汽车功率平衡图
《汽车功率平衡图》课件
确定汽车的动力需求
动力需求
根据汽车行驶需求,确定所需的 最大功率和常用功率。
考虑因素
包括汽车类型、用途、行驶条件 和驾驶员需求等。
确定汽车的阻力
阻力来源
分析汽车行驶过程中所受的阻力,如 空气阻力、滚动阻力、坡度阻力和加 速阻力等。
阻力计算
根据已知条件和相关公式,计算出汽 车在各种行驶条件下的总阻力。
新能源汽车的普及将使得汽车功率平 衡图需要更加关注能量管理、动力电 池性能优化等方面的问题。
智能网联汽车的发展将使得汽车功率 平衡图需要考虑更多的影响因素,如 车联网、传感器融合、人工智能等。
未来汽车功率平衡图的发展方向将更 加注重智能化、精细化、集成化,以 满足更加严格的环保、节能、安全等 方面的要求。
对未来研究和应用的建议
鼓励跨学科合作,加强汽车工程与信息科学、物理学、数学等领域的交 叉融合,为汽车功率平衡图的研究提供更广泛的理论基础和技术支持。
加大对新能源汽车和智能网联汽车功率平衡技术研究的投入,推动相关 技术的创新发展。
加强国际合作与交流,共同推进汽车功率平衡图技术的发展和应用,提 升全球汽车产业的竞争力。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
汽车功率平衡图的解读
解读汽车功率平衡图上的关键点
01
02
03
04
发动机功率曲线
表示发动机在不同转速下的功 率输出。
变速器速比
表示变速器在不同挡位下的传 动比。
车轮半径
表示车轮的直径,影响车辆的 加速和制动性能。
空气阻力系数
表示车辆在行驶过程中受到的 空气阻力。
汽车功率平衡
良好的功率平衡是确保汽车稳定 、安全和高效运行的关键,有助 于提高车辆性能、降低油耗和减 少机械磨损。
功率平衡与汽车性能的关系
1 2
3
加速性能
功率平衡直接影响到汽车的加速表现,合理的功率分配能够 使车辆在加速过程中更加平稳,减少打滑和轮胎空转现象。
操控稳定性
通过优化功率平衡,可以改善汽车的操控稳定性,提高车辆 在行驶过程中的抗侧风能力、操控响应和行驶轨迹。
传动系统功率平衡的优化建议
为了优化传动系统功率平衡,可以采 取一系列措施,例如定期检查和调整 传动系统部件的间隙和磨损情况,以 确保其正常运转。
此外,驾驶员应该养成良好的驾驶习 惯,避免急加速、急刹车等操作,以 减少对传动系统的冲击和磨损。同时, 选择适合自己驾驶习惯和行驶路况的 汽车也很重要。
04
THANKS
经济性
合理的功率平衡有助于降低汽车的油耗,提高燃油经济性, 减少运行成本。
功率平衡的原理
发动机特性
根据发动机的转速、扭矩和功率特性,结合车辆的运行工况,合理调整发动机的输出功率。
传动系统匹配
通过选择合适的变速器和传动比,实现发动机功率与车轮驱动功率的有效传递,同时考虑传动效 率与动力响应。
制动系统协同
汽车底盘功率平衡
底盘功率平衡原理
底盘功率平衡是汽车底盘各系统间功 率匹配和优化的过程,旨在实现汽车 动力性能、操控性能和燃油经济性的 最佳表现。
底盘功率平衡通过合理分配发动机、 变速器、传动轴、差速器和轮胎等部 件的功率,使各部件在最佳工作状态 下运行,从而提高汽车的整体性能。
底盘功率平衡的实现方法
济性。
03
提升驾驶性能
控制系统能够根据驾驶者的意图和车辆状态,合理分配发动机和电机的
汽车的功率平衡图
CD Ava3 76140
Giva 3600
δGva 3600g
dv dt
功率平衡图
以汽车行驶速度为横坐标, 以功率为纵坐标的坐标系内, 将发动机功率Pe及汽车在良好 水平路面上等速行驶时消耗的 阻力功率(Pf+Pw)/ηm对车速 的关系曲线给出而得到。
利用汽车的功率平衡图分 析某些动力性问题更为方便。
式中:F——作用于汽车的力,N; va——汽车行驶速度,m/s
1000——换算系数,1000N•m/s=1000W=1kW 如果va以km/h为单位,则上式
P Fva Fva ( kW)
3.61000 3600
设汽车重力为G,以N为单位,车速va以km/h为单位, 则各种阻力功率的计算公式:
滚动阻力 消耗功率
高速行驶时,汽车主要 克服空气阻力功率。
对于轿车 在80km/h时,空气阻力 等于Ff 100km/h时,Fw占总阻 力的70%。
功率平衡图确定汽车的动力性
(1)汽车的最高速度(va,max) 良好水平路面 最高速度
dv 0 , i 0 dt
Pe
Pf Pw
m
最高档的发动机功率Pe与 (Pf+Pw)/ηm曲线交点对应的车 速即为汽车的最高车速va,max 。
后备功率
发动机功率与滚动阻力和 空气阻力消耗的发动机功 率的差值是后备功率。
Pe
1
m
(Pf
Pw
)
➢后备功率用于加速和
汽车功率平衡
Pf Pw
t
I II III
IV 部分油门开度
Partly gas pedal
a
后备功率
reserve power
b
c
速度ua, km/h Speed ua, km/h
ua uamax
4/120
功率平衡图的进一步说明
☆挡位不同时,功率对应的车速范围不同,但功率大小不变,只 是各挡功率曲线对应的车速位置不同;低挡时车速低,速度 变化区域窄;高挡时车速高,所占速度变化区域大。
Definition: let vertical coordinate as the power, horizontal coordinate as MV speed, draw diagrams of the engine power and the resistance power to coordinate system in the right angle, then get the equilibrium diagram of power.
Pe
1
t
(mgf
cos
mg sin
CD Aua2 21.15
m
du) dt
ua 3600
1 ( mgfua cos mgua sin CD Aua3 mua d u )
t 3600
3600 76140 3600 d t
3/120
有效功率, kW Brake Power , kW
Pe
a a
6/120
后备功率定义:reserve power definition
Ps
Pe
1
t
(Pf
Pw )
后备功率是发动机功率与常见阻力功率之差。汽车后备功
1-3,1-4,1-5动-阻力平衡图附着条件功率平衡
一、驱动力-行驶阻力图
二、动力特性图
Hale Waihona Puke 第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
一、汽车行驶的附着条件
从上面的分析可知,动力装置(发动机与传动系统)所确定的驱动力是决定动力性的一个主要 因素。驱动力越大,加速性能越好,爬坡能力也强。不过这个结论只有在轮胎-路面有足
二、汽车的附着力与地面的法向反作用力
三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
四、附着率
第五节 汽车的功率平衡
《汽车功率平衡图》课件
汽车功率平衡图元素
பைடு நூலகம்发动机
燃油供给系统、空气供给系 统、点火系统、排气系统
传动系统
变速器、差速器
轮胎
汽车功率平衡图分析
1 如何分析汽车功率平衡图?
了解各个部件之间的能量流动关系,从整体上把握汽车性能的分布和平衡。
2 发动机功率与传动效率的关系
发动机的输出功率需要通过传动系统传递到轮胎,传动效率的提升可以增加汽车整体的 性能。
《汽车功率平衡图》PPT 课件
这个PPT课件将为您介绍汽车功率平衡图的概念、分析方法和应用案例,帮助 您更好地理解汽车性能的提升。
概述
汽车功率平衡图是指汽车各个关键部件之间的能量流动关系图,它反映了汽 车整体性能的分布和平衡。
通过了解汽车功率平衡图,我们能够更好地掌握汽车性能的特点,并从中找 出提升汽车性能的关键因素。
汽车功率平衡图的优化可 以进一步提高汽车性能
通过深入理解汽车功率平衡图, 我们可以找到优化方案,提高汽 车的整体性能。
3 如何提高汽车功率平衡图的整体效率?
