號(hào)克服與加速度方向相反的慣性力，即加速阻力，以符號(hào)F j表表示。因此，汽車直線行駛時(shí)其總阻力為示。因此，汽車直線行駛時(shí)其總阻力為: F =F f +F w +F i +F j 1. 滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力 車輪滾動(dòng)時(shí)，輪胎與路面在接觸區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生法向和切向的車輪滾動(dòng)時(shí)，輪胎與路面在接觸區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生法向和切向的相互作用力，以及相應(yīng)的輪胎和支承路面的變形。相互作用力，以及相應(yīng)的輪胎和支承路面的變形。25-166軟路面上軟路面上硬路面上硬路面上產(chǎn)生滾動(dòng)阻力的主要原因產(chǎn)生滾動(dòng)阻力的主要原因輪胎變形輪胎變形輪胎變形和路面變形輪胎變形和路面變形輪胎變形為什么會(huì)產(chǎn)生滾動(dòng)阻力

24、？輪胎變形為什么會(huì)產(chǎn)生滾動(dòng)阻力？輪胎的遲滯損失輪胎的遲滯損失：輪胎在加載變形時(shí)所消耗的能量在卸：輪胎在加載變形時(shí)所消耗的能量在卸載恢復(fù)時(shí)不能完全收回，一部分能量消耗在輪胎內(nèi)部摩擦載恢復(fù)時(shí)不能完全收回，一部分能量消耗在輪胎內(nèi)部摩擦損失上，產(chǎn)生熱量，這種損失稱為輪胎的損失上，產(chǎn)生熱量，這種損失稱為輪胎的遲滯損失遲滯損失。1.滾動(dòng)阻力Ff思考思考26-166ua加載變形區(qū)加載變形區(qū)卸載變形區(qū)卸載變形區(qū)n n思思考考 由輪胎的遲滯損失圖看，在輪胎徑向變形相同的情況下，由輪胎的遲滯損失圖看，在輪胎徑向變形相同的情況下，地面作用在加載變形區(qū)與卸載變形區(qū)的法向反力是否相等？地面作用在加載變形區(qū)與卸載變形區(qū)的

25、法向反力是否相等？27-166彈簧輪模型描述輪胎變彈簧輪模型描述輪胎變形導(dǎo)致阻力產(chǎn)生的機(jī)理。形導(dǎo)致阻力產(chǎn)生的機(jī)理。將彈性輪抽象為由輪周將彈性輪抽象為由輪周圍均勻分布的許多微小彈簧和圍均勻分布的許多微小彈簧和微小阻尼器形成微小阻尼器形成。在輪胎滾動(dòng)在輪胎滾動(dòng)過(guò)程中，各個(gè)彈簧和阻尼器反過(guò)程中，各個(gè)彈簧和阻尼器反復(fù)經(jīng)歷壓縮和伸展作用，克服復(fù)經(jīng)歷壓縮和伸展作用，克服減振器阻尼的作用而消耗阻尼減振器阻尼的作用而消耗阻尼功，表現(xiàn)為車輪的滾動(dòng)阻力。功，表現(xiàn)為車輪的滾動(dòng)阻力。 輪胎由于彈性遲滯現(xiàn)象，輪胎由于彈性遲滯現(xiàn)象，前部的地面法向反作用力大于前部的地面法向反作用力大于后部的地面法向反作用力，使后部的地面法

26、向反作用力，使輪胎前后地面的法向反作用力輪胎前后地面的法向反作用力的分布不對(duì)稱，從而使法向反的分布不對(duì)稱，從而使法向反作用力的合力作用力的合力F Fz z相對(duì)于法線相對(duì)于法線nnnn向前移動(dòng)了距離向前移動(dòng)了距離a a。28-166這樣產(chǎn)生了阻力偶這樣產(chǎn)生了阻力偶T Tf f=F=Fz za a，對(duì)于從動(dòng)車輪在硬路面上等速滾動(dòng)，對(duì)于從動(dòng)車輪在硬路面上等速滾動(dòng)時(shí)，作用在車輪中心的推力時(shí)，作用在車輪中心的推力F Fp1p1（下標(biāo)（下標(biāo)1 1指前輪）產(chǎn)生的力偶矩指前輪）產(chǎn)生的力偶矩應(yīng)與阻力偶應(yīng)與阻力偶T Tf f平衡。平衡。即：即：F Fp1p1r=Tr=Tf f。 因此有：因此有：F Fp1p1=T

