整车性能计算分析流程与规范0001

1、AVL-Cruise计算分析整车性能的流程与规范1模型的构建要求1. 1整车动力性、经济性计算分析参数的获取收集和整理关于该车的整车配置组件参数数据。主要包括发动机动力性、经济性参数：变速箱档位速 比参数；后桥主减速比参数：轮胎参数；整车参数等。具体参数项目见附录1。1.2各配置组件建模1. 2.1启动软件在桌面或程序中双击AVL-Cruise快捷图标,进入到AVL-Cruise用户界面,VM A吸 (:Mwry RMAMSi ,T!Hi-J 切wumn n9 232Z Qmh 3S C#«VO 2" "2郭 U 4 U IG . 0 «6Ti CraA

2、fr vj, >, I rWWWWJlBu1 ir axWKCmr« C«w» gWS*ro 叭X".a©f» v>»r »«i 25N：ttW 心"仆 aaocDr d 畑cww n邑» vxkttoh ancwi bwEF" apsxr Dr tr-二二三三二一 +3urr« 3三三三一二十 I 1 1 1 11111 1 1点击下图所示工具图标，进入模型创建窗II。备 fite ew ?1 veFion1 veFion1 vGrcionc1 vGr

3、cionc1 vGrcionc1 vGrcionc1 veraonc宣嗨凶缁跑遍辻宴蚯d空w空®热国Info1 task岂氏*这匕駅珂巾丸Cruse0ectZj prqect17 projectsffl 41933SLFJB 0T005 /P10.336M二Advanced ModeakS ® Aut 4WDH击菜单此处l±J 0 Aut PA<D l±J- O Aut RV/D 11 0 Coiriecnq W- 0 Cvl 4WD 严 0 CMFWD 严 0 CMRWD l±J ® MAVD* 0 MFXVD* 0 MRWD

4、进入模型创建窗I 11.2.2建立整车参数模型进入模型创建窗II后，将鼠标选中Vehicle Model,鼠标左键点击整车图标，按住左键将图标拖曳到建模区，如下图所示:双击整车图标后打开整车参数输入界面，根据参数输入要求依次填写数据:Author：此处填写计算者,不能用中文，可以用汉语拼音和英文，该软件所有填写参数处均不能出现中文。Comment：此处填写分析的车型号。Notice!. Notice2. Notice3：此处填写分析者认为需要注意的事项，比如特殊发动机型号等，没有可 以不填。1.2. 2.1整车参数数据填写规则'戶;驾驶室形式迎风而积风阻系数备注1奇兵车身（平顶）5.0

5、 (1830*2760)0.7迎风面积=前轮距*整车高度2奇兵车身（高顶）6.422 (1900*3380)0. 7536系、9系平顶车身6. 1 (2020*3020)0.8重卡风阻系数参考值：0. 7-146系、9系高顶车身7.0 (2020*3460)0.95高顶加导流罩7.3 (2020*3637)0. 921. 2. 3发动机模型建立进入模型创建窗II后，将鼠标选中Engine Model,鼠标左键点击发动机图标，按住左键将图标拖曳到 建模区，如下图所示：Q AVL Cruise v3.1. 1Q fie g： ordi d対 yr刃?tr.-rrc roij.-hrn 匚旳訂忆 Q

6、p-cns £D盼'和Uwi页TodIs fc? Pfcieci Expicccr VehcteMcddr K2 Vehizh Da -Abject Datee 口 PGaiffl 二)$m“ir坐二VeHdeX Fsvoit"5 Calzdori CerAei 環 Sire Cdculalon 風M曲SoUMn M CorrconcniVaiiaiicn 4 Balch Ccuhiwn(12, RexuI: Managei<>3050心m7G«ur 80<Cmrot:TBug双击发动机图标后打开发动机参数输入界面，根据参数输入要求依次填

7、写数据:I g 1*<M -n：<9-可问至a：）|切址术中o运用“! . j »»s - cB1. 2. 3.1发动机参数输入规则序号发动机惯量达到全功率的响应时间柴油热值柴油密度1参考值：1.25参考值：0. 1参考值:44000kj/kg0. S2kg/L231. 2. 3.2 i殳动机外特性曲线输入按照图示箭头位置单击按钮，弹出外特性输入窗II：k Enclwe - 9 cylinder <«tftno匸3 Full Loed8ofXM<iCarc«rt S" <VWi>b laaa ?>

