汽车驱动力和行驶阻力
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双级减速主减速器
传动轴的万向节
ηT 95% 95% 90% 96% 92%
98%
14
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
3.车轮半径
自由半径：车轮处于无载时的半径。 静力半径rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接 触面间的距离。 滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
15
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
等速行驶时 Pin Pe
T
Pe PT Pe
1
PT Pe
11
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
思考
传动系损失的功率PT主要与哪些因素有关？
机械损失
转矩
Ttq大 损失大 损失的比重小
η T高
齿轮对数
齿轮对数少
损失小 ηT 高
直接挡ηT最高
PT
润滑油品质
液力损失
温度 油面高度 转速
过高，搅油损失 大 过低，热容量小
Ft
F0
2
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
一、驱动力Ft
Ft
Tt r
ua
Tt—驱动力矩；
Tt Ttqigi 0T
Ttq —发动机转矩；
Tt
ig—变速器传动比；
i0—主减速器传动比；
r
ηT—传动系的机械效率。
Ft
Ttqigi 0T
r
Ft
F0
3
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
由
Ft
Ttqigi 0 T
发动机
Ft
ua
5
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1.发动机的转速特性
发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。
节气门开启程度的不同
外特性曲线 部分负荷特性曲线
思 考
计算汽车动力性指标时，需要用什么特性曲线？
6
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Pe
Ttqn 9550
7
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Ft
Ttqigi 0 T
r
和
ua
0.377
nr igi0
可以对应计算出 1 挡的Ft1和ua1。
n/(r·min-1)
nmin
ntq
800 3300
np
5700
nmax
6200
Ttq/(N·m )
ig1=2.13
Ft1/N
ua1/(km·h-1 )
142 5438 7.1
195 7468 29.2
159 6089 50.5
发动机转速特性曲线
8
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
带上全部附件设备时的 发动机特性曲线，称为使用 外特性曲线。一般，使用外 特性与外特性相比：
汽油机的最大功率约小 15%；
货车柴油机的最大功率 约小5%；
轿车与轻型汽车柴油机 的最大功率约小10%。
9
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
宝来轿车发动机的基本参数如下 ： 水冷，直列四缸，每缸五气门 最大功率 110kW/5700 r/min 最大转矩 210N·m/1750～4600 r/min 缸径×行程 81mm×86.4mm 压缩比 9.3:1
143 5477 54.9
17
F t/N
奥迪 A4 轿车驱动力图
8000 7000
6000
Ft1
Ft2
5000 Ft3
4000
Ft4
Ft5
3000
Ft6
2000
1000
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320
F Ff Fw Fi Fj
20
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1.滚动阻力Ff
轮胎变形
硬路面上
产生滚动阻力的主要原因 软路面上
思考
轮胎变形和路面变形
轮胎变形为什么会产生滚动阻力？
轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸 载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦 损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
ua/(km/h) ua /(km h1)
18
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Ft1
Ft 2
Ft3
Ft 4
Ft5
19来自百度文库
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
二、汽车的行驶阻力
思考
汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？ 如何保证汽车可以加速或爬坡？
滚动阻力Ff 坡度阻力Fi
空气阻力Fw 加速阻力Fj
汽车行驶总阻力
4.汽车的驱动力图
依据下面两式
Ft
Ttqigi 0 T
r
以及发动机外特性曲线
ua
0.377 nr ig i 0
做出的Ft - ua关系图，即驱动力图。
16
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
例：已知奥迪A4轿车发动机的数据（如下表所示），
ig1=2.13，i0=6.333，r=0.317m，ηT=0.90，由
21
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
ua
n
加载变形区 n' 卸载变形区
思
由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下，
考
地面作用在加载变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？
22
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1）从动轮受力分析
ua
n W
FZ FZd
Fp1
FZd’
C
A
D
d d ' FX1
思考
宝来轿车发动机的转矩输出特性是否理想？为什么？ 汽车起步加速时，过早换入高挡（即发动机转速较低时即换入 高挡) 是否有利于其加速性？ 发动机最大转矩对应的转速较低好还是较高好？
10
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
2.传动系的机械效率ηT
T
Pin PT Pin
Pin—输入传动系的功率； PT－传动系损失的功率。
r
可知
Ft 与发动机转矩Ttq、变速器传动比 ig、主减 速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
思考
能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？
4
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
计算驱动力是为了确定汽车的动力性指标，也即要找出 驱动力和车速的关系。
驱动力和车速都与发动机特性有直接关系，可以通过发 动机特性曲线找出驱动力与车速之间的关系。
12
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
传动系效率曲线
挡 挡
1—1200r/min 2—1600r/min 3—1900r/min 4—2000r/min
13
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
表1-1 传动系各部件的传动效率
部件名称 4～6 挡变速器 辅助变速器（副变速器或分动器） 8 挡以上变速器 单级减速主减速器
第一章 汽车动力性
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
本节重点计算并分析汽车行驶过程中的 驱动力和行驶阻力。
返回目录
1
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
一、驱动力Ft
ua
驱动力Ft：发动机产 生的转矩经传动系传到
驱动轮，产生驱动力矩
Tt
Tt，驱动轮在Tt的作用
下给地面作用一圆周力
r
F0，地面对驱动轮的反
作用力Ft即为驱动力。
传动轴的万向节
