c12 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

1.2汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力汽車(chē)動(dòng)力傳遞路線(xiàn)：發(fā)動(dòng)機(jī)→離合器→變速器→副變速器→傳動(dòng)軸→主減速器→差速器→半軸→輪邊減速器→車(chē)輪手動(dòng)或自動(dòng)變速箱，其內(nèi)部的齒輪系使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與所要求的行駛速度匹配半軸，在后橋半軸套內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力由差速器傳到后輪主減速器和差速器，將動(dòng)力流方向改變90°，并允許彎道行駛或兩側(cè)附著條件不同時(shí)一側(cè)車(chē)輪比另一側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)的快鐘形殼，其內(nèi)由離合器（對(duì)于手動(dòng)變速器）或液力變矩器（對(duì)于自動(dòng)變速器）傳動(dòng)軸，將動(dòng)力從變速器傳到主減速器萬(wàn)向節(jié)，并使傳動(dòng)軸可隨后橋跳動(dòng)Engine+Driveline1.2汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力汽車(chē)動(dòng)力傳遞路線(xiàn)：發(fā)動(dòng)機(jī)→離合器→變速器→副變速器→傳動(dòng)軸→主減速器→差速器→半軸→輪邊減速器→車(chē)輪傳動(dòng)系的主要組成手動(dòng)或自動(dòng)變速箱，其內(nèi)部的齒輪系使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與所要求的行駛速度匹配半軸，在后橋半軸套內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力由差速器傳到后輪主減速器和差速器，將動(dòng)力流方向改變90°，并允許彎道行駛或兩側(cè)附著條件不同時(shí)一側(cè)車(chē)輪比另一側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)的快鐘形殼，其內(nèi)由離合器（對(duì)于手動(dòng)變速器）或液力變矩器（對(duì)于自動(dòng)變速器）傳動(dòng)軸，將動(dòng)力從變速器傳到主減速器萬(wàn)向節(jié)，并使傳動(dòng)軸可隨后橋跳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系提供車(chē)輛驅(qū)動(dòng)所需的功率（轉(zhuǎn)矩×速度）1.2汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力汽車(chē)動(dòng)力傳遞路線(xiàn)：發(fā)動(dòng)機(jī)→液力變矩器→自動(dòng)變速器→萬(wàn)向傳動(dòng)裝置→主減速器→差速器→半軸→車(chē)輪手動(dòng)或自動(dòng)變速箱，其內(nèi)部的齒輪系使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與所要求的行駛速度匹配半軸，在后橋半軸套內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力由差速器傳到后輪主減速器和差速器，將動(dòng)力流方向改變90°，并允許彎道行駛或兩側(cè)附著條件不同時(shí)一側(cè)車(chē)輪比另一側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)的快鐘形殼，其內(nèi)由離合器（對(duì)于手動(dòng)變速器）或液力變矩器（對(duì)于自動(dòng)變速器）傳動(dòng)軸，將動(dòng)力從變速器傳到主減速器萬(wàn)向節(jié)，并使傳動(dòng)軸可隨后橋跳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系提供車(chē)輛驅(qū)動(dòng)所需的功率（轉(zhuǎn)矩×速度）1.2汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力驅(qū)動(dòng)力（穩(wěn)態(tài)）:(驅(qū)動(dòng)力=行駛阻力之和)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性部分負(fù)荷特性：節(jié)氣門(mén)部分開(kāi)啟時(shí)，轉(zhuǎn)矩或功率等與轉(zhuǎn)速的關(guān)系外特性曲線(xiàn)：節(jié)氣門(mén)(油門(mén))全開(kāi)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或功率等與轉(zhuǎn)速的關(guān)系汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性中的功率與轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性中的功率與轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性中的功率與轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性討論對(duì)于功率相同的柴油機(jī)和汽油機(jī)，認(rèn)為前者的動(dòng)力性?xún)?yōu)于后者。為什么？課外探究：試從熱效率、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放及噪聲幾個(gè)方面分析柴油機(jī)和汽油機(jī)的異同。發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡工況下的負(fù)荷特性在過(guò)渡工況，功率和轉(zhuǎn)矩下降約5~6%。發(fā)動(dòng)機(jī)的使用外特性使用特性曲線(xiàn)：即帶有附件（水泵、發(fā)電機(jī)等）時(shí)的負(fù)荷特性。通常汽油機(jī)減小15％，而柴油機(jī)減小5~10％。發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性思考計(jì)算汽車(chē)動(dòng)力性指標(biāo)時(shí)，需要用什么特性曲線(xiàn)？外特性曲線(xiàn)部分負(fù)荷特性曲線(xiàn)使用特性曲線(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線(xiàn)的擬合與插值發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，Nm發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，rpm方法一：擬合方法二：插值如果有m個(gè)點(diǎn)，則有（m-1）個(gè)樣條函數(shù)；常用的樣條函數(shù)是3次多項(xiàng)式；所有給定的點(diǎn)都在樣條曲線(xiàn)上；相鄰兩段對(duì)應(yīng)的樣條函數(shù)在公用節(jié)點(diǎn)處的一階和二階導(dǎo)數(shù)值相等。傳動(dòng)系的機(jī)械效率ηT1—1200r/min2—1600r/min3—1900r/min4—2200r/min等速行駛工況下：造成機(jī)械傳動(dòng)系功率損失的主要部件

