第一章-汽车的动力性
汽车理论
第一章 汽车的动力性汽车的动力性：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。
汽车的动力性指标：1.最高车速uamax 2.加速时间t 3.最大爬坡度imax 汽车的加速时间表示汽车的加速能力。
原地起步加速时间只汽车由1档或者2档起步，以最大的加速强度逐步换挡至最高档后到某一预定的距离或者车速所需要的时间。
驱动力Ft ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt ，驱动轮在Tt 的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft 即为驱动力Tt —驱动力矩 Ft 与发动机转矩Ttq 、变速器传动比ig 、主减速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
传动系功率损失课分为机械损失和液力损失两大类 车轮的半径自由半径：车轮处于无载时的半径。
静力半径rs ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径rr ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
传动系的机械效率ηTPin —输入传动系的功率；PT －传动系损失的功率等速行驶时 汽车的驱动力图 依据下面两式以及发动机外特性曲线做出的Ft - ua 关系图，即驱动力图汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？如何保证汽车可以加速或爬坡？ 滚动阻力Ff 空气阻力Fw 坡度阻力Fi 加速阻力Fj 汽车行驶总阻力 滚动阻力：车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑面的变形。
轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
汽车理论第一章汽车的动力性.ppt
Ff 滾動阻力 Fw 空氣阻力 Fi 坡度阻力 Fj 加速阻力
（一）滚动阻力 由轮胎的迟滞变形和路面变形引起。 迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶。
由平衡条件得 Fx1r Tf
故
Fx1
Tf r
Fz
a r
令 f a ，且考虑到
r
FZ 与 W 的 大 小 相 等 ， 常 将Fx1写作
a)
b)
2）车尾越细长，空阻越小，当然要与车头的形状配 合好。但车尾过长，车内空间利用差。
曾设想过两种缩短车尾的方法：做成拟流线体（图a） 和在适当长处将流线体截断（图b）。结果表明：后者有 较低的空气阻力系数。
从降低CD的角度出发，轿车总的发展趋势是流线型， 实现的细节可见教材。
车身尺寸与风阻
除车身形状外，人们发现汽车基本设计尺寸与空气 阻力之间存在着一定的关系。当然，轿车的基本尺寸是 考虑人体尺寸模型及功能两方面因素而定的，不可能按 风阻－汽车尺寸来确定。但了解两者的关系可以使设计 者适当兼顾到这两方面的要求。
空气阻力的测量——风洞试验
S
rr 2 nw
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 。但一般情况下不计 它们之间的差别，统称车轮半径，即
rs rr r
（四）汽车的驱动力图
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称为汽车的驱动力图。发动机转速与来自车行驶速度之间的关系为ua
2 rn
igi0
60 1000
0.377
rn igi0
Ft
Te
n i0igt
r
n, i0 , ig
驱动力图中的驱动力是根据发动机外特性求得的， 它是使用各挡位时在一定车速下的汽车能发出的驱动力 的极值。实际行驶中，发动机常在节气门部分开启的情 况下工作，相应的驱动力要比它小些。
复习汽车的动力性分析
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 推荐使用的滚动阻力系数
f 0.0076 0.000056 ua
f
f0
f1
( ua 100
)
f
4
( ua )4 100
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27/231
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
10/13/2024
28/231
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 影响滚动阻力系数的主要因素
10/13/2024
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
冷
却 后
冷
制
动
器
和
润
滑 系
冷
统
却
前
制
动
却 发 动 机 和 制 动 器
冷 却 前 制 动 器
器
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 为发动机提供充足的空气
