汽车发动机动力学基础ppt课件
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第八章 汽车发动机、动力学基础
喷油提前角 发动机负荷 发动机转速
燃料性质
1.2 发动机的性能指标
1.发动机指示性能指标
发动机指示性能指标是用来 衡量工质工作循环进行得好坏的 指标。常用的动力性指示指标有 平均指示压力和指示功率，经济 性指示指标有指示燃料消耗率和 指示热效率。
1.2 发动机的性能指标
2.发动机有效性能指标
1.1 发动机的燃烧过程
1.汽油机的燃烧
2）汽油机的非正常燃烧 汽油在气缸内的非正常燃烧主要有爆燃和表面点火。 （1）爆燃 当火花塞点火后，正常火焰传来之前，处在末端还未燃烧的混合气由于受到压缩和热辐射 的作用，温度不断升高，最终导致自燃并急速燃烧的现象称为爆燃。 （2）表面点火 由燃烧室内的炽热部分（排气门头端面、火花塞电极、金属凸出点或积炭等）点燃混合气 的现象称为表面点火。
2.1 汽车受力分析
3.附着力
在汽车技术中，把车轮与路面的相互 摩擦以及轮胎花纹与路面凸起部分的相互 作用综合在一起，称为附着作用。由附着 作用所决定的阻碍车轮打滑的路面反作用 力的最大值就称为附着力。
附着力的大小，取决于路面对驱动轮 的法向反作用力和车轮与路面间附着性能 的附着系数。附着系数的大小受路面与轮 胎的附着情况（路面的种类和状况、轮胎 的结构和气压）、汽车行驶速度等因素的 影响。
机关事业单位技术工人等级 考试教材：汽车驾驶员
第八章 汽车发动机、动力学基础
目录
CONTENTS
1
发动机原理与汽油在气缸内正常燃烧过程
Ⅰ—备燃期；Ⅱ—速燃期；Ⅲ—后燃期
1.1 发动机的燃烧过程
1.汽油机的燃烧
1）汽油机的正常燃烧 汽油在气缸内燃烧时间很短 ，要求在上止点附近迅速完成燃烧 （若以转速5 000 r/min为例，不 到6 ms内燃烧需完成）。根据汽 油在气缸内正常燃烧过程中气缸压 力的变化及其点火因素的不同，燃 烧过程可分为备燃期、速燃期和后 燃期三个阶段，如果8-1所示。
汽车基础知识(发动机)PPT课件
理论空燃比： 示
44
——润滑系
润滑作用、清洗作用、密封作用、 防锈蚀作用、液压作用、 减震缓冲作用
45
——润滑系
润滑方式：压力润滑、飞溅润滑、定期润滑
46
——冷却系
47
——冷却系
• 水温信号 • 车速信号 • 发动机转速信号 • 空调开关状态
风扇转速
• 发动机ECU
信号
冷却风扇马达
冷却风扇 ECU
控制要求是： 发动机水温低于500C时，不应进行废气再循环； 怠速和小负荷时， NOx排放量不高，不进行废气再循环； 全负荷和急加速时，不应进行废气再循环。
69
——动力总成-排放
二次空气喷射（SAIS)
SAIS工作对象
CO,CH生成条件
发动机工况
作用原理
排放的有害CO,CH气体
燃烧不充分,
冷启动,温度低
——动力总成
演示
59
转子发动机
——动力总成
演示 演示
60
——动力总成
混联式混合动力： 1.串联式混合动力系统 2.并联式混合动力系统 3.混联式混合动力（PRIUS普锐斯使用的THS）
61
氢燃料电池
——动力总成
62
——动力总成-排放
63
——动力总成-排放
一氧化碳与血红素亲和对人体健康之影响
25
可变长度进气歧管
——改变功率和扭矩的技术
26
——改变功率和扭矩的技术
27
——改变功率和扭矩的技术
废气涡轮增压(Turbo)
28
——改变功率和扭矩的技术
1.8升四缸汽油机 扭矩:Nm 功率:Kw
