汽车的动力性(三)

1、引引入入问问题题 同一类型的汽车的动力性可用汽车的驱动力-行驶阻力平衡图来评价， 不同类型汽车的动力性不能根据该图单纯地判断，因为汽车的道路阻力和 加速阻力均与汽车的重力成正比，空气阻力则与汽车外行等因素有关。为此，需要有一个既考虑驱动力又包括汽车重力和空气阻力的综合性 。 第一章第一章 汽车的动力性汽车的动力性 汽车的动力性评价指标汽车的动力性评价指标 汽车的驱动力汽车的驱动力 汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力汽车行驶的驱动汽车行驶的驱动附着条件附着条件 汽车的驱动力汽车的驱动力行驶阻力图行驶阻力图汽车的动力特性汽车的动力特性汽车的功率平衡图汽车的功率平衡图影响汽车动力性的主要因素影响汽车动力性

2、的主要因素第六节第六节 汽车的动力特性汽车的动力特性一、汽车的动力因一、汽车的动力因数和动力特性图数和动力特性图 汽车的平均行驶速度是汽车动力性的总指标。 从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发， 汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定，即最高车速、加速能力和爬坡能力。 第一节第一节 汽车的动力性评价指标汽车的动力性评价指标 一、最高车速一、最高车速 最高车速是汽车以厂定最大总质量状态在风速3m/s 条件下， 在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上，能够达到的最高稳定行 驶速度。 第一节第一节 汽车的动力性评价指标汽车的动力性评价指标 二、加速能力加速能力是汽车在各种使用条件下迅速增加行驶速度

3、的能力。 加速能力在理论分析中用加速度 j 来评定， 而在实际试验中常采 用起步连续换挡加速性能和最高挡加速性能来评定。 起步连续换挡加速性能，也称原地起步加速性能，它是用汽车以 起步挡起步，并以最大的加速度且选择恰当时刻逐步换至最高挡后，加速到某一高速（80% v a max 以上）所需时间或距离来评定。 最高或次高挡加速性能，也称超车加速性能，它是用汽车以最高 或次高挡由某一预定的中速全力加速至另一预定的高速时所经过的 时间或距离来评定。 第一节第一节 汽车的动力性评价指标汽车的动力性评价指标 三、爬坡能力 爬坡能力用最大爬坡度 i max 表示，它是指汽车满载，在良好的混 凝土或沥青坡道

4、上以最低前进挡能够爬上的最大坡度。 第二节汽车的驱动力一、驱动力的产生汽车发动机产生的转矩经传动系传至驱动轮， 驱动轮便产生一个 作用于路面的圆周力F，路面则对驱动轮产生一个反作用力Ft ，两者大小相等，方向相反），即是驱动汽车的外力，称为汽车的驱动力 。由公式可知，汽车的驱动力与发动机的转矩、传动系各挡的传动比及传动系机械系效率成正比，与车轮半径成反比。 第二节汽车的驱动力二、传动系的机械效率 发动机输出的功率P e经传动系传至驱动轮的过程中，部分功率 将用于克服传动系各部件中的摩擦，因而消耗了一部分功率。P T 由离合器、变速器、万向传动机构、主减速器、驱动轮轴承等处的功率损失组成。 传动

5、系的功率损失主要在变速器和主减速器这些部位， 这些部位的功率损失可分为两种类型：机械损失和液力损失。传动系的机械效 率可以在专门的试验台上测出。 第二节汽车的驱动力三、车轮的半径现代汽车装用的弹性充气轮胎，在各个方向上（径向、切向、横向）都有弹性，故车轮的半径因其受力和运动状态的不同而发生变 化。 自由半径 r 0 ：车轮处于无载荷情况下的半径，通常指标准充气 压力下的半径。 静力半径r s ：车轮承受法向载荷、不转动、只有径向变形时 轮轴中心至支承面间的距离。显然r s r 0 ,rs 与法向载荷、轮胎气压 和轮胎的径向刚度有关。 动力半径 r g :：汽车在行驶时，车轮既承受法向载荷作用，

6、又承 受转矩作用，轮胎有切向和径向变形时轮胎中心与支承面间的距离。 r g与法向载荷、轮胎气压及转矩有关。 滚动半径 r k ：这是一个假想的刚性车轮的半径。在车轮不滑转、 也不滑移，只作纯滚动，并且具有与实际车轮相同的角速度及线速度 情况下按式（1-6）求得车轮的滚动半径受车轮各种外力和转矩的影响。弹性车轮在刚 性路面上滚动，并受切向力作用时，在转矩或制动力的作用下，引起 的变形是不同的。知识点延伸、轮辋轮辋是车轮中固定安装轮胎的部件，轮毂是连接车轮和车轴的负责轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件。轮辐是支撑轮辋和轮毂的部分 。如果用铝合金做的就叫铝合金轮辋和轮毂。 经过不断地改进，在现代工业技

