汽车功率平衡
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2——附着条件与功率平衡
WBcos b T t L L WBcos b T t L L Tjw2 m2 du dt GW2sin Tf2 从动轮 FZ2
驱动轮
FP2 FX2
Tf2
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
FZ2 FX2
从动轮受力图
Fp2
du = m2 dt + Gw2 sinα + FX 2
FX 2r = Tf 2 +Tjw2
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
中，令
du i = 0, = 0 dt
可得到高速行驶时的后轮驱动汽车的驱动轮的 附着率
Cϕ2 =
Ff 1 + Fw FZs2 − FZw2
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
高速行驶时后轮法向反作用力与切向 反作用力随车速的变化曲线
FZ2 5000 4000
N
CLr=0
CLr=0.15 CLr=0.28
Tt 2 Ψ= Tt1 +Tt 2
前轮驱动的汽车 Ψ =0， 后轮驱动的汽车 Ψ =1
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
根据Ψ 值，忽略滚动阻力、空气阻力与 旋转质量的影响，前后轮的切向反作用 力
1 du ) g dt 1 du ) FX 2 = ΨG(sinα + g dt
FX1 = (1−Ψ)G(sinα +
−FZw2 +G
rf cosα L
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
hg b FZs1 = G( cosα − sinα) L L
hg a FZs2 = G( cosα + sinα) L L
静态轴荷的法向反作用力，由汽车重力分配 到前、后轴的分量产生。
汽车的功率平衡图ppt课件
功率平衡图的绘制
绘制发动机功率pe与车速的关系曲线，将发动机的外 特性曲线Pe=f(n)曲线转化为pe=f(va)，便可在pe-va坐标系内 绘出发动机的功率pe与车速va的关系曲线，利用下式将发 动机转速换算成车速va。
0.377nr va i0ik
对应于汽车变速器的每一个挡位，可以绘出一条发动 机功率曲线。
CD Ava3 a 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。
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
爬坡。
（2）汽车的加速能力 水平路面加速行驶 i=0
Pj
m
Pe
Pf Pw
m
不同车速时的加速度为
dv dt
3600gηm δGva
Pe
Pf
Pw ηm
（3）汽车的上坡能力 粗略计算爬坡度近似值
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 。
《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 - 汽车动力性实验(教案)
汽车动力性实验
1. 实验目的
汽车动力性可由行驶最高速度、最大爬坡度和加速性等指标来评定。
本次实验的目的是测定汽车在直接挡的加速性能。
2. 实验所用仪器和设备
1)第五轮仪；
2)皮卷尺或钢卷尺或测轮；
3)秒表；
4)综合气象观测仪；
5)标杆。
3. 实验方法和步骤
实验前，选择并布置好实验路段，其长度视待试汽车而定，以不短于加速行程的两倍为宜。
在路段两端各竖两根标杆作为标志。
实验时，汽车先以直接挡的最低稳定速度行驶。
当汽车进入实验路段的起点时，试验人发出信号，驾驶员迅速将加速踏板踩到低使汽车加速行驶，同时在五轮仪的记录纸上也
记下加速开始的时候。
一直加速到直接挡的最高车速的80%~100%为止。
这时，利用第五轮仪自动记录汽车在直接挡加速过程中的时间、行程和速度的关系。
以同样的方法在相反方向做第二次试验。
4. 实验结果的处理
根据第五轮仪的记录结果绘制加速性能曲线：
1）速度—加速时间曲线
2）速度—加速行程曲线
车速比例lmm＝0.5km/h
时间比例1mm＝0.25s
行程比例1mm＝2.5m
实验报告(二)
汽车动力性能试验记录表
汽车型号 底盘号码 发动机号码
出厂日期 天 气 气 温
试验地点 环城路 风 向 西南 风速
路面状况 载 质 量 总 质 量
变速器挡位 试验日期
挡位加速时间／加速距离(s/m)
试验序号行驶方向达到的速度(km/h)
10203040506070
根据记录结果绘制加速性能曲线：
1 速度—加速时间曲线
2 速度—加速行程曲线。
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
