汽車的動力性

汽車的動力性2015.10.22第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)一.何為汽車的動力性？

汽車在良好路面上直線行駛時，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。汽車的動力性指標(biāo)一.汽車的動力性指標(biāo)：

1.汽車的最高車速umax2.汽車的加速時間t3.汽車的最大爬坡度imax

1.最高車速：汽車在水平良好的路面（混凝土或瀝青）上達(dá)到的最高行駛車速2.加速時間：分為原地起步加速時間與超車加速時間原地起步加速時間：汽車由Ⅰ檔或Ⅱ檔起步，并以最大的加速度逐步換至最高檔后某一預(yù)定的距離或車速所需時間。超車加速時間：用最高檔或次高檔由某一較低車速權(quán)利加速至某一高速所需時間3.最大爬坡度：滿載（或某一載質(zhì)量）時汽車在良好路面上的最大爬坡度第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力驅(qū)動力：發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系傳至驅(qū)動輪上得到的行駛阻力：滾動阻力、空氣阻力、加速阻力、坡度阻力TtF0Ftrua一、驅(qū)動力Ft驅(qū)動力Ft：發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系傳到驅(qū)動輪，產(chǎn)生驅(qū)動力矩Tt，驅(qū)動輪在Tt的作用下給地面作用一圓周力F0，地面對驅(qū)動輪的反作用力Ft即為驅(qū)動力。TtF0FtruaTt—驅(qū)動力矩；Ttq

—發(fā)動機轉(zhuǎn)矩；一、驅(qū)動力Ftig—變速器傳動比；i0—主減速器傳動比；ηT—傳動系的機械效率。

驅(qū)動力和車速都與發(fā)動機特性有直接關(guān)系，可以通過發(fā)動機特性曲線找出驅(qū)動力與車速之間的關(guān)系。發(fā)動機uaFt

計算驅(qū)動力是為了確定汽車的動力性指標(biāo)，也即要找出驅(qū)動力和車速的關(guān)系。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）關(guān)系曲線。節(jié)氣門開啟程度的不同外特性曲線部分負(fù)荷特性曲線思考計算汽車動力性指標(biāo)時，需要用什么特性曲線？1.發(fā)動機的轉(zhuǎn)速特性滾動阻力Ff二、汽車的行駛阻力汽車在行駛過程中將會遇到哪些行駛阻力？如何保證汽車可以加速或爬坡？空氣阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj汽車行駛總阻力思考軟路面上硬路面上產(chǎn)生滾動阻力的主要原因輪胎變形輪胎變形和路面變形輪胎變形為什么會產(chǎn)生滾動阻力？輪胎的遲滯損失：輪胎在加載變形時所消耗的能量在卸載恢復(fù)時不能完全收回，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遲滯損失。1.滾動阻力Ff思考ua加載變形區(qū)卸載變形區(qū)思考

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？1）從動輪受力分析FZdFZd’f—滾動阻力系數(shù)令即路面作用于驅(qū)動輪的切向力FX2比Ft要小。2）驅(qū)動輪受力分析

ua高

f

大貨車f=0.0076+0.000056ua

3）影響Ff的因素轎車（1）車速ua（1）壓力阻力（占91％）(2)摩擦阻力汽車直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向的分力稱為空氣阻力。

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。

壓力阻力：形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力、誘導(dǎo)阻力2.空氣阻力FWCD

—空氣阻力系數(shù)；

A

—迎風(fēng)面積；ur

—相對速度；ρ

—空氣密度。（3）空氣阻力FW的計算低CD值的轎車車身應(yīng)遵循下列要點1.車身前部發(fā)動機蓋應(yīng)向前下傾2.整車整個車身應(yīng)向前傾斜1°~2°3.汽車后部最好采用艙背式或直背式4.車身底部5.發(fā)動機冷卻進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)汽車重力沿坡道的分力。3.坡度阻力Fi道路阻力滾動阻力和坡度阻力之和。一般道路

較小，

≈1，

≈i令f+i=ψ

，ψ為道路阻力系數(shù)平移質(zhì)量的慣性力

旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩汽車加速行駛時，克服其質(zhì)量加速運動時的慣性力。δ—旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)IW—車輪轉(zhuǎn)動慣量；If—飛輪轉(zhuǎn)動慣量。4.加速阻力三、汽車行駛方程式在驅(qū)動力圖的基礎(chǔ)上，畫出Ff+FW=f(ua)就是驅(qū)動力行駛阻力平衡圖。一、驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖FfFf+FWFfFf+FWuamax最高車速行駛時Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw發(fā)動機以部分負(fù)荷工作即可思考當(dāng)Ff+FW與Ft5沒有交點時，如何確定最高車速？此時對應(yīng)的發(fā)動機工況如何？1.確定uamaxD—動力因數(shù)。汽車在個當(dāng)下的動力因數(shù)與車速的關(guān)系曲線稱為動力特性圖二、動力特性圖第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率1.地面對輪胎切向反作用力的極限值稱為附著力Fφ

Fz--地面作用在車輪上的法向反力φ--附著系數(shù),與地面和輪胎都有關(guān)后輪驅(qū)動時，附著條件是附著條件：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。2.附著條件令后輪驅(qū)動汽車的附著條件也可以表達(dá)為C

2—后輪驅(qū)動汽車驅(qū)動輪的附著率；3.附著率由附著條件可得前輪驅(qū)動時，附著條件是令C

1—前輪驅(qū)動汽車驅(qū)動輪的附著率；前輪驅(qū)動汽車的附著條件也可以表達(dá)為附著率越小或路面附著系數(shù)越大，附著條件越容易滿足。路面附著系數(shù)低時車輪會出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)二、汽車的附著力與地面法向反作用力

汽車在加速上坡時，附著條件不易滿足。以下將在此工況下，分析路面作用在車輪上的法向力FZ和切向力FX。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（2）動態(tài)分量思考：汽車加速前進(jìn)時，前后輪的垂直載荷發(fā)生什么變化？CLf－前空氣升力系數(shù)；CLr－后空氣升力系數(shù)。（3）空氣升力（4）滾動阻力偶矩產(chǎn)生的部分此項較小，可以忽略不計忽略旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩之后四、附著率汽車直線行駛狀況下，充分發(fā)揮驅(qū)動力作用時要求的最低附著系數(shù)。1.加速、上坡行駛時的附著率1）后輪驅(qū)動汽車令忽略空氣阻力和滾動阻力q—包含加速阻力在內(nèi)的等效坡度。為加速上坡行駛時要求的地面附著系數(shù)。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q。將代入2）前輪驅(qū)動汽車當(dāng)汽車由后輪驅(qū)動時同理可得，當(dāng)汽車由前輪驅(qū)動時思考：如果a=b，哪種驅(qū)動方式的等效坡度更大？驅(qū)動方式或車型Ψ前輪驅(qū)動0后輪驅(qū)動1Audi0.5BMW325i0