3EDD-汽车理论串讲课件

汽车理论

Theoryofautomobile

（串讲）武汉理工大学汽车工程学院2006年10月乔维高汽车理论

Theoryofautomobil1绪论汽车主要使用性能动力性powerperformance燃油经济性operatingfueleconomy制动性brakingcharacteristics操纵稳定性handlingandstability行驶平顺性rideperformance行驶通过性off-roadperformance绪论汽车主要使用性能动力性powerper2第一章汽车动力性汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。基本概念：

动力性的评价指标汽车的驱动力与各种行驶阻力汽车行驶的驱动—附着条件重点内容：

驱动力-行驶阻力平衡图

分析汽车动力性的方法动力特性图

（图解法）功率平衡图第一章汽车动力性汽车的动力性：3第1节汽车动力性指标1.最高车速uamax在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度（km/h）。2.加速时间t表示汽车的加速能力。常用：原地起步加速时间超车加速时间3.最大爬坡度imax汽车的上坡能力。以1档满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度表示。是极限爬坡能力。第1节汽车动力性指标1.最高车速uamax4第2节汽车的驱动力与行驶阻力

根据沿行驶方向作用于汽车的各种外力，可以计算汽车的最高车速、加速度、最大爬坡度。由力平衡关系得：Ft=ΣFFt—驱动力；ΣF—行驶阻力之和汽车行驶方程第2节汽车的驱动力与行驶阻力根据沿5一、驱动力

1.定义

发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。

2.表达式

Ft=Tt/rr—车轮半径驱动轮转矩Tt与发动机转矩Ttq的关系为：故：一、驱动力1.定义2.表达式63、汽车的驱动力图发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。3、汽车的驱动力图7二、汽车的行驶阻力汽车行驶时的各种阻力：滚动阻力——以符号Ff表示；空气阻力——以符号Fw表示；坡度阻力——以符号Fi表示；加速阻力——以符号Fj表示；因此汽车行驶的总阻力为：∑F=Ff+Fw+Fi+Fj

二、汽车的行驶阻力汽车行驶时的各种阻力：8（一）滚动阻力

可见滚动阻力系数是车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比，即单位汽车重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驱动轮：FX2=Ft－Ff（一）滚动阻力可见滚动阻力系数是9可见滚动阻力系数是车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比，即单位汽车重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驱动轮：由驱动轮的力矩平衡得FX2r=Tt－Tf故FX2=Ft－Ff滚动阻力系数由试验确定。滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。可见滚动阻力系数是车轮在一定条件下10（二）空气阻力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。空气阻力分为压力阻力（一般轿车占91％）与摩擦阻力（9％）两部分。压力阻力又分为四部分：形状阻力（58％）、干扰阻力（14％）、内循环阻力（12％）和诱导阻力（7％）。空气阻力:

（二）空气阻力11（三）坡度阻力当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力表现为汽车坡度阻力Fi，Fi=Gsinα其中，G—作用于汽车上的重力（N），G=mg，m为汽车质量（kg），g为重力加速度。一般路面上坡度较小，此时Fi=Gsinα≈Gtgα

=Gi由于坡度阻力与滚动阻力均属于与道路有关的阻力，且均与汽车重力成正比，故可把这两种阻力合在一起称作道路阻力，以Fψ表示，即Fψ=Ff+Fi=fGcosα+Gsinα，当α不大时，cosα≈1，sinα≈i，Fψ=Gf+Gi=G(f+i)，令f+i=ψ，ψ称为道路阻力系数Fψ=Gψ。（三）坡度阻力12(四)加速阻力汽车的质量分为平移的质量和旋转的质量两部分。把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力，并以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车质量换算系数，因而汽车加速时的阻力:δ——汽车旋转质量换算系数，（δ>1）；m——汽车质量，单位为kg；——行驶加速度。(四)加速阻力13第3节汽车驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图一、汽车行驶方程式根据上面逐项分析的汽车行驶阻力，可以得到汽车的行驶方程式为：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj或：为清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系，一般是将汽车行驶方程式用图解法来进行分析。即在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力也算出并画上，作出汽车驱动力-行驶阻力平衡图，并以此来确定汽车的动力性。第3节汽车驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图一、汽车行14汽车驱动力-行驶阻力平衡图表征不同车速时驱动力和行驶阻力之间的关系。特征点：最高车速，仅有滚动阻力和空气阻力。小于最高车速时，汽车可用剩余驱动力加速或爬坡。需等速行驶时，发动机可工作在部分负荷特性。汽车驱动力-行驶阻力平衡图15

1.汽车加速能力的评价在水平良好路面上行驶时能产生的加速度：不易测量。加速时间：用直接档行驶时，由最低稳定速度加速到一定距离或80%umax所需时间。汽车加速度：再利用汽车驱动力-行驶阻力平衡图可计算出各档节气门全开时的加速度曲线。高档位时的加速度要小些。由加速度图可求得从某一车速u1加速至另一较高车速u2所需的时间。1.汽车加速能力的评价汽车加16

因：dt=du/a，故

加速时间由积分计算或图解积分求出。因：dt=du/a，故172.汽车爬坡能力的确定在良好路面上克服Ff+Fw后用来克服坡度阻力时所能爬上的坡度。此时，du/dt=0，即Fi=Ft-(Ff+Fw)以Gsinα作为坡度阻力，代入表达式，得：

2.汽车爬坡能力的确定以Gsi18二、动力特性图动力因数：

将汽车行驶方程除以汽车重力，定义：汽车在各档下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图。可以此图分析汽车动力性。D曲线与f曲线间的距离表示汽车的上坡能力。二、动力特性图动力因数：将汽车行驶方程除以汽车重力，定义19第4节汽车行驶的驱动-附着条件与汽车的附着力一、汽车行驶的驱动附着条件Fφ≥Ft≥Ff+Fw+Fi第4节汽车行驶的驱动-附着条件与汽车的附着力一、汽车行驶20三、汽车的附着力与地面反作用力汽车的附着力决定于附着系数和地面作用于驱动轮的法向反作用力。1.附着系数由路面种类、状况、车速等决定。平均值：良好的混凝土或沥青路面：干燥时，φ＝0.7~0.8潮湿时，φ＝0.5~0.6土路：干燥时，φ＝0.5~0.6潮湿时，φ＝0.2~0.42.驱动轮地面法向反作用力与汽车的总体布置、车身形状、行驶状况、道路坡度有关。三、汽车的附着力与地面反作用力汽车21若不计旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩，汽车前、后轮上的地面法向反作用力为：若不计旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩，汽车22四、附着率汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。