★變速器和主減速器(含差速器)主要損失形式

★機(jī)械摩擦損失和潤(rùn)滑損失。

★機(jī)械摩擦損失是指齒輪傳動(dòng)副、軸承、油封等處的摩擦損失。★潤(rùn)滑損失則指?jìng)鲃?dòng)部件中消耗于潤(rùn)滑油的攪動(dòng)、潤(rùn)滑油與運(yùn)動(dòng)零件間的表面摩擦引起的功率損失。。傳動(dòng)系的機(jī)械效率ηT汽車(chē)傳動(dòng)系總成機(jī)械效率4～6檔變速器ηT=0.966～8檔變速器ηT=0.95傳動(dòng)軸ηT=0.98主減速器ηT=0.96(單級(jí))或0.92(雙級(jí))不同類(lèi)別汽車(chē)的傳動(dòng)系機(jī)械效率轎車(chē)ηT=0.90~0.92商用車(chē)ηT=0.82~0.85越野車(chē)ηT=0.80~0.85典型的傳動(dòng)系機(jī)械效率值自由半徑r靜力半徑rs滾動(dòng)半徑rr=S/(2πnw)

S—行駛距離，nw—滾動(dòng)圈數(shù)rr與r、rs輪的近似關(guān)系

rr=(2r+rs)/3車(chē)輪半徑rrsr歐洲輪胎與輪輞技術(shù)協(xié)會(huì)推薦的公式

rr=F×d/(2π) 其中:子午線(xiàn)輪胎F=3.05

斜交輪胎

F=2.99動(dòng)力學(xué)分析用靜力半徑rs，運(yùn)動(dòng)學(xué)分析用滾動(dòng)半徑rr。一般分析常不計(jì)它們的差別，統(tǒng)稱(chēng)為車(chē)輪半徑r，即認(rèn)為

rsrrr車(chē)輪半徑r汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力圖輪胎材料的彈性遲滯特性汽車(chē)的行駛阻力——滾動(dòng)阻力自由狀態(tài)Wh受力狀態(tài)汽車(chē)的行駛阻力——滾動(dòng)阻力彈性車(chē)輪在硬路面上的滾動(dòng)滾動(dòng)過(guò)程中，對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的徑向變形相同，但法向力不同從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力汽車(chē)的行駛阻力——滾動(dòng)阻力

輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生遲滯損失，這種損失表現(xiàn)為阻礙車(chē)輪運(yùn)動(dòng)的阻力偶。滾動(dòng)阻力系數(shù)（從動(dòng)輪）車(chē)輪在一定條件下，滾動(dòng)所需要推力Fp1與負(fù)荷W1之比，即單位重力的推力。滾動(dòng)阻力系數(shù)在實(shí)際計(jì)算車(chē)輪縱向力時(shí)，可不必考慮阻力偶，而用滾動(dòng)阻力替代。且有驅(qū)動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力汽車(chē)的行駛阻力——滾動(dòng)阻力作用于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的縱向力是地面切向反力Fx2，在數(shù)值上它等于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力Ft與滾動(dòng)阻力Ff之差。驅(qū)動(dòng)力與地面切向反力滾動(dòng)阻力系數(shù)的測(cè)定方法牽引法滑行法轉(zhuǎn)鼓法1.速度ua對(duì)

f的影響滾動(dòng)阻力系數(shù)的影響因素1.速度ua對(duì)

f的影響滾動(dòng)阻力系數(shù)的影響因素各輪胎不同1.速度ua對(duì)

f的影響滾動(dòng)阻力系數(shù)的影響因素2.

輪胎的結(jié)構(gòu)、材料、簾線(xiàn)對(duì)f的影響也很大。子午線(xiàn)輪胎

f

小，天然橡膠

f

低。

滾動(dòng)阻力系數(shù)的影響因素3.充氣壓力的影響

滾動(dòng)阻力系數(shù)的影響因素輪胎充氣壓力輪胎徑向變形

f輪胎充氣壓力車(chē)輪動(dòng)載和道路應(yīng)力道路壽命輪胎載荷f(稍微)滾動(dòng)阻力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式轉(zhuǎn)彎時(shí)的滾動(dòng)阻力驅(qū)動(dòng)力的影響一些輪胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)SR級(jí)——允許最高速度180