图释
1.8升四缸涡轮增压发动机(1.8T)
44
——润滑系
润滑作用、清洗作用、密封作用、 防锈蚀作用、液压作用、 减震缓冲作用
45
——润滑系
润滑方式：压力润滑、飞溅润滑、定期润滑
46
——冷却系
47
——冷却系
• 水温信号 • 车速信号 • 发动机转速信号 • 空调开关状态
风扇转速
• 发动机ECU
信号
冷却风扇马达
冷却风扇 ECU
控制要求是： 发动机水温低于500C时，不应进行废气再循环； 怠速和小负荷时， NOx排放量不高，不进行废气再循环； 全负荷和急加速时，不应进行废气再循环。
69
——动力总成-排放
二次空气喷射（SAIS)
SAIS工作对象
CO,CH生成条件
发动机工况
作用原理
排放的有害CO,CH气体
燃烧不充分,
冷启动,温度低
——动力总成
演示
59
转子发动机
——动力总成
演示 演示
60
——动力总成
混联式混合动力： 1.串联式混合动力系统 2.并联式混合动力系统 3.混联式混合动力（PRIUS普锐斯使用的THS）
61
氢燃料电池
——动力总成
62
——动力总成-排放
63
——动力总成-排放
一氧化碳与血红素亲和对人体健康之影响
25
可变长度进气歧管
——改变功率和扭矩的技术
26
——改变功率和扭矩的技术
27
——改变功率和扭矩的技术
废气涡轮增压(Turbo)
28
——改变功率和扭矩的技术
1.8升四缸汽油机 扭矩:Nm 功率:Kw
图释
1.8升四缸涡轮增压发动机(1.8T)
2024版《汽车发动机》课件
《汽车发动机》课件contents •汽车发动机概述•汽车发动机的工作原理•汽车发动机的主要部件及功能•汽车发动机的性能指标与评价•汽车发动机的维护与保养•汽车发动机的发展趋势与展望目录01汽车发动机概述发动机的定义与分类定义发动机是一种将燃料内能转化为机械能的装置，为汽车提供动力。
分类根据燃料类型，可分为汽油发动机、柴油发动机、天然气发动机等；根据气缸排列方式，可分为直列发动机、V型发动机、W型发动机等。
以蒸汽机和外燃机为主，效率低、体积大。
初期阶段内燃机时代现代化阶段以汽油机和柴油机为代表，效率高、体积小、重量轻。
引入电子技术、涡轮增压技术等，进一步提高效率和性能。
030201润滑系统提供润滑油减少摩擦和磨损，延长发动机使用寿命。
通过循环冷却液降低发动机温度，保证正常工作。
燃料供给系统负责将燃料和空气按一定比例混合并送入气缸。
曲柄连杆机构包括活塞、连杆、曲轴等，将燃料燃烧产生的压力转化为旋转动力。
配气机构控制进气和排气过程，保证燃料充分燃烧和废气顺利排出。
02汽车发动机的工作原理活塞下行，进气门打开，汽油和空气混合气被吸入气缸。
进气门和排气门关闭，活塞上行，将混合气压缩至高温高压状态。
火花塞点燃混合气，产生高温高压的燃气推动活塞下行，驱动曲轴旋转。
排气门打开，活塞上行，将燃烧后的废气排出气缸。
进气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程01020304进气冲程活塞下行，进气门打开，空气被吸入气缸。
压缩冲程进气门和排气门关闭，活塞上行，将空气压缩至高温高压状态。
做功冲程喷油器将柴油喷入高温高压的空气中，柴油自燃产生高温高压的燃气推动活塞下行，驱动曲轴旋转。
排气冲程排气门打开，活塞上行，将燃烧后的废气排出气缸。
扫气与压缩活塞下行，进气口打开，燃油和空气混合气被吸入曲轴箱。
随着活塞上行，混合气被压缩并推入气缸。