27、=Tf f/r=F/r=Fz za/r=Fa/r=Fz zf f。 f=a/r=Ff=a/r=Fp1p1/F/Fz z稱為滾動(dòng)阻力系數(shù)，也即單位汽車重力所需推稱為滾動(dòng)阻力系數(shù)，也即單位汽車重力所需推力。力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪在硬路面上等速滾動(dòng)時(shí)，根據(jù)力和力矩的平衡當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪在硬路面上等速滾動(dòng)時(shí)，根據(jù)力和力矩的平衡條件有：條件有：T Tt t=T=Tf f+F+Fx2x2r r，或，或F Fx2x2=F=Ft t-F-Ff f。F Ff f=F=Fz zf f滾動(dòng)阻力。滾動(dòng)阻力。滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力F Ff f的大小取決于滾動(dòng)阻力系數(shù)的大小取決于滾動(dòng)阻力系數(shù)f f。試驗(yàn)表明：。試驗(yàn)表明：f f大小與路面種類、行

28、駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等大小與路面種類、行駛車速以及輪胎的構(gòu)造、材料、氣壓等有關(guān)。有關(guān)。29-166aun nW dd1pF1XFaun nWp1F1XFaraun nW1pF1XFZFZFOEFCDAhZF1）從動(dòng)輪受力分析從動(dòng)輪受力分析FZdFZdfTZF30-166aFTZff1pTrFraFrTFZf1praf p1FWfWFf1pWfF frTFfff滾動(dòng)阻力系數(shù)滾動(dòng)阻力系數(shù)aun nWp1F1XFarZFaun nW1pF1XFfTZF令令31-166auWp2F2XFZFtTaraFTrFZXt2ftTT rTrTFXft2ftFF 即路面作用于驅(qū)動(dòng)輪的切向力即路面作用

29、于驅(qū)動(dòng)輪的切向力FX2比比Ft要小。要小。2）驅(qū)動(dòng)輪受力分析驅(qū)動(dòng)輪受力分析32-1664a4a10100100VfVfff Va高高 f 大大 貨車貨車 f=0.0076+0.000056Va 3）影響影響Ff的因素的因素轎車轎車（1）車速 ua33-166 另外，行駛速度對(duì)滾動(dòng)阻力另外，行駛速度對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)有很大影響，車速低于系數(shù)有很大影響，車速低于100km/h時(shí)，貨車及轎車輪胎時(shí)，貨車及轎車輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)隨車速逐漸增的滾動(dòng)阻力系數(shù)隨車速逐漸增大，但變化不大。大，但變化不大。 當(dāng)車速高于當(dāng)車速高于140km/h時(shí)，時(shí)，轎車輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)增長(zhǎng)轎車輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)增長(zhǎng)較快，且當(dāng)車速

30、達(dá)到某一臨界較快，且當(dāng)車速達(dá)到某一臨界值時(shí)（如值時(shí)（如200km/h），輪胎發(fā)），輪胎發(fā)生駐波現(xiàn)象，滾動(dòng)阻力系數(shù)迅生駐波現(xiàn)象，滾動(dòng)阻力系數(shù)迅速增大，輪胎不再呈圓形而呈速增大，輪胎不再呈圓形而呈現(xiàn)明顯的波浪狀，輪胎溫度很現(xiàn)明顯的波浪狀，輪胎溫度很快提高快提高100以上，極易出現(xiàn)以上，極易出現(xiàn)爆胎現(xiàn)象。爆胎現(xiàn)象。34-166路路 面面 類類 型型滾滾 動(dòng)動(dòng) 阻阻 力力 系系 數(shù)數(shù)良好的瀝青或混凝土路面良好的瀝青或混凝土路面一般的瀝青或混凝土路面一般的瀝青或混凝土路面碎石路面碎石路面良好的卵石路面良好的卵石路面坑洼的卵石路面坑洼的卵石路面壓緊土路：干燥的壓緊土路：干燥的 雨后的雨后的泥濘土路（雨季或

31、解凍期）泥濘土路（雨季或解凍期）干砂干砂濕砂濕砂結(jié)冰路面結(jié)冰路面壓緊的雪道壓緊的雪道0.0100.0100.0180.0180.0180.0180.0200.0200.0200.0200.0250.0250.0250.0250.0300.0300.0350.0350.0500.0500.0250.0250.0300.0300.0250.0250.0350.0350.0500.0500.1000.1000.1000.1000.3000.3000.0600.0600.1500.1500.0150.0150.0300.0300.0300.0300.0500.050表表32 不同路面的滾動(dòng)阻力系數(shù)不同

