汽车理论驱动力 行驶阻力平衡图
汽车理论名词解释与简答题
二．名词解释1.汽车的动力性：指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。
评价指标:最高车速、加速时间及最大爬坡度2.汽车的后备功率：将发动机功率Pe与汽车经常遇到的阻力功率之差。
公式表示为（Pf Pw）Pe-ηt3.附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值4.汽车功率平衡图：若以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率、经常遇到的阻力功率对车速的关系曲线绘在坐标图上，即得功率平衡图。
5.汽车的驱动力图：一般用根据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来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
6.最高车速：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。
7.发动机特性曲线：将发动机的功率Pe、转矩以及燃油消耗率与发动机曲轴转速n之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线。
8.附着率：汽车直线行驶状态下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。
9.等速百公里燃油消耗量：汽车在一定载荷下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。
10.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。
11.等速百公里燃油消耗量曲线：常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线12.汽车比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率13.同步附着系数：（实际前后制动器制动力分配线）线与（理想前后轮制动器制动力分配曲线）I曲线交点处的附着系数14.I曲线：前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的关系曲线15.制动效能：在良好路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。
它是制动性能最基本的评价指标。
16.汽车的制动性：汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力17.地面制动力：由制动力矩所引起的、地面作用在车轮上的切向力。
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。
考试试题(汽车理论)
一．判断题（2分/个，24分）1. 汽车的爬坡能力由汽车的驱动力决定。
（×）解：汽车的动力性能不止受到驱动力的制约还受到轮胎与地面附着条件的限制2. 弹性迟滞损失是以滚动阻力偶矩的形式作用在车轮上阻碍汽车的运动。
（√）3. 子午线轮胎的滚动阻力系数比普通斜交轮胎的滚动阻力系数大。
（×）解：应该是小4. 汽车的最高车速对应于发动机的最高转速。
（×） 解：0377.0i i rn u g a =且与功率平衡图来确定最高转速 5. 有的汽车2档的加速度比1档的加速度大。
（√）6. 汽车以高档行驶时，发动机的负荷率高，百公里耗油量最大。
（√）7. 只要发动机省油，汽车就一定省油。
（×）解：发动机负荷率高只是省油的一个方面另外汽车列车的质量利用系数大小也关系到是否省油8. 机械式变速器各档 传动比大体上按等比级数分配。
（√）9. 汽车的地面制动力由制动器制动力的大小决定。
（×）解：取决于两个摩擦副的摩擦力，⑴制动器内制动摩擦片与制动鼓⑵轮胎与地面的摩擦力10. 稳态转向特性为不足转向的汽车，其瞬态转向特性也是稳态的。
（√）11. 人体承受4~8HZ 垂直振动的能力是最强的。
（√）12. 提高车身固有频率，可以减小车身振动加速度。
（）二．某些汽车装有超速档，试分析超速档对汽车动力性和燃油经济性的影响。
（7分）三．汽车的稳态转向特性可用稳定性因数K 表征⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=122k b k a L m K 试利用上式分析下列问题：（共3⨯5分=15分）1） 前轮充气压力高于标准气压，汽车稳态转向特性向什么方向变化；2） 后轴车轮由单胎变为双胎（其他结构不变），汽车稳态转向特性向什么方向变化；3） 后轴车轮由子午线轮胎换为普通斜交轮胎，汽车稳态转向特性向什么方向变化；4） 汽车装载后重心后移，汽车稳态转向特性向什么方向变化；5） 将前后悬架侧倾角刚度比值21φφK K 提高后，汽车稳态转向特性向什么方向变化；四．金属式无级变速器（CVT ）能够提高汽车的燃油经济性，试说明其理论依据。
汽车理论 第二章汽车动力性(常)
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
汽车理论汽车的驱动力和行驶阻力
Ttqigi0 T
r
可知
➢Ft 与发动机转矩Ttq、变速器传动比 ig、主减 速器传动比 i0、传动系旳机械效率ηT 和车轮半径 r 等原因有关。
思索
能否解释为何汽车低挡旳加速能力好于高挡？
4
第二节 汽车旳驱动力与行驶阻力
➢计算驱动力是为了拟定汽车旳动力性指标，也即要找出 驱动力和车速旳关系。
➢驱动力和车速都与发动机特征有直接关系，能够经过发 动机特征曲线找出驱动力与车速之间旳关系。
4.汽车旳驱动力图
根据下面两式
Ft
Ttqigi 0 T
r
ua
0.377 nr ig i 0
以及发动机外特征曲线
做出旳Ft - ua关系图，即驱动力图。
16
第二节 汽车旳驱动力与行驶阻力
例：已知奥迪A4轿车发动机旳数据（如下表所示），
ig1=2.13，i0=6.333，r=0.317m，ηT=0.90，由
第一章 汽车动力性
第二节 汽车旳驱动力与行驶阻力
➢本节要点计算并分析汽车行驶过程中旳 驱动力和行驶阻力。
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第二节 汽车旳驱动力与行驶阻力
一、驱动力Ft
ua
驱动力Ft：发动机产 生旳转矩经传动系传到
驱动轮，产生驱动力矩
Tt
Tt，驱动轮在Tt旳作用
下给地面作用一圆周力
r
F0，地面对驱动轮旳反
（4）驱动力
32
第二节 汽车旳驱动力与行驶阻力
思索
为何驱动力系数很大时，气压越低 f 越小？
Ft胎面滑移Ff
pa接地面积胎面滑移滑移引起旳Ff
33
第二节 汽车旳驱动力与行驶阻力
思索 上高速公路前要检验胎压，在给定旳胎压范围内，胎
汽车理论习题
汽车理论习题：1.31）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
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。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用2档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。
分析：本题主要考察知识点为汽车驱动力－行使阻力平衡图的应用和附着率的计算、等效坡度的概念。
应明确道路的概念：坡度的定义tan i α=。
求最大爬坡度时可以对行使方程进行适当简化，可以简化的内容包括两项cos 1α≈和sin tan αα≈，简化的前提是道路坡度角不大，当坡度角较大时简化带来的误差会增大。
计算时，要说明做了怎样的简化并对简化的合理性进行评估。
2）求最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率 ②求最大爬坡度：0=dtdu，()w f t i F F F F +-= 一般汽车最大爬坡度约为30％左右，所以利用行驶方程确定最大爬坡度时应以G sin α作为坡度阻力，即()sin t f w G F F F α=-+，tan i α=()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=G F F F i w f t arcsin tan汽车最大爬坡度max i 为Ⅰ档时的最大爬坡度。
利用编程计算可得，352.0max =i 。
③如是前轮驱动，1ϕC ＝qb hg q L L -；相应的附着率1ϕC 为1.20，不合理，舍去。
如是后轮驱动，2ϕC ＝qa hg q L L+；相应的附着率2ϕC 为0.50。
3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，求加速时间因各档加速度倒数曲线并无交点，所以从二档开始直接积分即可。
常见错误是未将车速的单位进行换算，时间大3.6倍。
1.7确定上述F.F 轿车在φ＝0.2及0.7路面上的附着力，并求由附着力所决定的极限最高车速与极限最大爬坡度及极限最大加速度（在求最大爬坡度和最大加速度时可设Fw=0）。
（1）求极限最高车速的求解可根据汽车行驶方程得到。
河南工业大学汽车理论VB绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图_汽车功率平衡图。