四、附着率汽车直线行驶状况下，充分23第5节汽车的功率平衡汽车行驶方程式两边乘以行驶车速ua，经单位换算整理出汽车功率平衡方程式（单位为kw）汽车运动所消耗的功率有滚动阻力功率Pf、坡度阻力功率Pi、空气阻力功率Pw、加速阻力功率Pj。

发动机功率Pe、汽车常遇到的阻力功率与车速的关系曲线——汽车功率平衡图第5节汽车的功率平衡汽车行驶方24对应的部分节气门开度的发动机功率曲线为虚线，而发动机能发出的功率为，二者之差可用于加速或爬坡，故称为汽车的后备功率。对应的部分节气门开度的发动机功率曲线为虚线，而发动机能发出的25后备功率越大，汽车动力性越好后备功率越大，汽车经济性越差（发动机负荷率低，燃油消耗量高）紧凑型轿车各档位的后备功率后备功率越大，汽车动力性越好紧凑型轿车各档位的后备功率26第二章汽车的燃油经济性在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。基本概念:汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的计算重点内容:等速行驶汽车燃油经济性的计算影响汽车燃油经济性的因素第二章汽车的燃油经济性在保证动力27第1节汽车燃油经济性的评价指标汽车的燃油经济性常用一定运动工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。一、等速行驶百公里燃油消耗量常用的一种评价指标，指汽车在额定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线，用来评价汽车的燃油经济性。第1节汽车燃油经济性的评价指标28汽车等速百公里燃油消耗量曲线汽车等速百公里燃油消耗量曲线29二、循环行驶工况百公里燃油消耗量欧洲经济委员会及我国法定的测定燃油经济性的循环行驶工况图二、循环行驶工况百公里燃油消耗量欧洲经济委员会及我国法定的测30循环工况规定了车速—时间行驶规范，例如，何时换挡、何时制动以及行车的速度和加速度等数值。因此在路上试验比较困难，一般多规定在室内汽车底盘测功机(转鼓试验台)上进行测试。美国法定的测定燃油经济性的循环行驶工况图循环工况规定了车速—时间行驶规范，例如，何时换挡31三、综合燃油消耗量欧洲经济委员会（ECE）规定，要测量车速为90km/h和120km/h的等速百公里燃油消耗量和按ECE-R.15循环工况的百公里燃油消耗量，并各取1/3相加作为混合百公里燃油消耗量来评定汽车燃油经济性。美国环境保护局(EPA)规定．要测量城市循环工况（UDDS）及公路循环工况（HWFET）的燃油经济性（单位为每加仑燃油汽车行驶英里数mile/gal），并按下式计算综合燃油经济性：三、综合燃油消耗量32第2节汽车燃油经济性的计算1、等速行驶工况燃油消耗量的计算

b——燃油消耗率，单位为g/(kW·h）——燃油的密度（kg/L）g——重力加速度（m/s）整个等速过程行经s的燃油消耗量Q为（mL）第2节汽车燃油经济性的计算1、等速行驶工况燃油33折算成等速百公里燃油消耗量为2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算

4.怠速停车时的燃油消耗量5.整个循环工况的百公里燃油消耗量

折算成等速百公里燃油消耗量为34一、使用方面（一）行驶车速由发动机外特性曲线可知,汽车在接近于低速的中等车速时燃油消耗量最低，高速时随车速增加而迅速增加。这是因为在高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力增加很大而导致百公里油耗增加的缘故。第3节影响汽车燃油经济性的因素一、使用方面（一）行驶车速迅速增加。这是因为在高速行驶时，35（二）档位选择在同一道路条件与车速下,虽然发动机发出的功率相同，但档位愈低，后备功率愈大，发动机的负荷率愈低，燃油消耗率愈高，百公里燃油消耗量就愈大，而使用高档时的情况则相反。（三）挂车的应用（四）正确地保养与调整汽车的调整与保养会影响到发动机的性能与汽车行驶阻力,所以对百公里油耗有相当的影响。（二）档位选择36二、汽车结构方面汽车结构因素对提高燃油经济性的作用19851990减小整车尺寸35％30%采用轻材料15％20%提高发动机效率15％15％减小空气阻力10%10%改进传动系统10%10%减小滚动阻力5%5%其他10%10%合计100%100%二、汽车结构方面汽车结构因素对提高燃油经济性的作用19837第三章汽车动力装置参数的选定汽车动力装置参数：指发动机的功率、传动系的传动比。它们对汽车的动力性与燃油经济性有很大影响。基本内容：发动机功率的选择最小传动比的选择最大传动比的选择变速器挡数与各挡传动比的选择难点：利用燃油经济性——加速时间曲线确定动力装置参数第三章汽车动力装置参数的选定汽车动力装置参数：38第1节发动机功率的选择

若给出了期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于但不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和，即：

(1)

在实际工作中，利用汽车比功率是单位汽车总质量具有的发动机功率，比功率的常用单位为kW/t，可由下式求得汽车比功率为

第1节发动机功率的选择若给出了期望的39第2节最小传动比的选择

主减速比的选择1.最高车速uamaxi0=4.62时，阻力功率曲线正好与发动机功率曲线2交在其最大功率点上。若相当发动机最大功率时的车速称为up，则有uamax2=up2，此时uamax2=89km/h。第2节最小传动比的选择主减速比的选择402、在选定最小传动比时，要考虑到最高档行驶时汽车应有足够的动力性能，即应有足够的最高档动力因数D0max。最小传动比itmin即一般汽车的i0与D0max有如下关系最小传动比还受到驾驶性能的限制驾驶性能是包括平稳性在内的加速性，指动力装置的转矩响应、噪声和振动。由驾驶员通过主观评价来确定。2、在选定最小传动比时，要考虑到最高档行驶时41第3节最大传动比的选择