8、87;>12IM>ewo MIO mao 17MO ITOO IJWO !9M0 21910 2»2D g0 2TO0EnyeKx>8»<此处根据 厂家提供 的发动机 数据输入 转速与扭 矩关系2jgmcsu »j i(J 3 crl»r»0 九 Ciuct k 1 1“ G Xc«fC410牛21沙发动机转速与扭矩的关系从外特性数据表中可以直接得到；填写时注意对应关系即町。1. 2. 3. 3发动机万有特性曲线输入、 X*«Sm I cyli»4ar WEaM MapB«)t，料

9、 p wQ X)HW>VFd Ca»e«B«/Mc M«(qF«a Conwipfiuo ME J4X11 "<2S<TC<a»MP4srt他3笛a W田叩发动机万有特性数据的输入需要注意数据与单位一致；当万有特性数据只有相对油耗（g/kwh）数据时，发动机的万有特性数据输入需要使用Properties选定指定油耗图来输入数据，如下图:三口 Spixc Con»sump*on kb-8M£P 3|函| GE»3n s：<K Si/ J-亠二巳1be11 fl|4f1

10、00 be9JuoJjre冷禺醴 u® -fi ?»Q X» MgV* 孩玄 Cig k<4reC4»dr*通过选定指定油耗图弹出:Specific Consumptoin Map窗口,在这个窗I I里分别输入转速、BMEP、燃油消 耗率的对应数据关系。其中BHEP二2*3. 14*n （转速）/V （排量）。1- 2. 4变速箱模型建立将变速箱模块拖曳到建模窗门中。0k? P»C<«E-C*«* 窮 Vegg, 二硏卄fCuu B Q| hc«Kt ffi Cjs AS Ndt. 3 i C«

11、;cc*e<双击图标后弹出变速箱对话框:添加注 解或评 论添加注 解或评 论PW»*»W «K1. 2. 5离合器模型建立将离合器模块拖曳到建模窗I I中。单击离合器模块弹出离合器对话框:输入惯量 参考值：1.35；输出惯量 参考值：0.11单击Pressure弹出压盘力窗I I如卜图:1. 2. 6后桥主减器模型建立如下图单击鼠标左键弹出Gear Box控制模块，鼠标左键选中Single Ratio并拖曳到建模窗I 1:C 皿 Crwixe >. 1. 1X0勺陀与小匕® ? P，予* 令© CJO fB O R«e&l

12、t;« IDm1 F.»*l*>9物咿3“ Mai.b ReMNerep鼠标左键双击Single Ratio弹出主减速器参数窗I 1:Sincle Rat io TtansaissionSincle Rat io TtansaissionEtficizcy Fix<Etficizcy Fix<09<|Q9<|效率：参考值0.94效率：参考值0.94单击此处弹 出对话框单击此处弹loraue Loes CorrecCul3d I orque Loes CorrectulL 2. 7轮间差速器模型建立出对话框IrfoIrfo0xiercy W T

13、ora L«< Ccrec«>:<i5r(Ratio Tufixnxxonercy M T ora L«< Secw1. 2. 7轮间差速器模型建立Fh Bl层耐遞li零uR D«k A U 個 耀 T 4 睦 AVL Cxuise v3.1.1昭 ie cdt s 加 d 丈q g, efrsaQe “Sldlkn s/Jjat? QfliorK *Gear 彌Q xGwr Be*OCTtCVT-ISr»b! ftjlwo®血加Rr«(trGiif D"OjIcIimcOHAasiOl鼠标

14、左键将差速器图标拖曳至建模窗I I,如下图:疙 PioExptorwW海 Ho&i ±陀上6羽 -窓 FYqed DataE O R谕ci | £ CJ Selin DVehicS3 Favc虑3 CakUalijnCflo! 缎 SinghCaicd .Mallis 03 Comp;rcrt'' Q 8«chCalcU(V1 RtAMdficMHHykftl UdC caretT双击差速器图标弹出数据窗门，如下:1. 2. 8制动器模型建立VMM鼠标左键选中图标并拖曳至建模窗11,如下图:C. AVI Cruioe v3. 1.12? H

