(八)汽车的主要性能解析
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汽车的主要性能
辽工大职业技术学院
第一节 汽车的动力性
一、汽车动力性的评价指标 (一)汽车的最高车速 最高车速是指汽车满载行驶于平直良好路面(混凝 土或沥青)上所能达到的最高行驶速 度。 (二)汽车的加速性能 汽车的加速性能是指汽车在各种使用条件下迅速 增加行驶速度的能力。 1．最高挡或次高挡加速性能，也称超车加速性能 它是汽车用最高挡或次高挡由某一预定的中速全 力加速至另一预定高速时所经过的时间或距离来 评定。
空气阻力数值的大小通常用下列公式计算：
CD A a Fw 21.15
2
3．上坡阻力 当汽车上坡行驶时，汽车的重力在平行于路面 方向的分力，称为汽车的上坡阻力。 上坡阻力Fi的大小由下面公式计算：
Fi G sin
道路坡度i常用坡高与底长之比的百分数来表
h i s
sin tan Fi G sin Gi
汽车的驱动力图： 一般用驱动力与车速之间的函数关系曲线Ftua 来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱 动力图。
rn ua 0.377 ig i0
2．传动系的机械效率
pe pT pT t 1 pe pe
传动系内损失的功率是在离合器、变速器、万向 传动机构、主减速器、驱动轮轴承等处损失功率 的总和。 传动系的功率损失主要在变速器和主减速器这两 个部位上。 损失的功率可分为机械损失功率和液力损失功率 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，与传动副的数量、机械制造质量及传递 的转矩有关。 液力损失是指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋 转零件表面的摩擦等功率损失，与润滑 油的品种、温度、箱体内的油面高度以及齿轮等 旋转零件的转速有关。
2．空气阻力
汽车是在空气介质中行驶的。汽车相对于空气运 动时，空气作用力在行驶方向上的分力称为空气 阻力，用符号Fw表示。 空气阻力可分为摩擦阻力和压力阻力两大 部分。 (1)摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的 切向力的合力在行驶方向上的分力。 摩擦阻力与车身表面粗糙度及表面积有关，约占 空气阻力的8％~10％。 (2)压力阻力是作用在汽车外形表面上的法向压力 的合力在行驶方向上的分力。它主要包括形状阻 力、干扰阻力、诱导阻力和内循环阻力。
若F j Ft ( F f Fw Fi ) 0, 即Ft F f Fw Fi时, 汽车将加速行驶。
若F j Ft ( F f Fw Fi ) 0, 即Ft F f Fw Fi时, 汽车将等速行驶。
若F j Ft ( F f Fw Fi ) 0, 即Ft F f Fw Fi时, 汽车将无法起步， 减速行驶直至停车。
2．起步连续换挡加速性能，也称原地起步加速性 能 它是汽车以起步挡起步，并以大的加速度且选择 恰当的换挡时刻逐步换至最高挡后，加速到某一 高速(80％uamax以上)所需时间与距离来评定。 高速轿车的0~100km/h的加速时间应在10s以内， 跑车或竞赛汽车的加速时间可达4s左右。 (三)汽车的上坡性能 汽车的上坡性能通常用最大爬坡度来评定。 最大爬坡度imax是指汽车满载时用变速器最低挡位 在良好路面上等速行驶所能克服的最大道路纵向 坡度。
1．滚动阻力
汽车车轮在滚动时，由于车轮与地面的变形以及 两者之间的相互作用所产生的能量损失称为滚动 阻力。 滚动阻力产生的原因主要有如下几个方面： (1)道路塑性变形损失 (2)轮胎弹性迟滞损失 汽车行驶时，使轮胎在径 向，切向及侧向都会产生变形，并处于变形、恢 复的循环中，其中有一部分能量要消耗在轮胎组 织的内摩擦上，称为弹性迟滞损失，使轮胎发热， 并向大气散出热量。 (3)其他损失 汽车行驶时，还包括从动轮轴承、 油封处的损失，悬架零件间的摩擦和减振器内的 损失等。
滚动阻力的大小一般用下列公式计算
Ff Gf
