第一章 汽車的動力性

1、第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第一節(jié)第一節(jié) 汽車的動力性指標(biāo)汽車的動力性指標(biāo)1.1動力性定義：良好路面、直線行駛、縱向外力決定的平均行駛速度；1.2動力性指標(biāo)：汽車能爬上的最大坡度maxi汽車的最高車速maxau汽車的加速時間t水平良好路面條件下的起步加速超車加速一定載荷良好路面條件下的或一定坡度的通過速度第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力行駛方程：jiwftFFFFFF滾動阻力坡度阻力加速阻力空氣阻力行駛阻力驅(qū)動力2.12.1驅(qū)動力驅(qū)動力rTFttrtF0FtTTgtqtiiTT02.1.12.1.1驅(qū)動力矩驅(qū)動力矩決定因

2、素：發(fā)動機外特性轉(zhuǎn)矩：傳動系傳動比：傳動效率：tqT0iigT發(fā)動機性能曲線發(fā)動機性能曲線 紅色曲線：表示發(fā)動機在特定轉(zhuǎn)速下的相應(yīng)輸出功率，它基本呈直線延伸的狀態(tài)；藍色曲線：表示發(fā)動機在特定轉(zhuǎn)速下的相應(yīng)扭矩值，它的變化比較平緩。輸出功率和扭矩輸出功率和扭矩最大功率是指發(fā)動機所能夠產(chǎn)生的最大動力輸出，比如：68kW/6000rpm。扭矩是表示發(fā)動機所輸出的旋轉(zhuǎn)力矩，比如：128Nm/3200rpm。kktqnananaaT2210近似的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩多項式描述第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第

3、二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力分類：機械損失+液力損失；影響因素：前者與傳動副、軸承、油封的數(shù)量及結(jié)構(gòu)形式，有關(guān)，后者與攪油阻力、油品特性、油溫有關(guān)；基本數(shù)據(jù)： P6表1-1給出。一般情況下轎車=0.90.92，貨車與客車=0.820.852.1.32.1.3車輪半徑車輪半徑eTeTeinTinTPPPPPPPP12.1.22.1.2傳動效率傳動效率（等速行駛工況）自由半徑靜力半徑滾動半徑rsWWrrr分三種情況，滾動半徑有推薦的計算公式一般情況下三個半徑可混為一談。rrrrs第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力2

4、.1.42.1.4汽車的驅(qū)動力圖汽車的驅(qū)動力圖atuF 各檔位驅(qū)動力與車速關(guān)系的圖解riiTFTgtqt000377.010001360060122iirniinrnrruggwa發(fā)動機外特性曲線 Pe，Ttq n傳動系的傳動 ig，i0傳動效率T車輪半徑 r汽車行駛速度 ua發(fā)動機轉(zhuǎn)速 n繪制依據(jù)第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力2.2行駛阻力2.2.1滾動阻力(硬路面)輪胎/路面接觸輪胎變形載荷遲滯損失阻力偶產(chǎn)生原因aFTZfRLFFWhOFA加載CWCE卸載DWD拖距 a滾動阻力偶矩遲滯現(xiàn)象分析nnFLFR WddnnaFZ從

5、動輪滾動時的受力情況auWnnaZF1pF1XFrWnn1pF1XFaufTZFrfpTrF1raFrTFzfp1aFTzfWFrafz ,WfFp1提示：提示：滾動阻力滾動阻力Ff 是一個虛擬的力，由滾動阻力矩轉(zhuǎn)化而來。是一個虛擬的力，由滾動阻力矩轉(zhuǎn)化而來。1pFfF等速行駛WfFFpf1第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力輪軸中心推力FP1與地面切向反作用力FX1形成的力偶與滾動阻力偶Tf平衡，等速行駛。計算公式如下：驅(qū)動輪滾動時的受力情況WnnaZF2pF2XFaurtTWnn2pF2XFfTZFrautTftXTTrF2ftf

