汽车驱动力行驶阻力平衡图
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11/18
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 dt
aj
0
Ft Ff Fw Fi
Ff
Fw
mgf
CD Aua2 21.15
(假设 cos 1)
12/18
mg sin Ft (Ff Fw ) arcsin Ft (Ff Fw ) ,
动力因数 D Ft Fw du
G
g dt
16/18
动力因数D
D1max
imax或i
g
du dt
D f i du
g dt
i0 max
D0 max
f
图1 30
汽车动力特性图及用途
17/18
umax
在求imax时，ddut 0 D f i imax DImax f DImax f cosmax sin max
1.3 汽车驱动力-行驶阻力平衡图
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqi0igT fmg cos CD Aua2 mg sin m du
r
21.15
dt
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：
i0 , ig ,T , r, CD , A, m为已知时
mg 通常用坡度i表示
i tg tg[arcsin Ft (Ff Fw ) ]
mg
13/18
Ft mg
坡度i
100%
imax tg
tg (arcsin
Ft
(Ff mg
Fw
) )
imax
Fw Ff mg
i0 max
图1－29 汽车爬坡度
14/18
umax
imax
tg
tg(arcsin
cosmax 1 sin 2 max
max
arcsin
D1max
f 1 1 f
D2 1max 2
f
2
tg max
imax，在加速时i
0,
du dt
g
(D
f
)
18/18
Ft
(
Ff mg
Fw
)
)
imax I档
i0max 最高档的最大爬坡度。
i0 max
Ft
(
Ff mg
Fw
)
目的是减少通常坡度汽 车经常 换档，影响汽车的运行 速度。
15/18
动力特性图评价汽车动力性
Ft Ff Fw Fi Fj
Ft Fw Fi Ff m du
G
G
G dt
( f i ) du g dt
3/18
1. 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
ua uamax ,此时，Fi mg sin i tg(sin1 Ft Ff Fw )
mg
4/18
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。
r
mgf
cos
CD Au 2a 21.15
＋(
Fj
Fi
)
2/18
Fw
CD Au 2a 21.15
驱动力Ft
Ff mgf
Ft1
imax
tg
sin
1[
Ft
(Ff mg
Fw
)
]
Ft 2
Ft
Ttqi0igT
r
Ft 3
Ff Fw
Ft 4
Ff
车速ua，km / h
ua ua max
图1－25 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
加速度：a j
du dt
1
m
(Ft
Ff
Βιβλιοθήκη Baidu
Fw )
则加速度倒数曲线为
dt du t du
aj
aj
aj
du dt
Fj m
离散化处理后t t u aj
5/18
或者a j
du dt
ds ds
du dt
udu 1
ds m (Ft Ff Fw )
ds u du s udu
aj
Fj aj
Fj1 a1
Fj2 a2
Fj3 a3
… … Fjm … … a1m
II 档
t
t1
t2
t3
Tm
aj
1
m
[
Ft
(Ff
Fw )]
dt 1 du t 1 u
aj
aj
10/18
☆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。
aj
s s uu aj
6/18
加速度aj
a j1
ua不同于u
aj2 aj3
Ff Fw
aj4
m
f
车速ua，km / h 图1-25 汽车加速度－速度图
ua ua max
7/18
1 / a j
ui u const t u
速度ua
s uu
aj
aj
加速时间曲线 1
1
a j3
1
aj2
便可以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。
1/18
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
a j1
1
aj4
u 1 m / s
3.6
图1－27 加速度倒数曲线
ua
8/18
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 Ttq1 Ttq2 Ttq3 … … Ttqm
n
n1 n2 n3 … … n1m
Ft
Ft1 Ft2 Ft3 … … Ftm I 档
ua ua1 ua2 ua3 … … uam
Ft
Ft1 Ft2 Ft3 … … Ftm II 档
ua ua1 ua2 ua3 … … uam
Ff Ff Ff Ff … … Ff
Fw Fw Fw Fw … … Fw
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Fj Fj1 Fj2 Fj3 … … Fjm I 档
aj a1 a2 a3 … … a1m
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 dt
aj
0
Ft Ff Fw Fi
Ff
Fw
mgf
CD Aua2 21.15
(假设 cos 1)
12/18