汽车的功率平衡
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
思考：后备功率与所使用的挡位是否有关？
13
第五节 汽车的功率平衡
汽车的后备功率曲线
显然，相同车速下，低挡位的后备功率较大，说明低挡位的加速和爬坡 能力较强。这和采用“驱动力-行驶阻力平衡图”分析的结果是一致的。
n /(r min1)
800
P / kW
62
ig1=2.13
ua1
7
ig2=1.46
ua2
10
ig3=1.02
ua3
15
ig4=0.73
ua4
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
第一章 汽车动力性
第五节 汽车的功率平衡
本节主要介绍汽车行驶过程中消耗的发动机功率、 功率平衡和后备功率等。
本节内容对分析汽车的燃油经济性也有重要作用。
1
第五节 汽车的功率平衡
驱动力
行驶阻力
汽车行驶状态
发动机功率
行驶阻力功率
2
第六节 汽车的功率平衡
发动机功率 行驶阻力功率
滚动阻力功率Pf 空气阻力功率Pw 坡度阻力功率Pi 加速阻力功率Pj
动力功率与阻力功率的交点 即对应最高车速。
当需要以较低车速行驶时，可以关小 节气门，发动机以较低功率工作。
第五节 汽车的功率平衡
二、后备功率
功率平衡无法定量求解加速度和爬 坡度，一般采用后备功率来评价汽 车的加速和爬坡能力。
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
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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？
汽车功率平衡方程式
汽车功率平衡方程式
1. 汽车功率平衡方程式
汽车功率平衡方程式是解释汽车滑行性能的计算公式，决定汽车滑行性能的主要因素有扭矩、车辆质量、发动机状态等。
汽车功率平衡方程式需要考虑以下元素:
(1)发动机滑行制动力：发动机滑行制动力是指发动机在发动机工作中消耗的能量转化成机械动力时产生的制动力。
通常表现为发动机输出的机械力转化成制动力的工作量。
(2)车轮制动力：车轮制动力是指在汽车行驶时，由车轮接触路面而产生的制动力。
通常由车轮胎的摩擦力等因素产生。
(3)车轮驱动力：车轮驱动力是指在汽车行驶时，由发动机输出的动力转化成车轮胎上的推动力而产生的驱动力。
(4)阻力：汽车行驶过程中产生的一种负反作用，由车身空气阻力、轮胎摩擦力、悬挂摩擦力等产生。
汽车功率平衡方程式可以形式表达为：
P=Fd+Fw+Fr-Ft
其中：P表示汽车滑行性能；Fd表示发动机滑行制动力；Fw表示车轮制动力；Fr表示车轮驱动力；Ft表示阻力。
- 1 -。
汽车理论知识点
②δ—汽车旋转质量换算系数
1。3汽车的驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图
动力因素D指：驱动力和空气阻力的差值与汽车重力之比。
1.4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
1）附着力Fφ指：地面对轮胎切向反作用力的最大值.
2）附着条件:①后轮驱动时，附着条件是
6）等效坡度q：后驱动轮：前驱动轮：
1。5汽车的功率平衡
1）汽车的功率平衡指：汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率.
2）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。
汽车的后备功率越大,汽车的动力性越好，但经济性越差.Ⅰ挡后备功率最大，Ⅴ挡经济性最好。
1）档位数越多，动力性与经济性越好.
2)传动系各挡的传动比大体按等比级数分配.
3)等比级数分配的优点：①换挡过程中，发动机工作范围都相同,加速时便于操纵；②充分利用发动机提供的功率，提高汽车的动力性；③便于和副变速器结合构成更多挡位的变速器。
3.5利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
C曲线：燃油经济性加速时间曲线。
2）滑动率s指：车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比值。
-车轮中心的速度—无地面制动力时的车轮滚动半径
—车轮的角速度
一般S=15％-20%时制动效果最好
1纯滚动时,s=0；纯拖滑时，=0，s=100％；边滚边滑时，0<s〈100%。
2峰值附着系数φp：制动力系数的最大值。
3滑动附着系数φs:s=100％时的制动力系数。
2)I曲线:在各种附着系数的路面上制动时，要使前、后车轮同时抱死,前、后轮制动器制动力应满足的关系曲线.
