汽车驱动力-行驶阻力平衡图
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1/18
驱动力与行驶阻力平衡图定义 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， 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F 图解方式进行描述，即将驱动力 t和常 见行驶阻力F 绘在同一张图上。 见行驶阻力 w和Ff 绘在同一张图上。
Ttqi0igηT r
1.3 1.3
汽车驱动力汽车驱动力-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 行驶方程式反映了汽车行驶时， 力之间的普遍情况。当已知条件： 力之间的普遍情况。当已知条件：
便可以分析汽车在附着条件良好路面上的行驶能 即在油门全开时，汽车可能达到最高车速、 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。 能力和爬坡能力。
∫
离 化 理 t≈ 散 处 后
∑∆t = ∑
5/18
∆u aj
du ds du 或 aj = 者 = dt ds dt 1 udu (F − Ff − Fw) = = t δm ds u udu ds = du ⇒ s = ⇒ aj aj
∫
s≈
∑
∆s =
∑
u∆u aj
6/18
加速度a 加速度 j
12/18
2 a
13/18
坡度i × 100%
Ft mg
Ft − (Ff + Fw ) imax = tgα = tg(arcsin ) mg i max
Fw + F f mg
i0 max
图1－29 L 汽车爬坡度
14/18
u max
15/18
动力特性图评价汽车动力性
F = Ff + F + F + Fj t w i F + Ff F −F δm du i t w = + G G G dt δ du =( f +i )+ g dt
11/18
3. 利用驱动力 行驶阻力平衡图 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， 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， 的全部力都用于克服坡道阻力，即
du = aj = 0 ⇒ dt F = Ff + F + F ⇒ t w i CD Au Ff + F = mgf + w 21.15 (假 cosα ≈1 设 )
由驱动力、滚动阻力和空气阻力， 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， 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。 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
a j1 a j2 a j3
a j4
F f + Fw
δm
f
车速u a，km / h
ua ua max
汽车加速度－ 图1-25 汽车加速度－速度图
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1/ a j
速度ua
∆ui = ∆u = const
加速时间曲线
1 aj1
1 aj 2
1 aj3
1 aj 4图1－27 －来自加速度倒数曲线8/18
ua
…… …… …… ……
Fjm a1m Fjm a1m Tm
I档 II 档
1 [F − (Ff + F )] aj = t w δm 1 1 dt = du ⇒ ∆t = ∆u aj aj
10/18
☆手工计算时,一般忽略原地起步过程 手工计算时 的离合器打滑过程.即假设在最初时刻， 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。 汽车已具备起步换档所需的最低车速。 换档时刻的确定： II加速度曲线 ☆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 交点处换档； II的 相交，则规定在交点处换档；若I-II的 不相交， 加速度曲线不相交 则规定在发动机最 加速度曲线不相交，则规定在发动机最 高转速处换档； 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)。 （正态分布 ) 计算加速时间的用途： ☆计算加速时间的用途：确定汽车加速 能力；传动系最佳匹配； 能力；传动系最佳匹配；合理选择发动 机的排量。 机的排量。
3. 最大爬坡度
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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 通常用加速时间或加速距离来评价。
du 1 加 度 aj = 速 ： = (Ft − Ff − Fw) dt δm 则 速 倒 曲 为 加 度 数 线 du Fj du du dt = ⇒t = aj = = aj aj dt m
动力因数
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动力因数 D
D1max
im 或 + i ax
δ du
g dt
δ du
g dt
D = f +i+
i0m ax
D0 max
f
u max
汽车动力特性图及用途
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1− 图 30
du 在求imax时， = 0 ⇒ D =ψ = f + i dt imax = DImax − f ⇒ DImax = f cosαmax + sin αmax ⇒cosαmax = 1− sin αmax
CD Au = mgf cosα + ＋ Fj + Fi ) ( 21.15
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2 a
Ft1
驱动力F 驱动力 t
Ft 2
Ft 3 Ft 4
F f + Fw
Ff = mgf
Ff
车速u a，km / h 汽车驱动力－ 图1－25 汽车驱动力－行驶阻力平衡图 －
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ua ua max
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
2
αmax
D max − f 1− D 1 = arcsin 2 1+ f
2 1m ax
+f
2
tgαmax
du δ = imax，在加速时i = 0, = (D − f ) dt g
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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
驱动力与行驶阻力平衡图定义 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， 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F 图解方式进行描述，即将驱动力 t和常 见行驶阻力F 绘在同一张图上。 见行驶阻力 w和Ff 绘在同一张图上。
