汽车驱动力和行驶阻力

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1、1.2汽车驱动力和行驶阻力汽车动力传递路线：发动机→离合器→变速器→副变速器→传动轴→主减速器→差速器→半轴→轮边减速器→车轮问题1、汽车的动力传递路线？图1-2汽车驱动力TractiveForce部分负荷特性：节气门部分开启时，转矩或功率等与转速的关系外特性曲线：节气门(油门)全开时，转矩或功率等与转速的关系发动机的速度特性图1-3汽油发动机外特性BrakingTorqueBrakingHorsepower发动机过渡工况的速度特性在过渡工况，功率和转矩下降约5%～6%。外特性使用或制作方法表格法（辅助插值）曲线族方

2、法数学模型法n1n2n3…………nnPe1Pe2Pe3…………PenTt1Tt2Tt3…………Ttnbe1be2be3…………ben外特性及负荷特性数学描述图1-4汽油发动机外特性及部分负荷特性外特性曲线：通常是在试验台上未带水泵、发电机等条件下测得。使用外特性曲线：即带有全部附件时的负荷特性，通常汽油机较外特性小15％左右，而柴油机小10％左右。外特性与使用外特性图1-6发动机外特性和使用外特性传动系机械效率ηT主要损失部件★变速器和主减速器(含差速器)主要损失形式★液力损失和机械摩擦损失。液力损失：如搅动和磨擦。

3、它与润滑油品种、温度、转速、油面高度等有关。机械损失：齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失传动系机械效率的确定通常，传动系机械效率是在专门的试验台上测得的，下图为某变速器在四档（直接档）、五档（超速档）工作时的传动效率。问题：为什么四档的效率较五档大？同一档位转矩增加时，润滑油损失减小，效率高；转速低时，搅油损失小，传动效率高。1-1200r/min,2-1600r/min3-1900r/min,4-2200r/min汽车传动系总成机械效率4～6档变速器ηT=0.966～8档变速器ηT=0.95传动轴ηT=0.98主

4、减速器ηT=0.96(单级)ηT=0.92(双级)汽车传动系机械效率轿车ηT=0.90~0.92商用车ηT=0.82~0.85越野车ηT=0.80~0.85典型的传动系效率值某汽车变速器的机械效率车轮半径r自由半径r静力半径rs滚动半径rr=S/(2πn)S—滚动距离，n—滚动圈数欧洲车轮委员会rr=F×d/(2π)其中:子午线轮胎F=3.05斜交轮胎F=2.99动力学分析时，用静力半径；运动学分析时，用滚动半径。常不计它们的差别，而认为：rr=rs=r定义：用Ft-ua曲线图来全面地描述汽车的驱动力。若已知外特性曲

5、线、传动系传动比、传动系机械效率就可以计算驱动力。汽车的驱动力图汽车行驶阻力滚动阻力Ff:轮胎内部摩擦产生的迟滞损失。这种迟滞损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶。图1-9轮胎径向变形曲线图1－11从动轮滚动阻力系数轮胎内部摩擦产生迟滞损失，这种损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶。滚动阻力系数车轮在一定条件下，滚动所需要推力Fp1与负荷W1之比，即单位重力的推力：滚动阻力系数阻力偶用滚动阻力描述滚动阻力无法在受力图上画出，它是一个数值，在受力图上它是切向反力。在实际计算时，可不必考虑阻力偶，而用滚动阻力替代图1－12驱动轮受力

6、图真正驱动车轮前进的力是地面切向反力Fx2。数值上等于汽车驱动力Ft与滚动阻力Ff之差。驱动力与地面纵向（切向）力滚动阻力系数的试验确定法牵引法、滑行法和转鼓法1.速度ua对f的影响对f的影响因素2.轮胎的结构、材料、帘线对f的影响也很大。子午线轮胎f小，天然橡胶f低。f的经验公式一、车轮滚动阻力FRFg—轮胎滚动阻力；Fs—路面阻力；FQ—轮胎侧偏引起的阻力。1.轮胎滚动阻力Fg1)弹簧轮模型——通常以弹簧轮模型解释轮胎变形产生阻力（变形、与地面摩擦）的原因。在硬路面上，变形阻力是轮胎滚动阻力的主要组成。(a)弹性

7、车轮在硬路面上的滚动一、车轮滚动阻力FR弹性物质的迟滞损失(b)迟滞损失造成的反力合力中心前移2）轮胎滚动阻力各成分构成比例随车速的变化关系一、车轮滚动阻力FR变形阻力占90~95%，摩擦阻力占2~10%，轮胎空气阻力所占比例很小。轮胎滚动阻力在144km/h（40m/s）以上时增加较快，162km/h(45m/s)以上增加更快，180km/h(50m/s)达到某一临界车速时急剧增加，轮胎发生驻波现象，轮胎周缘不再是圆形而呈现明显的波浪形。出现驻波后，不但滚动阻力显著增加，轮胎的温度也很快增加到100度以上，胎面与轮

8、胎帘布层脱落，几分钟内就会出现爆破现象，对高速行驶的车辆极为危险。一、车轮滚动阻力FR3）轮胎滚动阻力系数fg的定义单位轮荷的轮胎滚动阻力来定义无因次的滚动阻力系数fgFg——轮胎滚动阻力Z——轮胎载荷,可用FZ表示一、车轮滚动阻力FR即根据力矩平衡式：从而：一、车轮滚动阻力FR4）轮胎滚动阻力同车轮上的力及力矩的关系结论：滚动阻力与偏心距和轮