6、tXFFrTrTF2rTFtt提示：提示：驅(qū)動力驅(qū)動力Ft 也是一個虛擬的力，實際存在的是也是一個虛擬的力，實際存在的是Fx2 。提問：提問：1）在滾動受力分析時在滾動受力分析時， Fx2 、FP2 、FP1 、Fx1是什么關(guān)是什么關(guān)系？系？ 2）Fx2 與驅(qū)動輪的滾動阻力與驅(qū)動輪的滾動阻力Ff是否相等？是否相等？第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力輪軸力矩Tt減去滾動阻力偶Tf，剩余部分產(chǎn)生地面切向反作用力FX2（與車架傳來推力FP2平衡）推動車輛等速行駛。計算公式如下：第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性路面類型滾動阻力系數(shù)路面

7、類型滾動阻力系數(shù)良好的瀝青或混凝土路面0.0100.018泥濘土路（雨季或解凍期）0.1000.250一般的瀝青或混凝土路面0.0180.020干沙0.1000.300碎石路面0.0200.025濕沙0.0600.150良好的卵石路面0.0250.030結(jié)冰路面0.0150.030坑洼的卵石路面0.0350.050壓緊的雪道0.0300.050壓緊土路：干燥的0.0250.035 雨后的0.0500.150常見路面的滾動阻力系數(shù)的值常見路面的滾動阻力系數(shù)的值auf000056. 00076. 04410)100()100(aaufufff推薦使用的滾動阻力系數(shù)推薦使用的滾動阻力系數(shù)貨車：貨車：

8、轎車：轎車：第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力滾動阻力系數(shù)滾動阻力系數(shù) ,WFrafpl物理意義：單位車重之推力；l影響因素：路面、輪胎結(jié)構(gòu),材料,氣壓、行駛車速；l確定方法：試驗或經(jīng)驗公式。2.2.2.空氣阻力第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力u定義：空氣作用力在行駛方向上的合力u構(gòu)成：兩部分；u計算公式：u影響因素：壓力阻力（法向力）摩擦阻力（切向力）形狀阻力內(nèi)循環(huán)阻力誘導(dǎo)阻力干撓阻力形狀阻力58%干撓阻力14%內(nèi)循環(huán)阻力12%誘導(dǎo)阻力7%摩擦阻力9%221rDwuACF15.212aDwAuCF 代入空

9、氣密度，并經(jīng)量綱變換由阻力系數(shù)和迎風(fēng)面積決定，后者由結(jié)構(gòu)和用途限制；因此主要從降低阻力系數(shù)入手?，F(xiàn)代汽車的CD已經(jīng)可以達到0.3以下。具體數(shù)據(jù)參考P14表1-3。sintanshi2.2.3坡度阻力shhgFiGsinGFiGiFi第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力u定義：汽車重力沿坡道的分力u計算公式：u道路阻力：因滾動阻力和坡度阻力與道路有關(guān)，引入道路阻力概念。sincosGfGFFFif)(ifGFif GF道路阻力系數(shù)平移質(zhì)量旋轉(zhuǎn)質(zhì)量平移慣性力慣性力偶矩加速行駛旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 2.2.3加速阻力第一章第一章 汽車的動力性汽

10、車的動力性TgfwmriiImrI220221第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力u定義：汽車質(zhì)量加速時的慣性力u分類：平動+旋轉(zhuǎn)u計算公式：旋轉(zhuǎn)慣性力偶用修正系數(shù)折算成平動慣性力。dtdumFj/u影響因素：與加速度、變速器類型、結(jié)構(gòu)尺寸及檔位有關(guān)。u參考數(shù)據(jù)：P16圖1-212.3汽車的行駛方程式j(luò)iwftFFFFFFFtdtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos20第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第二節(jié)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動力和行駛阻力汽車的驅(qū)動力和行駛阻力利用功能原理對旋轉(zhuǎn)質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)的詳細推導(dǎo)可參看教材。3.1驅(qū)動力行駛阻力平衡圖（以有固