km/hSR-M+S——用于泥漿和積雪覆蓋路面HR級(jí)——允許最高速度210km/hVR級(jí)——允許最高速度大于210km/h浮動(dòng)橋與滾動(dòng)阻力思考重型貨車(chē)的“浮動(dòng)橋”為什么在空載時(shí)置于“浮動(dòng)”狀態(tài)可以減少整車(chē)的滾動(dòng)阻力？定義汽車(chē)直線(xiàn)行駛時(shí)受到的空氣力在汽車(chē)行駛方向的分力分類(lèi)壓力阻力形狀阻力主要與汽車(chē)的形狀有關(guān)，約占58％干擾阻力：汽車(chē)突出部件，如后視鏡、門(mén)把手、導(dǎo)水槽、驅(qū)動(dòng)軸、懸架導(dǎo)向桿等，約占14％內(nèi)循環(huán)阻力：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系、車(chē)身通風(fēng)等氣流流過(guò)汽車(chē)內(nèi)部，占12％誘導(dǎo)阻力：空氣升力在水平方向的分力，占7％摩擦阻力：9％汽車(chē)的行駛阻力——空氣阻力空氣阻力Fw正比于氣流相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)壓力：空氣阻力a)b)c)低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋應(yīng)向前下傾車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。過(guò)渡不理想車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車(chē)頂圓滑過(guò)渡。車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車(chē)頂圓滑過(guò)渡。越野車(chē)很難做到車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)盡量減少燈、后視鏡和門(mén)把手等凸出物。車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)上掀式前照燈（視頻）車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)在保險(xiǎn)杠下面，應(yīng)安裝合適的擾流板。車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)車(chē)輪蓋應(yīng)與輪胎相平。車(chē)身前部低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)思考：F1賽車(chē)為什么不用車(chē)輪蓋？低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)整車(chē)整個(gè)車(chē)身應(yīng)向前傾1°～2°。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)整車(chē)水平投影應(yīng)為腰鼓形。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)后端稍稍收縮，前端呈半圓形。整車(chē)低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部最好采用艙背式或直背式。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部應(yīng)安裝后擾流板。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部應(yīng)安裝后擾流板。當(dāng)車(chē)速超過(guò)120km/h，尾翼會(huì)自動(dòng)升高160mm，為車(chē)身增加30％的下壓力；在車(chē)速低于80km/h，尾翼又會(huì)自動(dòng)降低。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部應(yīng)安裝后擾流板。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部應(yīng)安裝后擾流板。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部應(yīng)安裝后擾流板。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部若用折背式，則行李箱蓋板至地面距離應(yīng)高些，長(zhǎng)度要短些。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)汽車(chē)后部后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)車(chē)身底部所有零件應(yīng)在車(chē)身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)車(chē)身底部所有零件應(yīng)在車(chē)身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。底部比較凌亂低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)車(chē)身底部所有零件應(yīng)在車(chē)身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。底部比較凌亂低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)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。低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)冷卻前制動(dòng)器冷卻前制動(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)低CD值車(chē)身的一些特點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和前制動(dòng)器冷卻后制動(dòng)器為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足的空氣什么是超級(jí)跑車(chē)？限量生產(chǎn)、價(jià)格高昂、動(dòng)力強(qiáng)勁（3.5L以上、8缸以上）、起步快（0～100km/h時(shí)間在5s以?xún)?nèi)）、技術(shù)超群、車(chē)身自重輕（采用碳纖維或輕質(zhì)合金材料）、外觀超前等。形象的描述：外觀鮮亮，讓人愛(ài)得要死；加速時(shí)令人皮膚繃緊、汗毛直豎，讓人嚇得要死；數(shù)量奇少，價(jià)格奇高，讓人想得要死。對(duì)于轎車(chē)和超級(jí)跑車(chē)，哪種車(chē)型的空氣阻力系數(shù)更大？為什么？思考三種超級(jí)跑車(chē)蘭博基尼法拉利保時(shí)捷降低CD值要遵循的要點(diǎn)總結(jié)未來(lái)轎車(chē)的外形降低CD值的要點(diǎn)導(dǎo)流板貨車(chē)和半掛車(chē)的空氣阻力也很重要，不少貨車(chē)駕駛室上已裝用導(dǎo)流板等裝置，以減小空氣阻力、節(jié)省燃油。一些常見(jiàn)車(chē)型的空氣阻力系數(shù)車(chē)型空氣阻力系數(shù)CD

帕薩特0.28

奧迪A40.28

現(xiàn)代0.29

奔馳C級(jí)0.26

奔馳S級(jí)0.27

保時(shí)捷0.31

陸虎覽勝0.38坡度阻力坡度阻力坡度阻力坡度阻力我國(guó)公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的最大縱坡高速公路一級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路四級(jí)公路平原微丘區(qū)3％4％5％山嶺重丘區(qū)5％6％9％較小，則若較小，則道路阻力道路阻力道路阻力系數(shù)加速阻力其中加速阻力稱(chēng)為汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。汽車(chē)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)貨車(chē)轎車(chē)汽車(chē)行駛方程式d的推導(dǎo)1加速過(guò)程中驅(qū)動(dòng)輪上的有效轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)輪加速消耗的轉(zhuǎn)矩：c)d的推導(dǎo)2不考慮從動(dòng)輪加速時(shí)的有效驅(qū)動(dòng)力注意：驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)阻力和有效驅(qū)動(dòng)力只具有數(shù)值上的意義d的推導(dǎo)3考慮從動(dòng)輪加速時(shí)的縱向力平衡方程(從動(dòng)輪慣性阻力)注意：驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)阻