11摩托车的性能.doc

摩托車的性能本文中所讨论的摩托车主要是普通的两轮摩托车，主要包括骑式车、踏板车、弯梁车、太子车，不包括三轮车或者其它特殊用途的摩托车，例如沙滩车等。摩托车的性能主要包括：安全性、动力性、经济性、可靠性、耐久性、舒适性、美观性。第一章 安全性、第二章 动力性、第三章 经济性、第四章 可靠性和耐久性、第五章 舒适性和美观性第一章 摩托车的安全性摩托车的安全性是指摩托车在行驶过程中，在各种复杂的道路、交通条件下，能顺利地会车、让人，能躲闪突然出现的障碍物，通过险段、脱离险情、不出事故，也不给他人带来事故和危险，安全行驶达到目的地的能力。安全是摩托车最主要的技术要求，是第一位的，摩托车如果不安全，其它性能再好也没用。摩托车的安全性包括以下几个方面：第一部分 主动安全 第二部分 被动安全；被动安全包括：碰撞与防护第三部分 一般安全；一般安全包括：1。视野 2。指示与信号 3。防盗世界上无论发达国家还是我们国家，对摩托车的安全历来非常重视，牵涉到安全的法规和标准很多，例如：涉及摩托车安全的国家标准就有：GB14622-2000 摩托车排气污染物限值及测试方法GB4569-2000 摩托车噪声限值及测试方法GB14023-2000 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法GB811-1998 摩托车乘员头盔GB7258-1997 机动车运行和轻便摩托车制动性能指针限值GB17352-1998 摩托车和轻便摩托车后视镜及其安装要求GB17353-1998 摩托车和轻便摩托车转向锁止防盗装置GB15365-1994 摩托车操纵件、指示器及信号装置的图形符号GB5948-1998 摩托车白炽丝光源前照灯配旋光性能GB17510-1998 摩托车光信号装置配旋光性能GB18100-2000 两轮摩托车及轻便摩托车照明和光信号装置的安装规定GB11564-1998 机动车回复反射器GB15766.1-1996 道路机动车辆灯丝灯泡、尺寸、光电性能要求GB/T5382.1-1996 摩托车和轻便摩托车制动性能试验方法制动距离GB/T5382.2-1996 摩托车和轻便摩托车制动性能试验方法制动力GB/T15363-1994 摩托车和轻便摩托车驻车性能要求 除了制定一些标准控制摩托车的制造质量，关键是在设计上提高摩托车的质量水平，因此一些设计上的规则也陆续出台。“CMVDR”（机动车设计规则的英文缩写）是保证设计质量的重要依据。我国有关摩托车的CMVDR主要有：序号编号名称发布日期实施日期相应的ECE规则相应的EC（EEC）指令1CMVDR178关于L类车辆制动的设计规则2002-04-282002-01-01ECE R7893/14/EEC2CMVDR328关于机动车声响报警装置及机动车声响信号系统的设计规则2002-06-272002-07-01ECE R283CMVDR360关于摩托车和轻便摩托车操纵装置及图形符号的设计规则2002-06-272002-06-27ECE R6093/29/EEC4CMVDR362摩托车和轻便摩托车转向锁止防盗装置的设计规则2002-06-272002-07-01ECE R6293/33/EEC5CMVDR381关于摩托车和轻便摩托车后视镜及其安装的设计原则2002-06-272002-07-01ECE R8197/24/EC 6CMVDR409关于三轮机动车噪声的设计规则2002-04-282002-01-01ECE R997/24/EC C97CMVDR440关于摩托车排气污染物排放的设计规则2002-06-272002-01-01ECE R4097/24/EC C58CMVDR441关于摩托车噪声的设计规则2002-04-282002-01-01ECE