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和冷 前却 制发 动动 器机
冷 却 后 制 动 器
发动机盖应向前下倾
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢面与面交接处的棱角应为圆柱状
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢风窗玻璃应尽可能“躺平”，且与车顶圆滑过渡。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ➢尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。
遵循的基本原则：
车身前部：发动机盖应向前下倾 整车：整车车身应向前倾斜1°~2° 汽车后部：最好采用舱背式或直背式，应有扰流板 车身底部：底部平整，最好有平滑的盖板盖住底部 发动机冷却进风系统：进风口与出风口位置，内部风道
汽车动力学
气阻力也算出并画上，作出汽车驱动力-行驶阻力平衡图，
并以此来确定汽车的动力性。
超速演示
汽车驱动力-行驶 阻力平衡图
表征不同车 速时驱动力和行驶 阻力之间的关系。
特征点：最高车速， 仅有滚动阻力和空 气阻力。
小于最高车 速时，汽车可用剩 余驱动力加速或爬 坡。
需等速行驶 时，发动机可工作 在部分负荷特性。
一、汽车行驶方程式
根据上面逐项分析的汽车行驶阻力，可以得到汽车
的行驶方程式为：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj
或：
T i i tq g 0 T
Gf
CA D
u2 Gi m du
r
21.15 a
dt
为清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡
关系，一般是将汽车行驶方程式用图解法来进行分析。即
在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空
汽车的质量分为平移的质量和旋转的质量两部
分。把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性
力，并以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽
车质量换算系数， 因而汽车加速时的阻力:
Fj
m
du dt
δ ——汽车旋转质量换算系数，（δ>1）；
m ——汽车质量，单位为kg； du ——行驶加速度。 dt
δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动
轮胎在硬路面上滚动 时，主要是轮胎变形。
轮胎在硬支承路面上受 径向力时的加载和减载曲线 不重合。其面积之差为能量 损失，由轮胎内摩擦产生弹 性迟滞损失。
迟滞损失表现为阻碍车 轮滚动的阻力偶。
2. 滚动阻力偶分析
▪ 车轮不滚动：地面对车轮的法向反作用力对称。
▪ 车轮滚动：处于前部d点的地面法向反力（CF）大于处 于恢复的后部d’点地面反力（DF），合力Fz前移距离a， 与法向载荷W不重合。
第一章 汽车的动力性
（1）发动机外特性曲线
P= e
Ttqn 9550
（2）发动机部分特性曲线
§2 汽车的驱动力与行驶阻力
§2 汽车的驱动力与行驶阻力
（3）使用外特性曲线
一般汽油发动机使用外特性曲线的最 大功率比外特性的最大功率约小15%， 货车柴油机的使用外特性最大功率约 小5%轿车与轻型汽车柴油机约小10% （4）不稳定工况与稳定工况 计算时沿用稳定工况
(4)爬坡能力：
F = F − ( Ff + Fw ) i t
Ff = Gf cosα ≈ Gf 2 CD Aua Ff + Fw = Gf + 21.15
Gsinα = F − ( Ff + Fw ) t
α = arcsin
F − ( Ff + Fw ) t G
§3 汽车的驱动力—行驶阻力平衡图与 动力特性图
Tt Tf FX 2 = − = F − Ff t r r
Tt F= t r
§2 汽车的驱动力与行驶阻力
④ 对于整车
Ff=G*f
有关滚动阻力系数f的几点说明：
⑴ f可以通过实验测得 ⑵ 影响滚动阻力的有关因素： ①路面（P9 表1-2） ②车速↑——滚动阻力↑——驻波现象 ③轮胎的结构、气压 ④车辆行驶状态——转弯行驶， f增加。
通常看成是常数：
§2 汽车的驱动力与行驶阻力
轿车 ηT = 0.9 0.92 单级主减速器货车 ηT = 0.9 双级主减速器货车 ηT =0.85 4X4货车：ηT = 0.85 6X6货车：ηT = 0.8
§2 汽车的驱动力与行驶阻力
3）车轮半径
自由半径（ro）： 车轮按标定气压充好气处于无载 时的半径 静力半径（rs）：汽车静止时，充好气在车重作用 下轮心至地面之间的距离 动力半径（rg）：滚动时轮心到地面的距离 滚动半径（rr）：根据行驶中车轮转过的圈数与实际 滚过的距离
汽车理论
第一章 汽车的动力性1、 汽车的动力性系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。
2、汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定，即：汽车的最高车速、汽车的加速时间、汽车能爬上的最大坡度。
