1、,第二章,汽車動力性,Vehicle Tractive Performance,主要研究內(nèi)容： 分析受力; 建立行駛方程式; 以圖、表（或編程）的形式，按汽車動力性評價指標(biāo)，確定汽車的動力性。,汽車動力性 定義 在良好、平直的路面上行駛時由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。,1.0 引言,2.1 汽車動力性評價指標(biāo),最大車速umax 加速時間t 最大爬坡度imax,Evaluation Criteria of Vehicle Performance,Maximum Speed Acceleration Time Maximum Grad ability,加速時間評價方法,超車加

2、速時間 以最高擋或次高擋，以amax加速至某一高速所用的時間。,原地起步加速時間 由I或II擋起步，以amax，并考慮換擋時間，一般用0400m或者0100km/h的時間表示原地起步的加速時間。,Acceleration time,最高車速,最高車速，是指汽車在平直的、良好道路（混凝土或柏油）上所能達(dá)到的平均最高行駛車速。,Max. Speed,汽車加速過程曲線,轎車的原地起步加速過程曲線,爬坡能力的評價,以滿載、良好路面上的imax來表示。 商用車30或16.5； 越野汽車60或31； 轎車最高車速較大， 且通常在良好的市區(qū)道路行駛，可爬坡度很大。 有的國家要求汽車在常遇坡道上汽車必須保持的

3、速度表明其加速能力。,Maximum Grad ability,輕型客車動力性指標(biāo)限值,2.2 汽車驅(qū)動力和行駛阻力,汽車動力傳遞路線：發(fā)動機離合器變速器副變速器傳動軸主減速器差速器半軸輪邊減速器車輪,Tractive Force,一、汽車的驅(qū)動力,定義： 用Ft-ua曲線圖來全面地描述汽車的驅(qū)動力。若已知外特性曲線、傳動系速比、傳動系機械效率就可求計算驅(qū)動力。,汽車的驅(qū)動力圖,二、汽車行駛阻力,（一）滾動阻力Ff : 輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的遲滯損失。這種遲滯損失表現(xiàn)為阻礙車輪運動的阻力偶。,輪胎徑向變形曲線,滾動阻力系數(shù),輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生遲滯損失，這種損失表現(xiàn)為阻礙車輪運動的阻力偶。,滾動阻力系

4、數(shù) 車輪在一定條件下，滾動所需要推力Fp1與負(fù)荷W1之比，即單位重力的推力：,滾動阻力系數(shù),阻力偶用滾動阻力描述,滾動阻力無法在受力圖上畫出，它是一個數(shù)值，在受力圖上它是切向反力。,在實際計算時，可不必考慮阻力偶，而用滾動阻力替代,滾動阻力系數(shù)的試驗確定法牽引法、滑行法和轉(zhuǎn)鼓法,1. 速度ua對 f 的影響,對 f 的影響因素,2. 輪胎的結(jié)構(gòu)、材料、簾線對f 的影響也很大。子午線輪胎 f 小，天然橡膠 f 低。,f 的經(jīng)驗公式,驅(qū)動輪受力圖,真正驅(qū)動車輪前進的力是地面切向反力Fx2。其在數(shù)值上等于汽車驅(qū)動力Ft與滾動阻力Ff之差。,驅(qū)動力與地面縱向（切向）力,定義：汽車直線行駛時受到的空氣阻

5、力在汽車行駛方向上的分力。 分類：壓力阻力和摩擦阻力 壓力阻力：汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向的分力。主要由形狀阻力、擾動阻力、內(nèi)循環(huán)阻力及誘導(dǎo)阻力組成。 摩擦阻力：由于空氣的粘性在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。,（二）空氣阻力,其中壓力阻力分為： 形狀阻力：主要與汽車的形狀有關(guān)，約占58。 干擾阻力：汽車突出部件，如后視鏡、門把手、導(dǎo)水槽、驅(qū)動軸、懸架導(dǎo)向桿等，約占14。 內(nèi)循環(huán)阻力：發(fā)動機冷卻系、車身通風(fēng)等氣流流過汽車內(nèi)部，占12。 誘導(dǎo)阻力：空氣升力在水平方向的分力，占7。 摩擦阻力：9。,影響 Fw 的因素：CD 和 A 由于乘坐空間的制約A變化不大 但CD變化

