复习汽车的动力性分析

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 推荐使用的滚动阻力系数
f 0.0076 0.000056 ua
f
f0
f1
( ua 100
)
f
4
( ua )4 100
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27/231
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
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28/231
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 影响滚动阻力系数的主要因素
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
冷
却 后
冷
制
动
器
和
润
滑 系
冷
统
却
前
制
动
却 发 动 机 和 制 动 器
冷 却 前 制 动 器
器
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 为发动机提供充足的空气
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和冷 前却 制发 动动 器机
冷 却 后 制 动 器
发动机盖应向前下倾
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢面与面交接处的棱角应为圆柱状
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢风窗玻璃应尽可能“躺平”，且与车顶圆滑过渡。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。
遵循的基本原则：
车身前部：发动机盖应向前下倾 整车：整车车身应向前倾斜1°~2° 汽车后部：最好采用舱背式或直背式，应有扰流板 车身底部：底部平整，最好有平滑的盖板盖住底部 发动机冷却进风系统：进风口与出风口位置，内部风道
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 1）车身前部
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢汽车的驱动力图 Ft ~ ua
发动机外特性曲线 Pe，Ttq ~ n 传动系的传动比ig，i0 传动效率ηT 车轮半径r
汽车行驶速度ua 发动机转速 n
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Ft
Ttq ig i0T
r
ua r r 2nw
r 2 n 1 3600 1
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢水平投影应为腰鼓形
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢后端稍稍收缩，前端呈半圆形。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 3）汽车后部 ➢最好采用舱背式或直背式
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢应安装后扰流板
汽车行驶方向 的运动状态
驱动力与行驶阻力
汽车的纵向外力
汽车的行驶方程式
Ft F
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
发动机
传动系 变速器/减速器等
驱动轮
驱动力
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滚动阻力 空气阻力 加速阻力 坡度阻力
行驶阻力
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
ua
Tt
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢空气阻力
空气作用行驶方向
汽车行驶
空气阻力
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压力阻力 （法向力）
形状阻力 干挠阻力 内循环阻力 诱导阻力
摩擦阻力 （切向力）
形状阻力
摩擦阻力
诱导阻力
9% 7%
58%
12%
14%
内循环阻力
干挠阻力
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢应安装后扰流板
➢当车速超过120km/h，尾翼会自动升高160mm，为车身增加30％的下 压力；在车速低于80km/h，尾翼又会自动降低。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢应安装后扰流板
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 典型汽车发动机外特性曲线
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢传动系的机械效率
功率输入Pin
传动系
功率输出PT
变速器、减速 器等
T
Pin PT Pin
T
Pin PT Pin
Pe PT Pe
1 PT Pe
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
➢滚动阻力
载荷
迟滞损失
轮胎/路面接触
轮胎变形
阻力偶
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 迟滞现象分析
n
W
d
FZ
d’
Fz a
n’
FL FR
拖距a
加载
W
A
WC
C
WD
D 卸载
O
Eδ
F
h
滚动阻力偶矩
Tf FZ a
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第一章 汽车的动力性
第一节 汽车的动力性指标 第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 第三节 汽车的驱动力与行驶阻力平衡图 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
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第一章 汽车的动力性
第一节 汽车的动力性指标
汽车的动力性
良好的路面 直线行驶 平均行驶速度
等速行驶
Ff Fp1 Wf
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
驱动轮滚动时的受力情况
ua n
W
Tt
Fp 2
r
FZ
FX 2
an’
FX 2r Tt Tf
Ft
Tt r
ua n
W
Tt
Fp 2
r
Tf
FX 2
an’
FX 2
Tt r
Tf r
Ft Ff
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➢车轮的半径 自由半径
静力半径 滚动半径
r
W
rs W
rr
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
滚动半径的理论计算
rr
S
2nw
滚动半径的近似计算
欧洲轮胎与轮辋技术协会 （ETRTO）
CR Fd
rr
CR
2
Fd
2
德国橡胶企业协会
C
' R
CR (1 ua
/10000
)
一般近似
rs rr r
r
Ft
F0
Ft
Tt r
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 输入功率×机械效率＝输出功率
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PeT Pt
TtqT Ttw
w
igi0
Tt Ttqigi0T
Ft
Tt r
Ft
Ttqig i0T
r
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢发动机的转速特性
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