优化发动机和传动系统的设计、改善轮胎的摩擦性能,可以提高汽车功率平衡图的整体 效率。
案例分析
1
分析汽车功率平衡图
选择一款汽车,深入分析其功率平衡图,
改善整体性能
2
了解各个部件之间的能量流动关系。
通过功率平衡图的分析,找出优化方案,
改善汽车的整体性能,提升驾驶体验。
3
实际应用
通过案例分析,深入理解汽车功率平衡 图的实际应用,掌握提升汽车性能的方 法和技巧。
结论
汽车功率平衡图对汽车性 能有着重要的影响
对汽车制造商和消费者都 有重要意义
通过优化汽车功率平衡图,可以 提升汽车的整体性能和驾驶体验。
汽车功率平衡图
返回
6/16
发动机转速
离合器从动轴扭矩
离合器从动轴转速
t
tt
7/16
★汽车在实际行驶时,货车高档位使用率
90%以上。为了合理利用有限旳档位,使汽
车具有良好动力性和燃料经济性,将传动比
换
间隔由低档到高档逐渐减小旳偏等比级数分 配各档传动比,使变速器在不同档位工作时
档 发动机旳转速范围不同。低档时转速范围宽,
3/16
☆档位不同步车速旳范围不同,但是功率 旳大小不变,只是各档旳功率曲线相应旳 车速位置不同。低档时车速低,速度变化 区域窄;高档时车速高,所占速度变化区 域大。 ☆滚动阻力功率在低速时近似为直线,而 在高速时是二次曲线(低速、货车!) ☆空气阻力功率曲线为三次函数 ☆在低速时以滚动阻力功率为主,而在高 速时以空气阻力功率为主。
Pi
Pw
Pj )
15/16
Pf
mgf cosua
3600
Pi
mg sin ua
3600
Pw
CD Aua3 21.16 3600
Pj
m
du dt
ua 3600
16/16
动力性换档规律
为了确保汽车旳动力性,应使汽车在 较低旳档位行驶。
换档点旳选择问题,应该在两档车速 驱动力曲线相交时刻换档。
在确保动力性旳换档程序中,以驱动 轮上驱动力旳大小来判断相邻两个档位 之间是否有交叉点。
10/16
Pet
I II III IV
uI uII uIII
ua
11/16
经济性换档规律
12/16
1. 怎样利用汽车行驶方程式求轮式 汽车旳极限加速度?