32、路面的滾動(dòng)阻力系數(shù)35-166輪胎的兩個(gè)最重要參數(shù)：極限速度和承載量。輪胎的兩個(gè)最重要參數(shù)：極限速度和承載量。臨界車速臨界車速（最高車速）（最高車速） 當(dāng)汽車車速超過(guò)臨界車速時(shí)，輪胎會(huì)出現(xiàn)駐波現(xiàn)象，當(dāng)汽車車速超過(guò)臨界車速時(shí)，輪胎會(huì)出現(xiàn)駐波現(xiàn)象，其周緣呈明顯的波浪狀，且輪胎溫度快速增加。其周緣呈明顯的波浪狀，且輪胎溫度快速增加。 后果是大量發(fā)熱導(dǎo)致輪胎破損或爆胎。后果是大量發(fā)熱導(dǎo)致輪胎破損或爆胎。 駐波現(xiàn)象駐波現(xiàn)象：在高速行駛時(shí)，輪胎離開(kāi)地面后因變形在高速行駛時(shí)，輪胎離開(kāi)地面后因變形所產(chǎn)生的扭曲并不立即恢復(fù)，其殘余變形形成了一種波，所產(chǎn)生的扭曲并不立即恢復(fù)，其殘余變形形成了一種波，這就是駐波。此

33、時(shí)輪胎周緣不再是圓形，而呈明顯的波這就是駐波。此時(shí)輪胎周緣不再是圓形，而呈明顯的波浪形。輪胎剛離開(kāi)地面時(shí)波的振幅最大，它按指數(shù)規(guī)律浪形。輪胎剛離開(kāi)地面時(shí)波的振幅最大，它按指數(shù)規(guī)律沿輪胎圓周衰減。沿輪胎圓周衰減。36-166駐波現(xiàn)象（圖像）駐波現(xiàn)象（圖像）37-166 子午線輪胎子午線輪胎比斜交輪胎的滾動(dòng)阻力小比斜交輪胎的滾動(dòng)阻力小20%30； 滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力與輪胎的簾線（棉、人造絲、尼龍、鋼絲）與輪胎的簾線（棉、人造絲、尼龍、鋼絲）和橡膠品質(zhì)有關(guān)。和橡膠品質(zhì)有關(guān)。（2）輪胎結(jié)構(gòu)輪胎結(jié)構(gòu)38-166輪胎的結(jié)構(gòu)、簾線輪胎的結(jié)構(gòu)、簾線和橡膠的品種不同，輪胎和橡膠的品種不同，輪胎承載后滾動(dòng)變形量也不

34、同，承載后滾動(dòng)變形量也不同，而且變形后胎面、輪胎內(nèi)而且變形后胎面、輪胎內(nèi)部材料之間的摩擦有很大部材料之間的摩擦有很大差異，對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)都差異，對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)都有影響。與普通斜交輪胎有影響。與普通斜交輪胎相比，子午線輪胎的滾動(dòng)相比，子午線輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)較低。輪胎充氣阻力系數(shù)較低。輪胎充氣壓力對(duì)壓力對(duì)f值有很大影響，氣值有很大影響，氣壓降低時(shí)壓降低時(shí)f 值迅速增加，值迅速增加，這是因?yàn)闅鈮航档蜁r(shí)，滾這是因?yàn)闅鈮航档蜁r(shí)，滾動(dòng)的輪胎變形大，遲滯損動(dòng)的輪胎變形大，遲滯損失增加的緣故。失增加的緣故。39-166（3）氣壓氣壓 氣壓越高，輪胎變形及由其產(chǎn)生的遲滯損失就越小，氣壓越高，輪胎變形及由其產(chǎn)生

35、的遲滯損失就越小，滾動(dòng)阻力也越小。滾動(dòng)阻力也越小。40-166（4）驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力41-166為什么驅(qū)動(dòng)力系數(shù)很大時(shí)，氣壓越低為什么驅(qū)動(dòng)力系數(shù)很大時(shí)，氣壓越低 f 越??？越??？Ft胎面滑移胎面滑移Ff pa接地面積接地面積胎面滑移胎面滑移滑移引起的滑移引起的Ff 思考思考42-166離心力離心力前、后輪產(chǎn)生側(cè)偏力前、后輪產(chǎn)生側(cè)偏力側(cè)偏力沿行駛方向產(chǎn)生分力側(cè)偏力沿行駛方向產(chǎn)生分力滾動(dòng)阻力增加滾動(dòng)阻力增加（6）轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向43-166 車輪在柔性路面上車輪在柔性路面上( (土路、草地、沙土、雪土路、草地、沙土、雪地地) )運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要克服附運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要克服附加的滾動(dòng)阻力。加的滾動(dòng)阻力。使地面材使地面材料

