同济大学《汽车理论》第三章 汽车的经济性和排放性能
汽车理论整理笔记大全
汽车理论整理笔记大全通常，当滑移率S由0%-10%增大时，附着系数随着增大;一般当滑移率处于15%-20%的范围时，附着系数有最大值，该最大值称为峰值附着系数轮胎滚动时接触印记的中心线与车轮平面的夹角称为侧偏角。
车轮与路面的相对动载：车轮与地面间的动载Fd的方向是上下交变的。
汽车悬架系统阻尼比ξ：空间频率n与系统固有圆频率ωo的比值。
附着率：汽车在直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。
汽车使用性能：汽车应该有高运输生产率、低运输成本、安全可靠和舒适方便的工作条件。
汽车为了适应这种工作条件，而发挥最大工作效益的能力叫做汽车的使用性能。
汽车的主要使用性能通常有：汽车动力性、汽车燃料经济性能、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车平顺性和汽车通过性能。
滚动阻力系数：滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比，或单位汽车重力所需之推力。
驱动力与（车轮）制动力：汽车驱动力是发动机曲轴输出转矩经离合器、变速器（包括分动器）、传动轴、主减速器、差速器、半轴（及轮边减速器）传递至车轮作用于路面的力，而由路面产生作用于车轮圆周上切向反作用力。
制动力习惯上是指汽车制动时地面作用于车轮上的与汽车行驶方向相反的地面切向反作用力。
汽车动力性及评价指标：汽车动力性，是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。
动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。
附着椭圆：汽车运动时，在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。
一些试验结果曲线表明，一定侧偏角下，驱动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。
当驱动力相当大时，侧偏力显著下降，因为此时接近附着极限，切向力已耗去大部分附着力，而侧向能利用的附着力很少。
作用有制动力时，侧偏力也有相似的变化。
驱动力或制动力在不通侧偏角条件下的曲线包络线接近于椭圆，一般称为附着椭圆。
汽车理论的文章
F
Ff Fw Fi Fj
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1.滚动阻力Ff
轮胎变形
硬路面上
产生滚动阻力的主要原因
思考
软路面上
轮胎变形和路面变形 轮胎变形为什么会产生滚动阻力？
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。
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
ua
n
加载变形区 思 考
n'
卸载变形区
由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下， 地面作用在加载变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
ua
d
n
1）从动轮受力分析 FZ
水冷，直列四缸，每缸五气门
最大功率 110kW/5700 r/min 最大转矩 210N· m/1750～4600 r/min 缸径×行程 81mm×86.4mm 压缩比 9.3:1
思考
宝来轿车发动机的转矩输出特性是否理想？为什么？
汽车起步加速时，过早换入高挡（即发动机转速较低时即换入 高挡) 是否有利于其加速性？ 发动机最大转矩对应的转速较低好还是较高好？一般来说，达到最大扭矩时
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。
汽车理论(横线部分自己写下,公式难打)
第一章 动力性1.汽车动力性：汽车在良好路面上直线行驶时由汽车收到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。
最高车速：在水平良好路面上汽车能达到的最高行驶车速。
加速时间：表示汽车的加速能力，分原地起步加速时间与超车加速时间。
2.汽车的动力性主要可由最高车速u amax 、加速时间t 、最大爬坡度i max 三个指标来评定。
3.汽车行驶方程式：Ft=ΣF=Ff+Fw+Fi+Fj驱动力—Ft= 行驶阻力之和—ΣF汽车行驶方程式：4.动力因数：t w F F G-为汽车的动力因数并以符号D 表示 5.附着率：是指汽车直线行驶情况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。
附着系数—φ 附着率—C φ2=22X Z F F 附着条件：C φ2=22X Z F F ≤φ即驱动轮的附着率不得大于地面附着系数。
加速上坡行驶时的附着率：C φ2=等效坡度q= ，则C φ2=6.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。
汽车功率平衡方程式：Pe=汽车的后备功率：f w +e P -（P P ）/ηt 为汽车的后备功率，后备功率越大，汽车动力性越好。
7.几个图：P19.1-23 P20.1-25第二章 燃油经济性1.汽车的燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力， ·燃油经济型评价指标单位：L/100km （越大经济性越差），美国为MPG 或mile/USgal （越大经济性越好）。
·等速行驶百公里燃油消耗量是常用评价指标，是汽车在一定载荷下，以最高挡在良好路面等速行驶100km 燃油消耗量，对应等速百公里燃油消耗量曲线。
各国还制定了循环形式实验工况来模拟实际汽车运行状况。
·用碳平衡法可求得燃油消耗量。
2.等速行驶工况燃油消耗量计算：e s a b =1.02u gP Q ρ 3.影响汽车燃油经济性的因素有哪些？答：一、使用方面 ①行驶车速②挡位选择③挂车的应用④正确的保养与调整二、汽车结构方面 ①缩减轿车总尺寸和减轻质量②发动机③传动系④汽车外形与轮胎4.电动汽车有哪三种类型？答：①纯电动汽车；②混合动力电动汽车；③燃料电池电动汽车5.混合动力电动汽车特点？答：①清洁、安静、效率高，转速-转矩控制特性比较灵活；②低速时具有恒转速转矩的特性；③将电力驱动与传动内燃机驱动结合，充分发挥二者优势。
第三章 汽车经济性(201111031)
Opel Opel
NECAR4
NECAR5 Sequel Focus FCV Natrium F-cell B-cell X-trail
1999
2000 2005.4 2001 2002
Benz A-class
Benz A-class Focus Chrysler Town & Country Benz A-class Benz B-class -
常测出每隔10km/h或20km/h的速
度间隔的等速百公里燃油消耗量,然
后在图上连成曲线.
