第2章-汽車的動力性課件

第二章汽車的動力性2-1汽車動力性指標(biāo)2-2汽車的驅(qū)動力和行駛阻力2-3汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力2-4汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖2-5汽車的功率平衡汽車運用工程1南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二章汽車的動力性汽車運用工程1南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二章汽車的動力性預(yù)備知識汽車傳動系的功能、組成、構(gòu)造及工作原理。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速特性。

中心思想介紹動力性的基礎(chǔ)知識（評價指標(biāo)、受力、行駛條件）。根據(jù)力的平衡、功率的平衡來分析和評價汽車的動力性好壞。汽車運用工程2南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二章汽車的動力性預(yù)備知識中心思想汽車運用工程2南京農(nóng)業(yè)大引言

定義：汽車在良好路面上直線行駛時，由縱向外力決定的所能達(dá)到的平均行駛速度。關(guān)于定義的討論：道路——良好路面：水平或坡路運動——直線行駛外力——縱向外力決定的運動能力——所能達(dá)到的有效性——運輸效率——最基本、最重要的性能。汽車運用工程3南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院引言定義：汽車在良好路面上直線行駛時，由縱向外力決定的所引言

本章的內(nèi)容與目的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(biāo)的要求確定動力性。汽車運用工程4南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院引言本章的內(nèi)容與目的汽車運用工程4南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)

三個指標(biāo)：最高車速——水平良好路面加速時間——原地起步加速時間、超車加速時間（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(yù)定距離或車速所需時間。

（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(yīng)加速能力。汽車運用工程5南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)三個指標(biāo)：汽車運用工程5南京農(nóng)業(yè)第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)

汽車運用工程6南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)汽車運用工程6南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)

上坡能力——最大坡度，良好路面，滿載行駛。

（1）顯然，是指一檔最大爬坡度。

（2）轎車的最大坡度基本滿足使用要求，貨車、越野車的爬坡能力是個很重要的指標(biāo)。

（3）軍用車輛的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求中，常規(guī)定在一定坡道上車輛應(yīng)達(dá)到一定的速度。

汽車運用工程7南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第一節(jié)汽車的動力性指標(biāo)上坡能力——最大坡度，良好路面，滿第一節(jié)結(jié)束！汽車運用工程8南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第一節(jié)結(jié)束！汽車運用工程8南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

——行駛方程式汽車運用工程9南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程9南京農(nóng)業(yè)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

討論驅(qū)動力——發(fā)動機轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系至驅(qū)動輪。行駛阻力——滾動、空氣、加速、坡度。

汽車運用工程10南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力討論汽車運用工程10南京農(nóng)業(yè)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

一、汽車的驅(qū)動力

汽車運用工程11南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力一、汽車的驅(qū)動力汽車運用工程第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速特性來確定轉(zhuǎn)矩（1）轉(zhuǎn)速特性曲線（外特性曲線，和部分特性曲線）

汽車運用工程12南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速特性來確定轉(zhuǎn)矩第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程13南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程13南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

（2）發(fā)動機制造廠提供的發(fā)動機特性曲線是在試驗臺上未帶空氣濾清器、水泵、風(fēng)扇、消聲器、發(fā)電機等條件下測得的。帶上全部附件設(shè)備時的發(fā)動機特性曲線稱為使用特性曲線。

汽車運用工程14南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力（2）發(fā)動機制造廠提供的發(fā)動第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

（3）臺架試驗—發(fā)動機工況相對穩(wěn)定實際使用—發(fā)動機工況相對不穩(wěn)定由于對變工況下發(fā)動機特性研究的還不夠，所以仍是用穩(wěn)定工況下發(fā)動機臺架試驗結(jié)果。

汽車運用工程15南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力（3）臺架試驗—發(fā)動機工況相第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

傳動系的機械效率

（1）

Pe——發(fā)動機發(fā)出的功率

PT——傳動系中損失的功率（2）PT的討論它由傳動系中的部件—變速器、傳動軸、萬向節(jié)、主減速器等的功率損失組成。分類：機械損失—摩擦損失、液力損失—消耗于潤滑油受多種因素的影響，但對汽車進(jìn)行初步的動力分析時可把它看作一個常數(shù)。可查表。汽車運用工程16南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力傳動系的機械效率汽車運汽車運用工程17南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程17南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力車輪的半徑自由半徑—無載靜力半徑—靜載滾動半徑—動載

s——轉(zhuǎn)動n圈，實際車輪滾動距離。

ｎ——車輪滾動圈數(shù)。一般不計差別，統(tǒng)稱為車輪半徑r，即汽車運用工程18南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力車輪的半徑汽車運用工程18南京汽車運用工程19南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程19南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

