《汽车理论》总复习

uδ s 100% uw
uw rr0w 100% uw
纯滚动时 uδ= 0，s = 0；
纯滑动时 ωw=0，
uw=uδ，s =100%； 边滚边滑时 0 < s <100%。
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第二节 制动时车轮的受力
制动力系数 b 与滑动率s
制动力系数：地 面制动力与作用在 车轮上的垂直载荷 的比值。
b hg β 由 来自百度文库 1 a hg
Fμ1 Fμ 2 G Fμ1 b hg Fμ 2 a hg
满足固定比
满足同时抱 死的条件
值的条件
Lβ b 0 hg
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第五节 前、后制动器制动力的比例关系
制动过程分析得到的结论
1）当 0时，β线位于I曲线下方，前轮先抱死； 2）当 3）当 抱死；
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第四章
汽车的制动性
制动性的评价指标
根据对汽车制动性的定义，如何确定制动性的评价指标？ 制动性的评价指标包括：
短距离内停车： 下长坡时能维持一 定车速的能力： 方向稳定性；
制动效能——制动距离与制动减速度 制动效能恒定性
制动时的方向稳定性
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第四章
汽车的制动性
制动时车轮的受力
本节主要介绍：
《汽车理论》 总复习
汽车理论主要研究汽车的各项性能。
动力性 汽 车 的 性 能 主 要 包 括 燃油经济性 制动性 操纵稳定性 平顺性
汽车动力装置 参数的确定 汽车设计追求
的是最高性价比
汽车运用工程
通过性
的最核心理论指导
2
第一章
汽车的动力性
本章将介绍汽车动力性的评价指标
汽车的驱动力、行驶阻力、动力因数、附着力等；
0
时, β线位于I曲线上方，后轮先抱死； 时，β线与I曲线相交，前、后轮同时
0
4）只要 ，要使两轮都不抱死所得到的制动强 0 度总是小于附着系数，即 z 。
32
第一节 操纵稳定性概述
车辆坐标系与转向盘角阶跃输入 下的时域响应
1.车辆坐标系
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第一节 操纵稳定性概述
峰值附着系数
FX b b FZ
制动力系数随 滑动率而变化
滑动附着系数 s =15%～20%
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第三节 汽车的制动效能及其恒定性
制动减速度及制动距离
本章假设FW=0、Ff=0，即不计空气阻力和滚动阻
力对汽车制动减速的作用。
制动时总的地面制动力
FXb bG G du
g dt
当前、后轮同时抱死时
Peb Qt 367.1 g
b—燃油消耗率
（ml/s）。
；ρ—燃油的密度（kg/L）；
g—重力加速度（m/s2）。 汽油ρg=6.96～7.15N/L；柴油ρg=7.94～8.13N/L。
GT
单位时间耗油量
7
第二节 汽车燃油经济性的计算
A. 方法1(给定ig)
Pe
1
T
( P Pw )
abmax s g
当汽车装有ABS时
汽车能达到的制动减速度
abmax p g
当汽车没有装ABS， 又不允许车轮抱死时
abmax b g
ab max ?
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第三节 汽车的制动效能及其恒定性
总制动距离
1 u0 2 abmax 2 2 s2 u0 2 6
4）进入稳态所经历 的时间σ
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第二节 轮胎的侧偏特性
轮胎的侧偏现象和侧偏力——侧偏角曲线 侧偏特性的一些基本概念
侧偏特性是指侧偏力、侧偏角、回正力矩之间关
系。 侧偏力Fy：地面作用于车轮的侧向反作用力。 侧偏角α：轮胎接地印痕中心的位移方向与轮胎 坐标系X轴的夹角。 回正力矩Tz：轮胎发生侧偏时，产生的作用于轮 胎绕轮胎坐标系Z轴的力矩。
100%
思考：前轮的制动力不相等度大容易导致跑偏，还是 后轮制动力不相等度大容易导致跑偏？为什么？
24
第四节 制动时汽车的方向稳定性
2.悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上不协调
主要原因：一是转向节上节臂处的球体 销离前轴中心线太高，二是钢板弹簧刚 度太小。 紧急制动时前轴向前扭转一个角度， 转向节上节臂球体销本应作相应的移动， 但球体销又连接在转向纵拉杆上，使拉 杆有少许弹性变形而不允许球体销作相 应的移动，致使转向节臂相对于主销作 向右偏转，于是引起转向轮向右转动， 造成汽车跑偏。
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第二节 最小传动比的选择
2）后备功率
i01的后备功率最小； i03的后备功率最大； i01的燃油经济性最好； i03的燃油经济性最差。