功率平衡法测试汽车的滚动阻力系数
功率平衡法测试汽车的滚动阻力系数*周锋尹权许爱民姚凡周小舒摘要分析了用滑行试验等方法测试汽车滚动阻力系数存在的问题；论述了功率平衡法测试汽车滚动阻力系数的原理，并提供了用功率平衡法测试汽车行驶工况滚动阻力系数f值的实例.关键词汽车；滚动阻力系数；测试；功率平衡法中图资料分类号U 461.1DETERMINATION OF ROLLING RESISTANCE COEFFICIENTOF AUTOMOBILES BY POWER BALANCE METHODZhou Feng Yin Xiquan Xu Aimin Yao Xifan Zhou Xiaoxu(College of Traffic and Communication,South China Univ. of Tech., Guangzhou510640)Abstract This paper deals with the trouble and principle to determine, by power balancing method, the rolling resistance coefficients of running automobiles in sliding test, together with an illustrative determination of rolling resistance coefficient of running automobiles.Key words automobile; rolling resistance coefficient; test; power balance method 汽车滚动阻力系数f值的大小，标志着汽车行驶中滚动阻力的大小.汽车行驶中的滚动阻力，对汽车燃油消耗和轮胎使用寿命关系极大，甚至对汽车其他使用性能也有较大影响.汽车装用充气轮胎，其滚动阻力系数f值的大小受诸多因素影响.影响较大的因素有：轮胎结构与类型、胎内充气压力、车轮工况(从动工况或驱动工况)、汽车转向系统、汽车行走系统以及路面材质、路面粗糙度和汽车行驶速度等.本文介绍一种测试汽车按要求车速(可任意设定汽车能达到的某一车速)行驶在给定路面上的滚动阻力系数f值的方法，即功率平衡法.此法可按研究要求路况和车速来测试车辆不同技术状况时的滚动阻力系数f值.其测试在行驶工况下进行，影响因素可排除，测试结果真实，测试精度高，而且操作方便，测试费用少.一般汽车行业的工程技术人员均能采用功率平衡法对各地区选择测试路段进行汽车滚动阻力系数f值的测定(该方法已向中华人民共和国专利局申报发明专利，申请号：98118255.0).1传统方法测试汽车滚动阻力系数存在的问题对汽车滚动阻力系数的研究受到测试方法的制约.至今，使用的传统汽车滚动阻力系数测试方法有牵引法和滑行法.这两种方法均是在未能测试汽车真实行驶工况的滚动阻力系数时而采用的不准确的近似方法.(1)滑行法测试滑行法测试汽车的滚动阻力系数时，被测试车辆靠惯性从某一初速度开始滑行直至停止状态，滑行时所有车轮均处于从动工况，这与车辆自行驱动行驶工况有着根本的区别.同时，车辆滑行过程中影响因素较多，且车速是从被认定的某一初速度至车速为零这一区间变化的.对于较高车速时的滚动阻力系数，用滑行法根本无法测定.显然，滑行法测试汽车的滚动阻力系数是一种极不准确的方法.(2)牵引法测试牵引法测试汽车的滚动阻力系数时，因被测车辆处于被牵引工况，此时驱动车轮也处于从动工况，这与车辆自行驱动行驶的工况也有着根本的区别.同时，空气阻力的影响无法消除，且不可能以任一要求的车速进行牵引测试.牵引法测汽车滚动阻力系数也是一种极不准确的方法.2功率平衡法测试汽车滚动阻力系数2.1功率平衡法的原理由汽车理论可知，汽车行驶时的功率平衡方程式为Pd=Pf+Pw+Pi+Pj(1)式中Pd——汽车行驶时，驱动车轮的输出功率，kW;Pf——汽车行驶时，滚动阻力的消耗功率，kW；Pw——汽车行驶时，空气阻力的消耗功率，kW；Pi——汽车行驶时，路面坡度阻力的消耗功率，kW；Pj——汽车行驶时，加速阻力的消耗功率，kW.当汽车在试验路段上稳定匀速行驶时，式(1)中的加速阻力的消耗功率为零，即Pj=0，代入式(1)得匀速稳定工况的功率平衡方程式Pd=Pf+Pw+Pi(2)式中Pf=Gacosα．fva/3600，(kW)(3)式中：Ga为汽车总重力，N；α为试验路段的路面坡度，(°)；va为汽车测试时的稳定匀速车速值，km/h.