汽车理论超级总结(考研笔记)

FW ；当汽车在坡道上上坡行驶时，还必须克服
图 1.3 汽车驱动力图 重力沿坡道的分力，即坡度阻力 Fi ；另外汽车加
备注：各课次内容中：用红色字标记的是重点，加粗且斜体标记的是难点，既用 红色标记又加粗斜体标记的既是重点也是难点。 课次 1： 内容： 第一章、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 一、汽车驱的驱动力：发动机的外特性，传动系的机械效率，车轮半径，汽车的 驱动力图。 课次 2： 二、汽车的行驶阻力：滚动阻力及滚动阻力系数，空气阻力及空气阻力系数， 上 坡阻力，加速阻力。 课次 3： 三、汽车的行驶方程式 §1-3 汽车行驶的驱动与附着条件，附着力与附着利用率 课次 4： §1-4 汽车的驱动力——行驶阻力平衡：驱动力—行驶阻力平衡图，利用驱动 力—行驶阻力平衡图分析汽车的动力性指标。 §1-5 汽车的动力因数与动力特性图： 利用动力特性图分析汽车的动力性指标。 课次 5： §1-6 汽车的功率平衡：利用功率平衡图分析汽车的动力性指标。 课后习题：汽车动力性习题 试验 1：汽车动力性路上试验 课次 6： 第二章 汽车的燃油经济性 §2-1 汽车燃油经济性的评价指标 §2-2 汽车的燃油经济性计算：汽车发动机的负荷特性与万有特性，汽车稳定 行驶时燃油经济性的计算 课次 7： §2-2 汽车的燃油经济性计算：汽车的加速、减速与停车怠速的耗油量计算。 §2-3 影响汽车燃没油经济性的因素：影响汽车燃油经济性的使用因素，影响 汽车燃油经济性的结构因素，提高汽车燃油经济性的途径。 试验 2：汽车燃油经济性实验 课次 8：
u a 0.377
rne i g i0
(1.7)
（4）建立 Ft - u a 坐标，选好比例尺，对每个档位，将计算出的值( Ft ， u a )分别描点并连成 曲线，即得驱动力图。 图 1.3 即为某五档变速器货车的驱动力图。 从驱动力图中可以看出驱动力与其行驶速度的 关系及不同档位驱动力的变化。 驱动力图可以作 为工具用来分析汽车的动力性。 1.2.2 汽车的行驶阻力 汽车在水平道路上等速行驶时必须克服来 自地面的滚动阻力 F f 和来自空气的空气阻力
第三章 汽车发动机功率与传动系传动比的选择 §3-1 发动机功率的选择 §3-2 传动系最小传动比的确定 课次 9： §3-3 传动系最大传动比的确定 §3-4 传动系档数与各档传动比的确定 课后习题：汽车燃油经济性及传动系统参数选择习题 课次 10： 第四章 汽车的制动性 §4-1 制动性的评价指标 §4-2 制动时车轮的受力：地面制动力、制动器制动力与附着力的关系，滑动 率与附着系数的关系。 课次 11： §4-3 汽车的制动效能：汽车的制动减速度，制动距离， 汽车制动效能的恒定性 §4-4 制动时汽车的方向稳定性：制动跑偏，制动侧滑。 课次 12： §4-5 前后制动器制动力的比例关系： 一、地面对前、后车轮的法向反作用力，前、后制动器制动力的理想分配曲线， 二、具有固定比值的前、后制动器制动力实际分配线，同步附着系数及其选择， 制动过程分析 课次 13： 三、在附着系数不同的道路上的制动过程分析、利用附着系数与附着效率。 §4-6 制动力调节：制动力调节原理，制动系限压阀、比例阀，防抱制动系统。 课次 14： 第七章 汽车的通过性 §7-1 汽车通过性概述 §7-2 汽车间隙失效、通过性的几何参数 §7-3 汽车越过台阶、壕沟的能力 课后习题： 汽车制动性和通过性习题 课次 15： 第五章 汽车的操纵稳定性 §5-1 概述：操纵稳定性概念，车辆坐标系，刚体运动微分方程。 §5-2 轮胎的侧偏特性：轮胎坐标系，轮胎侧偏现象与侧偏特性，
