第二章汽车的动力性.pptx
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汽车理论：第二章 汽车的动力性
▪
2)以任一条
1 j
曲线为例，例如直接档，将加速过程
速度区间分为若干间隔，常取 5km/ h为一段。定出各
间隔的微元面积 1、2、3 ，…,如图。
▪ 3)计算出从初速度 分别加速到 u1、u2、u3 、…，的
加速时间：u0
t1
1
3.6ab
s
t2
1 2
3.6ab
s
t3
1
2
3.6ab
3
s
…………………
定动力性的方法； ▪ （3）分析▪ 一、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，即： ▪ 1)汽车的最高车速 ua max；
▪ 2)汽车的加速时间 t ；
▪ 3)汽车能爬上的最大坡度 imax。
以直接档行驶，若 i0max 过小， 则汽车行驶中遇到 较小的坡度就被迫换档，因而影响汽车的平均行驶 速度和燃料消耗量。
▪ 因为汽车以全部剩余驱动力克服最大坡度
时，du 0 。 所以，根据驱动力平衡方程得 dt Fi Ft Ff Fw
▪ 式中 Fi G sin , Ff Gf cos
计算出 Fw 对
具有四档变速器的某汽车的驱动力—行驶阻力平衡图
由于是的二次方函数， Fw ua曲线应为抛物线。 在驱动力图上，先画出 Ff ua 曲线，再将 Fw ua叠加画在 Ff ua曲线的上 方，就得到汽车的等速行驶阻力曲线 (Ff Fw) ua 。 其曲线较二次抛物线上升略陡，因为车速较高时略有增加。
▪ 由于加速过程中发动机非稳定工况的影响，道路试验所得的 加速时间往往要低于计算结果，大约等于按发动机扭矩降低 10～15％的计算值。
汽车理论课件：汽车动力性 -
F z1
mg
b L
h g
L
mg
s in G
m
du dt
F w
（1-3）
F z2
mg
a L
h g
L
mg
s in G
m
du dt
F w
（1-4）
2021-11-4
汽車理論 第 * 頁
2. 汽車的附著力
➢ 當汽車利用其極限附著力以通過大坡度和以高加速度行駛時，動載荷的絕對值 也達到最大值。此時，汽車附著力與各行駛阻力之間的關係為：
發動機最大功率所 對應的轉矩為
T
9549
P emax
P
n
p
2021-11-4
汽車理論 第 * 頁
1.2.1 汽車驅動力
2、傳動系總傳動比：與動力傳動路線（汽車動力傳動系佈置 形式）有關。 汽車傳動系常見佈置形式：4×2後驅（如圖8所示）、4×2前 驅（如圖9所示）和4×4全驅（如圖10所示）。
2021-11-4
➢ 1．汽車行駛的驅動—附著條件
F FF F F
f
i
w
t
必要與充分條件
第一個條件（汽車行駛的驅動條件）：驅動力必須大於滾動阻力、坡度阻 力和空氣阻力之和，即：
F F F F
t
f
i
w
必要條件
第二個條件（附著條件）：汽車驅動力不能大於附著力，否則驅動輪將發 生滑轉，不能正常行駛，即
F t
F
F z
充分條件
僅與行駛速度有關，還與汽車迎風面積、空氣阻力係數有關，其運算式為：
F
C D
Au2
w 21.15
測試方法：進行風洞試驗。
汽车理论 第二章汽车动力性(常)
7
Acceleration time
汽车加速度曲线
GB/T12543—90《汽车加速性能试验方法》 8
9
爬坡能力的评价
▪ 以满载、良好路面上的imax来表示。
▪
－－商用车30％或16.5º；
▪
－－越野汽车60％或31º；
▪ 轿车最高车速较大， 且通常在良好的市 区道路行驶，一般不强调爬坡度。
▪ 有的国家要求汽车在常遇坡道上汽车必 须保持的速度表明其加速能力。
r
21.15
36
1. 最大速度和部分负荷时的力平衡 以及 uamax 和部分负荷时的等速 2. 加速能力
3. 最大爬坡度
ua uam a,x此时F， i mgsin i tg(sin1 Ft Ff Fw )
mg
37
▪ 2. 加速能力 它用aj,但aj不方便评价。 通常用加速时间或加速距离来评价。
28
▪ δ 主要与发动机飞轮的转动惯量、车轮的 转动惯量以及传动系统的转动比有关，即
▪
▪ 式中：Iw为车轮的转动惯量；If为飞轮的转 动惯量。
29
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqi0 ig T mg f cosCD Aua2
r
21.15
mgsinm du
dt
30