做功与排气火花塞点燃气缸内的混合气，产生高温高压的燃气推动活塞下行，驱动曲轴旋转。
同时，排气口打开，废气排出气缸。
汽车动力学ppt课件
算所得得半径。用作运动学分析。
rr
S
2nw
一般可不计差别： rs≈ rr ≈ r
4）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。 经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。
由式（1）得各档位的 Ft值。
发动机转速n与汽车行
驶速度ua间的关系
ua
0.377
rn ig io
单位 ua: km/h n: r/min r: m
之间的函数关系。用试验曲线或拟合多项式表达。
▪发动机外特性曲线：发动机 节气门置于全开位置
▪发动机部分负荷特性曲线： 发动机节气门置于部分开启位 置
台架试验特性曲线：发动 机台架试验时所获得的曲线。
使用外特性曲线：带上全 部附件时的外特性。与台架试 验特性相差5~15%。
2）传动系机械效率
传动系各部件（变速器、万向节、主减速器）的摩擦导 致的功率损失。由试验测得。
Ft≤ FZ ·φ 对后轮驱动汽车：
FX2/ FZ2 = Cφ2 φ， 式中， Cφ2——后轮驱动汽车驱动轮的附着率
对前轮驱动汽车，前轮驱动的附着率也不能大于 地面附着系数。
将驱动条件和附着条件连起来，有：
Ff+Fw+Fi≤Ft≤FZ·φ
此即汽车行驶的必要与充分条件，称为汽车行驶 的驱动-附着条件。
一、驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
2.表达式
Ft =Tt /r r—车轮半径
驱动轮转矩Tt与发动机转矩 Ttq的关系为：
故：
Ft
Ttq ig iot
r
3.表达式涉及的几项具体内容
rr
S
2nw
一般可不计差别： rs≈ rr ≈ r
4）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。 经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。
由式（1）得各档位的 Ft值。
发动机转速n与汽车行
驶速度ua间的关系
ua
0.377
rn ig io
单位 ua: km/h n: r/min r: m
之间的函数关系。用试验曲线或拟合多项式表达。
▪发动机外特性曲线：发动机 节气门置于全开位置
▪发动机部分负荷特性曲线： 发动机节气门置于部分开启位 置
台架试验特性曲线：发动 机台架试验时所获得的曲线。
使用外特性曲线：带上全 部附件时的外特性。与台架试 验特性相差5~15%。
2）传动系机械效率
传动系各部件（变速器、万向节、主减速器）的摩擦导 致的功率损失。由试验测得。
Ft≤ FZ ·φ 对后轮驱动汽车：
FX2/ FZ2 = Cφ2 φ， 式中， Cφ2——后轮驱动汽车驱动轮的附着率
对前轮驱动汽车，前轮驱动的附着率也不能大于 地面附着系数。
将驱动条件和附着条件连起来，有：
Ff+Fw+Fi≤Ft≤FZ·φ
此即汽车行驶的必要与充分条件，称为汽车行驶 的驱动-附着条件。
一、驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
2.表达式
Ft =Tt /r r—车轮半径
驱动轮转矩Tt与发动机转矩 Ttq的关系为：
故：
Ft
Ttq ig iot
r
3.表达式涉及的几项具体内容
发动机动力学课件