最高车速是指在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶车速。
汽车的加速时间表示汽车的加速能力，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。
汽车的上坡能力是用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大坡度表示的。
显然，最大爬坡度是指一档最大爬坡度。
3、汽车的驱动力：汽车发动机产生的转矩，经传动系传至驱动轮上。
此时作用于驱动轮上的转矩t T 产生一对地面的圆周力0F ,地面对驱动轮的反作用力t F 即是驱动汽车的外力，此外力称为汽车的驱动力。
4、发动机的功率、转矩以及燃油消耗率与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线为发动机特性曲线。
5、输入传动系的功率in P 经传动系传至驱动轮的过程中，为了克服传动系各部件中的摩擦，消耗了一部分功率T P ，传动系的机械效率为inT in T P P P -=η。
传动系功率损失可分为机械损失和液力损失两大类。
机械损失是指齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失，液力损失指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失。
液力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。
6、自由半径：车轮处于无载时的半径。
静力半径：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径：以车轮转动圈数与实际车轮滚动距离之间的关系换算，则可求得车轮的滚动半径为：wr n S r π2=。
对汽车作动力学时，用静力半径，作运动学分析时，用滚动半径。
7、一般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a t u F -来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
8、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和来自空气的空气阻力。
汽车理论各章知识点
第一章汽车的动力性1汽车动力性：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。
2汽车动力性主要由三方面指标来评定：1）汽车的最高车速µamax：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2）汽车的加速时间t：表示汽车的加速能力。
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挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至最高挡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挡由某一较低车速权利加速至某一高速所需的时间3）汽车的最大爬坡度ⅰmax：是指Ⅰ挡最大爬坡度。
汽车的上坡能力实用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax表示的。
3汽车的驱动力：地面对驱动轮的反作用力Ft（方向与Fo相反）即是驱动汽车的外力，此外力称为汽车的驱动力。
4汽车驱动力公式Ft=5汽车驱动力图6汽车的行驶阻力的分类1）滚动阻力Ff2）空气阻力Fw（汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力）空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分压力阻力又分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力3）坡度阻力Fi（汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力）道路阻力：由于坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力，而且均与汽车重力成正比，故可以把这两种阻力合在一起称作道路阻力4）加速阻力Fj（汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力）7汽车行驶方程式Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (N)Ff=Wf f-滚动阻力系数 W-车轮负荷Fw=C D Au a²/21.15 C D-空气阻力系数A-迎风面积m²u a-汽车行驶速度km/hFi=Gsinα G-汽车重力Fj=δm d u/d t δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg d u/d t 行驶加速度m/s²第二章汽车的燃油经济性1汽车的燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的油消耗量经济行驶的能力2汽车燃油经济性的评价指标：汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。