11、定傳動比的汽車為例）jiwftFFFFFdtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos20第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性awftuFFF、0377. 0iirnuga第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖與動力特性圖行駛阻力平衡圖與動力特性圖u定義：表示汽車行駛時受力情況及平衡關(guān)系的曲線，u繪制依據(jù)：u典型曲線：奧迪A4轎車驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖FfFf+FWuamaxau最高車速行駛時最高車速行駛時Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw發(fā)動機以部分發(fā)動機以部分負荷工作即可負荷工作即可思考思考 當(dāng)當(dāng)Ff+FW與與Ft5沒有沒有交點時，如何確定最高交點時，

12、如何確定最高車速？此時對應(yīng)的發(fā)動車速？此時對應(yīng)的發(fā)動機工況如何？機工況如何？u曲線作用：(1)確定最高車速uamax第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖與動力特性圖行駛阻力平衡圖與動力特性圖第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖與動力特性圖行駛阻力平衡圖與動力特性圖第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性由驅(qū)動力由驅(qū)動力行駛阻力行駛阻力平衡圖可以做出加速平衡圖可以做出加速度曲線。度曲線。)(1ddwftFFFmtu條件：水平路面，F(xiàn)i=0(2)確定加速時間t（或加速度du/dt）uatd1d Auauattuuuut

13、d16 . 31d1da2a1210思考：從圖中看，在什思考：從圖中看，在什么時候換擋可以使加速么時候換擋可以使加速時間最短？時間最短？ 由加速度曲線做由加速度曲線做加速度倒數(shù)曲線，加速度倒數(shù)曲線，再積分，即可求出再積分，即可求出加速時間。加速時間。第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖與動力特性圖行駛阻力平衡圖與動力特性圖第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性利用加速度曲線還可以求出加速時間u1u2直接擋加速直接擋加速擋原地起步換擋加速擋原地起步換擋加速計算得到的加速度曲線計算得到的加速度曲線所用時間較短所用時間較短第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力- -行駛阻力平衡

14、圖與動力特性圖行駛阻力平衡圖與動力特性圖第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖與動力特性圖行駛阻力平衡圖與動力特性圖第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性)(wftiFFFF15.21cossin2aDT0gtqAuCGfriiTGGFFF)(arcsinwft3)確定最大爬坡度imax0ddtu（勻速上坡時，即 ）此時驅(qū)動力扣除滾動阻力和空氣阻力的剩余部分都用于克服坡度阻力，（坡度為： ）此時，有：i=tan給定汽車的各檔爬坡度圖1-273.2 汽車的動力特性圖第三節(jié)第三節(jié) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖與動力特性圖行駛

15、阻力平衡圖與動力特性圖第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性3.2.1動力因數(shù)D：根據(jù)令 D= 叫動力因數(shù)。3.2.2動力特性圖（D ua）3.2.3動力特性圖作用定最高車速：因 有定加速度因有定爬坡度 因有fuamax0dtdu0ifD dtduifgdtduGFFwtjiwftFFFFF0i)(ddfDgtu0ddtufDi附著率附著率定義與計算典型行駛工況附著率分析附著條件的定義第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性問題問題：驅(qū)動力大動力性好？上節(jié)討論汽車具備何種能力，上節(jié)討論汽車具備何種能力，本節(jié)討論能力實現(xiàn)

16、的條件本節(jié)討論能力實現(xiàn)的條件。哇！牛掉到井里了。分析步驟：分析步驟：附著力附著力定義與計算提問：提問：請列舉幾種汽車行駛中與附著條件有關(guān)的現(xiàn)象？地面對輪胎的作用力切向的作用力作用力的極限值附著力ZXFFFmax4.1汽車行駛的附著條件第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性4.1.2附著力:三個層次的含義，即地面對輪胎切向作用力的極限值。表達式：4.1.1驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象:汽車起動時的驅(qū)動輪；汽車在冰雪或泥水路面上；拖拉機重載上坡時后輪等等。 附著系數(shù)，與路面和輪胎都有關(guān)。常見路面的平均附著系數(shù)如表。 式中：FZ 地面作

