1、第4章 汽車的使用性能,4.1 汽車的動力性,汽車的動力性是指汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的所能達到的平均行駛速度。 4.1.1 汽車動力性的評價指標 1. 最高車速 2. 加速時間 1）原地起步加速時間 2）超車加速時間 3. 汽車能爬上的最大坡度 4. 驅(qū)動輪輸出功率,4.1.2 汽車動力性分析,1.汽車的驅(qū)動力 汽車發(fā)動機產(chǎn)生的有效轉(zhuǎn)矩經(jīng)過汽車傳動系傳到驅(qū)動輪上，此時作用在驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩t便產(chǎn)生一個對地面向后的圓周力，根據(jù)作用力與反作用力原理，地面對驅(qū)動輪產(chǎn)生一個向前的反作用力，即為驅(qū)動汽車的外力，稱為汽車的驅(qū)動力，如圖4-1所示。 汽車驅(qū)動力的計算公式為,圖4-1

2、汽車的驅(qū)動力,2.汽車的行駛阻力 1）滾動阻力 滾動阻力是指當車輪在路面上滾動時，兩者之間的相互作用力以及相應(yīng)的輪胎和地面變形所產(chǎn)生的能量損失的總和。 汽車總質(zhì)量越大，汽車要克服的滾動阻力越大。在一般計算中，汽車滾動阻力為 FfGf 2）空氣阻力 空氣阻力是指汽車行駛時受到空氣作用力在汽車行駛方向上的分力。 3）上坡阻力 上坡阻力是指當汽車上坡行駛時汽車重力沿坡道的分力。 4）加速阻力 汽車加速行駛時，需要克服其質(zhì)量加速運動時的慣性力，此慣性力稱為加速阻力。,3.汽車行駛方程及行駛條件 1）汽車行駛方程 2）汽車行駛條件 FtFfFwFi,4. 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖 利用驅(qū)動力與行駛阻

3、力平衡圖 可以解決以下問題： （1）找到汽車以最高擋行駛 時的最高車速。 （2）確定汽車的加速時間。 （3）可確定汽車的爬坡能力。,圖4-7 驅(qū)動力行駛阻力平衡圖,5. 動力特性圖 動力因數(shù): 汽車在各擋下的動力因數(shù)與車速的關(guān)系曲線稱為動力特性圖，如圖4-8所示。 f線與直接擋曲線的交點即為汽車的最高車速。也可以利用動力特性圖計算汽車的最大爬坡度和加速度等動力性指標。,圖4-8 動力特性圖,6.功率平衡圖 汽車運動阻力所消耗的功率有滾動阻力功率Pf、空氣阻力功率Pw、上坡阻力功率Pi及加速阻力功率Pj。 若以縱坐標表示功率，橫坐標表示車速，將發(fā)動機功率Pe、汽車經(jīng)常遇到的阻力功率（Pf+Pw）

4、/對車速的關(guān)系曲線繪在坐標圖上，即得汽車功率平衡圖。,1. 發(fā)動機參數(shù) 2. 傳動系參數(shù) （1）機械效率。 （2）主減速器傳動比。 （3）變速器擋位數(shù)。 （4）變速器傳動比。 3.汽車總重力,4.1.3 影響汽車動力性的主要因素,4.2 汽車的燃油經(jīng)濟性,在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量完成經(jīng)濟行駛的能力稱為汽車的燃油經(jīng)濟性。汽車燃油經(jīng)濟性是汽車的主要使用性能之一。燃油經(jīng)濟性好，可以降低汽車的使用費用，節(jié)省石油資源；同時也降低了發(fā)動機產(chǎn)生的CO2（溫室效應(yīng)氣體）的排放量，起到防止全球變暖的作用。,4.2.1 汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標,1.等速行駛工況百公里油耗 等速工況百公里油耗

5、是常用的一種燃油經(jīng)濟性評價指標，指汽車在一定載荷下，以最高擋在水平良好路面上等速行駛100 km的燃油消耗量。常測出每隔10 km/h或20 km/h速度間隔的等速百公里油耗量，然后在圖上連成曲線，稱為等速百公里燃油消耗量曲線。 2.循環(huán)行駛工況百公里油耗 等速行駛工況并沒有全面反映汽車的實際運行情況，尤其不能反映汽車在市區(qū)行駛中頻繁出現(xiàn)的加速、減速、怠速停車等行駛工況。因此，在對實際行駛車輛進行跟蹤測試、統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，各國都制定了一些典型的循環(huán)行駛試驗工況來模擬實際汽車運行狀況，并以其百公里燃油消耗量（或MPG）來評定相應(yīng)行駛工況的燃油經(jīng)濟性。,4.2.2 汽車燃油經(jīng)濟性的計算,1.等速行駛