3.2 实验记录（核心代码及调试过程）1.核心代码：'.............驱动力与行驶阻力平衡图Private Sub Command1_Click()Picture1.DrawWidth = 1Picture1.ClsDim i, j, n As IntegerDim Ft, Ff, Fw, Umax, Uumax As SinglePicture1.Scale (-20, 18000)-(150, -2000)Picture1.Line (0, 0)-(125, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 16000)Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = -300: Picture1.Print "Ua(km/h)"Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = 192: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 5: Picture1.CurrentY = 16000: Picture1.Print "F/N"Picture1.CurrentX = -2: Picture1.CurrentY = 16000: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 20 To 120 Step 20Picture1.Line (i, 0)-(i, 200)Picture1.CurrentX = i - 5: Picture1.CurrentY = -10: Picture1.Print iNext iFor i = 1000 To 15000 Step 1000Picture1.Line (0, i)-(1.5, i)Picture1.CurrentX = -15: Picture1.CurrentY = i + 50: Picture1.Print iNext iPicture1.DrawWidth = 2For n = 600 To 4000Tq = -19.313 + 295.27 * (n / 1000) - 165.44 * (n / 1000) ^ 2 + 40.874 * (n / 1000) ^ 3 - 3.8445 * (n / 1000) ^ 4For j = 1 To 5Ft = Tq * i0 * ηt * x(j) / rFf = f * 9.8 * mUa = 0.377 * r * n / (i0 * x(j))Fw = 0.5 * 1.2258 * ca * (Ua / 3.6) ^ 2Picture1.Circle (Ua, Ft), 0.1, vbBluePicture1.Circle (Ua, (Ff + Fw)), 0.1, vbRedUmax = UmaxIf Ua > Umax ThenUmax = UaElseUmax = UmaxEnd IfNext jNext nUumax = CInt(Umax * 100) / 100Picture1.CurrentX = 40: Picture1.CurrentY = 16000: Picture1.Print "最高车速为："; Uumax; "km/h"End Sub'...........动力特性图Private Sub Command3_Click()Picture1.DrawWidth = 1Picture1.ClsDim i, j, n As IntegerDim Ft, Fw, D As SinglePicture1.Scale (-20, 90)-(150, -10)Picture1.Line (0, 0)-(125, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 85)Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = -3: Picture1.Print "Ua(km/h)"Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = 0.9: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 5: Picture1.CurrentY = 85: Picture1.Print "D"Picture1.CurrentX = -2: Picture1.CurrentY = 85: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 20 To 120 Step 20Picture1.Line (i, 0)-(i, 1)Picture1.CurrentX = i - 5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iNext iFor i = 20 To 80 Step 20Picture1.Line (0, i)-(2, i)Picture1.CurrentX = -10: Picture1.CurrentY = i + 1: Picture1.Print "0"; i / 200Next iPicture1.DrawWidth = 2For n = 600 To 4000For j = 1 To 5Tq = -19.313 + 295.27 * (n / 1000) - 165.44 * (n / 1000) ^ 2 + 40.874 * (n / 1000) ^ 3 - 3.8445 * (n / 1000) ^ 4Ft = Tq * i0 * ηt * x(j) / rUa = 0.377 * r * n / (i0 * x(j))Fw = 0.5 * 1.2258 * ca * (Ua / 3.6) ^ 2D = 200 * (Ft - Fw) / (m * 9.8)If D > 0 ThenPicture1.Circle (Ua, D), 0.1, vbBlueEnd IfNext jNext nEnd Sub'.............功率平衡图Private Sub Command4_Click()Picture1.DrawWidth = 1Picture1.ClsDim i, j, n As IntegerDim Pe, Pf, Pw As SinglePicture1.Scale (-20, 80)-(150, -10)Picture1.Line (0, 0)-(125, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 75)Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = -3: Picture1.Print "Ua(km/h)"Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = 0.9: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 5: Picture1.CurrentY = 75: Picture1.Print "Pe/kw"Picture1.CurrentX = -2: Picture1.CurrentY = 75: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 20 To 120 Step 20Picture1.Line (i, 0)-(i, 1)Picture1.CurrentX = i - 5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iNext iFor i = 10 To 70 Step 10Picture1.Line (0, i)-(2, i)Picture1.CurrentX = -10: Picture1.CurrentY = i + 1: Picture1.Print iNext iPicture1.DrawWidth = 2For n = 600 To 4000For j = 1 To 5Tq = -19.313 + 295.27 * (n / 1000) - 165.44 * (n / 1000) ^ 2 + 40.874 * (n / 1000) ^ 3 - 3.8445 * (n / 1000) ^ 4Pe = Tq * n / 9550Ua = 0.377 * r * n / (i0 * x(j))Pf = (m * f * Ua / 3600) / ηtPw = (ca * Ua ^ 3 / 76140) / ηtPicture1.Circle (Ua, Pe), 0.1, vbBluePicture1.Circle (Ua, (Pf + Pw)), 0.1, vbRedNext jNext nEnd Sub'...........外特性曲线Private Sub Command5_Click()Picture1.DrawWidth = 1Picture1.ClsDim i, n As IntegerDim Pe As SinglePicture1.Scale (-400, 250)-(5000, -20)Picture1.Line (0, 0)-(4500, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 200)Picture1.CurrentX = 4300: Picture1.CurrentY = -3: Picture1.Print "n(r/min)"Picture1.CurrentX = 4500: Picture1.CurrentY = 3: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 100: Picture1.CurrentY = 200: Picture1.Print "Ttq(N*m)"Picture1.CurrentX = 100: Picture1.CurrentY = 80: Picture1.Print "Pe(kw)"Picture1.CurrentX = -60: Picture1.CurrentY = 205: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 500 To 4000 Step 500Picture1.Line (i, 0)-(i, 3)Picture1.CurrentX = i - 200: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iNext iFor i = 20 To 180 Step 20Picture1.Line (0, i)-(50, i)Picture1.CurrentX = -300: Picture1.CurrentY = i + 3: Picture1.Print iNext iPicture1.DrawWidth = 2For n = 600 To 4000Tq = -19.313 + 295.27 * (n / 1000) - 165.44 * (n / 1000) ^ 2 + 40.874 * (n / 1000)^ 3 - 3.8445 * (n / 1000) ^ 4Pe = Tq * n / 9550Picture1.Circle (n, Pe), 2, vbRed Picture1.Circle (n, Tq), 2, vbBlue Next nEnd Sub2.数据图表：驱动力与行驶阻力平衡图：动力特性图：爬坡度图：发动机外特性曲线：发动机功率平衡图：3.2 实验记录（核心代码及调试过程）1.