汽车动力学基本知识
汽车的动力学参数
汽车的动力学参数汽车的动力学参数是指影响汽车性能和行驶特性的各项参数。
这些参数涉及到汽车的加速、制动、转向、悬挂、操控等方面，对于汽车的安全性、舒适性和驾驶体验都有着重要的影响。
1. 动力参数汽车的动力参数主要包括最大功率、最大扭矩和最高转速等。
最大功率是发动机在一定转速下能够输出的最大功率，它直接决定了汽车的加速性能。
最大扭矩是发动机在一定转速下输出的最大转矩，它影响着汽车的爬坡能力和牵引力。
最高转速是发动机能够达到的最大转速，它限制了发动机的输出能力。
2. 加速参数汽车的加速参数主要包括0-100公里/小时的加速时间和百米加速时间等。
0-100公里/小时的加速时间是衡量汽车加速性能的重要指标，它直接反映了汽车的动力水平。
百米加速时间则更加直观地反映了汽车的起步能力。
3. 制动参数汽车的制动参数主要包括100-0公里/小时的制动距离和制动效果等。
100-0公里/小时的制动距离是汽车在高速行驶状态下从100公里/小时减速到停车所需要的距离，它直接影响到行车安全。
制动效果则是指汽车在制动时所产生的制动力，它决定了汽车的制动能力。
4. 转向参数汽车的转向参数主要包括转向半径和转向灵活性等。
转向半径是指汽车在转弯时所需的最小转弯半径，它决定了汽车的转弯性能和操控性。
转向灵活性则是指汽车在转向时的灵活性和响应速度，它影响着汽车的操控感受。
5. 悬挂参数汽车的悬挂参数主要包括悬挂刚度和悬挂行程等。
悬挂刚度是指汽车悬挂系统的刚度水平，它决定了汽车的悬挂舒适性和操控稳定性。
悬挂行程则是指汽车悬挂系统的行程长度，它影响着汽车通过不平路面时的通过性和舒适性。
以上这些动力学参数都直接影响着汽车的性能和行驶特性。
不同的汽车在这些参数上的表现会有所不同，因此选择一辆适合自己的汽车时需要考虑这些参数。
对于追求驾驶乐趣的人来说，动力参数和悬挂参数可能更加重要；而对于追求经济性和舒适性的人来说，加速参数和制动参数可能更加重要。
汽车动力学
气阻力也算出并画上，作出汽车驱动力-行驶阻力平衡图，
并以此来确定汽车的动力性。
超速演示
汽车驱动力-行驶 阻力平衡图
表征不同车 速时驱动力和行驶 阻力之间的关系。
特征点：最高车速， 仅有滚动阻力和空 气阻力。
小于最高车 速时，汽车可用剩 余驱动力加速或爬 坡。
需等速行驶 时，发动机可工作 在部分负荷特性。
一、汽车行驶方程式
根据上面逐项分析的汽车行驶阻力，可以得到汽车
的行驶方程式为：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj
或：
T i i tq g 0 T
Gf
CA D
u2 Gi m du
r
21.15 a
dt
为清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡
关系，一般是将汽车行驶方程式用图解法来进行分析。即
在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空
汽车的质量分为平移的质量和旋转的质量两部
分。把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性
力，并以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽
车质量换算系数， 因而汽车加速时的阻力:
Fj
m
du dt
δ ——汽车旋转质量换算系数，（δ>1）；
m ——汽车质量，单位为kg； du ——行驶加速度。 dt
δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动
轮胎在硬路面上滚动 时，主要是轮胎变形。
轮胎在硬支承路面上受 径向力时的加载和减载曲线 不重合。其面积之差为能量 损失，由轮胎内摩擦产生弹 性迟滞损失。
迟滞损失表现为阻碍车 轮滚动的阻力偶。
2. 滚动阻力偶分析
▪ 车轮不滚动：地面对车轮的法向反作用力对称。
▪ 车轮滚动：处于前部d点的地面法向反力（CF）大于处 于恢复的后部d’点地面反力（DF），合力Fz前移距离a， 与法向载荷W不重合。
汽车行驶中物理知识点总结
汽车行驶中物理知识点总结汽车是一种利用发动机驱动轮胎进行运动的交通工具。
在汽车行驶过程中，涉及到许多物理知识，例如力学、热力学、机械运动等。
本文将对汽车行驶中的物理知识点进行总结。
一、汽车动力学1. 动力学基本原理汽车的行驶是由发动机提供的动力驱动的。
根据牛顿第二定律，当施加力在物体上时，物体将产生加速度，而汽车的加速度与牵引力有关。
牵引力是由发动机产生的，它足以克服阻碍汽车前进的摩擦力和空气阻力。
牵引力可以用以下公式来计算：F=ma，其中F是牵引力，m是汽车的质量，a是加速度。
依据这个公式，可以计算出汽车的最大牵引力，从而得知汽车能够实现的最大加速度。
2. 离合器和变速器的物理原理汽车的离合器和变速器对汽车的动力传递起到了至关重要的作用。
离合器的作用是将发动机和传动系统分离，以便进行换挡。
当踩下离合器踏板时，离合器压板就会与从动盘分离开来，使发动机与变速器之间断开，这样就可以换挡。
而变速器的作用是将发动机提供的动力通过不同的齿轮传递至汽车的轮胎，不同齿轮可以实现不同的速度和牵引力，从而保证汽车能够适应不同的路况和驾驶需求。