ηT 95% 95% 90% 96% 92%
98%
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
3.车轮半径
自由半径：车轮处于无载时的半径。 静力半径rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接 触面间的距离。 滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
15
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
等速行驶时 Pin Pe
T
Pe PT Pe
1
PT Pe
11
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
思考
传动系损失的功率PT主要与哪些因素有关？
机械损失
转矩
Ttq大 损失大 损失的比重小
η T高
齿轮对数
齿轮对数少
损失小 ηT 高
直接挡ηT最高
PT
润滑油品质
液力损失
温度 油面高度 转速
过高，搅油损失 大 过低，热容量小
Ft
F0
2
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
一、驱动力Ft
Ft
Tt r
ua
Tt—驱动力矩；
Tt Ttqigi 0T
Ttq —发动机转矩；
Tt
ig—变速器传动比；
i0—主减速器传动比；
r
ηT—传动系的机械效率。
Ft
Ttqigi 0T
r
Ft
F0
3
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
由
Ft
Ttqigi 0 T
发动机
Ft
ua
5
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1.发动机的转速特性
发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。
节气门开启程度的不同
外特性曲线 部分负荷特性曲线
思 考
计算汽车动力性指标时，需要用什么特性曲线？
6
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Pe
Ttqn 9550
7
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Ft
Ttqigi 0 T
r
和
ua
0.377
nr igi0
可以对应计算出 1 挡的Ft1和ua1。
n/(r·min-1)
nmin
ntq
800 3300
np
5700
nmax
6200
Ttq/(N·m )
ig1=2.13
Ft1/N
ua1/(km·h-1 )
142 5438 7.1
195 7468 29.2
159 6089 50.5
发动机转速特性曲线
8
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
带上全部附件设备时的 发动机特性曲线，称为使用 外特性曲线。一般，使用外 特性与外特性相比：
汽油机的最大功率约小 15%；
货车柴油机的最大功率 约小5%；
轿车与轻型汽车柴油机 的最大功率约小10%。
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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
宝来轿车发动机的基本参数如下 ： 水冷，直列四缸，每缸五气门 最大功率 110kW/5700 r/min 最大转矩 210N·m/1750～4600 r/min 缸径×行程 81mm×86.4mm 压缩比 9.3:1
143 5477 54.9
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F t/N
奥迪 A4 轿车驱动力图
8000 7000
6000
Ft1
Ft2
5000 Ft3
4000
Ft4
Ft5
3000
Ft6
2000
1000
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320
F Ff Fw Fi Fj
20
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1.滚动阻力Ff
轮胎变形
硬路面上
产生滚动阻力的主要原因 软路面上
思考
轮胎变形和路面变形
轮胎变形为什么会产生滚动阻力？
轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸 载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦 损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
ua/(km/h) ua /(km h1)
18
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Ft1
Ft 2
Ft3
Ft 4
Ft5
19来自百度文库
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
二、汽车的行驶阻力
思考
汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？ 如何保证汽车可以加速或爬坡？
滚动阻力Ff 坡度阻力Fi
空气阻力Fw 加速阻力Fj
汽车行驶总阻力
4.汽车的驱动力图
依据下面两式
Ft
Ttqigi 0 T
r
以及发动机外特性曲线
ua
0.377 nr ig i 0
做出的Ft - ua关系图，即驱动力图。
16
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
例：已知奥迪A4轿车发动机的数据（如下表所示），
ig1=2.13，i0=6.333，r=0.317m，ηT=0.90，由
21
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
ua
n
加载变形区 n' 卸载变形区
思
由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下，
考
地面作用在加载变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？
22
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1）从动轮受力分析
ua
n W
FZ FZd
Fp1
FZd’
C
A
D
d d ' FX1
思考
宝来轿车发动机的转矩输出特性是否理想？为什么？ 汽车起步加速时，过早换入高挡（即发动机转速较低时即换入 高挡) 是否有利于其加速性？ 发动机最大转矩对应的转速较低好还是较高好？
10
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
2.传动系的机械效率ηT
T
Pin PT Pin
Pin—输入传动系的功率； PT－传动系损失的功率。
r
可知
Ft 与发动机转矩Ttq、变速器传动比 ig、主减 速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
思考
能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？
4
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
计算驱动力是为了确定汽车的动力性指标，也即要找出 驱动力和车速的关系。
驱动力和车速都与发动机特性有直接关系，可以通过发 动机特性曲线找出驱动力与车速之间的关系。
12
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
传动系效率曲线
挡 挡
1—1200r/min 2—1600r/min 3—1900r/min 4—2000r/min
13
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
表1-1 传动系各部件的传动效率
部件名称 4～6 挡变速器 辅助变速器（副变速器或分动器） 8 挡以上变速器 单级减速主减速器
第一章 汽车动力性
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
本节重点计算并分析汽车行驶过程中的 驱动力和行驶阻力。
返回目录
1
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
一、驱动力Ft
ua
驱动力Ft：发动机产 生的转矩经传动系传到
驱动轮，产生驱动力矩
Tt
Tt，驱动轮在Tt的作用
下给地面作用一圆周力
r
F0，地面对驱动轮的反
作用力Ft即为驱动力。