汽车功率讲义平衡图
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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
汽车功率平衡图的绘制 方法
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。
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。
汽车的功率平衡图
3. 如果从能量的观点出发，汽车的加速性能就是汽车 在单位时间里提高动能的能力；速度增长率越大，动能增 长越快，动力性能就越好；而汽车动能的增长率是由汽车 加速过程能发出的功率决定的。汽车的爬坡速度同样也决 定于功率。
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
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
1-3,1-4,1-5动-阻力平衡图附着条件功率平衡
汽车的驱动力-行驶阻力与动力特性图 第三节 汽车的驱动力 行驶阻力与动力特性图
一、驱动力-行驶阻力图
二、动力特性图
Hale Waihona Puke 第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
一、汽车行驶的附着条件
从上面的分析可知，动力装置（发动机与传动系统）所确定的驱动力是决定动力性的一个主要 因素。驱动力越大，加速性能越好，爬坡能力也强。不过这个结论只有在轮胎-路面有足
二、汽车的附着力与地面的法向反作用力
三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
四、附着率
第五节 汽车的功率平衡
一、驱动力-行驶阻力图
二、动力特性图
Hale Waihona Puke 第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
一、汽车行驶的附着条件
从上面的分析可知，动力装置（发动机与传动系统）所确定的驱动力是决定动力性的一个主要 因素。驱动力越大，加速性能越好，爬坡能力也强。不过这个结论只有在轮胎-路面有足
二、汽车的附着力与地面的法向反作用力
三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
四、附着率
第五节 汽车的功率平衡
《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
规 律
而高档时窄，使高档两档之间的重合区域增 大。当汽车高速行驶变速器在高档之间换档 时，发动机功率下降较小，在发动机工作区
内平均功率较大。
★就燃料经济性，高档之间的传动比间隔减
小，增加了发动机在经济区工作的可能性， 可降低燃料消耗量。
7/16
Ft
换档时刻选择
i j k
ui u j uk uamax ua
功率，kw
Pe
Pf Pw
t
I 后备功率
II III
IV a
b 部分油门开度
C
车速ua，km/ h
图1 31 _ 汽车功率平衡图 1/16
u' a
ua m ax
P Fua , kW
2/16
☆档位不同时车速的范围不同，但是功率 的大小不变，只是各档的功率曲线对应的 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！） ☆空气阻力功率曲以空气阻力功率为主。
增长过程，它是时间t的函数。
返回
5/16
发动机转速
离合器从动轴扭矩
离合器从动轴转速
t
tt
6/16
★汽车在实际行驶时，货车高档位使用率
90%以上。为了合理利用有限的档位，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的偏等比级数分 配各档传动比，使变速器在不同档位工作时
档 发动机的转速范围不同。低档时转速范围宽，
11/16
1. 如何利用汽车行驶方程式求轮式 汽车的极限加速度？
2. 在计算汽车动力性时所使用的发动 机功率与计算汽车燃料经济性时所使 用的发动机功率有何不同？
1.3汽车的受力平衡图与动力特性图清华大学汽车理论第五版
max
arcsin
D1max
f
1
D2 1max
1 f 2
f
2
13
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
3）计算加速时间
i0
du g (D f )
dt
做出加速度曲线
计算加速度的倒数，并做出加速度倒数曲线，图解 积分即可计算加速时间。
14
第三节 汽车的驱动力—行驶阻力平衡 图与动力特性图 本节内容结束 下一节
Ft Fw du
G
gdt
D Ft Fw G
D—动力因数。
思考：动力因数能否反映汽 车动力性的好坏？已知哪些 参数可做出动力特性图？
11
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
由动力特性图确定动力性评价指标
D du f i du
gdt
gdt
1）计算最高车速
du 0 dt
arcsin Ft (Ff Fw )
G
9
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
➢由驱动力—行驶 阻力平衡图和
arcsin Ft (Ff Fw )
G
i=tanα
可以做出爬坡度图。
10
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
二、动力特性图
Ft Ff Fi Fw Fj
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
一、驱动力—行驶阻力平衡图
Ft Ff Fw Fi Fj
➢在驱动力图的 基础上，画出 Ff+FW=f (ua) 就是驱 动力行驶阻力平衡 图。
Ff
1
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
汽车理论 汽车的功率平衡
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqigi 0T
r
Gf
cos
CD A 21.15
ua2
G sin
m du
dt
cos 1
sin tan i
Ttqigi 0T
r
Gf
CD A 21.15
ua2
Gi m du
dt
16
五、驱动力—行驶阻力平衡图
Ft Ff Fw Fi Fj
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
276
6200 90 55 80 115 160 205
300
4
P /kW
奥迪A4轿车功率平衡图
120
Pe1
100
Pe2
80
Pe3
60
Pe4
40
所示）， i0=6.333， r=0.317m，由 ua 0.377rn /(igi0 ) 可以对 应计算出 各 挡的ua，即可画出 Pe —ua 曲线。
n /(r min1)
800
P / kW
62
ig1=2.13
ua1
7
ig2=1.46
ua2
10
ig3=1.02
ua3
15