R4197/24/EC C99CMVDR447关于轻便摩托车排气污染物的设计规则2002-06-272002-01-01ECE R4797/24/EC C510CMVDR463关于轻便摩托车噪声的设计规则2002-04-282002-01-01ECE R6397/24/EC C911CMVDR620关于摩托车和轻便摩托车外部凸出物的设计规则2002-06-272002-07-0197/24/EC C312CMVDR621关于摩托车乘员扶手的设计规则2002-06-272002-06-2793/32/EEC13CMVDR639关于摩托车和轻便摩托车后牌照板安装空间的设计规则2002-062002-01-0193/92/EEC14CMVDR640关于摩托车和轻便摩托车最高车速及发动机最大扭距和最大功率的设计规则2002-06-272002-07-0195/1/EC15CMVDR6310关于摩托车和轻便摩托车用燃油箱的设计规则2002-06-272002-07-0197/24/EC C616前照灯性能探讨制定ECE R7817前照灯配旋光性能探讨制定ECE R56ECE R5797/24/EC C218转向装置探讨制定19无线电装置探讨制定ECE R1097/24/EE C820经济车速油耗探讨制定21车速表指示值探讨制定ECE R39第一部分 关于摩托车的主动安全在摩托车设计、制造过程中可以通过人为的办法来提高和控制摩托车安全性能的被称为摩托车的主动安全，摩托车的主动安全性的研究包括以下几个方面：A制动性能；B操纵稳定性；C振动与平顺性；D噪声与排放；E安全性；F可靠性与耐久性；G车辆的设计结构。在摩托车的主动安全性方面，重点是研究以下几个问题。第一节 摩托车的制动性能国家标准中规定摩托车的制动距离为：制动距离 S7m （V0=30km/h时）其中 S制动距离（m）V0摩托车制动初速度（km/h）目前大多数摩托车都可以达到这一指针，但在实际应用过程中，对摩托车制动性能的研究远远不止上述S7m这样简单。首先要了解制动的机理。制动是人为地施加给摩托车行驶方向相反的力，它与道路阻力Ff，空气阻力Fw一起用来抵消摩托车的惯性力Fj： Fj=Xb+Ff+Fw（N） 式中Xb制动力摩托车制动通常分行车制动与紧急制动，行车制动用得多，大约占总制动使用次数的90%以上，行车制动主要的研究方向是机动车使用的经济性问题。紧急制动应用得少，大约占总制动次数的10不到，研究摩托车的安全问题主要是研究紧急制动下的安全问题。1. 制动性能的评价指针11制动效能制动效能是指摩托车以一定的初速度制动到静止状态的，制动距离和制动时的减速度。制动效能是评价制动性能的最基本的指针。制动距离是指从驾驶员接触制动踏板（或手把）的瞬间开始，到摩托车停止，摩托车所行驶的距离。在测量时是在平坦、良好、干燥、清洁的路面上按规定的初速度，所测得的摩托车制动距离。制动减速度反映地面制动力大小，与制动器制动力及地面附着力有关，若制动器的制动力够大，足以使前后车轮抱死，则最大减速度为：Jmax=.g（m/s2） 式中：路面附着系数制动时间与制动减速度之间的关系如图1所示：t0驾驶员反应时间。指驾驶员发现目标，大脑中反应要制动开始，驾驶员的脚（手）接触到制动踏板（手把）止所经历的时间（图中ac）过程。t1制动器反应时间。驾驶员的脚（手）接触制动器开始，到制动器开始制动时止所经历的时间（图中cd时间）t2制动力增加时间。指制动力从零增加到最大值的时间（图中de过程）。t3制动持续时间。以最大减速度制动的时间（图中ef过程）。t4制动解除时间。从最大制动力到制动完全消除时间（图中fg过程）。12制动效能的恒定性：制动效能的恒定性是指在高速制动或长下坡连续制动时，制动效能的稳定程度。