确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度或I档最大动力因数D1max，附着力以及汽车最低稳定车速。1、就普通汽车而言，传动系最大传动比itmax是变速器头档传动比ig1与主减速器传动比i0­的乘积。当i0已知时确定传动系最大传动比也就是确定变速器I档传动比。

ig1≥

第3节最大传动比的选择确定最大传动比时，要422、传动比后按下式验算附着条件求附着力Fψ时，可取附着系数Ψ=0.5~0.62、传动比后按下式验算附着条件43第4节传动系挡数与各挡传动比的选择1.考虑动力性档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速与爬坡能力。2.考虑燃油经济性档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低了油耗。3.考虑挡与挡之间的传动比比值比值过大会造成换挡困难。一般认为比值不宜大于1.7~~1.8。因此，如最大传动比与最小传动比之比值越大，挡位数也应越多。第4节传动系挡数与各挡传动比的选择44

实际上对于档位较少（5档以下）的变速器，各档传动比之间的比值并非正好相等，主要考虑到各档利用率差别很大的缘故。较高档位相邻两档间的传动比的间隔应小些，特别是最高档和次高档之间更小。即：实际上对于档位较少（5档以下）的变速器，各档传动比45第4章汽车的制动性汽车的制动性：是指人为地强制汽车在短距离内减速以至停车且维持行驶方向稳定性、下长坡时能维持一定车速和保证汽车较长时间停放在斜坡上的能力。汽车的制动性是评价汽车安全性能的主要指标。一、制动性能评价指标二、制动时车轮的受力分析三、汽车的制动效能及其恒定性四、制动时汽车的方向稳定性五、前后制动器制动力的比例关系第4章汽车的制动性汽车的制动性：是指人为地强制汽车在短距46制动性能主要是以下三个方面：①

制动效能：指在良好路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离，或制动时汽车的减速度。②

制动效能的恒定性：汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。抗热衰退性能：制动器温度升高后制动效能保持的程度。抗水衰退性能：汽车涉水行驶后制动时制动效能保持的程度。③制动时汽车的方向稳定性：制动时汽车按给定路径行驶的能力：跑偏、侧滑、失去转向能力第1节制动性能的评价指标制动性能主要是以下三个方面：①

制动效能：指在良好路面上，47第2节制动时车轮受力分析地面制动力Fxb、Fμ、Fψ的关系。第2节制动时车轮受力分析地面制动力Fxb、Fμ、Fψ的关系48纯滚动时： Vω=γ·ωS=0纯拖滑时：ω=0 S=100%边滑边滚： 0<S<100%纯滚动时： Vω=γ·ωS=0纯拖滑时：49有侧偏时制动力系数与滑移率的关系曲线侧向力系数垂直载荷侧向力有侧偏时制动力系数与滑移率的关系曲线侧向力系数垂直载荷侧向力503、影响附着系数ψ的因素：路面状况，轮胎结构及花纹，汽车速度等。（1）道路材料（2）路面状况干燥、潮湿；3、影响附着系数ψ的因素：（2）路面状况51（3）车速车速越高，附着系数越小。（4）载荷车速一定时，载荷越大，附着系数降低。（5）胎面花纹的磨损程度干燥路面：磨损越大，附着系数越大；潮湿路面：磨损越大，附着系数越小。（3）车速52（6）轮胎的种类和气压子午线轮胎附着系数>斜交线轮胎。（7）气候因素沥青路面：气温越高，附着系数越大；水泥路面：气温越高，附着系数越小。（6）轮胎的种类和气压53第3节汽车的制动效能及其恒定性汽车的制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力，评价制动效能的指标有制动减速度制动距离，制动力和制动时间。制动效能制动减速度ab制动距离s第3节汽车的制动效能及其恒定性汽车的制动效能是54

附着系数与路面结构，轮胎型式，花纹有关，乘客可以接受的制动减速度不大于1.5-2m/s2，对于可预见的停车，应尽量用滑行而不用制动。这样可以减少汽车行走系零件的损坏和降低耗油量。制动减速度反映了地面制动力，它与制动器的制动力及附着力有关。1.制动减速度

附着系数与路面结构，轮胎型式，花纹有关，乘客可以接55

制动距离是评价汽车制动性能最直观的参数，制动距离是指汽车以一定的初速度从驾驶员踩着制动踏板开始到汽车停住为止所驶过的距离。2.制动距离

制动距离是评价汽车制动性能最直观的参数，制动56(1)制动距离的分析汽车的制动过程(1)制动距离的分析汽车的制动过程57制动过程驾驶员行动反应制动器作用制动器持续制动放松制动器驾驶员反应时间0.3~1.0s制动器作用时间0.2~0.9s持续制动时间放松制动器时间0.2~1.0s制动过程驾驶员行动反应制动器作用制动器持续制动放松制动器驾驶58汽车的制动距离制动器起作用时间液压制动系真空助力制动系气压制动系汽车列车制动系<=0.1s<=0.3~0.9s<=2s<=0.3~0.9s<=0.4s汽车的制动距离制动器液压制动系真空助力制动系气压制动系汽车列59制动距离制动器起作用下的距离s2制动器持续作用下的距离s3S2的计算（制动器起作用阶段）(2)制动距离的计算制动距离制动器起作用下的距离s2制动器持续作用下的距离s3S60S3的计算（制动器持续作用阶段）ue~0（单位换算后）S3的计算（制动器持续作用阶段）ue~0（单位换算后）61(3)决定制动距离的主要因素：制动器起作用的时间；最大制动减速度（或制动器最大制动力）；制动时的车速。制动距离是全面的综合性的评价指标，比较直观，路试测量方便，试验重复性好。(3)决定制动距离的主要因素：制动器起作用的时间；最大623.制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要指制动器抗热衰退的能力。制动器热衰退是指制动器温度上升后，摩擦力矩将显著下降的现象。在有些复杂工况下（如下长坡、高速连续制动）制动器温度常在300℃以上，这时出现热衰退。3.制动效能的恒定性制动效能的恒定性主要指制动器抗热衰退的633EDD_汽车理论串讲课件64第4节制动时汽车的方向稳定性制动跑偏：制动时汽车自动向左或向右偏向行驶。制动侧滑：指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。前轮失去转向能力：指弯道制动时，汽车不再按原来弯道行驶而沿弯道切线方向驶出以及直线行驶制动时转动方向盘汽车仍按直线方向行驶的现象。第4节制动时汽车的方向稳定性制动跑偏：制动时汽车自动向左或65