核心代码：'.........加速度的倒数曲线Private Sub Command7_Click()Picture1.DrawWidth = 1Picture1.ClsDim i, j, n As IntegerDim Ff, Ft, Fw, a, δ As SinglePicture1.Scale (-20, 160)-(150, -10)Picture1.Line (0, 0)-(125, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 150)Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = -3: Picture1.Print "Ua(km/h)"Picture1.CurrentX = 125: Picture1.CurrentY = 1.8: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 5: Picture1.CurrentY = 150: Picture1.Print "1/a"Picture1.CurrentX = -2: Picture1.CurrentY = 150: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 20 To 120 Step 20Picture1.Line (i, 0)-(i, 1.5)Picture1.CurrentX = i - 5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iNext iFor i = 10 To 140 Step 10Picture1.Line (0, i)-(2, i)Picture1.CurrentX = -10: Picture1.CurrentY = i + 1: Picture1.Print i / 10Next iPicture1.DrawWidth = 2For n = 600 To 4000For j = 1 To 5Tq = -19.313 + 295.27 * (n / 1000) - 165.44 * (n / 1000) ^ 2 + 40.874 * (n / 1000) ^ 3 - 3.8445 * (n / 1000) ^ 4Ft = Tq * i0 * ηt * x(j) / rUa = 0.377 * r * n / (i0 * x(j))Fw = 0.5 * 1.2258 * ca * (Ua / 3.6) ^ 2Ff = f * 9.8 * mδ = 1 + Iw / (m * r ^ 2) + If1 * x(j) ^ 2 * i0 ^ 2 * ηt / (m * r ^ 2) a = (Ft - Ff - Fw) / (δ * m)If a > 0 ThenPicture1.Circle (Ua, 10 / a), 0.1, vbBlueEnd IfNext jNext nEnd Sub'..............直接挡加速时间曲线Private Sub Command8_Click()Picture1.DrawWidth = 1Picture1.ClsDim i, n As IntegerDim Ff, Ft, Fw, a, δ, t, tt As SinglePicture1.Scale (-10, 90)-(60, -10)Picture1.Line (0, 0)-(55, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 75)Picture1.CurrentX = 53: Picture1.CurrentY = -3: Picture1.Print "t(s)"Picture1.CurrentX = 55: Picture1.CurrentY = 0.9: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 2: Picture1.CurrentY = 75: Picture1.Print "Ua(km/h)"Picture1.CurrentX = -0.7: Picture1.CurrentY = 75: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -3: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 10 To 50 Step 10Picture1.Line (i, 0)-(i, 1)Picture1.CurrentX = i - 1.5: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iNext iFor i = 10 To 70 Step 10Picture1.Line (0, i)-(1, i)Picture1.CurrentX = -5: Picture1.CurrentY = i + 1: Picture1.Print iNext it = 0For Ua = 0 To 70 Step 0.01n = Ua * i0 * x(4) / 0.377 / rIf n >= 600 ThenTq = -19.313 + 295.27 * (n / 1000) - 165.44 * (n / 1000) ^ 2 + 40.874 * (n / 1000) ^ 3 - 3.8445 * (n / 1000) ^ 4Ft = Tq * i0 * ηt * x(4) / rFw = 0.5 * 1.2258 * ca * (Ua / 3.6) ^ 2Ff = f * 9.8 * mδ = 1 + Iw / (m * r ^ 2) + If1 * x(4) ^ 2 * i0 ^ 2 * ηt / (m * r ^ 2)a = (Ft - Ff - Fw) / (δ * m)t = t + 1 * 0.01 / a / 3.6Picture1.Circle (t, Ua), 0.1, vbBlueEnd IfNext Uatt = CInt(t * 100) / 100Picture1.CurrentX = 15: Picture1.CurrentY = 80: Picture1.Print "0-70（km/h）直接挡加速时间为："; tt; "s"End Sub2.数据图表：加速度曲线图：加速度倒数曲线：直接挡加速时间图：3.2 实验记录（核心代码及调试过程）1.核心代码'.........最高挡百公里耗油量Private Sub Command1_Click()Dim n(1 To 8), B0(1 To 8), B1(1 To 8), B2(1 To 8), B3(1 To 8), B4(1 To 8)n(1) = 815: n(2) = 1207: n(3) = 1614: n(4) = 2012: n(5) = 2603: n(6) = 3006: n(7) = 3403: n(8) = 3804B0(1) = 1326.8: B0(2) = 1354.7: B0(3) = 1284.4: B0(4) = 1122.9: B0(5) = 1141#: B0(6) = 1051.2: B0(7) = 1233.9: B0(8) = 1129.7B1(1) = -416.46: B1(2) = -303.98: B1(3) = -189.75: B1(4) = -121.59: B1(5) = -98.893: B1(6) = -73.714: B1(7) = -84.478: B1(8) = -45.291B2(1) = 72.379: B2(2) = 36.657: B2(3) = 14.524: B2(4) = 7.0035: B2(5) = 4.4763: B2(6) = 2.8593: B2(7) = 2.9788: B2(8) = 0.71113B3(1) = -5.8629: B3(2) = -2.0553: B3(3) = -0.51184: B3(4) = -0.18517: B3(5) = -0.091077: B3(6) = -0.05138: B3(7) = -0.047449: B3(8) = -0.00075215B4(1) = 0.17768: B4(2) = 0.043072: B4(3) = 0.0068164: B4(4) = 0.0018555: B4(5) = 0.00068906: B4(6) = 0.00035032: B4(7) = 0.0002823: B4(8) = -0.000038568Picture1.Scale (-10, 50)-(150, -10)Picture1.Line (0, 0)-(120, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 45)Picture1.CurrentX = 120: Picture1.CurrentY = -3: Picture1.Print "Ua(km/h)"Picture1.CurrentX = 120: Picture1.CurrentY = 1: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 5: Picture1.CurrentY = 45: Picture1.Print "Qs(L/100km)"Picture1.CurrentX = -2.5: Picture1.CurrentY = 46: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -3: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 20 To 100 Step 20Picture1.Line (i, 0)-(i, 1)Picture1.CurrentX = i - 6: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iNext iFor i = 10 To 40 Step 10Picture1.Line (0, i)-(3, i)Picture1.CurrentX = -12: Picture1.CurrentY = i + 1: Picture1.Print iNext ig = 3880 * 9.8f = 0.013CdA = 2.77ηt = 0.85i0 = 5.83r = 0.367Uamin = 0.377 * r * n(1) / (0.793 * i0)Qmin = 100Picture1.DrawWidth = 2For ua = Uamin To 100 Step 0.01Pe = (g * f * ua / 3600 + CdA * ua ^ 3 / 76140) / ηtnn = 0.793 * i0 * ua / (0.377 * r)For i = 1 To 7If nn >= n(i) And nn <= n(i + 1) ThenB0B0 = B0(i) + (B0(i + 1) - B0(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i))B1B1 = B1(i) + (B1(i + 1) - B1(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i))B2B2 = B2(i) + (B2(i + 1) - B2(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i))B3B3 = B3(i) + (B3(i + 1) - B3(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i))B4B4 = B4(i) + (B4(i + 1) - B4(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i))End IfNext iBe = B0B0 + B1B1 * Pe + B2B2 * Pe ^ 2 + B3B3 * Pe ^ 3 + B4B4 * Pe ^ 4Qs = Pe * Be / (1.02 * 7 * ua)Picture1.PSet (ua, Qs), vbBlueIf Qs < Qmin ThenQmin = QsUj = uaEnd IfNext uaText1.Text = CInt(Uj * 100) / 100Text2.Text = CInt(Qmin * 100) / 100End Sub'..............次高挡百公里耗油量Private Sub Command2_Click()Picture1.ClsPicture1.DrawWidth = 1Dim n(1 To 8), B0(1 To 8), B1(1 To 8), B2(1 To 8), B3(1 To 8), B4(1 To 8)n(1) = 815: n(2) = 1207: n(3) = 1614: n(4) = 2012: n(5) = 2603: n(6) = 3006: n(7) = 3403: n(8) = 3804B0(1) = 1326.8: B0(2) = 1354.7: B0(3) = 1284.4: B0(4) = 1122.9: B0(5) = 1141#: B0(6) = 1051.2: B0(7) = 1233.9: B0(8) = 1129.7B1(1) = -416.46: B1(2) = -303.98: B1(3) = -189.75: B1(4) = -121.59: B1(5) = -98.893: B1(6) = -73.714: B1(7) = -84.478: B1(8) = -45.291B2(1) = 72.379: B2(2) = 36.657: B2(3) = 14.524: B2(4) = 7.0035: B2(5) = 4.4763: B2(6) = 2.8593: B2(7) = 2.9788: B2(8) = 0.71113B3(1) = -5.8629: B3(2) = -2.0553: B3(3) = -0.51184: B3(4) = -0.18517: B3(5) = -0.091077: B3(6) = -0.05138: B3(7) = -0.047449: B3(8) = -0.00075215B4(1) = 0.17768: B4(2) = 0.043072: B4(3) = 0.0068164: B4(4) = 0.0018555: B4(5) = 0.00068906: B4(6) = 0.00035032: B4(7) = 0.0002823: B4(8) = -0.000038568Picture1.Scale (-10, 50)-(150, -10)Picture1.Line (0, 0)-(120, 0): Picture1.Line (0, 0)-(0, 45)Picture1.CurrentX = 120: Picture1.CurrentY = -3: Picture1.Print "Ua(km/h)"Picture1.CurrentX = 120: Picture1.CurrentY = 1: Picture1.Print "→"Picture1.CurrentX = 5: Picture1.CurrentY = 45: Picture1.Print "Qs(L/100km)"Picture1.CurrentX = -2.5: Picture1.CurrentY = 46: Picture1.Print "↑"Picture1.CurrentX = -3: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print "0"For i = 20 To 100 Step 20Picture1.Line (i, 0)-(i, 1)Picture1.CurrentX = i - 6: Picture1.CurrentY = -1: Picture1.Print iNext iFor i = 10 To 40 Step 10Picture1.Line (0, i)-(3, i)Picture1.CurrentX = -12: Picture1.CurrentY = i + 1: Picture1.Print iNext iPicture1.DrawWidth = 2m = 3880g = 3880 * 9.8f = 0.013CdA = 2.77ηt = 0.85i0 = 5.83r = 0.367Qmin = 100For ua = 25 To 100 Step 0.01Pe = (g * f * ua / 3600 + CdA * ua ^ 3 / 76140) / ηtnn = 0.793 * i0 * ua / (0.377 * r)For i = 1 To 7If nn >= n(i) And nn <= n(i + 1) ThenB0B0 = B0(i) + (B0(i + 1) - B0(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i)) B1B1 = B1(i) + (B1(i + 1) - B1(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i)) B2B2 = B2(i) + (B2(i + 1) - B2(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i)) B3B3 = B3(i) + (B3(i + 1) - B3(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i)) B4B4 = B4(i) + (B4(i + 1) - B4(i)) * (nn - n(i)) / (n(i + 1) - n(i)) End IfNext iBe = B0B0 + B1B1 * Pe + B2B2 * Pe ^ 2 + B3B3 * Pe ^ 3 + B4B4 * Pe ^ 4Qs = Pe * Be / (1.02 * 7 * ua)Picture1.PSet (ua, Qs), vbRedIf Qs < Qmin ThenQmin = QsUj = uaEnd IfNext uaText1.Text = CInt(Uj * 100) / 100Text2.Text = CInt(Qmin * 100) / 100End Sub2.数据图表：最高档等速百公里燃油消耗量曲线图：次高档等速百公里燃油消耗量曲线图：河南工业大学第 页21。
汽车理论课程设计
精心整理《汽车理论》设计报告汽车动力性、经济性的计算机模拟目录1汽车驱动力图 (1)1.1汽车驱动力图简介 (1)1.2汽车驱动力图 (2)2汽车驱动力-行驶阻力平衡图 (2)2.12.233.13.244.14.255.1汽车动力特性图简介 (6)5.2汽车动力特性图 (6)6汽车功率平衡图 (6)6.1汽车功率平衡图简介 (6)6.2汽车功率平衡图 (7)7汽车百公里油耗图 (7)7.1汽车百公里油耗图简介 (7)7.2汽车百公里油耗图 (8)参考文献 (8)附录 (8)汽车动力性、经济性的计算机模拟张少波（）摘要：通过MATLAB 计算机软件进行汽车动力性、经济性的计算机模拟，模拟得出汽车的各种特性曲线。
包括：驱动力图，驱动力-行驶阻力平衡图，爬坡度图，加速度图，动力特性图，功率平衡图，百公里油耗图。
同时对汽车特性曲线的计算公式加以统计汇总学习。
因此驱动力为（1.3）汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为（1.4）一般用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线F t -u a 来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
设计中的汽车有了发动机的外特性曲线、传动系的传动比、传动效率、车轮半径等参数后，即可用式（1.1）求rT 0t T g tq i i T η=出各个档位的F t 值，再根据发动机转速与汽车行驶速度之间转换关系求出u a ，即可求得各个档位的F t 于u a 曲线。
发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为（1.5） 式中，u a 为汽车行驶速度（km/h ）;n 为发动机转速（r/min ）;r 为车轮半径（m ）; i g 为变速器传动比；i 0为主减速器传动比。
另：实际行驶中，发动机常在节气门部分开启下工作，相应的驱动力要比它小。
1.2汽车驱动力图其车辆基本参数见附录1，其Matlab 程序见附录2。
轮胎的构造、材料、气压等有关。
这里选取滚动阻力系数为良好的沥青或混凝土路面滚动阻力系数。
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》总复习PPT课件
带挂车运输 质量利用系数 整装 车载 整质 备量 质较量大
.
