汽车行驶驱动力、附着条件以及汽车附着力
汽车行驶驱动力、附着条件以及汽车附着力
前轮驱动和后轮驱动时地面法向反力
对后轮取矩，得到
FZ1LFwhwTf1Tf 2 Tj1Tj2 mdduthg
hgmgsinbmgcos 0
hw hg
FZ1
1[mg(b L
f
)cos mgghsinFwhg
mhg
du] dt
6/15
对前轮取矩，得到
FZ2Lam co g sF whwTf1Tf2Tj1Tj2md dh u tg hgmsgi nFwhw0
mg ( b h g f L hg
)
bhgf b
12/15
全轮驱动
F (F Z 1F Z2) F Z
其前提条件是当
FZ1mLg且 bFZ2
mga L
才能充分利用
13/15
前轮、后轮附着利用率
后轮驱动：F 2 a fh g
F L hg
前轮驱动：F1 b fh g
L
F 2
mga
mgfh L
g
F 2
mg ( a
L
1 hg
f
)
mg ( a fh g L hg
)
L
11/15
前驱动
hgf 0
FZmg
F 1
mg
[
b L
hg L
( F 1
Ff
)]
F 1( 1
hg L
)
mg
L
(b
hg
f
)
F 1
15/15
谢谢！
xiexie!
F L hg
通常前驱动汽车的静载 荷大于后轴。 质心的位置可用称重法 确定。
汽车正常行驶具备的基本条件
汽车正常行驶具备的基本条件
汽车正常行驶具备的基本条件是：发动机要有足够的驱动力，驱动车轮与路面间要有足够的附着力，足以克服行驶时的各种阻力，它们之间应满足以下关系：附着力≥驱动力≥行驶总阻力保证汽车正常行驶的条件包括汽车行驶的必要条件：牵引力大于或等于行驶阻力；
汽车行驶的充分条件：当驱动力F1=滚动阻力P1+空气阻力P2+上坡阻力P3+加速阻力P4时汽车等速行驶。
汽车行驶的必要条件：牵引力大于或等于行驶阻力；发动机输出的动力通过变速箱、传动系统到达驱动轮，驱动轮在路面滚动，形成推动汽车前进的动力，即牵引力。
牵引力大于阻力，汽车加速前进；牵引力小于阻力，汽车减速；牵引力等于阻力，汽车保持匀速状态。
阻力的构成包括路面对汽车的阻力，空气阻力（风阻）以及上坡等效而成的“坡道阻力”。
汽车行驶的充分条件：当驱动力F1=滚动阻力P1+空气阻力P2+上坡阻力P3+加速阻力P4时汽车等速行驶。
F1P1+P2+P3+P4时汽车加速行驶。
1.3驱动力与附着力解析
Ft Z2
全轮驱动的汽车，Zφ是作用于所有驱动轮的地面法向反 作用力。因此，全轮驱动的汽车的附着力较大。
3.汽车行驶的驱动与附着条件
将汽车行驶的驱动条件与附着条件联写，得
Ff Fi Fw Ft Z
汽车行驶的驱动与附着条件，也是汽车行驶的充分与必要 条件。 （必要条件）驱动条件：汽车本身能够产生足够的驱动力 ，发动机能产生足够大的扭矩或功率，足以克服各种行驶 阻力。
sin tan i
2 a
Meik i0m CD Av Gdu Gf Gi r 21.15 gdt
1.3.2汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
1.汽车行驶的驱动条件
Ft F f Fw Fi Ft F f Fw Fi Ft F f Fw Fi
壤，这时附着系数φ的数值不仅取决于轮胎与土壤间的摩擦
作用，同时还取决于土壤的抗强度。只有当嵌入轮胎花纹沟 槽的土壤被剪切脱开基层时，轮胎在接地面积内才产生相对
滑动，车轮发生滑转。
汽车行驶的附着条件可近似地写成：
或
Ft F Ft Z
Zφ——作用于所有驱动轮的地面法向反作用力 双轴汽车后轮驱动时，Zφ=Z2，Z2是后轮的地面法向反作 用力，附着条件为
由于胎面在接地过程中的微小滑
动，胎面上大量的细微花纹可进一步 擦去接角面间的水膜，这样轮胎接地 面积后部可以与路面直接接角，因而 可提供足够的附着力。 宽断面轮胎和子午线轮胎由于与 地面的接触面积增大，附着系数较高。 合成橡胶制成的轮胎也较天然橡胶的 轮胎有较高的附着系数。
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
2.轮胎的结构和气压
轮胎的结构： 细而浅的花纹
简述汽车附着条件。
简述汽车附着条件。
汽车附着条件是指汽车在行驶时能达到的物理性能特征，它主要由轮胎、底盘、悬挂、制动系统及其它相关组件协同作用而形成。