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车经济性的评价
综合燃油经济性 (ECE较全面反映汽车行驶工况)
欧洲经济委员会
ECE
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车经济性的评价
综合燃油经济性 (美国EPA较全面反映汽车行驶工况)
Qt1 行驶初速加速1km/h的单位时间燃油消耗量
查找万有特性表时的发动机功率为:
P 1
T
P
f
Pw Pj
加速阻力功率
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车燃料经济性的计算方法
等加速行驶工况燃油消耗量的计算
等加速过程中,汽车的总油耗
Qta Qi t
i
加速行驶的距离: 2 2 ua u 2 a1 S at 25.92 du dt
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车燃料经济性的计算方法
装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
r nt ua 0.377 i0 ig
i f
nt
r F Fw Tt T i0 ig
汽车理论汽车运用工程课件
第三章 汽车的使用性能
第一节 汽车结构参数和质量参数 第二节 汽车动力装置的特性 第三节 汽车的动力性 第四节 汽车的燃油经济性 第五节 汽车的制动性 第六节 汽车的操纵稳定性 第七节 汽车的通过性 第八节 汽车的行驶平顺性 第九节 汽车的质量利用和使用方便性
车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互 作用力以及二者的相应变形。其相对刚度决定了轮胎和支承面变 形的特点和相对大小。
当弹性轮胎在硬路面上滚动时（动力性分析时的道路条件）， 轮胎的变形是主要的；而当弹性轮胎在软路面上滚动时（通过性 分析时的道路条件），支撑路面的沉陷变形是主要的。这些变形 都将伴随着能量损失，是滚动阻力产生的根本原因。
3.1.2 车辆的质量和质心位置参数 1.汽车的质量参数 整车干质量：装备有车身、全部电气设备和车辆正常行驶所需要 的辅助设备的完整车辆的质量与选装装置质量之和。 整车整备质量：整车干质量、冷却液质量、燃料质量与随车件质 量之和。 装载质量：货运质量与客运质量之和 总质量：整车整备质量与装载质量之和。 最大轴载质量：制造厂考虑到材料强度、轮胎的承载能力等因素 而核定出的轴载质量； 允许最大轴载质量：车辆管理部门根据使用条件而规定的轴载质 量。
3.1 汽车结构参数和质量参数
主要介绍汽车整车的结构参数和质量参数，这些参数
对于汽车的使用性能有很大影响。
3.1 汽车结构参数和质量参数
3.1.1 汽车的主要结构参数 1．汽车的外廓尺寸 汽车的外廓尺寸指车辆的长度、宽度及高度。 车辆长度：垂直于车辆的纵向对称平面并分别抵靠在汽车前、后 最外端突出部位的两垂直面之间的距离。 车辆宽度：平行于车辆纵向对称平面并分别抵靠车辆两侧固定突 出部位的两平面之间的距离。 车辆高度：在车辆无装载质量时，车辆支承水平地面与车辆最高 突出部位相抵靠的水平面之间的距离。
汽车理论个章节总结
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=CDAua²/21.15 CD-空气阻力系数 A-迎风面积m² ua-汽车行驶速度km/h Fi=Gsinα G-汽车重力Fj=δm du/dt δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg du/dt 行驶加速度m/s ²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。
汽车理论课件.pdf
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎规格示例
同济大学,汽车学院 左曙光教ห้องสมุดไป่ตู้教案
速度标记
速度标记 （GSY）
F M P Q
最高车速 （km/h）
80 130 150 160
速度标记 （GSY）
R S T H
最高车速 （km/h）
170 180 190 210
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
负荷指数（L1）
f
一般的沥青或水泥路 0.018~0.020
碎石路
0.020~0.025
压紧土路、干燥路面 0.025~0.035
汽车理论
左曙光
电话: 69589233 (办) 办公室: 新能源汽车工程中心313室
2013年9月
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
发动机
电子电 器
车身
发动 机
转向 系统
行驶 系统
其它：车身、仪表及显示、照明与信号、电气 与电子系统、空调、取暖及通风、雨刷……
制动 系统
传动系 统
设计最优性能的汽车
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车理论的整体内容
汽车行驶过程的力学特性分析 汽车的主要性能与评价指标 汽车整车动力参数的选定与匹配