内最大压力远低于柴油机，其左右 主次推力面的磨损不均匀问题不是 主要问题。一般不需要采用正偏置。 • 转速过高导致的上止点位置时活塞 的频繁高速换向导致的活塞拍击缸 壁的“敲缸”噪声，成为主要矛盾。 采用负偏置有利于解决这个问题。
54
M
活塞偏转转矩的形成
55
56
M
活塞合力向下为正
压缩上止点前后，活塞“先靠后移”示意图
A）正置式 b）偏置式 c）主副连杆式 48
偏置式曲柄连杆机构
• 曲轴正偏置
• 如图所示，其特点是气缸中心线 垂直于曲轴的回转轴线，但不通 过曲轴的回转中心，气缸中心线 与曲轴的回转轴线有一偏移量。 （向回转方向的偏移为正偏置）
• 这种曲柄连杆机构可以减少膨胀 行程中活塞与气缸壁间的最大侧 压力，使活塞在膨胀行程与压缩 行程时，作用在气缸壁两侧的侧 压力大小比较均匀。
1/3
• 可把公式足够精确地简化
成：
x r 1 cos / 41 cos 2
• 或者：
x r(1 1 cos 1 cos 2 )
4
4
r(1 cos ) r (1 cos 2 )
4
xⅠ
xⅡ
72
• 换句话，活塞约在80°-85°曲轴转角时，就达到
66
动力学分析的前提条件
• 经典动力学分析的前提条件：发动机处于 “稳定工况”。
• “稳定工况”：在一个完整的曲轴总转矩变 化周期内，内燃机曲轴输出的有用功与作业 机具的阻力功相等。
• 曲轴的回转角速度的变化是比较小的，可视 为曲轴作等角速度回转。
67
中心曲柄连杆机构简图
0
68
曲柄的运动规律
77
进排气上止点气门升程和活塞位移曲线 进气门升程
54
M
活塞偏转转矩的形成
55
56
M
活塞合力向下为正
压缩上止点前后，活塞“先靠后移”示意图
A）正置式 b）偏置式 c）主副连杆式 48
偏置式曲柄连杆机构
• 曲轴正偏置
• 如图所示，其特点是气缸中心线 垂直于曲轴的回转轴线，但不通 过曲轴的回转中心，气缸中心线 与曲轴的回转轴线有一偏移量。 （向回转方向的偏移为正偏置）
• 这种曲柄连杆机构可以减少膨胀 行程中活塞与气缸壁间的最大侧 压力，使活塞在膨胀行程与压缩 行程时，作用在气缸壁两侧的侧 压力大小比较均匀。
1/3
• 可把公式足够精确地简化
成：
x r 1 cos / 41 cos 2
• 或者：
x r(1 1 cos 1 cos 2 )
4
4
r(1 cos ) r (1 cos 2 )
4
xⅠ
xⅡ
72
• 换句话，活塞约在80°-85°曲轴转角时，就达到
66
动力学分析的前提条件
• 经典动力学分析的前提条件：发动机处于 “稳定工况”。
• “稳定工况”：在一个完整的曲轴总转矩变 化周期内，内燃机曲轴输出的有用功与作业 机具的阻力功相等。
• 曲轴的回转角速度的变化是比较小的，可视 为曲轴作等角速度回转。
67
中心曲柄连杆机构简图
0
68
曲柄的运动规律
77
进排气上止点气门升程和活塞位移曲线 进气门升程
汽车发动机ppt课件
。
05
汽车发动机的节能与环保技术
节能技术
01
02
03
缸内直喷技术
通过将燃料直接喷入汽缸 内部，提高燃油的利用率 和燃烧效率。
可变气门正时技术
根据发动机转速和负荷的 变化，自动调整气门开度 和气门关闭时间，以提高 燃烧效率。
轻量化设计
采用高强度材料和结构优 化设计，降低汽车重量， 从而提高燃油经济性。
汽车发动机的性能指标与评价
汽车发动机的性能指标
主要包括功率、扭矩、油耗、排放等。
汽车发动机的评价
根据不同使用需求和行驶环境，对汽车发动机进行综合评价，包括动力性、经 济性、环保性等方面。
