汽车的动力性

汽车的动力性2015.10.22第一节汽车的动力性指标一.何为汽车的动力性？

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。汽车的动力性指标一.汽车的动力性指标：

1.汽车的最高车速umax2.汽车的加速时间t3.汽车的最大爬坡度imax

1.最高车速：汽车在水平良好的路面（混凝土或沥青）上达到的最高行驶车速2.加速时间：分为原地起步加速时间与超车加速时间原地起步加速时间：汽车由Ⅰ档或Ⅱ档起步，并以最大的加速度逐步换至最高档后某一预定的距离或车速所需时间。超车加速时间：用最高档或次高档由某一较低车速权利加速至某一高速所需时间3.最大爬坡度：满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度第二节汽车的驱动力与行驶阻力驱动力：发动机的转矩经传动系传至驱动轮上得到的行驶阻力：滚动阻力、空气阻力、加速阻力、坡度阻力TtF0Ftrua一、驱动力Ft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。TtF0FtruaTt—驱动力矩；Ttq

—发动机转矩；一、驱动力Ftig—变速器传动比；i0—主减速器传动比；ηT—传动系的机械效率。

驱动力和车速都与发动机特性有直接关系，可以通过发动机特性曲线找出驱动力与车速之间的关系。发动机uaFt

计算驱动力是为了确定汽车的动力性指标，也即要找出驱动力和车速的关系。发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。节气门开启程度的不同外特性曲线部分负荷特性曲线思考计算汽车动力性指标时，需要用什么特性曲线？1.发动机的转速特性滚动阻力Ff二、汽车的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？空气阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj汽车行驶总阻力思考软路面上硬路面上产生滚动阻力的主要原因轮胎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？轮胎的迟滞损失：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损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。1.滚动阻力Ff思考ua加载变形区卸载变形区思考

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？1）从动轮受力分析FZdFZd’f—滚动阻力系数令即路面作用于驱动轮的切向力FX2比Ft要小。2）驱动轮受力分析

ua高

f

大货车f=0.0076+0.000056ua

3）影响Ff的因素轿车（1）车速ua（1）压力阻力（占91％）(2)摩擦阻力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。

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。

压力阻力：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力2.空气阻力FWCD

—空气阻力系数；

A

—迎风面积；ur

—相对速度；ρ

—空气密度。（3）空气阻力FW的计算低CD值的轿车车身应遵循下列要点1.车身前部发动机盖应向前下倾2.整车整个车身应向前倾斜1°~2°3.汽车后部最好采用舱背式或直背式4.车身底部5.发动机冷却进风系统汽车重力沿坡道的分力。3.坡度阻力Fi道路阻力滚动阻力和坡度阻力之和。一般道路

较小，

≈1，

≈i令f+i=ψ

，ψ为道路阻力系数平移质量的惯性力

旋转质量的惯性力偶矩汽车加速行驶时，克服其质量加速运动时的惯性力。δ—旋转质量换算系数IW—车轮转动惯量；If—飞轮转动惯量。4.加速阻力三、汽车行驶方程式在驱动力图的基础上，画出Ff+FW=f(ua)就是驱动力行驶阻力平衡图。一、驱动力—行驶阻力平衡图FfFf+FWFfFf+FWuamax最高车速行驶时Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw发动机以部分负荷工作即可思考当Ff+FW与Ft5没有交点时，如何确定最高车速？此时对应的发动机工况如何？1.确定uamaxD—动力因数。汽车在个当下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图二、动力特性图第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率1.地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力Fφ

Fz--地面作用在车轮上的法向反力φ--附着系数,与地面和轮胎都有关后轮驱动时，附着条件是附着条件：地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮的附着力。2.附着条件令后轮驱动汽车的附着条件也可以表达为C

2—后轮驱动汽车驱动轮的附着率；3.附着率由附着条件可得前轮驱动时，附着条件是令C

1—前轮驱动汽车驱动轮的附着率；前轮驱动汽车的附着条件也可以表达为附着率越小或路面附着系数越大，附着条件越容易满足。路面附着系数低时车轮会出现滑转二、汽车的附着力与地面法向反作用力

汽车在加速上坡时，附着条件不易满足。以下将在此工况下，分析路面作用在车轮上的法向力FZ和切向力FX。主要与质心位置及坡度角有关。（1）静态轴荷的法向反作用力（2）动态分量思考：汽车加速前进时，前后轮的垂直载荷发生什么变化？CLf－前空气升力系数；CLr－后空气升力系数。（3）空气升力（4）滚动阻力偶矩产生的部分此项较小，可以忽略不计忽略旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩之后四、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。1.加速、上坡行驶时的附着率1）后轮驱动汽车令忽略空气阻力和滚动阻力q—包含加速阻力在内的等效坡度。为加速上坡行驶时要求的地面附着系数。当在一定附着系数的路面上行驶时，汽车能通过的最大等效坡度为q。将代入2）前轮驱动汽车当汽车由后轮驱动时同理可得，当汽车由前轮驱动时思考：如果a=b，哪种驱动方式的等效坡度更大？驱动方式或车型Ψ前轮驱动0后轮驱动1Audi0.5BMW325i0