1. 轮胎附着条件：轮胎在各种路面表面的摩擦力和抓地力是汽车行驶的重要因素，它可以有效地减少汽车的起步和制动距离，同时也可以改善汽车的抓地力和操控性能。
2. 底盘附着条件：底盘附着条件包括汽车的灵活性、车身刚度和悬挂的稳定性，除了汽车本身的配置以外，路面状况也是汽车行驶的重要因素。
3. 制动附着条件：制动附着条件是指汽车在制动时能够达到的抓地力。
它包括制动器的性能、轮胎的抓地力、路面状况以及汽车负载的影响等。
4. 其他附着条件：汽车在行驶时会受到风的影响，风的力会对汽车的行驶速度和方向有一定的影响，所以还需要考虑汽车的外形和空气动力学性能，以减少汽车受风力的影响。
汽车理论1-4
四、附着率
1、加速、上坡时的附着率
1）后轮驱动汽车，驱动轮附着率为
Cϕ 2 FX2 = = FZ2 Ff1 + Fw + Fi + Fj′ Ghg du FZs2 − FZw2 + gL dt
加速、上坡时，忽略风阻和滚阻，将各表达式 代入上式并整理得 1 du i+ Fi + Fj′ g cos α dt Cϕ 2 = = Ghg du a hg 1 du FZs2 + + (i + ) gL dt L L g cos α dt
汽车理论
第一章 汽车动力性
第一节 动力性评价指标 第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 第三节 汽车的驱动力－行驶阻力平衡图 与动力特性图 第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附 着率 第五节 汽车的功率平衡 第六节 装有液力变矩器的汽车的动力性
邹旭东 制作 zxd@
第一章 汽车动力性 1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
邹旭东 制作 zxd@
1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
三、地面切向反作用力
由从动轮受力平衡
du Fp2 = m2 + Gw2 sin α + FX2 dt Tf2 Tjw2 FX2 = + ≈ Ff2 r r
du Fp2 = m2 + Gw2 sin α + Ff2 dt
邹旭东 制作 zxd@
?
1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
二、附着力与地面法向反作用力
汽车全受力图
邹旭东 制作 zxd@
1-4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
二、附着力与地面法向反作用力
各力对前后轮接地中心取矩：
1.4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
q b L 1 hg
L
思考：如果a=b， 哪种驱动方式的 等效坡度更大？ 答案：后驱车爬 坡能力更强
30
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
3）四轮驱动汽车
令后轴的转矩分配系数为
Tt2
Tt1 Tt2
驱动方式或
车型
Ψ
前轮驱动
0
后轮驱动
1
Audi
0.5
BMW325i
0.63
a L
cos
hg L
sin
G g
hg L
Iw Lr
Iw Lr
If igi0 Lr If igi0 Lr
du dt
du dt
FZw1
G
rf L
FZw 2
G
rf L
cos
cos
静态轴荷
动态分量=平动+旋转 空气升力 滚阻作用
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率3空气升力184滚动阻力偶矩产生的部分此项较小可以忽略不计忽略旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩之后第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率19三作用在驱动轮上的地面切向反作用力?切向反作用力最大值出现在汽车加速爬坡的工况以下将在此工况下进行分析
第一章 汽车动力性
FX 2
Tf 2 r
Tjw 2 r