由于制动时，制动器是吸收摩托车的动能而转化成热能来实现能量守恒的，因此制动过程中制动器会产生热能，使制动器温度升高的，而制动器温度升高后的制动效能会下降，从面使制动力矩下降，制动减速度减小，制动距离增加。上述的现象是不可避免的，但制动效能的稳定（恒定）程度，受制动器结构（鼓式、盘式）和磨擦材料的影响都有很大的变化。13制动时的方向稳定性：摩托车制动的方向稳定性是指摩托车在制动过程中按指定的运动轨迹行驶的能力，即不发生距偏、侧滑，也不能失去转向能力。制动跑偏是指摩托车制动时运动轨迹偏离了指定的轨迹，但后轮还是沿前轮的轨迹运动。制动侧滑是指摩托车制动时整车产生横向滑动，前后轮的运动轨迹不重合。失去转向能力是指制动时摩托车前轮抱死、拖滑、摩托车失去转向能力。前、后轮抱死拖滑还有几种状态，按前、后制动器制动力分配比例不同，有以下几种情况。A制动过程中前轮先抱死，摩托车失去转向能力，如果摩托车是沿直线行驶，摩托车还处在稳定状态，直至停车，如果摩托车在弯道行驶就会产生侧滑出现危险。B后轮比前轮提前抱死，低速时也不会发生危险，当车速超过一定数值时，摩托车只要在轻微侧向力的作用下就会发生后轮侧滑，出现危险，常见的是摩托车产生低摔。C前、后轮同时制动并且同时达到抱死前的临界状态，这是最理想的制动状况，此时的制动效能最高。2、制动力学2.1 制动时车轮的受力制动是借助外力，将摩托车的动能和势能（惯性）转变为其它形式的能量（主要是热能）的过程。2.1.1 作用在车轮上的制动力摩托车在良好的路面上制动时，车轮的受力如图标，图中：G车轮的垂直载荷，N；Z地面对车轮的法向反力，N； G与Z大小相等方向相反。T摩托车给车轮的水平推力，N；M制动器产生的摩擦力矩，N.mMj车轮的惯性力矩，N.m;F制动力，N；F=M/rr车轮工作半径，m；Xb地面制动力，N。地面制动力是指摩托车制动时，摩托车受到与行驶方向相反的地面外力，故Xb=M/r+Mj/r由于Mj是车轮的惯性力矩，比M小很多，可忽略不计，故：Xb=M/r地面制动力的大小决定了制动减速度的大小和制动距离的长短。而地面制动力又取决于制动器磨擦副的磨擦力和轮胎与地面间的附着力。2.1.2 制动力与附着力 摩托车制动过程中，车轮运动有滚动和抱死滑移两种基本状况。摩托车制动过程中，制动力的大小与制动操纵力的大小也有关（见图）图中：F制动器产生的制动力（N） Xb地面制动力 F路面附着力 当制动器操纵力较小，还没达到某一极限值Pa时，制动器产生的制动力不大，地面与轮胎之间的磨擦力即地面制动力Xb足以克服制动器的制动力F而使车轮滚动，这时地面制动力Xb=制动器制动力F，当制动器操纵力P继续增大，制动器的制动力F也成正比例的增大，直至将车轮抱死，而地面制动力已不再增加，此时车轮会在地面上滑移，轮胎在路面上留下拖印，由制动力的物理意义，地面制动力Xb的最大值Xbmax是不可能超过地面附着力F的。当制动操纵力PPa时，这时的制动就是通常所说的行车制动，这时的制动是完全的。当制动操纵力PPa时，制动器的制动力已大于地面制动力了，即FXbmax，此时摩托车的车轮已抱死，车轮在地面上滑移，摩托车制动的方向已很难控制，这时的制动不完全因子很大。2.1.3 硬路面的附着系数由于地面制动力的最大值不可能超进地面附着力，即XbF=Z式中: F地面附着力 地面附着系数 Z车辆总重量因此，制动性能受到路面状况的影响。下表是各种路面的附着系数：路面状况纵向附着系数s峰值侧向附着系数p沥表或混凝土（干）0.750.80.9混凝土（湿）0.700.80沥青（湿）0.450.600.50.7石块0.550.60土块0.65( 干)、0.40.5(湿)0.68(干)、0.55(湿)雪（压紧）0.150.2冰0.070.102.2 前、后轮制动力的分配制动时，摩托车整车重心前移，前轮负荷增大，因此前轮制动作用会比后轮大。