汽车原理及构造-6-汽车原理_汽车动力性_驱动力与行驶阻力

1、1第一章 汽车动力性 本节重点计算并分析汽车行驶过程中的本节重点计算并分析汽车行驶过程中的驱动力和行驶阻力。驱动力和行驶阻力。第二节 汽车的驱动力与行驶阻力返回目录返回目录2TtF0Ftrua第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力一、驱动力Ft驱动力驱动力Ft：发动机产：发动机产生的转矩经传动系传到生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩驱动轮，产生驱动力矩Tt，驱动轮在，驱动轮在Tt的作用的作用下给地面作用一圆周力下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反，地面对驱动轮的反作用力作用力Ft即为驱动力。即为驱动力。3TtF0Ftrtq g0TtT i iFrrTFttttq

2、 g0TTT i iuaTt驱动力矩；驱动力矩；Ttq 发动机转矩；发动机转矩；第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力一、驱动力Ftig变速器传动比；变速器传动比；i0主减速器传动比；主减速器传动比；T传动系的机械效率。传动系的机械效率。4riiTFT0gtqt能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？思考思考 Ft 与发动机转矩与发动机转矩Ttq、变速器传动比、变速器传动比 ig、主减、主减速器传动比速器传动比 i0、传动系的机械效率、传动系的机械效率T 和车轮半径和车轮半径 r 等因素有关。等因素有关。第二节第二节 汽车的驱动力

3、与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力由由 可知可知5发动机的转速特性，即发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。关系曲线。节气门开启程度的不同节气门开启程度的不同外特性曲线外特性曲线部分负荷特性曲线部分负荷特性曲线思思考考计算汽车动力性指标时计算汽车动力性指标时，需要用什么特性曲线？需要用什么特性曲线？1.发动机的转速特性第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力69550tqenTP 第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力7第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 带上全部附件设备时的带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为发

4、动机特性曲线，称为使用使用外特性曲线外特性曲线。一般，使用外。一般，使用外特性与外特性相比：特性与外特性相比： 汽油机的最大功率约汽油机的最大功率约小小15%； 货车柴油机的最大功率货车柴油机的最大功率约约小小5%； 轿车与轻型货车柴油机轿车与轻型货车柴油机的最大功率约的最大功率约小小10%。8inTinTPPP 等速行驶时等速行驶时einPP eTeTeT1PPPPPPT传动系损失的功率。传动系损失的功率。Pin输入传动系的功率；输入传动系的功率；第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力2.传动系的机械效率T9部件名称部件名称T46 挡变速器挡变速器95%辅助变速器（副变速

5、器或分动器）辅助变速器（副变速器或分动器）95%8 挡以上变速器挡以上变速器90%单级减速主减速器单级减速主减速器96%双级减速主减速器双级减速主减速器92%传动轴的万向节传动轴的万向节98%第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力表表1-1 传动系各部件的传动效率传动系各部件的传动效率10自由半径自由半径：车轮处于无载时的半径。：车轮处于无载时的半径。静力半径静力半径rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。面间的距离。滚动半径滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。：车轮几何中心到速度瞬心的距离。第二节第二节 汽车的驱

6、动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力3.车轮半径11riiTFT0gtqt0ga377. 0iinru 做出的做出的Ft - ua关系图，即驱动力图。关系图，即驱动力图。依据下面两式依据下面两式以及发动机外特性曲线以及发动机外特性曲线第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力4.汽车的驱动力图12奥迪奥迪 A4 轿车驱动力图轿车驱动力图1a/(km h )u131 tF2tF3tF4tF5tF第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力14jiwfFFFFF滚动阻力滚动阻力Ff第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力二、汽车的行驶阻力汽车在行驶过

7、程中将会遇到哪些行驶阻力？汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？如何保证汽车可以加速或爬坡？如何保证汽车可以加速或爬坡？空气阻力空气阻力Fw坡度阻力坡度阻力Fi加速阻力加速阻力Fj汽车行驶总阻力汽车行驶总阻力思考思考15软路面上软路面上硬路面上硬路面上产生滚动阻力的主要原因产生滚动阻力的主要原因轮胎变形轮胎变形轮胎变形和路面变形轮胎变形和路面变形轮胎变形为什么会产生滚动阻力？轮胎变形为什么会产生滚动阻力？轮胎的迟滞损失轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部