二、汽车行驶的热力学原理1. 内燃机的工作原理汽车的内燃机是通过燃烧混合气体来产生动力的。
具体来说，汽车的发动机是通过将空气和燃料混合后，压缩、点火并燃烧，然后利用爆炸的高温高压气体来驱动活塞运动，最终转变成车轮的动力。
这个过程中涉及到燃烧、热传递等热力学原理。
2. 制动系统的物理原理汽车在行驶中需要通过制动系统来减速和停车。
制动系统通过将动能转换为热能来实现汽车的减速。
当踩下刹车踏板时，制动器会施加摩擦力在车轮上，使车轮转动受到阻碍，从而汽车减速。
这是根据牛顿第一定律和能量守恒定律的物理原理。
三、汽车运动的力学原理1. 轮胎与道路的摩擦力汽车的行驶首先需要有足够的摩擦力来提供牵引力，从而使汽车能够行驶。
当车轮转动时，与地面接触的轮胎受到道路的反作用力，这就是摩擦力。
摩擦力取决于地面材料、轮胎的材料和车辆的质量等因素，摩擦力越大，汽车的牵引力越大。
物理汽车知识点总结
物理汽车知识点总结汽车作为现代社会中使用最广泛的交通工具之一，其原理和物理知识是很重要的。
了解汽车的物理知识可以帮助我们更好地理解汽车的工作原理，从而更好地驾驶和维护汽车。
本文将从汽车的运动学、动力学、热力学和电磁学等方面来总结汽车的物理知识点。
一、运动学1. 速度和加速度速度和加速度是汽车运动中最基本的物理概念。
速度是指单位时间内汽车行驶的距离，通常用公里/小时或米/秒来表示。
加速度则是指单位时间内速度的变化率，通常用米/秒²来表示。
2. 质量和惯性汽车的质量影响着它的惯性，即汽车在运动或停止时所表现出来的惰性。
质量越大的汽车，其惯性越大，所需的外力也越大。
3. 惯性原理根据惯性原理，汽车在运动或停止时会保持直线匀速运动的状态，直到受到外力的作用而改变状态。
这就解释了汽车在行驶中不断改变方向时需要受到转向力的作用。
4. 转弯半径汽车在转弯时，其运动轨迹为一圆弧，其圆心到车辆中心的距离就是转弯半径。
转弯半径的大小影响着汽车的转弯性能和稳定性。
二、动力学1. 动能和力汽车在行驶时需要克服空气阻力、摩擦阻力等外力的作用，这就需要汽车具备足够的动能。
同时，汽车的动力来源于发动机所提供的驱动力。
2. 牵引力和牵引力系数汽车在行驶时需要产生足够的牵引力才能顺利前进，而牵引力是由汽车轮胎和地面之间的摩擦力所产生的。
而牵引力系数则是指地面材质对摩擦力的影响，通常被表示为0~1的数值。
3. 发动机功率和扭矩发动机功率和扭矩直接影响着汽车的动力性能。
发动机功率越大，汽车的加速性能和最高车速就越高。
而扭矩则是指发动机在转速下产生的驱动力，也是影响汽车加速性能的重要因素。
4. 液压制动原理汽车使用液压制动系统进行制动时，通过制动液传递压力，使制动器产生摩擦力来实现制动。
其中，制动盘和制动片之间的摩擦力就是制动的关键。
三、热力学1. 发动机燃烧原理汽车内燃机是通过内燃烧来释放能量，从而驱动汽车。
内燃机内的燃料在受到点火后会产生爆炸，从而推动活塞做功。
汽车动力学_概述
汽车动力学_概述汽车动力学是研究汽车的力学性能和运动特性的学科，它涉及到汽车的加速、制动、转向以及牵引等方面的问题。
在汽车动力学中，有许多基本概念和理论，通过研究这些概念和理论，我们可以更好地理解和分析汽车的运动行为。
1.加速：汽车的加速性能是衡量汽车动力学性能的重要指标之一、加速性能主要与汽车的动力系统相关，包括发动机的功率和转矩输出、变速器的传动比以及车辆的重量等。
通过分析汽车的动力输出特性和传动系统的效率，可以预测和评估汽车的加速性能。
2.制动：制动性能是衡量汽车动力学性能的另一个重要指标。
制动性能主要与汽车的制动系统相关，包括刹车片的材料和摩擦系数、刹车液的性能、刹车系统的设计和调校等。
通过分析刹车系统的工作原理和性能特点，可以预测和评估汽车的制动性能。
3.转向：汽车的转向性能是指汽车在转弯时的稳定性和灵活性。
转向性能主要与汽车的悬挂系统、转向系统以及轮胎性能相关。
通过分析汽车的悬挂几何、刚度和阻尼等特性，可以预测和评估汽车的转向性能。
4.牵引：汽车的牵引性能是指汽车在起步或爬坡时的牵引能力。
牵引性能主要与汽车的动力系统、传动系统以及轮胎性能相关。
通过分析发动机的输出特性、传动系统的传动比以及轮胎的抓地力，可以预测和评估汽车的牵引性能。
在进行汽车动力学的研究和分析时，一般会使用动力学模型来描述汽车的运动行为。
动力学模型是通过对汽车的物理特性和力学原理进行数学建模得到的，常用的动力学模型有单轴模型、二轴模型和多轴模型等。
这些动力学模型可以帮助我们更好地理解和预测汽车的运动行为。
另外，在汽车动力学的研究中还会涉及到一些实验和测试方法。
常用的实验和测试方法包括制动测试、加速测试、方向盘转动测试以及悬挂系统测试等，这些测试方法可以帮助我们获得汽车动力学性能的具体数据，从而更准确地评估汽车的性能。
总之，汽车动力学是研究汽车运动行为的学科，通过对汽车的加速、制动、转向和牵引等方面的问题进行研究和分析，可以更好地理解和预测汽车的性能。
《汽车动力学》课件
欢迎来到《汽车动力学》PPT课件！在这堂课中，我们将深入探讨汽车动力学 的各个方面，从传动系统到车辆动力性能，带您领略汽车技术的奥妙。
一、引言
汽车动力学是研究汽车在运动过程中的力学性能和行驶特性的学科。通过了 解汽车动力学的定义和发展历程，我们可以更好地理解汽车的运行原理。
2
制动性能