1010
第四节无级变速器的节油原理
发动机的最经济工况－最小燃油消耗特性
➢发动机负荷特性曲线 的包络线是发动机提供一 定功率时的最低燃油消耗 率曲线。
➢可以利用发动机负荷 特性曲线找到发动机提供
一定功率（ P e ）时最经济
工况下的转速（n3）。
Q1b1pe1/1.02ua1g(u. a1,Q1)u a1... ...uan (uan,Qn)
9
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
带挂车运输
1）提高生产率30％～50％； 2）降低油耗20% ～ 30%。
带挂车运输时
F负 荷 b 率
Qs
F b F
➢货车以100t·km计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。
❖
教学难点
❖ 1. 滚动阻力及滚动阻力系数
❖ 2. 附着力与附着率
.
5
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
等速时发动机应提供的功率为
Pe
1
T
(
P f
Pw
)
由u a 和 P e 在万有特性图上可确定
燃油消耗率b。
.
66
第二节 汽车燃油经济性的计算
汽车以ua等速行驶时，单位时间燃油消耗量为
峰值附着系数
b
FX b FZ
滑动附着系数 s =15%～20%
制动力系数随 滑动率而变化
.
2020
第三节 汽车的制动效能及其恒定性
制动减速度及制动距离
➢本章假设FW=0、Ff=0，即不计空气阻力和滚动阻 力对汽车制动减速的作用。
汽车理论思考题及其部分答案
汽车理论考虑题 20211. 汽车动力性的评价指标及定义【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，所能到达的平均行驶速度。
评价指标：最高车速 加速时间 最大爬坡度】2. 应用汽车的行驶方程求取动力性指标的方法。
3. 比较三种不同形式的汽车行驶方程的异同。
4. 汽车的驱动力图，驱动力—行驶阻力平衡图，动力特性图及功率平衡图的绘制方法。
5. 发动机特性曲线有哪几种？[部分负荷特性曲线 速度特性曲线]6. 汽车的驱动附着条件。
[作用在驱动轮上的转矩产生的地面切向反作用不能大于附着力]7. 滚动阻力产生的原因。
【轮胎与路面接触区域产生的法向、切向互相作用力】8. 空气阻力由哪几部分组成？【压力阻力：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力 摩擦阻力】9. 不同驱动形式汽车由地面决定的最大等效坡度。
[后驱L h L a q g -=ϕ 前驱 L h L b q g +=ϕ ]10. 在加速上坡时，四轮驱动汽车前、后轮的转矩如何分配，才能充分利用地面附着条件？【后轴转矩分配系数t2 t1t2T T T +=ψ】11. 画出驱动轮在匀速和加速运开工况下的受力图，并推导地面切向力的表达式。
12. 汽车燃油经济性的评价指标。
【汽车行驶百公里的燃油消耗量、一定燃油量能使汽车行驶的里程。
】13. 汽车等速百公里油耗的计算方法。
【Qs= P e U a ρg 】14. 发动机负荷率与汽车燃油经济性的关系。
【负荷率越高，燃油经济性越高】15. 我国规定商用车、城市客车以及轻型汽车测定燃油经济性分别采用哪种循环行驶工况？16. 要节省燃油消耗，应如何选择行驶车速和挡位，为什么？【接近低俗的中等车速 高档位】17. 什么是发动机的负荷特性曲线？万有特性曲线？【发动机的转速不变时，其性能指标随负荷的变化关系18. 利用发动机最小燃油消耗特性分析无级变速器省油的原因。
【〔1〕把各功率下最经济工况运转的转速与负荷率标明在外特性曲线图上便得到最小燃油消耗特性 〔2〕无级变速器应有的传动比i 与发动机转速n 及汽车行驶车速关系如下其中A 为常数，根据Pe=〔Pf+Pw 〕/T 由最小燃油消耗曲线可以求出发动机经济的工作转速ne ，将ua 、ne 带入上式，就得到无级变速器应有的传动比i 在同一值的路面上，不同车速时无级变速器应有的i 连成曲线就得到无级变速器的调节特性】19.混合动力电动汽车节油的主要原因?【①为了满足急加速、以很高车速行驶行驶与快速上坡对驱动功率的要求，传统的内燃机汽车所装备的发动机功率往往相当很大②在汽车停车等候或低速滑行的等工况下关闭内燃机，几月燃油③利用发电机回收部分制动能量】20.确定传动系最大传动比主要考虑哪些因素?【最大爬坡度，附着率及汽车最低稳定车速】21.确定货车的功率与轿车的功率的方法有什么不同？22.为什么减小最小传动比可以进步汽车的燃油经济性？23.传动系各挡传动比理论上应怎样分配？实际上又是按什么原那么分配的，为什么？【按等比级数分配传动比1〕保证换挡平顺，无冲击2〕充分发挥发动机功率，功率利用区域大3〕有利于进步汽车的动力性。
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）
22汽车驱动力和行驶阻力ppt-汽车理论
4）内部阻力——流经散热器、发动机舱和车身内部的气流，由于动量损失形成的阻
力。
空气阻力各组成部分的比例大致为：
压差和诱导阻力 表面阻力 内部阻力
50% —— 90% 3% —— 30% 2% —— 11%
空气阻力系数CW需经试验测量得到： 新设计轿车平均0.3左右；大客车0.4~0.9；货车及全挂列车0.5~0.85
一、车轮滚动阻力FR 2 . 各种路面上车轮滚动的附加阻力
1）由路面不平产生的附加阻力fb：悬架系统的变形形成阻尼功并转化为热能，
产生附加阻力，通常情况下可以忽略
2）由路面变形（柔性路面）产生的附加阻力
35/48
一、车轮滚动阻力FR
36/48
一、车轮滚动阻力FR
3）积水路面上的阻力
轮胎排水产生排水阻力:
值； 90年代，不少轿车的CW值已降到0.3甚至更低。如Passat
轿车的CW已低到0.28； 新设计车型: 0.30以下.