Tjw2很小，忽略不计
FX 2 Ff 2
Fp 2
Ff 2
Gw2
sin
m2
du dt
25
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
第一章 汽车的动力性
目录第二章汽车的动力性 (1)2-0 引言 (1)2-1 汽车动力性指标 (2)2-2 汽车的驱动力和行驶阻力 (3)2-3 汽车行驶的驱动-附着条件、汽车的附着力 (11)2-4 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图 (14)2-5 汽车的功率平衡 (19)第二章汽车的动力性§2.0 引言1．定义：能达到的平均行驶速度。
2．关于定义的讨论：（1）道路——良好路面：水平或坡路（2）运动——直线行驶（3）外力——纵向外力决定的运动（4）能力——所能达到的（5）有效性——运输效率——最基本、最重要的性能。
3．本章的内容与目的分析汽车行驶时的受力，建立行驶方程式，并以图表的形式按汽车动力性评价指标的要求确定动力性。
－ 1 —— 2 —§2.1 汽车的动力性指标按尽可能高的平均行驶速度，有三方面指标：1） 最高车速max u （km/h ）——水平良好路面2） 加速时间t(s)——原地起步加速时间、超车加速时间。
a)原地起步时间t ——由一档或二档起步，逐渐换至最高档，行驶到预定距离或车速所需时间。
b)超车加速时间t ——在最高档或次高档由某一较低车速30、40km/h 全力加速至某一高速所需的时间。
c)还有用车速—时间曲线全面反应加速能力。
图1.1 汽车加速过程曲线3） 上坡能力max i ——最大坡度，良好路面，满载行驶。
a)显然，max i 是指一档最大爬坡度。
b)轿车的max i 基本满足使用要求，货车、越野车的爬坡能力是个很重要的指标。
－ 3 —§2.2 汽车的驱动力与行驶阻力1、汽车动力性——……平均行驶速度就是汽车沿行驶方向的运动状况∑=←⎪⎭⎪⎬⎫F F i t a u t max max )(——行驶方程式2、讨论（1） 驱动力——发动机转矩−→−经传动系−→−驱动轮 （2） 行驶阻力——滚动、空气、加速、坡度。
一、汽车的驱动力图1.2 汽车驱动力— 4 —rT F t t =其中 t g tqT i i T →→→0主减速器变速器即Tg tq t i i T T η***0= （1-1）ri i T F Tg tq t η***0=∴对TtqTη,，r 的讨论（略讲）（一）发动机的转速特性来确定转矩tqT（1）转速特性曲线（发动机的外特性曲线，和部分特性曲线 ）P e ,T tq ,b —n其中9550n T P tq e =（1-2）（2）发动机制造厂提供的发动机特性曲线通常是在试验台上未带空气滤清器、水泵、风扇、消声器、发电机等条件下测得的。
1-4 汽车行驶的驱动-附着条件
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
1-4 汽车行驶的驱动－附着条件
一、汽车行驶的驱动条件二、汽车行驶的附着条件三、汽车行驶的驱动-附着条件四、汽车的附着力五、汽车的附着率
HBQY
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
ϕ
ϕF F F Z x ==max ϕ称为附着系数。
F ϕ称为附着力，即地面对轮胎切向反作用力的极限值。
二、汽车行驶的附着条件
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
ϕ的值受各种因素的影响，但动力性计算中一般取为常数，如：
良好、干燥路面：0.7~0.8良好、潮湿路面：0.5~0.6良好、湿滑路面：0.2~0.4
附着系数
HBQY
HBQY
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
四、汽车的附着力
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
1. 加速、上坡行驶时的附着率
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
HBQY
HBQY
为提高汽车的爬坡能力：
1.采用后轮驱动；