汽车动力学ppt课件
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
汽车理论课件第一章汽车的动力性
汽车的行驶阻力
01
定义
汽车行驶阻力是指在汽车行驶过程中，阻碍汽车运动的外力，包括滚动
阻力、空气阻力和坡道阻力等。
02 03
产生原理
滚动阻力是由于轮胎与地面之间的摩擦产生的；空气阻力是由于汽车表 面与空气之间的摩擦和压差产生的；坡道阻力是由于汽车重力沿坡道的 分力产生的。
影响因素
行驶阻力的大小与汽车的质量、速度、行驶路况、车体形状和空气动力 学特性等因素有关。
汽车动力性的评价指标
01
02
03
最高车速
指在良好路面上，汽车能 达到的最高行驶速度。
加速时间
指在一定行驶距离内，汽 车从某一较低车速加速到 某一高速所需的时间。
最大爬坡度
指汽车满载时在良好路面 上以最低前进挡所能爬越 的最大坡度。
汽车动力性的影响因素
发动机特性
发动机的最大功率、最 大转矩以及相应的转速 等参数对汽车动力性有
汽车的加速时间分析
加速时间定义
01
指汽车从某一较低的车速加速到某一较高的车速所需的时间。
加速时间的影响因素
02
主要包括发动机扭矩、变速器挡位、汽车总质量、轮胎滚动半
径等。
加速时间的测试方法
03
通常在专业的汽车试验场进行，通过使用专业的测时仪器来测
量。
汽车的爬坡能力分析
爬坡能力定义
指汽车在良好的路面上所能克服的最大坡度。
04
汽车的动力性分析
汽车的最高车速分析
最高车速定义
指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能 达到的最大行驶速度。
最高车速的影响因素
主要包括发动机功率、变速器挡位、汽车总质量、空气阻力系数、 轮胎滚动半径等。
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
(完整版)汽车理论知识点.docx
第一章 汽车的动力性 1.1 汽车的动力性指标１）汽车的动力性指：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。
2）汽车动力性的三个指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度。
3）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。
4）汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度 imax 表示的。
货车的imax=30% ≈ 16.7 °,越野车的 imax= 60%≈ 31 °。
1.2 汽车的驱动力与行驶阻力 1）汽车的行驶方程式F tF fF wF iF jT tq i g i0 TC A2duGf cosDu aG sinmr21.15dtT tq i g i0 TC D A 2durGf21.15u aGimdt2）驱动力 F t ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生 驱动力矩 T t ，驱动轮在 T t 的作用下给地面作用一圆周力 F 0 ，地面对驱动轮的反作用力F t 即为驱动力。
3）传动系功率 P T 损失分为机械损失和液力损失。
4）自由半径 r ：车轮处于无载时的半径。
静力半径 r s ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径 r r ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
5)汽车行驶阻力 : F F f F w F i F j6)滚动阻力 Ff：在硬路面上，由轮胎变形产生；在软路面上，由轮胎变形和路面变形产生。
7）轮胎的迟滞损失指：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
8）滚动阻力系数 f 指：车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比。
故Ff=W*f 。
9）驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
汽车的动力性 (NXPowerLite)
发动机的使用外特性曲线：即带有附件时的负荷特 性，通常汽油机小15％，而柴油机小10％
编辑ppt
13
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Pe max
图1-3 汽油发动机外特性
Ttq max
n n m编i辑nppt
tq
n p nmax
14
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
➢滚动阻力
载荷
迟滞损失
轮胎/路面接触
轮胎变形
阻力偶
