汽車的動力性

1、6/19/202116/19/202126/19/202136/19/202146/19/202156/19/202166/19/202176/19/202186/19/202196/19/2021106/19/2021116/19/2021126/19/2021136/19/2021146/19/202115maximaxaut6/19/2021166/19/2021176/19/2021186/19/2021196/19/202120 6/19/2021216/19/2021226/19/2021236/19/2021246/19/202125FFt6/19/2021266/19/2021

2、276/19/2021286/19/202129aurtF0FrTFtttT6/19/202130riiTFTgtqt0TgtqtiiTT0tTePPwtTtqTT0iigwrTFtt6/19/2021316/19/2021326/19/2021336/19/202134955010001602nTnTTFvPtqtqekwtqTNmnr/min6/19/2021356/19/202136kktqnananaanT2210)(),(nTtq6/19/202137發(fā)動機(jī)性能曲線發(fā)動機(jī)性能曲線 通過發(fā)動機(jī)性能曲線，可以明白相應(yīng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)通過發(fā)動機(jī)性能曲線，可以明白相應(yīng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)、輸出功率和扭矩。

3、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)是指發(fā)動機(jī)在單數(shù)、輸出功率和扭矩。發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)是指發(fā)動機(jī)在單位時間（分鐘）內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，一般用位時間（分鐘）內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，一般用rpm表示單位。表示單位。右圖為發(fā)動機(jī)性能曲線圖，圖中的橫軸上標(biāo)有轉(zhuǎn)數(shù)值，右圖為發(fā)動機(jī)性能曲線圖，圖中的橫軸上標(biāo)有轉(zhuǎn)數(shù)值，右邊的縱軸上標(biāo)有扭矩值，左側(cè)縱軸上標(biāo)有輸出功率右邊的縱軸上標(biāo)有扭矩值，左側(cè)縱軸上標(biāo)有輸出功率值。圖中的紅色曲線，表示發(fā)動機(jī)在特定轉(zhuǎn)速下的相值。圖中的紅色曲線，表示發(fā)動機(jī)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(lán)色曲線表應(yīng)輸出功率，它基本呈直線延伸的狀態(tài)；藍(lán)色曲線表示發(fā)動機(jī)在特定轉(zhuǎn)速下的相應(yīng)扭矩值，它的變化比較示發(fā)動機(jī)在特定轉(zhuǎn)

4、速下的相應(yīng)扭矩值，它的變化比較平緩。平緩。輸出功率和扭矩輸出功率和扭矩 發(fā)動機(jī)的輸出功率和扭矩，在產(chǎn)品說明書中一般發(fā)動機(jī)的輸出功率和扭矩，在產(chǎn)品說明書中一般以以KW和和Nm來表示。最大功率是指發(fā)動機(jī)所能夠產(chǎn)生來表示。最大功率是指發(fā)動機(jī)所能夠產(chǎn)生的最大動力輸出，把它與轉(zhuǎn)速結(jié)合起來表示。比如：的最大動力輸出，把它與轉(zhuǎn)速結(jié)合起來表示。比如：68kW/6000rpm。功率是指發(fā)動機(jī)工作的效率，用其。功率是指發(fā)動機(jī)工作的效率，用其產(chǎn)生的扭矩乘以相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)而計(jì)算出來。轉(zhuǎn)數(shù)越高意產(chǎn)生的扭矩乘以相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)而計(jì)算出來。轉(zhuǎn)數(shù)越高意味著輸出功率越大，但轉(zhuǎn)速過高時通常會出現(xiàn)回落。味著輸出功率越大，但轉(zhuǎn)速過高時通常會出

5、現(xiàn)回落。扭矩是表示發(fā)動機(jī)所輸出的旋轉(zhuǎn)力量，它的表現(xiàn)方式扭矩是表示發(fā)動機(jī)所輸出的旋轉(zhuǎn)力量，它的表現(xiàn)方式與功率相同，用具體數(shù)字與轉(zhuǎn)速一起表示。比如：與功率相同，用具體數(shù)字與轉(zhuǎn)速一起表示。比如：Nm/3200rpm。扭矩影響著汽車起動、加速的性。扭矩影響著汽車起動、加速的性能以及牽引能力、爬坡性能和經(jīng)濟(jì)性。能以及牽引能力、爬坡性能和經(jīng)濟(jì)性。6/19/202138inTinTPPP eTeTeinTinTPPPPPPPP16/19/2021396/19/202140.CT6/19/2021416/19/202142wrnSr2FdCR22FdCrRr)10000/1 (aRRuCCrrrrs6/19/