四、汽车行驶条件
▪ 1. 汽车行驶的驱动－附着条件
温度、转速、油面高度等有关。
16
▪ 汽车传动系总成机械效率
▪ 4～6档变速器ηT =0.96
▪ 6～8档变速器ηT =0.95
▪ 传动轴ηT = 0.98
▪ 主减速器ηT = 0.96 (单级)
▪
ηT = 0.92(双级)
▪ 汽车传动系机械效率
Acceleration time
汽车加速度曲线
GB/T12543—90《汽车加速性能试验方法》 8
9
爬坡能力的评价
▪ 以满载、良好路面上的imax来表示。
▪
－－商用车30％或16.5º；
▪
－－越野汽车60％或31º；
▪ 轿车最高车速较大， 且通常在良好的市 区道路行驶，一般不强调爬坡度。
▪ 有的国家要求汽车在常遇坡道上汽车必 须保持的速度表明其加速能力。
r
21.15
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1. 最大速度和部分负荷时的力平衡 以及 uamax 和部分负荷时的等速 2. 加速能力
3. 最大爬坡度
ua uam a,x此时F， i mgsin i tg(sin1 Ft Ff Fw )
mg
37
▪ 2. 加速能力 它用aj,但aj不方便评价。 通常用加速时间或加速距离来评价。
28
▪ δ 主要与发动机飞轮的转动惯量、车轮的 转动惯量以及传动系统的转动比有关，即
▪
▪ 式中：Iw为车轮的转动惯量；If为飞轮的转 动惯量。
29
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqi0 ig T mg f cosCD Aua2
r
21.15
mgsinm du
dt
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四、汽车行驶条件
▪ 1. 汽车行驶的驱动－附着条件
温度、转速、油面高度等有关。
16
▪ 汽车传动系总成机械效率
▪ 4～6档变速器ηT =0.96
▪ 6～8档变速器ηT =0.95
▪ 传动轴ηT = 0.98
▪ 主减速器ηT = 0.96 (单级)
▪
ηT = 0.92(双级)
▪ 汽车传动系机械效率
汽车的动力性ppt课件
3/25/2020
19
第一节 汽车的动力性指标
根据数据显示，一辆F1方程式赛车的最高时速可以达 到370公里/小时，而一架波音747起飞的时速也不过是280至 300公里/小时。迄今为止F1赛车在赛道上所达到的最高速度 为375km/h，是2004年在意大利蒙扎赛道的纪录。从起步加 速到100km/h仅需2秒多的时间。
u越呈流线型 汽车的正面 阻力和后面 涡流越小 u乘员活动空 间狭小 u对横风的不 稳定性
3/25/2020
u汽车车室置于两 轴之间 u解决了对横风不 稳定的问题 u车的尾部过长， 为阶梯状，高速 行驶时会产生较 强的空气涡流， 影响了车速的提 高
u后窗倾斜大，面 积大，降低了车 身强度 u汽车高速行驶时 易产生很大的升 力，使汽车地面 附着力减小，使 汽 车 行69驶 稳 定 性 和操纵稳定性降 低
42
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 Ø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
Ttqigi0T
r
ua r r 2nw
r 2 n 1 3600 1
空气作用
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
60
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 Ø空气阻力
3/25/2020
61
《汽车动力学》汽车动力性 ppt课件
ppt课件 30
三、汽车的附着力与地面反作用力
汽车的附着力决定于附着系数和地面作用于驱动 轮的法向反作用力。 1. 附着系数 由路面种类、状况、车速等决定。平均值： 良好的混凝土或沥青路面： 干燥时，φ＝0.7~0.8 潮湿时，φ＝0.5~0.6 土路：干燥时，φ＝0.5~0.6 潮湿时，φ＝0.2~0.4 2. 驱动轮地面法向反作用力 与汽车的总体布置、车身形状、行驶状况、道路坡 度有关。
ppt课件 16