汽车行驶功率平衡法测试汽车滚动阻力系数f值，就是依据式(2)的原理进行的，即汽车匀速稳定行驶工况驱动车轮的输出功率Pd是滚动阻力的消耗功率、空气阻力的消耗功率与行驶路面坡度阻力的消耗功率之和.2.2功率平衡法测试汽车滚动阻力系数f值时的操作式(2)中Pd项可由采样工况测得，为已知数.其余3项必须在测试操作过程中利用两次工况测试得方程组后，在解方程组时将相同项从方程中消除而算得.具体做法是两次改变汽车总重力Ga值，在同一试验路面上以同一车速va同向行驶测试.改变Ga值即Ga值不同时，两次测试均在同一试验路段路面上同向行驶，是为了使每次的空气阻力值受自然风的干扰较小，风向风力不变，va值相同，即两次的Pw值相等.为简化计算还应在选取试验路段时，选取路面坡度为零即水平路面为好，此时Pi=0，有方程组(5)因为Pw1=Pw2=Pw，Pi1=Pi2=0，解方程组(Ⅰ)有Pd1-Pd2=Pf1+Pf2(6)将式(3)代入式(6)得Pd1-Pd2=Ga1cosα．fva/3600-Ga2cosα．fva/3600有f=［3600(Pd1-Pd2)］/［(Ga1-Ga2)cosα．va］(7)式中Pd1、Pd2——分别为两测试工况驱动车轮的输出功率值，kW；Ga1、Ga2——分别为两测试工况汽车的总重力，N；α——测试路段的坡度角，(°)；va——两测试工况车辆在同一路段同向行驶的稳定车速值，km/h.注：式(7)中α=0°，cosα=1.3用功率平衡法测试汽车滚动阻力系数f值的实例(1)车况.金杯牌SY6480A面包车；前轮装用185SR14子午线胎，后轮装用185R14C轮胎；前轮胎内充气压力p左1=p右1=0.26MPa，后轮胎内充气压力p左1=p右2=0.31MPa；装卸砂袋使两测试工况汽车总重力改变，分别为Ga1=23740N，Ga2=18933N.(2)试验日期.1998年9月(3)试验路段.试验路段选在广东省江门市郊027省道，里程碑034～039路段.采样路段在036～037里程碑1km路段上，该路段为平直良好水泥路面，坡度α=0(°).(4)试验时天晴，自然风，很微弱.(5) 测试两工况匀速稳定车速va=81 km/h.(6) 测得两工况驱动车轮输出功率值分别为：Pd1=13.093 kW，Pd2=11.192 kW.(7) 将采样试验数据各值代入式(7)，得该试验车况在该试验路面以81 km/h的车速行驶时的滚动阻力系数值为4结论对汽车滚动阻力系数的研究是人们一直关注的课题，传统的测试汽车滚动阻力系数的牵引法和滑行法均不能对车辆真实行驶工况进行测试. 功率平衡法可以很方便地根据研究工作的方案，对各种工况下汽车滚动阻力系数f值进行测试. 测试实例表明，功率平衡法测试汽车滚动阻力系数原理有据，操作容易，影响因素易排除，测试精度高，是一种实用、方便的汽车滚动阻力系数测试方法.*中华人民共和国专利局专利申请号：98118255.0作者简介：周锋，男，1945年生，副教授；主要研究方向：汽车设计和车辆性能测试. 作者单位：周锋(华南理工大学交通学院广州510640)尹权许爱民广东省江门市汽运集团有限公司姚凡华南理工大学机电工程系周小舒华南理工大学自动化系参考文献1余志生. 汽车理论. 北京：机械工业出版社，19812郭惠乐，邱毓强. 汽车拖拉机试验学. 北京：机械工业出版社，19813俞淇，周锋. 丁剑平. 充气轮胎性能与结构. 广州：华南理工大学出版社，1998 收稿日期：1998-11-10。
第一章-汽车的动力性(PPT85页)
即D曲线与f曲线间的距离就表示汽车的上 坡能力。I档时，可上坡度较大，此时
误差较大。应按下式计算
根据
折算成最大爬坡度。
（3）t ： 加速时
已知加速度值，求加速时间的方法 与用驱动力-行驶阻力平衡图的方法 相同。
0～100km/h 加速时间
飞度1.5L 12.0s
红旗CA7460 10.5s
捍马H2
10.0s
宝马523Li 9.6s
奥迪A8
7.0s
宝马750
6.6s
奔驰S600 6.5s
宝来1.8 M（手动挡）/A（自动挡） 11.1s/12.7s 宝来1.8T M （手动挡）/A（自动挡） 9.0s/10.5s
。 ▪ 车轮滚动：
a Fz
从动轮滚动时的受力情况
n
n
W
W
n’ a
滚动阻
n’
力偶矩
滚动阻力
滚动阻力系数
驱动轮滚动时的受力情况
n
n
W
W
n’
n’
a
什么是推动汽车行驶的力？