2.适当布置重心位置，使驱动轮负荷占较大比例；
3.采用全轮驱动。
对于高速行驶的汽车：
1.通过改善车身形状或增加辅助装置，降低Cl，
以减小附着率；
2.可通过总布置，调整前、后轴轴荷来减小附着率。
湖北汽车工业学院汽车工程系。
1.3驱动力与附着力
m1=0.8～1.4，m2=1.2～0.7
重心高度hg 轴距L 重心到前轴的距离a
确定轴负荷分配系数的重要数据
由试验测得
汽车行驶的附着条件可近似地写成：
Ft F
或
Ft Z
Zφ——作用于所有驱动轮的地面法向反作用力
双轴汽车后轮驱动时，Zφ=Z2，Z2是后轮的地面法向反作 用力，附着条件为
Ft Z2
全轮驱动的汽车，Zφ是作用于所有驱动轮的地面法向反 作用力。因此，全轮驱动的汽车的附着力较大。
3.汽车行驶的驱动与附着条件
1.3驱动力与附பைடு நூலகம்力
1.3.1汽车的驱动力平衡方程
表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称为汽车的 驱动力平衡方程
Ft Ff Fw Fi Fj
Meiki0m fG cos CD Ava2 G sin Gdv
r
21.15
gdt
cos 1 sin tan i
宽断面轮胎和子午线轮胎由于与 地面的接触面积增大，附着系数较高。 合成橡胶制成的轮胎也较天然橡胶的 轮胎有较高的附着系数。
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
轮胎磨损： 胎面花纹深度减小，附着系数将显著下降。
轮胎气压： 硬路面，降低气压，附着系数略有增加。 松软路面上，降低气压，轮胎与土壤的接触面积增大，
Meiki0m Gf CD Ava2 Gi Gdu
r
21.15
gdt
1.3.2汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
1.汽车行驶的驱动条件
Ft Ff Fw Fi Ft Ff Fw Fi Ft Ff Fw Fi
行驶条件：
汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
Hale Waihona Puke G ghg Ldu dt
忽略坡度阻力和加速阻力
C 2
Ff 1 Fw FZs 2 FZw2
0.99
通过改善车身形状，或者增加一 些辅助的空气动力装置，可以降低 空气升力系数，达到减小附着率改 善操纵稳定性与动力性的目的。也 可以通过调整汽车的整体布置，变 动前后轴的载荷来减小驱动轮的附 着率。
C 2
a
q hg
q
LL
a q L
1 hg
L
✓加速上坡行驶时的附着率（前轮驱动）
C1
b
q hg
q
LL
C1
等效坡度
b q L
1 hg
L
✓高速行驶时的附着率
后驱动轮的附着率
C 2
FX 2 FZ 2
Ff 1 Fw Fi Fj'
FZs 2
FZw2
驱动轮受力分析
✓在X方向
FX 1
Fp1
Gw1
sin
m1
du dt
Fp1 Ff 2 Fw (Gw2 WB ) sin
(m2
mB
)
du dt
FX 1
Ff
2
Fw
G
sin
m
du dt
FX1 Ff 2 Fw Fi Fj'
与Fj区别
后轮驱动汽车 作用在驱动轮上的切向作用力
动态分量 空气升力
滚动阻力偶
FZs1
G(cos
b L
1.4 汽车的行驶的附着条件与附着率
1.4.4.2
高速行驶时的附着率
汽车在良好道路上高速行驶时， 道路的坡度与汽车加速度均很小。 令式(1-14)中的 i = 0 、
du ，便可求得高速行驶时后轮驱动汽车的后驱动轮附着率为 =0 dt
Cϕ 2 =
Ff 1 + Fw FZs 2 − FZw 2
图 1-19 给出了一(紧凑型)后轮驱动轿车后驱动轮地面切向反作用力、法向反作用力、 附着率与车速的关系曲线。 图中的法向反作用力与附着率是按三种空气升力系数求得的， 即 后升.力系数为 0.28, 1.05 与 0。由图可以看出，随着车速的增加，后轮的法向反作用力下降， 而切向反作用力则按车 速的平方关系增大。因 此，附着率 Cϕ 2 随着车 速的提高而急剧增大。 图 1-19 中的例子表 明，在一般车速下 Cϕ 2
Tt − T f 2 r
这就是汽车行驶的附着条件。
= FX 2 ≤ FZ 2ϕ