17、用在車輪上的法向反力；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0.20.3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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性F1方程式賽車在不同天氣條件下使用的不同胎面花紋的輪胎方程式賽車在不同天氣條件下使用的不同胎面花紋的輪胎天氣干燥時使用的光面輪胎天氣潮濕時使用的排水輪胎早期使用的輪胎現(xiàn)在使用的輪胎第四節(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

18、汽車的附著率第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性222ZXftFFrTT222ZXFFC驅(qū)動力附著力附著率4.1.3附著條件定義1:對于驅(qū)動輪，有：即：地面作用在驅(qū)動輪上的切向反力小于驅(qū)動輪的附著力。4.1.4附著率（4.4討論）定義1：驅(qū)動輪上地面切向力與法向力的比值，即：附著條件的第二種描述：汽車驅(qū)動時的附著率不能大于地面附著系數(shù)，即：問題：問題：汽車在什么行駛工況要求的附著率大？4.1.5影響附著力的主要因素2C地面附著系數(shù)法向反作用力路面的種類和狀況行駛車速車輪的運動狀況汽車的總體布置行駛的狀況車身的形狀道路的坡度0cossin)()(211211bGhGTTThdtdumLFTTL

19、FgjwjwjegZwffZ汽車加速上坡時的受力圖（前輪驅(qū)動）hgabLuadu/dtFZ1FZ2Tf1Tf2Tjw2FZw1FZw2GsinGcosTjeFX1FX2mdu/dtTjw1對后輪與路面的接觸中心取矩整理后得靜態(tài)分量動態(tài)分量空氣升力滾動阻力偶LrfGFdtdurLIrLiiILhgGLhLbGFZwwgfggZcos)()sin(cos1014.2汽車行駛時地面的法向反作用力第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性0cossin)()(212212aGhGTTThdtdumLFTTLFgjwjwjegZw

20、ffZ對前輪與路面的接觸中心取矩LrfGFdtdurLIrLiiILhgGLhLaGFZwwgfggZcos)()sin(cos202整理后得靜態(tài)分量動態(tài)分量空氣升力滾動阻力偶第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性11)sin(cosZwggZFdtduLhgGLhLbGF22)sin(cosZwggZFdtduLhgGLhLaGF簡化的前、后輪的法向反力（忽略旋轉(zhuǎn)慣性質(zhì)量阻力偶矩和滾動阻力偶矩部分）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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性)

21、sin(cos1LhLbGFgZs)sin(cos2LhLaGFgZsdtdurLIrLiiILhgGFwgfgZd)(01dtdurLIrLiiILhgGFwgfgZd)(022121rLfZwuACF2221rLrZwuACFLrfGcosLrfGcos 主要與質(zhì)心位置及坡度角有關(guān)。主要與質(zhì)心位置及坡度角有關(guān)。（1）靜態(tài)軸荷的法向反作用力 主要與質(zhì)心位置、加速度、檔主要與質(zhì)心位置、加速度、檔位及轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)。位及轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)。（2）動態(tài)分量（3）空氣升力CLf 、CLr 前、后空氣升力系數(shù)；主要與前、后空氣升力系數(shù)；主要與外形及車速有關(guān)，如圖外形及車速有關(guān)，如圖1-30、31所示所示（P2

