汽车理论PPT第一章
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。
汽车理论第一章汽车的动力性-PPT精选文档
S rr 2 n w
一般可不计差别: rs ≈ rr ≈ r
武汉科技大学车辆工程系
4.汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。 经传动系到达车轮后,可表示为驱动力与车速间的关系。
F t
T t tqigio r
Ttq
rn ua 0.377 igio
单位 ua: km/h
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部分国产汽车动力性指标
新东风标致307 最高车速 179 km/h 0-100km/h加速时间 10.7s 新赛欧SRV 1.6 SL
最高车速 180 km/h 0-100km/h加速时间 12.7s
蒙迪欧新装版 2.0自动挡 最高车速 190 km/h 0-100km/h加速时间 13.8s
第一章 汽车的动力性 汽车的动力性定义:
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。
基本概念:
动力性的评价指标 汽车的驱动力与各种行驶阻力 汽车行驶的驱动—附着条件
武汉科技大学车辆工程系
第一章 汽车动力性
重点内容:
驱动力—行驶阻力平衡图 分析汽车动力性的方法 (图解法) 动力特性图
汽车各部件的传动效率
机械变速器的轿车: η T =0.9~0.92 货车、客车: η T =0.82~0.85
武汉科技大学车辆工程系
3)车轮半径
三个半径 自由半径r0 车轮处于无载荷时的半径。 静力半径 rs 汽车静止时,车轮中心至轮胎与地面接触面间的距离。 用作动力学分析。 滚作运动学分析。
根据驱动轮转矩Tt与发动机转矩Ttq的关系
F t
T t tqigio r
汽车是匀速?加速运动?
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:
汽车理论教学ppt课件
根据当事人的行为对事故发生的作用以及过错的严重程度确定责任 。
常见事故类型的责任划分
如追尾、并线、路口等常见事故类型的责任认定和划分。
CHAPTER 05
汽车新技术应用与发展趋势
新能源汽车技术介绍
新能源汽车定义及分类
阐述新能源汽车的概念,以及按照动力 来源的不同进行分类,如纯电动汽车、
探讨新兴技术,如人工智能、大数据、5G通信 等对汽车产业的影响和变革。
未来汽车技术发展面临的挑战
分析未来汽车技术发展面临的挑战,如技术成熟 度、法规政策、市场接受度等。
CHAPTER 06
总结回顾与课程延伸
关键知识点总结回顾
汽车基本构造与原理
包括发动机、底盘、车身、电气设备等部分 的组成及工作原理。
检查点火系统、燃油系统和发 动机控制系统,逐一排查故障
。
车辆行驶中熄火
检查点火系统、供油系统和进 气系统,确保各部件正常工作
。
刹车失灵
检查刹车油、刹车片和刹车盘 等部件,及时更换磨损严重的
部件。
空调不制冷
检查制冷剂、压缩机、冷凝器 和蒸发器等部件,找出故障原
因并进行维修。
润滑油、冷却液等耗材选用指南
汽车性能评价
掌握汽车动力性、经济性、制动性、操纵稳 定性等性能的评价指标及方法。
汽车维护与保养
了解汽车日常维护、定期保养的重要性及具 体操作步骤。
汽车故障诊断与排除
学习常见汽车故障的诊断方法及排除措施, 提高解决实际问题的能力。
课程延伸:实地考察或实践操作建议
01
参观汽车制造厂或维修车间
通过实地参观,了解汽车的生产过程、维修流程及相关设备的使用。
空气滤清器更换
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,第一章地面-轮胎力学
令f
a r
则Fp1
fW1
f
Fp1 W1
11 f 滚动阻力系数
滚动阻力系数
车轮在一定条件下,滚动所 需要推力Fp1与负荷W1之比,即 单位重力的推力:
滚动阻力系数
f F p1 W1
且
F p1
T f1 r
12
阻力偶用滚动阻力描述
在实际计算时,可不必考虑阻 力偶,而用滚动阻力替代
f W1Fx1
课后思考题:
总结轮胎六分力形成机理及各自的影响因素
35
FY lFz
FY lFz
FY FY
25
弹性轮胎
Fy
Fy
FY
v
FY
FY k
Fy
FY与k符号相反
u ' u k 2~ 8 8K 0/r Nad
最大侧偏力的影响因素
附着条件及垂直载荷FZ 轮胎胎面花纹、材料、结构、充
气压力 路面材料、结构、潮湿程度 车轮外倾角
26
3. 轮胎结构、工作条件与侧偏特性
16
表2-5 车轮滚动阻力系数
路面类型
滚动阻力系 数
沥青或混凝土路面(新) 沥青或混凝土路面(磨旧) 碎石路面 卵石路面(平) 卵石路面(坑洼) 压实土路(干燥)
0.010~0.018 0.018~0.020 0.020~0.025 0.035~0.030 0.035~0.050 0.025~0.035
大家好
第一章 地面-轮胎力学
2
问题回顾
汽车六大性能: 1、计算汽车的通过性时,满载还是空载? 2、发动机与轮胎的受力是什么关系?