制动性能影响着汽车的停车距离和制动稳定性，直接关系到驾驶安全。
3
转向性能
转向性能影响着汽车的操控灵活性和转弯半径，是驾驶乐趣的重要因素。
七、悬挂系统
悬挂类型
悬挂系统根据结构和工作原理的不同，可以分为独 立悬挂、非独立悬挂和气动悬挂等不同类型。
悬挂系统的作用
悬挂系统可以提供更好的乘坐舒适性，保证车辆在 行驶过程中的稳定性和牵引力。
CVT变速器
CVT变速器采用无级变速技术，可以实现连续平 滑的变速，提供更高效的动力输出。
三、驱动方式
前驱
前驱车辆的动力由前轮传输，具有较高的操控稳定性和经济性。
后驱
后驱车辆的动力由后轮传输，提供更好的加速性能和操控灵活性。
四驱
四驱车辆的动力由所有四个车轮传输，提供更好的牵引力和越野能力。
四、车轮动力与牵引力
八、安全性能
1 安全性能的定义
汽车的安全性能是指车辆在发生事故时能够保护驾驶员和乘客的能力。
2 安全性能的评价
评价安全性能时常考虑碰撞安全性、被动安全性和主动安全性等方面的指标。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
九、附录
参考资料
1. 《汽车工程学》 2. 《汽车技术手册》 3. 《汽车动力学研究》
致谢
感谢各位的参与和支持，为这堂课提供了宝贵的意见和建议。
车辆动力学基础 ppt课件
❖ 国内在70年代末在该方面的研究才真正开始起步， 并形成对国外先进技术的追赶之势；但终因基础薄 弱、起步晚，虽然经过20多年的致力发展，目前仍 与国外先进技术有一定的差距；
第一章 概论
14
ห้องสมุดไป่ตู้
四、高速列车十大关键技术
1. 交流传动技术 2. 复合制动技术 3. 高性能转向架技术 4. 轻量化技术 5. 优良空气动力学外型 6. 自动控制监测与诊断技术 7. 密接式连接技术 8. 车厢密封及集便排污技术 9. 倾摆车体技术 10. 高性能受电弓技术
+静 平 衡 位 置
❖ 抗干扰能力+平稳性
频 域 谱 密 度 方 差 分 析
❖ 极限环计算
❖ 曲线/任意线路通过
❖ 抗干扰能力+平稳性
随 机 激 励
（ 实 测 或 PSD转 换 ）
解 析 激 励 （如正弦等）
❖ 特殊分析
曲 线 通 过 S型 曲 线 通 过 轨 道 扭 曲
实 测 轨 道 走 向 等 等
❖ 在产品开发前期对基本设计思想的论证。比如用简 单的模型对各种方案的动力学特性进行初步评估。
❖ 用更精细的模型在产品设计阶段对系统性能进行优 化。
❖ 对最终设计的产品性能进行校核，即对车辆的稳定 性、平稳性、曲线性能和各类作用力进行评价。
❖ 预测实验室试验结果和现场试验结果，以辅助编制 试验计划。
❖ 利用计算机，动力学的理论研究成果直接用于合 理选择现代车辆的参数、优化设计及预测动力性 能。
第一章 概论
29
国内在车辆动力学研究方面取得的主要成就
❖ 车辆系统动力学仿真（平稳性、稳定性、安全性）； ❖ 车辆及列车脱轨理论和试验研究； ❖ 轮轨接触几何关系分析； ❖ 磨耗型踏面设计； ❖ 车辆悬挂系统新型元件应用（空气弹簧、抗侧滚扭杆、
汽车的动力学原理及应用
汽车的动力学原理及应用1. 动力学概述汽车动力学是研究汽车运动的原理和规律的科学。
它涉及了汽车在各种驾驶条件下的运动、力学特性和动力性能等方面的分析和研究。
了解汽车的动力学原理对于驾驶和汽车工程师来说都是非常重要的。
2. 动力学原理在汽车的动力学中，有几个重要的原理需要了解：2.1 牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，它表明物体在没有外力作用时会保持静止或匀速直线运动。
在汽车中，当没有外力作用时，车辆将保持匀速直线行驶。
2.2 牛顿第二定律牛顿第二定律表明物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。
在汽车中，引擎产生的力会使车辆加速，而阻力（如空气阻力和摩擦力）会使车辆减速。
2.3 牛顿第三定律牛顿第三定律表明任何两个物体之间的作用力都是相互的，大小相等，方向相反。
在汽车中，轮胎对地面施加的力会推动车辆前进，同时地面对轮胎也会施加相等大小、反向的力。
3. 动力学应用汽车的动力学原理对于驾驶和汽车工程师有丰富的应用，下面列举几个典型的应用：3.1 制动系统在汽车中，制动系统是用来让汽车减速和停下的关键系统。
制动系统基于动力学原理，利用摩擦力来减速车辆。
常见的制动系统包括盘式制动系统和鼓式制动系统。
3.2 转向系统汽车的转向系统是用来控制车辆方向的重要系统。
转向系统利用动力学原理中的力和力矩来实现车辆的转弯。
常见的转向系统包括机械式转向系统和电动助力转向系统。
3.3 悬挂系统悬挂系统是汽车中起到缓冲和减震作用的重要组成部分。
悬挂系统利用动力学原理中的弹性力和阻尼力来提供舒适的行驶感受。
常见的悬挂系统包括独立悬挂系统和非独立悬挂系统。
3.4 涡轮增压系统涡轮增压系统是提高汽车引擎输出功率的一种技术。
涡轮增压系统利用动力学原理中的气体压力和流体力学来提高空气进入汽缸的效率，从而增加发动机的动力输出。
3.5 轮胎力学轮胎力学研究轮胎与地面之间相互作用的力和力矩。
其中包括轮胎与地面的接触力、摩擦力和抓地力等。
第四章第1讲-车体动力学(2学时)
汽车的操纵稳定性是决定汽车髙速行驶安全性的一 个主要性能，因此也称为“高速车辆的生命线” 个主要性能，因此也称为“高速车辆的生命线”