22、4-25）。）。（4）滾動阻力偶矩產(chǎn)生的部分此項較小，可以忽略不計此項較小，可以忽略不計4.3作用在驅(qū)動輪上的地面切向反作用力第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性將整車分解為車身、驅(qū)動輪（前輪）、從動輪（后輪）三部分，分別分析其受力。2222sinXwpFGdtdumF222jwfXTTrF2222fjwfXFrTrTF從動輪受力分析在X方向?qū)χ行娜【?222sinfwpFGdtdumF忽略車身受力分析在X方向2222sinfwpFGdtdumFdtdumWFFFBwpp221sindtdummWGFFFBBwwf

23、p)(sin)(2221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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性dtdumGFFwpX1111sindtdummWGFFFBBwwfp)(sin)(2221dtdumGFFFwfXsin21驅(qū)動輪受力分析在X方向21jiwfXFFFFF注意與Fj的區(qū)別后輪驅(qū)動汽車同理可得后輪驅(qū)動汽車的地面切向作用力12jiwfXFFFFF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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性4.4附著率附著率直線行駛充分發(fā)揮驅(qū)動力最低的附著系數(shù)4.4.2附著率的計算附著率地

24、面切向反作用力地面法向反作用力第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性4.4.1定義：汽車直線行駛狀態(tài)下，充分發(fā)揮驅(qū)動力作用時要求的最低附著系數(shù)。公式：1. 加速、上坡行駛時的附著率1）后輪驅(qū)動汽車f1wij22g2s2w2ddXZZZFFFFFChGuFFFg Lt問題：何種行駛工況要求的附著率較大？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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性ij2gs2ddZFFChGuFg Lt忽略空氣阻力和滾動阻力11dcosduqigt令令q：包含加速阻

25、力在內(nèi)的等效坡度。2gqChaqLL當(dāng)在一定附著系數(shù)的路面上行駛時，汽車當(dāng)在一定附著系數(shù)的路面上行駛時，汽車能通過的最大等效坡度為能通過的最大等效坡度為q。g1a LqhL2Csincosg2sLhLaGFZtugiLhLatugidd1cos1dd1cos1g將將代入代入：加速上坡行駛時要求的地面附著系數(shù)。2）前輪驅(qū)動汽車1gqChbqLLg1b LqhL同理可得，當(dāng)汽車由前輪驅(qū)動時同理可得，當(dāng)汽車由前輪驅(qū)動時思考：如果思考：如果a=b，哪種驅(qū)動方式的哪種驅(qū)動方式的等效坡度更大？等效坡度更大？ 2gqChaqLL當(dāng)汽車由后輪驅(qū)動時當(dāng)汽車由后輪驅(qū)動時g1a LqhL第四節(jié)第四節(jié) 汽車行駛的附著

26、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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性3）四輪驅(qū)動汽車第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性驅(qū)動方式或驅(qū)動方式或車型車型前輪驅(qū)動前輪驅(qū)動0后輪驅(qū)動后輪驅(qū)動1Audi0.5BMW325i0.63M.B.4Matic0.65)dd1(sin)1 (1tugGFX)dd1(sin2tugGFXqLhLbqCg)1 (1qLhLaqCg2根據(jù)分配的前后驅(qū)動力矩，忽略滾動阻力、空氣阻力和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量影響，可得地面切向力分別為：附著率為：t2t12tTTT令后軸的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)為令后軸

27、的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)為由圖可知，不同驅(qū)動形式的汽車在各附著系數(shù)路面可達到的等效坡度，四驅(qū)好于兩驅(qū)。LhLbqg1LhLaqg21CC若21CC若通常前、后驅(qū)動輪的附著率不相等。等效坡度一定時，如果前輪附著率較大，前驅(qū)動輪的驅(qū)動力將先達到地面附著力而滑轉(zhuǎn)，汽車的等效坡度受附著率較大驅(qū)動輪的限制。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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性tugGGGddsincosq如果前、后輪驅(qū)動力可以通過自動調(diào)節(jié)同時達到附著力極限，即即第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車