2.2.1 制动时地面反力制动时摩托车前、后轮的负荷发生变化，地面对前、后轮法向反力也发生发生变化，下图是摩托车在水平路面上的制动受力情况（忽略滚动阻力、空气阻力、旋转质量减速时的惯性力矩等）。在图中以后轮接地点作为受力分析的 则有Z1L=Gb+FjhgZ1=（Gb+Fjhg）/L （1.1）同理：Z2=（GaFjhg）/L (1.2) 式中：Z1、Z2前、后轮的地面法向反力（N）a、b整车质量（重心）距前、后轮的距离mL轴距mFj摩托车行驶制动前惯性力Nhg整车质心（重心）高度mG摩托车总重量N在水平方向上：Xb=Xb1+Xb2=Fj若前、后轮制动力都同时达到（或超过）极限值Pa时，整车的地面制动力的极限也就是：Xbmax=G则：Z1=G/L（b+hg） （ 1.3） Z2=G/L（ahg） (1.4)在上式中可以看出，附着系数越大，则制动时前轮的地面法向反力越大，后轮的地面法向反力越小，式（1.3）（1.4）称为静态法向反力。另外由于Fj=G/gdv/dt 式中：Fj摩托车惯性力G车重g重力加速度dv/dt摩托车制动减速度则 Z1=G/L（b+hg/gdv/dt） （1.5） Z2=G/L（ahg/gdv/dt） (1.6)在上式中也可看出，当制动强度愈大，制动减速度愈大时，前轮的地面法向反力愈大，后轮的地面法向反力愈小，式（1.5）（1.6）称为动态法向反力。在总制动力等于总附着力时，摩托车具有最大减速度，即： Xb=F=G=G/gdv/dtjmax=dv/dt=G （1.7）2.2.2 理想的前、后轮制动器制动力分配曲线摩托车制动时获得最佳制动效果的条件是前、后轮制动力之和等于摩托车的地面附着力，并且前、后轮制动器的制动力同时等于各自的地面附着力，即：F1+F2=G （1.10）F1=Z1 (1.11)F2=Z2 (1.12)式中：F1、F2前、后轮制动器制动力N；对式（1.10）、(1.11)、(1.12)方程求解就可以得出在不同值下，各种摩托车的前、后轮制动力F1、F2，下图就是在给定值时，在F1-F2坐标系中两直线交点（即方程组的解）所组成的曲线，被称为理想的前、后轮制动器制动力的分配曲线，称作I曲线：I曲线（图中的粗线）上所对应的F1、F2数值表示前、后轮制动时在不同的附着系数的路面上所能获得的最大制动力，这是整车制动力的最理想分配。2.2.3 实际使用中前、后轮的制动力的分配由于实际工作中前、后轮制动力的分配受到很多因子的影响，很难达到理想的分配，因此在实际的制造过程中对制动力的控制通常采用以下办法，见下表：二轮摩托车车轮制动力轻便摩托车摩托车前轮后轮前轮后轮FG155%G250%G160%G255%表中：G1、G2-前、后轮的设计载荷，N。当摩托车还处在设计阶段，不知道G1、G2的准确值时，可按G1=G45%2.3 制动力调节与控制对摩托车而言，使用过程中的实际制动力的制动性能与理想情况相差较大，致使制动效率低，前轮可能因抱死而失去转向能力，后轮可能因抱死而发生侧滑危险，同时摩托车的前、后制动又是分别控制的，所以还有驾驶经验与技巧的影响。现代制动系统中装有比例阀等制动力调节装置。比例阀可根据制动程度、载荷等因素改变前、后制动器制动力比值，使之接近理想的制动器制动力分配曲线，满足制动的要求。ABS防抱死装置是为了充分发挥轮胎与地面的附着能力，全面满足制动要求，在紧急制动时防止车轮抱死，提高制动效能并保证方向稳定性的自动防抱死装置。防抱死装置ABS一般包括3部分：传感器、控制器与压力调节器装置。