上， 画出Ff+FW=f (ua) 就是驱 动力行驶阻力平衡图。
这里的“行驶阻力”指的就是Ff+FW。
Ff
17
最高车速行驶时 Fi=0 Fj=0
Ft=Ff+Fw
一般情况下，并不需要以最高车速行驶。此时，
汽车功率平衡
(2)检查电源开关外观和作用是否良好 ，接地 装置是 否完整 。
(3)检查各部件螺钉、像目、手柄、 手球及 油杯等 有无松 动和丢 失，如 发现应 及时拧 紧和补 齐。
(4)检查传动皮带状况。 钻铣床
[1](5)检查电器安全装置是否良好。
班中保养 (1)观察电机、电器的灵敏性、可靠性 、温升 、声响 及震动 等情况 。
t
a
b
部分油门开度
车速 ua，km/h
汽车功率平衡图
C
u' a
u a max
汽车的后备功率 一定的速度等速行驶
Hale Waihona Puke 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
☆档位不同时车速的范围不同，但是功率
的大小不变，只是各档的功率曲线对应的车 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。
镗床与铣床的区别
镗床与铣床的工作原理和性质相似。刀 具的旋 转是主 运动， 工件的 移动是 进给运 动。
镗床多用于加工较长的通孔，大直径台 阶孔， 大型箱 体零件 上不同 位置的 孔等。 由于镗 床的刀 盘和镗 杆刚性 较高， 因此加 工出的 孔的直 线度， 圆柱度 和位置 度等都 很高。
铣床也可以进行镗孔，但加工范围 较小， 精度也 较低。 铣床多 用于平 面，成 型面， 槽等加 工。
摇臂钻是效率很高的孔加工机床，由于 它的主 轴可以 在加工 范围内 快速的 任意移 动，而 工件固 定。因 此加工 大型箱 体零件 上的不 同位置 的孔， 螺孔等 ，效率 很高。
编辑本段立式铣床的日常保养
班前保养 (1)开车前检查各油池是否缺油，并按照 润滑图 所示， 使用清 净的机 油进行 一次加 油。
6- 汽车三大平衡图
n /(r ⋅ min −1 )
P / kW
800 62 7 10 15 21 26 39
3300 70 29 43 61 85 99 159
5700 96 50 73 105 147 188 276
1、功率平衡图
Ft = F f + Fw + Fi + F j
Teig i0ηT CD A 2 du = G cos α ⋅ f + ua + G sin α + δ ⋅ m 21.15 r dt
Pe = Pt / ηT
功率平衡方程：
Pt = Ft ua
= Pe
1
ηT
( Pf + Pw + Pi + Pj )
由动力特性图确定动力性评价指标
D =ψ +
δdu
gdt
= f +i+
δdu
gdt
1）计算最高车速
du =0 dt
i=0
D= f
f
uamax
在动力特性图上作滚 动阻力系数曲线f-ua，与直 接档曲线的交点即为uamax
25
第五节 汽车的动力平衡
2）计算爬坡度
du =0 dt
公式 D = ψ + 即
δdu
ua/(km/h)
ua /(km ⋅ h −1 )
uamax=205km/h
10
第四节 汽车的驱动力平衡
2.确定加速时间t
汽车的加速能力可以用它在水平良好路面上行驶时产 生的加速度来评价，但由于加速度的数值不易测量，实际 中常用加速时间 t 来表明汽车的加速能力。 譬如用直接档行驶时，由最低稳定速度加速到一定距离 或80%uamax所需的时间来表明汽车的加速能力。 行驶方程式 设 得到
P / kW
800 62 7 10 15 21 26 39
3300 70 29 43 61 85 99 159
5700 96 50 73 105 147 188 276
1、功率平衡图
Ft = F f + Fw + Fi + F j
Teig i0ηT CD A 2 du = G cos α ⋅ f + ua + G sin α + δ ⋅ m 21.15 r dt
Pe = Pt / ηT
功率平衡方程：
Pt = Ft ua
= Pe
1
ηT
( Pf + Pw + Pi + Pj )
由动力特性图确定动力性评价指标
D =ψ +
δdu
gdt
= f +i+
δdu
gdt
1）计算最高车速
du =0 dt
i=0
D= f
f
uamax
在动力特性图上作滚 动阻力系数曲线f-ua，与直 接档曲线的交点即为uamax
25
第五节 汽车的动力平衡
2）计算爬坡度
du =0 dt
公式 D = ψ + 即
δdu
ua/(km/h)
ua /(km ⋅ h −1 )
uamax=205km/h
10
第四节 汽车的驱动力平衡
2.确定加速时间t
汽车的加速能力可以用它在水平良好路面上行驶时产 生的加速度来评价，但由于加速度的数值不易测量，实际 中常用加速时间 t 来表明汽车的加速能力。 譬如用直接档行驶时，由最低稳定速度加速到一定距离 或80%uamax所需的时间来表明汽车的加速能力。 行驶方程式 设 得到
汽车功率平衡
1.5 汽车功率平衡MV power balancedu mu Au C sin mgu cos mgfu ()dt m .sin mg cos mgf (a aD a a a aD T 1360015213δααδααη++++++The traction and resistance balances when the MV drivessin cos (13600)15.21sin cos (3du mu Au C mgu mgfu dt m mg mgf a aD a a a aD T δααδααη++++++档位不同时车速的范围不同，但是功率的大小不变，只是各档的功率曲线对应的车速位置不同；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为直线，而在高档时是二次曲线空气阻力功率曲线为三次函数在时以为主，而在时以为主。
后备功率定义：汽车后备功率越大，汽车动力性越好。
利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。
The spare power is larger, the tractive performance is better. Making use of the spare power can also make sure the gradient of MV slope and accelerations.1. 如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度？2. 在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？du dtdu dtm ϕϕδ≤≤1. 在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？前者使用的是发动机的外特性。
即)()(max max n T T n P P tq tq e e ==或)(1j w i f T e P P P P P +++=η后者利用阻力功率反推求得发动机输出功率360016.213600sin 36003a a D a a u du m Au C u mg δα×。