36、壓縮和移動(dòng)，形成輪轍料壓縮和移動(dòng)，形成輪轍所需的力克服輪轍與輪胎所需的力克服輪轍與輪胎之間摩擦所需的力。之間摩擦所需的力。 柔性路面上的附加滾柔性路面上的附加滾動(dòng)阻力與地面壓強(qiáng)有關(guān)。動(dòng)阻力與地面壓強(qiáng)有關(guān)。 柔性路面與硬路面相柔性路面與硬路面相反減小輪胎氣壓有助與降反減小輪胎氣壓有助與降低滾動(dòng)阻力。低滾動(dòng)阻力。44-1662.坡度阻力和道路阻力坡度阻力和道路阻力isinFG汽車重力沿坡道的分力。汽車重力沿坡道的分力。坡度阻力坡度阻力FiG45-166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(jí)汽車專用公路平原微丘區(qū)一級(jí)汽車專用公路平原微丘區(qū)

37、5%一級(jí)汽車專用公路平原重丘區(qū)一級(jí)汽車專用公路平原重丘區(qū)6%四級(jí)公路平原微丘區(qū)四級(jí)公路平原微丘區(qū)6%四級(jí)公路平原重丘區(qū)四級(jí)公路平原重丘區(qū)9%一般道路的坡度均較小。一般道路的坡度均較小。一些常見(jiàn)路面的坡度一些常見(jiàn)路面的坡度46-166itansinGiGGFtansini47-166道路阻力道路阻力cos()FGfGiG fifiFFFsincosGGf滾動(dòng)阻力和坡度阻力之和。滾動(dòng)阻力和坡度阻力之和。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)FGsin48-1663.空氣阻力空氣阻力（1）壓力阻力（占（占91）汽車直線行駛時(shí)受到的空氣作用力在行駛方向的

38、分力稱汽車直線行駛時(shí)受到的空氣作用力在行駛方向的分力稱為空氣阻力。空氣阻力分為為空氣阻力?？諝庾枇Ψ譃閴毫ψ枇毫ψ枇秃湍Σ磷枇δΣ磷枇刹糠謨刹糠?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的法向壓力的合力在行駛方向上的分力。上的分力。49-16650-166 取決于車身主體形狀。取決于車身主體形狀。1 1）形狀阻力）形狀阻力51-166后視鏡后視鏡 車身表面的凸起物引起的阻力。車身表面的凸起物引起的阻力。 2 2）干擾阻力）干擾阻力52-166后視鏡后視鏡 后視鏡設(shè)計(jì)后視鏡設(shè)計(jì)也要注重流線形也要注重流線形53-166后視鏡后視鏡 54-166門把手門把手 55-1

39、66 滿足冷卻、通風(fēng)等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時(shí)構(gòu)成的阻力。滿足冷卻、通風(fēng)等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時(shí)構(gòu)成的阻力。4 4）誘導(dǎo)阻力）誘導(dǎo)阻力 空氣升力在水平方向的投影?？諝馍υ谒椒较虻耐队啊? 3）內(nèi)循環(huán)阻力）內(nèi)循環(huán)阻力 由于流經(jīng)車頂?shù)臍饬魉儆捎诹鹘?jīng)車頂?shù)臍饬魉俣却笥诹鹘?jīng)車底的氣流速度，度大于流經(jīng)車底的氣流速度，使得車底的空氣壓力大于車使得車底的空氣壓力大于車頂，從而空氣作用在車身上頂，從而空氣作用在車身上的垂直方向的壓力形成壓差，的垂直方向的壓力形成壓差，這就是這就是空氣升力。56-166思思考考夏季在高速公路上開(kāi)空調(diào)省油還是開(kāi)窗通風(fēng)省油？夏季在高速公路上開(kāi)空調(diào)省油還是開(kāi)窗通風(fēng)省油？打開(kāi)

40、天窗換氣和打開(kāi)側(cè)窗換氣有何不同？打開(kāi)天窗換氣和打開(kāi)側(cè)窗換氣有何不同？ 打開(kāi)天窗換氣時(shí)，天窗上打開(kāi)天窗換氣時(shí)，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 2）摩擦阻力）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。在行駛方向的分力。57-1662rDw21VACF241.2258N sm15.212aDwAuCF CD空氣阻力系數(shù)；空氣阻力系數(shù)；A迎風(fēng)面積；（迎風(fēng)面積；（m2）Vr相對(duì)速度；（相對(duì)速度；（m/s）空氣密度?？諝饷芏?。（3）空氣阻力空氣阻力FW的計(jì)算的計(jì)算58-166迎風(fēng)面積迎風(fēng)面積A是汽車