（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。空气阻力分为压力阻力（一般轿车 占91％）与摩擦阻力（9％）两部分。压力阻力又分为四 部分：形状阻力（58％）、干扰阻力（14％）、内循环 阻力（12％）和诱导阻力（7％）。 1 空气阻力: Fw C D Au r2 2 或
汽车动力学
ppt课件
1
第一章 汽车动力性
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。 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 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 功率平衡图
ppt课件
5
第2节 汽车的驱动力与行驶阻力
根据沿行驶方向作用于汽车的各种外力， 可以计算汽车的最高车速、加速度、最大爬坡 度。由力平衡关系得： Ft=Σ F Ft—驱动力； Σ F—行驶阻力之和 汽车行驶方程
ppt课件
6
一、驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
ppt课件
14
滚动阻力偶矩Tf=Fza
三、汽车的附着力与地面反作用力
汽车的附着力决定于附着系数和地面作用于驱动 轮的法向反作用力。 1. 附着系数 由路面种类、状况、车速等决定。平均值： 良好的混凝土或沥青路面： 干燥时，φ＝0.7~0.8 潮湿时，φ＝0.5~0.6 土路：干燥时，φ＝0.5~0.6 潮湿时，φ＝0.2~0.4 2. 驱动轮地面法向反作用力 与汽车的总体布置、车身形状、行驶状况、道路坡 度有关。
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（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。空气阻力分为压力阻力（一般轿车 占91％）与摩擦阻力（9％）两部分。压力阻力又分为四 部分：形状阻力（58％）、干扰阻力（14％）、内循环 阻力（12％）和诱导阻力（7％）。 1 空气阻力: Fw C D Au r2 2 或
汽车动力学
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第一章 汽车动力性
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。 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 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 功率平衡图
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第2节 汽车的驱动力与行驶阻力
根据沿行驶方向作用于汽车的各种外力， 可以计算汽车的最高车速、加速度、最大爬坡 度。由力平衡关系得： Ft=Σ F Ft—驱动力； Σ F—行驶阻力之和 汽车行驶方程
ppt课件
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一、驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
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滚动阻力偶矩Tf=Fza
第2章汽动力性 共71页
在道路附着条件允许的情况下，发动机功 率和扭矩越大，汽车的动力性就越好。这是 因为发动机功率越大，中速行驶时的后备功 率也越大，加速和爬坡性能力必然较好；而 发动机扭矩越大，在传动系传动比一定时， 最大动力因数越大，也就相应提高了汽车的 加速和爬坡能力。
Pe 1T (G3f6m V0ax0C7DA6V 1m 34ax)0
2.5.2 汽车动力平衡 1.动力因数D
D FtFW G
2.动力特性图
D f
dV g(D f )
dt
ima x Dmax f
2.5.3 汽车功率平衡
Pe 1T(Pf Pi PWPj)
思考题： 1.简述汽车动力性三大平衡图的组成
2.如何运用三大平衡图，计算汽车动力性指标 3.判断题： a.汽车1挡传动比最大，可能产生加速度一定最 大。 b.在对汽车动力性三大平衡图的分析中，不难 看出，汽车各挡加速度的最大值总是对应于相 应挡位的后备驱动力、后备动力因数或后备功 率的最大值。 c.汽车最高车速一定出现在最高挡。