1-5 功率平衡图
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
2 Gfu a C D Aua Giu a mua du 9549 3600 76140 3600 3600 dt 2 1 Gfua C D Aua Giua mua du 即 Pe ( )(kW ) T 3600 76140 3600 3600 dt
TtqT n
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
一、汽车的功率平衡方程式
HBQY
物理意义:在汽车行驶的每一时瞬间,发 动机发出的功率始终等于机械传动损失与 全部运动阻力所消耗的功率。或者:驱动 轮得到的功率消耗在各项阻力功率上。
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
三、汽车功率平衡图的应用
HBQY
1、确定汽车的最高车速uamax 2、确定汽车的后备功率 3、确定发动机的负荷率
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
HBQY
小
结
1. 用功率平衡图的方法处理动力性问题显得麻烦,但 功率这一概念却能更好地概括汽车的动力性能。 2. 如果汽车的速度越高,遇到的阻力越大,阻力与车 速的乘积(阻力所消耗的功率)就越大;因此没有 足够的发动机功率,汽车的高速行驶是不可能的。 3. 如果从能量的观点出发,汽车的加速性能就是汽车 在单位时间里提高动能的能力;速度增长率越大, 动能增长越快,动力性能就越好;而汽车动能的增 长率是由汽车加速过程能发出的功率决定的。汽车 的爬坡速度同样也决定于功率。
1.5 汽车的功率平衡
1.5 汽车的功率平衡汽车行驶时,不仅存在驱动力与行驶阻力的平衡关系,而且也存在发动机功率和汽车行驶的阻力功率间的平衡关系。
即发动机发出的有效功率,始终等于机械传动损失与全部运动阻力所消耗的功率。
1.5.1 功率平衡方程汽车运动阻力所消耗的功率,有滚动阻力功率、空气阻力功率、坡度阻力功率及加速阻力功率,它们的表达式为f P W P i P j P 3600cos 10006.3a af f u Gf u F P α=×= 3600sin 3600a a i i u G u F P α== 7614036003a D a W W Au C u F P == dtdu g Gu u F P a a j j 36003600δ== 功率平衡方程为)(11j i W f T T e P P P P P P +++==∑ηη即 2(cos sin 360021.15a D e T u C Au P Gf G m dtααδη=+++)a du 当α较小时,i ≈αsin ,1cos ≈α,上式可写成)15.21(36002dtdu g G Au C Gi Gf u P a D T a e δη+++=1.5.2 功率平衡图及其应用汽车的功率平衡关系也可以用图解法表示。
以纵坐标表示功率,横坐标表示车速,将发动机功率、汽车经常遇到的阻力功率e P )(1W f T P P +η,对应于车速的关系曲线绘在坐标图上,即得到汽车功率平衡图。
图1-20是一紧凑型国产轿车的功率平衡图。
e P a u −,可根据发动发动机功率与行驶车速的关系曲线机外特性及公式00.377a g nr u i i =将发动机转速转换成车速绘得。
可见在不同挡位时,功率的大小不变,只是各挡发动机功率曲线所对应的车速位置不同,且低挡时车速低,所占速度变化区域窄;高挡时车速高,所占变化区域宽。
f P 在低速范围内为一直线,在高速时由于滚动阻力系数f 随车速而增大,且比更快的速率加大;而 则是的三次函数。
汽车理论 汽车的功率平衡
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqigi 0T
r
Gf
cos
CD A 21.15
ua2
G sin
m du
dt
cos 1
sin tan i
Ttqigi 0T
r
Gf
CD A 21.15
ua2
Gi m du
dt
16
五、驱动力—行驶阻力平衡图
Ft Ff Fw Fi Fj
21
ig5=0.57
ua5
26
ig6=0.39
ua6
39
3300 70 29 43 61 85 99
159
5700 96 50 73 105 147 188
276
6200 90 55 80 115 160 205
300
4
P /kW
奥迪A4轿车功率平衡图
120
Pe1
100
Pe2
80
Pe3
60
Pe4
40
所示), i0=6.333, r=0.317m,由 ua 0.377rn /(igi0 ) 可以对 应计算出 各 挡的ua,即可画出 Pe —ua 曲线。
n /(r min1)
800
P / kW
62
ig1=2.13
ua1
7
ig2=1.46
ua2
10
ig3=1.02
ua3
15