滚动阻力 F f : 轮胎内部摩擦产生的迟滞损失。这种 迟滞损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶。
编辑ppt
26
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
迟滞现象分析
n W
Tf FZa
d d’
FZ
n’
a
加载
W
A
WC
C
WD
D 卸载
O
Eδ
F
h
FLFR
拖距 a
滚动阻力偶矩
德国橡胶企业协会
CR Fd
rr
CR
2
Fd
2
CR ' CR(1ua/100)00
一般近似
rs rr r
22
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
➢汽车的驱动力图 Ft ~ ua
发动机外特性曲线 Pe，Ttq ~ n
传动系的传动 ig，i0 传动效率ηT 车轮半径 r
ua r r 2nw
r 2 n 1 3600 1
最高车速，是指汽车在平直的、良好 道路（混凝土或沥青）上所能达到的 最高行驶车速。
编辑ppt
4
加速时间评价方法
原地起步加速时间 由I或II档起步，以最大加速
汽车理论复习精简版
汽车理论复习精简版第一章汽车的动力性1、汽车的动力性：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。
2、汽车的动力性指标：①汽车的最高车速Uamax ：在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶车速。
②汽车的加速时间t ：原地起步加速时间：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：用最高档或次高档由30~40km/h 全力加速行驶至某一高速所需的时间；③汽车的最大爬坡度Imax ：满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度，即为I 档最大爬坡度。
爬坡能力的其他表示方法：1）一定坡道上达到的车速；2）一定坡道上的加速时间。
3、汽车的行驶方程式：t f w i j F F F F F F ==+++∑行驶阻力：有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力滚动阻力和空气阻力在任何行驶条件下均存在，而坡度阻力和加速阻力则不然。
驱动力：0tq g T t t T i i T F r rη==（tq T 发动机转矩，0g i i ：变速器传动比、主减速器转动比，T η：传动系效率）4、发动机特性曲线：如将发动机的功率、转矩以及燃油消耗量与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线此曲线称为发动机特性曲线。
节气门全开：发动机外特性曲线；节气门部分开启：发动机部分负荷曲线；带上全部附件设备：使用外特性曲线。
5、传动系功率损失分为机械损失和液力损失。
机械损失是指齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失；液力损失指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失。
6、传动效率影响因素：档位、转速和转矩。
7、车轮半径：a) 自由半径：车轮处于无载时的半径。
b) 静力半径：静止时车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径Rs 。
c) 滚动半径：实际车轮滚动距离与车轮转动圈数之间的比值即车轮的滚动半径（Rr=S/(2πn)）。
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）
汽车理论第一章汽车的动力性
汽车的动力性定义：
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，所能达到的 平均行驶速度。
基本概念：
动力性的评价指标 汽车的驱动力与各种行驶阻力 汽车行驶的驱动—附着条件
武汉科技大学车辆工程系
第一章 汽车动力性
重点内容：
驱动力—行驶阻力平衡图
分析汽车动力性的方法 （图解法）
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动力特性图
汽车在各档下的动力因数与车 速的关系曲线称为动力特性图 D—ua关系曲线 • 动力特性图的作用 （1）uamax ：动力特性图（Dua）直接档与滚动阻力系数曲 线（f－ua）的交点，即为 uamax。 （2）imax ：
du0Df i dt
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典型轿车CD=0.3～ 0.武4汉1科技大学车辆工程系
（三）坡度阻力
Fi
h
汽车上坡行驶
G
α
s
汽车重力沿坡道的分力
ihstansi n
坡度阻力
Fi Gsin
Fi Gi
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道路阻力与道路阻力系数
F F f F ifG co G ssin
当不大时，c o 1 s ， s in t g i
0
a u 1
加速时间由积分计算或图解积分求出。
