汽车的动力性

2/6/20231汽车理论

AutomobileTheory

邬忠萍

成都工业学院2/6/20232/231课程介绍课程的目的汽车如何描述汽车的性能？如何分析汽车的性能？2/6/20233/231课程介绍课程的内容汽车的动力性汽车的燃油经济性汽车动力装置参数的选定汽车的制动性汽车的操纵稳定性汽车的平顺性汽车的通过性2/6/20234/231课程介绍教材及参考文献2/6/20235/231课程介绍教材及参考文献2/6/20236/231课程介绍教材及参考文献2/6/20237/231课程介绍教材及参考文献2/6/20238/231课程介绍教材及参考文献2/6/20239/231课程介绍教材及参考文献2/6/202310/231课程介绍教材及参考文献2/6/202311/231第一章汽车的动力性第一节汽车的动力性指标第二节汽车的驱动力与行驶阻力第三节汽车的驱动力与行驶阻力平衡图第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率第五节汽车的功率平衡第六节装有液力变矩器汽车的动力性2/6/202312/231第一讲第一节汽车的动力性指标第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202313/231第一章汽车的动力性2/6/202314/231第一章汽车的动力性汽车的动力性良好的路面直线行驶平均行驶速度运输效率等最基本的性能纵向受力行驶方程式动力性评价指标2/6/202315/231第一节汽车的动力性指标汽车动力性指标的要素汽车能爬上的最大坡度汽车的最高车速汽车的加速时间2/6/202316/231第一节汽车的动力性指标寻血猎犬（1609.3km/h）20112/6/202317/231第一节汽车的动力性指标超音速推进号（1223km/h）19972/6/202318/231第一节汽车的动力性指标2/6/202319/231第一节汽车的动力性指标2/6/202320/231第一节汽车的动力性指标根据数据显示，一辆F1方程式赛车的最高时速可以达到370公里/小时，而一架波音747起飞的时速也不过是280至300公里/小时。迄今为止F1赛车在赛道上所达到的最高速度为375km/h，是2004年在意大利蒙扎赛道的纪录。从起步加速到100km/h仅需2秒多的时间。

2/6/202321/231第一节汽车的动力性指标晴隆“24道拐”是抗战时期著名的“史迪威公路”的经典路段。全长约4km，从山脚到山顶的直线距离达350m，垂直高度266m，坡度约60o。

2/6/202322/231第一节汽车的动力性指标2/6/202323/231第一节汽车的动力性指标2/6/202324/231第一节汽车的动力性指标2/6/202325/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车的动力性汽车行驶方向的运动状态汽车的纵向外力驱动力与行驶阻力汽车的行驶方程式2/6/202326/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车动力传动过程2/6/202327/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力发动机变速器/减速器等传动系驱动轮驱动力行驶阻力滚动阻力坡度阻力加速阻力空气阻力2/6/202328/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力一、汽车的驱动力2/6/202329/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202330/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力输入功率×机械效率＝输出功率2/6/202331/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力发动机的转速特性发动机的外特性曲线发动机的使用外特性曲线发动机的部分特性曲线2/6/202332/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力发动机特性曲线2/6/202333/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202334/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力kwN·mr/min2/6/202335/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力典型汽车发动机外特性曲线2/6/202336/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力近似的发动机转矩多项式描述2/6/202337/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力“发动机性能曲线”图中能看出什么？发动机性能曲线

通过发动机性能曲线，可以明白相应发动机的转数、输出功率和扭矩。发动机的转数是指发动机在单位时间（分钟）内的旋转圈数，一般用rpm表示单位。右图为发动机性能曲线图，图中的横轴上标有转数值，右边的纵轴上标有扭矩值，左侧纵轴上标有输出功率值。图中的红色曲线，表示发动机在特定转速下的相应输出功率，它基本呈直线延伸的状态；蓝色曲线表示发动机在特定转速下的相应扭矩值，它的变化比较平缓。