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车理论的参考书、方法及要求
汽车理论，机械工业出版社，余志生主编 2007年5 月（第五版）
汽车理论，人民交通出版社，吴光强主编 2007年2月
意义
Fx
纵向力
地面对轮胎的反作用力眼坐标系x轴的分量
Fy
侧向力
地面对轮胎的反作用力沿坐标系y轴的分量
Fz
法向力
(完整版)汽车理论知识点.docx
第一章 汽车的动力性 1.1 汽车的动力性指标１）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。
2）汽车动力性的三个指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度。
3）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。
4）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 imax 表示的。
货车的imax=30% ≈ 16.7 °,越野车的 imax= 60%≈ 31 °。
1.2 汽车的驱动力与行驶阻力 1）汽车的行驶方程式F tF fF wF iF jT tq i g i0 TC A2duGf cosDu aG sinmr21.15dtT tq i g i0 TC D A 2durGf21.15u aGimdt2）驱动力 F t ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生 驱动力矩 T t ，驱动轮在 T t 的作用下给地面作用一圆周力 F 0 ，地面对驱动轮的反作用力F t 即为驱动力。
3）传动系功率 P T 损失分为机械损失和液力损失。
4）自由半径 r ：车轮处于无载时的半径。
静力半径 r s ：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 r r ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
5)汽车行驶阻力 : F F f F w F i F j6)滚动阻力 Ff：在硬路面上，由轮胎变形产生；在软路面上，由轮胎变形和路面变形产生。
7）轮胎的迟滞损失指：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）滚动阻力系数 f 指：车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比。
故Ff=W*f 。
9）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。
(完整版)《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•从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性指标主要是：（）汽车的最高车速（）汽车的加速时间（）汽车的最大爬坡度。
•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。
.汽车在良好路面的行驶阻力有：滚动阻力，空气阻力，坡道阻力，加速阻力 _____________•汽车的驱动力系数是驱动力与径向载荷之比。
•汽车动力因数屮。
•汽车行驶的总阻力可表示为:刀 _。
其中，主要由轮胎变形所产生的阻力称：滚动阻力。
•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。
•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。
•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。
.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•国际上常用的燃油经济性评价方法主要有两种：即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。
•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。
•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。
•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_________________________ 动比和改善汽车外形与轮胎。
•发动机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的种类、设计制造水品；另一方面又与汽车行驶时_________ 关。
•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。
汽车理论-林椰厅
写在最前：由于课本等不在身边，我只能按照书本目录进行回忆，有所缺漏还请原谅。
此外，这些内容是根据课程及期末考要求整理的，与考研复试要求无关，仅作为课程参考。
教材：《汽车理论》主编：余志生清华大学机械工业出版社《汽车理论》主编：吴光强同济大学人民交通出版社第二版两本教材有所不同，但基本内容相似。