导流板
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢坡度阻力
Fi
h
G
α
s
汽车上坡行驶
汽车重力沿坡道的分力
坡度阻力
Fi G sin
i
h s
tan
sin tan i
发动机的外特性曲线
哪个的功率大？
发动机的使用外特性曲线
发动机的部分特性曲线
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Pe
Fv T
Ttq
2n 1
60 1000
Ttqn 9550
kw
Ttq N·m
n r/min
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢在保险杠下面，应安装合适的扰流板。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢车轮盖应与轮胎相平
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
2）整车 ➢整个车身应向前倾1°～2°
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢应安装后扰流板
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢应安装后扰流板
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢后面应采用鸭尾式结构
等速行驶工况
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
传动系的功率损失
摩擦
机械损失液ຫໍສະໝຸດ 损失 润滑油齿轮传动副之间 轴承摩擦 。。。 润滑油的搅动 润滑油与零件之间 。。。 的表面摩擦
0.90~0.92 轿车 0.82~0.85 货车与客车
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
有固定传动比的汽车行驶方程式
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttq ig i0T
r
G cos
f
CD A 21.15
ua2
G
s in
m
du dt
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第三节 汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图
行驶方程式
汽车的基本参数
汽车的动力性能
igi0 60
1000
0.377 rn ig i0
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 货车的驱动力图
Ft1
Ft
Ttqig i0T
r
Ft 2
Ft3
Ft 4
Ft5
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 二、汽车的行驶阻力
Ft F
F
Ff
Fw Fi
F j
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 三、汽车的行驶方程式
Ft F
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttq ig i0T
r
G cos
f
CD A 21.15
ua2
G sin
m du dt
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第三节 汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图 一、驱动力－行驶阻力平衡图
坡度较小
Fi G sin G tan Gi
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 坡度与坡度角的关系
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
坡度阻力 滚动阻力
F Ff Fi
G cos f G sin 道路阻力系数 f i
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢后面应采用鸭尾式结构
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 4）车身底部
➢所有零件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑的盖板盖住底部
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 5）发动机冷却通风系统 ➢仔细选择进风口与出风口的位置，精心设计内部风道。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 空气阻力的计算
Fw
1 2
CD Aur2
1.2258 N s2 m4
ur ua
Fw
1 2
CD
A1.2258 (ua
1000)2 3600
CD Aua2 21.15
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
道路阻力
F G( f i)
F G
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢加速阻力
汽车加速行驶
克服加速运动的惯性力
加速阻力
汽车质量
平移质量 旋转质量
汽
平移惯性力
车
加 汽车旋转质量
速
换算系数
行
驶 惯性力偶矩
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 轿车旋转质量与传动比的关系
动力性评价指标
运输效率等 最基本的性能
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第一节 汽车的动力性指标 汽车动力性评价指标
汽车的最高车速 ua max
汽车的加速时间 t
汽车能爬上的最大坡度
imax
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第一节 汽车的动力性指标
汽车的最高车速 在水平良好路面上汽车能达到的最高行驶车速
汽车的加速时间
原地起步加速时间 超车加速时间
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第一节 汽车的动力性指标
原地起步加速时间
汽车由1挡或2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
0～400m或0～100km/h
超车加速时间
用最高挡或次高挡由某一较低车速加速至某一高速 所需时间
路面的种类 车速 轮胎的构造 轮胎的材料 轮胎的充气压力 驱动力系数
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驱动力与径向载荷之比
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 转弯时的滚动阻力
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最高挡或次高挡30km/h或40km/h
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第一节 汽车的动力性指标
最大爬坡度 满载或一定载荷时汽车在良好路面上的最大爬坡度
最大爬坡度指的是一挡最大爬坡度
注意：以上三个指标均指在无风或 微风条件下测得的
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
汽车的动力性
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
从动轮滚动时的受力情况
ua n
W
Fp1
r
ua n
W
Fp1
r
FZ
FX 1
an’
Tf
FX 1
an’
a
Fp1r Tf
Tf
Fza
Fp1
Tf r
f
Fz
a r
r , Fz W
Fp1 Wf
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力