轮垂直载荷变化对汽车转向性能的影响
课次 18： §5-4 汽车操纵稳定性与悬架、转向系的关系：侧倾时车轮外倾角的变化对汽车 转向性能的影响，运动侧偏对汽车转向性能的影响。 课次 19： §5-5 侧偏柔度、不足转向量及气车时域响应的计算 课后习题：汽车操纵稳定性习题 试验 3：汽车稳态转向试验 课次 20： 第六章 汽车的行驶平顺性 §6-1 人体对振动的反应和平顺性的评价：人体对振动的反应，汽车行驶平顺性 的评价方法与主要指标，研究汽车行驶平顺性的基本方法。 2 课次 21： §6-2 路面的统计特性：路面功率谱，空间频率谱密度转化为时间频率谱密度， 路面输入谱。 课次 22 ： §6-3 汽车振动系统的简化， 单质量系统的振动:单质量系统的自由振动， 单质量系统的频率响应特性，单质 量系统在路面随机激励下的响应，谱分析与方差（均方根值）的计算。 课次 23 §6-4 车身与车轮双质量系统的振动 课次 24 §6-4 车身与车轮双质量系统的振动 复习 课后习题：汽车行驶平顺性习题
课次 25： 考试
汽车理论 汽车理论是研究汽车主要使用性能的科学，是在分析汽车运动基本规律的基础上研究 汽车主要使用性能与其结构之间的内在联系， 分析汽车主要使用性能的各种影响因素， 从而 指出正确设计汽车和合理使用汽车的基本途径。 对汽车提出的使用性能的要求是多方面的，汽车理论主要研究汽车的动力性、燃油经 济性、制动性、操纵稳定性、平顺性和通过性等。 汽车的动力性 学习目标 通过本章的学习，应重点掌握汽车的动力性指标，熟练分析汽车的受力情况，深入理解 汽车的行驶方程式，并熟练运用汽车的力平衡图和功率平衡图分析汽车的动力性指标。 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。 汽车是一种高效率的运输工具， 运输效率之高低很大程度上取决于汽 车的动力性。所以，动力性是汽车各种性能中最基本最重要的性能。 1.1 节 汽车动力性指标 从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性主要有以下三个评价指标。 1.1.1 汽车的最高车速 u a max 最高车速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。 1.1.2 汽车的加速时间 t 汽车的加速时间表示汽车的加速能力， 它对平均行驶车速有很大影响。 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档或Ⅱ档起 步，并以最大的加速强度(包括选择恰当的换档时机 )逐步换至最高档后，到某一预定的距离 或车速所需的时间。 超车加速时间， 指用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一高 速所需的时间。由于超车时两车辆并行，容易发生安全事故，所以超车加速能力强，并行行 程短，行驶就安全。一般常用 0→400m 或 0→100km/h 所需的时间来表明汽车的原地起步加 速能力。对超车加速能力还没有一致的规定，采用较多的是用最高档或次高档，由某一中等 车速全力加速行驶至某一高速所需的时间。轿车对加速时间尤为重视。 1.1.3 汽车的最大爬坡度 i 汽车满载时，在良好路面上的最大爬坡度，表示汽车的上坡能力。显然，汽车的最大爬 坡度指Ⅰ档最大爬坡度。轿车最高车速大，加速时间短，经常在较好的道路上行驶，一般不 强调它的爬坡能力；而且它的Ⅰ档加速能力大，故爬坡能力也强。