制动跑偏的原因有两个：1)汽车左、右轮，特别是前轴左、右车轮制动器制动力不相等。2)制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调。1、汽车制动跑偏制动跑偏的原因有两个：1)汽车左、右轮，特别是前轴左、右车66引起左右轮制动力不等的原因：1)制动器的技术状况2)左右轮荷重不等，出现制动力差。引起左右轮制动力不等的原因：1)制动器的技术状况2)左右轮荷67第二原因:EQ140在试制过程中，在紧急制动时，总是向右跑偏，在车速30km/h时，最严重的跑偏距离为1.7m，分析原因主要是转向节上节臂处的球头销（C点）离前轴中心线太高，且钢板弹簧的刚度又太小造成的。第二原因:EQ140在试制过程中，在紧急制动68后来改进了设计，使C点下降，球头销位移是减少，转向节偏转也减少了，同时加强前钢板弹簧刚度，基本消除了跑偏现象。后来改进了设计，使C点下降，球头销位移是减少，转691)若只有前轮抱死或先抱死，处于稳定状态，但失去转向能力。2)后轮比前轮提前一定时间(0.5S以上)先抱死，发生侧滑。由试验结果得到：2、汽车侧滑与失去转向能力1)若只有前轮抱死或先抱死，处于稳定状态，但失去转向能力。270下面从受力分析前、后轮制动抱死情况：前轴侧滑受力图ABCFjuBuAOα下面从受力分析前、后轮制动抱死情况：前轴侧滑受力图ABCFj71后轴侧滑受力图ABCFjuBuAαO后轴侧滑受力图ABCFjuBuAαO72第5节前后制动器制动力的比例关系

分析前、后制动器制动力分配的比例。1、地面对前、后车轮的法向反作用力2、理想的前、后制动器制动力分配曲线3、制动力分配系数与同步附着系数4、汽车在各种路面上制动过程的分析第5节前后制动器制动力的比例关系731、地面对前、后车轮的法向反作用力图中忽略了滚动阻力偶矩，空气阻力以及旋转质量调速时的惯性力偶矩。其受力图为。1、地面对前、后车轮的法向反作用力图中忽略了滚动74

若在不同附着系数的路面上制动，其前、后轮都抱死，则：

若在不同附着系数的路面上制动，其前、后轮都抱死，752、理想的前、后制动器制动力分配曲线（1）函数法得出I曲线在任意附着系数ψ的平路上，前、后轮同时制动抱死的条件是：

a、前、后轮制动器制动力之和等于整车的附着力；b、前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力。2、理想的前、后制动器制动力分配曲线（1）函数法得出I曲线76将前、后轮的法向反作用力代入上式按此系数关系式作出的曲线，即为理想的前、后轮制动器动力分配曲线，简称I曲线。将前、后轮的法向反作用力代入上式按此系数关系式作出的77（2）用作图法可求出I曲线：按Fμ1+Fμ2=G，取不同的，作一组与坐标轴成45°的直线。（2）用作图法可求出I曲线：按Fμ1+Fμ2=G，取不同78只要给定了G、a、b、hg就可作出I曲线。

车轮抱死时：Fμ1=Fxb1=F1,Fμ2=Fxb2=Fψ1,

I曲线为前、后车轮同时抱死的F1和F2关系曲线。

只要给定了G、a、b、hg就可作出I曲线。

车轮抱死时：Fμ793、制动力分配系数与同步附着系数

目前许多汽车的前、后制动器动力之比为一固定常值，常用前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比来表明分配的比例。此比例称为制动器制动力分配系数以β表示。3、制动力分配系数与同步附着系数目前许多汽车的前、80

β线与I曲线（满载）交于B点，我们称交点处的附着系数ψo为同步附着系数。同步附着系数说明，前、后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在一种附着系数；即在同步附着系数路面上制动时才能使前、后轮同时抱死。同步附着系数的解析法：此时因前、后轴同时抱死，则：此式为同步附着系数与制动器制动力分配系数β的关系。o同步附着系数说明，前、后制动器制动力为固定比813EDD_汽车理论串讲课件824、汽车在各种路面上制动过程的分析利用I曲线和β线的配合，就可以分析汽车在各种路面上的制动情况，为便于分析前、后轮的情况，再介绍两组线。f线组：表示在各种值路面上只有前轮抱死时的前、后轮地面制动力的分配关系。γ线组：表示在各种值路面上只有后轮抱死时的前、后轴地面制动力的分配关系。4、汽车在各种路面上制动过程的分析利用I曲线和β线83(1)求f线组，当前轮抱死时此式为不同值路面上前轮抱死的前、后轮地面制动力关系式。(1)求f线组，当前轮抱死时此式为不同值路面上前84(2)求r线组，当后轮抱死时此式为不同值路面上后轮抱死的前、后轮地面制动力关系式。(2)求r线组，当后轮抱死时此式为不同值路面上后85由此得到f线组和r线组曲线：由此得到f线组和r线组曲线：86当>0时，设在=0.7b.当<0时，设在=0.3当>0时，b.当<0时，875、利用附着系数与制动效率最高制动减速度即将出现车轮抱死没有任何车轮抱死制动强度路面附着系数路面附着系数前后轮同时抱死充分的利用了附着条件5、利用附着系数与制动效率最高制动即将出现车轮抱死没有任何车88利用附着系数制动强度z时地面制动力法向反作用力利用附着系数制动强度z时地面制动力法向反作用力89（被）利用附着系数制动强度附着条件发挥充分制动力分配合理（被）利用附着系数制动强度附着条件制动力90利用附着系数总大于或等于制动强度利用附着系数与制动强度的关系曲线利用附着系数总大于或等于制动强度利用附着系数与制动强度的关系91制动效率与附着系数曲线制动效率与附着系数曲线92限压阀比例阀6、目前采用的制动调节装置