6、202143riiTFTgtqt0atuF 00377.010001360060122iirniinrnrruggwa6/19/2021441 tF2tF3tF4tF5tF6/19/202145FFtjiwfFFFFF6/19/2021466/19/202147aFTZfRLFFWhOCADEF加載加載卸載卸載WCWD拖距拖距a滾動阻力偶矩滾動阻力偶矩遲滯現(xiàn)象分析遲滯現(xiàn)象分析WddnnaFz6/19/2021486/19/2021496/19/202150u從動輪滾動時的受力情況從動輪滾動時的受力情況WnnaZF1pF1XFaufTrfpTrF1raFrTFzfp1aFTzfWFrafz ,W

7、fFp1Wnna1pF1XFrau6/19/2021511pFfF等速行駛等速行駛WfFFpf16/19/202152u驅(qū)動輪滾動時的受力情況驅(qū)動輪滾動時的受力情況ftXTTrF2ftftXFFrTrTF2rTFttnnaZF2pF2XFaufTrnna2pF2XFrautTtTWW6/19/202153auf000056. 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)6/19/2021546/19/2021556/19/2021566/19/2021576/19/2021586/19/202159轉(zhuǎn)彎時的滾動阻力轉(zhuǎn)彎時的滾動阻力6/

8、19/2021606/19/2021616/19/2021626/19/2021636/19/2021646/19/2021656/19/2021666/19/2021676/19/202168221rDwuACF42 2258. 1msNaruu 15.21)36001000(2258. 12122aDaDwAuCuACF6/19/202169696/19/2021706/19/2021716/19/2021726/19/2021736/19/2021746/19/202175過渡不理想過渡不理想6/19/2021766/19/202177越野車很難做到越野車很難做到6/19/2021786

9、/19/2021796/19/2021806/19/2021816/19/2021826/19/2021836/19/2021846/19/2021856/19/2021866/19/2021876/19/2021886/19/2021896/19/2021906/19/2021916/19/2021926/19/2021936/19/2021946/19/2021956/19/2021966/19/2021976/19/2021986/19/202199冷卻發(fā)動機(jī)冷卻發(fā)動機(jī)和前制動器和前制動器為發(fā)動機(jī)提供充足的空氣為發(fā)動機(jī)提供充足的空氣6/19/20211006/19/20211016/19

10、/2021102sinGFisintanshiGiFi6/19/2021103坡度與坡度角的關(guān)系坡度與坡度角的關(guān)系6/19/2021104sincosGfGFFFif)(ifGFif GF6/19/20211056/19/20211066/19/2021107dtdE6/19/2021108ruiiTPgtqe0uFFFPiwft)(uFPrr6/19/2021109wgii0)(0dtdiudtduiridtdgg6/19/20211106/19/2021111tqTdtdITftqdtdIfdtdITTftqtq6/19/2021112TgftqtiidtdITT0)(tT21utTePP

11、wtTtqTT0iigw6/19/2021113)1 ()(0TgftqriidtdITTdtdiruiiIdtduriiIriiTrTFgTgfTgfTgtqrr22022020)1 ()1 ()1 (6/19/20211142022)(21)(2121ruiiIruImuEgfwudtdiruiiIdtduriiIriiTFFFriiTPPPdtruiiIruImuddtdEgTgfTgfTgtqiwfgtqrtegfw)1 ()1 ()1 (/ )(21)(2121/22022020020226/19/2021115udtdiruiiIdtduriiIFFFFdtdiruiiIdtduu

12、riiIrImgTgfTgfiwftggfgfw)1 ()1 (/)(22022022220202dtdiruiiIdtduriiIrImFgTgfTgfwj220202/)(6/19/2021116TgfwmriiImrI220221dtduriiIrImFTgfwj/)(2020dtdig6/19/2021117TgfwmriiImrI220221dtdumFj*6/19/20211186/19/2021119jiwftFFFFFFFtdtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos206/19/20211206/19/2021121jiwftFFFFFdtdumGuACf

13、GriiTaDTgtqsin15.21cos206/19/20211226/19/2021123FfFf+FW在一檔時，驅(qū)動力大，在一檔時，驅(qū)動力大，而滾動阻力和空氣阻而滾動阻力和空氣阻力都很小，那么驅(qū)動力都很小，那么驅(qū)動力與行駛阻力是怎樣力與行駛阻力是怎樣平衡的？平衡的？ 當(dāng)當(dāng)F Ff f+ +F FW W與與F Ft5t5沒沒有交點(diǎn)時，如何確定有交點(diǎn)時，如何確定最高車速？此時對應(yīng)最高車速？此時對應(yīng)的發(fā)動機(jī)工況如何？的發(fā)動機(jī)工況如何？6/19/2021124F Fi i=0=0F Fj j=0=06/19/2021125010002000300040005000600070008000010

