汽车理论内部培训NEW

1、北京现代技术中心试制试验部整车道路试验科2013. 02. 28内部培训-汽车理论类型类型研究试验解释调查规划品质情报出差培训一般目录目录第一章第一章 汽车动力性汽车动力性第二章第二章 汽车汽车燃油经济性燃油经济性第三章第三章 汽车制动汽车制动性性第四章第四章 汽车汽车操纵稳定性操纵稳定性第五章第五章 汽车汽车操纵平顺性操纵平顺性第六章第六章 汽车通过汽车通过性性动力性燃油经济性制动性操纵稳定性平顺性通过性汽车使用性能主要包括研究方法：1.通过建立有关的汽车动力学模型，研究汽研究汽车的各项使用性能；车的各项使用性能；2.分析各项使用性能的评价指标和评价方法；3.讨论汽车及其部件的结构参数对使用

2、性能的影响。汽车理论主要研究汽车的各项使用性能汽车的各项使用性能概述意义意义: :理论理论-指导实践指导实践-了解汽车性能，指导正确的使用汽车了解汽车性能，指导正确的使用汽车-指导汽车研发、设计出更好的产品指导汽车研发、设计出更好的产品第一章 汽车动力性1评价指标最大车速uamax加速时间t最大爬坡度imax定义定义在在平直良好平直良好路面上行驶时所能达到的路面上行驶时所能达到的平均平均行驶速度。行驶速度。主要研究内容主要研究内容: : 分析受力分析受力; ; 建立行驶方程式建立行驶方程式; ; 以图、表以图、表( (或编程或编程) )形式形式，按照评价指标，确按照评价指标，确定汽车的动力性。

3、定汽车的动力性。第一章 汽车的动力性11.最高车速最高车速umax5中高级轿车凯迪拉克赛威 2.8 201km/h奥迪A6L 2.8 235km/h宝马530i 250km/h奔驰E 280 250km/h中级轿车桑塔纳3000 1.8 185km/h宝来 1.8手动 206km/h宝来 1.8T手动 221km/h宝马318i 214km/h蒙迪欧 2.0 205km/h本田雅阁 2.4 219km/h奥迪A4 1.8T 220km/h 1-1汽车动力性评价指标第一章 汽车的动力性11-1汽车动力性评价指标2.加速时间加速时间 t（1）原地起步加速时间）原地起步加速时间a） 0100km/h

4、的加速时间b）静止到400m或静止到1km的冲刺时间（该指标不常用）（2）超车加速时间）超车加速时间法拉利 575M Maranello 4.2s宝时捷911 3.9s兰博基尼 Gallardo 4.2s宝来1.8 M（手动挡）/A（自动挡） 11.1s/12.7s宝来1.8T M （手动挡）/A（自动挡） 9.0s/10.5s奥迪A6 1.8T静止到400m冲刺时间7.9s 静止到1km冲刺时间33.4s60100km/h （4挡/5挡） 10.8s / 13.7s80120km/h （4挡/5挡） 10.6 s/ 14.1s宝马520i 低挡的超车加速能力更强第一章 汽车动力性1 1-1汽

5、车动力性评价指标3.最大爬坡度最大爬坡度i imaxmax7tanhiSsh坡度的概念SUV车型车型最大爬坡度最大爬坡度imax切诺基切诺基30约约16.5通用开拓者通用开拓者50约约27长丰猎豹长丰猎豹70约约35帕杰罗帕杰罗70约约35陆虎陆虎100=45陆地巡洋舰陆地巡洋舰100=45以以满载、良好路面上的满载、良好路面上的imax来表示。来表示。商用车商用车3030或或16.516.5；越野汽车越野汽车6060或或3131；轿车最高车速较大，轿车最高车速较大， 且通常在良好且通常在良好的市区道路行驶，可爬坡度很大。的市区道路行驶，可爬坡度很大。有的国家要求汽车在常遇坡道上汽车有的国家要

6、求汽车在常遇坡道上汽车必须保持的速度表明其加速能力。必须保持的速度表明其加速能力。爬坡能力爬坡能力坡度坡度美国对轿车的爬坡能力有如下规定： 能以104km/h（65mile/h）通过6的坡道； 满载时不低于80km/h； 在6的坡道上，096km/h（60mile/h）加速时间不应大于20s。第一章 汽车的动力性11-2 汽车驱动力和行驶阻力8第一章 汽车的动力性11-2 汽车驱动力和行驶阻力9riiTFT0gtqtFt 与发动机转矩Ttq、变速器传动比 ig、主减速器传动比 i0、传动系的机械效率T 和车轮半径 r 等因素有关。0ga377. 0iinru 第一章 汽车的动力性1FfFf+F

7、Wuamaxau发动机以部分负荷工作即可说明车速对空气阻力影响明显1-2 汽车驱动力和行驶阻力第一章 汽车的动力性111驱动轮受力图驱动轮受力图TtF0Ftrua驱动力Ft：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt，驱动轮在Tt的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。1-2 汽车驱动力和行驶阻力1-3 汽车功率平衡（图）第一章 汽车的动力性1min/,9549),(rnkWnTPNmnfTtqetq外特性曲线外特性曲线：节气门：节气门(油门油门)全开时，转矩或全开时，转矩或功率等与转速的关系功率等与转速的关系1-4 发动机转速特性第一章 汽车的动力性1

