汽车的行驶原理ppt课件

百分比
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坡道阻力Fi
坡道角度 1 2 3 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45
阻力主要包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。
汽车在水平路面上等速行驶时，会受到来自地面的滚动 阻力Ff和来自空气的空气阻力Fw；当汽车在坡道上上坡行驶 时，还必须克服重力沿坡道的分力坡度阻力Fi；而当汽车加 速行驶时需要克服加速阻力Fj。所以，汽车在行驶过程中须 克服的总阻力为：
∑F=Ff+Fw+Fi+Fj
动机4000kW，空气流速达270km／h。建造一个耗资 数亿美元，甚至10多亿美元，而且每做一次汽车风洞试 验的费用也是相当大的。目前世界上的实车风洞还不多， 主要集中在日、美、德、法、. 意等国的大汽车公司。
坡道阻力Fi：
汽车上坡时其重力沿坡道上的分力。其大小决定于 坡道的坡度和汽车总质量。
Fi=Gsinα
16.7°左右 在城市里最常见的大坡是地下停车场的坡，
10%--15%
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加速阻力Fj
汽车加速行驶时，需要克服汽车质量加速 运动时的惯性力，这就是加速阻力。
汽车的质量越大，加速阻力越大。
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加速阻力Fj
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驱动力与总阻力的关系
∑ FFf FwFiFj
• 汽车正常情况下的状态： • 当Ft＝∑F时，剩余驱动力为0，汽车将匀速行驶； • 当Ft >∑F时，汽车将加速行驶； • 当Ft <∑F时，汽车将减速直至停车。
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空气阻力Fw 汽车行驶时受到空气作用力在行驶方向上的
分力称为空气阻力。它由空气阻力由压力阻力与 摩擦阻力两部分组成。
压力阻力是空气作用在汽车外表面上的法向 压力的合力在行驶方向的分力。
摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的 摩擦作用的阻力。 影响空气阻力的因素
主要有汽车形状、迎风面积和车速。在汽车行 驶的速度范围内，空气阻力与车速的平方成正比， 当车速很高时，空气阻力是行驶阻力的主要部分。
式中 G——汽车重力，G＝mg（N） α——坡度角
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坡道阻力Fi：
我们需要明白“上坡的角度”与“坡度”完全是两个概念。下图可以看出，按照公共 设施的设计规律，高速公路的上坡角度一般设计在3度以内。 汽车车库的出口大约是8度。 20度就已经是一般轿车的爬坡能力极限。30度则是楼梯的倾斜设计极限。
坡道角度
百分比 1.7/100 3.5/100 5.2/100 7.0/100 8.7/100 18/100 27/100 36/100 47/100 58/100 70/100 84/100 100/100
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坡道阻力Fi
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坡道阻力Fi：
Fi=Gsinα
式中 G——汽车重力，G＝mg（N） α——坡度角
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Ft = F0
F0 = Mt ／ r源自Ft ΣF✓ ΣF = Ff + Fw+ Fi + Fj
滚动
空气 .
坡道
加速
滚动阻力Ff 由车轮滚动时轮胎与路面发生变形而产生的。
Ff =Wt•f
式中 Ff ——滚动阻力（N） Wt ——车轮载荷（N） f——滚动阻力系数。
滚动阻力系数与轮胎结构、轮胎气压、车速 和路面性质等有关。
附着力
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汽车附着力影响因素： （1）附着系数 （2）驱动轮的法向反作用力
路面的种类和状况
汽车的附着力
地面附着系数
行驶车速 车轮的运动状况
汽车的总体布置
法向反作用力
车身的形状 行驶的状况
道路的坡度
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二． 附着条件
1. 附着力F ：地面对轮胎切向反作用力的极限值 F=G G---驱动轮方向反作用力 ---附着系数
汽车概述
§1 轿车的一般分类 §2 轿车的整体结构 §3 汽车的行驶原理
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汽车的行驶原理
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驱动力Ft：地面对车轮施加的一个与驱动轮向地面施加的力数 值相等、方向相反的反作用力。其大小决定于发动 机和传动 系统输送给驱动轮的驱动转矩和地面附着力。
“梅赛德斯-.奔驰”E350
汽车的驱动力 Ft = F0
Fφ = Gφ
φ-附着系数：附着力与驱动轮的法向反作用力之比。其值与 轮胎的结构和气压、路面的结构和状况等有关；
G-附着重力：汽车总重力分配到驱动轮上的那部分。
附着条件：
Ft≤Fφ 汽车行驶的充分必要条件
Fφ≥F. t≥ΣF
驱动力大 驱动力大
驱动力
动力性强
足够的附着力 （切向力）
动力性强
满足轮胎与地 面的附着条件
高级不大于10度,一级不大于15度,二级不大于25度, 三级不大于30度,四级不大于35度.大于35度的路就不是 等级公路
汽车一般能轻松爬上15%的坡度，普通轿车极限
能爬上20°陡坡，最好的6×6军用越野车可爬60%
（31°)的坡。货车在各种地区的各种道路上行驶，所
以必须具有足够的爬坡能力， 一般max在30%即
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空气阻力Fw
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✓ 正面阻力：板块顶风；
空气阻力 ✓ 摩擦阻力：空气与车身，高速可略； ✓ 外型阻力：高速时，主要部分。
风阻系数：描述Fw大小，轿车为0.28～0.4。
V＞200km/h时，Fw几乎占ΣF的85%。风阻系数每降 低10％，燃油节省7％左右。
风洞试验 人造均匀气流。奔驰公司，其风扇直径就达8.5m，电
2. 驱动力与附着力
驱动力与附着力的关系
Ft ≤F= G
Ft >F= G
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汽车状态 汽车正常行驶 汽车车轮打滑
Ft ΣF
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V Ft
ΣF
行驶时总阻力与驱动力的关系
驱动力和总阻力的关系
行驶状态
Ft > ΣF
Ft =ΣF
Ft <ΣF
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加速 匀速 减速、停止
附着条件
附着力Fφ：由附着作用所决定的阻碍车轮滑动的力的最大值 （地面对轮胎的切向反作用力的极限值）。
附着力与车轮所承受垂直于地面的法向力G（称为附着重 力）和附着系数成正比。
Fo
Mt rr
(N)
式中 rr ——车轮的滚动半径。
M t ------力矩
驱动轮与地面接触处向地面施加一个力F0 ，其数值为Mi 与车轮半径r之比。
汽车行驶基本 原理图
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汽车行驶的基本原理
汽车行驶必须具备两个基本的行驶条件：驱动条件和附着条件。
1．驱动条件 汽车必须具有足够的驱动力，以克服各种行驶阻力。这些