15、 Q転3氐,工匕3 顽越i谥EP轴I 陀! Hr E <Uc<m> B'/d-ifcDda二总円"2>9 CJ 皎28 口 如© <->C Vehc> <->23 fe*v*e?*U” CWTMV却 M匕1 RexJHbg；鼠标左键双击制动器图标，填出制动器数据窗11,如下图:二；X心旳arcccdx:.Brnkn Front BraknINn制动因子：盘式为1： 鼓式大于1iCAVL Cxm«o v3.1.11. 2. 9轮胎模型建立鼠标左键选中Wheel图标并拖曳至建模窗I I,如卜图:flQ *

16、» ay<W dat> X" a«T<W> 士 Uflhcngisra ?W H可町弓d */QjDgbASlUoblQ '/kbNoMEB R WdideZ电 Rw：tCX>U0 CJBxrd <>ffi Cj SellnBB <>Q Vfihcto e£j % 3心<iCe&Q Srti CftsJatcn M加CJc站e” Carcaw.7»3ri0 8ch CzdKm<41 Marvctcl Wed鼠标左键双击Whel图标弹出数据对话框，如下图:单击Rol

17、ling Radius弹出数据对话框'如下图:单击Rolling Resistance弹出数据对话框,如下图:ab0.00.7610.00.7620.00.7630.00.7640.00.7650.00.7660.00.7670.00.7680.00.890.00.9100.01.0110.01.1滚动阻力参数输入数值表轮胎与地面的滚动阻力参考滚动阻力参数输入数值表输入数据。需要注意的是：轮胎模型数据输入完成后，要通过单击Properties弹出的对话框中指定轮胎的位置前、后、左、右，如卞图:FVBeel - Tehicle: Fr.X CGCWWZLoc如Trreisri Rolnj

18、 RwijierojD/rwr: Rdnj R»duc ConAari Vaba9p【RoInjR e“ Uwl 0 eM? ”Rcinj Reatfcelnkiai Resiue Deg 如* RMr>：Re”QceV?*>:"Ci©r如Rcinj Reaa-cit lenteDeg 如：WOt/p41-2.10驾驶员模型建立AVL Cruise v3.1.1O H匂巧空SD “冶 u«r坯 T«*鼠标左键选中驾驶室 图标并拖曳到建模窗 【I,如右图所示：仙9£亠副KxWvdcOaia昭 PtcficfDaiaS Cjf

19、Metf 2 ® Cl /*»> <> Ug?<>力 F“gf»*a xy/C&Uen首".Qif-l£lsetMJJU单击图标弹出数据对话框，如下图:倒档数0OK鼠标左键单击Acceleration Pedal Characteristic弹出数据对话框如卜图:RoiQ i8$i3lor>c« velocity depetHoo Vokcity I 讣.tvh>* b Rai ng在此对话框中输入加速踏板与油门开启比例的对应关系；通常参考图中给出的数据填写；与此类似，依次 点击Clu

20、tch Pedal Chaiacteristic和Brake Pedal Characteristic按钮，可以依次弹出离合踏板与离合行程、制 动踏板与制动压力的对应关系对话框，其数据填写与加速踏板一样。注意：以上各组件数据的填写除了表明使用参考数据外，其余参数均应以实际数据填写。2、整车模型的搭建 2.1平板车、自卸车8*4整车模型各组件模块均拖曳到建模窗I I并填好数据后，如下图将各组件按照动力传递的顺序连接起来。rrvc4<1410WideXRoa- EqT卜Errlion CMcDrffrn-mHVn.2ilZiRua BQkwblI-Hhl10ie0:<kM13Leh读h