8、摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失迟滞损失。1.滚动阻力Ff第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力思考思考16ua加载变形区加载变形区卸载变形区卸载变形区n n思思考考 由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下，由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下，地面作用在加载变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？地面作用在加载变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力17aun nW dd1pF1XFaun nWp1F1XFaraun nW1pF1XFZFZFOE

9、FCDAhZF1）从动轮受力分析第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力FZdFZdfTZF18aFTZff1pTrFraFrTFZf1praf p1FWfWFf1pWfF frTFfff滚动阻力系数滚动阻力系数第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力aun nWp1F1XFarZFaun nW1pF1XFfTZF令令19auWp2F2XFZFtTaraFTrFZXt2ftTT rTrTFXft2ftFF 即路面作用于驱动轮的切向力即路面作用于驱动轮的切向力FX2比比Ft要小。要小。2）驱动轮受力分析第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力

10、204a4a10100100ufufff ua高高 f 大大 货车货车 f=0.0076+0.000056ua 3）影响Ff的因素第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力轿车轿车（1）车速 ua21第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力zf22轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量。轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力临界车速临界车速（最高车速）（最高车速） 当汽车车速超过临界车速时，轮胎会出现驻波现象，当汽车车速超过临界车速时，轮胎会出现驻波现象，其周缘呈明显的波浪状，且轮胎温度快速增加。其周

11、缘呈明显的波浪状，且轮胎温度快速增加。 后果是大量发热导致轮胎破损或爆胎。后果是大量发热导致轮胎破损或爆胎。 驻波现象驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波这就是驻波。此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律浪形。轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。沿轮胎圆周衰减。23驻波现象（图像）驻波现象（图像）第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱

12、动力与行驶阻力24 子午线轮胎子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小比斜交轮胎的滚动阻力小20%30； 滚动阻力滚动阻力与轮胎的帘线（棉、人造丝、尼龙、钢丝）与轮胎的帘线（棉、人造丝、尼龙、钢丝）和橡胶品质有关。和橡胶品质有关。（2）轮胎结构第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力25（3）气压第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也越小。滚动阻力也越小。26（4）驱动力第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力27为什么驱动力系数很大时为什么驱

13、动力系数很大时，气压越低气压越低 f 越小？越小？Ft胎面滑移胎面滑移Ff pa接地面积接地面积胎面滑移胎面滑移滑移引起的滑移引起的Ff 思考思考第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力28上高速公路时，轮胎气压应该适当高一些。上高速公路时，轮胎气压应该适当高一些。在松软路面、泥泞路面、雪地行驶时，可适当降低轮胎气压。在松软路面、泥泞路面、雪地行驶时，可适当降低轮胎气压。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 在高速公路上，轮胎变形产生的滚动阻力在高速公路上，轮胎变形产生的滚动阻力大还是滑移产生的滚动阻力大？大还是滑移产生的滚动阻力大？ 胎压高胎压高轮胎变

14、形小轮胎变形小迟迟滞损失少滞损失少Ff小小胎压低胎压低滑移小滑移小Ff小小 上高速公路前要检查胎压上高速公路前要检查胎压，在给定的胎压范围内在给定的胎压范围内，胎胎压适当高一些好还是低一些好？压适当高一些好还是低一些好？思考思考思考思考29路面类型路面类型滚动阻力系数滚动阻力系数良好的沥青或混凝土路面良好的沥青或混凝土路面0.0100.018一般的沥青或混凝土路面一般的沥青或混凝土路面0.0180.020碎石路面碎石路面0.0200.025良好的卵石路面良好的卵石路面0.0250.030坑洼的卵石路面坑洼的卵石路面0.0350.050压紧土路压紧土路干燥的干燥的0.0250.035 雨后的雨后

15、的0.0500.150泥泞土路（雨季或解冻期）泥泞土路（雨季或解冻期）0.1000.250干沙干沙0.1000.300湿沙湿沙0.0600.150结冰路面结冰路面0.0150.030压紧的雪道压紧的雪道0.0300.050第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 由轮胎由轮胎与土壤之与土壤之间的粘着间的粘着性所致性所致（5）路面条件表表1-2 滚动阻力系数滚动阻力系数 f 的数值的数值30离心力离心力前、后轮产生侧偏力前、后轮产生侧偏力侧偏力沿行驶方向产生分力侧偏力沿行驶方向产生分力滚动阻力增加滚动阻力增加（6）转向第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力3

16、1（1）压力阻力（占（占91）汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。为空气阻力。 作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。上的分力。2.空气阻力FW第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力32第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力33 取决于车身主体形状。取决于车身主体形状。1）形状阻力第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力34后视镜后视镜 车身表面的凸起物引起的阻力。车身表面的凸起物引起的阻力。 2）干扰