图解积分法：将a-ua曲线转为1/a-ua曲线，曲线下
两个速度区间的面积表示通过此速度区间的加速时间； 常将速度区间分为若干间隔，通过确定面积△1、△2…来 计算总加速时间。
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计算原地起步加速时间时应注意的问题： 1.起步车速的突变 2.最佳换挡时间
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。
汽车理论》知识点最新全总结
汽车理论》知识点最新全总结汽车理论》知识点全总结第一部分：填空题第一章：汽车的动力性1.汽车的动力性指标主要是汽车的最高车速Umax、汽车的加速时间t和汽车的最大爬坡度imax，从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发。
2.常用原地起步加速时间和超车加速时间来表明汽车的加速性能。
3.汽车在良好路面的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力。
4.汽车的驱动力系数是驱动力与径向载荷之比。
5.汽车动力因数D=Ψ+δdu/g dt。
6.汽车行驶的总阻力可表示为：∑F=Ff+Fw+Fj+Fi，其中滚动阻力是主要由轮胎变形所产生的阻力。
7.汽车加速时产生的惯性阻力是由平移质量和旋转质量对应的惯性力组成。
8.附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低地面附着系数。
9.汽车行驶时，地面对驱动轮的切向反作用力不应小于滚动阻力、加速阻力与坡道阻力之和，同时也不可能大于驱动轮法向反作用力与附着系数的乘积。
10.当车速达到某一临界车速时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波现象。
第二章：汽车的燃油经济性1.国际上常用的燃油经济性评价方法主要有两种：以欧洲为代表的百公里燃油消耗量和以美国为代表的每加仑燃油所行驶的距离。
2.评价汽车燃油经济性的循环工况一般包括等速行驶、加速、减速和怠速停车多种情况。
3.货车采用拖挂运输可以降低燃油消耗量，主要原因有两个：带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗率b下降；汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整车整备质量之比）较大。
4.从结构方面提高汽车的燃油经济性的措施有：缩减轿车尺寸和减轻质量、提高发动机经济性、适当增加传动系传动比和改善汽车外形与轮胎。
5.发动机的燃油消耗率取决于发动机的种类、设计制造水平和汽车行驶时发动机的负荷率。
6.等速百公里油耗正比于等速行驶时的行驶阻力与燃油消耗率，反比于传动效率。
第三章：汽车动力装置参数的选定1.汽车动力装置参数系指发动机的功率和传动系的传动比，它们对汽车的动力性和燃油经济性有很大影响。
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。
汽车理论知识
第1节 汽车动力性指标
从获取尽可能高的平均速度考虑，动力性指标有： 最高车速 加速时间 最大爬坡度
1.最高车速uamax
在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度（km/h）。
2.加速时间t
表示汽车的加速能力。常用： 原地起步加速时间：汽车以1档或2档起步，并以最大加速强度 换至最高档后达到某一距离（0 402.5m或0 400m）或车速 （0 96.6km/h或0 100km/h）所需要的时间（s）。
du 1 [ Ft ( Ff Fw )] dt m
再利用汽车驱动力-行驶 阻力平衡图可计算出各档节 气门全开时的加速度曲线。 高档位时的加速度要小些。 由加速度图可求得从某 一车速u1加速至另一较高车 速u2所需的时间。
因：dt=du/a，故
1 t dt du A 0 u a
驱动轮：由驱动轮的力矩平衡得 FX2r = Tt－Tf 故 FX2 = Ft－Ff 其中， FX2为驱动力矩所引起 得道路对车轮的切向反作用力。 即实际作用在驱动轮上的切向 力为驱动力减滚动阻力。 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 。
汽车动力学
第一章 汽车动力性
汽车的动力性： 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。 基本概念： 动力性的评价指标 汽车的驱动力与各种行驶阻力 汽车行驶的驱动—附着条件 重点内容： 驱动力-行驶阻力平衡图 分析汽车动力性的方法 （图解法） 动力特性图 功率平衡图
三、汽车的附着力与地面反作用力
汽车的附着力决定于附着系数和地面作用于驱动 轮的法向反作用力。 1. 附着系数 由路面种类、状况、车速等决定。平均值： 良好的混凝土或沥青路面： 干燥时，φ＝0.7~0.8 潮湿时，φ＝0.5~0.6 土路：干燥时，φ＝0.5~0.6 潮湿时，φ＝0.2~0.4 2. 驱动轮地面法向反作用力 与汽车的总体布置、车身形状、行驶状况、道路坡 度有关。