对于前轮驱动汽车，其前驱动轮的附着率亦不能大于地面附着系数。 驱动轮地面法向反作用力与汽车的总体布置、行驶状况及道路的坡度有关。式中 ϕ 为 附着系数，它与路面的种类和状况、车轮运动状况、胎压及花纹有关，行驶车速对附着系数 也有影响。 在一般动力性分析中只取附着系数的平均值，见表 1-3。
rf cos α 。由于此项甚小，可 L
G hg du ⎫ ⎪ g L dt ⎪ ⎬ G hg du ⎪ FZ 2 = FZs 2 − FZw 2 + g L dt ⎪ ⎭ FZ 1 = FZs1 − FZw1 −
（1-11）
1.4.3
作用在驱动轮上的地面切向反作用力
图 1-16 是前轮驱动汽车的从动轮、 驱动轮与车身在加速过程中的受力图。Gw1 、Gw 2 为 驱动轮、从动轮的重力； m1 、 m2 为驱动轮、从动轮的质量； WB 车身重力； mB 车身质量；
(完整版)《汽车理论》教学大纲文档
机电工程学院《汽车理论》课程教学大纲课程性质：专业必修课，总学时：48 学分：4适用专业：交通运输一课程教学目标汽车理论是交通运输专业一门重要专业课，本课程是从运动学和动力学角度分析汽车各种使用性能、评价方法以及汽车结构参数、使用参数对汽车行驶性能的影响；以提高汽车行驶性能为目的。
本课程的任务是在掌握汽车行驶性能指标和评价方法基础上，找出汽车结构参数、使用参数对汽车行驶性能的影响规律，从而提高汽车行驶性能，为进行汽车设计、研究打下坚实的专业理论基础。
二课程的目的与任务《汽车理论》课程理论性比较强，因此通过进行汽车的动力性、制动性、平顺性实验教学环节加深对理论知识的理解与掌握。
熟悉汽车性能测试仪器的使用，并结合相关知识，掌握汽车性能的实验研究的基本方法，提高学生的实践能力。
三理论教学的基本要求本门课程首先能够学会如何评价汽车的行驶性能，而且能够用最简单（易计算、易测试）的指标来反映每个汽车行驶性能（动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、通过性等）；其次，要学会用最基本的方法，最有效的计算或测试方法得到汽车性能的评价指标；最高要求是在以上两点的基础上，能够分析汽车的结构参数对汽车性能的影响，即能够通过计算或试验手段分析如何改进汽车的设计.通过本课程的学习，系统介绍汽车初等动力学的数学模型，使学生学会使用评价和分析汽车行驶性能的方法，从而掌握评价汽车性能的理论基础，例如：汽车动力性、汽车燃油经济性、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车行驶平顺性、汽车通过性。
同时为汽车设计等后续课程准备必备的基础。
为以后的毕业设计和从事汽车技术工作，能够正确设计汽车、合理使用汽车、科学试验汽车打下稳固的基础。
四实践教学的基本要求实验（实训）学时 6 应开实验（实训）项目个数 3序号实验（实训）名称实验（实训）要求学时分配实验（实训）类型备注1 汽车动力性实验必做2 验证性2 汽车制动性实验必做 2 验证性3 汽车平顺性实验必做 2 验证性五教学学时分配序号教学内容总学时学时分配讲课实验实训习题1 汽车的动力性10 8 22 汽车的燃油经济性3 33 汽车动力装置参数的选定 3 34 汽车的制动性12 10 25 汽车的操纵稳定性9 96 汽车的平顺性97 27 汽车的通过性 2 248 42 6六大纲内容第1章汽车的动力性1.教学目的和要求：掌握汽车行驶所受各种阻力；熟练掌握汽车动力性指标及评价方法；掌握汽车行驶的驱动—附着条件和汽车的功率平衡；了解装有液力变矩器汽车的动力性以及汽车动力性实验。
汽车动力性评价指标 - 汽车动力性评价指标
Max. speed, means that the vehicle drives on the straight and even and good (concrete or asphalt) roadway can reach at the average and largest speed.
form table
of or
the the
按照评价指标，确定汽 plait distance), press the
车动力性。
vehicle tractive evaluation index, make sure the motion
of the vehicle.
