《發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚摗氛n件：學(xué)習(xí)單元八.ppt

1、,發(fā)動(dòng)機(jī)原理與汽車?yán)碚?學(xué)習(xí)單元八：汽車動(dòng)力性指標(biāo),學(xué)習(xí)任務(wù)一汽車動(dòng)力性試驗(yàn) 任務(wù)描述 汽車動(dòng)力性是汽車最重要的性能之一，它反映了車輛到底“能不能跑”。因此，汽車動(dòng)力性試驗(yàn)?zāi)軌蚣由顚?duì)所學(xué)課程的基本原理的理解、目的是讓學(xué)生即時(shí)掌握和鞏固所學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí)。 學(xué)習(xí)準(zhǔn)備 AM-2600S汽車性能測(cè)試儀、蓄電池、逆變器、卷尺等,相關(guān)知識(shí)一 汽車的動(dòng)力性指標(biāo),一、汽車的最高車速 二、汽車的加速能力 三、汽車的爬坡能力,汽車的最高車速vmax,最高車速是指在良好的水平路面（混凝土或?yàn)r青）上汽車能達(dá)到的最高行駛車速。 轎車：vmax=130200km/h； 客車：vmax=90130km/h； 貨車：vmax

2、=80110km/h。 在使用中，將加速踏板踩到底，變速器掛入最高檔位。,汽車的加速能力,加速能力可用汽車以最大加速?gòu)?qiáng)度加速行駛時(shí)的加速度、加速時(shí)間或加速行程來(lái)表示。在實(shí)際中評(píng)價(jià)汽車的加速能力最常用的指標(biāo)是加速時(shí)間。 分類： .原地起步加速時(shí)間： 由低檔（I或II檔）起步，以最大的加速?gòu)?qiáng)度（包括選擇恰當(dāng)?shù)膿Q檔時(shí)機(jī)）逐步換至最高檔位后達(dá)到某一預(yù)定距離或車速所需的時(shí)間。一般用0400m或0100km/h的時(shí)間表示原地起步加速能力。 .超車加速時(shí)間:用最高檔或次高檔由某一較低車速全力加速到某一高速所需的時(shí)間。有時(shí)也采用加速過程曲線表示加速能力。,汽車的爬坡能力,汽車的爬坡能力：用滿載時(shí)汽車在良好路面

3、上的最大爬坡度（檔的最大爬坡度）表示。 不同的車輛對(duì)爬坡能力的要求： 轎車:最高車速大，加速時(shí)間短，經(jīng)常在較好的道路上行駛，一般不強(qiáng)調(diào)它的爬坡能力。 貨車:在各種道路上行駛，要求它具備足夠的爬坡能力。一般30即16.7； 越野車：在壞路或無(wú)路條件下行駛。60或31。 為了維持道路上各種車輛能暢通行駛，要求各種車輛在常見的坡道上行駛速度相差不能太懸殊，所以，也可用汽車在常遇的坡道上必須達(dá)到的車速來(lái)表明汽車的爬坡能力。,相關(guān)知識(shí)二汽車的驅(qū)動(dòng)力,傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率,傳動(dòng)系的功率損失包括變速器、傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)、主減速器等部件產(chǎn)生的功率損失。其中變速器和主減速器產(chǎn)生的功率損失所占的比例最大。 傳動(dòng)系功率損失

4、的分類： 機(jī)械損失功率：與嚙合齒輪對(duì)數(shù)、傳遞的扭矩有關(guān)。 液力損失功率：攪動(dòng)和磨擦。它與潤(rùn)滑油品質(zhì)、溫度、油面高度、轉(zhuǎn)速等有關(guān)。 傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率：,車輪的半徑,自由半徑r0：車輪處于無(wú)載荷時(shí)的半徑。 靜力半徑rs：汽車靜止時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面間的距離。rs與法向載荷和胎壓有關(guān)。 動(dòng)力半徑rg：驅(qū)動(dòng)車輪除承受法向載荷外，還承受扭矩作用，輪胎產(chǎn)生徑向變形和切向變形。這時(shí)車輪中心至輪胎與道路接觸面切向反力之間的距離。 滾動(dòng)半徑rr ： 子午線輪胎 F=3.05 斜交輪胎 F=2.99 應(yīng)用：rs用于動(dòng)力學(xué)分析；rr用于運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；一般分析不計(jì)差別： rsrrr,汽車的驅(qū)動(dòng)力圖,定義

5、：在各個(gè)檔位上，汽車的驅(qū)動(dòng)力與車速之間的函數(shù)關(guān)系曲線。,若已知發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線、傳動(dòng)系的傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率、車輪半徑等參數(shù)時(shí)，就可作出汽車驅(qū)動(dòng)力圖。,作圖步驟,（1）建立坐標(biāo)系； （2）確定汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)比、傳動(dòng)效率T和車輪半徑r； （3）在發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線上任取一點(diǎn)B，確定這一點(diǎn)的轉(zhuǎn)速nB和對(duì)應(yīng)的有效扭矩MeB； （4）根據(jù)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算公式分別求出發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩為MeB時(shí)，汽車以不同檔位行駛時(shí)的驅(qū)動(dòng)力FtB、FtB、 （5）計(jì)算轉(zhuǎn)速為nB時(shí)，汽車以不同檔位行駛時(shí)的車速vaB、vaB、,外特性曲線,nB,MeB,一、滾動(dòng)阻力,滾動(dòng)阻力是指車輪在路面上滾動(dòng)時(shí)，由于輪胎與路面之間的相互作用而引起的能量損

