汽车理论第一章汽车的动力性资料
汽车理论
第一章 汽车的动力性汽车的动力性：指汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
汽车的动力性指标：1.最高车速uamax 2.加速时间t 3.最大爬坡度imax 汽车的加速时间表示汽车的加速能力。
原地起步加速时间只汽车由1档或者2档起步，以最大的加速强度逐步换挡至最高档后到某一预定的距离或者车速所需要的时间。
驱动力Ft ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt ，驱动轮在Tt 的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft 即为驱动力Tt —驱动力矩 Ft 与发动机转矩Ttq 、变速器传动比ig 、主减速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
传动系功率损失课分为机械损失和液力损失两大类 车轮的半径自由半径：车轮处于无载时的半径。
静力半径rs ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径rr ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
传动系的机械效率ηTPin —输入传动系的功率；PT －传动系损失的功率等速行驶时 汽车的驱动力图 依据下面两式以及发动机外特性曲线做出的Ft - ua 关系图，即驱动力图汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？如何保证汽车可以加速或爬坡？ 滚动阻力Ff 空气阻力Fw 坡度阻力Fi 加速阻力Fj 汽车行驶总阻力 滚动阻力：车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑面的变形。
轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
汽车理论第一章汽车的动力性.ppt
Ff 滾動阻力 Fw 空氣阻力 Fi 坡度阻力 Fj 加速阻力
（一）滚动阻力 由轮胎的迟滞变形和路面变形引起。 迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶。
由平衡条件得 Fx1r Tf
故
Fx1
Tf r
Fz
a r
令 f a ，且考虑到
r
FZ 与 W 的 大 小 相 等 ， 常 将Fx1写作
a)
b)
2）车尾越细长，空阻越小，当然要与车头的形状配 合好。但车尾过长，车内空间利用差。
曾设想过两种缩短车尾的方法：做成拟流线体（图a） 和在适当长处将流线体截断（图b）。结果表明：后者有 较低的空气阻力系数。
从降低CD的角度出发，轿车总的发展趋势是流线型， 实现的细节可见教材。
车身尺寸与风阻
除车身形状外，人们发现汽车基本设计尺寸与空气 阻力之间存在着一定的关系。当然，轿车的基本尺寸是 考虑人体尺寸模型及功能两方面因素而定的，不可能按 风阻－汽车尺寸来确定。但了解两者的关系可以使设计 者适当兼顾到这两方面的要求。
空气阻力的测量——风洞试验
S
rr 2 nw
对汽车作动力学分析时，应该用静力半径rs ；而作 运动学分析时，应该用滚动半径rr 。但一般情况下不计 它们之间的差别，统称车轮半径，即
rs rr r
（四）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系 曲线Ft－ua称为汽车的驱动力图。发动机转速与来自车行驶速度之间的关系为ua
2 rn
igi0
60 1000
0.377
rn igi0
Ft
Te
n i0igt
r
n, i0 , ig
驱动力图中的驱动力是根据发动机外特性求得的， 它是使用各挡位时在一定车速下的汽车能发出的驱动力 的极值。实际行驶中，发动机常在节气门部分开启的情 况下工作，相应的驱动力要比它小些。
汽车理论各章知识点
第一章汽车的动力性1汽车动力性：指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
2汽车动力性主要由三方面指标来评定：1）汽车的最高车速µamax：是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速2）汽车的加速时间t：表示汽车的加速能力。
常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。
超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速权利加速至某一高速所需的时间3）汽车的最大爬坡度ⅰmax：是指Ⅰ挡最大爬坡度。
汽车的上坡能力实用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax表示的。
3汽车的驱动力：地面对驱动轮的反作用力Ft（方向与Fo相反）即是驱动汽车的外力，此外力称为汽车的驱动力。
4汽车驱动力公式Ft=5汽车驱动力图6汽车的行驶阻力的分类1）滚动阻力Ff2）空气阻力Fw（汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力）空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分压力阻力又分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力3）坡度阻力Fi（汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力）道路阻力：由于坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力，而且均与汽车重力成正比，故可以把这两种阻力合在一起称作道路阻力4）加速阻力Fj（汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力）7汽车行驶方程式Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (N)Ff=Wf f-滚动阻力系数 W-车轮负荷Fw=C D Au a²/21.15 C D-空气阻力系数A-迎风面积m²u a-汽车行驶速度km/hFi=Gsinα G-汽车重力Fj=δm d u/d t δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg d u/d t 行驶加速度m/s²第二章汽车的燃油经济性1汽车的燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的油消耗量经济行驶的能力2汽车燃油经济性的评价指标：汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。