3/120
1.1 汽车动力性评价指标
Index Evaluating Vehicle Traction Performance
加速时间 t
最高车速 umax 最大爬坡度 imax
Acceleration Time Maximum Speed Maximum grade
4/120
加速时间评价方法
Method evaluating acceleration time
Some nations request the MV on often meeting the
road of slope the speed that the MV must keep to
expresses that it accelerates the ability.
8/120
7/120
爬坡能力的评价-
Evaluation of sloping ability
汽车工程学-图文-2-4 汽车行驶受力分析
gdt
gdt
1）计算最高车速
du 0 dt
i0
D f
f
uamax
13
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
2）计算爬坡度
du 0 dt
iD f
由动力特性曲线，即可做出各挡的爬坡度图。
Ⅰ挡工作时，爬坡度较大，此时以 imax＝D1max－f 计算的误差也较大，可以用下式计算
19
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
20
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
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
21
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效接地面积， 使车轮的附着力下降，汽车的车速得以控制。
22
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
第三节 汽车的驱动力—行驶阻力平
衡图与动力特性图
本节将通过作图法确定汽车动力性指标。
1
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
cos
CD Aua2 21.15
arcsin Ft (Ff Fw )
G
10
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。
11
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
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ab ab L
附着系数
图 1 24 不同驱动方式汽车的附 着利用率曲线
15/33
4.4
汽车驱动力-行驶阻力平衡图
行驶方程式反映了汽车行驶时，驱动力和外 界阻力之间的普遍情况。当已知条件：
便可分析汽车在附着条件良好路面上的行驶能 力。即在油门全开时，汽车可能达到最高车速、加 速能力和爬坡能力。
动力因数
31/33
动力因数D
D1max
imax 或i
du
g dt
du
g dt
D f i
i0 max
D0 max
f
汽车动力特性图及用途
32/33
图1 30
umax
du 在求imax 时， 0 D f i dt imax DIm ax f DIm ax f cos max sin max cos max 1 sin max
驱动力Ft
Ft1 Ft 2 Ft 3 Ft 4
Ff Fw
Ff
F f mgf
车速ua，km / h 图1－25 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
18/33
ua ua max
4. 最大速度和部分负荷时的力平衡
以及 uamax 和部分负荷时的等速
2. 加速能力
3. 最大爬坡度
19/33
2. 加速能力 它用aj,但aj不方便评价。 通常用加速时间或加速距离来评价。
11/33
12/33
全轮驱动
F ( FZ1 FZ 2 ) FZ
其前提条件是当
mgb mga FZ 1 且FZ 2 L L
13/33
前轮、后轮附着利用率
14/33
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 后轮驱动 前轮驱动 全轮驱动
对后轮取矩，得到
6/33
对前轮取矩，得到
7/33
8/33
9/33
10/33
mga hg F 2 [ ( F 2 F f )] L L hg mga mgfhg F 2 F 2 L L mg ( a f ) mg( a fh ) g L F 2 hg L hg 1 L
FZ 2
F0
2/33
后驱动汽车
约束汽车行驶的第二个条件
汽车行驶的驱动附着条件 F f Fw Fi Ft FZ 必要充分条件
3/33
2. 汽车附着力
F FZ
路面 混凝土（干） 混凝土（湿） 附着系数 0.7~0.8 0.5~0.6 路面 碎石 土路（干） 土路（湿） 附着系数 0.6~0.7 0.5~0.6 0.2~0.4