28、的動力性思考：如果路面附著系數(shù)思考：如果路面附著系數(shù) ，兩種情況下兩種情況下1 1擋的擋的動力性可否得到充分發(fā)揮？動力性可否得到充分發(fā)揮？70.4）計算實例：a）、擋全力加速b）、擋全力爬坡后驅(qū)動輪的附著率第四節(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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性2. 高速行駛時的附著率0i令0ddtuf1w2s2w2ZZFFCFFf1wij22g2s2w2ddXZZZFFFFFChGuFFFg Lt 隨著車速的增加，后輪的法向反作用力下降，而切向反隨著車速的增加，后輪的法向反作用力下降，而切向反作用力則按車速的平方關(guān)系增大。因此，附著

29、率隨車速的作用力則按車速的平方關(guān)系增大。因此，附著率隨車速的提高而急劇增大，附著條件不易滿足。提高而急劇增大，附著條件不易滿足。思考：轎車高速行駛時該如何解決附著率過大的問題？思考：轎車高速行駛時該如何解決附著率過大的問題？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第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第五節(jié)第五節(jié) 汽車行駛的功率平衡汽車行駛的功率平衡第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性本節(jié)主要介紹汽車行駛過程中消耗的發(fā)動機功率、本節(jié)主要介紹汽車行駛過程中消耗的發(fā)動機功率、 功率功率平衡和后備功率等。平衡和后備功率等。本節(jié)內(nèi)容對分析汽車的燃油經(jīng)濟性有重要作

30、用。本節(jié)內(nèi)容對分析汽車的燃油經(jīng)濟性有重要作用。5.1功率平衡定義：汽車行駛過程中，發(fā)動機發(fā)出的功率始終等于機械傳動損失功率與全部運動阻力所消耗的功率。5.2計算公式： tumuGiuAuCGfuPdd360036007614036001aa3aDaTeaefwijTuPFFFFTaeFuP第五節(jié)第五節(jié) 汽車行駛的功率平衡汽車行駛的功率平衡第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性5.3功率平衡圖： 及及 間的關(guān)系圖。間的關(guān)系圖。 eaPufwta(PPu+)/5.4后備功率)(1wfTePPP 后備功率用于加速和爬坡。后備功率用于加速和爬坡。發(fā)動機功率與滾動阻力和空發(fā)動機功率與滾動阻力和空氣阻力消

31、耗的發(fā)動機功率的氣阻力消耗的發(fā)動機功率的差值是后備功率。差值是后備功率。由圖也可以得到最高車速。abbcac圖中 即為后備功率第五節(jié)第五節(jié) 汽車行駛的功率平衡汽車行駛的功率平衡第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性思考：后備功率與所思考：后備功率與所使用的擋位是否有關(guān)？使用的擋位是否有關(guān)？TwfePPP/ )(后備功率后備功率作用：加速或爬坡5.5后備功率的幾點討論概念之廣義與狹義：定義中Pe并未特指外特性功率，任何情況下的可發(fā)出功率與實際等速水平行駛功率之差皆可謂后備功率；但實際約定俗成的專指各擋外特性功率與實際等速水平行駛功率之差。后備功率圖解：第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽

32、車的動力性汽車的動力性第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性l活塞式蒸汽機活塞式蒸汽機除在很低轉(zhuǎn)速外，具有近似等功率的特性。除在很低轉(zhuǎn)速外，具有近似等功率的特性。1）三種發(fā)動機特性曲線的對比分析6.1車用動力的功率扭矩特性分析問題：問題：活塞內(nèi)燃機、蒸汽機、活塞內(nèi)燃機、蒸汽機、等功率發(fā)動機的扭矩等功率發(fā)動機的扭矩特性，誰更適合車用？特性，誰更適合車用？第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性 活塞式內(nèi)燃機的后備活塞式內(nèi)燃機的后備功率較小，如果不匹配功率較小，如果不匹配變速器，所能產(chǎn)生的驅(qū)變速器，所能產(chǎn)生的驅(qū)動力也很小。動力也很小。