上, 画出Ff+FW=f (ua) 就是驱 动力行驶阻力平衡图。
这里的“行驶阻力”指的就是Ff+FW。
Ff
17
最高车速行驶时 Fi=0 Fj=0
Ft=Ff+Fw
一般情况下,并不需要以最高车速行驶。此时,
汽车功率平衡
(2)检查电源开关外观和作用是否良好 ,接地 装置是 否完整 。
(3)检查各部件螺钉、像目、手柄、 手球及 油杯等 有无松 动和丢 失,如 发现应 及时拧 紧和补 齐。
(4)检查传动皮带状况。 钻铣床
[1](5)检查电器安全装置是否良好。
班中保养 (1)观察电机、电器的灵敏性、可靠性 、温升 、声响 及震动 等情况 。
t
a
b
部分油门开度
车速 ua,km/h
汽车功率平衡图
C
u' a
u a max
汽车的后备功率 一定的速度等速行驶
Hale Waihona Puke 节气门 某一开度阻力功率 (Pf+Pw)/ηT
发动机功率P’e
Pe(Pf Pw)/T
节气门全开
后备功率
☆档位不同时车速的范围不同,但是功率
的大小不变,只是各档的功率曲线对应的车 速位置不同。低档时车速低,速度变化区域 窄;高档时车速高,所占速度变化区域大。
镗床与铣床的区别
镗床与铣床的工作原理和性质相似。刀 具的旋 转是主 运动, 工件的 移动是 进给运 动。
镗床多用于加工较长的通孔,大直径台 阶孔, 大型箱 体零件 上不同 位置的 孔等。 由于镗 床的刀 盘和镗 杆刚性 较高, 因此加 工出的 孔的直 线度, 圆柱度 和位置 度等都 很高。
铣床也可以进行镗孔,但加工范围 较小, 精度也 较低。 铣床多 用于平 面,成 型面, 槽等加 工。
摇臂钻是效率很高的孔加工机床,由于 它的主 轴可以 在加工 范围内 快速的 任意移 动,而 工件固 定。因 此加工 大型箱 体零件 上的不 同位置 的孔, 螺孔等 ,效率 很高。
编辑本段立式铣床的日常保养
班前保养 (1)开车前检查各油池是否缺油,并按照 润滑图 所示, 使用清 净的机 油进行 一次加 油。
6- 汽车三大平衡图
P / kW
800 62 7 10 15 21 26 39
3300 70 29 43 61 85 99 159
5700 96 50 73 105 147 188 276
1、功率平衡图
Ft = F f + Fw + Fi + F j
Teig i0ηT CD A 2 du = G cos α ⋅ f + ua + G sin α + δ ⋅ m 21.15 r dt
Pe = Pt / ηT
功率平衡方程:
Pt = Ft ua
= Pe
1
ηT
( Pf + Pw + Pi + Pj )
由动力特性图确定动力性评价指标
D =ψ +
δdu
gdt
= f +i+
δdu
gdt
1)计算最高车速
du =0 dt
i=0
D= f
f
uamax
在动力特性图上作滚 动阻力系数曲线f-ua,与直 接档曲线的交点即为uamax
25
第五节 汽车的动力平衡
2)计算爬坡度
du =0 dt
公式 D = ψ + 即
δdu
ua/(km/h)
ua /(km ⋅ h −1 )
uamax=205km/h
10
第四节 汽车的驱动力平衡
2.确定加速时间t
汽车的加速能力可以用它在水平良好路面上行驶时产 生的加速度来评价,但由于加速度的数值不易测量,实际 中常用加速时间 t 来表明汽车的加速能力。 譬如用直接档行驶时,由最低稳定速度加速到一定距离 或80%uamax所需的时间来表明汽车的加速能力。 行驶方程式 设 得到
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1
A Pe T(Pf Pi PwPj)
15/16
P f mgf
cos 3600
ua
Pi
mg
sin 3600
ua
Pw
21
C D Au
3 a
. 16 3600
du
Pj m
A
dt
ua 3600
16/16
增长过程,它是时间t的函数。
A
返回
6/16
发动机转速
离合器从动轴扭矩
离合器从动轴转速
t
tt
A
7/16
★汽车在实际行驶时,货车高档位使用率
90%以上。为了合理利用有限的档位,使汽
车具有良好动力性和燃料经济性,将传动比
换
间隔由低档到高档逐渐减小的偏等比级数分 配各档传动比,使变速器在不同档位工作时
档 发动机的转速范围不同。低档时转速范围宽,
A
4/16
后备功率
Pe 1T (Pf Pw)后备功率
★ 汽车后备功率越大,汽车的动力性越好。 ★ 利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。 ★ 功率平衡也可描述汽车行驶时的发动机负荷率, 有利于分析汽车燃油经济性。
A
5/16
离合器打滑过程分析
在汽车起步离合器接合过程中, 离合器从动盘上的扭矩是随离合器 同步时间和接合时转速的变化而变 化的。离合器的实际接合过程如右 图所示。对离合器的接合过程我们 最感兴趣的是离合器从动轴扭矩的
A
12/16
1. 如何利用汽车行驶方程式求轮式 汽车的极限加速度?