8、min/,9549),(rnkWnTPNmnfTtqetq外特性曲线外特性曲线：节气门：节气门(油门油门)全开时，转矩或全开时，转矩或功率等与转速的关系功率等与转速的关系第一章 汽车的动力性11-4 发动机转速特性低速高扭-提速快、节油1-5汽车行驶附着条件与附着率第一章 汽车的动力性115maxXZFFFF1.附着力地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）即为附着力。 FZ地面作用在车轮上的法向反力；附着力：摩擦力的极限值附着系数，与路面、轮胎等有关。 dtddtdIw22ZF2fT2pFdtdum22W2xFtT0F则产生滑转现象，FF若Zx后驱动轮受力图第一章 汽车的动力性1 胎面的四道

9、沟槽减小了车轮和地面间的胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效有效接地面积接地面积，使车轮的附着力下降，汽，使车轮的附着力下降，汽车的车速得以控制。车的车速得以控制。路面条件路面条件附着系数附着系数干沥青路面干沥青路面0.70.8湿沥青路面湿沥青路面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湿土路湿土路0.20.4滚压后的雪路滚压后的雪路0.20.3常见路面的平均附着系数 同等条件下，增加同等条件下，增加有效接地面积有效接地面积，可，可以提高附着力以提高附着力1-5汽车行驶附着条件与附着率第一章 汽车的动力性11-5汽车行驶附着条件与附着率2.附着条件3.附着率常

10、选取单位行程的燃料消耗量常选取单位行程的燃料消耗量L/100km等速行驶百公里燃油消耗量等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指是常用的一种评价指标，指汽车在一定载荷标，指汽车在一定载荷(我国标准规定轿车为半我国标准规定轿车为半载、货车为满载载、货车为满载)下，以最高档在水平良好路面下，以最高档在水平良好路面上等速行驶上等速行驶100km的燃油消耗量。的燃油消耗量。 常测出每隔常测出每隔30km/h或或20km/h速度间隔的等速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称为为等速百公里燃油消耗量曲线等速百公里燃油消耗量曲线，用它来评价汽车，用

11、它来评价汽车的燃油经济性，如图的燃油经济性，如图2-1所示。所示。 等速工况并没有全面反映汽车的实际运行情等速工况并没有全面反映汽车的实际运行情况，持别是在市区行驶中频繁出现的加速、减速、况，持别是在市区行驶中频繁出现的加速、减速、怠速停车等工况。怠速停车等工况。第二章 汽车的经济性12-1汽车经济性的评价指标汽车燃料经济性是指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力。它是汽车的主要使用性能之一。汽车燃料经济性也可用单位量燃料消耗汽车所经过的行程，km/L作为评价指标，称为汽车燃料经济性因数。美国采用每加仑燃料能行驶的英里数MPG。其数值越大，汽车燃料经济性越好19 循环工况循环工况规定了

12、车规定了车速速时间行驶规范，时间行驶规范，例如，何时换挡、何例如，何时换挡、何时制动以及行车的速时制动以及行车的速度和加速度等数值。度和加速度等数值。 因此，它在路上试因此，它在路上试验比较困难，一般多验比较困难，一般多规定在室内汽车底盘规定在室内汽车底盘测功机测功机(转鼓试验台转鼓试验台)上上进行测试；而规定在进行测试；而规定在路上进行试验的循环路上进行试验的循环工况均很简单。工况均很简单。第二章 汽车的经济性12-1汽车经济性的评价指标20第三章 汽车的制动性1主要研究内容主要研究内容: : 汽车制动性能评价指标汽车制动性能评价指标 车轮制动受力学分析车轮制动受力学分析 汽车制动效能及其恒

13、定性汽车制动效能及其恒定性 汽车制动行驶方向稳定性汽车制动行驶方向稳定性 前后制动器制动力分配前后制动器制动力分配制动性定义：汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性的能力，在下长坡时能维持一定车速的能力，也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。21第三章 汽车的制动性13-1汽车制动性的评价指标22第三章 汽车的制动性13-1汽车制动性的评价指标23第三章 汽车的制动性13-1汽车制动性的评价指标车型车型制动距离制动距离/m 捷达捷达48.8 别克别克GL845.8 桑塔纳桑塔纳200045.0 帕萨特帕萨特43.9 奥迪奥迪A6 1.8T42.3 宝来宝来1.8T40.0 宝马宝马7

14、45i37.1常见车型100km/h 0的制动距离第三章 汽车的制动性13-1汽车制动性的评价指标25第三章 汽车的制动性13-2车轮制动时受力分析25车轮在制动时的受力情况，见右图。 1.取决于制动器内制动摩擦片与制动鼓（制动盘）间的摩擦力。2.取决于轮胎与地面间的附着力。rTFXb26第三章 汽车的制动性13-2车轮制动时受力分析26第三章 汽车的制动性13-3汽车制动效能及ABS原理车轮制动过程中的三种运动状态车轮制动过程中的三种运动状态28第三章 汽车的制动性13-3汽车制动效能及ABS原理滑动率滑动率29第三章 汽车的制动性13-3汽车制动效能及ABS原理30第三章 汽车的制动性13