汽车理论
2）由比功率确定发动机功率
汽车比功率
1000Pe CD A fg ua m a u3 x m 3.6ηT 76.14mηT
a max
4、最小传动比的选择：原则：兼顾动力性和经济性 考虑方面：最高车速和汽车后备功率
uamax / u P =1，动力性和燃油经济性都比较好；
< 1，动力性差，燃油经济性好； >1，动力性好，燃油经济性差。 5、驾驶性能：指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。 最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，出现噪声和振动。 最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声大。 6、最大传动比的选择：1）满足汽车的最大爬坡度：
16、汽车的功率平衡：汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率 与全部运动阻力所消耗的功率。
Pe
T
ua
F F
f
w
Fi Fj
Pe
3 Giua mua du 1 Gfua CD Au a T 3600 76140 3600 3600 dt
rr0w
rr0w
rr0w 完全拖滑时w 0
8、滑动率：车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比 值。滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
s
uw rr0w 100% uw
FZ
9、 制动力系数 FX b ： 地面制动力与作用在车轮上的垂直载 b 荷的比值。 10、峰值附着系数 p ：制动力系数的最大值，一般出现在 s =15%～20% 11、滑动附着系数 s ：s =100%时的制动力系数 12、侧向力系数 FY ：地面作用于车轮的侧向力与车轮垂直 l
FZ
汽车理论
第一章汽车的动力性第一节汽车的动力性指标从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定:1)汽车的最高车速uamax2)汽车加速时间t3)汽车能爬上的最大坡度imax最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶车速。
要进一步说明的是：imax代表了汽车的极限爬坡能力，它应比实际行驶中遇到的道路最大坡度超出很多，这是因为应考虑到在实际坡道行驶时，在坡道上停车后顺利起步加速、克服松软坡道路面的大阻力、克服坡道上崎岖不平路面的局部大阻力等要求的缘故。
越野汽车要在坏路或无路条件下行驶，因而爬坡能力是一个很重要的指标，它的最大爬坡度可达60％即31‘左右。
应指出，上述三方面指标均应在无风或微风条件下测定。
有时也以汽车在一定坡道上必须达到的车速来表明汽车的爬坡能力。
第二节汽车的驱动力与行驶阻力确定汽车的动力性，就是确定汽车沿行驶方向的运动状况。
为此，需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力，即驱动力与行驶阻力。
根据这些力的平衡关系建立汽车行驶方程式，就可以估算汽车的最高车速、加速度和最大爬坡度。
汽车的行驶方程式为Ft=ΣF式中，Ft为驱动力；ΣF为行驶阻力之和。
驱动力是由发动机的转矩经传动系传至驱动轮上得到的。
行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、加速阻力和坡度阻力。
现在分别研究驱动力和这些行驶阻力，并最后把Ft=ΣF 这一行驶方程式加以具体化，以便研究汽车的动力性。
一、汽车的驱动力汽车发动机产生的转矩，经传动系传至驱动轮上。
此时作用于驱动轮上的转矩rt产生一对地面的圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft(方向与F。
相反)即是驱动汽车的外力(图1—2)()，此外力称为汽车的驱动力。
其数值为Ft=Tt/r式中，rl为作田于驱动轮上的转矩；r为车轮半径。
作用于驱动轮上的转矩TL是由发动机产生的转矩经传动系传至车轮上的。
若令Ttq表示发动机转矩，ig表示变速器的传动比，i0表示主减速器的传动比，VT表示传动系的机械效率，则有Tt=Ttqigi0ηt对于装有分动器、轮边减速器、液力传动等装置的汽车，上式应计人相应的传动比和机械效率。
汽车理论1-4
四、附着率
1、加速、上坡时的附着率
1）后轮驱动汽车，驱动轮附着率为
Cϕ 2 FX2 = = FZ2 Ff1 + Fw + Fi + Fj′ Ghg du FZs2 − FZw2 + gL dt
加速、上坡时，忽略风阻和滚阻，将各表达式 代入上式并整理得 1 du i+ Fi + Fj′ g cos α dt Cϕ 2 = = Ghg du a hg 1 du FZs2 + + (i + ) gL dt L L g cos α dt
汽车理论
第一章 汽车动力性
第一节 动力性评价指标 第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 第三节 汽车的驱动力－行驶阻力平衡图 与动力特性图 第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附 着率 第五节 汽车的功率平衡 第六节 装有液力变矩器的汽车的动力性
邹旭东 制作 zxd@
第一章 汽车动力性 1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
邹旭东 制作 zxd@
1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
三、地面切向反作用力
由从动轮受力平衡
du Fp2 = m2 + Gw2 sin α + FX2 dt Tf2 Tjw2 FX2 = + ≈ Ff2 r r
du Fp2 = m2 + Gw2 sin α + Ff2 dt
邹旭东 制作 zxd@
?