41、在行是汽車在行駛方向的投影面積，駛方向的投影面積，一般用一般用BXH近似表示。近似表示。（B輪距，輪距，H車高）車高）59-166發(fā)動(dòng)機(jī)蓋應(yīng)向前下傾發(fā)動(dòng)機(jī)蓋應(yīng)向前下傾（4）減小減小CD值要遵循的要點(diǎn)值要遵循的要點(diǎn)1 1）車身前部）車身前部60-166 面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。61-166越野車很難做到越野車很難做到 風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平躺平”，且與車頂圓滑過(guò)渡。，且與車頂圓滑過(guò)渡。62-166 整個(gè)車身應(yīng)向前傾整個(gè)車身應(yīng)向前傾12。2 2）整車）整車63-166 最好采用艙背式或直背式。最好采用艙背式或直背式。3 3）汽車后部）汽車后部64

42、-166 當(dāng)車速超過(guò)當(dāng)車速超過(guò)120km/h，尾翼會(huì)自動(dòng)升高，尾翼會(huì)自動(dòng)升高160mm，為車身增為車身增加加30的下壓力；在車速低于的下壓力；在車速低于80km/h，尾翼又會(huì)自動(dòng)降低。，尾翼又會(huì)自動(dòng)降低。 應(yīng)安裝后擾流板。應(yīng)安裝后擾流板。65-166 所有零件應(yīng)在車身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑所有零件應(yīng)在車身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。的蓋板蓋住底部。4）車身底部66-166 仔細(xì)選擇進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置，精心設(shè)計(jì)內(nèi)部風(fēng)道。仔細(xì)選擇進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置，精心設(shè)計(jì)內(nèi)部風(fēng)道。5 5）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)67-166冷卻前制動(dòng)器冷卻前制動(dòng)器冷卻前制動(dòng)器冷卻前制動(dòng)器

43、冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器冷卻后制動(dòng)器和潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻后制動(dòng)器和潤(rùn)滑系統(tǒng)68-166減小減小CD值要遵循的要點(diǎn)總結(jié)如下：值要遵循的要點(diǎn)總結(jié)如下：69-16670-166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(jí)級(jí)0.26 奔馳奔馳S級(jí)級(jí)0.27 保時(shí)捷保時(shí)捷0.31 陸虎覽勝陸虎覽勝0.38一些常見(jiàn)車型的空氣阻力系數(shù)一些常見(jiàn)車型的空氣阻力系數(shù)71-1664.加速阻力加速阻力平移質(zhì)量的慣性力平移質(zhì)量的慣性力 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩汽車加速行駛時(shí)，克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。汽車加速行駛時(shí)，克服其質(zhì)量

44、加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。tumFddjI折算到驅(qū)動(dòng)車輪上全部旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到驅(qū)動(dòng)車輪上全部旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2)；加速阻力加速阻力jtduFmdt1dddudtr dtjrdI dFrdtdtdurIFdjr272-166Im發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ( kgm2 )IC傳動(dòng)軸、差速器等轉(zhuǎn)動(dòng)慣量傳動(dòng)軸、差速器等轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ( kgm2 ) ig變速器速比變速器速比 IR全部車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量總和全部車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量總和 ( kgm2 ) i0主減速器速比主減速器速比 mgCRIiiIiII2202073-166dtdumdtdummrIdtdurImFFFj

45、rjtj)1 ()(2222202202211111rIiimrIimrImmrImgCR旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)總加速阻力總加速阻力Fj74-166擋位不同，擋位不同，值不同值不同75-166 總質(zhì)量越小的車，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)值越大?？傎|(zhì)量越小的車，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)值越大?？傎|(zhì)量不同，總質(zhì)量不同，值不同值不同76-166三三.汽車行駛方程式汽車行駛方程式tfwijFFFFFcos1 tq g 0T2Dadcossin21.15dT i iC AuGfuGmrt tq g0T2Dad21.15dT i iC AuGfuGimrt sintani 汽車行駛方程式77-166tiruiiI

46、turiiIrImFFFFddddg2Tg20f2T202gf2wiwft汽車行駛方程式汽車行駛方程式表示汽車驅(qū)動(dòng)力與汽車行駛阻力的數(shù)量關(guān)表示汽車驅(qū)動(dòng)力與汽車行駛阻力的數(shù)量關(guān)系，是進(jìn)行汽車動(dòng)力性分析的基礎(chǔ)。據(jù)此可以分析汽車的系，是進(jìn)行汽車動(dòng)力性分析的基礎(chǔ)。據(jù)此可以分析汽車的最高最高車速、加速能力車速、加速能力和和爬坡能力爬坡能力。它與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、變速器傳動(dòng)。它與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、變速器傳動(dòng)比、主傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率、車輪半徑、空氣阻力、汽車迎風(fēng)面比、主傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率、車輪半徑、空氣阻力、汽車迎風(fēng)面積、汽車質(zhì)量等參數(shù)有關(guān)。積、汽車質(zhì)量等參數(shù)有關(guān)。78-166第三節(jié) 汽車動(dòng)力性分析一一.汽車的驅(qū)動(dòng)條件