率则与V3成正比关系 （2）表面：突出物及光洁 （3）A：车型，H↓为好
（4）CD ：车身形状（流线型好）
由于乘坐空间的制约A变化不大, 但CD变化较大。 1950～70年 CD =0.4～0.6 1990年CD =0.25～0.40 概念车CD =0.2 帕萨特 (Passat ) CD= 0.28
CD 大小对轿车（高速）汽车的性 能影响极大。
3汽．车坡重度力沿阻坡力道Fi的：分力。
车辆在坡道上受力情况如图所示。
坡度阻力Fi
Fi=Gsinα≈Gtanα ＝G i
式中：G—汽车重力 α—坡度角 i—坡度
4.加速阻力Fj
在车速变化时，除了上述各项阻力外 还出现了惯性力，也包括旋转质量引起的 惯性力矩。
Pe 1T (G3f6m V0ax0C7DA6V 1m 34ax)0
2.5.2 汽车动力平衡 1.动力因数D
D FtFW G
2.动力特性图
D f
dV g(D f )
dt
ima x Dmax f
2.5.3 汽车功率平衡
Pe 1T(Pf Pi PWPj)
思考题： 1.简述汽车动力性三大平衡图的组成
2.如何运用三大平衡图，计算汽车动力性指标 3.判断题： a.汽车1挡传动比最大，可能产生加速度一定最 大。 b.在对汽车动力性三大平衡图的分析中，不难 看出，汽车各挡加速度的最大值总是对应于相 应挡位的后备驱动力、后备动力因数或后备功 率的最大值。 c.汽车最高车速一定出现在最高挡。
率则与V3成正比关系 （2）表面：突出物及光洁 （3）A：车型，H↓为好
（4）CD ：车身形状（流线型好）
由于乘坐空间的制约A变化不大, 但CD变化较大。 1950～70年 CD =0.4～0.6 1990年CD =0.25～0.40 概念车CD =0.2 帕萨特 (Passat ) CD= 0.28
CD 大小对轿车（高速）汽车的性 能影响极大。
3汽．车坡重度力沿阻坡力道Fi的：分力。
车辆在坡道上受力情况如图所示。
坡度阻力Fi
Fi=Gsinα≈Gtanα ＝G i
式中：G—汽车重力 α—坡度角 i—坡度
4.加速阻力Fj
在车速变化时，除了上述各项阻力外 还出现了惯性力，也包括旋转质量引起的 惯性力矩。
汽车的动力特性图PPT课件
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根据动力因数的定义，可作出汽车在各挡下的动力因数 与行驶车速的关系曲线图。
只要动力因数相等，则不论Ft、G、CD、A等参数有何 不同，汽车都能克服同样的坡度。
若汽车的δ值也相同，则汽 车也能产生同样的加速度。若D 较大，说明一定汽车重力下 （Ft-Fw）值较大，则汽车的加 速能力和上坡能力较强。
第5页/共6页
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第6页/共6页
确定汽车满载、节气门全开时在水平良好路面上可能
产生的加速度。 此时i=0
D f dv
g dt
dv g (D f) dt δ
D曲线与f曲线间距离的g/δ倍就是汽车各挡的加速度。 对于一定的挡位，δ为常数。例如，当求直接挡的加速 度时，可取δ≈1，g≈10m/s2，因此，加速度值就是D直 曲线与f曲线间距离的10倍。
➢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
1 f 2
f2
第4因数的物理意义：单位汽车总重力所具有的剩余驱动 力，可以用它来克服相应的道路阻力和加速阻力。所以常 将动力因数作为表征汽车动力性的指标。
汽车的动力因数以符号Ｄ 表示：
D Ft Fw G
D f cos sin dv
（2 1）
当α较小时，
gdt
D f i δdv
（2 2）
gdt
式2-1和式2-2称为平衡方程
dv 0 i 0
dt
第2章汽车动力性
✓ CD——空气阻力系数,取决于汽车的形状和表面的粗糙程度, 由风洞试验测得,客车的CD 为0. 50 ~ 0. 80,货车的CD 为0. 8 ~1. 0,典型轿车的CD 为0. 28 ~0. 41,较好的跑车在0. 25 附近,赛车可以达到0. 15。
1、滚动阻力
✓ 【定义】滚动阻力是指车轮在路面滚动时,轮胎与路面之间 的相互作用和相应变形所产生的阻力。
✓ 【产生根本原因】：能量损失。
✓ 【弹性物质的迟滞损失】：轮胎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收回，损失的能量消失在 轮胎各组成部分相互间的摩擦及橡胶、帘线等物质分子间摩 擦。