1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
二、附着力与地面法向反作用力
汽车全受力图
邹旭东 制作 zxd@
1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
二、附着力与地面法向反作用力
各力对前后轮接地中心取矩：
汽车理论课件第一章汽车的动力性
汽车的行驶阻力
01
定义
汽车行驶阻力是指在汽车行驶过程中，阻碍汽车运动的外力，包括滚动
阻力、空气阻力和坡道阻力等。
02 03
产生原理
滚动阻力是由于轮胎与地面之间的摩擦产生的；空气阻力是由于汽车表 面与空气之间的摩擦和压差产生的；坡道阻力是由于汽车重力沿坡道的 分力产生的。
影响因素
行驶阻力的大小与汽车的质量、速度、行驶路况、车体形状和空气动力 学特性等因素有关。
汽车动力性的评价指标
01
02
03
最高车速
指在良好路面上，汽车能 达到的最高行驶速度。
加速时间
指在一定行驶距离内，汽 车从某一较低车速加速到 某一高速所需的时间。
最大爬坡度
指汽车满载时在良好路面 上以最低前进挡所能爬越 的最大坡度。
汽车动力性的影响因素
发动机特性
发动机的最大功率、最 大转矩以及相应的转速 等参数对汽车动力性有
汽车的加速时间分析
加速时间定义
01
指汽车从某一较低的车速加速到某一较高的车速所需的时间。
加速时间的影响因素
02
主要包括发动机扭矩、变速器挡位、汽车总质量、轮胎滚动半
径等。
加速时间的测试方法
03
通常在专业的汽车试验场进行，通过使用专业的测时仪器来测
量。
汽车的爬坡能力分析
爬坡能力定义
指汽车在良好的路面上所能克服的最大坡度。
04
汽车的动力性分析
汽车的最高车速分析
最高车速定义
指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能 达到的最大行驶速度。
最高车速的影响因素
主要包括发动机功率、变速器挡位、汽车总质量、空气阻力系数、 轮胎滚动半径等。
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第一章：汽车的动力性1.汽车的动力性的定义和评价指标。
（1）定义：汽车在良好的路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
（2）评价指标：最高车速、加速时间和最大爬坡度。
○1最高车速µamax ：是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。
○2汽车的加速时间t ：表示汽车的加速能力。
常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。
超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。
○3汽车的最大爬坡度ⅰmax ：是指Ⅰ挡最大爬坡度。
汽车的上坡能力实用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax 表示的。
2.写出汽车的行驶平衡方程式（两种方式）。
解释每个力的含义和计算公式。
（1）F t =F f +F w +F i +F jF t :驱动力；ri i T t T 0g tq F η⋅⋅⋅=F f :滚动阻力； αcos fG F f ⋅= F w :空气阻力；15.212aD u A C F w ⋅⋅=F i :坡度阻力 ；F i =G ·sin α F j :加速阻力dtdu mδ=j F （2）3.利用汽车驱动力----行驶阻力平衡图评价汽车的动力性。
dt du m G u A C f G r i i T δααη++⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅sin 15.21cos 2aD T 0g tq (1)最大车速时，即曲线交点对应的速度值。
Ft= Ff+Fw ，Fi=0 ，Fj=0(2)加速能力 Fj= Ft- Ff -Fw ，Fi=0，即剩余驱动力。
(3)爬坡能力：是指汽车在良好路面上克服滚动阻力和空气阻力后的余力全部用来克服坡度阻力时所能爬上的坡度。
一般情况下，直接挡（最高挡）的最大爬坡度略大一些好。
(完整版)汽车理论复习重点
第一章汽车的动力性1.什么是汽车的动力性，其评价指标是什么？各指标的含义是什么？汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。
评价指标汽车的最高车速、汽车的加速时间、汽车能爬上的最大坡度。
最高车速是指在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度。
汽车的加速时间表示汽车的加速能力，包括原地起步加速时间和超车加速时间。
汽车爬坡能力是用满载或者一部分负载的汽车在良好路面上的最大爬上坡度表示的。
2.什么是汽车的驱动力，它与汽车的结构参数及发动机的性能有何关系？汽车的驱动力汽车发动机产生的转矩，经传动系统传至驱动轮上，地面对车轮的反作用力与发动机转矩、变速器传动比、主减速器传动比、传动系的机械效率成正比，与车轮半径成反比。
3.汽车的车速如何计算，他与发动机转速及传动系参数的关系？4.何为发动机外特性？何为发动机使用外特性？它与外特性的差别，计算汽车动力性应使用何种发动机特性？传动系的功率损失分为机械损失和液力损失，分别说明两种损失的具体表现形式。
外特性：发动机节气门全开的速度特性。
使用外特性：带上全部附件设备时的发动机特性。