4.1.1车体的运动微分方程 4.1.1车体的运动微分方程
（一）坐标系 车体坐标系oxyz 固结于车体） oxyz（ 1）车体坐标系oxyz（固结于车体） 主要参数： 主要参数：
4.1.1车体的运动微分方程 4.1.1车体的运动微分方程
（三）车体的运动微分方程
3）几种特殊情况下的车体运动微分方程式 当动坐标系原点与刚体质心重合、 ②当动坐标系原点与刚体质心重合、不考虑 车体的垂直运动与俯仰运动时
& ∑ X = M ( u − rv ) 车体对称于xoz平面 & ∑ Y = M ( v + ru ) & & L = I x p + I yz r 2 − I xz r + I xy pr ∑ & & N = I z r − I xy p 2 − I yz rp − I xz p ∑
（三）车体的运动微分方程
2）车体的运动微分方程式
∑ X = ∑ δ m ⋅ ax ∑ Y = ∑ δ m ⋅ a y ∑ Z = ∑ δ m ⋅ az ——自由刚体的运动微 自由刚体的运动微 分方程式（ 分方程式（6自由度 ∑ L = ∑ δ m ( yaz − za y ) 模型） ∑ M = ∑ δ m ( zax − xaz ) 模型） N = δ m xa − ya ∑ ( y x) ∑
——3自由度模型
4.1.1车体的运动微分方程 4.1.1车体的运动微分方程
（三）车体的运动微分方程
3）几种特殊情况下的车体运动微分方程式 当动坐标系原点与刚体质心重合、 ④当动坐标系原点与刚体质心重合、不考虑车体 的垂直运动与俯仰运动时、 车体对称于xoz xoz平 的垂直运动与俯仰运动时 、 车体对称于 xoz 平 不考虑x方向的速度变化、不考虑绕x 面、不考虑x方向的速度变化、不考虑绕x轴的 侧倾运动
《汽车动力学》课件
风阻系数性 的重要参数
阻力面积：影响 汽车空气阻力的 重要参数
空气动力学中心： 影响汽车行驶稳 定性的重要参数
汽车空气动力学设计优化
空气动力学原 理：流体力学、 空气阻力、升
力等
汽车空气动力 学设计：车身 形状、轮胎设 计、发动机进
气口设计等
03 汽车动力学基本原理
牛顿运动定律
第一定律：物体在 没有外力作用的情 况下，保持静止或 匀速直线运动状态
第二定律：物体受 到外力作用时，其 加速度与外力成正 比，与物体的质量 成反比
第三定律：作用力 和反作用力总是大 小相等、方向相反 、作用在同一直线 上
应用：汽车动力学 中，牛顿运动定律 用于分析汽车的加 速、减速、转弯等 运动状态
刚体动力学
刚体动力学定义：研究刚体在力作 用下的运动规律
刚体动力学应用：汽车悬挂系统设 计、汽车转向系统设计等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
刚体动力学基本方程：牛顿第二定 律
刚体动力学与汽车动力学的关系： 刚体动力学是汽车动力学的基础
弹性力学基本原理
弹性力学的定 义：研究物体 在外力作用下 的变形和应力
侧向力：轮胎在转弯时产生的侧向力 纵向力：轮胎在加速或减速时产生的 纵向力
轮胎磨损：轮胎在使用过程中的磨损 情况
轮胎寿命：轮胎的使用寿命和更换周 期
轮胎噪音：轮胎在行驶过程中产生的 噪音水平
轮胎动力学实验研究
实验目的：研究轮胎在不同路面、速度、载荷下的动力学特性 实验方法：使用轮胎动力学测试设备，如轮胎测试台、道路模拟器等 实验内容：测量轮胎在不同条件下的滚动阻力、侧向力、纵向力等参数 实验结果：分析轮胎在不同条件下的动力学特性，为轮胎设计和优化提供依据
汽车动力学中的基本原理
汽车动力学中的基本原理随着人们生活水平的不断提高，汽车已成为人们出行的主要工具之一。
然而，相信很多人都不知道汽车动力学中的基本原理是什么。
本文将为大家介绍汽车动力学的基本原理。
动力学是研究物体运动规律的一门学科。
汽车动力学是以汽车为研究对象的一门学科，其基本原理可分为以下几个方面。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律又称“惯性定律”，它是汽车动力学中最基本的定律之一。
其表述为“当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，外力为零或合力为零。
”这个定律告诉我们，如果没有任何外力作用在汽车上，它就会一直匀速前行，反之如果有任何外力作用，它的运动状态就会发生改变。
在汽车行驶中，由于地面的摩擦阻力和空气的阻力，汽车的运动状态不是一成不变的，而是会有所变化。
因此，我们需要掌握如何通过改变引擎的输出功率来使汽车保持匀速直线运动状态。
二、动能和势能汽车在运动过程中会具有动能和势能。
动能是指汽车因运动而具有的能量，其大小与汽车的质量和速度有关。
势能则是指汽车因高度而具有的能量，其大小与汽车的重力势能有关。
在汽车的运动过程中，动能和势能会相互转化。
例如，汽车在爬坡时会消耗动能，同时增加势能。
在这种情况下，为了保证汽车的运动状态不发生改变，需要增加引擎的输出功率，以维持汽车的匀速直线运动。
三、牛顿第二定律牛顿第二定律是研究汽车动力学的另一个基本定律。
其表述为“物体所受合力等于物体质量和加速度的乘积”。
这个定律告诉我们，物体受到的力越大，它的加速度就越大，反之则越小。
