【汽车运用工程-许洪国】2-1汽车行驶阻力ppt课件.ppt

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1、第二章汽车动力性第一节汽车行驶阻力第二节汽车动力传动系统第三节汽车动力性分析第四节汽车行驶附着条件第五节汽车动力性试验一、稳定行驶阻力二、动态行驶阻力滚动阻力空气阻力坡度阻力车辆稳定行驶阻力轮胎滚动阻力路面阻力轮胎侧偏引起的阻力车轮阻力1.车轮阻力1)轮胎滚动阻力轮胎滚动阻力1.车轮阻力轮胎变形阻力(90~95%)路面和轮胎之间摩擦力(2~10%)轮胎空气阻力1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力弹簧轮模型描述轮胎变形阻力产生的原理。将弹簧轮抽象为由轮周围均布的许多微小弹簧和微小阻尼器形成。1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力在轮

2、胎滚动过程中，各个弹簧和阻尼器反复经历压缩和伸展过程，其阻尼功即为变形阻力。变形阻力可用单位行程的阻尼功表示。1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力路面与轮胎之间的摩擦阻力产生的原因:车轮滚动中，轮胎面上某点在通过与地面接触区域时，胎面到轮轴的距离由r变为r-Δr，然后再变为r。1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力车轮角速度虽然不变，但胎面各点的圆周速度却是变化的。在接地区内胎面与地面之间就存在纵向和横向的相对局部滑动，形成摩擦阻力。1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力汽车速度超过45m/s以后，变形阻力急剧增加。此时，轮胎胎面开始振动，

3、形成变形波。轮胎除了接触部分之外，其他部分也在振动，结果使阻尼功急剧增加。汽车在转鼓试验台上的试验结果表明:变形阻力占轮胎滚动阻力90%~95%。摩擦阻力占2%~10%轮胎空气阻力所占比率极小。1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力在40km/h以下的速度范围内子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小得多。同时，它的滚动阻力在超过许用速度范围界限后的急剧增加也比斜交轮胎明显得多。1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力高速时滚动阻力的急剧增加与轮胎的结构形式有关模拟计算时，考虑到车速的影响，采用近似公式1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力Ff—轮胎滚

4、动阻力，NW—轮胎载荷，N一般取f为常数。v—车辆速度，m/sC0、C1、C2—常系数1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力由于轮胎接地部分变形，使得压力分布不再对称于轮胎中心，结果地面法向反力相对于车轮中心前移了一个距离。为了驱动车轮，必须在轮缘施加一个力矩，即1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力力矩Tf又可表示为滚动阻力Ff与动力半径rd的乘积，即这样，滚动阻力系数为显然，rd越小或α越大，则滚动阻力越大。1)轮胎滚动阻力1.车轮阻力轮胎滚动阻力Ff与轮胎载荷W及轮胎气压pi有关2)路面阻力1.车轮阻力①不平路面的阻力②柔性路

5、面的阻力③积水路面的阻力2)路面阻力1.车轮阻力①不平路面的阻力车轮和车轴通过弹簧—阻尼元件安装在车架上。当车轮驶过凸起路面时，弹簧被不断地压缩和伸展，在减振器内形成阻尼功并转化成热能。这样，弹性悬架回收的能量比输入的能量略小，其差值就是阻尼功。单位行程的阻尼功就表现为不平路面的附加滚动阻力（由不平路面引起的轮胎变形阻力增量可忽略），附加的阻力系数。2)路面阻力1.车轮阻力②柔性路面的阻力车轮在柔性路面上(土路、草地、沙土、雪地)运动时，需要克服附加的滚动阻力。使地面材料压缩和移动，形成轮辙所需的力克服轮辙与轮胎

6、之间摩擦所需的力2)路面阻力1.车轮阻力②柔性路面的阻力柔性路面上的附加滚动阻力与地面压强有关。柔性路面与硬路面相反减小轮胎气压有助于降低滚动阻力2)路面阻力1.车轮阻力③积水路面的阻力在积水硬路面上运动的车轮与路面之间衔接的三个区域轮胎与地面被水膜隔开轮胎与路面之间仅有局部接触轮胎与路面之间才能传递力2)路面阻力1.车轮阻力③积水路面的阻力轮胎排挤水层时就产生了排水阻力Fsh—水层厚度b—轮胎宽度ρ—水的密度μ—挤水速度2)路面阻力1.车轮阻力③积水路面的阻力当水层厚度较大时在高速段产生了滑水现象（接触区域消失

7、），使fs趋于定值．而与v无关。排水阻力系数fs=Fs/Fz随水层厚度和速度变化的关系。3)轮胎侧偏引起的阻力1.车轮阻力FYsinα即为曲线行驶时的附加阻力FQ车轮受侧向力作用时，车轮平面与运动方向之间出现夹角α时，其阻力为3)轮胎侧偏引起的阻力1.车轮阻力FYsinα即为曲线行驶时的附加阻力FQ车轮受侧向力，车轮平面与运动方向之间出现夹角α时，其阻力为3)轮胎侧偏引起的阻力1.车轮阻力曲线行驶的附加滚动阻力系数FQ=FQ/Fz)与侧偏角的关系当侧偏角α很小时，侧向力FY与α近似成正比，即3)轮胎侧偏引起的阻力

8、1.车轮阻力前束角δ的一对车轮在直线行驶时，相当于每个车轮的侧偏角为δ/2由前轮前束所引起的附加阻力为当δ=1时，FQ1约为整车阻力的3%3)轮胎侧偏引起的阻力1.车轮阻力车轮阻力系数各分量与车速的关系车轮平均滚动阻力系数路面种类f新完工的水泥、沥青、石块硬路面0.008～0.015良好的碎石路面、坑洼的沥青、水泥和石块路面0.02～0.03坑洼的碎石路面0.03～0.0