2. 在计算汽车动力性时所使用的发动 机功率与计算汽车燃料经济性时所使 用的发动机功率有何不同?
A
13/16
Ft F f Fi Fw F j
F t mg
F f F i F w F j mg
F j mg F f F i F w
ua
1பைடு நூலகம்/16
经济性换档规律
汽车在一定的道路条件下按一定的工况行驶 时,某时刻所需驱动功率一定,传动效率变化 很小。汽车行驶的燃油消耗量与发动机的比油 耗成正比。在经济性换档程序中,以发动机的 比油耗作为换档判别依据,保证汽车总是以使 发动机比油耗最小的档位行驶。在汽车运行工 况中,速度是时间的连续函数,因此在经济性 换档程序中,考虑了当前档i以及i+1和i-1档的 经济性,从这三个档位中选取比油耗最小的档 位作为该时刻变速器的工作档位。
9/16
动力性换档规律
为了保证汽车的动力性,应使汽车在 较低的档位行驶。
换档点的选择问题,应该在两档车速 驱动力曲线相交时刻换档。
在保证动力性的换档程序中,以驱动 轮上驱动力的大小来判断相邻两个档位 之间是否有交叉点。
A
10/16
换档时刻选择
Pe t
I II III IV
A
u I u II u III
m du mg mgf dt
du g gf ( f ) g dt
du dAt
g
14/16
◇ 在计算汽车动力性时所使用的发动机功 率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动 机功率有何不同?
前者使用是发动机的外特性。即
P eP em(a n )x 或 T tq T tm q (a n )x
A
3/16
☆档位不同时车速的范围不同,但是功率 的大小不变,只是各档的功率曲线对应的 车速位置不同。低档时车速低,速度变化 区域窄;高档时车速高,所占速度变化区 域大。 ☆滚动阻力功率在低速时近似为直线,而 在高速时是二次曲线(低速、货车!) ☆空气阻力功率曲线为三次函数 ☆在低速时以滚动阻力功率为主,而在高 速时以空气阻力功率为主。
b 部分油门开度
C
A
车速 ua,km/h
图131_汽车功率平衡图2/16
u' a
ua max
P Fua , kW
Pe 1T(mgcfosmgsinC2DA 1.1ua25mddut)3u6a 00 1(mgafcuosmgausinCDAua3 maudu)
T 3600 3600 76143060d0t
1.5 汽车的功率平衡
☆ 汽车在行驶时驱动力与行驶阻力平衡 ☆ 发动机输出功率也与行驶阻力功率平衡
功率平衡图 用纵坐标表示功率,横坐标表示车速,
将发动机功率与经常遇到的阻力功率对车速 的关系绘制在直角坐标图上,就得到功率平 衡图。
A
1/16
功率,kw
Pe
P f Pw
t
后备功率
I II III
IV a
规
而高档时窄,使高档两档之间的重合区域增 大。当汽车高速行驶变速器在高档之间换档
律 时,发动机功率下降较小,在发动机工作区
内平均功率较大。
★就燃料经济性,高档之间的传动比间隔减 小,增加了发动机在经济区工作的可能性, 可降低燃料消耗量。
A
8/16
Ft
换档时刻选择
i j k
A u i u j u k ua max u a