汽車的動力性(三)

1、引引入入問問題題 同一類型的汽車的動力性可用汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖來評價， 不同類型汽車的動力性不能根據(jù)該圖單純地判斷，因為汽車的道路阻力和 加速阻力均與汽車的重力成正比，空氣阻力則與汽車外行等因素有關(guān)。為此，需要有一個既考慮驅(qū)動力又包括汽車重力和空氣阻力的綜合性 。 第一章第一章 汽車的動力性汽車的動力性 汽車的動力性評價指標(biāo)汽車的動力性評價指標(biāo) 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力 汽車的行駛阻力汽車的行駛阻力汽車行駛的驅(qū)動汽車行駛的驅(qū)動附著條件附著條件 汽車的驅(qū)動力汽車的驅(qū)動力行駛阻力圖行駛阻力圖汽車的動力特性汽車的動力特性汽車的功率平衡圖汽車的功率平衡圖影響汽車動力性的主要因素影響汽車動力性

2、的主要因素第六節(jié)第六節(jié) 汽車的動力特性汽車的動力特性一、汽車的動力因一、汽車的動力因數(shù)和動力特性圖數(shù)和動力特性圖 汽車的平均行駛速度是汽車動力性的總指標(biāo)。 從獲得盡可能高的平均行駛速度的觀點出發(fā)， 汽車的動力性主要可由三方面的指標(biāo)來評定，即最高車速、加速能力和爬坡能力。 第一節(jié)第一節(jié) 汽車的動力性評價指標(biāo)汽車的動力性評價指標(biāo) 一、最高車速一、最高車速 最高車速是汽車以廠定最大總質(zhì)量狀態(tài)在風(fēng)速3m/s 條件下， 在干燥、清潔、平坦的混凝土或瀝青路面上，能夠達到的最高穩(wěn)定行 駛速度。 第一節(jié)第一節(jié) 汽車的動力性評價指標(biāo)汽車的動力性評價指標(biāo) 二、加速能力加速能力是汽車在各種使用條件下迅速增加行駛速度

3、的能力。 加速能力在理論分析中用加速度 j 來評定， 而在實際試驗中常采 用起步連續(xù)換擋加速性能和最高擋加速性能來評定。 起步連續(xù)換擋加速性能，也稱原地起步加速性能，它是用汽車以 起步擋起步，并以最大的加速度且選擇恰當(dāng)時刻逐步換至最高擋后，加速到某一高速（80% v a max 以上）所需時間或距離來評定。 最高或次高擋加速性能，也稱超車加速性能，它是用汽車以最高 或次高擋由某一預(yù)定的中速全力加速至另一預(yù)定的高速時所經(jīng)過的 時間或距離來評定。 第一節(jié)第一節(jié) 汽車的動力性評價指標(biāo)汽車的動力性評價指標(biāo) 三、爬坡能力 爬坡能力用最大爬坡度 i max 表示，它是指汽車滿載，在良好的混 凝土或瀝青坡道

4、上以最低前進擋能夠爬上的最大坡度。 第二節(jié)汽車的驅(qū)動力一、驅(qū)動力的產(chǎn)生汽車發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系傳至驅(qū)動輪， 驅(qū)動輪便產(chǎn)生一個 作用于路面的圓周力F，路面則對驅(qū)動輪產(chǎn)生一個反作用力Ft ，兩者大小相等，方向相反），即是驅(qū)動汽車的外力，稱為汽車的驅(qū)動力 。由公式可知，汽車的驅(qū)動力與發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩、傳動系各擋的傳動比及傳動系機械系效率成正比，與車輪半徑成反比。 第二節(jié)汽車的驅(qū)動力二、傳動系的機械效率 發(fā)動機輸出的功率P e經(jīng)傳動系傳至驅(qū)動輪的過程中，部分功率 將用于克服傳動系各部件中的摩擦，因而消耗了一部分功率。P T 由離合器、變速器、萬向傳動機構(gòu)、主減速器、驅(qū)動輪軸承等處的功率損失組成。 傳動