货车在各种地区的各种道 路上行驶，所以必须具有足够的爬坡能力。实际上， imax 代表了汽车的极限爬坡能力，它应 比实际行驶中遇到的道路最大爬坡度超出很多。 这是因为应考虑到在坡道上停车后， 顺利起 步加速、克服松软坡道路面的大阻力等要求的缘故。一般货车 i max 在 30%即 16.7°左右， 越 野汽车要在坏路或无路条件下行驶， 因而爬坡能力是一个很重要的指标， 它的最大爬坡度可 达 60%即 31°左右。 三个指标的测定，均应在无风的条件下进行。 确定汽车的动力性，就是确定汽车沿行驶方向的运动状态。因此，需要掌握沿汽车行驶 方向作用于汽车上的各种外力，即驱动力与行驶阻力。根据这些力的平衡关系，建立汽车行
Tt Ttq i g i0 T
如图 1.1 所示，此时作用于驱动轮上的转矩 Tt ，产生对 地面的圆周力 F0 ，则地面对驱动轮的反作用力 Ft ，即为汽 车驱动力。如果驱动车轮的滚动半径为 r ，就有 Ft Tt / r ， 因而，汽车驱动力为 图 1.1 汽车的驱动力
Ft
Ttq i g i0 T r
(1.1)
下面将对式(1.1) 中发动机转矩丁 Ttq 、传动系机械效率 T 及车轮半径 r 等作进一步讨 论，并作出汽车的驱动力图。 1.2.1.1 发动机的外特性 发动机的功率、转矩及燃油消耗率与发动 机曲轴转速的变化关系，即为发动机的速度特性。 当发动机节气门全开， 或高压油泵处于最大供油量 位置时， 此特性称为发动机的外特性， 对应的关系 曲线称为外特性曲线； 如果节气门部分开启， 则称 为发动机部分负荷特性曲线。 图 1.2 为某发动机的外特性曲线。n min 为发动
1.2.1.2 传动系的机械效率 发动机发出的功率 Pe ，经传动系传到驱动车轮的过程中，要克服传动系各部件的摩擦 而有一定的损失。 若损失的功率为 PT ， 则传到驱动轮的功率为 Pe - PT ， 传动系的机械效率 T 为
T
Pe PT P 1 T Pe Pe
(1.5)
1.2.1.3 车轮半径 轮胎的尺寸及结构直接影响汽车的动力性。 车轮按规定气压充好气后， 处于无载时的半 径，称为自由半径。 在汽车重力作用下， 轮胎发生径向变形。 车轮中心与轮胎接地面的距离称为静力半径 rs 。 静力半径小于其自由半径，它取决于载荷、轮胎的径向刚度，以及支承面的刚度。 作用于车轮上除径向载荷外， 还有转矩。 车轮中心至轮胎与道路接触面切向反作用力之 间的距离为动力半径。此时轮胎不仅产生径向变形，同时还产生切向变形。其切向变形取决 于轮胎的切向刚度、轮胎承受的转矩及转动时的离心惯性力等。 以车轮转动圈数 n 与车轮实际滚动距离 S 之间关系换算得出的车轮半径， 称为车轮的运 动半径(滚动半径) rr ，即
rr
S 2n
(1.6)
显然，对汽车作动力学分析时，应该用静力半径 rs ；而作运动学分析时应该用滚动半径 rr 。 但在一般的分析中常不计它们的差别，统称为车轮半径 r ，即认为
rs rr r
1.2.1.4 汽车的驱动力图 在各个排档上，汽车驱动力 Ft 与车速 u a 之间的函数关系曲线，称为汽车驱动力图。它 直观地显示变速器处于各档位时，驱动力随车速变化的规律。 当已知发动机外特性曲线、传动系的传动比及机械效率、车轮半径等参数时，即可作出 汽车驱动力图。具体方法如下： （1）从发动机外特性曲线上取若干 ( ne 、 Ttq )。 （2）根据选定的不同档位传动比，按式 (1)算出驱动力值。 （3）根据转速 ne 、变速器传动比 i g 及主减速比 i0 ，由下式计算与所求 Ft 对应的速度：