我所在班级是两本书都有用到，故书目都给出。
授课教师：2011级汽车学院《汽车理论》课程有多个平行班，且分为3学分（整车与车身等方向选）2学分（电子发动机等方向选）。
我所上的是由左曙光老师以及吴旭东老师共同授课的3学分班级，左老师主要负责汽车轮胎力学、动力性、经济性以及制动性的授课，吴老师负责操纵稳定性以及NVH部分的授课。
每个班级老师不同，期末试卷要求不同，各班重点有所差异。
我所在班级期末不要求计算题，故只有论述类题目。
左曙光老师授课部分【吴光强版汽车理论】：绪论汽车底盘的基本构成及各自的基本作用第1章作用在汽车上的外力1.1 轮胎力及其特性轮胎的作用、要求、轮胎的种类及规格组成、作用在轮胎上的力和力矩、轮胎六分力、轮胎纵向动力学特性、汽车轮胎与地面接触变形、轮胎的滚动阻力的产生、驱动轮胎的实际纵向力、滚动阻力系数影响因素、轮胎纵向动力学特性系数以及影响因素、轮胎侧向动力学特性以及影响因素、回正力矩、轮胎垂向动力学特性、1.2 气动力及其特性空气动力的六分力、空气阻力与压力阻力的种类、减少气动阻力系数的措施、升力和仰俯力矩、减小侧向力和横摆力矩、侧倾力矩的措施参考文献作业题：以图文解释轮胎的滚动阻力形成原理。
以图文解释汽车车轮上需装ABS的原因。
汽车转向行驶时，非转向轮上存在回正力矩吗？用图文解释。
同一车速下，图文比较分析转弯制动与转变加速时，汽车转向轮胎上形成的回正力矩大小。
如何减少汽车行驶中的空气阻力？如何改善汽车行驶中侧风对汽车行驶稳定性的影响？如何降低汽车行驶中的升力？第2章汽车的动力性动力性及其评价指标、行驶驱动力与行驶阻力、发动机的速度特性、电动机转速特性曲线、汽车的驱动力图、汽车行驶的驱动-附着条件与汽车的附着力、影响附着系数的因素、汽车驱动力—行驶阻力平衡图、动力性参数的确定、汽车的功率平衡、液力变矩器汽车的动力性计算、汽车动力性的主要影响因素。
汽车理论第三章汽车的燃油经济性
§3-6燃油经济性试验
• 三、汽车燃油消耗仪(简称油耗计) • 汽车的燃料消耗量是用油耗计(包括油耗传感器
和两次仪表)来测量的。 • 油耗计种类繁多，按测量方法可分为: • 容积式油耗计 • 重量式油耗计 • 流量式油耗计 • 流速式油耗计。 • 大多数油耗计都能连续、累计测量，但测试的流
量范围和流量误差各不相同。
减速过程燃油消耗量 (ml)
ua2
ua3
Qd
ua2 ua3 3.6du / dt
Qi
怠速燃油 消耗率
§3-2 汽车燃油经济性的计算
等减速过程 行驶的距离 (m)
ua2
ua3
sd
ua22 ua23 25.92du / dtd
§3-2 汽车燃油经济性的计算
✓四、怠速停车时的燃油消耗量的计算
怠速停车 燃油消耗量
✓二、等加速行驶工况燃油消耗量的计算
发动机提供的功率
滚动阻力功率 空气阻力功率 加速阻力功率
P
1
T
( Gfua 3600
CD A 76140
ua3
mua
3600
du ) dt
§3-2 汽车燃油经济性的计 算
等加速行驶燃油消耗量的计算(ua1 ~ ua2)
§3-2 汽车燃油经济性的计算
将ua2-ua1分成 若干个小区间
发动机的万有特性曲线
§3-2 汽车燃油经济性的计 算
✓一、等速行驶工况燃油消耗量的计算
万有特性曲线
车速ua 阻力功率P
燃油消耗率
燃油消耗量
Qt
Pb
g
9.8 3600
Pb
367.1g
(ml/s)
单位时间内的燃油消 耗量
《汽车理论(第3版)》试卷及参考答案
汽车理论（第三版）试卷绪论第一题填空1.汽车使用性能分为：对自然环境条件的适应性、技术经济性、劳动保护性。
2.汽车对自然环境条件的适应性包括：动力性、通过性、操纵性。
3.汽车的通过性包括：支承通过性、几何通过性，主要取决于地面的物理性质及汽车的几何参数和结构参数。
4. 汽车的技术经济性主要用生产率和燃油经济性来表示，主要评价指标有：生产率、油耗、可靠性与耐用性、维修保养方便性。
5. 劳动保护性的主要评价指标有：舒适性、稳定性（操纵稳定性）、制动性、驾驶室的牢固程度。
第二题名词解释1.动力性：指汽车在良好、平直的路面上行驶时所能达到的平均行驶速度。
2.通过性：汽车以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带(如松软地面、坎坷不平地段)和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障）的能力。
3.纵向通过角: 汽车前、后轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面,两切平面交于车体下部较低位置时所夹锐角。
4.汽车的操纵性：是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
5.最小转弯半径：方向盘转至极限位置时从转向中心到前外轮接地中心的距离，表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。
第三题应用题1.标出下图中汽车的主要通过性参数，说明其含义。
解：γ1－接近角；γ2－离去角；γ3－纵向通过角；h－最小离地间隙第四题简答题1.简述间隙失效的主要形式、几何参数及其含义。
答：1）间隙失效：汽车因离地间隙不足而被地面托住无法通过的现象。
2）顶起失效：车辆中间底部的零部件碰到地面而被顶住的现象。
3）触头或托尾失效：因车辆前端或尾部触及地面而不能通过的现象。