uamax / u P < 1，动力性
差，燃油经济性好；
uamax / u P =1，动力性和
燃油经济性都比较好；
uamax / u P >1，动力性
2）降低油耗20% ～ 30%。
带挂车运输时
F 负荷率 b
F b F
Qs
货车以100t· km计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。
带挂车运输
装载质量 较大 质量利用系数 整车整备质量
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第四节无级变速器的节油原理
发动机的最经济工况－最小燃油消耗特性
发动机负荷特性曲线
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第四节 制动时汽车的方向稳定性
二、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失
FXb1
1.前轮抱死拖滑

FY 1 0
A
uA
FXb1
前轮抱死时，Fj的
方向与前轴侧滑的方
向相反，Fj能阻止或 减小前轴侧滑，汽车
Fj（离心力）
C
FXb2
处于稳定状态。
FXb2
uB B
FY2
O
26
第四节 制动时汽车的方向稳定性
35
第一节 操纵稳定性概述
3.瞬态响应特性
转向盘角阶跃输 入前后，直线行驶与
等速圆周行驶这两个
稳态运动之间的过渡 过程是一种瞬态，相
应的瞬态运动响应称
为转向盘角阶跃输入 下的瞬态响应。
36
第一节 操纵稳定性概述
瞬态响应的评价指标
1）时间上的滞后 2）执行上的误差 （ωr1/ωr0）×100％ 称为超调量 3）横摆角速度的波动 波动的ω ＝2π/T , 取 决于汽车的结构参数
的包络线是发动机提供一
定功率时的最低燃油消耗 率曲线。 可以利用发动机负荷 特性曲线找到发动机提供 一定功率（ Pe）时最经济 工况下的转速（n3）。
Pe
最低燃油 消耗率曲线
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第一节 发动机功率的选择
由比功率确定发动机功率
比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率，单 位：kW/t。
1000 Pe 汽车比功率 m
f
Pe b 100 Pe b Qs 102ua g 1.02ua g
第二节 汽车燃油经济性的计算
B. 方法2： (给定ig)
Q-Ua 功率平衡图
发动机万有特性图
Step:

ua1 Pe1 Lineal Insert Method b1 r n ua 0.377 ig i0 ua1 n1
FXb1
2.后轮抱死拖滑 FXb1 uA
o
A 后轮抱死时，Fj与后
FY1
FXb2
Fj
C uB
FXb2
轴侧滑方向一致，惯性
力加剧后轴侧滑，后轴 侧滑又加剧惯性力，汽

B
FY2≈0
车将急剧转动，处于不
稳定状态。
27
第四节 制动时汽车的方向稳定性
3.制动跑偏结论
1）制动过程中，如果只有前轮抱死或前轮先抱死，汽车 基本上沿直线向前行驶，汽车处于稳定状态，但丧失转向 能力； 2）若后轮比前轮提前一定时间先抱死，且车速超过某一 数值，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑，路面越 滑、制动距离和制动时间越长，后轴侧滑越剧烈。