17、阻力第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力35后视镜后视镜 后视镜设计后视镜设计也要注重流线形也要注重流线形第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力36后视镜后视镜 第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力37后视镜后视镜 第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力38门把手门把手 第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力39悬架导向杆和传动轴悬架导向杆和传动轴 第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力40 满足冷却、通风等需要，使空气流经车体内部时构成的阻力。满足冷却、通风等需要，使空

18、气流经车体内部时构成的阻力。4）诱导阻力 空气升力在水平方向的投影。空气升力在水平方向的投影。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力3）内循环阻力 由于流经车顶的气流速由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，的垂直方向的压力形成压差，这就是这就是空气升力。41思思考考夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油？夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油？第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力打开天窗换气

19、和打开侧窗换气有何不同？打开天窗换气和打开侧窗换气有何不同？ 打开天窗换气时，天窗上打开天窗换气时，天窗上方的压力低于车内的压力。方的压力低于车内的压力。（2）摩擦阻力（9） 由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。在行驶方向的分力。422rDw21uACF241.2258N sm15.212aDwAuCF CD空气阻力系数；空气阻力系数；A迎风面积；迎风面积；ur相对速度；相对速度；空气密度。空气密度。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力（3）空气阻力FW的计算43第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车

20、的驱动力与行驶阻力发动机盖应向前下倾发动机盖应向前下倾（4）减小CD值要遵循的要点1）车身前部44第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 面与面交接处的棱角应为圆柱状。面与面交接处的棱角应为圆柱状。45过渡不理想过渡不理想第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 面与面交接处的棱角应为圆柱状。面与面交接处的棱角应为圆柱状。46第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 风窗玻璃应尽可能风窗玻璃应尽可能“躺平躺平”，且与车顶圆滑过渡。，且与车顶圆滑过渡。47第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力越野车很难做到越野车很难做到

21、 风窗玻璃应尽可能风窗玻璃应尽可能“躺平躺平”，且与车顶圆滑过渡。，且与车顶圆滑过渡。48第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。49第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力上掀式前照灯上掀式前照灯（视频）（视频）50第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 在保险杠下面，应安装合适的扰流板。在保险杠下面，应安装合适的扰流板。51第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 车轮盖应与轮胎相平。车轮盖应与轮胎相平。52思考：思考：F1方程式赛车为什么不用

22、车轮盖？方程式赛车为什么不用车轮盖？ 第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力53第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 整个车身应向前倾整个车身应向前倾12。2）整车54第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 水平投影应为腰鼓形。水平投影应为腰鼓形。55第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 后端稍稍收缩，前端呈半圆形。后端稍稍收缩，前端呈半圆形。56第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 最好采用舱背式或直背式。最好采用舱背式或直背式。3）汽车后部57 应安装后扰流板。应安装后扰流板。第二节第

23、二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力58第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 当车速超过当车速超过120km/h，尾翼会自动升高，尾翼会自动升高160mm，为车身增为车身增加加30的下压力；在车速低于的下压力；在车速低于80km/h，尾翼又会自动降低。，尾翼又会自动降低。 应安装后扰流板。应安装后扰流板。59第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 应安装后扰流板。应安装后扰流板。60第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 应安装后扰流板。应安装后扰流板。61第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 应

24、安装后扰流板。应安装后扰流板。62第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些。若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些。63 后面应采用鸭尾式结构。后面应采用鸭尾式结构。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力64第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 后面应采用鸭尾式结构。后面应采用鸭尾式结构。65第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 所有零件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑所有零件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑的盖板盖住底部。的盖板盖住底部

25、。4）车身底部66第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力底部比较凌乱底部比较凌乱67第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力底部比较凌乱底部比较凌乱68第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力 仔细选择进风口与出风口的位置，精心设计内部风道。仔细选择进风口与出风口的位置，精心设计内部风道。5）发动机冷却通风系统69冷却前制动器冷却前制动器冷却前制动器冷却前制动器冷却发动机和制动器冷却发动机和制动器冷却后制动器和润滑系统冷却后制动器和润滑系统第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力70冷却发动机和前制动器冷却发动机和前制动