14、2030405060708090100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300310ua/(km/h)F/NFt1Ft2Ft3Ft4Ft5Ft6Ff+Fwuamax=205km/h奧迪奧迪A4 A4 轎車驅(qū)動力轎車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖1a/(km h )u6/19/2021126一定的距離（一定的距離（0400m）一定的速度（一定的速度（80umax）回顧：兩個加速時間，都是從低速提升到高速 6/19/2021127回顧：兩個加速時間，都是從低速提升到高速 （1）原地起步加速時間：汽車由擋或擋起步，并

15、以最大的加速強(qiáng)度（包括選擇恰當(dāng)?shù)膿Q擋時機(jī)）逐步換至最高擋后到某一預(yù)定的車速或距離所需的時間。（2）超車加速時間：用最高檔或次高擋由某一較低車速全力加速至某一高速所需的時間。6/19/2021128dtdumFjjiwftFFFFF0iF汽車的加速度曲線（汽車的加速度曲線（a ua）)(1wftFFFmdtduaua dtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos206/19/20211296/19/2021130dtdua duadt1Aduadttuut2110汽車的加速度倒數(shù)曲線（汽車的加速度倒數(shù)曲線（1/a ua）6/19/2021131汽車的加速度倒數(shù)曲線（汽車的加速

16、度倒數(shù)曲線（1/a ua）6/19/20211326/19/20211336/19/2021134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所用時間較短所用時間較短6/19/2021135)(wftiFFFF爬坡能力的確定爬坡能力的確定驅(qū)動力驅(qū)動力Ft空氣阻力空氣阻力Fw滾動阻力滾動阻力Ff爬坡能力爬坡能力0/dtdu6/19/2021136)15.21(sin20aDTgtquACGfriiTGGFFFwft)(arcsin6/19/2021137典型的汽車爬坡度典型的汽車爬坡度車速曲線（車速曲線（i ua）6/19/2021138tfwijFFFFF 簡要總結(jié)汽車行駛方程式汽

17、車行駛方程式以以最高車速最高車速行駛時，沒有行駛時，沒有F Fi i和和F Fj j，F(xiàn) Ft t與（與（F Ff f+F+Fw w）平衡；）平衡；全力全力加速加速時，沒有時，沒有F Fi i， F Ft t與（與（F Ff f+F+Fw w）之差反應(yīng)加速度；）之差反應(yīng)加速度；全力全力爬坡爬坡時，沒有時，沒有F Fj j， F Ft t與（與（F Ff f+F+Fw w）之差反應(yīng)爬坡度。）之差反應(yīng)爬坡度。只要車輛運(yùn)動，就會有驅(qū)動力只要車輛運(yùn)動，就會有驅(qū)動力F Ft t、滾動阻力、滾動阻力F Ff f和空氣阻和空氣阻力力F Fw w。驅(qū)動力。驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖表達(dá)的就是這個關(guān)系。行駛阻力

18、平衡圖表達(dá)的就是這個關(guān)系。6/19/2021139jiwftFFFFFgdtduGFFwtgdtduD動力因動力因數(shù)數(shù)dtdumGuACfGriiTaDTgtqsin15.21cos206/19/2021140思考：動力因數(shù)能否反映汽思考：動力因數(shù)能否反映汽車動力性的好壞？已知哪些車動力性的好壞？已知哪些參數(shù)可做出動力特性圖？參數(shù)可做出動力特性圖？GFFwtD6/19/2021141典型的汽車的動力特性圖（典型的汽車的動力特性圖（D ua）fuamax6/19/2021142fuamax1）計(jì)算最高車速計(jì)算最高車速0ddtu0ifD gdtduifD6/19/20211430ddtufDi 由

19、動力特性曲線，即可做出各擋的爬坡度圖。由動力特性曲線，即可做出各擋的爬坡度圖。 擋工作時，爬坡度較大，此時以擋工作時，爬坡度較大，此時以 imaxD1maxf 計(jì)算的誤差計(jì)算的誤差也較大，可以用下式計(jì)算也較大，可以用下式計(jì)算222max1max1max11arcsinffDfD1maxmaxmaxcossinDfmax2maxsin1cosgdtduifD2）計(jì)算爬坡度）計(jì)算爬坡度6/19/20211443）計(jì)算加速時間）計(jì)算加速時間0i)(ddfDgtu 計(jì)算加速度的倒數(shù)，并做出加速度倒數(shù)曲線，圖解計(jì)算加速度的倒數(shù)，并做出加速度倒數(shù)曲線，圖解積分即可計(jì)算加速時間。積分即可計(jì)算加速時間。做出加