45/48
二、空气阻力FW 1. 空气阻力的组成
压差阻力、诱导阻力、表面阻力、内部阻力
1）压差阻力
空气阻力Fw正比于气流相对运动 的动压力，作用在汽车外形表面 上的法向力的合力在行驶方向的 分力，约占9%。
试验表明：圆角半径对阻力影响很大。当圆角半径选择适当，空气阻力系数可以降低到0.15左右。
在无风条件下，va的单位为km/h；A的单位为m2； 一般ρ=1.2258N·s2·m-4，则：
FW
CW Ava2 21.15
44/48
二、空气阻力FW
50~70年代初，轿车CW在0.4~0.6左右； 70年代能源危机后，为降低油耗，各国都致力于降低CW
11/48
汽车理论
1、汽车动力性：指汽车在良好、平直的路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
评价指标：最高车速、加速时间及最大爬坡度2、什么是滚动阻力系数？影响滚动阻力系数的因素有哪些：滚动阻力系数是车轮在一定条件下滚动时所需要的推力与车轮载荷之比，影响因素：轮胎结构、材料、气压、车速等。
3、汽车的空气阻力有哪几部分组成：由压力阻力和摩擦阻力组成4、道路阻力：坡度阻力和滚动阻力合起来为道路阻力，表达式FΨ=Fi+Ff=fGcosα+Gsinα5、什么是汽车驱动力--行驶阻力平衡图：为了形象说明汽车行驶时驱动力和行驶阻力的关系，在汽车驱动力图上再画上汽车行驶中经常遇到的行驶阻力曲线，即为驱动力行驶阻力平衡图6、动力因数D意义：标志汽车单位重力所具有的克服道路阻力的加速阻力的能力。
D较大，汽车加速和上坡能力强7、汽车的动力特性：动力因数随汽车行驶速度变化的关系8、汽车的燃油经济性：是指汽车以最少的燃油消耗完成单位运输工作量的能力。
评价指标：有效燃油消耗率9、等速行驶百公里燃油消耗量：汽车在额定载荷下，以最高档的水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量10、提高汽车燃油经济性的结构措施：合理选用发动机、合理选择变速器档数、提高传动系传动效率、减小汽车总质量、合理设计汽车外形、改进轮胎结构11、提高汽车燃油经济性的使用措施：保持汽车良好的技术状况、提高驾驶技术12、汽车的制动性：是指汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。
评价指标：制动效能、制动效能恒定性、制动时的方向稳定性13、制动效能：指汽车在良好的路面上以规定的初始车速和规定的踏板力制动到停车制动距离或制动时汽车的减速度14、制动效能的恒定性：指抗热衰退性能和抗水衰退性能15、地面制动力、制动器制动力制动力与附着力之间的关系：汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供足够大的附着力时，才能获得足够的地面制动力。
汽车理论
1.1汽车的驱动力--行驶阻力平衡图1.1.1计算说明:汽车的速度与转速之间的关系:0377.0i i rn U g a=汽车发动机的使用外特性n T tq ~曲线的拟合公式为: 432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n T tq -+-+-=汽车的驱动力:ri i T F tg tq t η0=汽车的行驶阻力:a D w f U A C Gf F F 15.21+=+1.1.2作图说明:在excel 表格中,按照不同档位的g i 值,可以依次建立每一个档位对应的a U ,tqT ,t F 和w f F F +,即如下图表1-1所示:图表1-1由于要求汽车的驱动力和行驶阻力平衡图,则在excel 表格中插入图表,分别以各个档位对应的速度值a U 作为其横坐标,t F 和w f F F +作为其纵坐标建立图表.横坐标的单位为km/h,纵坐标的单位为N,如下图1-2所示:图1-2注释:从图1-2上可以清楚地看出不同车速时驱动力和行驶阻力只见到的关系.汽车以最高档行驶时的最高车速可以直接在图1-2上找到.显然,5t F 曲线与w f F F +曲线的交点便是maxa U .因为此时驱动力和行驶阻力相等,汽车处于稳定的平衡状态.1.2绘制动力特性图1.2.1计算说明:汽车的速度与转速之间的关系:0377.0i i rn U g a =汽车的空气阻力和车速的关系:215.21a D w U A C F =动力因数:GF F D wt -=1.2.2作图说明:在excel 表格中,按照不同档位的g i 值,可以依次建立每一个档位对应的U,w F和D,即如下图1-3所示:a图1-3由于要求汽车的动力特性图,所以分别以汽车的速度U为横坐标,以动力因a数D为纵坐标建立汽车的动力特性图.其横坐标的单位为km/h,纵坐标为动力因数,无单位.所以该动力特性图如下图1-4所示:图1-4注释:f 为滚动阻力系数.1.3绘制功率平衡图1.3.1计算说明:汽车的速度与转速之间的关系:0377.0i i rn U g a=汽车发动机的使用外特性n T tq ~曲线的拟合公式为:432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n T tq -+-+-=汽车的功率为:9550n T P tq e =汽车遇到的阻力功率为:taD tatwf AUC GfUP P ηηη7614036003+=+1.3.2作图说明:根据转速分别算出汽车的转矩tq T ,功率e P ,以及对应各个档位下的车速4321,,,a a a a U U U U .并根据公式计算出汽车的行驶阻力taD tatwf AUC GfUP P ηηη7614036003+=+,所列图表如下图1-5所示:图1-5根据上图所得数据,以车速a U 为横坐标,以e P 和twf P P η+为纵坐标,将发动机功率e P 和汽车经常遇到的阻力功率twf P P η+对车速的关系绘制在坐标图上,即得汽车功率平衡图,如图1-6所示:图1-6注释:由图可见在不同档位时,功率的大小不变,只是各档发动机功率曲线所对应的车速位置不同,且低速时车速低,所占速度变化区域窄;高档时车速高,所占变化区域宽.f P 在低速范围内是一条斜直线,在高速时由于滚动阻力系数f 随车速a U 而增大,所以fP 随a U 以更快的速率加大;w P 则是车速a U 的三次函数.二者叠加后,阻力功率曲线twf P P η+-a U 是一条斜率越来越大的曲线.高速行驶时,汽车主要是克服空气阻力功率.2.1汽车的最高车速2.1.1 理论说明:汽车的功率完全是靠发动机曲轴的功率所提供,消耗在行驶中的各个环节.其中有滚动阻力功率f P ,空气阻力功率w P ,坡度阻力功率i P 和加速阻力功率j P .在还未达到最大的行驶速度max a U 时,发动机的功率在克服各种行驶阻力的同时还有剩余用来加速和爬坡.当发动机输出的功率和行驶阻力相等时,汽车处于稳定的平衡状态,车速也不再增加.此时的车速即为最大的车速max a U .2.1.2求最高车速max a U由上述的理论依据,我们直接可以在汽车的功率平衡图上读出汽车的最高车速max a U =98km/h.2.1.3求最大爬坡度:根据如下的公式432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.295313.19n n n n T tq -+-+-=ri i T F tg tq t η0=377.0i i rn Ug a=a D w f U A C Gf F F 15.21+=+))(arcsin(max GF F F w f t +-=αmaxmax tan α=i可知一档的最大爬坡度max i =0.374注释:一般所谓汽车的爬坡能力,是指汽车在良好路面上克服w f F F +后的余力全部用来(即等速)克服坡度阻力时能爬上的坡度,所以0=dtdu .因此,)(w f t i F F F F +-=.