输出功率和扭矩发动机的输出功率和扭矩，在产品说明书中一般以KW和Nm来表示。最大功率是指发动机所能够产生的最大动力输出，把它与转速结合起来表示。比如：68kW/6000rpm。功率是指发动机工作的效率，用其产生的扭矩乘以相应的转数而计算出来。转数越高意味着输出功率越大，但转速过高时通常会出现回落。扭矩是表示发动机所输出的旋转力量，它的表现方式与功率相同，用具体数字与转速一起表示。比如：××Nm/3200rpm。扭矩影响着汽车起动、加速的性能以及牵引能力、爬坡性能和经济性。2/6/202338/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力传动系的机械效率等速行驶工况功率输入Pin功率输出PT传动系变速器、减速器等2/6/202339/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力传动系的功率损失机械损失液力损失摩擦润滑油齿轮传动副之间轴承摩擦。。。润滑油的搅动润滑油与零件之间的表面摩擦。。。2/6/202340/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力传动系效率的检测0.90~0.92轿车0.82~0.85货车与客车2/6/202341/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力车轮的半径rrsrrWW自由半径静力半径滚动半径2/6/202342/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力滚动半径的理论计算滚动半径的近似计算一般近似欧洲轮胎与轮辋技术协会（ETRTO）德国橡胶企业协会2/6/202343/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车的驱动力图发动机外特性曲线Pe，Ttq~n传动系的传动比ig，i0传动效率ηT车轮半径r汽车行驶速度ua发动机转速

n2/6/202344/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力货车的驱动力图2/6/202345/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力二、汽车的行驶阻力2/6/202346/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力滚动阻力轮胎/路面接触轮胎变形载荷迟滞损失阻力偶2/6/202347/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力WhOCADEFδ加载卸载WCWD拖距a滚动阻力偶矩迟滞现象分析Wdd’nn’aFz2/6/202348/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202349/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202350/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力从动轮滚动时的受力情况Wnn’aWnn’a2/6/202351/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力等速行驶2/6/202352/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力驱动轮滚动时的受力情况nn’ann’aWW2/6/202353/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力推荐使用的滚动阻力系数2/6/202354/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202355/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力影响滚动阻力系数的主要因素路面的种类车速轮胎的构造轮胎的充气压力轮胎的材料驱动力系数驱动力与径向载荷之比2/6/202356/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202357/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202358/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202359/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力转弯时的滚动阻力2/6/202360/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力空气阻力汽车行驶空气作用空气阻力压力阻力（法向力）摩擦阻力（切向力）形状阻力内循环阻力诱导阻力干挠阻力形状阻力58%干挠阻力14%内循环阻力12%诱导阻力7%摩擦阻力9%2/6/202361/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力空气阻力2/6/202362/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202363/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202364/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202365/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202366/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202367/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202368/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力空气阻力的计算2/6/202369/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力CD与车身的关系69重视人体工程学，内部空间大，乘坐舒适空气阻力大，妨碍了汽车前进的速度。越呈流线型汽车的正面阻力和后面涡流越小乘员活动空间狭小对横风的不稳定性汽车车室置于两轴之间解决了对横风不稳定的问题车的尾部过长，为阶梯状，高速行驶时会产生较强的空气涡流，影响了车速的提高后窗倾斜大，面积大，降低了车身强度汽车高速行驶时易产生很大的升力，使汽车地面附着力减小，使汽车行驶稳定性和操纵稳定性降低车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直，这种造型能有效地克服升力楔型对于目前的高速汽车，已接近理想造型2/6/202370/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力Cd年款车型注释