20、速度曲線做出加速度曲線gdtduifD6/19/2021145fDiImaxmax最高車速的確定最高車速的確定最大爬坡度的確定最大爬坡度的確定阻力曲線阻力曲線加速時間的確定加速時間的確定)(fDgdtdu222maxmaxmax11arcsinffDfDII精確精確6/19/2021146由動力特性圖確定動力性指標(biāo)總結(jié)由動力特性圖確定動力性指標(biāo)總結(jié)tguifDdd已知動力因數(shù)已知動力因數(shù)以以最高車速最高車速行駛時，沒有坡度和加速度，行駛時，沒有坡度和加速度，D D與與f f平衡；平衡；全力全力加速加速時，沒有坡度，時，沒有坡度， D D與與f f之差反應(yīng)加速度；之差反應(yīng)加速度；全力全力爬坡爬坡

21、時，沒有加速度，時，沒有加速度， D D與與f f之差反應(yīng)爬坡度。之差反應(yīng)爬坡度。和和“驅(qū)動力驅(qū)動力- -行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖”的思想一樣：的思想一樣：GFFDwt，且，且jwiftFFFFFGFFFDjif可見可見，即，即6/19/20211476/19/20211486/19/20211496/19/20211506/19/2021151ZXFFFmax6/19/2021152222ZXftFFrTT222ZXFFC由路面與輪胎決定6/19/202115322ZXFF令令后輪驅(qū)動汽車的附著條件后輪驅(qū)動汽車的附著條件也可以表達(dá)為也可以表達(dá)為222ZXFFC 后輪驅(qū)動汽車驅(qū)動后輪驅(qū)動汽

22、車驅(qū)動輪的附著率；輪的附著率；3.附著率附著率由附著條件可得由附著條件可得前輪驅(qū)動時，附著條件是前輪驅(qū)動時，附著條件是令令111ZXFFC11ZXFF 前輪驅(qū)動汽車驅(qū)動輪前輪驅(qū)動汽車驅(qū)動輪的附著率；的附著率；前輪驅(qū)動汽車的附著條件前輪驅(qū)動汽車的附著條件也可以表達(dá)為也可以表達(dá)為1C附著率是完成規(guī)定工況對路面提出的最低要求，其大小取附著率是完成規(guī)定工況對路面提出的最低要求，其大小取決于決于“規(guī)定工況規(guī)定工況”，與實(shí)際路面條件無關(guān)。，與實(shí)際路面條件無關(guān)。2C2C1C6/19/20211543.附著率附著率什么什么路面路面條件下，附著條條件下，附著條件不易滿足？件不易滿足？濕滑路面、冰雪濕滑路面、冰雪

23、路面、沙地等。路面、沙地等。當(dāng)路面有積雪時，起步用當(dāng)路面有積雪時，起步用高擋好還是用低擋好？高擋好還是用低擋好？用高擋輕踩加速用高擋輕踩加速踏板起步較好。踏板起步較好。汽車在什么汽車在什么工況工況下工作，下工作，附著條件會不易滿足？附著條件會不易滿足？起步急加速。起步急加速。解釋為什么？解釋為什么？6/19/2021155maxXFsiniGF cosGiFF只有才有可能爬上坡道sincosGG1o100%45i 即 ，越野車能否爬上越野車能否爬上100的坡道？的坡道？8 . 0max越野汽車爬坡時越野汽車爬坡時即只有附著系數(shù)大于即只有附著系數(shù)大于1 1時，時，才有可能才有可能爬上爬上100%

24、100%的坡道。的坡道。思考思考F6/19/2021156zFF 6/19/2021157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常見路面的平均附著系數(shù)常見路面的平均附著系數(shù) 為什么汽車在濕土路上容易為什么汽車在濕土路上容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象？出現(xiàn)打滑現(xiàn)象？思考6/19/2021158思考 光面胎和帶花紋的輪胎光面胎和帶花紋的輪胎在干燥硬路面上的附著系數(shù)有在干燥硬路面上的附著系數(shù)有何不同？何不同？ 輪胎花紋起什么作用？輪胎花紋