21、>ct:i&n名 cy1ir)d«r<irr»dkthicli： Re 附1Oeir亦hi力Roar BraKc占说h>ck: Hex Lett占说h>ck: brom Uh妻f夕IIwg Frcr< Rnfrcm Braka19FgrcEQ-2.2平板车、自卸车6*4整车模型RiarnRijrnl?lhick: Rear Lett止：Rear Left_Q7W<t'/thick: Frcrt LeftRear un%r)icte. Rear unFrcrt DEs3 cylndercncine:Sbr* CUt丁曲Gar

22、 BOX hGhFlridl DriveDinererniai30 i>4-Rcar EdoDineremiaiRear tfrzkcHI-4-4-HI3、计算任务的设定根据软件的设计和整车技算的需要，应设定如下计算任务：3.1、全负荷加速度计算任务其中包括三个子任务：3.1.1、各档位最大加速度计算工况：此工况可以得到各档位卞的最人加速度。3.1.2、起步连续换档加速度计算工况：此工况可以得到起步连续换档到某一车速时的加速时间。3.1.3、直接档加速度计算任务：此工况可以得到直接档在某一车速卞加速到另一车速下的加速时间。3.2、等速巡航计算工况3.2.1、各档位等速油耗计算工况：此工况

23、可以计算出各个档位在设定车速下的等速百公里油耗。3.2.2、最人车速计算工况：此工况可以计算出整车最大车速。3.3、爬坡计算工况：此工况可以计算各档位最大爬坡度。3.4、最大牵引力计算工况：此工况可以计算出各档位的最大牵引力，而且功率平衡图也是这一工况计算得 出的。3.5、制动滑行工况：此工况町以计算制定车速卜整车的制动距离和制动时间。3.6、计算任务加载方式前面涉及到的各种计算任务其加载方法是一样的，方法如下:361、如卜图鼠标右键单击Project弹出子菜单，鼠标左键在子菜单上选中add-Task Folder添加到项目中。ZiAVL Cruise v3. I. I (FOTOI_SH_0

24、601 ver.ODOI总 5In obp：r 00“ rr钞和g n；rrnr§De?k 蛙 lhef区 Tool八Id RqeciExptofei 盘 VebicteModdH 窮 PicfsclDatauCJoLLLlttFoProject& cbzk. t£0 driele<>Bj4ien$LIZZ3 Projecrok>yMc 8J4181SLFJAd kAyLLZlXFO TOH.SH.OGD1 uet_O301 VOTON.SH.OSOI .F<jM3Talk Fdde!L 色 bad -H «ve c ubg<

25、-><> <> <-> <->ffi L 巨CTffi c& c B Q-EC<-><>j? h h乜跖空ij艮a k? Rgxc*箱NcdilTask Foldt8 CJEZ » 5e*r«»CjY4bPJ41315L3" C5TCVCorrr«4氏OKMr 勺C«ol D、k<rwf 21 F«b QSXA 11:4053TwA F«MerRcheU-105? QMI® O M，通 a mi 级% Cj Fil

26、l E) pein!.°Q汨®G «(psrdfulp?G 83泊 fu»?o devout362、建立完任务夹后，如下图，鼠标右键单击Task Folder弹出子菜单，鼠标左键在子菜单上选中所需的 计算任务：比如，全负荷加速时间、等速油耗、爬坡性能、牵引力、制动滑行等。AVL Ccusxc t3. I. I (F0r0l_Sa_M«l vi:r_M«l J在各计算任务数据输入时注意选择与计算任务相适应的参数设置。4、计算结果输出4.1、计算数据输出整车模型建立完成，经过检查无误后可以进行计算，计算输出的数据主要有:输出项目整车配置备

27、注动 力 性最高车速（kin/h）最大爬坡度（）原地起步连续换档至最高车速80%时加速直接档最低稳定转速加速到最高车速80%时加速时间最大牵引力（N）初速度5Okin.li制动距离（mm）初速度50kiii'h制动时间（S）功率储备（最高档加速度m/s2）制动减速度a=v2/2s (ni/s2)经济性L/100kin最高档等速 30kni/h等速 40kni/h等速 50kiiVh等速 60kiii h等速 70kiiVh等速 SOkiiVh综合计算值次咼档等速 30kni/h等速 40kni/h等速 50kiii h等速 60kiiVh等速 70kiiVh等速 SOkiiVh综合计算