✓ 汽车传动系机械效率 轿车ηT=0.90~0.92 商用车ηT=0.82~0.85 越野车η =0.80~0.85
ηT =
3）车轮半径 车轮半径分为自由半径、静力半径和滚动半径
1. 自由半径r0——无载 2. 静力半径rs——静载 3. 动力半径rr——动载
n——车轮滚动圈数 s——转动n圈，车轮实际滚过的距离；
汽车的最大爬坡度——汽车满载时在良好路面上用第一挡所能通过 的最大坡度,它表征汽车的爬坡能力
2.2 汽车行驶驱动力与行驶阻力
2.2.1汽车的驱动力 一、驱动力的产生
ua
W
Tt
r
Ft
F0
FZ
驱动力的公式
驱动力Ft的大小与发动机输出的转矩Ttq ,传动系的机械效率ηT , 变速器传动比ig ,主减速器传动比i0 成正比,与轮胎的半径r 成 反比。
✓ （1）迟滞现象
n W
d d’ n’
FZ
a
加
W
载
A
WC WD
C 卸
D载
汽车的动力性
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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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。
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
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。
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 红旗CA7460 捍马H2 宝马523Li 奥迪A8 宝马750 奔驰S600
12.0s 10.5s 10.0s 9.6s 7.0s 6.6s 6.5s
宝来1.8 M（手动挡）/A（自动挡） 11.1s/12.7s 宝来1.8T M /A （手动挡） （自动挡） 9.0s/10.5s
宝马520i
（2）超车加速时间
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。
18
第一节 汽车的动力性指标
坡度的概念
3.最大爬坡度imax
一些SUV车型的最大爬坡度
宝来 1.8手动 206km/h
4
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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。
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
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。
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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 红旗CA7460 捍马H2 宝马523Li 奥迪A8 宝马750 奔驰S600
12.0s 10.5s 10.0s 9.6s 7.0s 6.6s 6.5s
宝来1.8 M（手动挡）/A（自动挡） 11.1s/12.7s 宝来1.8T M /A （手动挡） （自动挡） 9.0s/10.5s
宝马520i
（2）超车加速时间
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。
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第一节 汽车的动力性指标
坡度的概念
3.最大爬坡度imax
一些SUV车型的最大爬坡度
宝来 1.8手动 206km/h
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r ——车轮半径，m。
驱动轮的转矩 Tt 是由发动机的有效转矩 Te 经传动系传至 驱动轮而产生的，因而取决于发动机所输出的有效转矩 Te 、变
速器速比 ig 、主传动系速比 i0 和机械效率 t 。
对于普通汽车，驱动轮上的转矩 Tt （N•m）的值为
Tt Te ig i0 t
第二节 汽车行驶时的纵向外力
第二节 汽车行驶时的纵向外力
