《汽车使用性能》PPT课件.ppt

汽车使用性能,第三章 现代汽车分类识别与使用性能,汽车使用性能,汽车的主要性能包括动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性、通过性、安全性、可靠性等。,汽车使用性能,动力性,汽车动力性，是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。汽车动力性直接影响汽车平均技术速度，动力性越好，汽车以最快的运输速度完成运输工作的能力越高。因此，动力性是汽车的重要使用性能之一。 汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为评价指标。动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。在评价汽车动力性时，由于汽车用途和使用条件的不同，要求也不一样。如经常在公路干线上行驶的汽车，起主要作用的是汽车最大速度，而加速度的要求居于次位。而市内行驶的汽车正好相反，由于城市内交通繁忙，汽车在行驶中需要经常制动、停车和起步，汽车加速性能便成为评价这类汽车的主要指标。,汽车使用性能,动力性评价指标,最高车速 在水平良好路面上汽车能达到的最高行驶速度。 加速时间 汽车的加速能力：指汽车在各种使用条件下迅速增加汽车行驶速度的能力。 原地起步加速时间：0100km/h。 超车加速时间：3050km/h，6080km/h。 最大爬坡度 汽车的爬坡能力用汽车满载时以最低挡位在坚硬路面上等速行驶所能克服的大坡度来表示，称为最大爬坡度。它表示汽车最大牵引力的大小。 货车一般 30% ( 16.5)，越野车60% ( 30)。,汽车使用性能,动力性影响因素,汽车结构参数对动力性的影响 1)发动机参数对汽车动力性的影响。 发动机的外特性、最大功率和最大转矩对汽车动力性影响最大。 在附着条件允许时，显然，发动机功率转矩越大，汽车的动力性就越好。但发动机功率过大，也是不合理的，一方面发动机功率过大将导致发动机尺寸、质量、制造成本增加，特别是运行时的然油径济性显著下降；另一方面，汽车驱动力的提高受到附着条件的限制，不能无限地加大，所以过大地增大发动机功率也是无益的。通常用发动机比功率（即发动机最大功率与汽车总重力之比）来衡量汽车发动机功率匹配。发动机比功率的大小对汽车的动力性和燃油经济性等有很大影响，是选择发动机功率的重要依据之一。,汽车使用性能,动力性影响因素,汽车结构参数对动力性的影响 2)传动系参数对汽车动力性的影响。 传动效率。 传动系机械效率越高，传动损失功率越小，发动机有效功率更多地转变为驱动力，汽车动力性好。 主减速器传动比。 变速器处于直接挡时，主减速器传动比将直接影响汽车的动力性。 变速器传动比及挡数对汽车动力性的影响。 汽车以最低挡(挡）行驶时，必须保证汽车具有足够的驱动力，以使汽车具有克服最大行驶阻力的能力加其它条件相同，挡的传动比直接影响作车起步加速性能和最大爬坡能力。变速器挡位多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速能力和爬坡能力。,汽车使用性能,动力性影响因素,汽车结构参数对动力性的影响 3)空气阻力系数CD对汽车动力性的影响。 根据D=（Ft-Fw）G，若两汽车总重和驱动力相同，则空气阻力Fw越小，汽车动力因数D越大，即克服道路阻力和加速阻力的能力增强，最高车速也提高，汽车的动力性越好。 空气阻力系数CD,迎风面积A及车速决定了汽车空气阻力的大小。空气阻力在汽车低速行驶时，对汽车动力性影响较小；而在汽车高速行驶时，空气阻力在汽车行驶阻力中占很大比重，对汽车动力性影响较大。所以改善汽车流线型，减少空气阻力，对高速行驶汽车是非常必要的。,汽车使用性能,动力性影响因素,汽车结构参数对动力性的影响 4)汽车总重对动力性的影响。 汽车总重对汽车动力性影响很大。除空气阻力外，其它行驶阻力都与汽车的总重力成正比。动力因素与汽车总重力成反比。因此，随着汽车总重力的增加（在汽车使用中装载变化很大，常出现这种情况）。其动力性变差，汽车行驶的平均速度下降。 如果能减轻汽车的自重，则可减小汽车行驶的滚动阻力、上坡阻力和加速阻力，使汽车动力性得到改普，而且燃油经济性也变好。