0.1371986福特ProbeV概念车

0.191996通用EV1电动车

0.251999本田Insight混合动力车

0.252000雷克萨斯LS430

0.252000奥迪A2"3升

0.261989欧宝Calibra2.0i基本型

0.262000奔驰C180

0.271996奔驰E230

0.271997大众帕萨特

0.271997雷克萨斯LS400

0.271998宝马318i

0.272000奔驰C级Cd（风阻系数）世界记录2/6/202371/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力减少气动阻力系数的措施光顺车身表面的曲线形状，消除或延迟空气附面层剥离和涡流的产生。调整迎面和背面的倾斜角度，使车头、前窗、后窗等造型的倾斜角度有效地减少阻力、升力的产生。减少凸起物，形成平滑表面，如门手柄改为凹式结构，刮水器改为内藏式，车身侧面窗玻璃与与窗框齐平，玻璃表面和车身整体表面平滑。设计空气动力附件、整理和引导气流流向，如设前阻流板、后扰流板或气流导向槽等。2/6/202372/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力遵循的基本原则：车身前部整车汽车后部车身底部发动机冷却进风系统2/6/202373/231发动机盖应向前下倾1）车身前部第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202374/231面与面交接处的棱角应为圆柱状第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202375/231过渡不理想面与面交接处的棱角应为圆柱状第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202376/231风窗玻璃应尽可能“躺平”，且与车顶圆滑过渡。第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202377/231越野车很难做到风窗玻璃应尽可能“躺平”，且与车顶圆滑过渡。第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202378/231尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202379/231上掀式前照灯第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202380/231在保险杠下面，应安装合适的扰流板。第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202381/231车轮盖应与轮胎相平第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202382/231整个车身应向前倾1°～2°2）整车第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202383/231水平投影应为腰鼓形第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202384/231后端稍稍收缩，前端呈半圆形。第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202385/231最好采用舱背式或直背式3）汽车后部第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202386/231应安装后扰流板第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202387/231当车速超过120km/h，尾翼会自动升高160mm，为车身增加30％的下压力；在车速低于80km/h，尾翼又会自动降低。应安装后扰流板第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202388/231应安装后扰流板第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202389/231应安装后扰流板第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202390/231应安装后扰流板第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202391/231若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些。第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202392/231后面应采用鸭尾式结构第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202393/231后面应采用鸭尾式结构第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202394/231所有零件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑的盖板盖住底部。4）车身底部第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202395/231底部比较凌乱第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202396/231底部比较凌乱第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202397/231仔细选择进风口与出风口的位置，精心设计内部风道。5）发动机冷却通风系统第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202398/231冷却前制动器冷却前制动器冷却发动机和制动器冷却后制动器和润滑系统第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/202399/231冷却发动机和前制动器冷却后制动器为发动机提供充足的空气第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/2023100/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力导流板2/6/2023101/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/2023102/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力坡度阻力汽车上坡行驶汽车重力沿坡道的分力坡度阻力shhgFiGα2/6/2023103/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力坡度与坡度角的关系2/6/2023104/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力道路阻力坡度阻力滚动阻力道路阻力系数2/6/2023105/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力加速阻力汽车加速行驶克服加速运动的惯性力加速阻力汽车质量平移质量旋转质量平移惯性力惯性力偶矩汽车加速行驶汽车旋转质量换算系数