滚动阻力系数f表示单位车重的滚动阻力。 滚动阻力系数的大小由试验确定。其影响因 素主要有以下几个方面： (1)路面的类型、平整度、坚硬程度和干燥状 况。
(2)轮胎的结构 (3)轮胎的气压 (4)行车速度 车速在50km/h以下时，滚动阻力系数变化不大。 在l00km/h以上时增长较快。车速达某一高速，如 150~200km/h左右时，滚动阻力系数迅速增长， 因为这时轮胎将出现驻波现象，即轮胎周缘不再 是圆形而呈明显的波浪状。 此外，前轮定位失准以及车轮受到侧向力作用时， 地面会对轮胎产生侧向反作用力，引起轮胎的侧 向变形，例如在转弯行驶时，滚动阻力系数将大 幅度增加。
4．加速阻力
汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的 惯性力，就是加速阻力气。通常把汽车的质量分 为平移的质量和旋转的质量两部分。 汽车加速阻力Fj可写成：
Gd Fj gdt
三、汽车行驶的驱动条件和附着条件
(一)汽车行驶的驱动条件 表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称 为汽车的驱动力平衡方程，即：
汽车行驶的必要条件是 Ft Ff Fw Fi
(二)汽车行驶的附着条件
附着力Fφ：地面对轮胎切向反作用力的极限值称 为附着力。 在硬路面上附着力取决于轮胎与路面间的相互摩 擦，它与驱动轮法向作用力成正比，常写成：
货车则不同，它需要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。一般最大爬 坡度在30％，即16.7°左右。 二、汽车的驱动力和行驶阻力 行驶方程式为：
Ft F
(一)汽车的驱动力
Mt Ft F0 r
9550pe Me n 9550peik i0 t Ft nr
Hale Waihona Puke Baidu
虽然η Τ 受到多种因素影响，但对汽车进行初步 的动力性分析时可把它取： 轿车取0.9~0.92，单级主传动货车取0.9，双级 主传动货车取0.85，4X4汽车取0.85，6X6汽车 取0.8。 (二)汽车的行驶阻力 汽车行驶的总阻力为：
F F
F F F F w i j
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第一节 汽车的动力性
一、汽车动力性的评价指标 (一)汽车的最高车速 最高车速是指汽车满载行驶于平直良好路面(混凝 土或沥青)上所能达到的最高行驶速 度。 (二)汽车的加速性能 汽车的加速性能是指汽车在各种使用条件下迅速 增加行驶速度的能力。 1．最高挡或次高挡加速性能，也称超车加速性能 它是汽车用最高挡或次高挡由某一预定的中速全 力加速至另一预定高速时所经过的时间或距离来 评定。
空气阻力数值的大小通常用下列公式计算：
CD A a Fw 21.15
2
3．上坡阻力 当汽车上坡行驶时，汽车的重力在平行于路面 方向的分力，称为汽车的上坡阻力。 上坡阻力Fi的大小由下面公式计算：
Fi G sin
道路坡度i常用坡高与底长之比的百分数来表
h i s
sin tan Fi G sin Gi
汽车的驱动力图： 一般用驱动力与车速之间的函数关系曲线Ftua 来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱 动力图。
rn ua 0.377 ig i0
2．传动系的机械效率
pe pT pT t 1 pe pe
传动系内损失的功率是在离合器、变速器、万向 传动机构、主减速器、驱动轮轴承等处损失功率 的总和。 传动系的功率损失主要在变速器和主减速器这两 个部位上。 损失的功率可分为机械损失功率和液力损失功率 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，与传动副的数量、机械制造质量及传递 的转矩有关。 液力损失是指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋 转零件表面的摩擦等功率损失，与润滑 油的品种、温度、箱体内的油面高度以及齿轮等 旋转零件的转速有关。
2．空气阻力
