汽车动力性影响因素研究

Internal Combustion Engine &Parts

1汽车动力性的评价指标

通常情况下，汽车动力性的评价指标为最高车速、加速时间、最大爬坡度[1]。最高车速指的是汽车在水平良好路面上行驶时，能达到的最高车速；加速时间包括原地起步加速时间和超车加速时间；最大爬坡度指汽车在1挡时能够爬的最大坡度。

2汽车动力性评价指标的计算方法根据动力学的基本理论，如果要求汽车的动力性评价指标，

应该分析汽车行驶时纵向受力，然后推出汽车的行驶方程式。

2.1汽车行驶时纵向受力分析

图1汽车整车受力图

通过汽车整车受力图，可以看出汽车在行驶时，纵向

受力包括地面驱动力F t 、空气阻力F w 、滚动阻力F f 、坡度阻力F i 、加速阻力F j 。汽车行驶应满足行驶方程式即：驱动力=行驶阻力之和。

2.2汽车动力性评价指标的算法2.2.1汽车最高车速u amax 根据动力学的理论可知，欲求汽车的最高车速，只需根据汽车的行驶方程式画出驱动力和行驶阻力平衡图、动力特性图、功率平衡图[2]，然后取最高挡驱动力（动力因数、功率）与常见行驶阻力（滚动阻力系数、常见行驶阻力功率）的交点对应的车速即为最高车速。

2.2.2加速时间t 确定加速时间时，F i =0，此时加速度du dt =1δm

[F t -（F f +

F w ）]，利用加速度倒数与车速的关系曲线，在一定速度范围内求积分，即得到相应的加速时间。t=t

0∫dt=

u 2

u 1

∫1a du=13.6u a2

u a 1

∫

1a du=A 2.2.3最大爬坡度i MAX

根据汽车的行驶方程式，汽车的最大爬坡度应该是加速度等于零时，1挡的最大爬坡度。

3汽车动力性的影响因素

本文主要从汽车的结构参数的角度分析影响汽车动力性的因素，具体从发动机的功率和转矩、主减速器传动比、传动系挡位数、变速器传动比、空气阻力系数的影响5

模型的层次性，为后续的分析与优化提供便利。图2为垃圾车提升机构虚拟样机模型。

3.2生成二维工程图

在完成提升机构三维实体模型的设计之后，可借助UG 中相应功能模块以二维工程图纸的形式进行各零部件及整个机构装配图的输出，打印或供其他CAD 系统读取。图纸内的全部图形视图都具有关联性，它们以同一数据库为基础进行某一视图尺寸的修改，系统自动对其他相关零件视图与装配图予以更新。

参考文献:[1]王中长，闫海敬.基于虚拟样机的厨余车提升机构优化设计[J].机械研究与应用，2016（6）：160-162.

[2]孟祥湖.新时期环卫车辆技术升级及作业规范化发展[J].中国高新技术企业，

2014（17）：49-50.

图2垃圾车提升机构虚拟样机模型

汽车动力性影响因素研究

周遊

（长春汽车工业高等专科学校汽车工程学院，长春130000）

摘要:近年来汽车产业和汽车技术的快速发展，消费者对汽车动力性的要求更高。那么对于汽车动力性的研究就显得越来越重要，对汽车动力性的深入研究，必须抓住汽车动力性的影响因素。因此本文从动力性的评价指标切入来研究汽车动力性影

响因素。

关键词:动力性；评价指标；影响因素

个方面进行展开分析。

3.1发动机功率和转矩发动机的最大功率、最大转矩及外特性曲线的形状对汽车的动力性影响最大。在附着条件允许的前提下，发动机功率和转矩愈大，汽车的动力性就愈好。发动机功率过大，也是不合理的。发动机功率过大会导致常用工况下发动机负荷率太低，同时汽车驱动力的提高受到道路附着条件的制约，不能无限制的增大。

3.2主减速器传动比

传动系总传动比是传动系各部件传动比的乘积。i 0对最高车速的影响很大，如图2是汽车主减速器传动比变化时的功率平衡图。主减速器传动比不同，3条功率曲线的形状和对应的速度区间也不同。3条功率曲线的起点、结束点及最大值点的高度对应相等。