47、汽車的驅(qū)動(dòng)條件由汽車行駛方程式得：由汽車行駛方程式得：)(iwftFFFFdtdum要使要使du/dt0du/dt0，應(yīng)滿足：，應(yīng)滿足：)(iwftFFFF汽車驅(qū)動(dòng)條件汽車驅(qū)動(dòng)條件注意：汽車的動(dòng)力性受附著條件的限制注意：汽車的動(dòng)力性受附著條件的限制79-166二二.驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖、動(dòng)力特性圖和功率平衡圖行駛阻力平衡圖、動(dòng)力特性圖和功率平衡圖jiwftFFFFF 在驅(qū)動(dòng)力圖的基在驅(qū)動(dòng)力圖的基礎(chǔ)上，畫出礎(chǔ)上，畫出Ff+FW=f (ua) 就是驅(qū)動(dòng)力就是驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖。注行駛阻力平衡圖。注意：汽車在水平路面意：汽車在水平路面上行駛時(shí)受到的阻力上行駛時(shí)受到的阻力只有：滾動(dòng)阻力只有：滾

48、動(dòng)阻力Ff、空氣阻力空氣阻力FW。1、驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖FfFf+FW80-166jwiftFFFFFtguGFFddwtGFFDwtD動(dòng)力因數(shù)。動(dòng)力因數(shù)。2、動(dòng)力特性圖思考：動(dòng)力因數(shù)能否反映汽思考：動(dòng)力因數(shù)能否反映汽車動(dòng)力性的好壞？已知哪些車動(dòng)力性的好壞？已知哪些參數(shù)可做出動(dòng)力特性圖？參數(shù)可做出動(dòng)力特性圖？tguifdd汽車在各檔下的動(dòng)力因數(shù)汽車在各檔下的動(dòng)力因數(shù)D與車速與車速ua的關(guān)系曲線，稱為動(dòng)力特性圖的關(guān)系曲線，稱為動(dòng)力特性圖81-1663、功率平衡圖 tumuGiuAuCGfuPdd360036007614036001aa3aDaTeaefwijTuPFFFFTaeFuP 汽車行駛

49、過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率始終等于機(jī)械傳動(dòng)損汽車行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率始終等于機(jī)械傳動(dòng)損失功率與全部運(yùn)動(dòng)阻力所消耗的功率。失功率與全部運(yùn)動(dòng)阻力所消耗的功率。發(fā)動(dòng)機(jī)的功率發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P Pe e與車速與車速u ua a的關(guān)系曲線，稱為汽車功率平衡圖的關(guān)系曲線，稱為汽車功率平衡圖。功率平衡圖在分析汽車后備。功率平衡圖在分析汽車后備功率和燃油經(jīng)濟(jì)性時(shí)較為方便。功率和燃油經(jīng)濟(jì)性時(shí)較為方便。82-166)(1fWtePPP83-16680033005700620062709690ig1=2.13ua17295055ig2=1.46ua210437380ig3=1.02ua31561105115ig4

50、=0.73ua42185147160ig5=0.57ua52699188205ig6=0.39ua639159276300例：已知奧迪例：已知奧迪A4轎車發(fā)動(dòng)機(jī)及轎車發(fā)動(dòng)機(jī)及6個(gè)擋傳動(dòng)比的數(shù)據(jù)（如下表個(gè)擋傳動(dòng)比的數(shù)據(jù)（如下表所示），所示）， i0=6.333， r=0.317m，由，由 可以對(duì)可以對(duì)應(yīng)計(jì)算出應(yīng)計(jì)算出 各各 擋的擋的ua，即可畫出，即可畫出 曲線。曲線。ag 00.377/()urni i功率平衡圖 及及 間的關(guān)系圖。間的關(guān)系圖。 1/(r min )n/kWPeaPueaPufwta(PPu+)/84-1661a/(km h )u85-166三三.汽車動(dòng)力性分析汽車動(dòng)力性分析F

51、fFf+FWuamaxau最高車速行駛時(shí)最高車速行駛時(shí)Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw發(fā)動(dòng)機(jī)以部分發(fā)動(dòng)機(jī)以部分負(fù)荷工作即可負(fù)荷工作即可思考思考 當(dāng)當(dāng)Ff+FW與與Ft5沒(méi)有沒(méi)有交點(diǎn)時(shí)，如何確定最高交點(diǎn)時(shí)，如何確定最高車速？此時(shí)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)車速？此時(shí)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況如何？機(jī)工況如何？1.汽車的最高車速uamax 1)用驅(qū)動(dòng)力用驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖分析行駛阻力平衡圖分析86-166fuamax計(jì)算汽車最高車速umax0ddtu0ifD 2)2)用動(dòng)力特性圖計(jì)算最高車速用動(dòng)力特性圖計(jì)算最高車速tguDddtguifdd87-1663) 3) 用功率平衡圖分析汽用功率平衡圖分析汽車最高車速車最高車速當(dāng)驅(qū)