汽车是在空气介质中行驶的。汽车相对于空气运 动时，空气作用力在行驶方向上的分力称为空气 阻力，用符号Fw表示。 空气阻力可分为摩擦阻力和压力阻力两大 部分。 (1)摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的 切向力的合力在行驶方向上的分力。 摩擦阻力与车身表面粗糙度及表面积有关，约占 空气阻力的8％~10％。 (2)压力阻力是作用在汽车外形表面上的法向压力 的合力在行驶方向上的分力。它主要包括形状阻 力、干扰阻力、诱导阻力和内循环阻力。
若F j Ft ( F f Fw Fi ) 0, 即Ft F f Fw Fi时, 汽车将加速行驶。
若F j Ft ( F f Fw Fi ) 0, 即Ft F f Fw Fi时, 汽车将等速行驶。
若F j Ft ( F f Fw Fi ) 0, 即Ft F f Fw Fi时, 汽车将无法起步， 减速行驶直至停车。
2．起步连续换挡加速性能，也称原地起步加速性 能 它是汽车以起步挡起步，并以大的加速度且选择 恰当的换挡时刻逐步换至最高挡后，加速到某一 高速(80％uamax以上)所需时间与距离来评定。 高速轿车的0~100km/h的加速时间应在10s以内， 跑车或竞赛汽车的加速时间可达4s左右。 (三)汽车的上坡性能 汽车的上坡性能通常用最大爬坡度来评定。 最大爬坡度imax是指汽车满载时用变速器最低挡位 在良好路面上等速行驶所能克服的最大道路纵向 坡度。
1．滚动阻力
汽车车轮在滚动时，由于车轮与地面的变形以及 两者之间的相互作用所产生的能量损失称为滚动 阻力。 滚动阻力产生的原因主要有如下几个方面： (1)道路塑性变形损失 (2)轮胎弹性迟滞损失 汽车行驶时，使轮胎在径 向，切向及侧向都会产生变形，并处于变形、恢 复的循环中，其中有一部分能量要消耗在轮胎组 织的内摩擦上，称为弹性迟滞损失，使轮胎发热， 并向大气散出热量。 (3)其他损失 汽车行驶时，还包括从动轮轴承、 油封处的损失，悬架零件间的摩擦和减振器内的 损失等。
滚动阻力的大小一般用下列公式计算
Ff Gf
滚动阻力系数f表示单位车重的滚动阻力。 滚动阻力系数的大小由试验确定。其影响因 素主要有以下几个方面： (1)路面的类型、平整度、坚硬程度和干燥状 况。
(2)轮胎的结构 (3)轮胎的气压 (4)行车速度 车速在50km/h以下时，滚动阻力系数变化不大。 在l00km/h以上时增长较快。车速达某一高速，如 150~200km/h左右时，滚动阻力系数迅速增长， 因为这时轮胎将出现驻波现象，即轮胎周缘不再 是圆形而呈明显的波浪状。 此外，前轮定位失准以及车轮受到侧向力作用时， 地面会对轮胎产生侧向反作用力，引起轮胎的侧 向变形，例如在转弯行驶时，滚动阻力系数将大 幅度增加。
4．加速阻力
汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的 惯性力，就是加速阻力气。通常把汽车的质量分 为平移的质量和旋转的质量两部分。 汽车加速阻力Fj可写成：
Gd Fj gdt
三、汽车行驶的驱动条件和附着条件
(一)汽车行驶的驱动条件 表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称 为汽车的驱动力平衡方程，即：
汽车行驶的必要条件是 Ft Ff Fw Fi
(二)汽车行驶的附着条件
附着力Fφ：地面对轮胎切向反作用力的极限值称 为附着力。 在硬路面上附着力取决于轮胎与路面间的相互摩 擦，它与驱动轮法向作用力成正比，常写成：
货车则不同，它需要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。一般最大爬 坡度在30％，即16.7°左右。 二、汽车的驱动力和行驶阻力 行驶方程式为：
Ft F
(一)汽车的驱动力
Mt Ft F0 r
9550pe Me n 9550peik i0 t Ft nr
Hale Waihona Puke Baidu
虽然η Τ 受到多种因素影响，但对汽车进行初步 的动力性分析时可把它取： 轿车取0.9~0.92，单级主传动货车取0.9，双级 主传动货车取0.85，4X4汽车取0.85，6X6汽车 取0.8。 (二)汽车的行驶阻力 汽车行驶的总阻力为：
F F
F F F F w i j