图2

不同主减速比功率平衡图3.3传动系挡位数①功率利用率。变速器挡位数增加时，发动机在接近最大功率工况下工作的机会增加，发动机的平均功率利用率增大。②后备功率。在两挡变速器的I 挡和直接挡中间增加两个挡位时，汽车的最高车速和最大上坡度均不变，便在相同的速度范围内，可利用的后备功率增大了，有利于汽车加速和上坡，提高了汽车中速行驶时的动力性。③挡位间的传动比的比值。挡与挡间传动比的比值过大时会造成抵挡困难，一般认为挡与挡间传动比的比值不宜超过1.7~1.8。因此变速器I 挡传动比越大，挡位数也应越多。④无级变速器。无级变速优点是发动机有可能总是在最大功率P emax 下工作。设无级变速器的传动效率高到与分级变速器的传动效率ηm 相等。即汽车的驱动功率可能总是Pt=P emax ηm 。采用无级变速器，在速度变化范围内，可利用后备功率最大，汽车的动力性最好。要使发动机在任何车速下都能发出最大功率，无级变

速器的传动比应随车速按公式变化：

i k =0.377rn p

i 0v a n p ———发动机最大功率对应的转速。

要实现维护发动机在P emax 下工作及汽车驱动功率为P emax ηm ，无级变速器必须符合两个条件。无级变速器的机械效率必须高到与一般齿轮变速器接近；传动动比变化规律符合上式。

若发动机的最大功率P emax 及传动效率ηm 之值均为已知，则

P e ，max =

F t ，max v a

3600

故F tmax *v a 为常数，因此上式的函数图形为一双曲线，因此，在无级变速的情况下，汽车的驱动图为双曲线的一支。

当汽车的行驶速度下降时，驱动力F t ，max 随之急剧增大，这对汽车的使用极为有利。

⑤液力变矩器。

汽车上用得最多的无级变速器是液力变矩器。液力变矩器的变化范围较小，一般都同两挡或三挡机械变速器串联使用。液力变矩器在车速为零时可以传递很大的扭矩，汽车能连续不断地发出驱动力。在低速下，汽车也能发出很大的驱动力并稳定行驶。对于越野车在松软地面或雪地上行驶非常有利。

3.4变速器传动比

变速器1挡传动比对汽车动力性的影响最大。对普通汽车来说，变速器1挡传动比i kI 与主减速器传动比i 0的乘积，决定了传动系的最大传动比。若1挡传动比增大，则1挡最大动力因数增大，它应能保证汽车的最大爬坡度。1挡最大动力因数应在附着条件的限制以内，这样

汽车的动性才能充分发挥。1挡传动比还要保证汽车的最

低稳定车速。3.5空气阻力系数的影响根据D=（F t -F w ）/G ，则空气阻力F w 越小，汽车动力因数D 越大，即克服道路阻力和加速阻力的能力越强，汽车

的动力性越好。空气阻力在汽车低速时，对汽车动力性影响较小；汽车高速行驶时，空气阻力在汽车行驶阻力中占很大比重，对汽车动力性影响较大。改善汽车流线型，减小F w ，对高速行驶的汽车十分有益。4总结

汽车的动力性受很多因素的影响，本文从五个方面进行了系统的分析，汽车要想充分发挥动力性，必须满足驱动附着条件，而且在高速行驶时汽车的附着率明显增大，附着条件不易满足。因此，研究高速行驶时降低汽

车的附着率，提高汽车的动力性显得更加重要。通过研究，得出汽车动力性的评价指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度；同时对动力性的评价指标的计算方法进行了系统的研究；综合发动机与变速器的匹配分析了影响汽车动力性的因素。对汽车动力性的研究具有一定参考意义。

参考文献:[1]余志生.汽车理论[M].五版.北京：机械工业出版社，2009，03.[2]徐向进.汽车动力系统合理匹配研究[D].大连理工大学，

2005.