Ttqi0igηT r
1.3 1.3
汽车驱动力汽车驱动力-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 行驶方程式反映了汽车行驶时， 力之间的普遍情况。当已知条件： 力之间的普遍情况。当已知条件：
便可以分析汽车在附着条件良好路面上的行驶能 即在油门全开时，汽车可能达到最高车速、 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。 能力和爬坡能力。
∫
离 化 理 t≈ 散 处 后
∑∆t = ∑
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∆u aj
du ds du 或 aj = 者 = dt ds dt 1 udu (F − Ff − Fw) = = t δm ds u udu ds = du ⇒ s = ⇒ aj aj
∫
s≈
∑
∆s =
∑
u∆u aj
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加速度a 加速度 j
12/18
2 a
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坡度i × 100%
Ft mg
Ft − (Ff + Fw ) imax = tgα = tg(arcsin ) mg i max
Fw + F f mg
i0 max
图1－29 L 汽车爬坡度
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u max
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动力特性图评价汽车动力性
F = Ff + F + F + Fj t w i F + Ff F −F δm du i t w = + G G G dt δ du =( f +i )+ g dt
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3. 利用驱动力 行驶阻力平衡图 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， 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， 的全部力都用于克服坡道阻力，即
du = aj = 0 ⇒ dt F = Ff + F + F ⇒ t w i CD Au Ff + F = mgf + w 21.15 (假 cosα ≈1 设 )
由驱动力、滚动阻力和空气阻力， 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， 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。 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
a j1 a j2 a j3
a j4
F f + Fw
δm
f
车速u a，km / h
ua ua max
汽车加速度－ 图1-25 汽车加速度－速度图
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1/ a j
速度ua
∆ui = ∆u = const
加速时间曲线
1 aj1
1 aj 2
1 aj3
1 aj 4图1－27 －来自加速度倒数曲线8/18
ua
…… …… …… ……
Fjm a1m Fjm a1m Tm
I档 II 档
1 [F − (Ff + F )] aj = t w δm 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 手工计算时 的离合器打滑过程.即假设在最初时刻， 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。 汽车已具备起步换档所需的最低车速。 换档时刻的确定： II加速度曲线 ☆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 交点处换档； II的 相交，则规定在交点处换档；若I-II的 不相交， 加速度曲线不相交 则规定在发动机最 加速度曲线不相交，则规定在发动机最 高转速处换档； 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)。 （正态分布 ) 计算加速时间的用途： ☆计算加速时间的用途：确定汽车加速 能力；传动系最佳匹配； 能力；传动系最佳匹配；合理选择发动 机的排量。 机的排量。
3. 最大爬坡度
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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 通常用加速时间或加速距离来评价。
du 1 加 度 aj = 速 ： = (Ft − Ff − Fw) dt δm 则 速 倒 曲 为 加 度 数 线 du Fj du du dt = ⇒t = aj = = aj aj dt m
动力因数
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动力因数 D
D1max
im 或 + i ax
δ du
g dt
δ du
g dt
D = f +i+
i0m ax
D0 max
f
u max
汽车动力特性图及用途
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1− 图 30
du 在求imax时， = 0 ⇒ D =ψ = f + i dt imax = DImax − f ⇒ DImax = f cosαmax + sin αmax ⇒cosαmax = 1− sin αmax
CD Au = mgf cosα + ＋ Fj + Fi ) ( 21.15
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2 a
Ft1
驱动力F 驱动力 t
Ft 2
Ft 3 Ft 4
F f + Fw
Ff = mgf
Ff
车速u a，km / h 汽车驱动力－ 图1－25 汽车驱动力－行驶阻力平衡图 －
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ua ua max
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
2
αmax
D max − f 1− D 1 = arcsin 2 1+ f
2 1m ax
+f
2
tgαmax
du δ = imax，在加速时i = 0, = (D − f ) dt g
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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