在汽车的运动中，我们需要根据所受合力的大小和方向，计算汽车的加速度。
然后再根据牛顿第一定律和动能、势能原理，调节引擎的输出功率，以使汽车保持匀速前进。
此外，在制动过程中，我们也需要考虑到牛顿第二定律的作用，控制制动力度。
四、牛顿第三定律牛顿第三定律是汽车动力学中最为重要的定律之一。
其表述为“物体间相互作用的力大小相等、方向相反，且作用在不同的物体上。
”这个定律说明了任何物体之间都会产生相等和相反的力，它们之间的运动状态会相互影响。
汽车动力学标准
汽车动力学是汽车行驶所展现出的一系列性能，包括加速、制动、操控稳定性、平顺性以及与道路环境的互动等。
它涵盖了车辆操控性、制动性、行驶性的基础理论和实践。
以下是一个汽车动力学标准的基本概述：1. 稳定性：汽车在操控过程中的稳定性是非常重要的。
当汽车在转弯、变道或刹车时，车辆不应偏离道路。
对于赛车来说，这可能只需要几厘米的偏离，但对于日常驾驶的汽车来说，这是一个重要的性能指标。
2. 操控性：汽车的操控性是指汽车在各种路况和速度下，驾驶者能够精确控制车辆的能力。
这包括加速、减速、转向和制动等操作。
3. 制动性：汽车在紧急制动情况下的制动性能也是非常重要的。
制动距离、制动稳定性以及制动时的方向盘动态都属于这个范畴。
4. 平顺性：乘坐舒适性是另一个重要的汽车动力学标准。
它主要关注的是车辆在加速、减速和转向时乘客的感受。
优秀的平顺性可以让乘客感觉更舒适，减少车辆动态对车内人员的影响。
5. 空气动力学：考虑到汽车的风阻对燃料经济性和操控性的影响，许多汽车的设计都会考虑空气动力学原理。
例如，赛车会设计成流线型，以最大限度地减少风阻。
6. 动力和重量：动力与重量的平衡也是汽车动力学的一个重要部分。
汽车设计师会通过优化发动机和车重的比例，以提高车辆的加速、刹车和操控性能。
为了满足这些标准，汽车制造商和工程师们会进行大量的测试和优化工作。
这些工作包括了从理论分析到实践测试的各个方面，以确保汽车在各种情况下都能提供最佳的性能和驾驶体验。
总的来说，汽车动力学是一个复杂而又关键的领域，它涉及到车辆的各个方面，从基础物理到工程设计，再到驾驶体验。
对于消费者来说，理解这些标准有助于他们选择最适合自己需求的汽车。
汽车动力学学习总结精选全文
可编辑修改精选全文完整版汽车动力学学习总结严格地说，车辆动力学是研究所有与车辆系统运动有关的学科。
它涉及的范围很广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应（如发动机、传动、加速、制动、防抱死和牵引力控制系统等方面的因素）外，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操纵动力学。
行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰以及车轮的运动；而操纵动力学研究车辆的操纵性，主要与轮胎侧向力有关，并由此引起车辆侧滑、横摆和侧倾运动。
1轮胎动力学轮胎是车辆重要的组成部分，直接与地面接触。
其作用是支承整车的重量，与悬架共同缓冲来自路面的不平度激励，以保证车辆具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面具有良好的附着性，以提高车辆驱动性、制动性和通过性，并为车辆提供充分的转向力。
所以轮胎动力学的研究对于整车动力学研究具有重要意义。
轮胎的结构特性很大程度上影响了轮胎的物理特性。
所以轮胎模型的建立对于车辆轮胎动力学特性的研究具有重大影响。
轮胎模型描述了轮胎六分力与车轮运动参数之间的数学关系，轮胎模型在特定工作条件下的输入量有纵向滑动率s侧偏角α径向变形ρ车轮外倾角γ车轮转速ω转偏率φ而输出量为纵向力F x侧向力F y法向力F z侧向力矩M x滚动阻力矩M y 回正力矩M z根据车辆动力学研究内容不同，轮胎模型可分为：1）轮胎纵滑模型主要用于预测车辆在驱动和制动工况时的纵向力滚动的车轮产生的所有阻力为车轮滚动阻力，主要包括轮胎滚动阻力分量、道路阻力分量和轮胎侧偏阻力分量。
其中车轮滚动阻力包括弹性迟滞阻力、摩擦阻力和风扇效应阻力；由不平路面、塑性路面和湿路面的道路情况引起的阻力成为道路阻力；侧向载荷和车轮定位引起的侧偏阻力。
2）轮胎侧偏模型和侧倾模型主要用于预测轮胎的侧向力和回正力矩，评价转向工况下低频转角输入响应。
影响轮胎侧向力的三个重要的因素是侧偏角、垂向载荷和车轮外倾角。
《汽车动力学》课件
02
03
车辆模型
简化车辆结构，建立数学 模型，用于分析汽车动力 学性能。
轮胎模型
描述轮胎与地面之间的相 互作用，包括轮胎的纵向 、横向和侧向力。
驾驶员模型
模拟驾驶员对车辆的控制 行为，如加速、制动和转 向等。
汽车动力学参数
车辆质量
包括车身质量、发动机质量、传动系统质量和有 效载荷等。
转动惯量
描述车辆转动惯量的大小和分布，对车辆的稳定 性和操控性有重要影响。
汽车动力学的发展历程
早期发展
早期的汽车动力学研究主要集中在轮 胎与地面之间的相互作用，以及汽车 的行驶稳定性方面。
现代发展
随着计算机技术和数值模拟方法的进 步，现代的汽车动力学研究已经扩展 到了更为广泛和深入的领域，包括空 气动力学、动力系统、悬挂系统等。
汽车动力学的研究内容
轮胎与地面相互作用
研究轮胎与地面之间的摩擦力、附着 力、滑移等特性，以及轮胎的变形和 应力分布。
