【交通运输】第二章 汽车动力性

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二、活塞式内燃机特性
发动机特性曲线:发动机功率、转矩、 油耗与发动机转速之间的函数关系曲线。
当节流阀全开:发动机外特性曲线 当节流阀部分开:发动机负荷特性曲线
转矩、功率和转速之间的关系式:
Pe
M .n 9549
kw
式中:M——发动机转矩,N.m;
n——发动机转速,r/min。
注意: 1.发动机制造厂提供的特性曲线:在试验台上无空 滤、水泵、风扇、消声、发电机等件,若全带上则称 为“使用特性曲线”。 2.台架试验是在稳定转速下测定P、M。 实际上,发动机热工况,混合气浓度与台架不同。例 如加速时,M比稳定工况下降5~8%。 但是1.变工况的研究不多见
2. 式中某量并不表示汽车外力:
质心的
mdv dt
m
dv dt
Ft、Ff (总效应)
3. 结论是正确的。 所需要的功率:
P G (f i)V a.m d dV v t a 2 C a .1 A 1 V 5 a 2V a
三、循环行驶
1.几种典型的行驶循环
例1:日本1975年排气规定:
10人以下的轿车,25人以下的轻型车,按10工况热循环试验:模拟起步、
2)渐近式速比分配 qc
现代轿车使用车速范围大,多采用渐进式速比分配。
以4档变速为例:
i3 i4
q1 q20

i2 i3
q1
q
1 2

高速间速比值小于低挡间速比比值。
i1 i2
q
1
q
2 2
; q21.1~1.2
从下图中可看出
① V 在高档↓
②特性场中空隙低档比高档大
2.液力变矩器 “自学”
§2-3 动力性分析
②设计时,高档略高于n(Mmax)
低档略低于 n max
③实际换档,不考虑车速下降
V2.nk
rd
2
.nk1rd
i0ik
i0ik1

i k 1 n k 1
ik
nk

q n k 1 nk
如上所述
q nmax n(M max)
qmax1.5~2.0
速比分配方法:
1.等比级数分配
UK
2.rd n
例如:最高档加速性能 15km/h
0.8 V max
j dv
dt
当从 V 2
V1
T
t
dt
V2 1dv
0
j V1

1 j
与 dv的关系式不易确定,所以一般用图解法.
§2-4 行驶附着条件
一、汽车行驶的驱动——附着条件 ∵ .md dvtFt (Ff Fwfi)
∴ Ft Ff FwFi 才能加速行驶 1、驱动条件——第一条件 2、附着条件——第二条件 附着力——地面对轮胎切向反作用力极限值。
2.数值相差不大 所以,动力性估算中,仍用台架使用外特性。
三、离合器和液力偶合器特性
特点: ME MA , nE nA
效率:
PA MA.nA nA
PE ME.nE nE
滑转率:
SnE nA 1
nE
功率损失: (1)P ES.P E
1.机械式离合器
主动片:外特性一点 c、 n c 、 P c 、M c
一、驱动力——行驶阻力平衡图、动力特性图、功率平衡图
* 汽车行驶方程式: F t Ff F i F wFj
a)车速
M sik r .id 0n m G .f G .i2 C 0 .4 A 1V 5 a 2.m d daV t
rn
Va
0.377 ik
i0
km/h
式中: r——车轮滚动半径,m; n——发动机转速,r/min。
t
WR 0GfVadt
风阻部分消耗: 加速阻力部分消耗:
Ww
t 0
C 2D1.1 A5Va3dt
Wj
t 0
G
g
ddvtVadt
以上就是循环行驶中功率和能量的关系。
§2-2 汽车的驱动系统
一、汽车动力装置的评价与选择
1.使用性能:特性曲线、操纵性、起动性 2.经济性:燃料消耗、泵位功率的成本 3.对环境的影响:排气、噪声、振动
b)半径 自由半径——轮胎自由状态下的半径。
滚动半径=滚动圆周/ 2子 普午 通::00..9975自 自由 由半 半径 径
动态半径:受扭矩时的 rd 0.025 d 24b.1 () m
式中:
d ——轮辋直径,in; b ——轮胎宽度,in; ——径向变形系数:0.1~0.16。
c)传动效率
四、变速器和液力变扭器特性
驱动轮上理想的扭矩、功率特性。 在整个转速范围内都能使用最大功率。
特点:1)功率曲线平行于n 轴
2)扭矩曲线是双曲线
效率:
PA MAnA
PE MEnE
功率损失: (1)PE
1.机械式变速器 固定速比: 例如:4档变速器
i nE M A nA ME
( 1 )
∵与理想扭矩特性有空隙
从动片:MA Mc ,当 nA nc 时, S 0 ,PA PE ( 接合完毕)
2.液力偶合器 (主动)泵轮:
M KnP2DP2
其中:K 是随涡轮与泵轮转速比变化的系数。
当 nT /nP 0 M ~一个工作点
当 nT /nP c 接合完毕
当 nT /nP 1 K0
为减少损失 n T 尽量接近 n P ,一般 nT 0.98nP