5、系的功率損失主要在變速器和主減速器這些部位， 這些部位的功率損失可分為兩種類型：機械損失和液力損失。傳動系的機械效 率可以在專門的試驗臺上測出。 第二節(jié)汽車的驅(qū)動力三、車輪的半徑現(xiàn)代汽車裝用的彈性充氣輪胎，在各個方向上（徑向、切向、橫向）都有彈性，故車輪的半徑因其受力和運動狀態(tài)的不同而發(fā)生變 化。 自由半徑 r 0 ：車輪處于無載荷情況下的半徑，通常指標(biāo)準(zhǔn)充氣 壓力下的半徑。 靜力半徑r s ：車輪承受法向載荷、不轉(zhuǎn)動、只有徑向變形時 輪軸中心至支承面間的距離。顯然r s r 0 ,rs 與法向載荷、輪胎氣壓 和輪胎的徑向剛度有關(guān)。 動力半徑 r g :：汽車在行駛時，車輪既承受法向載荷作用，

6、又承 受轉(zhuǎn)矩作用，輪胎有切向和徑向變形時輪胎中心與支承面間的距離。 r g與法向載荷、輪胎氣壓及轉(zhuǎn)矩有關(guān)。 滾動半徑 r k ：這是一個假想的剛性車輪的半徑。在車輪不滑轉(zhuǎn)、 也不滑移，只作純滾動，并且具有與實際車輪相同的角速度及線速度 情況下按式（1-6）求得車輪的滾動半徑受車輪各種外力和轉(zhuǎn)矩的影響。彈性車輪在剛 性路面上滾動，并受切向力作用時，在轉(zhuǎn)矩或制動力的作用下，引起 的變形是不同的。知識點延伸、輪輞輪輞是車輪中固定安裝輪胎的部件，輪轂是連接車輪和車軸的負(fù)責(zé)輪胎和車軸之間承受負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)組件。輪輻是支撐輪輞和輪轂的部分 。如果用鋁合金做的就叫鋁合金輪輞和輪轂。 經(jīng)過不斷地改進，在現(xiàn)代工業(yè)技

7、術(shù)條件下，輪轂已經(jīng)成為功能完善的整體式組件。它擔(dān)負(fù)著承載車重、傳遞動力、輪胎散熱等功能，而且作為一個旋轉(zhuǎn)運動部件，輪轂具有一定的剛度前提下，必須符合輕質(zhì)、耐疲勞、符合動平衡等條件。鋁合金輪轂與過去的鋼輪轂相比，重量大幅度減輕：同尺寸和同強度下，鋁合金輪轂的質(zhì)量約相當(dāng)于鋼輪轂的一半。輕質(zhì)的鋁合金輪轂可以讓車輛動力表現(xiàn)更佳，同時使車輛省油而且散熱性好。 第三節(jié)汽車的行駛阻力滾動阻力、空氣阻力、滾動阻力、空氣阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滾動阻力 滾動阻力 F t 是車輪在路面上滾動時，由于兩者相互作用而產(chǎn)生 相應(yīng)變形所產(chǎn)生的能量損失的總稱， 其產(chǎn)生的原因是由汽車在行駛過 程

8、中輪胎和路面的彈性變形，輪胎和路面之間的相對滑移，汽車活動 件的摩擦等造成的。 第三節(jié)汽車的行駛阻力滾動阻力、空氣阻力、滾動阻力、空氣阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滾動阻力 1、滾動阻力的組成 裝用彈性輪胎的汽車大多數(shù)行駛于路面上， 此時滾動阻力主要是 由輪胎變形引起的。汽車在松軟路面上行駛時，滾動阻力主要來自路 面的塑性變形，其次是輪胎變形，軟路面上 將顯著增大。在輪胎變 形的同時，輪胎各組成部分之間也產(chǎn)生摩擦力，此外，胎面與路面接 觸部位的相對滑移引起的摩擦阻力，以及懸架彈簧變形時，懸架機構(gòu) 各零件之間的摩擦阻力都要消耗能量。 第三節(jié)汽車的行駛阻力滾動阻力、空氣阻力