教学难点
1. 滚动阻力及滚动阻力系数 2. 附着力与附着率
第二节 汽车燃油经济性的计算
计算的基本依据
发动机万有特性图 和汽车功率平衡图
等速时发动机应提供的功率为
Pe
1
由 ua和 Pe在万有特性图上可确定
T
( P Pw )
f
燃油消耗率b。
6
第二节 汽车燃油经济性的计算
汽车以ua等速行驶时，单位时间燃油消耗量为
2.稳态响应特性
汽车直线行驶时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转
动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。 转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶， 称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。
转 向 盘 转 角
sw0
时间 t
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第一节 操纵稳定性概述
稳态响应特性有三种类型 不足转向 ua R ；中性转向 ua R 不变； 过多转向 ua R 。
fg CD A 3 ua max ua max 3.6ηT 76.14mηT
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第二节 最小传动比的选择
1）最高车速
uamax1< uP1
uamax2= uP2
uamax3> uP3
uamax2> uamax3> uamax1
当u
u P 时，汽 车的最高车速最高。
amax
u P —发动机最大功率对应的车速； uamax —汽车的最高车速。
22
s s2 2 s3
第四章
汽车的制动性
制动时汽车的方向稳定性
方向稳定性主要是指 制动跑偏 后轴侧滑 前轮失去转向能力
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第四节 制动时汽车的方向稳定性
一、汽车的制动跑偏
1.左右车轮制动力不相等
Fl F r 或 FXbl FXbr
制动力不相等度
ΔFμb
Fμ大 Fμ小 Fμ大
好，燃油经济性差。
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第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择
ua与n的关系
nr ua 0.377 ig i0
Ⅰ挡n=n2时的车速为
n2 r ua1 0.377 ig1i0
n1r ua2 0.377 ua1 ig2i0
n1 n2 ig2 ig1
Ⅱ挡n=n1时的车速为
n2 ig1 n1 ig2
介绍动力性指标的确定方法； 功率平衡等。
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3
第一章
汽车动力性
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
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4
第一章

汽车动力性
教学重点




1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
汽车动力性的评价指标 汽车的驱动力图 滚动阻力、空气阻力、加速阻力、坡道阻力 驱动力－行驶阻力平衡图分析汽车的动力性 动力因数-行驶阻力平衡图分析汽车的动力性 功率平衡-行驶阻力平衡图，后备功率 驱动与附着条件，附着力与附着率
一是地面制动力、制动器制动力及其与附着力的关系；
二是介绍滑动率的概念； 三是分析制动力系数、侧向力系数与滑动率的关系。
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第二节 制动时车轮的受力
FXb、Fμ与 F 的关系
F
FXbmax F
pa
18
第二节 制动时车轮的受力
滑动率s的计算
uw rw
rr0w uδ uδ u w rr0w
Pe ua C Au 2 ( Gf D a ) 3600T 21.15
a1 an Q1 b1 pe1 /1.02 ua1 g (ua1 , Q1 ) (uan , Qn )
u ......u
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
带挂车运输
1）提高生产率30％～50％；
第二节 轮胎的侧偏特性
侧偏角α 轮胎接地印 迹中心的位移 方向与X轴的 夹角。
FY
+
0
Y
u
α
X
正的侧偏力， 产生负侧偏角。
2.侧偏现象
α
当车轮有侧向弹性时，即使FY没有
达到侧向附着极限，车轮行驶方向也 将偏离车轮平面的方向。
同步附着系数
Fμ1、Fμ2具有固定比值 的汽车，使前、后车轮同 时抱死的路面附着系数称
为同步附着系数。
从图中看，同步附着 系数是β线和 I 曲线交点 处对应的附着系数。 该点所对应的减速度 称为临界减速度。
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第五节 前、后制动器制动力的比例关系
同步附着系数的计算
Fμ 1 Fμ 2

1
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第四章 汽车的制动性
前、后制动器制动力的比例关系
本节内容： 1、分析地面作用在前、后车轮上的法向反力； 2、分析前、后车轮制动器制动力的比例关系； 3、通过 I 曲线、β 线、f 线、r 线分析汽车的制动过程； 4、介绍汽车的制动效率、限压阀和比例阀原理；
5、简述ABS的制动控制过程。
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第五节 前、后制动器制动力的比例关系
2 abmax 2 2 u0 u0 2 s3 2abmax 2 8
2 u0 abmax 2 2 2 u0 2 2abmax 24
2 abmax 2 故略去 很小， 因 2 24 2 ua 0 1 2 ua0 s 2 3.6 2 25.92abmax