汽车的最大爬坡度max i 为1档时的最大爬坡度.2.1.4求最大爬坡的所对应的附着率:在加速及上坡过程中,主要的行驶阻力为加速阻力和坡度阻力,由上一问中是求最大爬坡度时的附着系数.所以空气阻力,滚动阻力和加速阻力均可以忽略不计.由上一问可知道汽车的最大爬坡度max i =0.374,即为汽车的等效下的坡度q.所以用公式qL h L a q C g +=2ϕ可求得最大爬坡度时所对应的附着率=2ϕC 0.5243.1绘制汽车加速度倒数曲线3.1.1计算说明: 汽车的驱动力:ri i T F tg tq t η0=汽车的滚动阻力:Gf F f = 汽车的空气阻力:215.21a D w U A C F =汽车旋转质量换算系数:22022111ri i I mrI mt g f w ηδ+∑+=(注释:δ为汽车旋转质量换算系数,且δ>1.w I 为车轮的转动惯量,f I 为飞轮的转动惯量.其中,有两前轮的转动惯量1w I ,在计算的时候要乘以2,四后轮的转动惯量为2w I ,计算的过程中要乘以4.)汽车加速度倒数:)(1w f t F F F m a +-=δ根据该公式算出相应的参数值,并按照各自的档位在excel 中创建表格,如图3-1所示图3-1分别以速度a U 和加速度倒数a 1为横纵坐标建立图表,如图3-2所示图3-2注释:由于加速度的数值不易测量,实际中常用加速时间来表明汽车的加速能力.由图3-2可以看出,高档位时的加速度值要小一些,低档位时的加速度值要大一些.4.1绘制最高档与次高档的等速百公里油耗曲线4.1.1计算说明:汽车的速度与转速之间的关系:0377.0i i rn U g a=汽车的功率为:9550n T P tq e =汽车的燃油消耗率:44332210e e e e P B P B P B P B B b ++++=汽车的滚动及空气阻力功率:twf P P η+=taU Gf η215.2177.2+(注释:在万有特性图上有等燃油消耗率曲线,同时根据题中所给的拟合公式可以确定出发动机在一定转速n,发出一定的功率e P 时的燃油消耗率b.题中,计算汽车的燃油消耗率时所用的功率为发动机的净功率e P .此外,计算时还需要汽车在水平路面上等速行驶时,为克服滚动阻力与空气阻力,发动机应提供的功率twf P P η+)汽车百公里燃油消耗量:gU b P Q a e s ρ02.1=(注释:b 为燃油消耗率[g/(kw/h)];ρ为燃油密度(kg/L);汽油的ρg 可以取6.96-7.15N/L,本题中取为7.00N/L)根据以上公式可以算出所要求的数据并列出图4-1图4-14.1.2作图说明:以车速a U 为横坐标,以twf P P η+为纵坐标建立坐标系,所得即为最高档与次高档的等速百公里燃油消耗曲线,如图4-2所示汽车理论期中考核图4-2注释:在较低速度和较高车速时,不管是在最高档还是在最高档,其燃油消耗量都比较大;在超过20km/h,3档的燃油消耗量开始急剧增加,四档的燃油消耗两却增加的不是很明显,所以在较高车速正常行驶时应尽量选用最高档以减少燃油的消耗.11。
1.3汽车的受力平衡图与动力特性图清华大学汽车理论第五版
max
arcsin
D1max
f
1
D2 1max
1 f 2
f
2
13
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
3）计算加速时间
i0
du g (D f )
dt
做出加速度曲线
计算加速度的倒数，并做出加速度倒数曲线，图解 积分即可计算加速时间。
14
第三节 汽车的驱动力—行驶阻力平衡 图与动力特性图 本节内容结束 下一节
Ft Fw du
G
gdt
D Ft Fw G
D—动力因数。
思考：动力因数能否反映汽 车动力性的好坏？已知哪些 参数可做出动力特性图？
11
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
由动力特性图确定动力性评价指标
D du f i du
gdt
gdt
1）计算最高车速
du 0 dt
arcsin Ft (Ff Fw )
G
9
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
➢由驱动力—行驶 阻力平衡图和
arcsin Ft (Ff Fw )
G
i=tanα
可以做出爬坡度图。
10
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
二、动力特性图
Ft Ff Fi Fw Fj
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
一、驱动力—行驶阻力平衡图
Ft Ff Fw Fi Fj
➢在驱动力图的 基础上，画出 Ff+FW=f (ua) 就是驱 动力行驶阻力平衡 图。
Ff
1
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
汽车理论余志生第一章
传动效率与档位，齿 轮啮合情况轴承和油封松 紧等有关。 变速器挡位 越高，传动效率越高；走 合期后的效率最高。 同一挡位，转矩增加 时，润滑油损失所占比例 减少，传动效率较高。同 一挡位，转矩不变时，转 速低时搅油损失小，传动 效率比转速高时要高。 对汽车进行初步的动 力性分析时，可把传动效 率看作一个常数。
Vehicle Tractive Performace
授课章节：：
第1章 汽车的动力性 1.1汽车的动力性指标 1.2汽车的驱动力与行驶阻力
目的要求：
掌握汽车动力性的三方面评价指标、掌握沿汽 车行驶方向作用于汽车的各种外力、并在此基础上 掌握汽车行驶方程式的建立。
重点难点：
动力性的三方面评价指标、汽车驱动力。
1）原地起步加速时间
一般常用0→400m或0→100km／h的秒数表示汽车的原地起步加速 能力。如大中型轿车和小型轿车起步加速到100km／h所需时间约为10～ 17s和12～25s。
所需的时间。
2）超车加速时间
是指用最高挡或次高挡由某一中等车速全力加速至某一高速
对超车加速能力无统一规定，有时用加速过程曲线全面反映加 速能力。
式中， Ttq——发动机的有效转矩； ig——变速器的传动比； i0——主减速器的传动比； ——传动系的机械效率。 T
如有轮边减速器、分动器、液力传动装置等要计入相应的传 动比和机械效率。
2. 汽车的驱动力Ft
式中，r ——为车轮半径； Ft——汽车的驱动力；
第二次课 授课章节：：
第1章 汽车的动力性 1.2汽车的驱动力与行驶阻力
最高行驶速度。
1. 汽车的最高车速uamax
最高车速是指在水平的良好路面上汽车能达到的
此时汽车应为一定载荷，油门开度最大，变速器为最 高挡。
汽车理论名词解释与简答题
二． 名词解释1. 汽车的动力性:指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。
评价指标：最高车速、加速时间及最大爬坡度2。
汽车的后备功率：将发动机功率Pe 与汽车经常遇到的阻力功率之差。
公式表示为3。
附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值4. 汽车功率平衡图：若以纵坐标表示功率，横坐标表示车速,将发动机功率、经常遇到的阻力功率对车速的关系曲线绘在坐标图上，即得功率平衡图。
5. 汽车的驱动力图:一般用根据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 来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
6. 最高车速: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。
7。
发动机特性曲线 ：将发动机的功率P e 、转矩以及燃油消耗率与发动机曲轴转速n 之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线。
8。