6、失。,1輪胎的變形分析: 車輪滾動(dòng)時(shí)，輪胎與路面的接觸區(qū)域產(chǎn)生相互作用力，輪胎和支承路面發(fā)生相應(yīng)的變形。當(dāng)彈性輪胎在混凝土、瀝青等硬路面上滾動(dòng)時(shí)，輪胎的變形是主要的。 如圖7-3。這種損失稱為彈性物質(zhì)的遲滯損失。,相關(guān)知識(shí)三汽車的行駛阻力,輪胎的彈性遲滯損失表現(xiàn)為阻礙車輪滾動(dòng)的一種阻力矩（Mf =Fza）。如圖7-4所示。,a,Fz,2.從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況：如圖7-5所示。 欲使從動(dòng)輪等速滾動(dòng)，在車輪中心施加一個(gè)推力Fp1。 f-滾動(dòng)阻力系數(shù)。,需要說(shuō)明的是，在分析汽車行駛阻力時(shí)，不必具體考慮輪胎滾動(dòng)時(shí)所受到的滾動(dòng)阻力矩，只要知道滾動(dòng)阻力系數(shù)求出滾動(dòng)阻力就可以（它只是一個(gè)數(shù)值，無(wú)

7、法在真正的受力圖上表現(xiàn)出來(lái)）。,Ff=Wf,3.驅(qū)動(dòng)輪在硬路面上等速滾動(dòng)時(shí)的受力情況： 在驅(qū)動(dòng)輪也作用有滾動(dòng)阻力偶矩Mf2 。 結(jié)論 ：真正驅(qū)動(dòng)汽車行駛的力是 地面切向反力Fx2，它在數(shù)值上等 于驅(qū)動(dòng)力Ft減去滾動(dòng)阻力Ff。,滾動(dòng)阻力系數(shù),1) 影響因素：與路面的種類、車速以及輪胎的結(jié)構(gòu)、材料、胎壓等有關(guān)。同一輪胎在不同的路面上的滾動(dòng)阻力系數(shù)見表,滾動(dòng)阻力,2)滾動(dòng)阻力系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算： 轎車： 式中：f0良好瀝青或混凝土路面為0.014；卵石路面為0.025；砂石路面為0.020； 貨車：f =0.0076+0.000056va va車速(km/h)。,二、空氣阻力,1.定義:汽車直線行駛時(shí)受

8、到的空氣作用力在行駛方向上的分力。 2.分類:摩擦阻力和壓力阻力。 3.空氣阻力的計(jì)算： CD可通過道路試驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)等方法測(cè)得。 A指汽車在其縱軸的垂直平面上的投影面積；也常用輪距與汽車高度乘積表示。 汽車的CD和A的數(shù)值如表7-2所示。,影響 Fw 的因素：CD 和 A 由于乘坐空間的制約A變化不大 但CD變化較大，195070年 CD =0.40.6 1990年CD =0.250.40 概念車CD =0.2 CD大小對(duì)轎車（高速）汽車的性能影響極大例如：帕薩特 (Passat ) CD= 0.28,前部低， 過渡平滑， 后部加擾流板， 掠背式， 底部導(dǎo)流，平整化，向后應(yīng)逐步升高， 整車俯

9、視形狀為腰鼓式， 改進(jìn)通風(fēng)進(jìn)口、出口位置， 商用車頂部安裝導(dǎo)流罩系統(tǒng)。,降低的要點(diǎn),CD,壓力阻力,形狀阻力：與汽車的主體形狀有很大關(guān)系。占58。 干擾阻力：車身表面突起部位引起的阻力（如后視鏡、門把手、導(dǎo)水槽、驅(qū)動(dòng)軸、懸架導(dǎo)向桿等） 。占14。 內(nèi)循環(huán)阻力：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、車身通風(fēng)等需要的空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時(shí)形成的阻力。占12。 誘導(dǎo)阻力：空氣升力在行駛方向的分力。占7。,汽車的空氣阻力系數(shù)和迎風(fēng)面積,三、坡度阻力,1.定義：當(dāng)汽車上坡行駛時(shí)，汽車重力沿坡道方向的分力 。 2.計(jì)算式： Fi=Gsin 3.道路坡度： 一般道路坡角較小，sintan=i，所以坡度阻力為Fi=Gi,4.道路阻力F

10、：由于坡度阻力與滾動(dòng)阻力都是與道路有關(guān)的阻力，且都與汽車重力成正比，所以把兩種阻力合在一起稱為道路阻力 。 F=Ff+Fi=fGcosa+Gsina 當(dāng)坡角a較小時(shí)，cosa1，sinai，那么： F=Gf+Gi=G（f+i） 令 =f+i，稱為道路阻力系數(shù)。 則 F=G,四、加速阻力,1.定義:汽車加速行駛時(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，稱為加速阻力Fj。 汽車的質(zhì)量包括平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量?jī)刹糠?，加速時(shí)平移質(zhì)量產(chǎn)生慣性力，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生慣性力偶距。 2. 計(jì)算式： 式中： -汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。,汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù),主要與飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和傳動(dòng)系的傳動(dòng)比等有關(guān)。 在進(jìn)行動(dòng)力性計(jì)算時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)公式估算： 式中：1車輪旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； 2飛輪旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。,相關(guān)知識(shí)四汽車的動(dòng)力方程,相關(guān)知識(shí)五汽車的行駛條件,1.汽車行駛的驅(qū)動(dòng)條件(或必要條件)：,2.汽車行駛的附著條件(或充分條件)： 輪胎與路面之間附著條件可用附著力來(lái)表示。附著力指地面對(duì)車輪切向反作用力的極限值，用F表示。 在硬路面上，附著力與驅(qū)動(dòng)輪法向反作用力Fz2（或垂直載荷W2）成正比，即： F=Fz2 -稱為附著系數(shù)，與路面的種類和路面狀況、輪胎的結(jié)構(gòu)和材料及車速等有關(guān)