3）车轮半径r
车轮处于无载荷作用时的半径称为自由半径 r0（m）。汽车静止时， 在汽车重力作用下车轮中心到轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径
（m）；rs 车轮承受垂直载荷和转矩时的半径称为动态半径
rd （m）。显然，r0 ＞ rs ＞ rd 。
滚动半径是以车轮转动圈数与实际车轮滚动距离之间的关系换算得
出车轮半径，即：
rr
S
2 nr
式中：
n
——车轮转动的圈数；
r
S——滚动圈时车轮前进的距离，m。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
4．汽车的驱动力图
汽车的驱动力与车速之间的函数关系曲线称为汽车的驱动力图，可 用于全面表示汽车的驱动力的大小及其变化。
利用发动机使用外特性曲线中的转矩曲线，根据发动机输出转矩
第二节 汽车行驶时的纵向外力
本节从纵向外力（地面驱动力、行驶阻力）出发，建立 汽车的行驶方程式，作为分析汽车的动力性的基础
汽车的运动状况取决于汽车所受到的各种外力。因 此，以下从分析汽车行驶时所受到的纵向外力（地面驱 动力、行驶阻力）出发，建立汽车的行驶方程式，以作 为分析汽车的动力性的基础。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
超车加速时间用最高挡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。采用较多的是低速为30km/h或40km/h， 而高速为80%最高车速或某一高速。
最大爬坡度是指满载时汽车以Ⅰ挡在良好路面上所能通过的最 大坡度。
第一节 汽车的动力性指标
道路和载荷情况对汽车的动力性指标的试验值有重要 影响。在进行汽车动力性试验时，其道路条件应为干燥、 清洁、平直的混凝土或沥青路面；而各国对载荷条件的规 定不同，我国规定为满载，并要求装载均匀；并且，上述 指标均应在无风或微风条件下测定。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
二、汽车的行驶阻力
汽车行驶需要的能量取决于其所受到的行驶阻力，其动 力性高低决定于汽车的驱动力和行驶阻力的相互作用。
汽车的行驶阻力分为稳定行驶阻力和动态行驶阻力两大 类。汽车在水平道路上等速直线稳定行驶时，必须克服轮胎 与地面相互作用而产生的滚动阻力和车身与空气相互作用而 产生的空气阻力；当汽车在坡道上稳定行驶时，还必须克服 重力沿坡道的分力，称为坡度阻力。汽车加速行驶时需要克 服与加速度方向相反的动态行驶阻力——惯性力，即加速阻 力。
第一节 汽车的动力性指标
汽车的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，表示 汽车以最大可能平均行驶速度运送货物或乘客的能力。
若使汽车具有尽可能高的平均行驶速度，就必须提高汽车 的最高车速、加速能力和爬坡能力。汽车的动力性评价指标有
Va max ——汽车的最高车速，km/h；
t j ——汽车的加速时间，s； imax ——汽车的最大爬坡度，%。
第一节 汽车的动力性指标
汽车的最高车速指汽车在水平良好的路面（混凝土或沥青路 面）上所能达到的最高行驶速度。
汽车加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。
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，行驶到某 一预定的距离或达到某一车速所需要的时间。其预定距离通常为 400m或0.25mile，预定车速通常为100km/h或60mile/h。
2．汽车驱动力的影响因素
影响汽车驱动力的因素包括：发动机有效转矩 Te 、变速器速比 、
主传ig动系速比 、机械i0效率 、车轮t半径r。
1）发动机有效转矩
节气门全开（或高压油泵在最大供油位置）时的速度特性曲线称为
发动机的外特性曲线，见图；而节气门部分开启（或部分供油量位置）
时的速度特性曲线称为发动机部分负荷特性曲线。 Pe和 Te 之间有如下
t
Pe Pw Pe
传动系各总成的传动效率
总Байду номын сангаас名称
传动效率（%）
4～6档变速器
95
副变速器或分动器
95
8档以上变速器
90
单级减速主减速器
96
双级减速主减速器
92
万向节
98