目前采用的制动调节装置有限压阀，比例阀、ABS。

（1）调节阀感载比例阀限压阀比例阀6、目前采用的制动调节装置

目前采用的93制动效率最大制动强度利用附着系数制动效率地面附着条件的利用程度制动力分配的合理性车轮不抱死时摩擦因数制动效率最大制动强度利用附着系数制动效率地面附着条件的制动力943EDD_汽车理论串讲课件95ABS的作用缩短制动距离改善制动过程的方向稳定性保持制动过程的操纵稳定性减轻驾驶员的紧张程度延长轮胎的使用寿命(2)ABS：ABS的作用缩短制动距离改善制动过程的方向稳定性保持制动过程96ABS提高操纵稳定性防止侧滑ASR/TCS防滑控制系统ABS提高操纵稳定性防止侧滑ASR/TCS防滑控制系统97滑移率与附着系数的关系滑移率与附着系数的关系98第五章汽车操纵稳定性汽车操纵稳定性汽车的主要性能之一第五章汽车操纵稳定性汽车操纵稳定性汽车的主要性能之一99a.汽车正确遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向的能力;操纵稳定性b.汽车抵抗企图改变行驶方向干扰、保持稳定行驶方向的能力。不能过分降低车速或造成驾驶员疲劳。第1节概述a.汽车正确遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向的能力100车辆坐标系和汽车主要运动形式车辆坐标系和汽车主要运动形式101轮胎坐标系第2节轮胎的侧偏特性轮胎坐标系第2节轮胎的侧偏特性102轮胎的侧偏现象轮胎的侧偏现象103在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系。这时，式中，k称为侧偏刚度（N/rad）。为曲线在=0处的斜率。按轮胎坐标系，侧偏力和侧偏角总是反号，故侧偏刚度总是负值。轮胎的侧偏特性在侧偏角<5时，侧偏力和侧偏角成线性关系。这104轮胎结构与侧偏特性的关系*垂直载荷的影响：垂直载荷增大，k增大。但垂直载荷太大k反而减小。*轮胎形式和结构参数的影响：a.子午线胎比斜交胎侧偏刚度高。b.扁平比（=轮胎高度H/宽度B）小的轮胎侧偏刚度大。c.胎压大，则侧偏刚度大，但胎压太大侧偏刚度基本不变。试验时，可能通过改变减少胎压改变稳态试验结果。轮胎结构与侧偏特性的关系*垂直载荷的影响：105路面对侧偏特性的影响路面干湿程度的影响

路面越湿，最大侧偏力越小。薄水层的影响

路面有薄水层时，轮胎可能会完全失去侧偏力，这称为“滑水”现象。路面对侧偏特性的影响路面干湿程度的影响106轮胎不对称受力产生的回正力矩轮胎不对称受力产生的回正力矩1073EDD_汽车理论串讲课件108有外倾角时的轮胎滚动有外倾角时的轮胎滚动109外倾侧向力与外倾角的关系

外倾侧向力

有外倾角时的轮胎侧偏特性外倾侧向力与外倾角的关系外倾侧向力有外倾角时的轮胎侧偏特110第3节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应汽车模型的简化*忽略转向系统的影响，直接以前轮转角为输入。*不考虑振动、侧倾、俯仰运动，认为汽车只作平行于地面的运动；*不考虑轮胎切向力、外倾角、空气阻力的影响；*忽略左右轮胎载荷变化引起的侧偏特性变化；*忽略轮胎回正力矩；*认为轮胎侧偏特性处于线性范围；*认为汽车沿x轴速度不变。第3节线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应汽车模型的111二自由度汽车模型二自由度汽车模型112汽车平面运动方程汽车平面运动方程113式中：k1，k2为前后轮胎侧偏刚度（已知）；

1，2为前后轮胎侧偏角(未知)；

a，b为汽车前后轴到质心的水平距离(已知)。汽车受到的y向外力和绕z轴的外力矩为式中：k1，k2为前后轮胎侧偏刚度（已知）；汽车受到的y向外114式中：k1，k2为前后轮胎侧偏刚度（已知）；

1，2为前后轮胎侧偏角(未知)；

a，b为汽车前后轴到质心的水平距离(已知)。式中：k1，k2为前后轮胎侧偏刚度（已知）；115式中：为前轮转角（已知）；

为前轮速度与x轴夹角(未知)。

又有式中：为前轮转角（已知）；又有116式中，v和r为待求的时间函数。

汽车平面运动方程为式中，v和r为待求的时间函数。汽车平面运动方程为117汽车稳态响应汽车稳态响应118汽车稳态横摆角速度增益曲线汽车稳态横摆角速度增益曲线119K=0时，汽车稳态响应为中性转向。这时，即转向半径，但这是在汽车无侧偏时的结果。理由见汽车理论P120。因此，中性转向汽车加速时，转向半径不变。汽车中性转向K=0时，汽车稳态响应为中性转向。这时，汽车中性转向1203EDD_汽车理论串讲课件121K>0称为不足转向。不足转向汽车加速时，和中性转向时比，根据稳态横摆角速度增益较小，即较小。但因R=，故不足转向汽车转向半径随车速增大而增大。汽车不足转向K>0称为不足转向。不足转向汽车加速时，和中性转向时比，根据122特征车速uch称为特征车速

K<0称为过多转向。过多转向汽车加速时，和中性转向相比，稳态横摆角速度增益较大，但R=，故转向半径随车速增大而减小。显然，当时，=。这时较小的前轮转角都会导致激转而翻车。为了保持良好的操纵稳定性，汽车都应当具有适度的不足转向。汽车过多转向特征车速uch称为特征车速K<0称为过多转向。过多转向汽车123三种稳态响应三种稳态响应124汽车质心位置的影响根据上式，质心靠后，a增大，b减小，K减小（k1，k2为负），故不足转向减小。影响稳态响应特性的因素:胎压的影响在一定范围内，胎压减小则侧偏刚度减小。根据上式，后轮胎压降低会导致K减小，使不足转向减小。前轮胎压降低会导致K增大，使不足转向增大。汽车质心位置的影响影响稳态响应特性的因素:胎压的影响125轮胎结构的影响子午线胎比斜交胎侧偏刚度高。扁平比（=轮胎高度H/宽度B）小的轮胎侧偏刚度大。前轮侧偏刚度增大，则不足转向减小。后轮侧偏刚度增大，则不足转向增加。影响稳态响应特性的因素:增加前悬架角刚度或减少后悬架角刚度，会增加汽车不足转向。悬架角刚度对稳态特性的影响轮胎结构的影响影响稳态响应特性的因素:悬架角刚度对稳态特性的126表征稳态响应的参数1、前后侧偏角绝对值之差故>0时，K>0不足转向<0时，K<0过多转向=0时，K=0中性转向表征稳态响应的参数1、前后侧偏角绝对值之差故>0时，K>0127当侧向加速度大于0.3-0.4g后，前后侧偏角之差和侧向加速度一般进入非线性区域。在大侧向加速度下，许多汽车稳态特性发生显著变化。当侧向加速度大于0.3-0.4g后，前后侧偏角之差和侧向加速1282、转向半径比若R>R0时，K>0不足转向若R=R0时，K=0中性转向若R<R0时，K<0过多转向2、转向半径比若R>R0时，K>0不足转向1293、静态贮备系数