28、值注：根据交通部发布的“营运货车燃料消耗限制和测量方法”的规定，营运货车的燃料消耗按照综合油耗 计算，其计算公式：i式中：Q综合燃料消耗虽，单位为升每100米（DIOOkin）：0一一在第1个车速下校正后的满载等速燃料消耗St,单位为升每100千米（DIOOkm）：俛一在第i个车速下的满載等速燃料消耗fit权董系数（见表1）。表1直运货车在各规定车速下的满載等速燃料消耗昂权重系数车速kn/h4050607080自卸汽车（单车0.000.30汽车（单车）0.050 00半挂汽车列车0.000.25因此，在计算完各档位等苏油耗

29、的基础上要根据以上的权重系数和计算公式进行综合油耗的计算。4.2、计算图输出：4.2.1、功率平衡图输出：如卜图所示，在Result Manager中左键单击traction force文件夹，在弹岀的卜拉数据中左键单击Suuniation of Wlieel Power即可在右侧显示功率平衡图。Natl Crutae vZ. 1. I (DJ<IS35l.FJA 02Z0I2-IDC13. X 9JS12 IDCI3. X 9JS12)gTi Mo» jjj rwscix80 CJS74IH0± Jj srwZ啣） 2J 怕 ds -J CTWlnpdcMn2X)二

30、J luclcnte1*) _2j Mc«r«i Ttacice Farce v«4«/ UpFYMCi(Bn40(V1SurrbyiJOO勺陀与mz'Z 叭 EgUFMiMS 33SC眄宏存3皿kiS SM"'i gyws0 8 洌 匕 R«o> Manati8 fl awiafiLFUiEDl2D6l5 i4 4«136 . 6i«HI W©ffi i£j razing:ffi Cl40<i)ffi O ctrMi2DB O tactai2B<i)8 Qi

31、P*« tc»«K« »>4>9/Sfc>35 tt<>lEhobf FkwG<«z阳加小 RHI 妙) RHIZW &e*eWn &e*ei2Wl)&e*ei27/1) CWMCilabir Fi'foraaco r/avL4WW.0 693auMmpiEC am CUxb "1 越VehicleFXWlMl KM Ms CwffWieiit IhtfLM Dl«pl«eMeftt of C?lL&lt<» Fo

32、lllno Fadluj gm Fwlllno Fadluj siipi ote9 血65Z5.O541.7号 CicajWnCer*M 写$物伽3" H如皿加n CcepcrmiV.nis0 応 hC4Stu JWcH收Tdg曲阳 KS ko匕 dTtw心 Pt*r0i(640fi/1|Q Tfi Force Od 0540 初 I£ TyP«(ogb(B<S4D 卩川b BAepam£1 Mejn/Il心 SK2/1|匕“.戶叫匕臼丿.R4.'l|匕 BAelB.ni422、爬坡度曲线图:如卜图所示，在Result Manager中左键

33、单击traction force文件夹，在弹岀的卜拉数据中左键单击 ClmibmsPerfoimaiice图标即可在窗I I右侧显示爬坡性能曲线图。AVL Cr«»x< ri. 1. 1；A-tMtl2-tP616. 3<-9JS!36补充：考虑挂车情况下的牵引车建模考虑挂车情况下的牵引车建模模型如下图所示:挂车参数输入:lllh_TrakrDrag CoefficientFroitalArea Trailer 一 Seaitrailer TmckIrifo色彳血怕sX caricel考虑挂车的整车风阻是通过公式:c 4 二2计算得出的。因此，需要输入整车风阻系

34、数、迎风面积和考虑挂车后被挂车扌当住减少部分时的风阻系 数、迎风面积等，具体参见下图：风阻系数输入列表：迎风面枳输入列表: Trailer - Sositrailer TruckTraletKeV Trailer - Seadtrailer TruckFronts A-88X Ubicel带挂车的牵引车模型虽然可以建立，但是挂车与整车之间的风阻系数、迎风面积、挂车减少后的风阻 系数、迎风面积之间的关系却没有试验数据可以支撑，因此建立此详细模型需要一定的数据支持！如果没 有详细的挂车模型参数，则仍然借用原有的将挂车等效到牵引头上的简化牵引车模型进行计算，其误差相 差不大！说明以上是运用Cause