2/6/2023106/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力2/6/2023107/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车旋转质量换算系数功率方程汽车动能汽车旋转质量换算系数2/6/2023108/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力发动机功率外力的功率摩擦阻力的功率2/6/2023109/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力发动机转速车轮转速传动系2/6/2023110/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力转动惯量2/6/2023111/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力加速时飞轮的转矩传动系输入转矩2/6/2023112/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力半轴施加于驱动轮的转矩2/6/2023113/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力摩擦阻力转矩摩擦阻力转矩换算到车轮周缘的摩擦阻力2/6/2023114/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车的动能功率方程2/6/2023115/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力整理上式得加速阻力为2/6/2023116/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车旋转质量换算系数固定传动比变速器的加速阻力为2/6/2023117/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车旋转质量换算系数汽车的加速阻力2/6/2023118/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力轿车旋转质量与传动比的关系2/6/2023119/231第二节汽车的驱动力与行驶阻力三、汽车的行驶方程式2/6/2023120/231第三节汽车的驱动力与行驶阻力平衡图2/6/2023121/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图一、驱动力－行驶阻力平衡图有固定传动比的汽车行驶方程式2/6/2023122/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图行驶方程式汽车的基本参数汽车的动力性能最高车速加速能力爬坡能力2/6/2023123/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图汽车驱动力—行驶阻力平衡图FfFf+FW在一档时，驱动力大，而滚动阻力和空气阻力都很小，那么驱动力与行驶阻力是怎样平衡的？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？2/6/2023124/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图最高车速的确定驱动力FtFf+FwFi=0Fj=02/6/2023125/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图uamax=205km/h奥迪A4轿车驱动力—行驶阻力平衡图2/6/2023126/231加速时间的确定最低稳定车速一定的距离（0～400m）一定的速度（80％umax）加速时间第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图回顾：两个加速时间，都是从低速提升到高速……2/6/2023127/231加速时间的确定第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图回顾：两个加速时间，都是从低速提升到高速……（1）原地起步加速时间：汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至最高挡后到某一预定的车速或距离所需的时间。（2）超车加速时间：用最高档或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。2/6/2023128/231汽车的加速度曲线（a~ua）第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023129/231汽车的加速度曲线（a~ua）第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023130/231汽车的加速度倒数曲线（1/a~ua）第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023131/231汽车的加速度倒数曲线（1/a~ua）第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023132/231加速时间的积分方法1/a~ua曲线加速时间矩形积分第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023133/231最佳换挡时机的确定第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023134/231BJ130汽车的加速时间曲线第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图直接挡加速Ⅱ挡原地起步换挡加速所用时间较短2/6/2023135/231爬坡能力的确定驱动力Ft空气阻力Fw滚动阻力Ff爬坡能力第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图——2/6/2023136/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023137/231典型的汽车爬坡度—车速曲线（i~ua）第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023138/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图简要总结汽车行驶方程式以最高车速行驶时，没有Fi和Fj，Ft与（Ff+Fw）平衡；全力加速时，没有Fi，Ft与（Ff+Fw）之差反应加速度；全力爬坡时，没有Fj，Ft与（Ff+Fw）之差反应爬坡度。只要车辆运动，就会有驱动力Ft、滚动阻力Ff和空气阻力Fw。驱动力-行驶阻力平衡图表达的就是这个关系。2/6/2023139/231二、汽车的动力特性图动力因数第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图2/6/2023140/231汽车的动力特性图（D~ua）Ft~uaD~ua第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图思考：动力因数能否反映汽车动力性的好坏？已知哪些参数可做出动力特性图？2/6/2023141/231典型的汽车的动力特性图（D~ua）第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图fuamax2/6/2023142/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图fuamax1）计算最高车速2/6/2023143/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图由动力特性曲线，即可做出各挡的爬坡度图。Ⅰ挡工作时，爬坡度较大，此时以imax＝D1max－f计算的误差也较大，可以用下式计算2）计算爬坡度2/6/2023144/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图3）计算加速时间计算加速度的倒数，并做出加速度倒数曲线，图解积分即可计算加速时间。做出加速度曲线2/6/2023145/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图汽车的动力特性图（D~ua）最高车速的确定最大爬坡度的确定阻力曲线加速时间的确定精确2/6/2023146/231第三节汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图由动力特性图确定动力性指标总结已知动力因数以最高车速行驶时，没有坡度和加速度，D与f平衡；全力加速时，没有坡度，D与f之差反应加速度；全力爬坡时，没有加速度，D与f之差反应爬坡度。和“驱动力-行驶阻力平衡图”的思想一样：，且可见，即2/6/2023147/231第三讲第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023148/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023149/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023150/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率一、汽车行驶的附着条件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2/6/2023151/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率地面对轮胎切向的反作用力极限值附着力附着力大小的计算轮胎与路面间的附着系数2/6/2023152/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率汽车行驶的附着条件对于驱动轮驱动力附着力附着率由发动机决定由路面与轮胎决定2/6/2023153/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率令后轮驱动汽车的附着条件也可以表达为—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—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是完成规定工况对路面提出的最低要求，其大小取决于“规定工况”，与实际路面条件无关。2/6/2023154/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率3.附着率什么路面条件下，附着条件不易满足？湿滑路面、冰雪路面、沙地等。当路面有积雪时，起步用高挡好还是用低挡好？用高挡轻踩加速踏板起步较好。汽车在什么工况下工作，附着条件会不易满足？起步急加速。解释为什么？2/6/2023155/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率