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第一章汽车的动力性一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将其代码写在该小题后的括号内）1、评价汽车动力性的指标是（ A）A．汽车的最高车速、加速时间和汽车能爬上的最大坡度B．汽车的最高车速、加速时间和传动系最大传动比C．汽车的最高车速、加速时间和传动系最小传动比D．汽车的最高车速、加速时间和最大驱动力2、汽车行驶速度（ B ）A．与发动机转速、车轮半径和传动系传动比成正比B．与发动机转速和车轮半径成正比，与传动系传动比成反比C．与发动机转速和传动系传动比成正比，与车轮半径成反比D．与发动机转速成正比，与车轮半径和传动系传动比成反比3、汽车在水平路面上加速行驶时，其行驶阻力包括（ B ）。
A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力 D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力4、汽车等速上坡行驶时，其行驶阻力包括（ A ）。
A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力 D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力5、汽车加速上坡行驶时，其行驶阻力包括（ D ）。
A. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力B．滚动阻力、空气阻力、加速阻力C．空气阻力、坡度阻力、加速阻力 D. 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力6、汽车行驶时的空气阻力包括（ D ）。
A．摩擦阻力和形状阻力 B. 摩擦阻力和干扰阻力C．形状阻力和干扰阻力 D. 摩擦阻力和压力阻力7、汽车行驶时的空气阻力（ B ）。
A. 与车速成正比B. 与车速的平方成正比C. 与车速的3次方成正比D. 与车速的4次方成正比8、汽车行驶时的空气阻力（ C ）。
A. 与迎风面积和车速成正比B. 与迎风面积的平方和车速成正比C. 与迎风面积和车速的平方成正比D. 与迎风面积的平方和车速的平方成正比9、汽车行驶时的道路阻力包括（ C ）。
A．滚动阻力和空气阻力B．滚动阻力和加速阻力C．滚动阻力和坡度阻力D．坡度阻力和加速阻力10、真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为（ B ）A．地面法向反作用力B．地面切向反作用力C．汽车重力D．空气升力11、汽车能爬上的最大坡度是指（ A ）A．Ⅰ挡最大爬坡度B．Ⅱ挡最大爬坡度C．Ⅲ挡最大爬坡度D．Ⅳ挡最大爬坡度12、汽车行驶的附着条件是（ C）。
A．驱动轮的地面切向反作用力大于等于附着力B．驱动轮的地面切向反作用力大于附着力C．驱动轮的地面切向反作用力小于等于附着力D．驱动轮的地面切向反作用力小于附着力13、汽车在水平路面上加速行驶时，发动机提供的功率包括（ D ）。
A．滚动阻力、空气阻力所消耗的功率B．滚动阻力、空气阻力、坡度阻力所消耗的功率C．滚动阻力、空气阻力、加速阻力所消耗的功率D．滚动阻力、空气阻力、加速阻力所消耗的功率及传动系损失的功率14、汽车等速上坡行驶时，发动机提供的功率包括（ D）。
A．滚动阻力、空气阻力所消耗的功率B．滚动阻力、空气阻力、坡度阻力所消耗的功率C．滚动阻力、空气阻力、加速阻力所消耗的功率D．滚动阻力、空气阻力、坡度阻力所消耗的功率及传动系损失的功率二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“√”，在错误的小题后括号内画“×”）1、汽车行驶时滚动阻力和坡度阻力在任何行驶条件下均存在。
（ X ）2、汽车行驶时空气阻力和加速阻力在任何行驶条件下均存在。
（X）3、在硬路面上滚动阻力产生的根本原因是轮胎与路面的摩擦。
（ X ）4、当汽车的所有车轮都飞离地面后，其滚动阻力仍然存在。
（ X ）5、汽车最高挡的最高车速一定大于次高挡的最高车速。
（X）6、空车和满载时汽车的动力性能没有变化。
（ X ）7、变速器在不同挡位时，发动机的最大功率相同。
（√）8、变速器在不同挡位时，汽车的最大驱动力不同。
（√）9、汽车超车时应该使用超速挡。
（ X ）10、设置超速挡的目的是为了改善汽车的动力性。
（√）11、轮胎的充气压力对滚动阻力系数值有很大的影响。
（√）12、随着轮胎胎面花纹深度的减小，其附着系数将有显著下降。
（√）13、增大轮胎与地面的接触面会提高附着能力。
（√）14、汽车的后备功率越大，则其加速能力、上坡能力和最高车速也越大。
（ X ）15、发动机的后备功率越大，汽车的最高车速越大。
（ X ）16、发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。
（ X ）三、填空题1、汽车动力性的评价一般采用三个方面的指标，它们分别是最高车速、加速时间和最大爬坡度。
2、汽车的动力性系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。