速度传感器测得车轮旋转参数，以作为判断车轮是否即将抱死的依据，传送到布置在车上的控制器，若某一车轮的减速度已超过设定值，ABS的压力调节装置就在控制器的作用下自动调节制动压力，直至调节到摩托车的减速度小于设定值，以防止车轮完全抱死，ABS电子控制器执行接受信息判断减速度值调节制动压力检查减速度这一循环，工作频率可达到7次/秒，直到驾驶员减小制动压力输入或车辆行车速度低于一定值时，ABS才退出工作状态。ABS装置能根据路面变化，及时调节制动器的制动力，保证摩托车始终利用路面的峰值附着力，使制动距离明显减短，紧急制动时的制动安全大大提高。3 影响制动的因素。 影响摩托车制动性能的因素很多，主要有：3.1 环境状况的影响3.1.1 道路状况的影响道路的附着系数限制了车轮的最大制动力，所以道路状况对摩托车的制动性能具有决定性的影响。道路的状况决定了其附着系数的大小，而附着系数又可以看成是轮胎与地面的静摩擦系数。这个结论对整车设计是很有用的，在一般的技术文献中很少附着系数的资料，但各种材料之间的静摩擦系数在很多设计手册中都可以查阅到。下表是各种路面的静摩擦系数：路面状况与纵向摩擦系数S车速（km/h）20406080粗糙路面（干）0.810.780.780.76平滑路面（干）0.770.860.910.91粗糙路面（湿）0.640.560.460.46平滑路面（湿）0.430.360.290.25粗糙湿路面静摩擦系数车速（km/h）20406080100120纵向摩擦系数S08-0860.70-0.750.55-0.610.40-0.460.31-0.350.20-0.30厕向摩擦系数P0.78-0.840.84-0.880.83-0.880.79-0.830.70-0.770.60-0.683.1.2 天气状况的影响天气状况对制动安全也有很大影响，雨天路滑，人人都知道。雨（雪）天道路湿滑，路面的摩擦系数降低，高速行驶时的紧急制动就很危险。天气过热（高温）或过冷（低寒）都不利于摩托车行驶的安全。恶劣的气候条件，使驾驶员很不舒服，摩托车又没有防护设施，驾驶摩托车就容易疲劳，遇到紧急情况时驾驶员的反应速度下降，制动时加长，危险性增加。3.2 制动初速度的影响在紧急制动时，制动初速度越大，制动的减速度越大，摩托车的惯性力（或称摩托车的动能）越大，动能越大，制动衬片与制动鼓（盘）间摩擦产生的热量越多，温度升高，制动器的制动性能降低。所以制动初速度越高，制动距离越长。3.3 制动器的影响3.3.1摩擦衬片的摩擦系数在相同压（夹）紧力作用下，摩擦衬片的摩擦系数（一般为0.30-0.45）越大，制动力矩也越大。摩擦衬片材料的热稳定性越高，其摩擦系数随温度的影响变化越小，摩托车连续长期制嗑 （长下坡）后的制动性能稳定性越好。所以，高速度摩托车（120km/h）必须采用高度摩擦系数材料制作摩擦衬片，以增大车轮的制动力矩。3.3.2 制动鼓（盘）的机械性能制动鼓（盘）的热容量越大或散热性好，其工作温升则小，连续制动性能稳定性就好。制动鼓（盘）的表面硬度、表面粗糙度对摩擦系数也有较大的影响。3.3.3 技术状况 摩擦衬片与制动鼓（盘）的工作接触不均匀，制动器的制动必能下降，摩擦面有油、水中泥，则摩擦系数下降，制动性能降低。另外，制动器的间隙过大，零件过渡磨损都会使制动时间增加，制动性能下降，制动距离加长。3.3.4 驾驶技术 驾驶员具有丰富的经验和熟练的驾驶技术，对摩托车的制动安全性都有决定性的作用。A、利用“点制动”在较滑的泥泞、冰雪路面上，制动时迅速地采取“制动放松”式的点制动，保持车轮处于接近抱死滑移的临界状态，则可获得最大的制动效果，但要达种要求，驾驶员应具有较高的平衡和操作技巧。 B、利用发动机制动在较滑的下坡路面，发动机不熄火，挂低档、油门放在最小，摩托车下滑时通过传动系统反传到发动机曲轴活塞上，利用活塞的往复运动阻力来消砂摩托车手惯性力，这种靠发动机的牵阻作用使车辆降低车速的方法称为利用发动机制动。