3、静态贮备系数130

当a’=a时，汽车质心和cn重合，S.M.=0,,K=0当a’>a时，汽车质心在cn前，S.M.>0,,K>0当a<a’时，汽车质心在cn后，S.M.<0,,K<0当a’=a时，汽车质心和cn重合，S.M.=0,131瞬态响应

瞬态响应132表征瞬态响应的几个参数小轿车的固有频率f0(=0/2)在0.8-1.2Hz之间。固有频率高些较好。1、波动的固有频率0表征瞬态响应的几个参数小轿车的固有频率f0(=0/2)在1332、阻尼比小了超调量大，故大些较好。2、阻尼比小了超调量大，故大些较好。1343、反应时间反应时间指r第一次到达稳定值的时间。小些较好。3、反应时间反应时间指r第一次到达稳定值的时间。1354、达到第一峰值的时间达到第一峰值的时间小些较好。4、达到第一峰值的时间达到第一峰值的时间小些较好。136当稳定性因数K<0(过多转向)且车速瞬态响应的稳定条件是不稳定的。其它是稳定的。当稳定性因数K<0(过多转向)且车速瞬态响应的稳定条件是不稳137汽车的侧倾1）车厢侧倾轴车厢相对地面转动的瞬时轴线称为车厢侧倾轴。它与前后轴处的垂直断面的交点称为前、后侧倾中心。它由悬架导向机构决定，可由图解或实验求得。第4节汽车操纵稳定性和悬架的关系汽车的侧倾1）车厢侧倾轴车厢相对地面转动的瞬138单横臂独立悬架上车厢的侧倾中心单横臂独立悬架上车厢的侧倾中心139双横臂独立悬架上车厢的侧倾中心双横臂独立悬架上车厢的侧倾中心1402）悬架侧倾角刚度

悬架侧倾角刚度指车厢侧倾时单位转角下悬架系统给车厢的总弹性恢复力矩。式中

T--总弹性恢复力矩

r--车厢侧倾角2）悬架侧倾角刚度悬架侧倾角刚度指车厢侧倾1413）车厢侧倾角

车厢侧倾角指车厢绕侧倾轴的转角，它是影响汽车操纵稳定性的一个重要参数。它也影响乘员感觉，车厢侧倾角过大，乘员会很不舒适。过小则说明侧倾角过大，凸凹不平路面对汽车单边冲击很大，同时会影响驾驶员路感。3）车厢侧倾角车厢侧倾角指车厢绕侧倾轴的转角，它是142式中，Mr是侧倾力矩，K

r是悬架总的侧倾角刚度。侧倾力矩由下列三部分组成：1)悬挂质量离心力引起的侧倾力矩2)侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩3)独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩式中，Mr是侧倾力矩，Kr是悬架总的侧倾角刚度。143车厢侧倾角计算式中，Mr是侧倾力矩，K

r是悬架总的侧倾角刚度。车厢侧倾角计算式中，Mr是侧倾力矩，Kr是悬架总的侧144侧倾转向

车厢侧倾引起的车轮转向称为侧倾转向，或称轴转向。侧倾转向会增加或减少不足转向量。侧倾转向车厢侧倾引起的车轮转向称为侧倾转向，或145变形转向悬架导向装置变形引起的车轮转向称为变形转向。变形转向悬架导向装置变形引起的车轮转向称为变形转向。146第六章汽车平顺性路面汽车人第六章汽车平顺性路面汽车人147平顺性的评价标准评价标准

ISO2631-1:1997(E)《人体承受全身振动评价——第一部分：一般要求》GB/T4970-1996《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》所考虑的振动ISO2631-1规定，舒适性评价时，考虑座椅支承处的3个线振动和3个角振动，靠背和脚支承处各3个线振动，共12个轴向振动。健康影响评价时，仅考虑座椅支承处的3个线振动xs、ys、zs。第一节人体对振动的反应和平顺性的评价第六章汽车平顺性平顺性的评价标准评价标准 第一节人体对振动的反应和平顺性的148第二节路面不平度的统计特征路面不平度的功率谱密度1.x(t)功率谱密度Gx(f)的意义Gx(f)表示x(t)的平均功率E[x2(t)]在频率域的分布。2.路面不平度q(I)的功率谱密度Gq(n)的意义Gq(n)表示.路面不平度q2(I)的平均值E[q2(I)]的空间频率分布。第二节路面不平度的统计特征路面不平度的功率谱密度1.x(1493.路面不平度的功率谱密度式中

n—空间频率，m-1

n0—0.1m-1

Gq(n0)—路面不平度系数(m2/m-1)

w—频率指数，一般取为23.路面不平度的功率谱密度式中150第三节

汽车振动系统的简化、单质量系统振动第三节汽车振动系统的简化、单质量系统振动151汽车振动模型1）总质量保持不变

m2f+m2r+m2c=m22）质心位置不变

m2fa-m2rb=03）转动惯量不变得到：汽车振动模型1）总质量保持不变得到：152从而得汽车单质量振动系统模型：当悬挂质量分配系数：有m2c=0从而得汽车单质量振动系统模型：当悬挂质量分配系数：有m2c=153汽车单自由度振动方程（1）令2n=C/m2，20=K/m2，齐次方程变为汽车单自由度振动方程（1）令2n=C/m2，20=K/1540称为系统固有圆频率，定义阻尼比方程的解为0称为系统固有圆频率，定义阻尼比155单自由度自由振动衰减曲线单自由度自由振动衰减曲线156汽车单质量系统频响函数令代入上式，得汽车单质量系统频响函数令代入上式，得1573EDD_汽车理论串讲课件158汽车单质量系统幅频特性上式模（幅频特性）为（1）在0<0.75的低频段，既不减振也不增振。阻尼比影响不大。（2）在0.75<的共振段，出现峰值，阻尼比大时峰值低。增振。（3）在>=的高频段，=时=1。>时，<1。减振。阻尼比较小时衰减更多。汽车单质量系统幅频特性上式模（幅频特性）为（1）159双轴汽车平顺性模型双轴汽车平顺性模型160平顺性分析的振动响应量有3种：1、车身振动加速度2、悬架动挠度（涉及限位行程、悬架击穿）3、车轮与路面间的动载荷平顺性分析的振动响应量平顺性分析的振动响应量有3种：平顺性分析的振动响应量161车身加速度功率谱密度函数车身加速度功率谱密度函数用于：a.了解振动加速度功率频谱的分布。b.求加速度均方根值或加权均方根值评价汽车平顺性。车身加速度功率谱密度函数车身加速度功率谱密度函数用于：162当=1时，前式变为