9、、滾動阻力、空氣阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滾動阻力 2、輪胎滾動時的彈性遲滯損失 彈性輪胎在硬路面上滾動時，輪胎在徑向和周向均有變形。路面 近可似地視為剛性。下面從徑向變形出發(fā)討論輪胎滾動阻力的形成。 彈性輪胎的每一截面相當(dāng)于一個微小彈性體。 輪胎在硬路面上滾 動時， 輪胎的變形可簡化為無數(shù)微小彈性體依次被壓縮和恢復(fù)松馳的 過程。 分析見圖第三節(jié)汽車的行駛阻力滾動阻力、空氣阻力、滾動阻力、空氣阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滾動阻力 3、滾動阻力的計算及滾動阻力系數(shù) 滾動阻力 F f 一般用下列公式計算 （18） 式中，G是汽車重力（N）； f

10、 是滾動阻力系數(shù) 第三節(jié)汽車的行駛阻力滾動阻力、空氣阻力、滾動阻力、空氣阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滾動阻力 4、影響滾動阻力系數(shù)的因素 滾動阻力系數(shù)的數(shù)值由試驗確定。其數(shù)值與輪胎（結(jié)構(gòu)、材料、 氣壓）、道路（路面的種類與狀況）及使用條件（行駛速度與受力情 況）有關(guān)。 輪胎的結(jié)構(gòu)、簾線的橡膠品種對滾動阻力都有影響。 在保證輪胎 有足夠強度和壽命的前提下，減少簾布層數(shù)，可以使輪胎減薄而減小 滾動阻力系數(shù)。子午線輪胎較一般輪胎的滾動阻力系數(shù)小，而且隨車 速的變化小。 輪胎氣壓對滾動阻力系數(shù)的影響很大。氣壓降低時，在硬路面上 輪胎變形大，因此滾動阻力系數(shù)增大。 路面的種類和

11、狀況不同，使?jié)L動阻力系數(shù)在很大范圍內(nèi)變化。堅 硬、平整而干燥的路面，滾動阻力系數(shù)最小。路面不平，滾動阻力系 數(shù)將成倍增長。 這是因為路面不平引起的輪胎和懸掛機件的附加變形 及減振器內(nèi)產(chǎn)生的阻力要多消耗能量。 松軟路面由于塑性變形使?jié)L動 阻力系數(shù)增加很多。 行車速度對滾動阻力系數(shù)影響很大。 第三節(jié)汽車的行駛阻力滾動阻力、空氣阻力、滾動阻力、空氣阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 二、空氣阻力 汽車是在空氣介質(zhì)中行駛的。 空氣作用力在行駛方向上的分力稱 為空氣作用力，用符號Fw 表示。空氣阻力可分為摩擦阻力和壓力阻 力兩部分。 摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在

12、行駛方向上的分力。摩擦阻力與車身表面粗糙度及表面積有關(guān)，約占 空氣阻力的810。 壓力阻力是作用在汽車外形表面產(chǎn)生的法向壓力的全力在汽車 行駛方向上的分力。它包括形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力和誘導(dǎo) 阻力四部分。在一般轎車中，這幾部分阻力的大致比例為：形狀阻力 占58，干擾阻力占14，內(nèi)循環(huán)阻力占12，誘導(dǎo)阻力占。 在汽車行駛速度范圍內(nèi)， 根據(jù)空氣動力學(xué)原理， 空氣阻力F w的數(shù)值通常由下式計算講解空氣阻力是與空氣阻力系數(shù) 及迎風(fēng)面積成正比 的。值受使用空間的限制，不易進一步減少，所以降低 D 是降低 空氣阻力的主要手段。 第三節(jié)汽車的行駛阻力滾動阻力、空氣阻力、滾動阻力、空氣阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 三、上坡阻力 在具有縱向坡度的路面上， 汽車上坡時其重力在平行于路面方向 的分力與汽車前進方向相反，稱為上坡阻力 由于滾動阻力 和上坡阻力 均和道路條件有關(guān)，而且均與車 重成正比，因此我們把這兩種阻力合在