s
s
uu aj
21/33
加速度aj
a j1
a j2
a j3
a j4
F f Fw
m
f
车速ua，km / h
图1-25 汽车加速度－速度图
22/33
ua ua max
1/ a j
速度ua
ui u const
加速时间曲线
1 a j1
图1－27
1 a j2
1 a j3
4/33
du FZ1 L Fw hw T f 1 T f 2 T j1 T j 2 m hg hg mg sin bmg cos 0 dt
前 轮 驱 动 和 后 轮 驱 动 时 地 面 反 力
Fw
hw hg
ua
du m dt
T j1
Fx1
Tf 1
hg
27/33
2 a
28/33
坡度i 100%
Ft mg
imax tg tg (arcsin
Ft ( Ff Fw ) mg
)
imax
Fw F f mg
i0 max
图 1－29汽车爬坡度
29/33
umax
30/33
动力特性图评价汽车动力性
Ft F f Fw Fi F j Fi F f Ft Fw m du G G G dt du ( f i ) g dt
26/33
3. 利用驱动力-行驶阻力平衡图 确定汽车的爬坡能力
其前提条件是路面良好，克服 Fw+Ff 后 的全部力都用于克服坡道阻力，即
du aj 0 dt Ft F f Fw Fi C D Au F f Fw mgf 21.15 (假设 cos 1)
m g sin
du dt
Tj2
Tf 2
FZ 1
a
mg cos
L
b
mg
FZ 2
Fx 2
du FZ 2 L amg cos Fwhw T f 1 T f 2 T j1 5/33 T j 2 m hg hg mg sin Fwhw 0 dt
前轮驱动和后轮驱动时地面法向反力
2
max
D1max f 1 D arcsin 2 1 f
2 1max
Байду номын сангаас
f
2
tg max
du imax ，在加速时i 0, (D f ) dt g
33/33
…… …… …… ……
Fjm a1m Fjm a1m Tm
I档 II 档
1 aj [ Ft ( F f Fw )] m 1 1 dt du t u aj aj
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☆手工计算时,一般忽略原地起步过程 的离合器打滑过程.即假设在最初时刻， 汽车已具备起步换档所需的最低车速。 ☆换档时刻的确定：若I-II加速度曲线 相交，则规定在交点处换档；若I-II的 加速度曲线不相交，则规定在发动机最 高转速处换档；换档时间一般忽略不计 （正态分布t=0.2~0.4s)。 ☆计算加速时间的用途：确定汽车加速 能力；传动系最佳匹配；合理选择发动 机的排量。
du 1 加速度： a j ( Ft F f Fw ) dt m 则加速度倒数曲线为 du dt t aj
du aj
du F j aj dt m
u aj
离散化处理后 t
t
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du ds du 或者a j dt ds dt udu 1 ( Ft F f Fw ) ds m u udu ds du s aj aj
Ttq3 n3 Ft3 ua3 Ft3 ua3 Ff Fw
…… …… …… …… …… …… …… ……
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Ttqm n1m Ftm uam Ftm uam Ff Fw
I档 II 档
Fj aj Fj aj t
Fj1 a1 Fj1 a1 t1
Fj2 a2 Fj2 a2 t2
Fj3 a3 Fj3 a3 t3
1 a j4
加速度倒数曲线
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ua
由驱动力、滚动阻力和空气阻力，就可按 行驶方程式计算加速度及其倒数，从而求 得加速时间或者加速距离。
Ttq n Ft ua Ft ua Ff Fw
Ttq1 n1 Ft1 ua1 Ft1 ua1 Ff Fw
Ttq2 n2 Ft2 ua2 Ft2 ua2 Ff Fw
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驱动力与行驶阻力平衡图定义 为了清晰地描述汽车行驶时受力情 况及其平衡关系，通常将平衡方程式用 图解方式进行描述，即将驱动力Ft和常 见行驶阻力Fw和Ff 绘在同一张图上。
Ttqi0igT r
CD Au a mgf cos ＋( F j Fi ) 21.15
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2
4.3 汽车行驶驱动力、附着条
件以及汽车附着力
4. 汽车行驶的驱动－附着条件
1/33
轮胎与地面的附着条件 F Fx max FZ 若Fx FZ ， 则产生滑转现象
Adhensive force
I w2
Tt
d dt
W2
du m2 dt d dt
Fp 2
Tf 2
Fx 2