行驶稳定性
研究汽车的行驶稳定性、操控性能和 制动性能，包括对侧滑、转向不足、 过度转向等现象的分析。
空气动力学
研究汽车在行驶过程中受到的气动力 和气动噪声，以及空气动力学对汽车 性能的影响。
动力系统
研究发动机、变速器和传动系统的工 作原理、性能优化和匹配问题。
02
汽车动力学基础
汽车动力学模型
01
轮胎参数
包括轮胎的滚动半径、轮胎侧偏刚度和轮胎的纵 向、横向和侧向刚度等。
汽车动力学分析方法
线性化分析方法
将非线性动力学问题转化为线性问题，便于分析和求解。
数值仿真方法
利用数值计算方法，模拟车辆在不同工况下的动力学性能。
实验研究方法
汽车动力学基础 第四章 汽车制动动力学
Fμ2 FZ2
FZ1
G L
(b
hg )
FZ2
G L
(a
hg
)
Fμ1 Fμ2 G
Fμ1 FZ1 Fμ2 FZ2
Fμ1 Fμ2 G
Fμ1 Fμ2
b hg a hg
消去量φ
Fμ2
I (Fμ1)
=1.0
F 2 =0.1
I曲线：在不同路面附着系数条件下，前、 后轮均能同时抱死的前后轮制动器制动力 分配关系曲线。
4.3 汽车在各种路面上制动过程的分析
4.3.1 f线组和r线组
f 线组表示在各种φ值路面上，当前轮先抱死而后轮制动器制动力逐渐增加时 的前、后轮地面制动力的变化关系曲线。
前轮抱死时
FXb1
FZ1
( Gb L
FXb L
hg
)
FXb1
(Gb L
FXb1
L
FXb2
hg )
FXb FXb1 FXb2
25
dv
dt
dv dt 0.6g
0.8g
30
35
40
前后轮同时抱死，制动强度为0.7。
f 线组
FXb1/kN, Fμ1/kN
在 >0的路面上，线与r线组先相交,后轮先抱死；或当线在I线的上方时， 后轮先抱死。
★4.3.2 制动过程分析——基于f线组和r线组的前、后轮抱死顺序判定
某货车的0 =0.39。
15
β线
10
B I 曲线（满载）
5
I 曲线（空载）
φ 0 =0.343（空载）
0 5 10 15 20 25 30 35 Fμ1（kN）
图4.6 某型货车的β线与I曲线
汽车动力学前言
和其他专业的相关课程联系
和电子系统之间的关系 和控制理论之间的关系
27
振动系统和振荡电路的对比
s
Mx cx kx q
LVc
(t)
RVc (t)
1 C
Vc
(t)
1 C
Vs (t)
28
和控制理论的联系
29
如何学好振动
• 复习原有的数学、力学知识 • 上课注意听讲，独立完成作业 • 开阔视野，多阅读有关方面的书籍 • 养成独立思考的习惯，学会问问题 • 养成归纳总结的习惯
补充新的数学知识 • 和其他专业的相关课程的联系
21
结构动强度设计
根据结构承受的动载荷来设计 零部件的结构参数并选择材料 及热处理工艺。
22
结构静载荷 安全系数
结构实际载荷 材料许用应力 部件工作条件
部件结构参数
用材料力学的方法进行设计
结构动态特性 系统的输入
结构动载荷 材料许用疲劳应力
用振动理论的方法进行设计
振动系统的三要素：激励、系统和响应 把外界对振动系统的激励或作用，称为振 动系统的激励或输入。 系统对外界影响的反映，称为振动系统的 响应或输出。 二者由系统的振动特性相联系。
9
振动系统的框图
激励
系统
响应
输入
输出
10
振动系统的研究内容
激励、系统和响应三者中知道其中两者， 就可以求出第三者。因此，常见的振动问 题可以分成下面的三种基本问题。
部件结构参数
23
结构动强度设计的优点
满足使用的强度和刚度要求 结构轻巧，节省材料
24
振动是学好有关车辆专业课的基础
发动机，传动系统，车身，悬架系统， 转向系统都存在振动问题 ； 平顺性和操作稳定性方面，振动理论 是其核心理论
基于车辆动力学的车辆稳定性分析与优化
基于车辆动力学的车辆稳定性分析与优化随着汽车行业的不断发展，越来越多的人选择汽车作为自己生活和工作中的必备交通工具。
在选择汽车的时候，人们不仅关注车辆外观和内饰，还要关注车辆的安全性和稳定性。
车辆的安全性和稳定性对于驾驶员和乘客的安全有着至关重要的作用。
在此背景下，研究基于车辆动力学的车辆稳定性分析和优化就显得尤为重要。
一、车辆动力学的基本知识要研究车辆稳定性分析和优化，首先需要了解汽车的基本动力学知识。
汽车的动力学主要包括三个部分：速度动力学、横向动力学和纵向动力学。
1.速度动力学速度动力学是指车辆在不同速度下的性能表现。
其中包括加速、制动、绕桩、绕弯等。
2.横向动力学横向动力学是指汽车在转向时的行驶性能，包括转向稳定性、悬挂系统、转向轮胎等。
3.纵向动力学纵向动力学是指汽车在加速、制动和坡道起步等情况下的性能表现。
车辆动力学是汽车工程师必须了解的基础知识，只有熟悉车辆动力学，才能保证车辆的安全性和稳定性。
二、影响车辆稳定性的因素车辆稳定性受到许多因素的影响，通常包括以下几个方面：1.车辆重心高度车辆重心越低，车辆越稳定。
因此，在设计汽车时，要尽可能将车辆的重心降低，以提高车辆的稳定性。
2.轮胎性能轮胎是汽车性能的重要组成部分，轮胎的选择和性能影响车辆的稳定性。
结构牢固、抓地力强的轮胎能提高车辆的稳定性，并有效降低悬挂系统的损坏程度。
3.转向系统转向系统是汽车的核心部件之一，影响着车辆在转向时的稳定性。
一个优秀的转向系统能够提供良好的转向性能，并确保车辆在高速行驶和高难度驾驶条件下的稳定性。