差别：外特性的最大功率大于使用外特性。
计算动力性用：使用外特性。
机械损失：齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失。
液力损失：消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失。
5.车轮自由半径、滚动半径、静力半径的含义？自由半径：车轮处于无载时的半径。
滚动半径：车轮滚动距离与车轮滚动圈数的比值。
静力半径：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
6.何为汽车的驱动力图？当已知发动机使用外特性能及汽车相应结构参数，如何作汽车的驱动力图？驱动力图：一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力。
用发动机外特性曲线、传动系传动比、传动效率、车轮半径等参数求出各个档位的驱动力值t F ，再根据发动机转速求出汽车行驶速度a u ，即可求得t F —a u 曲线。
第一章 汽车动力性(汽车理论课件)
第一章 汽车的动力性
重点内容
驱动力-行驶阻力平衡图
分析汽车动力性的方法 动力特性图 （图解法） 功率平衡图
本章的学习方法
分析汽车行驶时的受力，建立行驶方程式，并通过计算 或以图表的形式按动力性评价指标的要求确定动力性。
汽车运行环境
汽车的动力 性可以通过 那些参数来
描述？
第一章 汽车的动力性
由阻力偶引起 的能量损失， 我们称为滚动
阻力偶
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
橡胶材料的 弹性迟滞损失
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
思考:胎面与
的关系？
➢光面胎和带花纹的轮胎在 干燥硬路面上的附着系数有何 不同？
➢轮胎花纹起什么作用？
轮胎的抓地力分为干地抓地力和湿地抓地力。 如果轮胎没有花纹（俗称光头胎）那干地抓地力最好，但湿地抓地 力几乎为0 .轮胎上的花纹是为了排水，沟槽越多越宽大，则轮胎的 排水性越好，轮胎的湿地抓地力好，但干地抓地力下降，合理的花 纹沟槽比率既能保证干地抓地力，又能保证湿地抓地力。
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 发动机功率、转矩与转速的关系
Ttq f (n), Nm
Pe
Ttq n , kW 9549
n, r / min
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
F1方程式赛车在不同天气条件下 使用的不同胎面花纹的轮胎
汽车理论
三、汽车行驶方程式
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqigi 0T r CD A 2 du Gf cos ua G sin m 21.15 dt
cos 1
Ttq ig i 0T r
sin tan i
CD A 2 du Gf ua Gi m 21.15 dt
当需要以较低车速行驶时，可以关小 节气门，发动机以较低功率工作。
汽车理论 吉林大学远程教育学院
第五节 汽车的功率平衡
二、后备功率
功率平衡无法定量求解加速度和爬 坡度，一般采用后备功率来评价汽 车的加速和爬坡能力。
发动机功率与滚动阻力 和空气阻力消耗的发动机
功率的差值是后备功率。
Pe
爬坡。
1
T
( Pf Pw )
后备功率用于加速和
7
第五节 汽车的功率平衡
行驶中消耗的发动机功率
1
T
( Pf Pw ) bc
发动机能提供的功率
Pe ac
后备功率
Pe 1 ( Pf Pw )
T
ac bc ab
思考：后备功率与所使用 的挡位是否有关？
8
05 147
6200 90 55 80 115 160
ig1=2.13 ig2=1.46 ig3=1.02 ig4=0.73
ua1 ua2 ua3 ua4
ig5=0.57
ig6=0.39
ua5
ua6
26
39
99
159
188
276
205
300
4
奥迪A 4 轿车功率平衡图
可见
du
gdt
汽车理论总结
利用附着系数的定义及其与制动强度之间的关系。
制动效率的定义及曲线表示。
前后制动器制动力分配的要求(制动法规及制动分配特性)
辅助制动和发动机制动对制动力分配和制动效能的影响。(ABS)
第六节：汽车制动性的试验：
了解不同的制动试验的目的及过程
8
《汽车理论》总结
5-汽车的操纵稳定性
9
10
11
12
志 态 思恳
货车比功率的分析及关键影响因素？
轿车比功率的分析及关键影响因素？
第二节：最小传动比的计算：
总传动比的计算方法？
如何根据功率平衡图分析最小传动比？
最小传动比对最高车速的影响？
最小传动比对发动机后备功率和燃油经济性的影响？
最小传动比与驾驶性能的关系。
第三节：最大传动比的选择：
最大传动比的选择应该考虑哪几方面的要求？
2
《汽车理论》总结 2-汽车的燃油经济性
第一节：汽车燃油经济性的评价指标：
汽车燃油经济性的指标有哪些？国内外的计算方法有何差别？
第二节：汽车燃油经济性的计算：
燃油经济性计算的依据？不同行驶工况下的燃油消耗量计算？
第三节：影响汽车燃油经济性的因素：
汽车传动系统中燃油消耗率如何分配？ 在使用中注意哪些方面？ 在汽车设计过程中机构如何设计？
7
《汽车理论》总结
4-汽车的制动性
第五节：前后制动器制动力的比例关系：
地面对前后车轮的法向反作用力计算公式及变化趋势？
制动强度的定义及公式。
理想的前后制动器制动力分配曲线(I曲线如何计算)？