02
汽车发动机的种类和特点
汽油机
点燃式发动机
依靠电火花点燃混合气，具有较高的燃烧效率，但需要复杂的点火系统和供油系 统。汽车发动机ppt课件Fra bibliotek目 录
• 汽车发动机概述 • 汽车发动机的种类和特点 • 汽车发动机的组成和工作过程 • 汽车发动机的故障诊断与维修 • 汽车发动机的节能与环保技术 • 汽车发动机的发展趋势与展望
01
汽车发动机概述
汽车发动机的定义与分类
汽车发动机的定义
汽车发动机是一种将燃料燃烧产 生的热能转化为机械能的装置。
压燃式发动机
依靠压缩空气和燃料混合气的自燃，具有较高的热效率，但需要较高的压缩比和 复杂的燃烧室设计。
柴油机
直接喷射式柴油机
将燃料直接喷入汽缸内，具有较高的燃油经济性和动力性， 但噪音和振动较大。
间接喷射式柴油机
将燃料喷入进气口，具有较低的噪音和振动，但燃油经济性 和动力性较差。
燃气机
燃气轮机
使用燃气作为燃料，具有较高的热效率和较快的加速性能，但噪音较大且需要复杂的燃烧室设计。
05
汽车发动机的节能与环保技术
节能技术
01
02
03
缸内直喷技术
通过将燃料直接喷入汽缸 内部，提高燃油的利用率 和燃烧效率。
可变气门正时技术
根据发动机转速和负荷的 变化，自动调整气门开度 和气门关闭时间，以提高 燃烧效率。
轻量化设计
采用高强度材料和结构优 化设计，降低汽车重量， 从而提高燃油经济性。
汽车发动机的性能指标与评价
汽车发动机的性能指标
主要包括功率、扭矩、油耗、排放等。
汽车发动机的评价
根据不同使用需求和行驶环境，对汽车发动机进行综合评价，包括动力性、经 济性、环保性等方面。
02
汽车发动机的种类和特点
汽油机
点燃式发动机
依靠电火花点燃混合气，具有较高的燃烧效率，但需要复杂的点火系统和供油系 统。汽车发动机ppt课件Fra bibliotek目 录
• 汽车发动机概述 • 汽车发动机的种类和特点 • 汽车发动机的组成和工作过程 • 汽车发动机的故障诊断与维修 • 汽车发动机的节能与环保技术 • 汽车发动机的发展趋势与展望
01
汽车发动机概述
汽车发动机的定义与分类
汽车发动机的定义
汽车发动机是一种将燃料燃烧产 生的热能转化为机械能的装置。
压燃式发动机
依靠压缩空气和燃料混合气的自燃，具有较高的热效率，但需要较高的压缩比和 复杂的燃烧室设计。
柴油机
直接喷射式柴油机
将燃料直接喷入汽缸内，具有较高的燃油经济性和动力性， 但噪音和振动较大。
间接喷射式柴油机
将燃料喷入进气口，具有较低的噪音和振动，但燃油经济性 和动力性较差。
燃气机
燃气轮机
使用燃气作为燃料，具有较高的热效率和较快的加速性能，但噪音较大且需要复杂的燃烧室设计。
车辆动力学基础 ppt课件
❖ 上世纪90年代，国外技术进入相对成熟期；
❖ 国内在70年代末在该方面的研究才真正开始起步， 并形成对国外先进技术的追赶之势；但终因基础薄 弱、起步晚，虽然经过20多年的致力发展，目前仍 与国外先进技术有一定的差距；
第一章 概论
14
ห้องสมุดไป่ตู้
四、高速列车十大关键技术
1. 交流传动技术 2. 复合制动技术 3. 高性能转向架技术 4. 轻量化技术 5. 优良空气动力学外型 6. 自动控制监测与诊断技术 7. 密接式连接技术 8. 车厢密封及集便排污技术 9. 倾摆车体技术 10. 高性能受电弓技术
+静 平 衡 位 置
❖ 抗干扰能力+平稳性
频 域 谱 密 度 方 差 分 析
❖ 极限环计算
❖ 曲线/任意线路通过