附着率：汽车直线行驶状态下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数.9. 等速百公里燃油消耗量：汽车在一定载荷下,以最高挡在水平良好路面上等速行驶100km 的燃油消耗量.10。
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。
11。
等速百公里燃油消耗量曲线:常测出每隔10km/h 或20km/h 速度间隔的等速百公里燃油消耗量,然后在图上连成曲线12。
汽车比功率:单位汽车总质量具有的发动机功率13。
同步附着系数:(实际前后制动器制动力分配线）β线与(理想前后轮制动器制动力分配曲线）I 曲线交点处的附着系数0ϕ14. I 曲线: 前、后车轮同时抱死时前、后轮制动器制动力的关系曲线15. 制动效能：在良好路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。
它是制动性能最基本的评价指标。
16。
汽车的制动性:汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力17。
汽车理论
汽车理论1 .3Pre=1Ua0=[0:Pre:120];Ig0=[6.09;3.09;1.71;1.00;NaN];Ua=ones(size(Ig0))*Ua0;Ig=Ig0*ones(size(Ua0));n=(Ig*5.83).*Ua/0.377/0.367;n(find(n<600|n>4000))=NaN;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4; Ft=Ig.*Tq*5.83*0.85/0.367;Fwf=3880*9.8*0.013+Ua.^2*2.77/21.15;plot(Ua0,Ft,Ua0,Fwf);xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('F/N');Dlt=1+(1.798+3.598)/(0.367^2*3880)+(0.218*Ig.^2*5.83^2*0.85)/(0.367^2*3880);A=(Ft-Fwf)./(Dlt*3880);Amin = min(min(abs(A)));Umax=Ua(find(abs(A)==Amin))I=tan(asin((Ft-Fwf)/(3880*9.8)));Imax = max(max(I))Cf=Imax/(1.947/3.2+0.9/3.2*Imax)figure(2); plot(Ua0,1./A);xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('1/a');J=min(min(1./A(2,:),1./A(3,:)),min(1./A(4,:),1./A(5,:)));T=sum(J(find(Ua0<=70&J>0)))*Pre结果Umax =94Imax = 0.3923Cf =0.5457T = 96.9972驱动力与行驶阻力平衡图加速度倒数曲线功率平衡图最高挡、次高挡等速百公里油耗曲线Pre=0.5Ua0=[0:Pre:120];Ig0=[6.09;3.09;1.71;1.00;NaN];Ua=ones(size(Ig0))*Ua0;Ig=Ig0*ones(size(Ua0));n=(Ig*5.83).*Ua/0.377/0.367;n(find(n<600|n>4000))=NaN;Tq=-19.313+295.27*(n/1000)-165.44*(n/1000).^2+40.874*(n/1000).^3-3.8445*(n/1000).^4;Pe=Tq.*n/9550;Fwf=3880*9.8*0.013+Ua.^2*2.77/21.15;Pwf=Fwf.*Ua/0.85/3600;plot(Ua0,Pe,Ua0,Pwf);xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('P/kW');n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];B=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291;72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113;-5.8629 -2.0553 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215;0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568];for i=3:4Uao=(n0*0.377*0.367)/Ig0(i)/5.83;Fwf0=3880*9.8*0.013+Uao.^2*2.77/21.15;Pe0=Fwf0.*Uao/0.85/3600;b0=sum(B.*[Pe0.^0;Pe0;Pe0.^2;Pe0.^3;Pe0.^4]);b=interp1(n0,b0,n(i,:),'pchip');Qs(i,:)=Pwf(i,:).*b./Ua0/1.02/7;endfigure(2); plot(Ua0,Qs);xlabel('Ua/(km/h)');ylabel('Qs/(L/100km)');功率平衡图六工况循环百公里油耗Ua=[linspace(25,25,72),linspace(25,40,167),linspace(40,40,225),linspace(40,50,140),linspace(50,50,180)]; A=[linspace(0,0,72),linspace(0.25,0.25,167),linspace(0,0,225),linspace(0.2,0.2,140),linspace(0,0,180)];Ig=[6.09;3.09;1.71;1.00;NaN];n=(Ig(4)*5.83)*Ua/0.377/0.367;Fwf=3880*9.8*0.013+Ua.^2*2.77/21.15;Pwf=Fwf.*Ua/0.85/3600;Dlt=1+(1.798+3.598)/(0.367^2*3880)+(0.218*Ig(4)^2*5.83^2*0.85)/(0.367^2*3880);Pj=Dlt*3880.*Ua.*A/0.85/3600;Pe=Pj+Pwf;n0=[815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804];B=[1326.8 1354.7 1284.4 1122.9 1141.0 1051.2 1233.9 1129.7;-416.46 -303.98 -189.75 -121.59 -98.893 -73.714 -84.478 -45.291;72.379 36.657 14.524 7.0035 4.4763 2.8593 2.9788 0.71113;-5.8629 -2.0553 -0.51184 -0.18517 -0.091077 -0.05138 -0.047449 -0.00075215;0.17768 0.043072 0.0068164 0.0018555 0.00068906 0.00035032 0.00028230 -0.000038568];b0=((B')*[Pe.^0;Pe;Pe.^2;Pe.^3;Pe.^4])';for i=1:length(Ua)b(i)=interp1(n0,b0(i,:),n(i),'pchip');endQt=Pwf.*b/367.1/7;Qt(find(A~=0))=Qt(find(A~=0)).*A(find(A~=0))*6;Qt=[Qt,linspace(0.299,0.299,193)];Q=sum(Qt)*0.1;Qs=Q/1075*100结果Qs =11.4300。