固定比例前后制动器制动力的分配及同步附着系数的定义。
f/r曲线如何进行选取及其表示的含义？
如果按照固定比例制动力进行制动，制动过程的曲线表示。
汽车理论(第一章)
Ft
Ttqig i0T r
u a r r 2nw n 1 1 r 2 3600 ig i0 60 1000 0.377 rn ig i0
第一章
汽车的动力性
第二节
载荷
汽车的驱动力和行驶阻力
迟滞损失
2.2行驶阻力
2.2.1滚动阻力(硬路面)
产生原因
平移惯性力
旋转质 量换算 系数
惯性力偶矩
mr
2 2 g 0 2
T
影响因素：与加速度、变 速器类型、结构尺寸及档位 有关。
参考数据：P16图1-21
第一章
汽车的动力性
第二节
汽车的驱动力和行驶阻力
2.3汽车的行驶方程式
Ft F
Ttqig i0T r
Ft Ff Fw Fi Fj
8000 7000
6000 Ft1 5000 Ft2 Ft3 4000 Ft4 Ft5 3000 Ft6 Ff+Fw 2000
F /N
1000
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310
第二节
汽车的驱动力和行驶阻力
滚动阻力系数
a Fp 物理意义：单位车重之推力； f , 影响因素：路面、轮胎结构,材料,气压,行驶车速； r W
确定方法：试验或经验公式。
常见路面的滚动阻力系数的值
路面类型 良好的沥青或混凝土路面 一般的沥青或混凝土路面 碎石路面 良好的卵石路面 坑洼的卵石路面 压紧土路：干燥的 雨后的 滚动阻力系数 0.010~0.018 0.018~0.020 0.020~0.025 0.025~0.030 0.035~0.050 0.025~0.035 0.050~0.150 路面类型 泥泞土路（雨季或解冻期）
汽车理论》知识点最新全总结
汽车理论》知识点最新全总结汽车理论》知识点全总结第一部分：填空题第一章：汽车的动力性1.汽车的动力性指标主要是汽车的最高车速Umax、汽车的加速时间t和汽车的最大爬坡度imax，从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发。
2.常用原地起步加速时间和超车加速时间来表明汽车的加速性能。
3.汽车在良好路面的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力。
4.汽车的驱动力系数是驱动力与径向载荷之比。
5.汽车动力因数D=Ψ+δdu/g dt。
6.汽车行驶的总阻力可表示为：∑F=Ff+Fw+Fj+Fi，其中滚动阻力是主要由轮胎变形所产生的阻力。
7.汽车加速时产生的惯性阻力是由平移质量和旋转质量对应的惯性力组成。
8.附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低地面附着系数。
9.汽车行驶时，地面对驱动轮的切向反作用力不应小于滚动阻力、加速阻力与坡道阻力之和，同时也不可能大于驱动轮法向反作用力与附着系数的乘积。
10.当车速达到某一临界车速时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波现象。
第二章：汽车的燃油经济性1.国际上常用的燃油经济性评价方法主要有两种：以欧洲为代表的百公里燃油消耗量和以美国为代表的每加仑燃油所行驶的距离。
2.评价汽车燃油经济性的循环工况一般包括等速行驶、加速、减速和怠速停车多种情况。
3.货车采用拖挂运输可以降低燃油消耗量，主要原因有两个：带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗率b下降；汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整车整备质量之比）较大。
4.从结构方面提高汽车的燃油经济性的措施有：缩减轿车尺寸和减轻质量、提高发动机经济性、适当增加传动系传动比和改善汽车外形与轮胎。
5.发动机的燃油消耗率取决于发动机的种类、设计制造水平和汽车行驶时发动机的负荷率。
6.等速百公里油耗正比于等速行驶时的行驶阻力与燃油消耗率，反比于传动效率。
第三章：汽车动力装置参数的选定1.汽车动力装置参数系指发动机的功率和传动系的传动比，它们对汽车的动力性和燃油经济性有很大影响。
汽车理论课件 第一章 汽车的动力性 第三节 汽车的驱动力 行驶阻力平衡图与动力特性图
2）计算爬坡度
du 0 dt
iD f
➢由动力特性曲线，即可做出各挡的爬坡度图。
➢Ⅰ挡工作时，爬坡度较大，此时以 imax＝D1max－f 计算的误差也较大，可以用下式计算
D1max fcosmax sinmax cosmax 1 sin 2 max
max
arcsin
D1max
f
1
D2 1max
6
第一节 汽车的动力性指标
2.加速时间t
汽车的加速时间有两个含义，单位均为s。
（1）原地起步加速时间：汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并 以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换 至最高挡后到某一预定的车速或距离所需的时间。
（2）超车加速时间：用最高档或次高挡由某一较低车 速全力加速至某一高速所需的时间。
思考
当Ff+FW与Ft5没有 交点时，如何确定最高 车速？此时对应的发动 机工况如何？
Ff
u a'
uamax
4
F /N
奥迪A4 轿车驱动力—行驶阻力平衡图
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310