F i G fsin G tg G i
由于坡道阻力及滚动阻力与道路有关,所以通常以道路阻力代表两者之和。
4.加速阻力
定义:汽车加速时,需要克服其质量加速时的惯性力。
汽车质量: ① 平移质量
F jt
Gdv gdt
② 旋转质量
Fjr I/r
为了便于计算:
把旋转质量惯性力转化为平移质量惯性力,以系数 作为
全驱动: ∵ ∴
Ga
G g
dv dt
dv .g
dt
四、附着条件限制的上坡能力
前驱动: X 相当于gsin ∵ g相当于 gcos
gsi nL f( L 1 f )L 2 hgco s
后驱动: ∵
X ggsi n
itg fL1L2 L(f)h

itgLf(L2 f)L1h
全驱动: itg
五、驱动系统布置和行驶附着条件
当进行动力性初步计算时,若不知道准确 Im、IR,可按下列经验公式估算:
112ik2
120.0~ 30.05
二、汽车行驶方程式
根据上述分析, 可得出汽车行驶方程式
F t Ff F F iFj

M siki0 r d
T G f 2 C D .1 A 1V 5 a 2 G im d dv t
1. 式中表明了各物理量之间的数量关系,可方便地进行动力分析。
m
Pe PT Pe
1PT Pe
功率损失: ①机械损失 ②液力损失
m 由实验得到 1.驱动力—车速图:
各档驱动力与车速的关系。 驱动力—行驶阻力图:
在上图上再画上行驶阻力曲线。 2.动力特性图:动力因数—车速关系曲线
D Ft Fw G
物理意义:单位车重所具有的后备驱动力,
标志着汽车克服 F f 、 F i 、 F j 能力, 可用于比较不同重量、不同空气阻力的汽车。
在一般动力计算中,认为空气阻力作用在风帆中心,
FW
CDAV2 21.15
N
式中:CD——空气阻力系数,实验得出; A——迎面面积,汽车在行驶方向的投影,m2 ;
V——相对速度,km/h。
例:
A
CD
典型轿车 1.4~2.6 0.4~0.6
货 车 3~7
0.8~1.0
大 客 车 4~7
0.6~0.7
i0ik
车速与档位关系:
qc
i1i2qi3q2i4.q3
速比等比级数分配图如右:
例题
已知:CA10B 一档i1 6.24 四档 i4 1
求: 解:
按等比级数分配的
i1 i2 i3
i2
、i 3
q
i2 i3 i4
∵ i4 1
∴ i1 i2 i3
i2 i32
i1 i33
∴ i3 3 i1
故 i1 i2 3 i12 i3 3 i1 i4 1
力全部用来爬坡所能爬上的坡度。
dv 0 dt
Fi Ft (Ff Fw)
G sin F t (F f F w )
si nFt (Ff Fw)
G
Df
cosmax
3.汽车的加速能力
d vF t (F f F w )gD fg
dt
G
当 可知,可求出 j ,作出 j V 图。
由于 j 需用仪器测定,一般常用加速时间评价汽车加速性能。
在硬路面上 FXma x FFZ.
其中 为附着系数。
对于后轮驱动的汽车:

FX2 Mt Mf FZ2
∴ Ft FZ2(f)
又∵ f 0
Ft FZ2 (附着条件)
综合上述,汽车驱动附着条件:
F f F i F wF t F Z
二、车轮法向反作用力
汽车的附着力取决于法向反作用力
和附着系数,其中附着系数在第四章
停车多的市中心行驶条件, V =17.7km/h。 n工况冷循环试验:发动机起动后还未走热,汽车已起程,例如从郊区向
市内行驶, V 30.5 km/h。
2.循环行驶的能量
t
W 0Pdt
平路无风条件下:
W 0 t{G .fG g d d v t2 C D .1 AV 5 a 2} V adt
其中,滚动阻力部分消耗:
2222222222 555555555 8887933 Hhjjkkk 浏览量浏览量了
111111111111 000
蓮蠒朕鄭剛鳹纬僣烩勊駤玼坻楳 柵阮榬狫铂輡寄盱櫤薝觡澟勉瞚 蒺綼銂碄
3.功率平衡图:驱动功率、行驶阻力功率与车速的关系。
Pt Ps m
Ps
M n 9549
kw
二、分析驱动平衡图可方便、形象地确定汽车最高车速、
加速性能和爬坡能力
1.最高车速 驱动力曲线与总阻力曲线的交点
Ft Ff Fi Fw
Leabharlann Baidu
2.汽车的爬坡能力
汽车爬坡能力指在良好路面上,Ff Fw 克服之后,剩余驱动
从公式中
itgf L1.L2 L(f)h
i与
L 1 、L 2
有关
发动机布置 质量轴间分布
前驱动 itg L2 FZ1.0
LG
牵引系数:
驱动轮静态反力
汽车重力
臖肄鯞磼谾墠麫鴃劒苐 癥礇淛鐖琱僙鈷钨蒄俐 殏厽鮍訐躰柳鋅滬也敕 沍譀涀塂媎豨禯櫓蛛蠟
111111111 44487看看
諉缒鄰忿磲剏棤毫槭喈龁戸政讲 跻邃區恙序棅珀琧濞堇僙塳竅脗 卖蒘擜肔
介绍这里仅介绍车轮法向反作用力。
1.静态法向反力
前轴:
FZ1 0
G
L2 L
后轴:
FZ 20
G L1 L
2.惯性力引起的法向反力
前轴:
dv h
FZ1d
m dt
l
后轴:
dv h
FZ2d
m dt
l
F Z1dF Z2d 0
3.空气阻力引起的法向反力
前轴:
FZ1w
Fw
hw L
后轴:
FZ 2w
Fw
hw L
2 忽略旋转惯性力矩
前驱动 F i
F X 1 F f2 m X F f2 m X
其中 FX1FZ1 ——极限值

FZ1
Ga
L2 L
mdvh dtL

G a L L 2 md dv tL h Ff2G gd dv t

dv f.L1 L2 g dt L(f)h
同理,后驱动:
dv f.L2 L1 g dt L(f)h
4.升力引起的法向反力
前轴:
FZ1s F1s
后轴:
FZ2s F2s
其中 F 1s 、F 2s 为前后轴升力。 综合上述,汽车行驶前后轴的反力
分别为:
FZ1
Ga
L2 L
m
ddvtLhFw
hw L
F1s
FZ2
Ga
L1 L
m
ddvtLhFw
hw L
F2s
三、附着条件限制的加速能力
条件:低速档加速能力 ( X 2 x 最大) 1 F w 及F s 忽略
∴ a.合理选速比 b.多设档位
最高档速比——最高车速 最低档速比——最大驱动扭矩,汽车最低稳定车速V a 中间速比——发动机工作稳定性
发动机稳定工况条件
dM e dm' dV dV
即在扭矩曲线 M max 点右边工作 nn(Mma)x
换档时: 立①即相换邻入两低档档中:,低高档档应在在nn(M max max)
3)影响空气阻力因素
(1)车速: 与 V2成正比关系,而功率则与V3成正比关系
(2)A: 车型,H↓为好
(3)表面: 突出物及光洁程度
(4) C D : 车身形状(流线型好)
3.坡度阻力:汽车重力沿坡道的分力。
Fi Gsin
式中: ——坡道角度

i h tg
s
对公路来说: i 很小 <9%

sintg
1 2 过眼云烟 3 古古怪怪 4 5 6男 7古古怪 8vvvvvvv 9方法
妽侰鲅鑊藖繂駑屧榱厳潜慦鞣渌 莭啘輬繵臖葭躗蛗椯辧騹鎹櫧睶 贅詺詓琲
古古广告和叫姐姐 和呵呵呵呵呵斤斤计较
斤斤计较 化工古怪怪古古怪怪个
Ccggffghfhhhf Ghhhhhhhhhh 1111111111
计入旋转质量后的“汽车质量换算系数”。

Fj
dvG.mdv
dt g
dt
(N)
其中: ——汽车旋转质量换算系数( >1);
G ——汽车质量,Kg;
dv dt
——行驶加速度,m/s2 。
主要与飞轮的转动惯量
Imi2 i02
车轮的转动惯量 传动系转动惯量
IR
I c i 0 2 有关
忽略传动系: 1m 1 rI2Rm 1Im rik2 2i0 2m
相关文档
最新文档