汽車的驅(qū)動力圖

驅(qū)動力—車速關(guān)系曲線

汽車運用工程20南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車的驅(qū)動力圖汽車運用工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力二、汽車的行駛阻力（）

前兩項在任何行駛條件下均存在，后兩項在一定行駛條件下才存在。

滾動阻力產(chǎn)生：輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生彈性遲滯損失，損失的能量消失在輪胎各組成部分相互間的摩擦及橡膠、簾線等物質(zhì)分子間摩擦，即彈性物質(zhì)的遲滯損失。汽車運用工程21南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力二、汽車的行駛阻力（汽車運用工程22南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程22南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由力平衡：汽車運用工程23南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由力平衡：汽車運用工程23南第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力令——滾動阻力系數(shù)則只要知道f，就可求出滾動阻力，即無法在真正的受力圖上表示出來，它只是一個數(shù)值。汽車運用工程24南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力令——滾動阻力系數(shù)汽第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

與一樣，在受力圖上畫不出來。

汽車運用工程25南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程25南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力滾動阻力系數(shù)f=f(路面、車速、輪胎)，由實驗測定或由經(jīng)驗公式估算。在動力性分析中常不考慮由于轉(zhuǎn)彎增加的阻力。汽車運用工程26南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力滾動阻力系數(shù)f=f(路面、車速第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程27南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程27南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程28南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程28南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程29南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程29南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程30南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程30南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力空氣阻力

直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向的分力。壓力阻力：形狀、干擾、內(nèi)循環(huán)、誘導(dǎo)阻力，是指法向壓力合力在行駛方向上的分力。摩擦阻力：由于空氣粘性在車身表面產(chǎn)生的切向力合力在行駛方向上的分力。

一般轎車：形阻（58%），干擾（14%），內(nèi)（12%），誘導(dǎo)（7%），摩擦（9%）。在汽車行駛范圍內(nèi)，與氣流相對速度的動壓力成正比，即

汽車運用工程31南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力空氣阻力汽車運用工程31南京第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

——空氣阻力系數(shù)，與雷諾系數(shù)有關(guān)

——空氣密度，一般為1.2258

——相對速度，無風(fēng)時為

——迎風(fēng)面積，方向投影面積（１）速度增大，對應(yīng)給予足夠的重視。（２）可以通過查表或測量得到。汽車運用工程32南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車運用工程32南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工汽車運用工程33南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程33南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程34南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程34南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力坡度阻力

坡度：

因為較小，所以故汽車運用工程35南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力坡度阻力汽車運用工程35南京第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力道路阻力與道路阻力系數(shù)

當(dāng)不大時，

——道路阻力系數(shù)

——道路阻力

汽車運用工程36南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力道路阻力與道路阻力系數(shù)汽車第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力加速阻力

（1）克服其質(zhì)量加速運行時的慣性力，。（2）平移質(zhì)量慣性力與旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力偶矩，以計入。

——汽車質(zhì)量換算系數(shù)，主要與飛輪轉(zhuǎn)動慣量、車輪轉(zhuǎn)動慣量及傳動系的傳動比有關(guān)。

汽車運用工程37南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力加速阻力汽車運用工程37南京第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力經(jīng)驗公式估算

式中：

汽車運用工程38南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力經(jīng)驗公式估算汽車運用工程38

汽車運用工程39南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程39南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力三、汽車行駛方程式

上式可以通過對汽車各部分取隔離體進(jìn)行受力分析推導(dǎo)得到，同時推出的表達(dá)式。只表示各物理量之間的數(shù)量關(guān)系。式中有些項，并不表示作用于汽車的外力，例如，。汽車運用工程40南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力三、汽車行駛方程式汽車運用工第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力作用于汽車質(zhì)心上的慣性力為，而不是，飛輪的慣性力矩作用在汽車橫截面上，所以只是進(jìn)行動力性分析時代表慣性力和力矩總效應(yīng)的一個數(shù)值而已。