35、进行模型建立的基本数据输入、模型搭建、计算任务、结果输出等基础知识，部分 内容尚未完善，今后会随着计算需求的改变和提高进行及时的修正。1汽车的纵向动力学分析纯电动汽车的行驶方程为Ft = F fFFF j式中，F.驱动力；Ff一滚动阻力Fw一空气阻力C一坡度阻力Fj一加速阻力纯电动汽车的驱动力可以表示为7* ml gl o"Ff =-Constant Part 150.984 NLinear Part 0.0301968 N/(km/h)Quadratic Part 0.0524255cp f = mgfcQsa纯电动汽车的滚动阻力可以表示为纯电动汽车的空气阻力可以表示为ri _ D

36、-ZjlWa"w 21.15F = mg siii a纯电动汽车的坡道阻力可以表示为纯电动汽车的加速阻力阻力可以表示为F "d,将上述方程进行综合得到：I Driving Resistance: physicalDriving Resista nee: Functi on with Reference VehicleDriving Resista nee: Characteristic with Reference Vehicle7 Driving Resista nee: Fun ctio n without Refer© nee VehicleDriving

37、Resistance: Characteristic without Refer©nee Vehicle3 Input Modej Frontal Area & Drag Coefficient (default) nput Options standardIi Coefficients J Drag Coefficient Constant7 Lifti ng Effect Con siderationCorneri ng厂 Crosswind in flue neeCold Start Correction 1Cold Start Correction 2算法一：phys

38、ical科学算法Curb Weight1298.0 kgGross Weight1960.0 kgAir CoefficientFrontal AreaLift Coefficient Front Axle2.772Drag Coefficient0.032Lift Coefficient Rear Axle0.40.01Drag Aream八2Additional Drag Coefficients - Data Bus Dependent只需要知道fiontalaiea:迎风面积,drag coefficient:风阻系数,前轮举升系数,后轮举升系数,该算法往往与实际结果又一定偏差。在有条

39、件的前提下，最好使用下面的算法;算 法 二:characteristic with reference vehicletW.W KCI3该算法需要将车速和阻力逐个算出来，绘出曲线图:在这里我们假设车辆在平直路面山匀速行驶，其坡道阻力为0,加速阻力为0则斤中f诃遇1几=马警其关系式为：Ft=(m+100)gcff(ua/100)+f(ua/100)im + 7 =C dAlIu21.15式中的f, f, f推荐范围如下:SRHRSR-M+Sfo0.0072-0.0120.00810.00980.0085-0.012Fl0.00025-0.00280.0012 0.00250.00250.0034

40、F40.00065-0.002 以上0.00020.00040.00050.001算 j去三：Function without reference veliicleResistance Function根据算法二的公式和推荐值，可以算出以上方程的三个系数,Constant part:常数项=(m+100) gcfLmearpart : 一次项=(m+100) gc"100汽车静止时，车轮与地面接触区法向反作用力分布是前后对称的，其合力垂直接触面指向轮 心(经接触面的车轮中心垂线n-n，):当车轮滚动时，以从动轮等速滚动为例，接触区法向 反作用力的分布前后不对称，合法向反作用力兀向前偏

41、移了一段距离a ,见图2-8。这是因 为轮胎与地面接触区的前端处于压缩行程，而后端处于松弛行程，因而接触面前端法向力大 于后端法向力。如果将合法向反作用力后移距离a至车轮中心的垂线n-n',则有阻碍车轮滚 动的阻力偶矩从动轮等速转动时，受力平衡方程为(2-23)式中：为重力；陷为水平推力。要使从动轮在刚性路面上等速滚动，必须在轮心上作用水平推力F*与接触面的切向反作用 力构成力偶矩来克服滚动阻力偶矩Tx即(2-24)令f= a /r ,则或(2-25)式(2-25)表明，滚动阻力可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或 单位汽车重力所需之推力。也就是说，滚动阻力等于汽车