4）几何参数h：最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角。
最小离地间隙h：汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离，反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。
汽车理论第三章
综合燃料经济性
综合燃料经济性
综合燃料经济性
在汽车底盘测功器上进行汽车燃料经济性测量是汽车 制造商和汽车检验认证机构常用的室内试验方法。 这 种试验能借助底盘测功器模拟汽车行驶阻力与加速时 惯性阻力等道路上的行驶工况。 所以，可以按照很复 杂的循环规范对汽车进行室内试验。 若试验间的气温 也能控制，则室内汽车测功器就能控制主要使用因素 。 图3-6是美国环保局（EPA）CVS-C 行驶循环的速度— 时间关系曲线。
装有液力变矩器汽车的燃料经济性计算
不同节气门开度 下的 图3-11所示：
与
曲线，如
转速坐标按下列关系换算成 速度坐标：
装有液力变矩器汽车的燃料经济性计算
为了确定汽车在不同道路上以不同速度行驶时发动机的节 气门开度 与转速 ，应利用转矩平衡，即在 的图上，按下列公式绘制汽车在不同道路阻力系 数 下等速行驶时克服行驶阻力所需的涡轮转矩ห้องสมุดไป่ตู้与行驶 速度 的关系：
综合燃料经济性
图3-6是美国环保局（EPA）CVS-C循环（Urban Dynamometer Driving Scheedule，即UDDS) 行驶循 环的速度—时间关系曲线。
综合燃料经济性
除了UDDS，还有公路行驶循环（Highway Fuel Economy Test，即HWFET），如图3-7所示。
等速行驶工况燃料消耗量的计算
图3-8 给出了某一汽油发动机的万有特性曲线。
等速行驶工况燃料消耗量的计算
在万有特性图上（利用插值法）可确定相应的燃料消耗 率ｂ,从而计算出以该车速等速行驶时单位时间内的燃料 消耗量（ML/s）为：
汽油的 可取为6.96~7.15N/L， 柴油可取为7.94~8.13N/L 整个等速过程行经S（m）行程的燃料消耗量（mL）为：
同济大学朱西产《汽车理论》动力性经济性作业
作业要求......................................................................................................2 1.绘制汽车驱动力与行驶阻力的平衡图................................................. 4 2.求汽车最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率........ 5 3.绘制行驶加速度倒数曲线并求 2 档起步加速至 70km/h 的加速时间， 绘制加速时间曲线..................................................................................... 7 4.计算 80km/h 分别采用 4 档和 5 档时的百公里油耗。计算货车采用 五档时，车速分别为 40km/h、50km/h、60km/h、70km/h 和 80km/h 的 燃油消耗量。 根据计算结果， 定性分析该货车采用 5 档时的经济车速。 ...................................................................................................................... 9 附 录 Matlab 程序.................................................................................. 13
C D Aua 在 matlab 中编写程序，绘制行驶阻力 F f Fw 21.15
2
曲线。其中 G mg ， 总质量m 3880kg，滚动阻力系数f 0.013，g 9.8m / s 2 。 （4）绘制图像如下：
汽车理论第三章汽车动力装置参数的选择
当
时，汽车
的最高车速最高。
此时最小传动比i0比较适中。
—发动机最大功率对应的车速； —汽车的最高车速。
45
第二节 最小传动比的选择
2）后备功率
i01的后备功率最小； i03的后备功率最大； i01的燃油经济性最好； i03的燃油经济性最差。
思考
汽车传动系由哪些传动部件组成？传 动系总传比 it 如何确定？
—副变速器传动比。 三轴式变速器 = 1
的确定→ i0的确定
20
第二节 最小传动比的选择
1）最高车速
uamax1< uP1 uamax2= uP2 uamax3> uP3 uamax2> uamax3> uamax1
当
时，汽车的
最高车速最高。
汽车理论 吉林大学远程教育学院
42
第一节 发动机功率的选择
一、由uamax确定发动机功率
当
时，
；
此时所需的发动机功率
即，确定整车参数和预期的最高车速uamax后，可选 定发动机功率约等于（但不能小于）上述Pe计算值。
当最高车速达到uamax时，必然需要Pe；但发动机最大功率刚好为Pe的 话，未必能在最高车速下发挥出来，就是说不一定能达到uamax。
返回目录 32