,汽车使用性能,动力性影响因素,汽车结构参数对动力性的影响 5)轮胎尺寸与型式对汽车动力性的影响。 汽车的驱动力Ft与轮胎半径r成反比，而车速Va与轮胎半径r成正比，因此，轮胎半径对与动力性有关的驱动力和车速是矛盾的。现在，在良好路面上行驶的汽车，轮胎半径有减小的趋势。首先，汽车在良好路面上行驶时，附着力较大，允许用小直径的轮胎，可得到较大的驱动力。车速的提高可以用减小主减速器传动比来解决。轮胎尺寸和主减速器传动比减小，使汽车质心高度降低，提高了汽车的行驶稳定性，有利于汽车的高速行驶。软路面上行驶的汽车，车速不高，要求轮胎半径大些，主要是为了增加轮胎与路面间的附着系数。 轮胎型式、花纹、气压对汽车动力性也有影响。为提高汽车动力性，应尽量减少汽车轮胎的滚动阻力，同时增加道路与轮胎间的附着力。根据这一原则，在硬路面上行驶的汽车，用子午线轮胎，小而浅的花纹，较高的轮胎气压，对提高汽车的动力性有一定作用，在松软路面上行驶的汽车，用大而深的轮胎花纹、较低的轮胎气压，对提高汽车的动力性和通过性有很好的作用。,汽车使用性能,动力性影响因素,使用因素对汽车动力性的影响 (1)发动机技术状况这是保证汽车动力性的关键应保证发动机的功率、转矩，不然汽车的动力性将下降。 (2)汽车底盘的技术状况汽车传动系各轴承的紧度与润滑、前轮定位角度、轮胎气压、制动器的调整、离合器的调整、传动系润滑油的质量等都直接影响汽车的动力性。 (3）驾驶员驾驶技术熟练地驾驶、适时和迅速地换挡、正确选择挡位，对发挥和利用汽车的动力性有很大作用。例如，充分利用惯性冲坡，可以使汽车通过比使用说明书指出的最大爬坡度还大的短坡。 (4)汽车行驶条件路面和气候也影响汽车的动力性。在坏路上行驶时，路面和轮胎间的滚动阻力增大，附着系数下降，汽车的动力性变差。在炎热地区，发动机进气温度高，引起发动机功率下降，在高原地区，由于气压低，发动机进气充量下降导致有效功率下降，使汽车动力性变差。试验表明，在海拔4000m地区，发动机有效功率只有原来的50%。,汽车使用性能,燃油经济性,汽车经济性：指单位燃料消耗量所完成的运输工作量 评价指标： 目前世界上评价汽车燃油经济性一般用耗油量或油行程来表示。耗油量是指汽车满载时单位行驶里程所需燃油体积。我国和欧洲都用行驶百公里消耗的燃油数(L)来表示，即L/100km；油行程是指汽车满载时，单位体积燃油所能行驶的里程，美国就是用每加仑燃油能行驶的里程数来表示，即mile/gal(英里/加仑)。前一种表示法，数值越小，燃油经济性越好；后一种表示法，数值越大，燃油经济性越好(换算关系：1加仑=4.546L，1英里=1.609km)。,汽车使用性能,燃油经济性,燃油经济性的检测方法 近年来随着我国汽车保有量的逐年增加，石油消耗日益增长。石油能源短缺迫使人们关注汽车的燃油经济性及检测手段的准确性。对汽车燃油经济性的评价，一般是通过测量发动机燃油消耗量来确定的。而发动机燃油消耗量常通过油耗仪来测定。 油耗仪种类繁多，按测量方法可分为：容积式油耗仪、重量式油耗仪以及各种类型的燃油流量计。现在用得最普遍的是容积式油耗仪和重量式油耗仪。,汽车使用性能,容积式油耗仪测量原理,汽车使用性能,重量式油耗仪测量原理,汽车使用性能,流量计法 流量计法测量燃油消耗量是在发动机燃油管路中接入流量计，燃油在流量计中流动产生的流量信号经变送器转换成为便于测量的电信号，经转换器转换得出发动机的燃油消耗。,流量计法燃油消耗测量原理,汽车使用性能,碳平衡法,汽车使用性能,燃油经济性,影响燃料消耗的因素主要有以下几方面： 车辆的技术状况。包括发动机的技术状况和底盘的技术状况两部分。 道路条件及气候。包括路面质量，交通混合情况，平原还是坡道，海拔高度和天气等。 车辆载重及拖运情况。载重量越大和拖挂重量越大，油耗越高。 驾驶操作。在其他条件相同的情况下，驾驶技术水平不同，油耗可相差20%-40%。,汽车使用性能,制动性,汽车制动性能是指汽车在行驶中，驾驶员具有控制汽车行驶速度、有效地减速、停车和下长坡时维持一定速度的能力。应急制动是指行车制动只有一处管路失效的情况下，驾驶员进行应急控制操作，实现制动，并在规定的距离内停车。汽车行车制动和应急制动性能均可用制动效能、制动效能稳定性、制动方向稳定性进行评价。