发动机原理与汽车理论 第7章 汽车的动力性

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1、第七章（2）.ppt汽车的动力性第七章第七章汽车的动力性第一节动力性的评价指标第二节汽车的驱动力第三节汽车的行驶阻力第四节汽车的行驶条件第五节汽车动力性指标的确定方法第六节提高汽车动力性的措施汽车动力性定义：汽车在良好水平路面上直线行驶时所能达到的平均行驶速度。第一节汽车的动力性指标一、汽车的最高车速二、汽车的加速能力三、汽车的爬坡能力汽车的最高车速vmax最高车速是指在良好的水平路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。轿车：vmax=130～200km/h；客车：vmax=90～130km/h；货车：vmax=80～110km/h。在使用中，将加速

2、踏板踩到底，变速器挂入最高档位。汽车的加速能力加速能力可用汽车以最大加速强度加速行驶时的加速度、加速时间或加速行程来表示。在实际中评价汽车的加速能力最常用的指标是加速时间。分类：Ⅰ.原地起步加速时间：由低档（I或II档）起步，以最大的加速强度（包括选择恰当的换档时机）逐步换至最高档位后达到某一预定距离或车速所需的时间。一般用0→400m或0→100km/h的时间表示原地起步加速能力。Ⅱ.超车加速时间:用最高档或次高档由某一较低车速全力加速到某一高速所需的时间。有时也采用加速过程曲线表示加速能力。汽车的爬坡能力汽车的爬坡能力：用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡

3、度（Ⅰ档的最大爬坡度）表示。不同的车辆对爬坡能力的要求：轿车:最高车速大，加速时间短，经常在较好的道路上行驶，一般不强调它的爬坡能力。货车:在各种道路上行驶，要求它具备足够的爬坡能力。一般30％即16.7º；越野车：在坏路或无路条件下行驶。60％或31º。为了维持道路上各种车辆能畅通行驶，要求各种车辆在常见的坡道上行驶速度相差不能太悬殊，所以，也可用汽车在常遇的坡道上必须达到的车速来表明汽车的爬坡能力。第二节汽车的驱动力一、汽车的驱动力二、传动系的传动效率三、车轮的半径四、汽车的驱动力图汽车的驱动力传动系的传动效率传动系的功率损失包括变速器、传动轴万向节、主

4、减速器等部件产生的功率损失。其中变速器和主减速器产生的功率损失所占的比例最大。传动系功率损失的分类：机械损失功率：与啮合齿轮对数、传递的扭矩有关。液力损失功率：搅动和磨擦。它与润滑油品质、温度、油面高度、转速等有关。传动系各部件的传动效率：见表7-1。车轮的半径自由半径r0：车轮处于无载荷时的半径。静力半径rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。rs与法向载荷和胎压有关。动力半径rg：驱动车轮除承受法向载荷外，还承受扭矩作用，轮胎产生径向变形和切向变形。这时车轮中心至轮胎与道路接触面切向反力之间的距离。滚动半径rr：子午线轮胎F=3.05斜交轮

5、胎F=2.99应用：rs用于动力学分析；rr用于运动学分析；一般分析不计差别：rs≈rr≈r汽车的驱动力图定义：在各个档位上，汽车的驱动力与车速之间的函数关系曲线。若已知发动机外特性曲线、传动系的传动比、传动效率、车轮半径等参数时，就可作出汽车驱动力图。作图步骤（1）建立坐标系；（2）确定汽车传动系的传动比、传动效率ηT和车轮半径r；（3）在发动机外特性曲线上任取一点B，确定这一点的转速nB和对应的有效扭矩MeB；（4）根据驱动力计算公式分别求出发动机扭矩为MeB时，汽车以不同档位行驶时的驱动力FtⅠB、FtⅡB、…（5）计算转速为nB时，汽车以不同档位行驶

6、时的车速vaⅠB、vaⅡB、…外特性曲线nBMeB第三节汽车的行驶阻力∑F=Ff+Fw+Fi+Fj一、滚动阻力Ff二、空气阻力Fw三、坡度阻力Fi四、加速阻力Fj滚动阻力滚动阻力是指车轮在路面上滚动时，由于轮胎与路面之间的相互作用而引起的能量损失。1．轮胎的变形分析:车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生相互作用力，轮胎和支承路面发生相应的变形。当弹性轮胎在混凝土、沥青等硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的。如图7-3。这种损失称为弹性物质的迟滞损失。滚动阻力轮胎的弹性迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力矩（Mf=Fza）。如图7-4所示。aFz滚动阻力2.从动

7、轮在硬路面上滚动时的受力情况：如图7-5所示。欲使从动轮等速滚动，在车轮中心施加一个推力Fp1。f-滚动阻力系数。需要说明的是，在分析汽车行驶阻力时，不必具体考虑轮胎滚动时所受到的滚动阻力矩，只要知道滚动阻力系数求出滚动阻力就可以（它只是一个数值，无法在真正的受力图上表现出来）。Ff=Wf滚动阻力3.驱动轮在硬路面上等速滚动时的受力情况：如图7-6所示。在驱动轮也作用有滚动阻力偶矩Mf2。结论：真正驱动汽车行驶的力是地面切向反力Fx2，它在数值上等于驱动力Ft减去滚动阻力Ff。滚动阻力系数1)影响因素：与路面的种类、车速以及轮胎的结构、材料、胎压等有关。同一

8、轮胎在不同的路面上的滚动阻力系数见表7-2。2)滚动