除了下坡，有时在紧急制动时，发动机不 档，不分离合器，充分利用发动机的制动效果，一脚刹车踩下，即停车又熄火。3.3.5 摩托车制动时前、后轴载荷的分布摩托车的制动力，实质上就是车轮与路面的摩擦力，摩擦力越大，制动力越大，制动减速度越大，则前轮的地面法向反力越大，前轮与路面的摩擦力则越大，前轮制动力占全部制动力的比例越大。制动时，摩托车重心前移，前、后轮轴载荷发生变化，制动减速度越大，前轮轴越大，后轮轴越小，超过某一极限时，摩托车会发生翻起高摔现象，对于不带ABS装置的摩托车，控制制动时摩托车的翻起、高摔现象主要是靠驾驶员的经验与控制。在设计上，摩托车的前轮通常比后轮大，前制动器比后制动器小，就是考虑了制动安全问题。第一节第二节 操纵稳定性；第三节 振动与平顺性；第四节 噪声与排放；第五节 安全性；第六节 可靠性与耐久性；第七节 车辆的设计结构第二部分 关于摩托车的被动安全发生了碰撞后的安全性研究，通过对碰撞事故的统计分析，通过对碰撞试验的过程分析，探索碰撞事故的特点，从而找出减少碰撞损失的办法和预防措施。在被动安全中主要指碰撞和摔伤。碰撞有正面碰撞、侧面碰撞、后面碰撞几种类型。有摩托车与摩托车、摩托车与汽车、摩托车与人、摩托车与固定物体的碰撞，其中摩托车与汽车的碰撞是发生最多的碰撞。ISO13232-1996中规定了7种两轮摩托车与轿车的碰撞试验：摩托车碰撞静止的汽车、汽车碰撞静止的摩托车侧面、摩托车与汽车对面刮蹭和4种不同角度的汽车与摩托车的碰撞。为了更广泛地分析各种碰撞形式的伤害，目前一些发达国家的研究机构中经常采用计算机碰撞防真技术，定义了200多种碰撞方式。摩托车的碰撞研究与轿车不同。国外对轿车的碰撞研究开展得非常广泛，经验、技术都很成熟。但摩托车却不同，由于国外很少研究摩托车的碰撞问题，因此在这方面中国与世界的差距不大，都处在研究的初期，还需要很多基础性的研究与开发。这也就带来了机遇，谁在这方面的研究深入，谁就在这方面处在世界的领先水平。在被动安全中，除了碰撞还有摔伤，摔伤也是摩托车被动安全中常见的事故。在摔伤中又分高摔、低摔。摩托车摔伤事故中低摔占大部分。低摔是指摩托车行驶中由于种种原因，摩托车沿倾斜方向摔倒在路面上。一般不会有生命危险，只要有适当的保护性措施，例如穿合适的摩托车驾驶服装、戴头盔，低摔事故就会大大减少对人的伤害。高摔是指摩托车发生了离开地面的摔倒现象，这时，驾驶员通常离开了座位，在空中飞行一段距离，摔在地面上，这种高摔伤害会比低摔伤害要严重得多，更可怕的是在驾驶员摔在地上后，在空中飞行的摩托车又落在了驾驶员身上，这时的高摔就是灾难性的，而且一但这种高摔现象发生，很少有人幸免于难。任何科研成果的研究都对实际工作有着广泛的指导作用，当我们研究了摩托车被动安全性问题，知道了发生高摔、低摔现象的产生原理，应用在摩托车的设计时就可以做到与众不同。例如在设计摩托车的前、后护杠时，普通人的设计只是考虑前、后护杠的美观，但是研究过摩托车被动安全问题后，就会对前、后护杠提出安全性要求，最少在发生低摔时，由于保护杠的作用使摩托车不会压在驾驶员身上。作为一名摩托车的设计师和制造者，要时刻想到安全是第一位的，当摩托车的安全能够真正起到保护作用时，摩托车产品才能做到“以人为本”目的。第三部分关于摩托车的一般安全例如防盗、通货膨胀这一类的社会问题。例如，以前发动机多数是有触点的点火发动机，为了提高点火的寿命，通常是用白金触点。可有人专偷白金做首饰。这一类问题都归于一般安全问题。第二章 摩托车的动力性摩托车的动力性也是摩托车主动安全性中的重要性能。摩托车的动力性也是摩托车最基本的性能，它主要以三种基本型式的表现最高车速，用 Vmax km/h加速性能，又分起步加速和超越加速，加速性能用时间S表示，加速时短越短，摩托车提速越快，表示加速度性能越好。