，越野车能否爬上100％的坡道？越野汽车爬坡时即只有附着系数大于1时，才有可能爬上100%的坡道。思考2/6/2023156/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率二、汽车的附着力与地面的反作用力汽车的附着力地面附着系数法向反作用力路面的种类和状况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2/6/2023157/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率二、汽车的附着力与地面的反作用力路面条件附着系数干沥青路面0.7～0.8湿沥青路面0.5～0.6干燥的碎石路0.6～0.7干土路0.5～0.6湿土路0.2～0.4滚压后的雪路0.2～0.3常见路面的平均附着系数为什么汽车在湿土路上容易出现打滑现象？思考2/6/2023158/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率思考光面胎和带花纹的轮胎在干燥硬路面上的附着系数有何不同？轮胎花纹起什么作用？胎面与的关系？2/6/2023159/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023160/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率F1方程式赛车在不同天气条件下

使用的不同胎面花纹的轮胎2/6/2023161/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023162/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023163/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023164/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率汽车附着力对于驱动轮驱动力附着力2/6/2023165/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率汽车加速上坡时的受力图αhgabLuadu/dtFZ1FZ2Tf1Tf2Tjw2FZw1FZw2GsinaGcosaTjeFX1FX2mdu/dtTjw12/6/2023166/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率整理后得对后轮与路面的接触中心取矩静态轴荷动态分量空气升力滚动阻力偶2/6/2023167/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率对前轮与路面的接触中心取矩整理后得静态轴荷动态分量空气升力滚动阻力偶2/6/2023168/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率前、后轮法向反力的构成静态轴荷空气升力动态分量滚动阻力偶法向反作用力2/6/2023169/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率FZd1FZd2加速时后驱车容易满足附着条件跑车大多采用后轮驱动思考：加速时，前驱车还是后驱车容易满足附着条件？保时捷911双座跑车采用后置式发动机后轮驱动。2/6/2023170/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率典型轿车前、后升力系数的比较2/6/2023171/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023172/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023173/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023174/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023175/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2/6/2023176/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率简化的前、后轮的法向反力忽略旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩之后2/6/2023177/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力作用在驱动轮上的切向作用力汽车行驶工况的受力图2/6/2023178/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率αTf1Tf2Tjw2WBsinaWBcosaFX1mBdu/dtFWWBcosab’/L-Tt’/La’Lb’WBcosaa’/L+Tt’/LTt’Fp2Fp1Fp1WBcosab’/L-Tt’/LWBcosaa’/L+Tt’/LFp2Tjw1Tt’FZ1FZ2GW1sinaGW2sinam1du/dtm2du/dtTf1Tf2FX2FZ1FZ2前轮驱动汽车加速上坡时的受力图GW2cosaGW1cosaFX2FX12/6/2023179/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率从动轮受力分析在X方向对中心取矩忽略2/6/2023180/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率车身受力分析在X方向2/6/2023181/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率驱动轮受力分析在X方向与Fj区别2/6/2023182/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率后轮驱动汽车作用在驱动轮上的切向作用力2/6/2023183/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率思考：要想使发动机转矩得到充分发挥，又满足附着条件，最理想的驱动方式是什么？高级轿车自重大，Ff大；车速高，车体大，FW大；发动机排量大，Ft大。思考：什么车型适合用四轮驱动？超级跑车车速高，FW大；发动机排量大，Ft大。越野车道路条件差，附着系数小。重型货车自重大，Ff大，道路条件差，附着系数小。2/6/2023184/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率四、附着率附着率直线行驶充分发挥驱动力要求的最低附着系数汽车的行驶工况2/6/2023185/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率附着率附着率的计算地面切向反作用力地面法向反作用力具体的工况考虑？2/6/2023186/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率加速上坡行驶时的附着率（后轮驱动）后驱动轮的附着率忽略滚动阻力和空气阻力所需的2/6/2023187/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率等效坡度如果所需的与实际能提供的相等，则能决定。。。