,汽车使用性能,制动性评价指标,制动效能 是评价制动性能最基本的指标，是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力。评价制动效能的指标有：制动器距离、充分发出的平均减速度、制动力。 制动距离。 从驾驶员踏下制动踏板到车辆完全停止，车辆所驶过的距离。它是评价汽车制动性能最直观的参数，能较好地反映整车制动性能。实际应用时，也可以用制动时间替代制动距离来评价。 充分发出的平均减速度。 是指汽车或汽车列车在规定的初速度下，急踩制动时充分发出的平均减速度。它反映制动过程汽车速度下降的速率，是制动效能的另一评价指标。制动减速度越大，则制动效果越好。 制动力。 用制动力来评价汽车制动器性能，揭示了制动产生的真正原因，能很好地对制动系统进行评价。,汽车使用性能,制动性评价指标,制动效能稳定性 是指汽车在高速行驶或下长坡时，经过连续或频繁制动后，制动效能的保持能力，当汽车进行连续或频繁制动时，制动器温度常在300以上，从而影响制动器摩擦副，导致摩擦系数下降，这种现象称为制动器的热衰退。制动器的热衰退是目前不可避免问题，技术措施的采用可以降低热衰退。汽车在雨天行驶或制动器中沾有油污，也可使制动器摩擦副的摩擦系数下降，这种现象称为制动器的水衰退。制动效能的稳定性主要是指制动器的热衰退。我国目前尚未无此项指标的测试标准，根据国际标准草案，一般是提出试验的条件和制动强度，然后与同样制动强度下的冷制动（制动器温度在100以下）效能进行比较，给出一个极限值进行评价。,汽车使用性能,制动方向稳定性 制动时的方向稳定性是指汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑和失去转向的能力。当左右侧制动动力不一样时，容易发生跑偏；当车轮“抱死”时，易发生侧滑或者失去转向能力。前轮抱死后，汽车将失去转向操纵能力；后轮抱死后，汽车后部很可能发生侧滑甩尾。可见、在车轮抱死时，会影响汽车制动的方向稳定性。,制动性评价指标,汽车使用性能,操纵稳定性,操纵性 汽车对驾驶员转向指令的响应能力，它直接影响到行车安全。轮胎的气压和弹性，悬挂装置的刚度以及汽车重心的位置都对该性能有重要影响。 稳定性 汽车在受到外界扰动后恢复原来运动状态的能力，以及抵御发生倾覆和侧滑的能力。对于汽车来说，侧向稳定性尤为重要。当汽车在横向坡道上行驶。转弯以及受其他侧向力时，容易发生侧滑或者侧翻。汽车重心的高度越低，稳定性越好。合适的前轮定位角度使汽车具有自动回正和保持直线行驶的能力，提高了汽车直线行驶的稳定性。如果装载超高、超载，转弯时车速过快，横向坡道角过大以及偏载等，容易造成汽车侧滑及侧翻。,汽车使用性能,行驶平顺性,汽车在行驶过程中由于路面不平的冲击，会造成汽车的振动，使乘客感到疲劳和不舒适，货物损坏。为防止上述现象的发生，不得不降低车速。同时振动还会影响汽车的使用寿命。汽车在行驶中对路面不平的降震程度，称为汽车的行驶平顺性 汽车行驶平顺性的物理量评价指标，客车和轿车采用“舒适降低界限”车速特性。当汽车速度超过此界限时，就会降低乘坐舒适性，使人感到疲劳不舒服。该界限值越高，说明平顺性越好。货车采用“疲劳-降低工效界限”车速特性。 汽车车身的固有频率也可作为平顺性的评价指标。从舒适性出发，车身的固有频率在600赫兹850 赫兹的范围内较好。,汽车使用性能,通过性,汽车在一定的载质量下能以较高的平均速度通过各种坏路及无路地带和克服各种障碍物的能力。,汽车的通过性,支承通过性,几何通过性,汽车使用性能,支承通过性 以足够高的车速通过坏路和无路地带的能力。 几何通过性 以足够高的车速通过各种障碍的能力。,通过性,汽车使用性能,汽车通过性几何参数,汽车使用性能,安全性,据有关报导，自从有机动车道路交通事故死亡记录以来，全世界已有3200余万人死于道路交通事故。2000年，因道路交通事故受重伤而住院的人数每年达500万人，受伤总人数达3000万人。自汽车问世100多年以来，全世界因交通事故丧生的已有2500多万人，致残的达45亿人。,汽车使用性能,安全性,汽车安全性影响因素 人的因素影响，是指交通直接参与者的性格、体力上的弱点、经验不足或状态不良等。 