26、器冷却后制动器冷却后制动器为发动机提供充足的空气为发动机提供充足的空气第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力71什么是超级跑车？什么是超级跑车？ 限量生产、价格高昂、动力强劲（限量生产、价格高昂、动力强劲（3.5L以上、以上、8缸以缸以上）、起步快（上）、起步快（0100km/h时间在时间在5s以内）、技术超群、以内）、技术超群、车身自重轻（采用碳纤维或轻质合金材料）、外观超前等。车身自重轻（采用碳纤维或轻质合金材料）、外观超前等。 形象的描述：形象的描述：外观鲜亮，让人爱得要死；加速时令人外观鲜亮，让人爱得要死；加速时令人皮肤绷紧、汗毛直竖，让人吓得要死；数量奇少，价格奇

27、皮肤绷紧、汗毛直竖，让人吓得要死；数量奇少，价格奇高，让人想得要死。高，让人想得要死。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力思考：对于轿车和超级跑车思考：对于轿车和超级跑车，哪种车型的空气阻力系数更哪种车型的空气阻力系数更大？为什么？大？为什么？72三种超级跑车三种超级跑车兰博基尼兰博基尼法拉利法拉利保时捷保时捷第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力73答案答案 由于尾翼的影响、发动机和制动器通风冷却的需要，由于尾翼的影响、发动机和制动器通风冷却的需要，超级跑车的空气阻力系数一般会大于普通轿车。超级跑车的空气阻力系数一般会大于普通轿车。兰博基尼跑车兰博基

28、尼跑车 在冷却通风口关闭且扰流板摆平时，在冷却通风口关闭且扰流板摆平时，CD值为值为0.33；展；展开时，开时，CD值为值为0.36。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力思考：对于轿车和超级跑车思考：对于轿车和超级跑车，哪种车型的空气阻力系数更哪种车型的空气阻力系数更大？为什么？大？为什么？74减小减小CD值要遵循的要点总结如下：值要遵循的要点总结如下：第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力75第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力未来轿车的外形未来轿车的外形76第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力导流板导流板

29、 6）货车和半挂车的空气阻力也很重要，不少货车驾驶室）货车和半挂车的空气阻力也很重要，不少货车驾驶室上已装用导流板等装置，以减小空气阻力、节省燃油。上已装用导流板等装置，以减小空气阻力、节省燃油。77第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力78车型车型空气阻力系数空气阻力系数CD 帕萨特帕萨特0.28 奥迪奥迪A40.28 现代现代0.29 奔驰奔驰C级级0.26 奔驰奔驰S级级0.27 保时捷保时捷0.31 陆虎览胜陆虎览胜0.38一些常见车型的空气阻力系数一些常见车型的空气阻力系数第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力79isinFG汽车重力沿坡道的分

30、力。汽车重力沿坡道的分力。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力3.坡度阻力Fi80路面路面imax高速公路平原微丘区高速公路平原微丘区3%高速公路山岭重丘区高速公路山岭重丘区5%一级汽车专用公路平原微丘区一级汽车专用公路平原微丘区5%一级汽车专用公路平原重丘区一级汽车专用公路平原重丘区6%四级公路四级公路平原微丘区平原微丘区6%四级公路四级公路平原重丘区平原重丘区9%一般道路的坡度均较小。一般道路的坡度均较小。一些常见路面的坡度一些常见路面的坡度第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力81itansinGiGGFtansini第二节第二节 汽车的驱动力与

31、行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力82道路阻力道路阻力cos()FGfGiG fifiFFFsincosGGf第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力滚动阻力和坡度阻力之和。滚动阻力和坡度阻力之和。一般道路一般道路 较小，较小， 1， i令令f+i= ， 为道路阻力系数为道路阻力系数FGsin83平移质量的惯性力平移质量的惯性力 旋转质量的惯性力偶矩旋转质量的惯性力偶矩第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力汽车加速行驶时，克服其质量加速运动时的惯性力。汽车加速行驶时，克服其质量加速运动时的惯性力。tumFddj2 2f g 0Tw22111I i iImrmr

32、 旋转质量换算系数旋转质量换算系数IW 车轮转动惯量；车轮转动惯量；If飞轮转动惯量。飞轮转动惯量。4.加速阻力84第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力挡位不同，挡位不同，值不同值不同85 总质量越小的车，旋转质量换算系数值越大。总质量越小的车，旋转质量换算系数值越大。第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力总质量不同，总质量不同，值不同值不同86tfwijFFFFFcos1 tq g0T2Dadcossin21.15dT i iC AuGfuGmrt tq g0T2Dad21.15dT i iC AuGfuGimrt sintani 第二节第二节 汽车