（共振峰值）

显然固有频率越低，峰值越低。此外，低频段阻尼比越大，越小。高频段阻尼比越大，越大。二者效果相反，须折衷。当=1时，前式变为（共振峰值）显然固有频率越低，峰值越163车轮与路面间相对动载荷幅频特性对单质量系统它与簧载荷重量G的比值称为相对动载荷这和车身振动加速度基本一样，只差一常数g。故可用同样公式求均方根值（标准差），求离地概率。车轮与路面间相对动载荷幅频特性对单质量系统它与簧载荷重量G164悬架弹簧动挠度的幅频特性悬架弹簧动挠度复振幅为，故频响函数把频响函数代入上式，得幅频特性为

悬架弹簧动挠度的幅频特性悬架弹簧动挠度复振幅为1653EDD_汽车理论串讲课件1661、固有频率越低，车身振动加速度均方根值越低，平顺性越好。但固有频率太低，会导致汽车载荷变化时车身高度变化过大、悬架“击穿”和乘员晕车；2、汽车悬架阻尼比不能过大或过小，有一最佳值，在0.2和0.4之间。平顺性和固有频率、阻尼比的关系1、固有频率越低，车身振动加速度均方根值越低，平顺性越好。但167第四节车身与车轮双质量系统的振动第四节车身与车轮双质量系统的振动1683EDD_汽车理论串讲课件1693EDD_汽车理论串讲课件1703EDD_汽车理论串讲课件1713EDD_汽车理论串讲课件1723EDD_汽车理论串讲课件1733EDD_汽车理论串讲课件1743EDD_汽车理论串讲课件1753EDD_汽车理论串讲课件1763EDD_汽车理论串讲课件177第五节双轴汽车的振动第五节双轴汽车的振动178第六节“人体-座椅”系统的振动第六节“人体-座椅”系统的振动179

汽车的通过性（越野性）：是指汽车在一定装载质量下能以足够高的平均速度通过各种坏路、无路地带（松软的土壤、沙漠、雪地、沼泽等），坎坷不平地段和克服各种障碍（陡坡、侧坡、台阶、壕沟等）的能力。第七章汽车的通过性汽车的通过性（越野性）：是指汽车在一定装载质量180汽车的通过性支承通过性几何通过性支承通过性：以足够高的车速通过坏路和无路地带的能力几何通过性：以足够高的车速通过各种障碍的能力汽车的通过性支承通过性几何通过性支承通过性：以足够高的车速通181第一节

汽车通过性的评价指标

一、汽车支承通过性评价指标1、挂钩牵引力Fd挂钩牵引力Fd等于驱动力Ft取与滚动阻力的合力ΣFf之差：Fd=Ft–ΣFf挂钩牵引力Fd用来评价汽车加速，上坡及牵引拖车的能力。第一节汽车通过性的评价指标

一、汽车支承182

2、牵引系数TC牵引系数TC等于挂钩牵引力Fd对汽车总重力G之比，即：牵引系数是用来评价不同总重力的越野汽车的牵引性能。

在一定的土壤条件下，若Tc<0，汽车不能通过。若TC>0汽车能通过。2、牵引系数TC牵引系数是用来评价不同总重力的越野汽车的183

3、牵引效率TE牵引效率TE等于车轮上输出功率与输入功率之比值：TE值是反映车轮轮胎性能的无周次量，TE值越大，车轮的输出功率越大。

TE是对汽车的功力性和经济的总评价。3、牵引效率TETE值是反映车轮轮胎性能184

4、燃料利用指数Ef燃料利用指数Ef是单位燃料消耗量所输出的有用功Ef是越野汽车在松软路面上行驶时燃料经济性的评价指标。在滑转率较低时，燃料利用率较高，随着滑转率增加，消耗于滑转阻力的燃料增多，输出功减少，Ef很快下降。

4、燃料利用指数EfEf是越野汽车在松软路面上行驶时燃185汽车通过性几何参数：与是隙失效有关的汽车整车几何尺寸。这些参数包括最小离地间隙h，纵向通过角β、接近角r1、离去角r2、最小转弯直径dmin。最小离地间隙h纵向通过角接近角1离去角2最小转弯半径dmin转弯通道圆二、汽车通过性几何参数汽车通过性几何参数：与是隙失效有关的汽车整车几何尺寸。这些参186汽车通过性几何参数汽车通过性几何参数1871、轮胎气压在松软路面上行驶，降低胎压可使轮胎接地面积增加，减少滚动阻力，提高附着系数。2、轮胎花纹轮胎花纹宽而深可提高松软路面的附着系数，但滑行噪声增大。影响通过性的使用因素1、轮胎气压影响通过性的使用因素1883、拱形轮胎超低压拱形轮胎在专用越野车上得到广泛应用，其断面宽度比普通轮胎大2-3倍。拱形轮胎车辆在沙漠、雪地、沼泽等具有良好的通过性，但在硬路面上行驶会过早磨损。4、驾驶方法通过沙漠、雪地、泥沼地时应用低档，尽量保持直线行驶。有差速锁时将其锁住，驶离滑转区后再脱开，以免转向困难。3、拱形轮胎1891、前、后轮距等轮距、单胎布置、增多驱动轴数有利于提高通过性。2、轴荷分配使前轮单位压力比后轮小20%-30%，可减少松软路上的阻力。3、最低稳定车速车速低，土壤抗剪切能力较强，可提高附着系数。因此应用低速通过困难地段。可用增大传动比降低最低稳定车速。影响通过性的结构因素1、前、后轮距影响通过性的结构因素1904、差速锁差速锁可使两侧车轮按各自附着力分配驱动力，可按各自附着力分配驱动力矩，可大大提高汽车通过性。5、涉水能力解决汽车电器的水密封问题。4、差速锁191第二节松软地面的物理性质土壤剪切力与剪切变形的关系第二节松软地面的物理性质土壤剪切力与剪切变形的关系192第三节车辆的挂钩牵引力车辆的土壤推力FX与土壤阻力Fr之差，称为挂钩牵引力。即Fd=FX-Fr它表示土壤的强度储备，用来使车辆加速、上坡、克服道路不平的阻力或牵引其它车辆。第三节车辆的挂钩牵引力车辆的土壤推力FX与土壤阻力Fr之193一、顶起失效的障碍条件第四节间隙失效的障碍条件汽车顶起失效的障碍条件：与顶起失效有关的参数：纵向通过半径、横向通过半径、最小离地间隙。一、顶起失效的障碍条件第四节间隙失效的障碍条件汽车顶起失194二、顶触头失效的障碍条件汽车触头失效的障碍条件：与触头失效有关的参数：接近角、离去角。二、顶触头失效的障碍条件汽车触头失效的障碍条件：与触头失效有195一、4x2汽车第五节汽车越过台阶和壕沟的能力前轮（从动轮）：后轮（驱动轮）：一、4x2汽车第五节汽车越过台阶和壕沟的能力前轮（从动轮196二、4x4汽车二、4x4汽车197三、汽车越过壕沟的能力ld为壕沟宽。三、汽车越过壕沟的能力ld为壕沟宽。198演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！199汽车理论