❖ 抗干扰能力+平稳性
随 机 激 励
（ 实 测 或 PSD转 换 ）
解 析 激 励 （如正弦等）
❖ 特殊分析
曲 线 通 过 S型 曲 线 通 过 轨 道 扭 曲
实 测 轨 道 走 向 等 等
❖ 在产品开发前期对基本设计思想的论证。比如用简 单的模型对各种方案的动力学特性进行初步评估。
❖ 用更精细的模型在产品设计阶段对系统性能进行优 化。
❖ 对最终设计的产品性能进行校核，即对车辆的稳定 性、平稳性、曲线性能和各类作用力进行评价。
❖ 预测实验室试验结果和现场试验结果，以辅助编制 试验计划。
❖ 利用计算机，动力学的理论研究成果直接用于合 理选择现代车辆的参数、优化设计及预测动力性 能。
第一章 概论
29
国内在车辆动力学研究方面取得的主要成就
❖ 车辆系统动力学仿真（平稳性、稳定性、安全性）； ❖ 车辆及列车脱轨理论和试验研究； ❖ 轮轨接触几何关系分析； ❖ 磨耗型踏面设计； ❖ 车辆悬挂系统新型元件应用（空气弹簧、抗侧滚扭杆、
❖ 国内在70年代末在该方面的研究才真正开始起步， 并形成对国外先进技术的追赶之势；但终因基础薄 弱、起步晚，虽然经过20多年的致力发展，目前仍 与国外先进技术有一定的差距；
第一章 概论
14
ห้องสมุดไป่ตู้
四、高速列车十大关键技术
1. 交流传动技术 2. 复合制动技术 3. 高性能转向架技术 4. 轻量化技术 5. 优良空气动力学外型 6. 自动控制监测与诊断技术 7. 密接式连接技术 8. 车厢密封及集便排污技术 9. 倾摆车体技术 10. 高性能受电弓技术
+静 平 衡 位 置
❖ 抗干扰能力+平稳性
频 域 谱 密 度 方 差 分 析
❖ 极限环计算
❖ 曲线/任意线路通过
❖ 抗干扰能力+平稳性
随 机 激 励
（ 实 测 或 PSD转 换 ）
解 析 激 励 （如正弦等）
❖ 特殊分析
曲 线 通 过 S型 曲 线 通 过 轨 道 扭 曲
实 测 轨 道 走 向 等 等
❖ 在产品开发前期对基本设计思想的论证。比如用简 单的模型对各种方案的动力学特性进行初步评估。
❖ 用更精细的模型在产品设计阶段对系统性能进行优 化。
❖ 对最终设计的产品性能进行校核，即对车辆的稳定 性、平稳性、曲线性能和各类作用力进行评价。
❖ 预测实验室试验结果和现场试验结果，以辅助编制 试验计划。
❖ 利用计算机，动力学的理论研究成果直接用于合 理选择现代车辆的参数、优化设计及预测动力性 能。
第一章 概论
29
国内在车辆动力学研究方面取得的主要成就
❖ 车辆系统动力学仿真（平稳性、稳定性、安全性）； ❖ 车辆及列车脱轨理论和试验研究； ❖ 轮轨接触几何关系分析； ❖ 磨耗型踏面设计； ❖ 车辆悬挂系统新型元件应用（空气弹簧、抗侧滚扭杆、
汽车发动机基础知识精品PPT课件
燃料种类分类
燃料种类分类
二甲醚 压缩天然气 丙、丁烷 煤气 木炭、煤粉
是否采用增压分类
1.4二冲程发动机的工作原理
二冲程柴油机工作原理示意图
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二冲程柴油机工作原理示意图
Company Logo
思考
二冲程发动机与四 冲程发动机相比， 有何不同点？
1. 理论上它的功率应等于四 冲程发动机的二倍。
化油器式发动机 直接喷射式发动机
水冷发动机
水冷发动机：是以水或以水为主要成分的防冻液作为冷却介质的发动机。 它在气缸及缸盖的内壁铸造出一些可以流通水的通道， 并在发动机机体之外设有专门的散热器.