2/6/2023188/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率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？2/6/2023189/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率不同驱动形式汽车的等效坡度与地面附着系数曲线（q~φ）2/6/2023190/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率四轮驱动2/6/2023191/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率附着率与汽车速度曲线（Cφ2~ua）2/6/2023192/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率高速行驶时的附着率后驱动轮的附着率忽略坡度阻力和加速阻力所需的2/6/2023193/231第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率地面反力与车速的关系曲线（FX2,FZ2~ua）附着率与车速的关系曲线（Cφ2~ua）所需要的所提供的所需要的2/6/2023194/231第四讲第五节汽车的功率平衡第六节装有液力变矩器汽车的动力性2/6/2023195/231第五节汽车的功率平衡汽车行驶状态驱动力行驶阻力行驶阻力功率发动机功率2/6/2023196/231第五节汽车的功率平衡发动机功率行驶阻力功率滚动阻力功率Pf空气阻力功率Pw坡度阻力功率Pi加速阻力功率Pj2/6/2023197/231第五节汽车的功率平衡f随车速ua的增大，Pf的增加更快Pw是车速ua的三次函数2/6/2023198/231第五节汽车的功率平衡汽车功率平衡图发动机功率Pe阻力功率(Pf+Pw)/ηT车速ua发动机外特性曲线（Pe~n）ua=0.377nr/igi02/6/2023199/231第五节汽车的功率平衡汽车的功率平衡图低速设计2/6/2023200/231第五节汽车的功率平衡汽车的后备功率一定的速度等速行驶阻力功率(Pf+Pw)/ηT发动机功率P’e节气门某一开度后备功率节气门全开2/6/2023201/231第五节汽车的功率平衡汽车的后备功率图（P’~ua）2/6/2023202/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性变速器ig分级式变速器无级式变速器液力变矩器2/6/2023203/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性发动机的外特性比较2/6/2023204/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性功率平衡图活塞式内燃机的后备功率较小，如果不匹配变速器，所能产生的驱动力也很小。2/6/2023205/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性驱动力－行驶阻力平衡图活塞式蒸汽机活塞式内燃机等功率发动机2/6/2023206/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性活塞式内燃机优点缺点改进措施分级式变速器无级式变速器体积小重量轻价格便宜燃料供应方便后备功率小等功率发动机的性能ig=0.377npr/i0ua传动效率非常高2/6/2023207/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性活塞式内燃机＋变速器的汽车与等功率汽车性能比较2/6/2023208/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性无级式变速器液力变矩器动液传动三挡或四挡AMT转矩变化范围小改善汽车的性能2/6/2023209/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性液力变矩器简图2/6/2023210/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性2/6/2023211/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性2/6/2023212/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性液力变矩器的特性－无因次特性无因次特性变矩比K效率ηλp~i特性泵轮转矩系数涡轮输出转矩泵轮输入转矩速比2/6/2023213/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性液力变矩器的特性－无因次特性2/6/2023214/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性变矩比K效率η泵轮转矩系数λp变矩器台架试验TpTTnpnT2/6/2023215/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性液力变矩器的透过性泵轮转矩系数λp速比iλp不随i变化λp随i变化非透过性透过性泵轮载荷变化情况与涡轮载荷的关系2/6/2023216/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性液力变矩器的非透过性曲线2/6/2023217/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性非透过性变矩器发动机的转速曲线的交点阻力变化汽车的运动状态变化发动机的转速不变汽车的运动状态变化涡轮转矩变化涡轮轴的转速改变负载泵轮转速非透过性2/6/2023218/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性液力变矩器的透过性曲线透过性液力变矩器扩展了发动机运转的转速范围和相应的转矩范围2/6/2023219/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性透过性变矩器发动机的转速曲线的交点阻力变化汽车的运动状态变化发动机的转速改变汽车的运动状态变化涡轮转矩变化涡轮轴的转速改变负载泵轮转速透过性2/6/2023220/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性透过度p涡轮不动时，泵轮的转矩和转矩系数K=1时，泵轮的转矩和转矩系数非透过性透过性p=1~1.2p>1.22/6/2023221/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性液力变矩器的输出特性发动机外特性曲线Ttq~n涡轮输出功率TT涡轮输出转速nT液力变矩器的输出特性汽车的动力性2/6/2023222/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性非透过性液力变矩器的输出特性透过性液力变矩器的输出特性2/6/2023223/231第六节装有液力变矩器汽车的动力性非透过性液力变矩器与透过性液力变矩器的比较P33主要从其效率方面入手2/6/202