6、工況的燃油消耗量的計算 2.等加速行駛工況的燃油消耗量的計算 3.等減速行駛工況的燃油消耗量 4. 怠速停車時的燃油消耗量 Qid=Qits 5. 整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量,4.2.3 影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素,1. 汽車總體尺寸及質(zhì)量 2. 發(fā)動機 3. 傳動系 4. 汽車的外形和輪胎,4.3 汽車的制動性,汽車行駛時能在短距離內(nèi)停車，在下長坡時能維持一定車速以及在坡道上能長時間保持停住的能力稱為汽車的制動性。 汽車制動性是汽車的主要性能之一，制動性直接關(guān)系到交通安全。重大交通事故往往與制動距離過長、緊急制動時發(fā)生側(cè)滑等情況有關(guān)，故汽車制動性是汽車行駛安全的重要保障，是充分發(fā)揮汽車其他

7、使用性能的重要前提。,4.3.1 汽車制動性的評價指標,1.制動效能 1）地面制動力 2）制動距離 3）制動減速度 4）制動時間 2. 制動效能的恒定性 1）制動器的抗熱衰退性能 2）制動系的抗水衰退性 3. 汽車制動時的方向穩(wěn)定性 1）制動跑偏,2）制動側(cè)滑,(a)前軸側(cè)滑 (b)后軸側(cè)滑 圖4-20 汽車側(cè)滑時的運動情況,4.3.2 影響汽車制動性的主要因素,1.軸間負荷分配 2.汽車載質(zhì)量 3.車輪制動器 4.制動初速度 5.道路條件 6.駕駛技術(shù) 7.利用發(fā)動機制動,4.4 汽車的操縱穩(wěn)定性,汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛員不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛員通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪

8、給定的方向行駛，且當遭遇外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。 汽車的操縱穩(wěn)定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度，而且也是決定高速汽車安全行駛的一個主要性能。隨著道路條件的改善，各類汽車運行速度提高，為保證安全行駛，汽車的操縱穩(wěn)定性日益受到重視。,4.4.1 汽車操縱穩(wěn)定性的評價方法,主觀評價感覺評價，其方法是讓試驗評價人員根據(jù)試驗時自己的感覺來進行評價，并按規(guī)定的項目和評分辦法進行評分。 客觀評價通過測試儀器測出表征操縱性能的物理量。,4.4.2 輪胎的側(cè)偏,1.輪胎的側(cè)偏力和側(cè)偏現(xiàn)象 2.輪胎的側(cè)偏特性,(a)沒有側(cè)向滑移 (b)有側(cè)向滑移 圖4-21 側(cè)向力作用下剛性輪胎的滾動

9、,FYK,側(cè)偏剛度的影響輪胎的尺寸、類型和材料。,4.4.3 汽車行駛中的不穩(wěn)定現(xiàn)象,1.行駛跑偏 汽車在直線道路上行駛時，若駕駛員松握轉(zhuǎn)向盤，行駛方向會自動朝一側(cè)偏離。 2.低速擺頭 車速在20 km/h以下時出現(xiàn)車頭方向忽左忽右不穩(wěn)定的現(xiàn)象。 3.高速振擺 汽車在高速行駛或在某一較高車速行駛時，出現(xiàn)行駛不穩(wěn)定、車頭擺動甚至轉(zhuǎn)向盤抖動的現(xiàn)象。,4.5 汽車的平順性,4.5.1 人體對振動的反應(yīng)及平順性評價方法 1.人體對振動的反應(yīng),ISO 26311：1997（E）人承受全身振動評價第一部分：一般要求：,圖4-25 人體坐姿受振模型,圖4-26 各軸向頻率加權(quán)函數(shù)（漸進線）,2. 平順性評價

10、方法 1）輔助評價方法 2）基本評價法 （1）濾波網(wǎng)絡(luò)法。 （2）頻譜分析法。,4.5.2 平順性的影響因素,1.懸架結(jié)構(gòu) 1）彈性元件 2）懸架系統(tǒng)中的阻尼 2.輪胎 3.懸架質(zhì)量分配系數(shù),4.6 汽車的通過性,汽車的通過性又稱越野性，是指汽車能以足夠高的平均車速通過各種壞路及無路地帶的能力，如通過松軟地面（松軟的土壤、沙漠、雪地、沼澤地）、坎坷不平地段和各種障礙（陡坡、側(cè)坡、壕溝、臺階）等。對于軍用、農(nóng)用及工地使用的汽車，要求有良好的通過性。 汽車的通過性主要決定于汽車的驅(qū)動力、附著力等牽引參數(shù)和幾何參數(shù)，也與汽車的其他性能（如平順性、機動性、穩(wěn)定性、視野性）等有關(guān)。,4.6.1 汽車支承通過性的評價指標,1.牽引系數(shù) 2.牽引效率 3.燃油利用指數(shù),4.6.2 汽車通過性的幾何參數(shù),1.