爬坡能力，又分为最大爬坡能力和爬长距离坡道的能力。最大爬坡能力以（）表示，按GB/T5387-1994摩托车和轻便摩托车爬能力试验方法进行试验，坡度越大，表示爬坡能力越强，但是当坡度超过某一限值时，例如当坡度超过40时，摩托车的爬坡能力又会受到摩托车车轮附着力的限值，因为当坡度过大时，摩托车车轮的实际附着力就会发生变化（变小）。摩托车爬长距离的坡道，实际是考核摩托车发动机在低速大扭矩工况下的热平衡能力，一般自然风冷发动机（包括部分强制风冷发动机）在低速大扭矩工况下，发动机散热条件差，工作温度明显上升，性能明显下降。2.1 驱动力与行驶阻力2.1.1 驱动力 摩托车发动机产生的扭矩Te，经传动装置传至后轮，产生后轮驱动转矩Tt，在Tt的作用下，车轮对地面施加一圆周方向的作用力F。，F。的反作用力Fa就是摩托车驱动力（见图）所以驱动力Ft为（以普通有档位摩托车为例）Ft=Tt/r =MeiIigitrr式中，Me发动机扭矩，Nm；iI一级传动比（通常指曲轴与离合器之间的传动比）ig变速器传动比i二级传动比（通常指发动机输出轴链轮与后轮链轮之传动比）t变速传动系统的总传动效率rr驱动轮工作半径车轮处于无载荷状况的半径，称为自由半径用r表示，车轮在载荷状况下，车轮中心到地的距离为静力半径，用rs表示 rs=d/2+B（1-） （m） （2）式中，d轮辋直径， (m)B轮胎断面宽度 ( m)轮胎径向变形系数，一般到=0.150.17。车轮在载荷下的线滚动时，实验测得的资料其滚动半径用rr表示：rr=S/2n （m）式中，rr车轮滚动半径n车轮转动圈数s车轮转动N圈后所测的距离（m）三者关系为：rrsrr,有时设计时用rs=rr.t=Pe-Pt/Pe=1-Pt/Pe式中,用Pe发动机输出功率,Kw;Pt变速传动系统中的功率损失,kw。Pt通常由专门的实验设备测得.根据大量的实验资料统计,设计时t按下表:各种传动件的传动功率传动齿轮传动(5000r/min)链条传动皮带传动滚子链无声链t0.980.920.960.80.902.1.2行驶阻力 摩托车在作直线行驶时,受到的与行驶方向相反的力统称为行驶阻力,包括:滚动阻力、空气阻力、上坡阻力、加速阻力。2.2 滚动阻力 摩托车在行驶过程中,车轮受到来自于路面与轮胎接触面之间的各种行驶阻力,统称为摩托车的滚动阻力Ff Ff=Gf 式中: Ff 整车滚动阻力,N;G整车重量(含驾驶员),N;f滚动阻力系数f通常在道路或转鼓试验台上测得。2.2.1 道路类型及路面状况对滚动阻力的影响 不同道路及路面状况时滚动阻力影响很大,路面不好,凸凹不平、松软路面,轮胎对地面的接触面增大,滚动阻力系数就会增加,滚动阻力增大。 下面是各种路面的滚动阻力系数路面类型及状况滚动阻力系数F良好而平坦的沥青路面0.010良好面平坦的混凝土路面0.011良好而粗糙的混凝土路面0.014良好的砖铺地路面0.018良好的铺石路面0.020压紧平坦的土路面0.040未经整理过的碎石路面0.080新铺设的砂石路面0.120砂或碎石路面0.160松软的沙土路面0.20.3结冰路面0.015压紧的雪道0.030222 轮胎结构对滚动阻力的影响 从整体结构上,扁平率小的轮胎在高速行驶时,滚动阻力系数小,而低速则相反,子午线轮胎由于花纹变形小,在各种车速下都具有较低的滚动阻力系数,所以子午线轮胎的应用越来越广泛,另外,轮胎尺寸增大,其滚动阻力系数,随车速增高而增大.223 使用方面对滚动阻力的影响在各种不同速度下的滚动阻力系数按下式f=fo V50km/hf=fo1+0.01(V-50) V50km/h式中:V车速, km/hfo滚动阻力系数按上表查。2.2 空气阻力空气阻力与车速的平方成正比,当车速超过100km/h时,发动机功率的80都用于克服空气阻力。