第一章　汽車動力性(汽車理論課件)

汽車理論

AutomobileTheory

課程介紹主要分析汽車的各種使用性能及影響因素，為汽車設計、試驗、使用、維修提供必備的理論依據課程介紹學分：3學時：理論教學45學時

教材：《汽車理論》第4版清華大學余志生主編機械工業(yè)出版社2009.1考核方式：筆試成績70%

平時成績30%第一章汽車的動力性重點內容

驅動力-行駛阻力平衡圖

分析汽車動力性的方法動力特性圖（圖解法）功率平衡圖

本章的學習方法

分析汽車行駛時的受力，建立行駛方程式，并通過計算或以圖表的形式按動力性評價指標的要求確定動力性。汽車運行環(huán)境汽車的動力性可以通過那些參數來描述？第一章汽車的動力性第一節(jié)汽車的動力性指標第一節(jié)汽車的動力性指標

最高車速

汽車在水平良好的路面（混凝土或瀝青）上所能達到的最高行駛車速。Max.Speed第一節(jié)汽車的動力性指標

加速時間（1）原地起步時間t——由一檔或二檔起步，逐漸換至最高檔，行駛到預定距離或車速所需時間。一般用0～402.5m或者0～100km/h的時間表示原地起步的加速時間（2）超車加速時間t在最高或次高檔由某一較低車速30、40km/h全力加速至某一高速所需的時間。（3）用車速—時間曲線全面反應加速能力Accelerationtime神龍富康1.6iAL轎車

寶來轎車

第一節(jié)汽車的動力性指標

爬坡能力以滿載、良好路面上的imax來表示。

－－商用車30％或16.5o；－－越野汽車60％或31o；

轎車最高車速較大，且通常在良好的市區(qū)道路行駛，可爬坡度很大。有的國家要求汽車在常遇坡道上汽車必須保持的速度表明其加速能力MaximumGradability第一節(jié)汽車的動力性指標第一節(jié)汽車的動力性指標第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力

第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力

第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力

第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力節(jié)氣門(油門)全開時，轉矩或功率等與轉速的關系節(jié)氣門部分開啟時，轉矩或功率等與轉速的關系即帶有附件(比如水泵、發(fā)電機)時的負荷特性，通常汽油機小15％，而柴油機小10％第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力發(fā)動機功率、轉矩與轉速的關系第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力由阻力偶引起的能量損失，我們稱為滾動阻力偶第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力

橡膠材料的彈性遲滯損失第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力第三節(jié)汽車的驅動力－行駛阻力平衡圖最高車速行駛時Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw由驅動力—行駛阻力平衡圖和

i=tanα可以做出爬坡度圖。思考：動力因數能否反映汽車動力性的好壞？已知哪些參數可做出動力特性圖？本節(jié)將介紹附著力、附著條件、附著率等基本概念，分析汽車在縱向坡道上加速上坡時的受力

，確定汽車在不同行駛條件下的附著率。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率思考：為什么汽車在濕土路上容易出現打滑現象？光面胎和帶花紋的輪胎在干燥硬路面上的附著系數有何不同？輪胎花紋起什么作用？思考:胎面與的關系？輪胎的抓地力分為干地抓地力和濕地抓地力。

如果輪胎沒有花紋（俗稱光頭胎）那干地抓地力最好，但濕地抓地力幾乎為0.輪胎上的花紋是為了排水，溝槽越多越寬大，則輪胎的排水性越好，輪胎的濕地抓地力好，但干地抓地力下降，合理的花紋溝槽比率既能保證干地抓地力，又能保證濕地抓地力。F1方程式賽車在不同天氣條件下

使用的不同胎面花紋的輪胎二、汽車的附著力與地面法向反作用力

汽車在加速上坡時，附著條件不易滿足。以下將在此工況下，分析路面作用在車輪上的法向力FZ和切向力FX

思考：加速時，前驅車還是后驅車容易滿足附著條件？CLf－前空氣升力系數；CLr－后空氣升力系數（3）空氣升力忽略旋轉質量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩之后三、作用在驅動輪上的地面切向反作用力

汽車在某一工況下所需要驅動力的大小

切向反作用力最大值出現在汽車加速爬坡的工況，以下將在此工況下進行分析。將整車分解為車身、驅動輪（前輪）、從動輪（后輪）三部分，分別分析其受力表面汽車在某種工況下所需要的地面切向反作用的大小思考：高速轎車該如何解決附著率過大的問題？80033005700620062709690ig1=2.13ua17295055ig2=1.46ua210437380ig3=1.02ua31561105115ig4=0.73ua42185147160ig5=0.57ua52699188205ig6=0.39ua639159276300例：已知奧迪A4轎車發(fā)動機及6個擋傳動比的數據（如下表所示），i0=6.333，r=0.317m，由可以對應計算出各擋的ua，即可畫出曲線。一、功率平衡圖

及

間的關系圖。第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性

發(fā)動機主要性能指標可在發(fā)動機測功器臺架上試驗測定：

試驗時保持一定油門開度，同時用測功器對發(fā)動機施加一定的阻力矩，用轉速表測出發(fā)動機轉速，低于所需轉速則減小阻力矩，反之則加大阻力矩，當發(fā)動機轉速穩(wěn)定在所需轉速時，即阻力矩與發(fā)動機輸出有效轉矩相等時，測量發(fā)動機轉速和發(fā)動機有效轉矩，用油耗儀測出發(fā)動機單位時間內的耗油質量B，根據式（1-1）換算出發(fā)動機有效功率Pe

，根據式（1-2）換算出發(fā)動機有效燃油消耗率be

。發(fā)動機的速度特性（1）發(fā)動機全負荷速度特性（又稱為發(fā)動機外特性）：指油門全開時，發(fā)動機的有效功率、有效轉矩和有效燃油消耗率三者隨發(fā)動機轉速變化的規(guī)律。發(fā)動機最高工作轉速時的全負荷有效功率為額定功率，相應轉速為額定轉速，為發(fā)動機銘牌功率和轉速。

發(fā)動機速度特性：指油門開度一定時，發(fā)動機的有效功率、有效轉矩和有效燃油消耗率三者隨發(fā)動機轉速