汽車運用工程41南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力作用于汽車質(zhì)心上的慣性力為第二節(jié)結(jié)束！汽車運用工程42南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第二節(jié)結(jié)束！汽車運用工程42南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力

一、汽車行駛的驅(qū)動-附著條件1．由行駛方程式知：

驅(qū)動條件：（必要條件），否則——（1）無法開動，（2）減速直至停車。2．輪胎與地面的附著條件

汽車運用工程43南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力一、汽車行駛第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力

式中——附著系數(shù)不足夠大，將引起驅(qū)動輪在路面滑轉(zhuǎn)。的增大，只會使驅(qū)動輪加速旋轉(zhuǎn)，地面切向反作用力并不會增加。所以，地面切向反作用力不能大于附著力。對于后輪驅(qū)動的汽車汽車運用工程44南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力式中第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力

因為多數(shù)情況下，所以

——附著條件（必要條件）式中——作用于所有驅(qū)動輪上地面法向作用力3．汽車的驅(qū)動——附著條件

（必要與充分條件）汽車運用工程45南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力因為多數(shù)情況第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力

二、汽車的附著力

1．式中——取決于路面、車速、車輪的運動狀況

——與汽車總體布置、行駛狀況、坡度i有關(guān)2．汽車加速上坡時的受力及與在坡度不大，路面良好，作用于前后輪上的慣性阻力矩很小，風(fēng)壓中心與整車質(zhì)心大致重合時，有下面近似關(guān)系

汽車運用工程46南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力二、汽車的附汽車運用工程47南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程47南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程48南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院汽車運用工程48南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力3．當(dāng)，，，增大到一定程度，達(dá)到max，此時，汽車的附著力與各阻力有如下近似關(guān)系式汽車運用工程49南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力汽車運用工程4第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力故后輪驅(qū)動汽車前輪驅(qū)動汽車四輪驅(qū)動汽車汽車運用工程50南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力故汽車運用工程第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力4．附著利用率——或100%只有當(dāng)汽車前后驅(qū)動力的分配比值等于其前后法向反作用力的分配比值時，四輪驅(qū)動汽車才能真正利用此附著力。汽車運用工程51南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)汽車行駛的驅(qū)動-附著條件、汽車的附著力4．附著利用率第三節(jié)結(jié)束！汽車運用工程52南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第三節(jié)結(jié)束！汽車運用工程52南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖

一、驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖

1．由行駛方程式或在Ft—ua（驅(qū)動力圖）的基礎(chǔ)上，加上Ff和Fw曲線，即可作出汽車驅(qū)動力——行駛阻力平衡圖，并以它確定汽車的動力性。例子：圖1-23為具有五檔變速器汽車的驅(qū)動力——行駛阻力平衡圖。汽車運用工程53南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖一、驅(qū)動力第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖Ft5—Ff+Fw交點的對應(yīng)點為uamax。當(dāng)ua<uamax時，F(xiàn)t5>Ff+Fw，可利用發(fā)動機的部分特性。汽車運用工程54南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖Ft5—Ff第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖2．加速度曲線、加速度倒數(shù)曲線（1）利用圖1-23可計算各檔油門全開時的加速度曲線（設(shè)Fi=0）注：有些汽車II檔可能比I檔加速度大，因為I檔的比較大。汽車運用工程55南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖2．加速度曲第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖（2）由加速度圖（u1—u2：t）

汽車運用工程56南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖（2）由加速第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖（3）加速—時間曲線注：由汽車的加速時間，確定汽車的加速能力，在選擇傳動系最佳方案或選擇合適的發(fā)動機排量時是十分有用的。汽車運用工程57南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖（3）加速—第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖3．爬坡能力一擋：汽車運用工程58南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖3．爬坡能力第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖二、動力特性圖

用途：用于分析汽車的動力性

令為汽車的動力因數(shù)，以D表示。即汽車運用工程59南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖二、動力特性第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖

動力特性圖

D—ua關(guān)系曲線動力特性圖的利用（1）uamax

：動力特性圖（D-ua）直接檔與滾動阻力系數(shù)曲線（f－ua）的交點，即為uamax。（2）imax

：

汽車運用工程60南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖動力特性第四節(jié)汽車的驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖與動力特性圖即D曲線與f