3、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。
4、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逐步换至最高挡后到达某一预定的距离或车速所需的时间。
5、原地起步加速时间指汽车由I挡或II挡起步，并以最大加速强度逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。
6、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。
7、超车加速时间指用最高挡或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。
8、汽车的驱动力由发动机的转矩经传动系传至驱动轮来产生。
9、汽车的行驶阻力可分为滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。
10、汽车空气阻力的形成主要来自压力阻力和摩擦阻力，其中压力阻力又是由形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力构成。
11、一般用根据发动机的外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。
12、汽车的动力性一方面受驱动力的制约，另一方面还受到轮胎和地面附着条件的限制。
13、汽车的附着力决定于附着系数及地面作用于驱动轮的法向反作用力。
14、传动系的功率损失可分为机械损失和液力损失两大类。
15、汽车加速行驶时，不仅平移质量产生惯性力，旋转质量还要产生惯性力偶矩。
16、汽车行驶时，不仅驱动力和行驶阻力互相平衡，发动机的功率和汽车行驶的阻力功率也总是平衡的。
17、在汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械损失功率与全部运动阻力所消耗功率之和。
18、汽车的道路阻力是指滚动阻力与坡道阻力之和。
四、名词解释1、驱动力：地面对驱动轮的反作用力F t即是驱动汽车的外力，此外力称为汽车的驱动力。
2、滚动阻力：汽车行驶时，车轮与地面在接触区域产生相互作用力，轮胎与地面亦存在相应的变形。
无论是轮胎还是地面，其变形过程伴随着一定的能量损失，这些能量损失使车轮转动时产生滚动阻力。
3、滚动阻力系数：是车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比。
4、空气阻力：空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。
5、坡道阻力：汽车重力沿坡道的分力表现为汽车坡道度阻力。
6、动力特性图：汽车在各档下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图。
7、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Pe、汽车经常遇到的阻力功率1/n T（Pf+Pw）对车速的关系曲线绘在坐标图上，即得汽车功率平衡图。
8、负荷率：发动机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值。
9、后备功率：维持汽车等速行驶时发动机所剩下的功率，即汽车某速度时能发出的最大有效功率Pe与此时阻力功率之差，10、车轮的静力半径：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径。
11、附着力：地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力。
12、附着系数：是附着力与车轮法向（与路面垂直的方向）压力的比值，它可以看成是轮胎和路面之间的静摩擦系数。
13、附着率：附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用要求的最低附着系数。
14、附着条件：为保证驱动轮不滑转，地面作用在驱动轮上的切向反力应小于驱动轮的附着力。
五、问答与分析论述题1、什么是汽车的动力性？其评价指标是什么？2、什么是滚动阻力系数？滚动阻力系数与哪些因素有关？轮胎滚动阻力产生机理何在？影响它的主要因素是什么？其作用形式是什么?3、汽车空气阻力的分类？降低汽车空气阻力系数的措施有那些？4、空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？5、用结构参数写出汽车行驶方程式，并说明各符号的意义。
6、写出制作汽车的驱动力－行驶阻力平衡图的步骤及公式，试以此图分析汽车动力性。
7、什么是汽车动力因数？什么叫动力特性图？试用汽车的动力特性图来分析汽车的动力性。
8、画出驱动轮与从动轮在硬路面上等速滚动时的受力简图，并说明各符号的含义。
9、列出可用于确定汽车最高车速的方法，并加以说明。
10、何谓汽车功率平衡方程式，请用结构参数写出该式。
11、分析变速器的传动比i g、档数、及主减速器的速比i o对汽车动力性的影响。
12、汽车行驶的附着条件是什么？什么是附着率？附着系数的大小主要取决于哪些方面？13、什么叫后备功率？什么是功率平衡？写出汽车的功率平衡方程式，并说明每个符号的意义和单位。