D
Ft
Fw ，且 G
Ft
Ff
Fi
Fw
Fj
可见 D Ff Fi Fj ，即 D f i du
G
gdt
和“驱动力-行驶阻力平衡图”的思想一样：
(最新整理)汽车理论知识基础
夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油？
（2）摩擦阻力（9％）
➢由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力 在行驶方向的分力。
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48
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
（3）空气阻力FW的计算
Fw 12CDAur2
CD—空气阻力系数； A—迎风面积； ur—相对速度； ρ—空气密度。
1.2258Ns2m 4
Fw
CD Aua2 21.15
Ft
Ttqigi0T
r
Ft
F0
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4
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
由
Ft
Ttqigi0T
r
可知
➢Ft 与发动机转矩Ttq、变速器传动比 ig、主减 速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
思考
能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？
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5
压适当高一些好还是低一些好？
胎压高轮胎变形小迟 滞损失少Ff小
胎压低滑移小Ff小
思考
在高速公路上，轮胎变形产生的滚动阻力 大还是滑移产生的滚动阻力大？
上高速公路时，轮胎气压应该适当高一些。 在松软路面、泥泞路面、雪地行驶时，可适当降低轮胎气压。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
（5）路面条件
双级减速主减速器
传动轴的万向节
ηT 95% 95% 90% 96% 92%
98%
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
3.车轮半径
自由半径：车轮处于无载时的半径。 静力半径rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接 触面间的距离。 滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
汽车理论复习资料
第一章 汽车动力性一 概念：1 驱动力 ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt ，驱动轮在Tt 的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft 即为驱动力。
2空气阻力 ：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。
3道路阻力系数：φ=f+I 滚动阻力系数与道路坡度系数之和4旋转质量换算系数：把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力的换算系数。
5 附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力6附着系数：硬路面上附着力与驱动轮法向反作用力的比。
7轮胎的迟滞损失 ：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
8动力性评价指标：最高车速，加速时间，最大爬坡度9 等效坡度10 动力特性图：汽车在各档下的动力因数与车速的关系曲线11后备功率 ：发动机功率与滚动阻力和空气阻力消耗的发动机功率的差值是后备功率 12 驱动力和行驶阻力平衡图：在汽车驱动力图上加入汽车行驶时经常遇到的滚动阻力和空气阻力就是驱动阻力平衡图。
13 滚动阻力系数：是车轮在一定条件下滚动时所需要的推力和车轮负荷之比。
二 填空与选择1 汽车行驶时，有哪些阻力？滚动，空气，坡度，加速2 汽车加速行驶时，前后轴地面法向作用力的变化怎样？（25页公式判断）3 汽车加速上坡时，前后轮法向作用力有哪些组成？（23页四部分）静态轴荷的法向反作用，动态分量，空气开力，滚动阻力偶矩产生的部分4 滚动阻力系数的大小与哪些因素有关？（9页，参考课件）路面的种类，行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压5 汽车行驶的附着条件是什么？地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮的附着力6 前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动加速与上坡的能力判断（29页图，理解）。
7 汽车加速时，前后车轮附着率大小的判断。
（28）三 简答与论述题1、动力因数的公式，如何应用动力因数表示汽车动力性的三个评价指标？公式说明。
汽车理论材料
汽车理论材料汽车的动⼒性⼀、动⼒因素随挡位如何变化？动⼒因数gdt d D µδψ+=：随着挡位的增加动⼒因数D ⽽减⼩。