52、動(dòng)功率和當(dāng)驅(qū)動(dòng)功率和克服行駛阻力所需功克服行駛阻力所需功率相等時(shí)，該點(diǎn)車速率相等時(shí)，該點(diǎn)車速即為最高車速。即為最高車速。一般最高車速一般最高車速在平直、良好道路上在平直、良好道路上測(cè)得，所以達(dá)到最高測(cè)得，所以達(dá)到最高車速時(shí)，功率平衡方車速時(shí)，功率平衡方程式為程式為)(1fWtePPP88-1662.汽車的加速能力從驅(qū)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖可求得各檔的后備驅(qū)動(dòng)力：行駛阻力平衡圖可求得各檔的后備驅(qū)動(dòng)力：F Ft t-(F-(Ff f+F+Fw w) )如用于加速（如用于加速（i=0i=0），即可求出對(duì)應(yīng)的加速度：），即可求出對(duì)應(yīng)的加速度：)(1ddwftFFFmtu汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)汽車旋轉(zhuǎn)

53、質(zhì)量換算系數(shù)89-166如果忽略旋轉(zhuǎn)質(zhì)量如果忽略旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的影響，即令的影響，即令=1=1，得到的加速度曲線如得到的加速度曲線如右圖中實(shí)線。右圖中實(shí)線。由于由于1 1而且檔位越低，而且檔位越低，i ig g值越大，值越大，值也越值也越大，所以實(shí)際加速度曲線為圖中的虛線。大，所以實(shí)際加速度曲線為圖中的虛線。90-166uatd1d Auauattuuuutd16 . 31d1da2a1210思考：從圖中看，在什思考：從圖中看，在什么時(shí)候換擋可以使加速么時(shí)候換擋可以使加速時(shí)間最短？時(shí)間最短？ 由加速度曲線由加速度曲線做加速度倒數(shù)曲線，做加速度倒數(shù)曲線，再積分，即可求出再積分，即可求出加速時(shí)間。加速時(shí)

54、間。利用加速時(shí)間可以方便直觀地反映汽車加速過(guò)程的快慢利用加速時(shí)間可以方便直觀地反映汽車加速過(guò)程的快慢91-166uatd1d 2a21a10111ddd3.6tuuuuttuuAaa 由加速度曲線由加速度曲線做加速度倒數(shù)曲線，做加速度倒數(shù)曲線，再積分，即可求出再積分，即可求出加速時(shí)間。加速時(shí)間。思考：從圖中看，在什思考：從圖中看，在什么時(shí)候換擋可以使加速么時(shí)候換擋可以使加速時(shí)間最短？時(shí)間最短？92-166所以由各檔對(duì)應(yīng)的后備動(dòng)力因數(shù)所以由各檔對(duì)應(yīng)的后備動(dòng)力因數(shù)( ( D-f D-f ) )，即可求，即可求出加速度出加速度( (i i=0)=0)tWFFduDfiGg dt 各檔加速度的最大值總

55、是對(duì)應(yīng)各檔加速度的最大值總是對(duì)應(yīng)于相應(yīng)檔位的后備驅(qū)動(dòng)力或后于相應(yīng)檔位的后備驅(qū)動(dòng)力或后備動(dòng)力因數(shù)的最大值。備動(dòng)力因數(shù)的最大值。 因?yàn)閯?dòng)力因數(shù)因?yàn)閯?dòng)力因數(shù)duDfgdtdudt根據(jù)汽車的動(dòng)力特性圖，求得動(dòng)力因數(shù)根據(jù)汽車的動(dòng)力特性圖，求得動(dòng)力因數(shù)D，然后利用下式，然后利用下式可求得加速度曲線可求得加速度曲線93-166所以各檔所以各檔后備功率的后備功率的最大值與加最大值與加速度最大值速度最大值互不對(duì)應(yīng)。互不對(duì)應(yīng)。在功率平衡圖上則不相同，因?yàn)楹髠涔β试诠β势胶鈭D上則不相同，因?yàn)楹髠涔β?()()tfWtfWaaduPPPFFFumudt94-166最佳換檔點(diǎn)最佳換檔點(diǎn)I I和和都對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)都