滚动阻力系数由试验确定。滚动阻 力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎 的构造、材料、气压等有关 。
经验公式：
（二）空气阻力
汽车直线行驶时受到的空气作用力在
陆虎 陆地巡洋舰
100％ 100％
➢美国对轿车的爬坡能力有如下规定： ➢能以104km/h（65mile/h）通过6％的坡道； ➢满载时不低于80km/h； ➢在6％的坡道上，0～96km/h（60mile/h）的 加速时间不应大于20s。
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。
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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
率越大，汽车动力性越好。汽车后备功率也可用于确定汽车的
最大爬坡度和加速度。
由功率平衡图可are power is larger, the performance is better. Making use of the spare power can also make sure the gradient of MV slope and accelerations.
☆滚动阻力功率在低速时近似为直线，而在高挡时为二次曲线。 ☆空气阻力功率曲线为三次函数。 ☆在低速时行驶阻力功率以滚动阻力功率为主，而在高速时以空
气阻力功率为主。
Brake Power, kW
I II III
IV 部分油门开度
a
b c
Speed ua, km/h
5/120
u a uam ax
The MV speed is different as different gears, but the value of the power is constant, is just the position of the power curve of each gear in the coordinate; because the MV operates at low gear, the speed variety district is narrow; otherwise, because the speed is higher, the speed variety district is wider. Rolling resistance power at low speed is a straight line, but at higher gear is two orders curve. The air resistance power curve is three orders function. At low speed ,the rolling resistance power is main factor, but at high speed, the air resistance power is main one.
The power balance is also used to the engine load rate as MV drives, be advantageous to analyze the fuel economy.
7/120
定义：用横坐标表示车速，纵坐标表示功率，将发动机功
率与经常遇到的阻力功率相对车速的关系绘制在直角坐标
图上，就得到功率平衡图。
P Fu
P T
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 )
第一章 汽车动力性
1.1 汽车动力性评价指标 1.2 汽车驱动力和行驶阻力 1.3 汽车驱动力－附着条件以及附着力 1.4 汽车驱动力－行驶阻力平衡图 1.5 汽车功率平衡
1/120
1.5 汽车功率平衡 MV power balance
汽车行驶时驱动力与行驶阻力平衡
汽车行驶时发动机输出功率也与行驶阻力功率平衡
t 3600
3600 76140 3600 d t
*带结构和使用参数的汽车功率平衡方程式 2/120
The traction and resistance balances when the MV drives
The engine power output also balances with the driving resistance power.