纵向动力学性能分析.ppt

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1、汽车系统动力学马天飞第五章纵向动力学性能分析1第一节动力的需求与供应车辆对动力的需求车辆行驶阻力车辆行驶阻力包括车轮滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力（平动分量和转动分量）。加速阻力转动分量汽车系统动力学马天飞2等效转动惯量等效转动惯量必须考虑所有传动部件的转动惯量，包括所有车轮。等效的原则是保持动能一致。汽车系统动力学马天飞车辆对动力的需求3旋转质量换算系数定义由车辆参数描述的旋转质量换算系数mv是整车整备质量车辆的总加速阻力mc是装载质量若i大于2，表明用来加速旋转质量的动力需求高于平动加速。（表5-

2、1）戴姆勒-奔驰1632K：1档10.12；2档3.18；……8档1.08汽车系统动力学马天飞车辆对动力的需求4车辆行驶阻力曲线车辆总行驶阻力反映了不同驱动工况下车辆所需的驱动力矩，也称动力需求特性曲线。对于高速行驶的乘用车，空气阻力起主导作用。除空气阻力外，其它阻力分量均与车重成正比。汽车系统动力学马天飞车辆对动力的需求5车辆的动力供应驱动力定义为地面作用于驱动轮胎接地印迹内纵向作用力的的合力。车辆沿前进方向的动力供求平衡方程汽车系统动力学马天飞6第二节动力性概述车辆动力性由加速能力、爬坡能力和最高车速来衡量

3、。驱动力平衡图根据发动机外特性曲线计算得到。表示某工况的动力供求关系。PNmax为汽车能产生的最大功率特性曲线。汽车系统动力学马天飞7驱动功率平衡图将某车速下的驱动力和行驶阻力值与车速相乘得到的传递至轮毂的功率PH行驶时需克服的功率PDem即功率供应和功率需求汽车系统动力学马天飞概述8后备驱动力Fx,ex车辆行驶时实际需要的驱动力FDem与车辆所能提供的最大驱动力Fx的差值。汽车系统动力学马天飞爬坡能力9爬坡能力假设车辆匀速行驶，全部后备驱动力都用于克服坡度阻力，可以得到特定档位车速下的最大爬坡角汽车系统动力学

4、马天飞10加速能力车辆加速能力用可达到的最大加速度来表示。车辆要想达到最大加速度，后备驱动力需全部用来克服加速阻力若不考虑旋转质量的影响，i=1，加速能力曲线与后备驱动力曲线一致。重型货车低速档i较大，对加速能力的影响也很大。汽车系统动力学马天飞11后备功率汽车系统动力学马天飞12传动系统设计方案的影响在设计传动系统时，必须校核每个档位的加速能力和爬坡能力。不同坡度下的驱动力（功率）平衡图一档能爬上40%的坡度汽车系统动力学马天飞13换档策略为实现车辆的最大加速能力，换档的最佳时机应为发动机达到最高转速；相

5、邻高档能够提供比当前档位更高的加速度。各档后备驱动力曲线的交点即代表了相邻两档间的最佳换档时机。汽车系统动力学马天飞传动系统设计方案的影响14下长坡时的行驶稳定性分析由于坡度阻力与汽车行驶方向相同，导致阻力曲线处于横轴以下；为增大阻力，需采用缓速装置电涡流缓速器能维持更高的稳定车速；在低速范围内，发动机制动的效果更好。汽车系统动力学马天飞15第三节燃油经济性燃油消耗量的计算单位里程燃油消耗量Btr和单位时间燃油消耗量Btp根据发动机万有特性图可得到燃油消耗率曲线汽车系统动力学马天飞16该工况燃油消耗率的确定车辆

6、行驶所需发动机转矩ML为转矩损失。所需发动机缸内平均有效压力Vs为发动机排量，i为每缸每转点火次数。发动机转速根据pme和ne确定该工况的燃油消耗率be（g/(kw.h)）汽车系统动力学马天飞燃油消耗量的计算17计算燃油消耗量单位时间的燃油消耗量单位里程的燃油消耗量对于循环行驶工况，须将过程划分成若干段稳定工况，分别计算燃油消耗量，再求和。若发动机处于不稳定工况，则只能求近似解。汽车系统动力学马天飞燃油消耗量的计算18减少油耗的途径车辆燃油消耗量减少燃油消耗量的途径发动机的工作状况传动系统效率车辆行驶阻力MT车

7、辆变速器传动比和主减速比的设计及换档时机的选择，AT车辆的换档控制策略对燃油消耗率有很大的影响。汽车系统动力学马天飞19水平路面匀速行驶的燃油消耗曲线汽车系统动力学马天飞减少油耗的途径考虑变速器的增矩作用和传动系的功率损失，将随车速变化的滚动阻力曲线转换到发动机万有特性图上。20有级变速器车辆的油耗状况相同车速下，高速档的燃油消耗量少；常用档位的燃油消耗量曲线应当尽量靠近最省油的工作点。汽车系统动力学马天飞减少油耗的途径21不同动力总成匹配方案的工作特性汽车系统动力学马天飞减少油耗的途径CVT系统可以根据所需功

8、率控制传动比，在发动机特性图上任意选择工作点，使发动机总是工作在最省油的工况。22车辆燃油消耗量的影响因素轿车车辆参数变化对燃油消耗量的影响对于货车，整车质量对滚动阻力和耗油量起决定作用。常以最高车速行驶，调整空气动力学参数更为重要。汽车系统动力学马天飞减少油耗的途径23第四节驱动与附着极限和驱动效率一、车辆所受的垂向力车辆所受的垂向载荷Fz由静载Fzs、动载Fzd、坡道分量Fzg和空