优点：缸体和缸盖刚度好，振动小，噪声小，不容易过热。 缺点：结构比较复杂，质量较重，要经常补充冷却液，冷启动较慢。
1.汽车发动机
汽车发动机
发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力。
简单讲，发动机就是一个能量转换机构，即将燃料 放在密封汽缸内燃烧，气体膨胀推动活塞作功，使热能 转变为机械能，这是发动机最基本原理。
虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，天 才的发动机设计者们，不断地将最新科技与发动机融为 一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发 动机性能达到近乎完美的程度，但发动机的工作原理仍 然未变。
(1)金属—石棉垫 (2)金属骨架—石棉垫 (3)纯金属垫
安装注意：金属皮的金属—石棉垫，缸口金属卷边一面应朝向易修整接触面 或硬平面。因卷边一面会对与其接触的平面造成压痕变形。
Company Logo
§2.3 活塞连杆组
气环 油环 活塞销 活塞 连杆 连杆螺栓
连杆轴瓦 连杆盖
Company Logo
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车辆动力学前言发动机.pptx
第三三、章发动发机动动态机转建矩模模型
② 往复惯性力激励力矩
往复惯性力: Fj m j x
D
Fj
L
R
第19页/共28页
三、发动机动态转矩模型
曲柄连杆比： R / L
(1 x) 1 x ( 1) x2 ( 1)( 2) x3
2!
3!
活塞位移：x (R L) (R cos Lcos )
性等。
Gear Sequence Programmed Clutch Control
Throttle Throttle
In Out
Clutch Hydraulics
Gear
P
Gear Turbine
Impeller
Programmed Brake Torque
Torque
Brake Torque
P
Out
J k
c
第5页/共28页
1. 集中质量模型建模与仿真
2）集中质量系统数学模型 ——状态方程
状态方程形式： x(t) f (t, x(t),u(t)),
x(t0
)
x0
t t0
x0是状态初始向量 对线性系统，多变量输入输出系统
x(t) Ax(t) Bu(t)
y(t)
Cx(t)
Du(t)
x(t) x1(t) x2(t)
三、发动机动态转矩模型
2. 多缸发动机激励
不同转速的输出转矩：不均匀发火
6000 5000 4000 3000 2000 1000
0 -1000 -2000 -3000
0
4000
3000
2000
1000
0
-1000
《汽车动力学》课件
风阻系数性 的重要参数
阻力面积：影响 汽车空气阻力的 重要参数
空气动力学中心： 影响汽车行驶稳 定性的重要参数
汽车空气动力学设计优化
空气动力学原 理：流体力学、 空气阻力、升
力等
汽车空气动力 学设计：车身 形状、轮胎设 计、发动机进
气口设计等
03 汽车动力学基本原理
牛顿运动定律
第一定律：物体在 没有外力作用的情 况下，保持静止或 匀速直线运动状态
第二定律：物体受 到外力作用时，其 加速度与外力成正 比，与物体的质量 成反比
第三定律：作用力 和反作用力总是大 小相等、方向相反 、作用在同一直线 上
应用：汽车动力学 中，牛顿运动定律 用于分析汽车的加 速、减速、转弯等 运动状态
刚体动力学
刚体动力学定义：研究刚体在力作 用下的运动规律
刚体动力学应用：汽车悬挂系统设 计、汽车转向系统设计等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
刚体动力学基本方程：牛顿第二定 律
刚体动力学与汽车动力学的关系： 刚体动力学是汽车动力学的基础
弹性力学基本原理
弹性力学的定 义：研究物体 在外力作用下 的变形和应力
侧向力：轮胎在转弯时产生的侧向力 纵向力：轮胎在加速或减速时产生的 纵向力
轮胎磨损：轮胎在使用过程中的磨损 情况
轮胎寿命：轮胎的使用寿命和更换周 期
轮胎噪音：轮胎在行驶过程中产生的 噪音水平
轮胎动力学实验研究
实验目的：研究轮胎在不同路面、速度、载荷下的动力学特性 实验方法：使用轮胎动力学测试设备，如轮胎测试台、道路模拟器等 实验内容：测量轮胎在不同条件下的滚动阻力、侧向力、纵向力等参数 实验结果：分析轮胎在不同条件下的动力学特性，为轮胎设计和优化提供依据
《汽车发动机原理》课件
曲轴
将活塞的直线运动转化为旋转运动，输出 动力。
活塞
在气缸内上下运动，通过与气缸盖的配合 完成工作循环。
发动机的工作原理
01
02
03
04
进气过程
空气通过气。
压缩过程
活塞向上运动，压缩可燃混合 气，提高其温度和压力。
燃烧过程
当活塞达到上止点时，火花塞 产生电火花点燃可燃混合气， 产生能量推动活塞向下运动。
点火系统
燃烧过程
燃烧效率
排放控制
排放污染物