6、較大，195070年 CD =0.40.6 1990年CD =0.250.40 概念車CD =0.2 CD大小對轎車（高速）汽車的性能影響極大 如：上海大眾帕薩特 (Passat ) CD= 0.28,空氣阻力Fw正比于 氣流相對運動的動壓力：,前部低， 過渡平滑， 后部加擾流板， 掠背式， 底部導(dǎo)流，平整化，向后應(yīng)逐步升高， 整車俯視形狀為腰鼓式， 改進通風(fēng)進口、出口位置， 商用車頂部安裝導(dǎo)流罩系統(tǒng)。,降低的要點,CD,汽車降低空氣阻力的基本思路,（三）坡道阻力,（四）加速阻力,Fj汽車加速行駛時，需要克服其質(zhì)量加速運動時的慣性力，即為加速阻力。,三、汽車行駛方程式,從動輪受力分析,從動輪受

7、力分析（續(xù)）,驅(qū)動輪受力分析,驅(qū)動輪受力分析（續(xù)）,車體受力分析,車體受力分析（續(xù)）,轉(zhuǎn)動質(zhì)量換算系數(shù),2.3 汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖,便可分析汽車在附著條件良好路面上的行駛能力。即在油門全開時，汽車可能達(dá)到最高車速、加速能力和爬坡能力。,行駛方程式反映了汽車行駛時，驅(qū)動力和外界阻力之間的普遍情況。當(dāng)已知條件：,一、驅(qū)動力與行駛阻力平衡圖 1.定義：為了清晰地描述汽車行駛時受力情況及其平衡關(guān)系，通常將平衡方程式用圖解方式進行描述，即將驅(qū)動力Ft和常見行駛阻力Fw和Ff 繪在同一張圖上。,汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖,驅(qū)動力Ft,從上圖可得： 1) 最大速度和部分負(fù)荷時的力平衡 以及

8、 uamax 和部分負(fù)荷時的等速速度 2) 加速能力 3) 最大爬坡度,2. 加速能力 通常用加速時間或加速距離來評價。,汽車的行駛加速度曲線,加速度aj,圖125 加速度倒數(shù)曲線,由驅(qū)動力、滾動阻力和空氣阻力，就可按行駛方程式計算加速度及其倒數(shù)，從而求得加速時間或者加速距離。,其前提條件是路面良好，克服 Fw+Ff 后的全部力都用于克服坡道阻力，即,3. 利用驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖 確定汽車的爬坡能力,汽車的爬坡度圖,最高擋的最大爬坡度要引起注意：如果最大爬坡度過小，則迫使汽車在遇到較小的坡度時也要經(jīng)常換擋，將影響了行駛的平均車速。,二、動力特性圖,動力因數(shù),汽車動力特性圖和利用 動力特性來

9、確定汽車的動力性,1.4 汽車行駛的附著條件與汽車的附著率,一、 汽車行駛的驅(qū)動附著條件,Adhesive force,后驅(qū)動汽車,二、 汽車的附著力與地面法向反作用力,路面 混凝土（干）混凝土（濕） 附著系數(shù) 0.70.8 0.50.6 路面 碎石 土路（干） 土路（濕） 附著系數(shù) 0.60.7 0.50.6 0.20.4,前輪驅(qū)動和后輪驅(qū)動時地面反力,前輪驅(qū)動和后輪驅(qū)動時地面法向反力,對后輪取矩，得到,對前輪取矩，得到,附著利用率,不同驅(qū)動方式汽車的附著利用率曲線,1.5 汽車的功率平衡,功率平衡圖 用縱坐標(biāo)表示功率，橫坐標(biāo)表示車速，將發(fā)動機功率與經(jīng)常遇到的阻力功率對車速的關(guān)系繪制在直角坐標(biāo)圖上，就得到功率平衡圖。, 汽車在行駛時驅(qū)動力與行駛阻力平衡 發(fā)動機輸出功率也與行駛阻力功率平衡,擋位不同時車速的范圍不同，但是功率的大小不變，只是各擋的功率曲線對應(yīng)的車速位置不同。低擋時車速低，速度變化區(qū)域窄；高擋時車速高，所占速度變化區(qū)域大。 滾動阻力功率在低速時近似