汽车的行驶原理（课堂PPT）

汽车概述§2轿车的整体结构§3汽车的行驶原理§1轿车的一般分类1汽车的行驶原理2驱动力Ft：地面对车轮施加的一个与驱动轮向地面施加的力数值相等、方向相反的反作用力。其大小决定于发动机和传动系统输送给驱动轮的驱动转矩和地面附着力。“梅赛德斯-奔驰”E3503汽车的驱动力(N)式中——车轮的滚动半径。

------力矩汽车行驶基本原理图Ft=F0

驱动轮与地面接触处向地面施加一个力F0

，其数值为Mi

与车轮半径r之比。4汽车行驶的基本原理汽车行驶必须具备两个基本的行驶条件：驱动条件和附着条件。1．驱动条件

汽车必须具有足够的驱动力，以克服各种行驶阻力。这些阻力主要包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。汽车在水平路面上等速行驶时，会受到来自地面的滚动阻力Ff和来自空气的空气阻力Fw；当汽车在坡道上上坡行驶时，还必须克服重力沿坡道的分力坡度阻力Fi；而当汽车加速行驶时需要克服加速阻力Fj。所以，汽车在行驶过程中须克服的总阻力为：∑F=Ff+Fw+Fi+Fj5

F0

=Mt

／rFt=F0

ΣF=Ff+Fw+Fi+

Fj滚动空气坡道加速ΣFFt6滚动阻力Ff

由车轮滚动时轮胎与路面发生变形而产生的。

Ff

=Wt•f

式中

Ff

——滚动阻力（N）

Wt——车轮载荷（N）

f——滚动阻力系数。

滚动阻力系数与轮胎结构、轮胎气压、车速和路面性质等有关。7空气阻力Fw

汽车行驶时受到空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。它由空气阻力由压力阻力与摩擦阻力两部分组成。

压力阻力是空气作用在汽车外表面上的法向压力的合力在行驶方向的分力。

摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的摩擦作用的阻力。

影响空气阻力的因素主要有汽车形状、迎风面积和车速。在汽车行驶的速度范围内，空气阻力与车速的平方成正比，当车速很高时，空气阻力是行驶阻力的主要部分。8空气阻力Fw9风阻系数：描述Fw大小，轿车为0.28～0.4。

空气阻力正面阻力：板块顶风；摩擦阻力：空气与车身，高速可略；外型阻力：高速时，主要部分。

风洞试验人造均匀气流。奔驰公司，其风扇直径就达8.5m，电动机4000kW，空气流速达270km／h。建造一个耗资数亿美元，甚至10多亿美元，而且每做一次汽车风洞试验的费用也是相当大的。目前世界上的实车风洞还不多，主要集中在日、美、德、法、意等国的大汽车公司。V＞200km/h时，Fw几乎占ΣF的85%。风阻系数每降低10％，燃油节省7％左右。10坡道阻力Fi：汽车上坡时其重力沿坡道上的分力。其大小决定于坡道的坡度和汽车总质量。Fi=Gsinα

式中

G——汽车重力，G＝mg（N）α——坡度角11坡道阻力Fi：我们需要明白“上坡的角度”与“坡度”完全是两个概念。下图可以看出，按照公共设施的设计规律，高速公路的上坡角度一般设计在3度以内。汽车车库的出口大约是8度。20度就已经是一般轿车的爬坡能力极限。30度则是楼梯的倾斜设计极限。坡道角度百分比11.7/10023.5/10035.2/10047.0/10058.7/1001018/1001527/1002036/1002547/1003058/1003570/1004084/10045100/10012坡道阻力Fi坡道角度百分比11.7/10023.5/10035.2/10047.0/10058.7/1001018/1001527/1002036/1002547/1003058/1003570/1004084/10045100/10013坡道阻力Fi14坡道阻力Fi：Fi=Gsinα

式中

G——汽车重力，G＝mg（N）α——坡度角汽车一般能轻松爬上15%的坡度，普通轿车极限能爬上20°陡坡，最好的6×6军用越野车可爬60%（31°)的坡。货车在各种地区的各种道路上行驶，所以必须具有足够的爬坡能力，

一般max在30%即16.7°左右

在城市里最常见的大坡是地下停车场的坡，10%--15%高级不大于10度,一级不大于15度,二级不大于25度,三级不大于30度,四级不大于35度.大于35度的路就不是等级公路

15加速阻力Fj

汽车加速行驶时，需要克服汽车质量加速运动时的惯性力，这就是加速阻力。汽车的质量越大，加速阻力越大。16加速阻力Fj17汽车正常情况下的状态：当Ft＝∑F时，剩余驱动力为0，汽车将匀速行驶；当Ft>∑F时，汽车将加速行驶；当Ft<∑F时，汽车将减速直至停车。驱动力与总阻力的关系ΣFFt18VΣFFt行驶时总阻力与驱动力的关系驱动力和总阻力的关系行驶状态Ft>