Theoryofautomobile

（串讲）武汉理工大学汽车工程学院2006年10月乔维高汽车理论

Theoryofautomobil200绪论汽车主要使用性能动力性powerperformance燃油经济性operatingfueleconomy制动性brakingcharacteristics操纵稳定性handlingandstability行驶平顺性rideperformance行驶通过性off-roadperformance绪论汽车主要使用性能动力性powerper201第一章汽车动力性汽车的动力性：汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。基本概念：

动力性的评价指标汽车的驱动力与各种行驶阻力汽车行驶的驱动—附着条件重点内容：

驱动力-行驶阻力平衡图

分析汽车动力性的方法动力特性图

（图解法）功率平衡图第一章汽车动力性汽车的动力性：202第1节汽车动力性指标1.最高车速uamax在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度（km/h）。2.加速时间t表示汽车的加速能力。常用：原地起步加速时间超车加速时间3.最大爬坡度imax汽车的上坡能力。以1档满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度表示。是极限爬坡能力。第1节汽车动力性指标1.最高车速uamax203第2节汽车的驱动力与行驶阻力

根据沿行驶方向作用于汽车的各种外力，可以计算汽车的最高车速、加速度、最大爬坡度。由力平衡关系得：Ft=ΣFFt—驱动力；ΣF—行驶阻力之和汽车行驶方程第2节汽车的驱动力与行驶阻力根据沿204一、驱动力

1.定义

发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。

2.表达式

Ft=Tt/rr—车轮半径驱动轮转矩Tt与发动机转矩Ttq的关系为：故：一、驱动力1.定义2.表达式2053、汽车的驱动力图发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。3、汽车的驱动力图206二、汽车的行驶阻力汽车行驶时的各种阻力：滚动阻力——以符号Ff表示；空气阻力——以符号Fw表示；坡度阻力——以符号Fi表示；加速阻力——以符号Fj表示；因此汽车行驶的总阻力为：∑F=Ff+Fw+Fi+Fj

二、汽车的行驶阻力汽车行驶时的各种阻力：207（一）滚动阻力

可见滚动阻力系数是车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比，即单位汽车重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驱动轮：FX2=Ft－Ff（一）滚动阻力可见滚动阻力系数是208可见滚动阻力系数是车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比，即单位汽车重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驱动轮：由驱动轮的力矩平衡得FX2r=Tt－Tf故FX2=Ft－Ff滚动阻力系数由试验确定。滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。可见滚动阻力系数是车轮在一定条件下209（二）空气阻力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。空气阻力分为压力阻力（一般轿车占91％）与摩擦阻力（9％）两部分。压力阻力又分为四部分：形状阻力（58％）、干扰阻力（14％）、内循环阻力（12％）和诱导阻力（7％）。空气阻力:

（二）空气阻力210（三）坡度阻力当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力表现为汽车坡度阻力Fi，Fi=Gsinα其中，G—作用于汽车上的重力（N），G=mg，m为汽车质量（kg），g为重力加速度。一般路面上坡度较小，此时Fi=Gsinα≈Gtgα

=Gi由于坡度阻力与滚动阻力均属于与道路有关的阻力，且均与汽车重力成正比，故可把这两种阻力合在一起称作道路阻力，以Fψ表示，即Fψ=Ff+Fi=fGcosα+Gsinα，当α不大时，cosα≈1，sinα≈i，Fψ=Gf+Gi=G(f+i)，令f+i=ψ，ψ称为道路阻力系数Fψ=Gψ。（三）坡度阻力211(四)加速阻力汽车的质量分为平移的质量和旋转的质量两部分。把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力，并以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车质量换算系数，因而汽车加速时的阻力:δ——汽车旋转质量换算系数，（δ>1）；m——汽车质量，单位为kg；——行驶加速度。(四)加速阻力212第3节汽车驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图一、汽车行驶方程式根据上面逐项分析的汽车行驶阻力，可以得到汽车的行驶方程式为：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj或：为清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系，一般是将汽车行驶方程式用图解法来进行分析。即在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力也算出并画上，作出汽车驱动力-行驶阻力平衡图，并以此来确定汽车的动力性。第3节汽车驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图一、汽车行213汽车驱动力-行驶阻力平衡图表征不同车速时驱动力和行驶阻力之间的关系。特征点：最高车速，仅有滚动阻力和空气阻力。小于最高车速时，汽车可用剩余驱动力加速或爬坡。需等速行驶时，发动机可工作在部分负荷特性。汽车驱动力-行驶阻力平衡图214

1.汽车加速能力的评价在水平良好路面上行驶时能产生的加速度：不易测量。加速时间：用直接档行驶时，由最低稳定速度加速到一定距离或80%umax所需时间。汽车加速度：再利用汽车驱动力-行驶阻力平衡图可计算出各档节气门全开时的加速度曲线。高档位时的加速度要小些。由加速度图可求得从某一车速u1加速至另一较高车速u2所需的时间。1.汽车加速能力的评价汽车加215

因：dt=du/a，故