15、-3汽车制动效能及ABS原理31第三章 汽车的制动性13-4制动时汽车的方向稳定性32第三章 汽车的制动性13-4制动时汽车的方向稳定性33第三章 汽车的制动性13-4制动时汽车的方向稳定性34第三章 汽车的制动性1为防止制动时后轮先制动，研制了专门检测后轮制动情况的系统EBD。nEBD是ABS附加的软件功能，无需添加任何硬件3-5前后制动器制动力分配采用ABS35第四章 汽车的操纵稳定性135 汽车的操纵稳定汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统及转向车通过转向系统及转向车轮轮给定的方

16、向行驶给定的方向行驶，且，且当遭遇外界干扰时，汽当遭遇外界干扰时，汽车能车能抵抗干扰而保持稳抵抗干扰而保持稳定行驶的能力定行驶的能力。 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性是汽车是汽车主动安全性主动安全性的重的重要评价指标。要评价指标。操纵稳定性概述第四章 汽车的操纵稳定性136操纵稳定性概述主要研究内容:研究过程第四章 汽车的操纵稳定性137374-1车辆坐标系38第四章 汽车的操纵稳定性13838 汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入转向盘角阶

17、跃输入。时间时间 t转向盘转角转向盘转角1.稳态响应特性 转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向盘角阶跃转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向盘角阶跃输入下进入的输入下进入的稳态响应稳态响应。sw04-2转向盘角阶跃输入下的时域响应3939稳态响应特性有三种类型稳态响应特性有三种类型不足转向不足转向 ；中性转向中性转向 不变；不变；过多转向过多转向 。auRauRauR第四章 汽车的操纵稳定性14-2转向盘角阶跃输入下的时域响应4040 转向盘角阶跃输入前后，转向盘角阶跃输入前后，直线行驶直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间与等速圆周行驶这两个稳

18、态运动之间的的过渡过程过渡过程是一种瞬态，相应的瞬态是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称为运动响应称为转向盘角阶跃输入下的转向盘角阶跃输入下的瞬态响应瞬态响应。2.瞬态响应特性1）时间上的滞后）时间上的滞后2）执行上的误差（）执行上的误差（r1/r0）100 称为超调量称为超调量3）横摆角速度的波动）横摆角速度的波动 波动的波动的 2/T , 取决于汽车的结构参数取决于汽车的结构参数4）进入稳态所经历的时间）进入稳态所经历的时间第四章 汽车的操纵稳定性14-2转向盘角阶跃输入下的时域响应第四章 汽车的操纵稳定性141414-3轮胎基本参数和侧偏现象1.轮胎基本参数第四章 汽车的操纵稳定性14242

19、1）在刚性轮上作用侧向力FY俯视图车轮静止yFclyZF FuccuclyZF Fu u2）在弹性轮上作用侧向力2.侧偏现象第四章 汽车的操纵稳定性14343侧偏角 轮胎接地印迹中心的位移方向与X轴的夹角。u当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。kFYk侧偏刚度。 FY一定时希望侧偏角越小越好，所以 |k| 越大越好。yFFY44第三章 汽车的操纵稳定性14444两轮摩托车线性轮胎，前轮转角输入，汽车前进（纵轴）速度不变，只有沿y轴的侧向速度和绕z轴的横摆运动(ay0.4g)0222111RKuLKuKuLuuuRr4-4线性二自由度汽车模型对前

20、轮角输入的响应两轮摩托车线性轮胎，前轮转角输入，汽车前进（纵轴）速度不变，只有沿y轴的侧向速度和绕z轴的横摆运动(ay 9时，时，ISO 2631- -1：1997（E）标准规定用加权加速度）标准规定用加权加速度4次方根值评价。它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系次方根值评价。它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系数振动对人体的影响。此时采用辅助评价方法数振动对人体的影响。此时采用辅助评价方法 振动剂量值。振动剂量值。 75. 14104wms/dVDVTtta( (二二) )辅助评价法辅助评价法第五章 汽车的平顺性1在测量不平度时，可以用水准仪或专门的路面计来得到路面纵断面

21、上的不平度值。测量得到的大量路面不平度随机数据，通常在计算机上进行处理，得到路面不平度的功率谱密度Gq(n)或方差2q等统计特性参数。作为车辆振动输入的路面不平度，主要采用路面功率谱密度描述其统计特性。把汽车近似作为线性系统处理时，掌握了输人的路面不平度功率谱以及车辆系统的频响函数，就可以求出各响应物理量的功率谱，用来分析振动系统参数对各响应物理量的影响和评价平顺性。路面不平度的功率谱密度通常把路面相对基准平面的高度q，沿道路走向长度I的变化q(I)，称为路面纵断面曲线或不平度函数，如图6-4所示。5-4路面不平度的统计特性第五章 汽车的平顺性11984年国际标准化组织在文件ISOTCl08SC2N67