第三节 最大传动比的选择
思考 传动系最大传动比 主要用于什么工况？
➢满足汽车的最大爬坡度αmax； ➢满足汽车的最低稳定车速uamin ； ➢满足汽车加速时间的要求；
➢满足汽车的附着条件
。
33
第三节 最大传动比的选择
一、保证最大爬坡度
当汽车低速爬坡时 FW= 0， = 0
34
第三节 最大传动比的选择
汽车理论第3章课件
(3) 验算附着条件 最大传动比确定后，还应计算驱动轮的附着率， 最大传动比确定后，还应计算驱动轮的附着率， 检查附着条件是否满足上坡或加速的要求。 检查附着条件是否满足上坡或加速的要求。
•青岛大学车辆工程系 青岛大学车辆工程系
22
汽车理论
第四节
传动系挡数与各挡传动比的选择
1. 传动系挡数的选择 (1) 就动力性而言 ， 挡位数多 ， 增加了发动机 就动力性而言， 挡位数多， 发挥最大功率附近高功率的机会， 发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加 速与爬坡的能力。就燃油经济性而言，挡位数多， 速与爬坡的能力。就燃油经济性而言，挡位数多， 增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性， 增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降 低了油耗。 低了油耗。所以增加挡位数会改善汽车动力性与燃 油经济性。 油经济性。 (2) 挡数的ห้องสมุดไป่ตู้少还影响到挡与挡之间传动比的 比值。比值过大，会造成换挡困难。一般认为， 比值。比值过大，会造成换挡困难。一般认为，比 值≤1.7～1.8。因此，如最大传动比与最小传动比之 ～ 。因此， 比值越大，挡位数也应愈多。 比值越大，挡位数也应愈多。
•青岛大学车辆工程系 青岛大学车辆工程系
23
汽车理论
1. 传动系挡数的选择 轿车的行驶车速高，比功率大， 轿车的行驶车速高，比功率大，最高挡的后备 功率也大，即相对而言最高挡的驱动力与Ⅰ 功率也大，即相对而言最高挡的驱动力与Ⅰ挡驱动 力间的范围小， 因此， 力间的范围小 ， 即 itmax/itmin 小 。 因此 ， 过去装备手 动变速器的轿车，常用3挡或 挡变速器，近年来， 挡或4挡变速器 动变速器的轿车，常用 挡或 挡变速器，近年来， 为了进一步节省燃油， 轿车普遍采用5挡变速器 挡变速器， 为了进一步节省燃油 ， 轿车普遍采用 挡变速器 ， 也有采用6挡变速器的 挡变速器的。 也有采用 挡变速器的。 轻形货车和中型货车比功率小， 轻形货车和中型货车比功率小，所以一般采用 5挡变速器。重型车辆使用条件复杂，一般采用 挡 挡变速器。 挡变速器 重型车辆使用条件复杂，一般采用6挡 至十几挡的变速器，以适应复杂的使用条件。 至十几挡的变速器，以适应复杂的使用条件。
汽车理论：第三章 汽车的经济性
第二节 汽车燃油经济性的计算
▪ 在汽车设计与开发工作中，常需要根据发 动机台架试验得到的万有特性图与汽车功 率平衡图，对汽车燃油经济性进行估算。
▪ 本节将介绍燃油经济性循环行驶试验工况 的各工况，如等速行驶、加速、减速和怠 速停车等行驶工况的燃油消耗量计算方法。
1、等速行驶工况燃油消耗量的计算
▪ （1）发动机的负荷特性
▪ 现在世界各国正在研制21世纪新一代超经济型轿车，其 油耗指标接近于3L／100km，参见图2-3 CAFE限值的逐年 变动情况。
二、单位运输工作量的燃料消耗量
▪ 若燃料以重力或质量计，用符号 QgK 表示， 其单位分别为 N /(100KN km) 、N /(100t.km) ，
N /(客100km) 或 kg /(100t km) 。
▪ 如图a中，在转速为3000r／min时，节流阀 全开时之功率为50kW(68PS)，若在同一转 速下，节流阀部分开启时实际发出的功率 为25kW(34PS)，则负荷率U为50%。
▪ 由此可推知发动机空转时的负荷率为零。
▪ 当节流阀全开，在此转速下的最大功率就 是满负荷，负荷率等于100%
▪ 由图上可以看出发动机的有效油耗率b随发 动机工况的改变而改变，特别是负荷率U对 油耗的影响最大。
1
T
( Pf
Pw )
用功率平衡与负荷特性计算汽车等速百公里油耗
P(PS)
0 0
Pe a
b
c
ua' n'
a)
b(g/PS.h)
n1
n2
n'
n3 n4
Q(L/100km)
ψ4 ψ3 ψ2
b'
ua(km/h) 0 ne(r/min)
《汽车理论》第3章汽车排放性
3.2.1 燃料类型和质量对汽车排放的影响
2.燃料质量对汽车排放的影响
➢ 燃油对汽车排放的影响是由燃油中各组分综合作用产生的结果 ➢ 汽车排放污染物的水平与市售燃油质量有密切关系。 ➢ 长期以来，欧美和日本等发达国家在制定和实施汽车排放标准
时始终将车和油视为一个系统，强调同步实施燃油和汽车排放 标准，实现“车、油、路”的同时升级。 ➢ 2014年1月1日开始施行新版GB17930-2013《车用汽油》标准， 标准对汽油中的烯烃含量及硫含量做了更加严格的限制。 ➢ 2013年2月7日起施行新版GB19147-2013《车用柴油》标准， 大幅度降低硫含量。
排放污染物增加量/%
35 30.3 30
25
27.69
23.53
20
15
10
5
0 CO
THC
Nox
图3.3 汽油质量对排放的影响
2021/2/21
汽车理论 第 25 页
3.2.1 燃料类型和质量对汽车排放的影响