mg sin Ft (Ff Fw ) arcsin Ft (Ff Fw ) ,
动力因数 D Ft Fw du
G
g dt
16/18
动力因数D
D1max
imax或i
g
du dt
D f i du
g dt
i0 max
D0 max
f
图1 30
汽车动力特性图及用途
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umax
在求imax时，ddut 0 D f i imax DImax f DImax f cosmax sin max
1.3 汽车驱动力-行驶阻力平衡图
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqi0igT fmg cos CD Aua2 mg sin m du
r
21.15
dt
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：
i0 , ig ,T , r, CD , A, m为已知时
mg 通常用坡度i表示
i tg tg[arcsin Ft (Ff Fw ) ]
mg
13/18
Ft mg
坡度i
100%
imax tg
tg (arcsin
Ft
(Ff mg
Fw
) )
imax
Fw Ff mg
i0 max
图1－29 汽车爬坡度
14/18
umax
imax
tg
tg(arcsin
cosmax 1 sin 2 max
max
arcsin
D1max
f 1 1 f
D2 1max 2
f
2
tg max
imax，在加速时i
0,
du dt
g
(D
f
)
18/18
Ft
(
Ff mg
Fw
)
)
imax I档
i0max 最高档的最大爬坡度。
i0 max
Ft
(
Ff mg
Fw
)
目的是减少通常坡度汽 车经常 换档，影响汽车的运行 速度。
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动力特性图评价汽车动力性
Ft Ff Fw Fi Fj
Ft Fw Fi Ff m du
G
G
G dt
( f i ) du g dt
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1. 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
ua uamax ,此时，Fi mg sin i tg(sin1 Ft Ff Fw )
mg
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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。
r
mgf
cos
CD Au 2a 21.15
＋(
Fj
Fi
)
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Fw
CD Au 2a 21.15
驱动力Ft
Ff mgf
Ft1
imax
tg
sin
1[
Ft
(Ff mg
Fw
)
]
Ft 2
Ft
Ttqi0igT
r
Ft 3
Ff Fw
Ft 4
Ff
车速ua，km / h
ua ua max
图1－25 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
加速度：a j
du dt
1
m
(Ft
Ff
Βιβλιοθήκη Baidu
Fw )
则加速度倒数曲线为
dt du t du
aj
aj
aj
du dt
Fj m
离散化处理后t t u aj
5/18
或者a j
du dt
ds ds
du dt
udu 1
ds m (Ft Ff Fw )
ds u du s udu
aj
Fj aj
Fj1 a1
Fj2 a2
Fj3 a3
… … Fjm … … a1m
II 档
t
t1
t2
t3
Tm
aj
1
m
[
Ft
(Ff
Fw )]
dt 1 du t 1 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。
aj
s s uu aj
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加速度aj
a j1
ua不同于u
aj2 aj3
Ff Fw
aj4
m
f
车速ua，km / h 图1-25 汽车加速度－速度图
ua ua max
7/18
1 / a j
ui u const t u
速度ua
s uu
aj
aj
加速时间曲线 1
1
a j3
1
aj2
便可以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。
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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
a j1
1
aj4
u 1 m / s
3.6
图1－27 加速度倒数曲线
ua
8/18
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 Ttq1 Ttq2 Ttq3 … … Ttqm
n
n1 n2 n3 … … n1m
Ft
Ft1 Ft2 Ft3 … … Ftm I 档
ua ua1 ua2 ua3 … … uam
Ft
Ft1 Ft2 Ft3 … … Ftm II 档
ua ua1 ua2 ua3 … … uam
Ff Ff Ff Ff … … Ff
Fw Fw Fw Fw … … Fw
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Fj Fj1 Fj2 Fj3 … … Fjm I 档
aj a1 a2 a3 … … a1m