道路因素的影响，是指线路走向、路面状况、交通信号的布置和清晰度，以及交通规则、交通管理措施等。 汽车本身因素的影响，包括汽车结构、行驶安全性和技术状况等。 环境条件因素的影响，包括对人的精神影响(疲劳、反应能力)，对道路因素的影响(雨、雪、风、雾)以及对汽车的物理影响(道路附着条件、转向特性等)。 如果把环境条件纳入道路影响因素范围内，可认为道路交通安全主要与“驾驶员-汽车-道路”系统有关。而汽车是该系统中潜在危机性最大的环节。,汽车使用性能,安全性,汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。 汽车主动安全性，是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能。主要取决于汽车的总体尺寸、制动性、行驶稳定性、操纵性、信息性以及驾驶员工作条件(操作元件人机特性、座椅舒适性、噪声、温度和通风、操纵轻便性等)。此外，汽车动力性(特别是超车的时间和距离)也是很重要的影响因素。 汽车被动安全性，是指交通事故发生后，汽车本身减轻人员伤害和货物损失的能力。又可分为汽车内部被动安全性(减轻车内乘员受伤和货物受损)以及外部被动安全性(减轻对事故所涉及的其它人员和车辆的损害)。 事故后安全性，是指汽车能减轻事故后果的性能。这是指能否迅速消除事故后果，并避免新的事故发生。 生态安全性是指发动机排气污染、汽车行驶噪声和电磁波对环境的影响。,汽车使用性能,可靠性,可靠性是指汽车在正常条件下、规定的时间内完成必要的工作的能力。如果汽车的零部件在规定的使用期限内不能保证性能要求，就称为“故障”或“不可靠”。 故障包括如下情况：零部件不工作，工作不稳或性能降低。故障又分为突发性和渐衰性两种表现形式。汽车零部件产生故障后。有的经过维修后仍可保证性能要求，而有的则不可维修而报废。零部件从开始正常工作直至不能正常工作而报废的整个过程称为使用寿命，可用零部件的工作时间或汽车的行驶里程去衡量。,概念车,概念车是汽车中内容最丰富、最深刻、最前卫、最能代表世界汽车科技发展和设计水平的汽车。概念车的展示，是世界各大汽车公司借以展示其科技实力和设计观念的最重要的方式。概念车是艺术性最强、最具吸引力的汽车。它具有超前、新奇、探索的特点。它不仅具有极高的鉴赏价值，而且还闪烁着智慧的火花。因此，世界各大汽车公司每年都花大量的人力、物力推出自己的概念车。 通常概念车分为两种，一种是能跑的真正汽车，另一种是设计概念模型。第一种比较接近于批量生产，其先进技术已步入试验并逐步走向实用化，因而一般在5年左右可成为公司投产的新产品。第二种汽车虽是更为超前的设计，但因环境、科研水平、成本等原因，只是未来发展的研究设想。,通用汽车公司概念车造型,在1927年，也就是奔驰与戴姆勒合并后的第二年，美国通用汽车公司最先认识到造型对汽车销售的作用，并立即成立了一个单独的部门来设计汽车造型，随后又正式称为“通用汽车艺术和色彩部”。艺术部首任主任是曾影响美国乃至世界汽车造型设计数十年的美国汽车造型之父哈利杰厄尔。从1938年世界第一辆概念车Y-Job，到2001年底特律车展上才露面的凯迪拉克“16”概念车，正是这些曾让车迷疯狂不已的概念设计让我们领略了什么是经典,通用汽车公司概念车造型,1、1938年别克Y- Job 这是汽车工业界公认的世界第一辆概念车。它引入了嵌入式头灯、电动车窗、与车身齐平的门把、电动活动顶篷等。在此后生产的别克和凯迪拉克的许多车型上，都能看到Y- Job 的影子。,通用汽车公司概念车造型,2、1951年Le Sabre敞篷车 其造型设计灵感来自当时的喷气战斗机。这款车上有两项技术较为突出，一是使用双燃料（汽油和酒精），二是装有湿气传感器，当车主不在车内但天下雨时，它能自动将车顶篷关闭上。,通用汽车公司概念车造型,3、1954年火鸟I型 此车仍是受到喷气战斗机外观的影响，车身采用玻璃纤维制成。尖鼻子后面、驾驶者前面放置的不是发动机，而是35加仑的玻璃纤维制成的汽油箱。,通用汽车公司概念车造型,4、1956年火鸟型 火鸟型于1956年设计完成，它由上代的单座改为4座，并采用不少先进技术，如涡轮增压发动机、第一个使用盘式刹车、完全的4轮独立悬挂及电子引导系统等。,通用汽车公司概念车造型,5、1958年火鸟型 从侧面看