33、2）三種發(fā)動機的功率平衡圖第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性3）三種發(fā)動機的驅(qū)動力行駛阻力平衡圖fwFF%30i%0i%20i%10iamaxu活塞式內(nèi)燃機活塞式內(nèi)燃機等功率發(fā)動機等功率發(fā)動機活塞式蒸汽機活塞式蒸汽機由圖可知：活塞式內(nèi)燃機克服行駛阻力變化的能力最差。問題：蒸汽機為何被淘汰？活塞式內(nèi)燃機的優(yōu)點u體積小、u重量輕、u價格低、u燃料廣。第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性4）活塞式內(nèi)燃機特性改進（加裝三擋變速器）l當(dāng)變速器的擋數(shù)無限增多，即采用無級

34、變速器，且無級變速器的當(dāng)變速器的擋數(shù)無限增多，即采用無級變速器，且無級變速器的機械效率等于分級式變速器時，活塞式內(nèi)燃機就可能總在最大功率機械效率等于分級式變速器時，活塞式內(nèi)燃機就可能總在最大功率下工作，即具有與等功率發(fā)動機汽車同樣的動力性。下工作，即具有與等功率發(fā)動機汽車同樣的動力性。l思考：當(dāng)內(nèi)燃機擋位無限多時功率（驅(qū)動力）特性曲線什么樣？思考：當(dāng)內(nèi)燃機擋位無限多時功率（驅(qū)動力）特性曲線什么樣？變速器ig分級式變速器無級式變速器液力變矩器第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性6.2液力變矩器特性分析6.2.1變速器基本類型6.

35、2.2液力變矩器基本結(jié)構(gòu)第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性TPTKT6.2.3液力變矩器的無因次特性1）變矩比K 渦輪輸出轉(zhuǎn)矩渦輪輸出轉(zhuǎn)矩TT與泵輪輸入與泵輪輸入轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩TP之比即為變矩比。之比即為變矩比。2）變矩器速比i3）效率TTPPT nKiT n輸出功率與輸入功率之比為變輸出功率與輸入功率之比為變矩器效率。矩器效率。TPnin渦輪轉(zhuǎn)速渦輪轉(zhuǎn)速 與泵輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速 之比之比為變矩器速比。為變矩器速比。PnTn52PPPTgD n 式中：式中：工作油的密度；工作油的密度；D變矩器的有效直徑。變矩器的有效直徑。4）泵輪轉(zhuǎn)

36、矩系數(shù)PP 是泵輪轉(zhuǎn)矩式中的比例常數(shù)是泵輪轉(zhuǎn)矩式中的比例常數(shù)第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性5）液力變矩器的無因次特性由圖可見制約液力變矩器使用的主要缺點就是傳動效率較低，尤其是在速比較小或較大的工況下。問題：液力變矩器的主要缺點是什么？第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性6.2.4液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)矩特性分類：根據(jù)泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)可將液力變矩器分成兩類，非透過性的變矩器和透過性的液力變矩器u非透過性液力變矩器：非透過性液力變矩器：在在任何速比下，泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)任何速比下，泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)P P維持不變的液力變矩器。維持不變的液力變矩器。Pnu特點：特點：變矩器泵輪與內(nèi)燃變矩器泵輪與內(nèi)燃機的匹配點固定，只要節(jié)氣機的匹配點固定，只要節(jié)氣門不變，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速（也門不變，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速（也是泵輪的轉(zhuǎn)速是泵輪的轉(zhuǎn)速 ）始終保持）始終保持不變，不受汽車行駛工況影不變，不受汽車行駛工況影響。即行駛阻力響。即行駛阻力無法透過無法透過變變矩器影響發(fā)動機。矩器影響發(fā)動機。Pn第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性第六節(jié)第六節(jié) 裝有液力變矩器裝有液力變矩器汽車的動力性汽車的動力性u透過性液力變矩器：泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)P隨速比的變化而變化的液