56、對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，這和相鄰檔加速度曲線交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。速，這和相鄰檔加速度曲線交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。95-166當(dāng)相鄰檔位的驅(qū)動(dòng)功率曲線有交點(diǎn)時(shí)，就把該當(dāng)相鄰檔位的驅(qū)動(dòng)功率曲線有交點(diǎn)時(shí)，就把該點(diǎn)作為換檔點(diǎn)。如果不考慮旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的影響，點(diǎn)作為換檔點(diǎn)。如果不考慮旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的影響，這和加速度曲線交點(diǎn)是相對(duì)應(yīng)的。這和加速度曲線交點(diǎn)是相對(duì)應(yīng)的。 96-166但實(shí)際但實(shí)際1 1，結(jié)，結(jié)果加速度曲線交點(diǎn)，果加速度曲線交點(diǎn)，即最后換檔點(diǎn)，要即最后換檔點(diǎn)，要比上述驅(qū)動(dòng)功率曲比上述驅(qū)動(dòng)功率曲線交點(diǎn)向低速方向線交點(diǎn)向低速方向偏移。偏移。 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)對(duì)換擋點(diǎn)的影響 97-166利用功率平衡圖確定汽車加速能力利用功率平衡圖確

57、定汽車加速能力)(1wfTePPP 后備功率用于后備功率用于加速加速和和爬坡爬坡。后備功率發(fā)動(dòng)機(jī)功率與滾動(dòng)阻力發(fā)動(dòng)機(jī)功率與滾動(dòng)阻力和空氣阻力消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣阻力消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率的差值是后備功率。功率的差值是后備功率。98-166bcPP)(1wfTacP eabbcacPPP)(1wfTe行駛中消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率行駛中消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)動(dòng)機(jī)能提供的功率發(fā)動(dòng)機(jī)能提供的功率后備功率后備功率思考：后備功率與所使用思考：后備功率與所使用的擋位是否有關(guān)？的擋位是否有關(guān)？99-166汽車的后備功率曲線汽車的后備功率曲線100-1663.汽車的爬坡能力)(witiFFFF1）用驅(qū)動(dòng)力）用驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖

58、分析行駛阻力平衡圖分析若后備驅(qū)動(dòng)力全部用于爬坡，則若后備驅(qū)動(dòng)力全部用于爬坡，則Fj=0，根據(jù)行駛方程式得：，根據(jù)行駛方程式得：GFFF)(arcsinwft)FF(FGSinFwfti)FF(FFwfti101-166 由驅(qū)動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)力行駛行駛阻力平衡圖和阻力平衡圖和 i=tan可以做出爬坡度圖。可以做出爬坡度圖。tfw()arcsinFFFG 102-1662）用動(dòng)力特性圖分析）用動(dòng)力特性圖分析若汽車的后備動(dòng)力因數(shù)若汽車的后備動(dòng)力因數(shù)Df全部用于爬坡，根據(jù)汽車行駛方全部用于爬坡，根據(jù)汽車行駛方程式，有：程式，有：0ddtufDi 由動(dòng)力特性曲線，即可做出各擋的爬坡度圖。由動(dòng)力特性曲線，即可做

59、出各擋的爬坡度圖。 擋工作時(shí)，爬坡度較大，此時(shí)以擋工作時(shí)，爬坡度較大，此時(shí)以 imaxD1maxf 計(jì)算的誤差也較大，可以用下式計(jì)算計(jì)算的誤差也較大，可以用下式計(jì)算222max1max1max11arcsinffDfD1maxmaxmaxcossinDfmax2maxsin1costguifDdd103-1663）用功率平衡圖分析）用功率平衡圖分析若汽車的后備功率全部用于爬坡，因若汽車的后備功率全部用于爬坡，因Pj=0，根據(jù)汽車行駛方，根據(jù)汽車行駛方程式，有：程式，有：)(13600wftetaiPPPGiuP因此：因此：)(13600wfteatPPPGui104-166第四節(jié) 附著條件決定

60、的汽車動(dòng)力性一、附著力和附著條件一、附著力和附著條件路面條件路面條件附著系數(shù)附著系數(shù)干瀝青路面干瀝青路面0.70.8濕瀝青路面濕瀝青路面0.50.6干燥的碎石路干燥的碎石路0.60.7干土路干土路0.50.6濕土路濕土路0.20.4滾壓后的雪路滾壓后的雪路0.20.3maxXZFFFF1.附著力附著系數(shù)，附著系數(shù)，與路面與路面和輪胎都有關(guān)。和輪胎都有關(guān)。 地面對(duì)輪胎切向反作地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值（最大值）用力的極限值（最大值）即為附著力。即為附著力。 FZ地面作用在車輪上地面作用在車輪上的法向反力；的法向反力；常見(jiàn)路面的常見(jiàn)路面的平均平均附著系數(shù)附著系數(shù)思考：為什么汽車在濕土路上容思考