一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等。
排放法规
各国对汽车排放标准的规定。
排放控制技术
三元催化转换器、颗粒物捕集器等，降低污染物排放 。
03
发动机的性能指标
动力性能
总结词
衡量汽车加速、爬坡和最高车速的能力。
详细描述
动力性能主要通过汽车的加速时间、最大爬坡度以及最高车速来衡量。加速时 间越短，车辆的加速性能越好；最大爬坡度越大，车辆的爬坡能力越强；最高 车速越高，车辆的极速性能越好。
燃料电池技术
总结词
燃料电池技术是一种将化学能转换为电 能的发电技术，通过燃料和氧化剂之间 的化学反应产生电流。
VS
详细描述
燃料电池技术利用燃料（如氢气）和氧化 剂（如氧气）之间的化学反应来产生电能 。与传统的内燃机相比，燃料电池技术具 有更高的效率和更少的排放。然而，目前 燃料电池技术的成本较高，且需要特殊的 燃料和氧化剂。
排气过程
燃烧后的废气通过排气门排出 气缸，完成一个工作循环。
02
发动机的工作循环
四冲程发动机工作循环
吸气冲程
空气通过进气门进入汽缸，与 汽油混合形成可燃混合气。
车辆动力学基础4.pptx
9档箱连续换档 加速时间
16档箱连续换 档加速时间
此积分面积代表 由速度u1到速度 u2的加速时间
由于档位密布， 积分面积减小
实际操作中，由于驾驶员的因素无法保证理论分析的效果，但是对于AMT 变速箱，可以按照理论的换档点进行换档，从而减少加速时间。
第35页/共58页
变速器档位数对整车经济性的影响
比功率
/(kW t1 )
60 72 78 90
最高车速
/(km h1)
198 206 214 226
9
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Audi A6 轿车的比功率
10
第11页/共58页
Audi A6与Bora 比功率的比较 （两车轴距相差337mm，质量相差170kg）
车型
Audi A6 1.8 Bora 1.8 Audi A6 1.8T Bora 1.8T
ua max
CD A 76.14mηT
u3 a max
3
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第6页/共58页
6
第7页/共58页
货车可以根据总 质量与同类车辆 比功率的统计数 据，初步选择发 动机功率。
7
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2.轿车的比功率
➢轿车的车速高，最高车速变
化范围大。
➢比功率主要与
ua
有关。
max
➢比功率还与CDA/ mηT有关。
比功率
fg 3.6ηT
ua max
CD A 76.14mηT
u3 a max
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Audi A6 轿车的比功率
车型
功率
/kW
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16档箱连续换 档加速时间
此积分面积代表 由速度u1到速度 u2的加速时间
由于档位密布， 积分面积减小
实际操作中，由于驾驶员的因素无法保证理论分析的效果，但是对于AMT 变速箱，可以按照理论的换档点进行换档，从而减少加速时间。
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变速器档位数对整车经济性的影响
比功率
/(kW t1 )
60 72 78 90
最高车速
/(km h1)
198 206 214 226
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Audi A6 轿车的比功率
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Audi A6与Bora 比功率的比较 （两车轴距相差337mm，质量相差170kg）
车型
Audi A6 1.8 Bora 1.8 Audi A6 1.8T Bora 1.8T
ua max
CD A 76.14mηT
u3 a max
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货车可以根据总 质量与同类车辆 比功率的统计数 据，初步选择发 动机功率。
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2.轿车的比功率
➢轿车的车速高，最高车速变
化范围大。
➢比功率主要与
ua
有关。
max
➢比功率还与CDA/ mηT有关。
比功率
fg 3.6ηT
ua max
CD A 76.14mηT
u3 a max
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Audi A6 轿车的比功率
车型
功率
/kW
A6 1.8
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