42、滚动阻力系数与车轮负荷的乘积， 即(2-26)这样，人们在分析汽车行驶阻力时，不必考虑车轮所受到的滚动阻力偶矩门,而只要知道滚动 阻力系数就可求出滚动阻力玖。注意：滚动阻力几是无法在受力图上表现出來，只是为了 便于计算分析，而引进的一个在数值上等于轮缘地面切向反作用力Fx的值，这将有利于动力 学分析。图2-9是驱动轮在刚性平直路面上等速行驶时的受力分析图。图中Fx2是车轮驱动力矩Tt对 支承路面作用力在轮缘上的切向反作用力，为重力，Fp：是车轴对轮胎中心的水平作用力。 则驱动轮受力平衡方程为(2-27)由式(3-27),可导出Tt/r=Fx2+ a Fs2/r(2-28)(2-29)将图2-2

43、和图2-9比较可发现，前者未考虑车轮滚动阻力而求得车轮驱动力Ft o实际上作用 在驱动轮上驱动汽车前进的力是地面切向反作用力Fq o它在数值上等于驱动力玖减去滚动 阻力Ff2 o滚动阻力与路面的类型与路况、行驶车速以及轮胎的结构、材料、充气压力、磨损情况等有 关。有人对轿车轮胎试验发现，车速低于100km/h,滚动阻力逐渐增加，但变化不大；当车速超140km/h时，滚动阻力增加很快；当车速达到某一临界车速（200km/h）,滚动阻力迅速增 加，见图2-10。此时，轮胎发生驻波现象，轮胎轮缘呈现明显的波浪状。除了阻力快速增加, 轮胎温度也很快增加100°C以上，胎面与帘布层脱落，数分钟

44、后就会出现爆胎。这是高速行 驶车辆的一种很危险工况。轮胎的结构、材料、帘线对f的影响也很大。子午线轮胎f小，天然橡胶f低。轮胎充气压力对滚动阻力系数f影响也较大，见图2-11。轮胎充气压力降低时，轮胎变形增 大，迟滞损失增加，而使滚动阻力f增加。据徳国奥迪试验表明，轮胎气压比规定压力增加 10%,可有较好的节油效果。且不降低轮胎的适用寿命。但是，轮胎充气压力不可过高，否 则就会降低轮胎寿命和增加道路早期损坏。驱动轮的轮胎大于从动轮的滚动阻力。这是因为在驱动力矩作用下，胎面与接触地面存在一 定的滑动，增加能量损耗。驱动力越大，滚动阻力系数越大。汽车转弯行驶时，轮胎发生侧偏现象，滚动阻力增加。例如

45、，通用公司DFWUOO型34. 5吨半 挂车汽车在半径33m的圆周行驶试验表明，转弯行驶的滚动阻力比直线行驶时增加50% 100%。通常，滚动阻力系数通过试验确定。试验方法有室内底盘测功机、道路滑行试验以及汽车牵 引负荷车试验等滚动阻力系数测试方法。道路设计和施工部门也有利用势能与摩擦功守恒的 原理，釆用摆式摩擦系数测试仪测试轮胎滑动阻力系数。汽车动力性分析的实际中，人们通常根据经验直接选用滚动阻力系数。表2-5给出了汽车在 不同路面上以中、低车速行驶时，滚动阻力系数的大致数值。表2-5车轮滾动阻力系数路面类型滚动阻力系数路面类型滚动阻力系数沥青或混凝土路面（新）0.0100.018压实土路（

46、雨后）0. 0500. 150沥青或混凝土路面（磨旧）0. 0180. 020泥泞土路（雨季或解冻 期）0. 1000. 250碎石路面0. 020、0 025干砂0. 100、0 300卵石路面（平）0. 0350. 030湿砂0. 0600. 150卵石路面（坑洼）0. 0350. 050结冰路面0. 0150. 030压实土路（干燥）0. 0250. 035圧实雪道0. 0300. 050行车速度对滚动阻力系数影响很大。低速行驶时，滚动阻力近似与车速成正比显得线性关 系；高速时滚动阻力近似与车速成平方关系。表2-6是一些常见的轮胎滚动阻力系数经验公 式。表2-6轮胎滚动阻力系数近似公式序