3
第一节 概 述
轮胎是连接汽车车身与道路的唯一部件,其基本职能是支承车 辆重量、传递驱动和制动力矩,吸振以及保证转向稳定性。汽 车的运动依赖于轮胎所受的力。
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1-3
一、驱动力-行驶阻力平衡图
3. 驱……平衡图
(2)加速能力 由驱动力、滚动 阻力和空气阻力 ,就可按行驶方 程式计算加速度 。
1挡 2挡 3挡 … m挡
Ttq Ttq1 n Ft ua Ff Fj n1 Ft1 ua1 Ff Fj1 a1
Ttq2 Ttq3 … n2 Ft2 ua2 Ff Fw Fj2 a2 n3 Ft3 ua3 Ff Fw Fj3 a3 … … … … … … …
α max = arcsin
DIm ax − f 1 − D 1+ f
2 2 Im ax
uamax
+f
2
邹旭东 制作 zxd@
Ff
邹旭东 制作 zxd@
1-3 汽车驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图
一、驱动力-行驶阻力平衡图
3. 驱……平衡图
(2)加速能力
F作 zxd@
1-3 汽车驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图
1-3 汽车驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图
一、驱动力-行驶阻力平衡图
3. 驱……平衡图
(2)加速能力
直接挡加速 所用时间较短 Ⅱ挡原地起步换挡加速
邹旭东 制作 zxd@
1-3 汽车驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图
一、驱动力-行驶阻力平衡图
3. 驱……平衡图
(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。
G g dt g
令
D 称为汽车的动力因数
邹旭东 制作 zxd@
Ft − Fw =D G
则
D =ψ +
δ du
g dt
1-3 汽车驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图
汽车理论第一章
第一章汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义,产生机理和作用形式。
答:车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。
产生机理和作用形式:(1)弹性轮胎在硬路面上滚动时,轮胎的变形是主要的,由于轮胎有内部摩擦,产生弹性迟滞损失,使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。
由于弹性迟滞,地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的,这样形成的合力zF并不沿车轮中心(向车轮前进方向偏移a)。
如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合,则有一附加的滚动阻力偶矩。
为克服该滚动阻力偶矩,需要在车轮中心加一推力PF与地面切向反作用力构成一力偶矩。
(2)轮胎在松软路面上滚动时,由于车轮使地面变形下陷,在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面,对车轮前进产生阻力。
(3)轮胎在松软地面滚动时,轮辙摩擦会引起附加阻力。
(4)车轮行驶在不平路面上时,引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功,也是滚动阻力的作用形式。
1.2滚动阻力系数与哪些因素有关?答:滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。
1.4空车、满载时汽车动力性有无变化?为什么?答:动力性会发生变化。
因为满载时汽车的质量会增大,重心的位置也会发生改变。
质量增大,滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大,加速时间会增加,最高车速降低。
重心位置的改变会影响车轮附着率,从而影响最大爬坡度。
1.5如何选择汽车发动机功率?答:发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。
若给出了期望的最高车速,选择的发动机功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和,在实际工作中,还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。
不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定,以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平,防止某些性能差的车辆阻碍车流。
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商用车的速度相对较低,其主要 技术参数是载质量或载客量。
8
第一节 汽车的动力性指标
普及(紧凑)型轿车
微型(经济型)轿车
(发动排量/L≤1.0 ) 奥拓 0.8 120km/h
吉利 1.0
夏利 1.0 奇瑞QQ 0.8
120km/h
137km/h 130km/h
从这组数据能获 取什么信息?
(1.0<发动排量/L ≤ 1.6) 吉利 1.3 155km/h 夏利 1.3 165km/h 羚羊 1.3 168km/h 西耶那 1.5 168km/h 赛欧 1.6 165km/h 波罗 1.4 172km/h 富康 1.6 180km/h 捷达 1.6 170km/h 飞度 1.3手动 165km/h 飞度 1.3CVT 160km/h 飞度 1.5手动 180km/h 飞度 1.5CVT 175km/h
17
第一节 汽车的动力性指标
2)静止到400m或静止到1km的冲刺时间 奥迪A6 1.8T 静止到400m冲刺时间7.9s 静止到1km冲刺时间33.4s
在一般的技术参数中往往不给此项数据
(2)超车加速时间
宝马520i
60~100km/h (4挡/5挡) 10.8s / 13.7s 80~120km/h (4挡/5挡) 10.6 s/ 14.1s 思考:从这组数据可得到什么信息? 低挡的超车加速能力更强。
思 考
汽车的最高车速这么 高,在高速公路上可 以得到充分发挥吗?
帕杰罗速跑(3.0L) 175km/h
中国高速公路允许的最高车速 120km/h 德国高速公路不限速
14
第一节 汽车的动力性指标
思 考
通过以上数据的对比分析,能得到一些什么结论?
对最高车速的总结
发动机排量越大,汽车最高车速越高; 配置相同发动机的前提下,手动挡比自动挡车速更高; 发动机排量相同的前提下,车身越小,最高车速越高; SUV配备的发动机排量普遍较大,但与配备相同发动机排 量的轿车相比,最高车速要低。 查阅资料:F1方程式赛车的最高车速可以达到多少?