传动系功率损失可分为机械损失和液力损失两大类。机械损失是指齿轮传 动副、轴承、油封等处的摩擦损失。液力损失是指消耗于旋转零件搅动润 滑油、零件表面与润滑油之间的表面磨擦等的功率损失。
Te 与汽车驱动力 Ft 的关系式，可得到驱动力与发动机转速之间的关
系曲线。进而根据发动机转速 ne 与汽车行驶速度 Va 之间的关系，作
出驱动力图，即各个挡位下汽车驱动力与车速间的关系曲线。
Va
0.377 r ne ig i0
驱动力图根据发动机外特性曲线中 转矩曲线求得，表明汽车使用各挡位时 在各车速下所能产生的驱动力的最大值。
关系：
Pe
Te ne 9550
发动机在带有空气滤清器、水泵、 风扇、消声器、发电机等全部附件时 测得的发动机特性曲线称为发动机的 使用外特性曲线，见虚线。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
2）传动系的机械效率
发动机发出的功率 Pe 在经传动系传递至驱动轮的过程中，若产 生的功率损失为 Pw（kW），则传动系机械效率为:
一、汽车的驱动力
1．汽车驱动力的计算
汽车发动机产生的有效转矩经汽车传动系传到驱动 轮上；此时，作用于驱动轮上的转矩产生一个对地面的 圆周力；地面对驱动轮的反作用力（方向与相反）即是 驱动汽车行驶的外力，称为汽车的驱动力。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
Ft
Tt r
式中：Ft ——汽车的驱动力，N；
Tt ——驱动轮的转矩，N•m；
第二章 汽车的动力性
汽车运输是汽车的最基本的功能，其运输效 率由在各种使用条件下的平均速度来体现，主要 取决于汽车的动力性。因此，在汽车各种使用性 能中，动力性是最重要、最基本的性能。
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第二章 汽车的动力性
第一节 汽车的动力性指标 第二节 汽车行驶时的纵向外力 第三节 汽车动力性分析 第四节 汽车行驶的附着条件 第五节 汽车驱动系统参数的选择 第六节 汽车动力性试验方法
驱动轮的转矩 Tt 是由发动机的有效转矩 Te 经传动系传至 驱动轮而产生的，因而取决于发动机所输出的有效转矩 Te 、变
速器速比 ig 、主传动系速比 i0 和机械效率 t 。
对于普通汽车，驱动轮上的转矩 Tt （N•m）的值为
Tt Te ig i0 t
第二节 汽车行驶时的纵向外力
第二节 汽车行驶时的纵向外力
3）车轮半径r
车轮处于无载荷作用时的半径称为自由半径 r0（m）。汽车静止时， 在汽车重力作用下车轮中心到轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径
（m）；rs 车轮承受垂直载荷和转矩时的半径称为动态半径
rd （m）。显然，r0 ＞ rs ＞ rd 。
滚动半径是以车轮转动圈数与实际车轮滚动距离之间的关系换算得
出车轮半径，即：
rr
S
2 nr
式中：
n
——车轮转动的圈数；
r
S——滚动圈时车轮前进的距离，m。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
4．汽车的驱动力图
汽车的驱动力与车速之间的函数关系曲线称为汽车的驱动力图，可 用于全面表示汽车的驱动力的大小及其变化。
利用发动机使用外特性曲线中的转矩曲线，根据发动机输出转矩
第二节 汽车行驶时的纵向外力
本节从纵向外力（地面驱动力、行驶阻力）出发，建立 汽车的行驶方程式，作为分析汽车的动力性的基础
汽车的运动状况取决于汽车所受到的各种外力。因 此，以下从分析汽车行驶时所受到的纵向外力（地面驱 动力、行驶阻力）出发，建立汽车的行驶方程式，以作 为分析汽车的动力性的基础。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
超车加速时间用最高挡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。采用较多的是低速为30km/h或40km/h， 而高速为80%最高车速或某一高速。
最大爬坡度是指满载时汽车以Ⅰ挡在良好路面上所能通过的最 大坡度。
第一节 汽车的动力性指标
道路和载荷情况对汽车的动力性指标的试验值有重要 影响。在进行汽车动力性试验时，其道路条件应为干燥、 清洁、平直的混凝土或沥青路面；而各国对载荷条件的规 定不同，我国规定为满载，并要求装载均匀；并且，上述 指标均应在无风或微风条件下测定。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