7、术条件下，轮毂已经成为功能完善的整体式组件。它担负着承载车重、传递动力、轮胎散热等功能，而且作为一个旋转运动部件，轮毂具有一定的刚度前提下，必须符合轻质、耐疲劳、符合动平衡等条件。铝合金轮毂与过去的钢轮毂相比，重量大幅度减轻：同尺寸和同强度下，铝合金轮毂的质量约相当于钢轮毂的一半。轻质的铝合金轮毂可以让车辆动力表现更佳，同时使车辆省油而且散热性好。 第三节汽车的行驶阻力滚动阻力、空气阻力、滚动阻力、空气阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滚动阻力 滚动阻力 F t 是车轮在路面上滚动时，由于两者相互作用而产生 相应变形所产生的能量损失的总称， 其产生的原因是由汽车在行驶过 程

8、中轮胎和路面的弹性变形，轮胎和路面之间的相对滑移，汽车活动 件的摩擦等造成的。 第三节汽车的行驶阻力滚动阻力、空气阻力、滚动阻力、空气阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滚动阻力 1、滚动阻力的组成 装用弹性轮胎的汽车大多数行驶于路面上， 此时滚动阻力主要是 由轮胎变形引起的。汽车在松软路面上行驶时，滚动阻力主要来自路 面的塑性变形，其次是轮胎变形，软路面上 将显著增大。在轮胎变 形的同时，轮胎各组成部分之间也产生摩擦力，此外，胎面与路面接 触部位的相对滑移引起的摩擦阻力，以及悬架弹簧变形时，悬架机构 各零件之间的摩擦阻力都要消耗能量。 第三节汽车的行驶阻力滚动阻力、空气阻力

9、、滚动阻力、空气阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滚动阻力 2、轮胎滚动时的弹性迟滞损失 弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎在径向和周向均有变形。路面 近可似地视为刚性。下面从径向变形出发讨论轮胎滚动阻力的形成。 弹性轮胎的每一截面相当于一个微小弹性体。 轮胎在硬路面上滚 动时， 轮胎的变形可简化为无数微小弹性体依次被压缩和恢复松驰的 过程。 分析见图第三节汽车的行驶阻力滚动阻力、空气阻力、滚动阻力、空气阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滚动阻力 3、滚动阻力的计算及滚动阻力系数 滚动阻力 F f 一般用下列公式计算 （18） 式中，G是汽车重力（N）； f

10、 是滚动阻力系数 第三节汽车的行驶阻力滚动阻力、空气阻力、滚动阻力、空气阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 一、滚动阻力 4、影响滚动阻力系数的因素 滚动阻力系数的数值由试验确定。其数值与轮胎（结构、材料、 气压）、道路（路面的种类与状况）及使用条件（行驶速度与受力情 况）有关。 轮胎的结构、帘线的橡胶品种对滚动阻力都有影响。 在保证轮胎 有足够强度和寿命的前提下，减少帘布层数，可以使轮胎减薄而减小 滚动阻力系数。子午线轮胎较一般轮胎的滚动阻力系数小，而且随车 速的变化小。 轮胎气压对滚动阻力系数的影响很大。气压降低时，在硬路面上 轮胎变形大，因此滚动阻力系数增大。 路面的种类和

11、状况不同，使滚动阻力系数在很大范围内变化。坚 硬、平整而干燥的路面，滚动阻力系数最小。路面不平，滚动阻力系 数将成倍增长。 这是因为路面不平引起的轮胎和悬挂机件的附加变形 及减振器内产生的阻力要多消耗能量。 松软路面由于塑性变形使滚动 阻力系数增加很多。 行车速度对滚动阻力系数影响很大。 第三节汽车的行驶阻力滚动阻力、空气阻力、滚动阻力、空气阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 二、空气阻力 汽车是在空气介质中行驶的。 空气作用力在行驶方向上的分力称 为空气作用力，用符号Fw 表示。空气阻力可分为摩擦阻力和压力阻 力两部分。 摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在

12、行驶方向上的分力。摩擦阻力与车身表面粗糙度及表面积有关，约占 空气阻力的810。 压力阻力是作用在汽车外形表面产生的法向压力的全力在汽车 行驶方向上的分力。它包括形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导 阻力四部分。在一般轿车中，这几部分阻力的大致比例为：形状阻力 占58，干扰阻力占14，内循环阻力占12，诱导阻力占。 在汽车行驶速度范围内， 根据空气动力学原理， 空气阻力F w的数值通常由下式计算讲解空气阻力是与空气阻力系数 及迎风面积成正比 的。值受使用空间的限制，不易进一步减少，所以降低 D 是降低 空气阻力的主要手段。 第三节汽车的行驶阻力滚动阻力、空气阻力、滚动阻力、空气阻力、 上坡阻力和加速阻力。上坡阻力和加速阻力。 三、上坡阻力 在具有纵向坡度的路面上， 汽车上坡时其重力在平行于路面方向 的分力与汽车前进方向相反，称为上坡阻力 由于滚动阻力 和上坡阻力 均和道路条件有关，而且均与车 重成正比，因此我们把这两种阻力合在