ΣF加速Ft=ΣF匀速Ft<ΣF减速、停止19附着条件

附着力Fφ：由附着作用所决定的阻碍车轮滑动的力的最大值（地面对轮胎的切向反作用力的极限值）。附着力与车轮所承受垂直于地面的法向力G（称为附着重力）和附着系数成正比。

φ-附着系数：附着力与驱动轮的法向反作用力之比。其值与轮胎的结构和气压、路面的结构和状况等有关；

G-附着重力：汽车总重力分配到驱动轮上的那部分。

附着条件：

Ft≤Fφ汽车行驶的充分必要条件Fφ≥Ft≥ΣF20驱动力大动力性强驱动力大足够的附着力（切向力）动力性强满足轮胎与地面的附着条件驱动力附着力21汽车附着力影响因素：（1）附着系数（2）驱动轮的法向反作用力汽车的附着力地面附着系数法向反作用力行驶车速车轮的运动状况汽车的总体布置行驶的状况车身的形状道路的坡度路面的种类和状况22附着条件附着力F：地面对轮胎切向反作用力的极限值

F=G

G---驱动轮方向反作用力

---附着系数

驱动力与附着力驱动力与附着力的关系汽车状态Ft≤F=G汽车正常行驶Ft>F=G汽车车轮打滑23汽车行驶充分必要条件ΣF≤Ft≤F返回24作业一、填空题1、汽车的驱动力是由

产生的。2、汽车的坡道阻力是汽车上坡时其

沿坡道上的

。3、坡道阻力的大小决定于坡道的

和汽车

。4、总阻力的公式为

。5、当Ft=∑F时，汽车

行驶；当Ft＞∑F时，汽车

行驶；当Ft＜∑F时，汽车

行驶或

。6、附着力与车轮所承受垂直于地面的

和

成

比。7、滚动阻力系数与

、

和

等有关。8、影响空气阻力的因素主要有汽车的

、迎风

和

。车速越快空气阻力就越

。9、坡度越大坡道阻力就越

。

10、加速阻力与汽车的

和

有关11、汽车行驶的充分必要条件：

。25作业一、填空题1、汽车的驱动力是由

发动机

产生的。2、汽车的坡道阻力是汽车上坡时其

重力

沿坡道上的

分力

。3、坡道阻力的大小决定于坡道的

坡度

和汽车

总质量

。4、总阻力的公式为

ΣF=Ff+Fw+Fi+

Fj

。5、当Ft=∑F时，汽车

均匀

行驶；当Ft＞∑F时，汽车

加速

行驶；当Ft＜∑F时，汽车

减速

行驶或

停止

。6、附着力与车轮所承受垂直于地面的附着重力（法向力）和附着系数成正比。7、滚动阻力系数与轮胎、车速和路面性质等有关。8、影响空气阻力的因素主要有汽车形状、迎风面积和车速。车速越快空气阻力就越

大。9、坡度越大坡道阻力就越

大

。

10、加速阻力与汽车的质量和加速度有关。11、汽车行驶的充分必要条件：Fφ≥Ft≥ΣF26希腊字母常用指代意义及其汉字注音序号大写小写英语音标注音英文汉字注音常用指代意义1Αα/'ælfə/alpha阿尔法角度，系数，角加速度，第一个2Ββ/'bi:tə/或/'beɪtə/beta贝塔磁通系数，角度，系数3Γγ/'gæmə/gamma伽玛电导系数，角度，比热容比4Δδ/'deltə/delta得尔塔变化量，化学反应中的加热，屈光度，一元二次方程中的判别式5Εε/'epsɪlɒn/epsilon埃普西龙对数之基数，介电常数6Ζζ/'zi:tə/zeta泽塔系数，方位角，阻抗，相对黏度7Ηη/'i:tə/eta伊塔迟滞系数，效率8Θθ/'θi:tə/theta西塔温度，角度9Ιι/aɪ'əʊtə/iota埃欧塔微小，一点10Κκ/'kæpə/kappa堪帕介质常数，绝热指数11∧λ/'læmdə/lambda兰姆达波长，体积，导热系数12Μμ/mju:/mu谬/穆磁导系数，微，动摩擦系（因）数，流体动力黏度13Νν/nju:/nu拗/奴磁阻系数，流体运动粘度,光子频率，化学计量数14Ξξ希腊/ksi/英美/ˈzaɪ/或/ˈsaɪ/xi可西/赛随机变量，（小）区间内的一个未知特定值15Οο/əuˈmaikrən/或/ˈɑmɪˌkrɑn/omicron欧(阿~)米可荣高阶无穷小函数16∏π/paɪ/pi派圆周率，π(n)表示不大于n的质数个数17Ρρ/rəʊ/rho柔/若电阻系数，柱坐标和极坐标中的极径，密度18∑σ/'sɪɡmə/sigma西格玛总和，表面密度，跨导，正应力19Ττ/tɔ:/或/taʊ/tau套