二、汽车的行驶阻力
汽车行驶需要的能量取决于其所受到的行驶阻力，其动 力性高低决定于汽车的驱动力和行驶阻力的相互作用。
汽车的行驶阻力分为稳定行驶阻力和动态行驶阻力两大 类。汽车在水平道路上等速直线稳定行驶时，必须克服轮胎 与地面相互作用而产生的滚动阻力和车身与空气相互作用而 产生的空气阻力；当汽车在坡道上稳定行驶时，还必须克服 重力沿坡道的分力，称为坡度阻力。汽车加速行驶时需要克 服与加速度方向相反的动态行驶阻力——惯性力，即加速阻 力。
第一节 汽车的动力性指标
汽车的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，表示 汽车以最大可能平均行驶速度运送货物或乘客的能力。
若使汽车具有尽可能高的平均行驶速度，就必须提高汽车 的最高车速、加速能力和爬坡能力。汽车的动力性评价指标有
Va max ——汽车的最高车速，km/h；
t j ——汽车的加速时间，s； imax ——汽车的最大爬坡度，%。
第一节 汽车的动力性指标
汽车的最高车速指汽车在水平良好的路面（混凝土或沥青路 面）上所能达到的最高行驶速度。
汽车加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。
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，行驶到某 一预定的距离或达到某一车速所需要的时间。其预定距离通常为 400m或0.25mile，预定车速通常为100km/h或60mile/h。
2．汽车驱动力的影响因素
影响汽车驱动力的因素包括：发动机有效转矩 Te 、变速器速比 、
主传ig动系速比 、机械i0效率 、车轮t半径r。
1）发动机有效转矩
节气门全开（或高压油泵在最大供油位置）时的速度特性曲线称为
发动机的外特性曲线，见图；而节气门部分开启（或部分供油量位置）
时的速度特性曲线称为发动机部分负荷特性曲线。 Pe和 Te 之间有如下
t
Pe Pw Pe
传动系各总成的传动效率
总Байду номын сангаас名称
传动效率（%）
4～6档变速器
95
副变速器或分动器
95
8档以上变速器
90
单级减速主减速器
96
双级减速主减速器
92
万向节
98
传动系功率损失可分为机械损失和液力损失两大类。机械损失是指齿轮传 动副、轴承、油封等处的摩擦损失。液力损失是指消耗于旋转零件搅动润 滑油、零件表面与润滑油之间的表面磨擦等的功率损失。
Te 与汽车驱动力 Ft 的关系式，可得到驱动力与发动机转速之间的关
系曲线。进而根据发动机转速 ne 与汽车行驶速度 Va 之间的关系，作
出驱动力图，即各个挡位下汽车驱动力与车速间的关系曲线。
Va
0.377 r ne ig i0
驱动力图根据发动机外特性曲线中 转矩曲线求得，表明汽车使用各挡位时 在各车速下所能产生的驱动力的最大值。
关系：
Pe
Te ne 9550
发动机在带有空气滤清器、水泵、 风扇、消声器、发电机等全部附件时 测得的发动机特性曲线称为发动机的 使用外特性曲线，见虚线。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
2）传动系的机械效率
发动机发出的功率 Pe 在经传动系传递至驱动轮的过程中，若产 生的功率损失为 Pw（kW），则传动系机械效率为:
一、汽车的驱动力
1．汽车驱动力的计算
汽车发动机产生的有效转矩经汽车传动系传到驱动 轮上；此时，作用于驱动轮上的转矩产生一个对地面的 圆周力；地面对驱动轮的反作用力（方向与相反）即是 驱动汽车行驶的外力，称为汽车的驱动力。
第二节 汽车行驶时的纵向外力
Ft
Tt r
式中：Ft ——汽车的驱动力，N；
Tt ——驱动轮的转矩，N•m；
第二章 汽车的动力性
汽车运输是汽车的最基本的功能，其运输效 率由在各种使用条件下的平均速度来体现，主要 取决于汽车的动力性。因此，在汽车各种使用性 能中，动力性是最重要、最基本的性能。
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第二章 汽车的动力性
第一节 汽车的动力性指标 第二节 汽车行驶时的纵向外力 第三节 汽车动力性分析 第四节 汽车行驶的附着条件 第五节 汽车驱动系统参数的选择 第六节 汽车动力性试验方法