⼆、最⼤爬坡条件汽车的上坡能⼒是⽤满载时的汽车在良好路⾯上的最⼤爬坡度。
最⼤爬坡度是指⼀挡最⼤爬坡度。
三、空⽓阻⼒汽车直线⾏驶时受到的空⽓作⽤在⾏驶⽅向上的分⼒。
包括：压⼒阻⼒：形状阻⼒（主要阻⼒）、⼲扰阻⼒、内循环阻⼒、诱导阻⼒。
摩擦阻⼒四、滚动阻⼒滚动阻⼒范围：1%~2% 滚动阻⼒系数范围：0.010~0.300滚动阻⼒系数是车轮在⼀定条件下滚动时所需推⼒与车轮负荷之⽐。
五、路⾯附着条件汽车的动⼒性能不只受驱动的制约，它还受到轮胎与地⾯附着条件的限制。
地⾯对轮胎切向反作⽤⼒的极限值称为附着⼒F ?汽车⾏驶的附着条件?22z x F F ≤。
汽车能够正常⾏驶的充分必要条件：?Fz Ft Fj Fw Fi Ff ≤≤+++汽车的附着⼒决定附着系数以及地⾯作⽤于驱动轮的法向反作⽤⼒。
附着率是指汽车直线⾏驶状况下，充分发挥驱动⼒作⽤时要求的最低附着系数。
六、汽车动⼒性的三个指标（⼀）、最⾼车速（⼆）、加速时间（三）、最⼤爬坡度。
常⽤原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速时间。
七、为什么中档车采⽤前置后驱，经济车采⽤前置前驱？前置前驱车，传动系和动⼒系结构紧凑，传动距离短，传动效率⾼，减少了车重，燃油经济性⾼。
前置后驱车，由于前后桥的重量分配接近理想值50:50，有利于车辆平衡性和⾏驶稳定性，操控更加灵敏，及起步和爬坡性能好，⾼档车由于重量⼤，车⾝长，采⽤前置后驱操作⽅便，爬坡时更容易。
前置后驱会使汽车的燃油经济性下降。
⼋、采⽤3挡起步是否可⾏采⽤3挡起步理论上是可⾏的，但是实际中是不⽤3挡起步的，使⽤3挡起步时，就会加重发动机负荷，也会加速离合器的磨损。
九、如何解释加速抬头和制动点头所谓“点头”就是制动时，汽车在平移质量惯性⼒和旋转质量惯性⼒的惯性作⽤，导致前轴负荷增加后轴负荷减⼩，从⽽出现了车头向下冲的现象。
汽车理论
第1-3章1、汽车的动力性系指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。
2、汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定，即：汽车的最高车速u amax，单位为km/h;汽车的加速时间t，单位为s；汽车能爬上的最大坡度i max3、最高车速是指汽车在良好的水平路面上能达到的最大行驶速度。
4、加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。
①原地起步加速时间指汽车由第I档或第II档起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换档时机）逐步换至最高档后到某一预定的距离或车速所需的时间。
②超车加速时间指用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。
5、汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度i max表示的。
一般i max在30%即°左右6、F t=∑F=F f+F i+F w+F i F t——驱动力；∑F——行驶阻力之和若令T tq表示发动机转矩，i g表示变速器的传动化，i o表示主减速器的传动比，ηT表示传动系的机械效率，则有Tt=T tq i g i oηT7、如将发动机的功率P e、转矩T tq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称发动机特性曲线。
如果发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量位置），则此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），则称为发动机部分负荷特性曲线。
8传动系的功率损失可分为机械损失和液力损失9、图1-7数据表明，直接挡的传动效率比超速挡的高，因为直接挡没有经啮合齿轮传递转矩；同一挡位转矩增加时，润滑油损失所占的比例减少，传动效率较高；转速低时搅油损失小，传动效率比转速高时要高。
10、汽车传动系机械效率轿车ηT=~商用车ηT=~越野车ηT=~11、车轮处于无载时的半径称为自由半径汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径r s。
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定义：汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行 驶时由汽车所受的纵向外力决定的、所能达到的平均行 驶速度。
第一节 汽车的动力性评价指标
汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定：
1）汽车的最高车速uamax 水平良好路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最 高行驶速度。
2）汽车的加速时间t
货车 轿车
f 0.0076 0.000056ua
f
f0
f1
ua 100
f
4
ua 100
4
（二）空气阻力
汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的 分力称为空气阻力。
形状阻力
空气阻力 压力阻力 內干循扰环阻阻力力
誘导阻力
由平衡条件得 Fx1r Tf
故
Fx1
Tf r
Fz
a r
令 f a ，且考虑到
r