4.悬挂系统悬挂系统是汽车行驶中最重要的组成部分之一，对车辆的稳定性和舒适性有着重要的影响。
初步、更新的悬挂系统可以提高汽车的稳定性，更好地适应不同的路况。
以上是影响车辆稳定性的几个重要因素，在进行车辆稳定性分析时，需要将这些因素综合考虑。
三、基于车辆动力学的车辆稳定性分析与优化为了提高车辆的稳定性，需要进行基于车辆动力学的分析和优化。
汽车动力学基础 第二章 地面轮胎力学
滚动阻力系数 fR
0.08 径向载荷2943N 斜交轮胎 滚动速度60km/h 6.15-13 4PR
0.06 充气压力294kPa
0.04
245kPa
196kPa
子午线轮胎 165SR13
196kPa
0.02
245kPa
充气压力294kPa
混凝土
100
200
胎压（kPa）
2.2.2 滚动阻力的影响因素
（2）行驶速度 轮胎滚动阻力随车速而变化，其原因是由于轮胎变形而引起内
摩擦、胎面局部滑移以及驻波而造成的能量损失。此外，高速
时由于空气阻力而引起的滚动阻力也随之增加。
斜交轮胎：
fR 0. 007 0.45106V 2
轮胎驻波现象——随着车轮转速提高，轮胎由于 来不及恢复原来形状，其周缘不再是圆形而呈明
正常 高迟滞 高迟滞
0.02
0
30
60
90
120
恒定胎压下行驶里程s/km
图2.7 轮胎温度、滚动阻力系数随车辆 行程的变化关系
30 40 50 60 70 80 温度T/(oC)
图2.8 不同聚合物轮胎的滚动阻力 系数和温度的关系
2.2.2 滚动阻力的影响因素
（5）驱动力
对于驱动和制 动工况下的轮胎， 胎面相对于路面有 一定的滑动，会增 加轮胎滚动时的能 量损耗。
在正常行驶过程中，每增加1oC，滚动阻力减少约0.6%。当轮胎滚动超 过30km距离后，温度和滚动阻力系数会趋于稳定。
滚动阻力系数fR 温度T/(oC)
滚动阻力系数 fR
0.04 0.03 0.02
汽车动力学
课程基本定位： 以汽车理论、汽车构造为专业基础，运用力学分析 和数学计算（预测）的方法，在动力学层面上求解 汽车的主要使用性能，为汽车设计提出指导性意见。 但不深入涉及具体的参数设计和制造方法。 可以看做“高等汽车理论”。
讲授内容：基本思想和基本理论，重要结论以及在汽 车上的典型应用。 目录： 绪篇：汽车系统动力学简介、汽车与外界的相互作用 力——轮胎动力学与空气动力学。 第一篇：直线行驶问题——动力性、燃油经济性和制 动性。 第二篇：由路面输入引起的行驶平顺性问题。 第三篇：操控性（操纵稳定性）问题。
在悬架系统领域，提出了主动和半主动悬架技术（包括可 变悬架的概念），并付诸应用。 在转向系统方面，则先后推出了四轮转向（4WS）、电子 液压助力转向（PPS）和电动助力转向（EPAS，P4——常 缩写为EPS）等。 ……
系统动力学研究的工程应用价值，就是为这些先 进控制技术提供理论基础。
第二节 研究内容和范围
第六章 纵向动力学控制系统
第一节 防抱死制动系统
一、概述 如图6-1所示，车轮抱死时，制动力下降，更重要的是侧向 力大幅下降（趋近于0），车辆的制动效能和制动时的方向 稳定性不佳。 而如果能将滑动率控制在某范围（一般在15~20%左右）， 可以达到理想的效果。 “自调节”P114 二、控制目标 由上可知，可选取滑动率作为控制目标。但事实上考虑到 测取的难易问题，通常取车轮的角减速度和相对滑移率 （或车辆减速度）作为控制目标。
向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平 面的方向。
u
15
第பைடு நூலகம்节 制动性
一、评价指标和若干定义 三个指标： P104 （基本不考虑抗衰退问题）
- 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)。
几款现代中级轿车的风阻系数
车型
风阻 系数
三菱 本田 翼神 思域
0.29 0.29
马自 达 A3
0.31
福特福 荣威 克斯 550
0.31 0.3
速腾 0.32
标致 307
0.33
第55章 汽车造型与空气动力学
55.2.2汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
甲壳虫CD=0.38
PASSAT CD=0.28
（2）气动升力
根据流体力学原理，当流体运动速度高时，其密度低、压力小；而当流体速度低时 ， 其密度高、压力大。飞机就是利用这一原理获得了上升的空气压力。
5.25.2汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
2. 汽车的气动力
当汽车行驶时，相当于在气流场中运动，车身外表面会受到气动阻力FD（即空气阻力） 、气动升力FL和侧向力Fs 的作用，其方向分别沿X、Y、Z轴方向，统称为气动力。
图为轿车行驶时的气动力系，坐标系原点为汽车重心。 这3 种力的实际作用点分别是汽影与水平投影的形心。这三个形心一般互不重合，与汽车重心也不重合。因此，这3 种力将会产生以汽车重心为原点，围绕三个坐标轴的三个附加力矩，分别是侧倾力矩Mx、 俯仰力矩My和横摆力矩Mz。
第55章 汽车造型与空气动力学
55..22 汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