2.燃料质量对汽车排放的影响
➢ 汽油组分对产生排气污染物的影响主要源于芳烃、饱和烃和烯 烃、硫等杂质含量的不同
随着汽车保有量的急剧增加，汽车排放对环境造成了越来越大的破坏 ，对人类健康造成了越来越大的损害。 为了保护环境和人类健康，世界各国通过制定越来越严格的排放标准来 限制汽车排放。
2021/2/21
汽车理论 第 3 页
3.1 汽车排放性评价指标
➢ 汽车排放性评价指标与排放标准有关。 ➢ 不同阶段实施的排放标准不同，其评价指标也有差异。 ➢ 目前国内实施的是国Ⅳ排放标准，个别城市地区开始实施国Ⅴ排放标准
➢循环工况下THC的单位行驶里程排放量为：
2021/2/21
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三阶段限值标准不再以单一车型为评价对象，而是参考美国《公司平 均燃料经济性法》，将车企作为整体进行评价。第三阶段标准制定的油 耗限值比第二阶段下降20%，到2015年，全国平均乘用车燃油消耗量将 降为7L/100km左右。
燃油行驶的里程，单位为mile/USgal。
思考：为什么要在一定运行工况下评价汽车的燃油 经济性？
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
1.等速工况
宝来轿车等速油耗
1.8L 6.4M/7.0A/90km/h 8.5M/9.2A/120km/h 1.8T 6.1M/7.0A/ 90km/h 8.7M/9.2A/120km/h
第三阶段燃料消耗量
• 新标准的特点：
–一是标准以满足《乘用车燃料消耗量限值》第二阶段 作为最低要求； –二是以车型燃料消耗量目标值取代单车限值作为乘用 车燃料消耗量的评价指标； –三是在实施策略上采取弹性做法。
• 引伸出三个新定义：
–1、车型燃料消耗量。依据GB/T19233（轻型汽车燃料 消耗量试验方法）试验、计算并确定的某车辆型号的 综合燃料消耗量型式认证值； –2、平均燃料消耗量。按产量加权计算得出的一组车辆 的平均燃料消耗量； –3、企业平均燃料消耗量。某制造商在一年内生产的所 有乘用车车型燃料消耗量按当年生产量加权计算的平 均燃料消耗量。
注：M代表手动挡汽车； A代表自动挡汽车。
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
2.循环行驶试验工况
1）欧洲经济委员会（ECE）
以L/100km计的1/3混合油耗为
1 1 1 1 混合 ECE 90km / h 120km / h 3 3 3 3
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
2）美国环境保护局（EPA）
f
由 ua和 Pe 在万有特性图上可确定燃油消耗率b。
第二节 汽车燃油经济性的计算
设已知汽车的车 速 ua=150km/h，发动
机功率 Pe =43kW，可 在万有特性图上确定
燃油消耗率
b=270g/(kW·h)。
第二节 汽车燃油经济性的计算
Peb 汽车以ua等速行驶时，燃油消耗量为 Qt 367.1 g b—燃油消耗率 [g/(kW h)-1 ]；ρ—燃油的密度（kg/L）； g—重力加速度（m/s2）。 汽油ρg=6.96～7.15N/L；柴油ρg=7.94～8.13N/L。
（不同企业所给数据、运行工况不统一）
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
思考：通过以上相关数据，可以得出哪些结论？
汽车燃油消耗量的小结 排量大的车，油耗高； 自重大的车，油耗高； 城市油耗高于公路油耗； 自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗。
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3.中国相关的新标准
本节将介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠速等 工况下百公里燃油消耗量的计算方法。 为进一步分析影响汽车燃油经济性的因素打下基础。
第二节 汽车燃油经济性的计算
计算的基本依据
发动机万有特性图 和汽车功率平衡图
1.等速行驶工况燃油消耗量计算
等速时发动机应提供的功率为
Pe
1
T
( P Pw )
综合燃油经济性
1 0.55 0.45 城市循环工况燃油经济性 公路循环工况燃油经济性
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
一些车型的百公里油耗 车型 长安奥拓 夏利 捷达前卫 桑塔纳2000 帕萨特1.8L 雅阁2.3 大切诺基 工况 城市平均油耗 厂方油耗 90km/h等速 90km/h等速 城市工况 城市平均油耗 城市 郊区 综合 油耗 /[L(100km)1 ] 5.5 5.0 6.3 7.0 11.9 10.5 19.5 11.8 14.6
8.0
8.6 9.1 9.8 10.3
1880<CM ≤2000
2000<CM ≤2110 2110<CM ≤2280 2280<CM ≤2510 2510<CM
13.6
14.0 14.5 15.5 16.4
12.2
12.6 13.0 13.9 14.7
第三章 汽车的经济性和排放性能
第二节
汽车燃油经济性的计算