FZ 与 W 的 大 小 相 等 ， 常 将Fx1写作
Fx1 Wf 或Ff 1 fW
式中，f 称为滚动阻力系 数。要注意的是：只存 在滚动阻力偶，滚动阻 力只是一个名义上的说 法。Fx1是地面切向力。
常用原地起步加速与超车加速时间表示汽车的加速 能力。
3）汽车能爬上的最大坡度imax 满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大 爬坡度。
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
一、汽车的驱动力
汽车发动机产生的转矩经传动系传至车轮上。作 用于驱动轮上的转矩Tt产生一对地面的圆周作用力:
Ft
Tt r
Ttqigi0T
摩擦阻力
作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方 向的分力称为压力阻力。
由于空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在 行驶方向的分力称为摩擦阻力。
形状阻力：与车身主体形状有关的阻力；
干扰阻力：车身表面突起物（如后视镜，门把手、 引水槽、悬架导向杆、驱动轴等）所引起的阻力；
内循环阻力：为了保证发动机冷却及车内通风，有 一部分气流由车身前部流入，经车体内部再排出，在这 个过程中对车辆所造成的阻力；
a)
b)
2）车尾越细长，空阻越小，当然要与车头的形状配 合好。但车尾过长，车内空间利用差。
曾设想过两种缩短车尾的方法：做成拟流线体（图a） 和在适当长处将流线体截断（图b）。结果表明：后者有 较低的空气阻力系数。
从降低CD的角度出发，轿车总的发展趋势是流线型， 实现的细节可见教材。
发动机转速与汽车行驶速度之间的关系为
ua
2 rn
igi0
60 1000
0.377
rn igi0
Ft
Te
n i0igt
r
n, i0 , ig
驱动力图中的驱动力是根据发动机外特性求得的， 它是使用各挡位时在一定车速下的汽车能发出的驱动力 的极值。实际行驶中，发动机常在节气门部分开启的情 况下工作，相应的驱动力要比它小些。
得的车轮半径称为滚动半径，用rr表示。
rr
S
2 nw
对汽车作动力学分析时，应该用静力半径rs ；而作 运动学分析时，应该用滚动半径rr 。但一般情况下不计 它们之间的差别，统称车轮半径，即
rs rr r
（四）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系 曲线Ft－ua称为汽车的驱动力图。
二、汽车的行驶阻力
F Ff Fw Fi Fj
Ff 滾動阻力 Fw 空氣阻力 Fi 坡度阻力 Fj 加速阻力
（一）滚动阻力 由轮胎的迟滞变形和路面变形引起。 迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶。
诱导阻力：空气升力在水平方向的投影。来自Fw1 2
CD
A
ur2
在无风条件下，ur＝ua，将ρ＝1.2588N·g2·m-4代入上 式，经过单位换算，得
Fw
CD Aua2 21.15
车身形状与风阻
这是一个汽车模型，可随意改变车头，车尾。结果： 1）完全圆形的车头形状和档风玻璃倾角为45度的形 状相比没有明显的改善。这个结论非常重要，因为一般的 轿车不可能采用前部为圆形的车身。 但挡风玻璃太陡时，空气阻力系数显著增加。
力分析中仅存在滚动阻力偶，而没有滚动阻力。
滚动阻力的影响因素：
（1）行驶车速
低速时，滚动阻力随车速增加逐渐加大，但变化 不大；超过某一车速时，滚动阻力增长较快。车速达 到某一临界车速时，轮胎发生驻波现象，滚动阻力迅 速增长。
（2）轮胎的结构、帘线和橡胶的品种。
（3）轮胎的充气压力。
滚动阻力的估算公式：
r
切记：Ft只是名义驱动力， 并不是真正的地面驱动力。
（一）发动机的转速特性
将发动机的功率Pe、转矩 Ttq 以 及 燃 油 消 耗 率 b 与 发 动 机 曲轴转速n之间的函数关系用 曲线表示，则此曲线称为发动 机的转速特性曲线，或简称发 动机特性曲线。
外特性：发动机节气门全 开，发动机扭矩、功率、燃油 消耗率随转速变化的特性。
部分负荷特性： 发动机节气门开度一 定，发动机功率扭矩、 燃油消耗率随转速变 化的特性。
使用外特性：带上 全部附件设备时的发动 机特性。
Ⅰ——外特性 Ⅱ——使用外特性
（二）传动系的机械效率
输入传动系的功率Pin经传动系至驱动轮的过程中，为 克服传动系各部件中的摩擦，消耗了一部分功率。
传动系的功率损失由传动系中的部件——变速器、传 动轴万向节、主减速器等的功率损失组成。
传动系的功率损失分为机械损失和液力损失两大类。
机械损失指齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失。
液力损失指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件 之间的表面摩擦等功率损失。
（三）车轮的半径
车轮处于无载时的半径作为自由半径。
汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距 离静力半径，用rs表示。
用车轮转动圈数与实际车轮滚动距离之间的关系求
驱动轮在硬路面上滚动时 的受力情况
由平衡条件得
FX 2r Tt Tf
FX 2
Tt r
Tf r
Ft Ff
由此可以看出，真正作用在驱动轮上驱动汽车行
驶的力为地面切向反作用力FX2，它的数值为名义上的 驱动力Ft减去驱动轮上的滚动阻力。再次强调，滚动 阻力仅是一个说法而已，受力图上是画不出来的。受