试验表明，汽车空气动力学特性主要取决于汽车造型。 汽车造型与空气动力学的关系，将直接影响汽车的以下性能： ➢ 车速； ➢ 高速行驶的稳定性； ➢ 在侧风作用下，直线行驶的稳定性； ➢ 空气噪音的干扰度； ➢ 汽车表面的泥尘污染程度。
奥迪A6 CD=0.28
福特概念车CD=0.137
第55章 汽车造型与空气动力学
5.25.2汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
➢气动阻力可分成5种分力：形状阻力、表面摩擦阻力、诱导阻力、干扰阻力和内部阻力。 1）形状阻力 是轿车前部的正压力和车身后部的负压力所产生的压力差而引起的阻力 ，约 占整个空气阻力的60%。 ➢ 图为轿车车身静态压力分布与压力系数的变化情况。显然，车身各表面的形状及其连接
第55章 汽车造型与空气动力学
5.52.2汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
4）干扰阻力 是由车身表面的附件、孔眼及缝隙所引起的气流相互干扰而产生的阻力。 产生这种阻力的构件主要有后视镜、流水槽、车门四周、车轮及车轮罩、门把手、雨刮 器等。轿车的诱导阻力约占整个空气阻力的15%。
第55章 汽车造型与空气动力学
➢ 当一辆轿车以80km/h前进时，60％的油耗都用来克服风阻了。
某汽车时速与行驶阻力的关系
第55章 汽车造型与空气动力学
55..22 汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
试验表明，空气阻力系数每下降10％，燃油就可节省7％左右。曾有人对两辆相同质 量，相同尺寸，而具有不同空气阻力系数 (分别是0.44和0.25)的轿车进行比较，以每小 时88公里的时速行驶了100公里，后者的燃油消耗比前者节省了1.7公升。
第55章 汽车造型与空气动力学
5.52.2汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
1. 汽车空气动力学研究内容
汽车空气动力学主要是应用流体力学的知识，研究汽车行驶时，即与空气产生相对运 动时，汽车周围的空气流动情况和空气对汽车的作用力，以及汽车造型对空气流动和空 气动力的影响。
第55章 汽车造型与空气动力学
5.25.汽2 车汽空车气空动气力动学力基学本基知本识知识
5）内部阻力 是由轿车发动机冷却气流、制动器冷却气流、驾驶室通风与空调的气流流 动产生的能量损失所导致的内部阻力，一般约为空气阻力的10%～13%。这两张图反映 了气流流动时内部阻力情况。
第55章 汽车造型与空气动力学
55..22 汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
第55章 汽车造型与空气动力学
5.25汽.2车汽空车气空动气力动学力基学本基知本识知识
由公式可知，空气阻力系数与空气阻力成正比，与汽车的迎风面积、空气密度成反比， 还与汽车速度有关。显然，空气阻力主要取决于汽车外形，减小汽车迎风面积可减小空 气阻力。从汽车正面看，首当其冲是降低汽车高度 。
汽车迎风面积的测量方法
轿车行驶时的气动力系 第55章 汽车造型与空气动力学
55..22 汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
（1）气动阻力
风阻系数是评价汽车空气动力学特性的重要参数 ，用
表示，表示为
其中
——表示汽车的空气阻力；
——表示空气密度；
——表示气流速度(相当于汽车行驶速度)；
——表示汽车的迎风面积，即正面投影面积。
第55章 汽车造型与空气动力学
5.2 5汽.2车汽空车气空动气力动学力基学本基知本识知识
案例
➢ 图为通过试验测得的某汽车时速与行驶阻力的关系。试验表明，汽车的最大速度 、 燃油经济性和空气阻力有密切关系。随着车速增加，空气阻力增大，当车速达 到60 ～70km/h时，空气阻力将逐渐增大，超过100km/h时，功率几乎全部消耗在克服 空气阻力上了 。
处的转折方式是影响形状阻力的主要原因。
轿车车身静态压力分布与压力系数的变化情况
第55章 汽车造型与空气动力学
55.2.2汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
2表面摩擦阻力 是指空气流经汽车表面时产生的摩擦力。轿车的摩擦阻力约占整个空 气 阻力的9%。它取决于车身表面的面积和光滑程度。 3诱导阻力 汽车在高速行驶时，流经车身底部的气流产生的压力一般比流经车身上表 面的气流压力大，其压力差必然会产生一种向上的作用力，这种作用力称为升力FL，它 在水平方向的分力称为诱导阻力F1。车速越快，压力差越大，升力就越大，诱导阻力则 越大。轿车的诱导阻力约占整个空气阻力的5%～7%。为了减小诱导阻力，则必须降低 升力。
第第55章章 汽汽车车造造型型与与空空气气动动力力学学
《汽车车身结构与设计》
《汽车车身结构与设计》
5.25.2汽汽车车空空气气动动力力学学基基本本知知识识
➢ 汽车空气动力学研究的重要手段是风洞试验。 ➢ 风洞试验分为模型风洞和实车风洞试验。利用风洞试验可以测得流谱，测定风
压、测试侧风稳定性、可以进行空气动力噪声试验、发动机冷却试验等。