空气阻力的计算： FwCdAVr21/2 (2)式中：Fw空气阻力,N; Cd空气阻力系数,一般摩托车Cd=0.570.78,赛车Cd=0.320.36 A人与车的全部迎风面积,m2； 空气密度,一般=1.2258kg/m2；Vr相对车速,m/s；将空气密度的数值代入(2)式,Vr由(m/s)换算以(km/h)代入,.则(2)式为实用性的空气阻力计算方式.：Fw=（CdAV2）/21.15 (N) (3)式中：V车速,km/h;2.3 坡道阻力摩托车在上、下坡时所克服的阻力Fi=Gsin式中:Fi坡道阻力，N； 上坡时为正值；下坡时为负值； G摩托车(包括驾驶员)重，N； 道路的坡度，(o)2.4 加速阻力摩托车加速行驶时,除了要克服上述阻力外,还要克服加速时的惯性阻力,称之为加速阻力,加速阻力包括移动质量的加速阻力和旋转质量的加速阻力.移动质量的加速度阻力Fj1Fj1=G/gdv/dt式中:fj1移动加速阻力，N； G摩托车(包括驾驶员)的重量，N； g重力加速度,一般按9.8m/s2； dv/dt摩托车行驶时加速度，m/s2；旋转质量的加速阻力Fj2 摩托车的作旋转运动的部件很多,包括曲轴、离合器、磁电机、主副轴齿轮、前后车轮等,计算时将各个旋转件的加速阻力分别计算后相加。由Mj=Ijdw/dt (3)式中:Mj惯性阻力矩 Ij转动惯量 dw/dt角加速度而dw/dt=1/rrdv/dt (4)Mj=Fjrr (5)式中:Fj惯性阻力(加速阻力),N; rr车轮半径,M;Fj=ij/rrdw/dt总的(全部)Fj为：Fj=ni=1Iji/rrdwi/dt或Fj=ni=iji/rr2dv/dt为了简化计算,摩托车的加速阻力按下式计算: Fj=G/gdv/dt称为旋转质量换算系数,由下表中查不同车轮,不同变速器档位的值:轮胎尺寸空档一檔二檔三档四檔五檔四档变速器3.25191.0831.7551.3091.1381.120五档变速器3.00181.0731.5371.2481.1371.0891.065值也可由下式计算:=1.074+0.0000126(ik/rr)2式中：ik摩托车某一档位的总传动比。3发动机特性 31 发动机工况发动机的工况是由其发出的功率Pe（或扭矩Me）和转速N表示，当功率Pe、转速N与被驱动机械所要求的功率、转速相适应时，称为稳定工况，实际工作中，发动机会遇到各种工况，见下图：曲线1表示为恒速工况曲线2路为线工况曲线性3所包括的面积为面工况，摩托车在行驶时，发动机的工况随时会发生变化，属面工况。32 速度特性速度特性是指发动机油门开度不变时，发动机的有效指标随转速变化的关系。速度特性曲线分：部分油门开度和100油门开度两种特点，部分油门开度的速度特性曲线是考核发动机在各种不同工况下的性能，100油门开度曲线是考核发动机的最大性能，也称外特性曲线，下图是某发动机的标准外特性曲线。为什么摩托车用发动机一定要具备这种形状特征的特性曲线呢？这还要从整车的动力性要求说起，整车的行驶阻力是由滚动阻力Ff，空气阻力FW，爬道阻力Fi，加速阻力Fj，见图：曲线1是滚动阻力与空气阻力的合成，曲线2是滚动阻力与空气阻力与爬道阻力的合成，曲线3是加速阻力，摩托车的动力必须能克服上述的阻力条件才称其为摩托车，动力性能曲线应是下图所示。汽车的动力性能要求与摩托车基本相同，不同的动力机械工具其动力性指标是不同的，例如工程机械、火轮、轮船与汽车、摩托车的要求不同，它们的标准速度特性曲线的形状也不同。4.驱动力行驶阻力平衡图 摩托车行驶时，驱动轮的驱动力必须克服行驶阻力其方程式为FT=FF+FW+FI+FJ 把摩托车在各种路面上直线行驶时的行驶阻力曲线和摩托车各档位驱动力曲线画在一张图上，就构成了摩托车驱动力行驶阻力平衡图。见下图：图中：阻