19
第一节 汽车的动力性指标
美国对轿车的爬坡能力有如下规定:
能以104km/h(65mile/h)通过6%的坡道;
满载时不低于80km/h; 在6%的坡道上,0~96km/h(60mile/h)的 加速时间不应大于20s。
20
第一节
汽车的动力性指标
本节内容结束
下一节
21
会比较全面?不同车型对动力性的要求
是否相同?
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7
第一节 汽车的动力性指标
1.最高车速uamax
重型货车(总质量>14t) 90km/h 中型货车(总质量6~14t) 100km/h 微型和轻型货车(总质量<6t) 80 ~ 130km/h 城市铰接客车 60 ~ 90km/h 客车 125km/h
18
第一节 汽车的动力性指标
3.最大爬坡度imax
坡度的概念 一些SUV车型的最大爬坡度
最大爬坡度imax 30% 50% 70% 70% 100%
h
车型 切诺基 通用开拓者 长丰猎豹
s
i tan h S
帕杰罗 陆虎
货车满载 imax=30% 越野车 imax=60%
陆地巡洋舰
100%
15
第一节 汽车的动力性指标
现今内燃机汽车的最高车速记录为660km/h,由塞默
兄弟在1965年11月创造。
世界上车速的最高记录是英国飞行员安迪·格林
(Andy Green)在美国内华达州西北的盐湖上,于1997年 10月驾驶一辆喷气式发动机驱动的“冲刺”号汽车创造的,
车速第一次超过了声速,达到1227.73km/h。
185km/h 250km/h 250km/h 270km/h 250km/h 240km/h
10
第一节 汽车的动力性指标
跑车的最高车速
11
第一节 汽车的动力性指标
跑车的最高车速
12
第一节 汽车的动力性指标
跑车的最高车速
13
第一节 汽车的动力性指标
SUV的最高车速
宝马X5(4.4L) 陆虎览胜(4.0L) 宝马X5(3.0L) 大众途锐(3.0L) 捍马H2(6.0L) 230km/h 210km/h 202km/h 197km/h 180km/h
16
第一节 汽车的动力性指标
2.加速时间t
(1)原地起步加速时间 1) 0~100km/h的加速时间
飞度1.5L 12.0s 红旗CA7460 10.5s 捍马H2 10.0s 宝马523Li 9.6s 奥迪A8 7.0s 宝马750 6.6s 奔驰S600 6.5s
宝来1.8 M(手动挡)/A(自动挡) 11.1s/12.7s 宝来1.8T M (手动挡)/A(自动挡) 9.0s/10.5s 手动挡汽车的加速时间更短 法拉利 575M Maranello 4.2s 宝时捷911 3.9s 兰博基尼 Gallardo 4.2s
9
第一节 汽车的动力性指标
中级轿车
(1.6<发动机排量/L≤2.5)
中高级轿车
2.5<发动机排量/L≤4.0
普桑 1.8
150km/h
桑塔纳3000 1.8
宝来 1.8手动 宝来 1.8T手动 宝马318i 蒙迪欧 2.0 本田雅阁 2.0 本田雅阁 2.4 奥迪A4 1.8T 奥迪A4 2.0
185km/h
学习思路
评价指标 评价指标的确定
学习过程中要注 重理论联系实际
分析影响因素
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太平洋汽车 慧聪汽车 263汽车
3
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(美)Thomas D.Gillespie 著.车辆动力学基础. 赵六奇,金达锋,译.清华大学出版社
吴光强 主编.汽车理论.人民交通出版社
傅立敏 著.汽车空气动力学. 机械工业出版社 (英)Julian Happian-Smith 主编.现代汽车设计概论.
张金柱 译.化学工业出版社
喻凡 ,林逸 编著.汽车系统动力学. 机械工业出版社
4
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206km/h 221km/h 214km/h 205km/h 197km/h 219km/h 220km/h 230km/h
凯迪拉克赛威 2.8 奥迪A6L 2.8 宝马530i 奔驰E 280
201km/h 235km/h 250km/h 250km/h
高级轿车 红旗CA7460 奔驰S600(5.8L) 宝马760 宾利雅致(6.8L ) 迈巴赫(5.5L ) 劳斯莱斯幻影(6.7L )
5
第一章
汽车的动力性
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。
本章将介绍汽车动力性的评价指标,汽车的驱动力、 行驶阻力、动力因数、附着力等;介绍动力性指标的确
定方法;功率平衡等。
返回目录
6
第一章
汽车动力性
第一节
汽车的动力性指标
思考
按照对汽车动力性的基本定义,如 何评价汽车的动力性?从哪几方面评价
汽车理论
第5版
教学课件
教材主编 教材副主编 课件编制 责任编辑 余志生 夏群生 张 红 夏群生 赵爱宁
机械工业出版社
1
汽车理论研究的主要内容
汽车理论主要研究汽车的各项性能。
动力性 汽 车 的 性 能 主 要 包 括 燃油经济性
汽车动力装置 参数的确定
制动性
操纵稳定性 平顺性 通过性
2
汽车设计追求 的是最高性价比