47、号公式适用条件1f二0. 0076+0. 000056ua载货汽车轮胎2f=0. 01(l+ua/160)载货汽车轮胎3f=0.066+0. 0000286ua重型载货汽车斜交轮胎4重型载货汽车子午线轮胎5轿车子午线轮胎SRHRSR冬夏两用轮胎fo0. 00720. 01200. oosro. 00980. 00850. 0120fi0. 000250. 00280. 00120. 00250. 00250. 0034f：0. 000650. 0020. 00020. 00040. 0050. 00106f=fo+fi+f2ua2轿车子午线轮胎与硬路面相比，车轮在柔性路面（土路、草地、砂土、雪

48、地）上运动时，还需要克服附加滚 动阻力。附加阻力包括接触面材料被压缩和移动行程的车辙阻力和轮辙与轮胎之间的摩擦力 （见图 2-12）。柔性路面的附加滚动阻力与轮胎对地面的压强有关（见图2-13） o在柔性路面行驶时，降低 轮胎充气压力对降低滚动阻力有利。在积水硬路面运动的车轮与路面之间存在三个区域：水膜区、过渡区和接触区，见图2-14。 在过渡区轮胎己有变形，与道路有局部接触；而在接触区轮胎与路面之间才完全接触传递力。轮胎排挤水层就行程了排水阻力巳，即（2-30）式中：h为水膜厚度；b轮胎被水膜覆盖部分的宽度；P水的密度；u轮胎排水速度。图2-15为排水阻力系数fs （f:=Fs/Fs）随水层

49、的厚度和速度变化的关系。当水层厚度较大时, 速度超过一定值后，将出现水滑现象（Hydroplanning）,使轮胎完全被水层浮起，使f：值 为定值，而与速度u无关。此时，汽车基本丧失转向、制动能力。如果车轮也受到侧向力Fy的作用，例如转弯或变更车道行驶，车轮运动方向不垂直其轴线, 而是车轮平面与运动方向成某一角度，即侧偏角。此时，滚动阻力将增加。如图2-16所示，当侧偏角为Q时，滚动阻力几为Ff = F focos a + F7sin a(231)式中：Ff0为直线行驶的滚动阻力；F,为侧向力。F=F.zsin a就是曲线行驶的附加阻力在行驶 方向的分量。若定义附加滚动阻力系数人为f =f./

50、F=(2-32)则附加滚动阻力系数化与侧偏角a的关系如图2-17所示。当侧偏角a较小时，侧向力 F,.与侧偏角a近似成正比，即。对于前束角度为S的汽车，在直线行驶时，相当于同一轴的每个车轮的侧偏角为§/2,见图 2-18o因前束而引起的附加阻力F“为(2-33)当各二1时，氏 约为整车阻力的3%。汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力，称为空气阻力F”。据测试，一辆以 每小时100公里速度行驶的汽车，发动机输出功率的80%被用于克服空气阻力，减少空气阻 力，就能有效地改善汽车的行驶经济性。空气阻力由压力阻力和摩擦阻力两部分组成。压力阻力是作用在汽车车身的法向压力在汽车行驶方

51、向的分量见图2-19。压力阻力主要由压 差、诱导和内循环阻力组成。压差阻力主要与汽车的形状有关，约占58%；诱导阻力主要來 自汽车的突出部件，如后视镜、门把手、导水槽、驱动轴、悬架导向杆等，约占14%；内循 环阻力，是指因发动机冷却系、车身通风等需要气流流过汽车内部产生的阻力，占12%；诱 导阻力是指空气升力在水平方向的分力，占7%。汽车周围包围着空气。汽车向前运动时， 附在车身表面的空气附面层随之运动，当车身与空气相对速度增加时，附面层被破坏而离开 车身表面，在后面形成紊乱而破碎的气流，便是涡流。由于汽车形状不是“理想的流线型”， 在车位尾存在涡流分离现象。汽车的空气压差阻力就是由于车身后部存在涡流区而产生的。 如图2-20所示，汽车仅在前部很小的区域存在层流，其余大部分区域的气流状态都是紊流。 气流在前窗凹角有一个局部分离区形成