车型燃料消耗量目标值的确定：本标准以企业作为标准评价的对象，在实 施上也采用更加灵活的方式，不再要求每辆车都必须满足标准要求，因此， 本标准针对单车不再采用“限值”设定，而是从技术上可实现的角度，仍 然以整车整备质量为特征参数，为各个不同的质量段分别设定车型燃料消 耗量目标值。另外，对具有三排座椅或安装有非手动档变速器等因结构和 用途对燃料经济性造成不利影响的车辆，目标值要求相应放松5%。
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
限值按整备质量的不同分别给出
表2-2 乘用车燃料消耗量限值
整车整备质量 （CM）/kg 第一阶段 第二阶段 整车整备质量 （CM）/kg 第一阶段
(L/100km)
第二阶段
CM≤750
750<CM ≤865 865<CM ≤980
7.6
7.6 8.2
6.6
6.9 7.4
历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。
哥本哈根世界气候大会全称《联合国气候变化框架公约》第 15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议，于 2009年12月7－18日在丹麦首都哥本哈根召开。来自192个国 家的谈判代表召开峰会，商讨《京都议定书》一期承诺到期 后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议。
1 Gfua CD Aua3 mua du Pe T 3600 76140 3600 dt
第二节 汽车燃油经济性的计算
以速度增加1km/h 为间隔，将汽车加速 过程分为若干个小区 间，计算各区间的油 耗并将其相加，即得 加速油耗。
每个小区间起始或终了时刻车
新开发车型，从2005年7月1日开始执行第一阶段限
值要求，2008年1月1日起执行第二阶段限值要求。
在生产车型，从2006年7月1日开始执行第一阶段限
值要求，2009年1月1日起执行第二阶段限值要求。 具体测量方法按照GB19233—2003《轻型汽车燃料
消耗量试验方法》进行。
标准规定在模拟城市和市郊的运转循环下，用碳平 衡法计算出燃料消耗量。
等速行驶 s 行程时，燃油消耗量
Pe bs 3.6s Q Qt t Qt ua 102ua g
折算成等速百公里燃油消耗量
Pe b 100 Qs 102ua g
Pe b 1.02ua g
第二节 汽车燃油经济性的计算
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
加速时发动机需提供的功率为
• 节能要求
– GB19578-2004《乘用车燃料消耗量限值 》 – 2005年7月1日实施第一阶段要求 – 2008年1月1日 实施第二阶段要求 – 预计2011年7月1日以后将实施《第三阶段乘用车燃料消耗量限制标准》
中国政府对汽车排放治理力度很大
节能要求正在强化
更加严格的第三阶段即将实施
中国石油的相当一部分依赖进口
自1993年开始，中国已成为石油净进口国，且进口量逐年 增加；石油对外依赖程度越来越大。2004年以来，中国的石
油消费总量已经超过日本，位居世界第二位，仅次于美国。
节能减排，可以有效减少温室气体的排放。
1997年在防止地球变暖的京都会议上提出《京都议定书》。 至2005年2月，全球已有141个国家和地区签署该议定书。 2005年2月16日，《京都议定书》正式生效。这是人类
FC 0.15540.866HC 0.429CO 0.273CO2 D
FC 0.15550.866HC 0.429CO 0.273CO2 D
D — 288K（15°C）下燃油的密度（kg/L）。
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
《轻型汽车燃料消耗量试验方法》试验用的运转循环
第三章 汽车的经济性 和排放性能
同济大学 汽车学院 朱西产 教授
汽车的燃油经济性
在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的燃油 消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。
世界汽车工业发展永恒的主题是
节能 环保 安全
截止2006年底，我国已探明石油剩余经济可采储量为 20.43亿吨，天然气剩余经济可采储量为24.49亿m3。
速对应的单位时间燃油消耗量
Peb Qt 367.1 g
第二节 汽车燃油经济性的计算
汽车行驶速度每增
加1km/h所需时间
1 t du 3.6 dt
从行驶初速度ua1加速 至ua1+1km/h所需燃油量 从行驶初速度 ua1+1km/h 再加速1km/h所需燃油量
1 Q1 Qt0 Qt1 t 2
1 Q2 Qt1 Qt2 t 2
第二节 汽车燃油经济性的计算
各区间的燃油消耗量为
1 Q3 Qt2 Qt3 t 2
1 Qn Qt ( n 1) Qtn t 2
整个加速过程的燃油消耗量为 加速区段内汽车行 驶的距离为
1540<CM ≤1660
1660<CM ≤1770 1770<CM ≤1880
12.0
12.6 13.1
10.8
11.3 11.8
980<CM ≤1090
1090<CM ≤1205 1205<CM ≤1320 1320<CM ≤1430 1430<CM ≤1540