25、起什么作用？胎面與 的關(guān)系？6/19/20211596/19/2021160F1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6/19/20211616/19/20211626/19/20211636/19/2021164222ZXftFFrTT6/19/20211656/19/20211660cossin)()(211211bGhGTTThdtdumLFTTLFgjwjwjegZwffZLrfGFdtdurLIrLiiILhgGLhLbGFZwwgfggZcos)()sin(cos1016/19/20211670cossin)()(212212aGhGTTThdtdumLFTTLFgjw

26、jwjegZwffZLrfGFdtdurLIrLiiILhgGLhLaGFZwwgfggZcos)()sin(cos2026/19/2021168)sin(cos1LhLbGFgZs)sin(cos2LhLaGFgZsdtdurLIrLiiILhgGFwgfgZd)(01dtdurLIrLiiILhgGFwgfgZd)(022121rLfZwuACF2221rLrZwuACFLrfGcosLrfGcos6/19/2021169加速時加速時后驅(qū)車容易滿足后驅(qū)車容易滿足附著條件附著條件跑車大多采用后輪驅(qū)動跑車大多采用后輪驅(qū)動思考：加速時，前驅(qū)車還是后驅(qū)車容易滿足附著條件？思考：加速時，前驅(qū)車還是后

27、驅(qū)車容易滿足附著條件？ 保時捷保時捷911911雙座跑車采雙座跑車采用后置式發(fā)動用后置式發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動。機(jī)后輪驅(qū)動。6/19/20211706/19/20211716/19/20211726/19/20211736/19/20211746/19/20211756/19/202117611)sin(cosZwggZFdtduLhgGLhLbGF22)sin(cosZwggZFdtduLhgGLhLaGF忽略旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩之后忽略旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩之后6/19/202117722ZXFF6/19/2021178Tf1Tf2Tjw2WBsinaWBcosaFX1m

28、Bdu/dtFWWBcosab/L-Tt/LaLbWBcosaa/L+Tt/LTtFp2Fp1Fp1WBcosab/L-Tt/LWBcosaa/L+Tt/LFp2Tjw1TtFZ1FZ2GW1sinaGW2sinam1du/dtm2du/dtTf1Tf2FX2FZ1FZ2GW2cosaGW1cosaFX2FX16/19/20211792222sinXwpFGdtdumF222jwfXTTrF2222fjwfXFrTrTF在在X方向方向?qū)χ行娜【貙χ行娜【?222sinfwpFGdtdumF6/19/2021180dtdumWFFFBwpp221sin2222sinfwpFGdtdumFdtdu

29、mmWGFFFBBwwfp)(sin)(22216/19/2021181dtdumGFFwpX1111sindtdummWGFFFBBwwfp)(sin)(2221dtdumGFFFwfXsin2121jiwfXFFFFF6/19/202118212jiwfXFFFFF6/19/2021183思考：要想使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩得到充分發(fā)揮，又滿足附思考：要想使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩得到充分發(fā)揮，又滿足附著條件，最理想的驅(qū)動方式是什么？著條件，最理想的驅(qū)動方式是什么？高級轎車高級轎車自重大，自重大，F(xiàn)f大；車速高，車體大，大；車速高，車體大，F(xiàn)W大；大；發(fā)動機(jī)排量大，發(fā)動機(jī)排量大，F(xiàn)t大。大。思考：什么車型適思考：什么

30、車型適合用四輪驅(qū)動？合用四輪驅(qū)動？超級跑車超級跑車車速高，車速高，F(xiàn)W大；發(fā)動機(jī)排量大大；發(fā)動機(jī)排量大， Ft大。大。越野車越野車道路條件差，附著系數(shù)小。道路條件差，附著系數(shù)小。重型貨車重型貨車自重大，自重大，F(xiàn)f大，道路條件差，附著系數(shù)小。大，道路條件差，附著系數(shù)小。6/19/20211846/19/20211856/19/2021186dtduLhgGFFFFFFFFCgZwZsjiwfZX221222忽略滾動阻力和空氣阻力忽略滾動阻力和空氣阻力)1cos1(1cos11cos1)cossin(1cos1cossin)sincos(sin22dtdugiLhLadtdugidtduLhgLhLadtdugdtduLhgGLhLaGdtdugGGdtduLhgGFFFCggggggZsji6/19/2021187dtdugiq1cos1qLhLaqCg22CLhLaqg16/19/20211881gqChbqLLg1b LqhL2gqChaqLL當(dāng)汽車由后輪驅(qū)動時當(dāng)汽車由后輪驅(qū)動時同理可得，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)，哪種驅(qū)動方式的等效動方式