33、的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力三、汽车行驶方程式旋转质量惯性力（力矩）旋转质量惯性力（力矩） 1) 飞轮的惯性力矩飞轮的惯性力矩dtduriiITruiiiidtdITgffgewgeeff1000e 飞轮旋转角速度飞轮旋转角速度 w车轮旋转角速度车轮旋转角速度)u 车速车速r 车轮半径车轮半径If 飞轮转动惯量飞轮转动惯量 将飞轮的惯性力矩将飞轮的惯性力矩Tf 传到传到 驱动车轮驱动车轮TfwdtduriiIiiTTTgfTgffw20201wjwwwdduTIIdtrdt 2) Tj (车轮的惯性力矩车轮的惯性力矩)Iw 车轮转动惯量车轮转动惯量3) Fj2 (旋转质量惯性力旋转

34、质量惯性力)22 22202/jfwjwfwjwjwjf gTTTTTTFrrIduduFI i irdtrdt加速阻力（惯性力，包含平移质量和旋转质量）Fj设设回转质量换算系数回转质量换算系数So )1 (222022220221GrgIGrgiiIdtdugGFdtdurIdtduriiIdtdugGFFFFwTgfjwTgfjjjjGrgIGrgiiIwTgf222021dtdumdtdugGFjdtddtduau1jwT1ZF1fT1pFdtdum11W1xF从动轮加速行驶时的受力分析从动轮加速行驶时的受力分析用受力分析法推导汽车行驶方程式用受力分析法推导汽车行驶方程式1）从动轮模型:

35、 （加速） 111111111111121111211111()xfjpxxfjwfwfjwwxfwpfxfwduFmFdtdFrTTTIdtTTIduFFrrrdtIduFFmrdtFFFFF 驱动轮加速行驶时的受力分析驱动轮加速行驶时的受力分析fwTdtddtduau2jwT2fT2pF2dumdt2W2xF2ZFtT2）驱动轮模型: （加速）222222222222222 202222222222()xfjwfwtxpfjwfwtxfwwtftfjwf gTwtpfxttfwxjFrTTTTduFmFdtTTTTFrrrrTIduFFFFFrdtrI i iIduFFFmrrdtFFFF

36、FF ，G1ZF2ZF2xFwFdtdugG1xF1fT1jwT2fT2jwT整车加速上坡时的受力分析整车加速上坡时的受力分析fwTau3）整车模型：（加速上坡）2122111212sin-sin()sin()xxwtfjwfjwwtffwjwjwtfiwjG duFFGFg dtG duFFFFFGFg dtG duFFFGFFFg dtFFFFF要点 Fjw2包含两部分包含两部分:1）传递到驱动轮的飞轮旋转质量惯性力；）传递到驱动轮的飞轮旋转质量惯性力；2）驱动车轮自身的旋转质量惯性力。）驱动车轮自身的旋转质量惯性力。 对于整车模型对于整车模型, Fp 和和Tt等都是内力，在整车等都是内力

37、，在整车受力分析中不应出现。受力分析中不应出现。 Ft 和和 Ff 是假设出来为了计算方便的，在受是假设出来为了计算方便的，在受力图中不应出现。力图中不应出现。9720gf2w2212121ruiiIruImuE汽车受到外力的功率为汽车受到外力的功率为PuFFFP)(iwf第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力用功率方程推导用功率方程推导和汽车行驶方程式和汽车行驶方程式汽车以车速汽车以车速u行驶时的动能为行驶时的动能为E发动机功率为发动机功率为PeuriiTTP0gtqetqe传动系摩擦阻力的负功率为传动系摩擦阻力的负功率为PruFPrrFr 传动系摩擦力转换到车轮轮缘的阻

38、力。传动系摩擦力转换到车轮轮缘的阻力。98加速时飞轮和车轮的受力图加速时飞轮和车轮的受力图第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力99ruiiii0g0ge无级变速时无级变速时tiutuiritddddddgg0eT0geftqtddiitITT如果只考虑飞轮的转动惯量，加速时作用于驱动轮的转矩如果只考虑飞轮的转动惯量，加速时作用于驱动轮的转矩第二节第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力与行驶阻力0geftqtddiitITT 设传动系无任何摩擦阻力，作用于驱动轮的转矩为设传动系无任何摩擦阻力，作用于驱动轮的转矩为tT100ertttqfg 0Td(1)dTTTTIi it传动系各处摩擦转换到驱动轮处的摩