余志生汽车理论12.ppt

1 2汽车驱动力和行驶阻力 汽车动力传递路线 发动机 离合器 变速器 副变速器 传动轴 主减速器 差速器 半轴 轮边减速器 车轮 图1 2汽车驱动力 TractiveForce 部分负荷特性 节气门部分开启时 转矩或功率等与转速的关系使用特性曲线 即带有附件时的负荷特性 通常汽油机小15 而柴油机小10 外特性曲线 节气门 油门 全开时 转矩或功率等与转速的关系 发动机的速度特性 图1 3汽油发动机外特性 BrakingTorqueBrakingHorsepower 发动机过渡工况的速度特性 在过渡工况 功率和转矩下降约5 6 外特性使用或制作方法 表格法 辅助插值 曲线族方法数学模型法 外特性及负荷特性数学描述 图1 4汽油发动机外特性及部分负荷特性 发动机负荷特性经验公式 传动系机械效率 T 主要损失部件 变速器和主减速器 含差速器 主要损失形式 液力损失和机械摩擦损失 液力损失 如搅动和磨擦 它与润滑油品种 温度 转速 油面高度等有关 汽车传动系总成机械效率4 6档变速器 T 0 966 8档变速器 T 0 95传动轴 T 0 98主减速器 T 0 96 单级 T 0 92 双级 汽车传动系机械效率轿车 T 0 90 0 92商用车 T 0 82 0 85越野车 T 0 80 0 85 典型的传动系效率值 某汽车变速器的机械效率 车轮半径r 自由半径r静力半径rs滚动半径rr rs r s 2 n S行驶距离 n转动圈数欧洲车轮委员会rr F d 2 其中 子午线轮胎F 3 05斜交轮胎F 2 99 定义 用Ft ua曲线图来全面地描述汽车的驱动力 若已知外特性曲线 传动系速比 传动系机械效率就可求计算驱动力 汽车的驱动力图 汽车行驶阻力 滚动阻力Ff 轮胎内部摩擦产生的迟滞损失 这种迟滞损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶 图1 9轮胎径向变形曲线 图1 11 滚动阻力系数 轮胎内部摩擦产生迟滞损失 这种损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶 滚动阻力系数车轮在一定条件下 滚动所需要推力Fp1与负荷W1之比 即单位重力的推力 滚动阻力系数 阻力偶用滚动阻力描述 滚动阻力无法在受力图上画出 它是一个数值 在受力图上它是切向反力 在实际计算时 可不必考虑阻力偶 而用滚动阻力替代 滚动阻力系数的试验确定法牵引法 滑行法和转鼓法 1 速度ua对f的影响 对f的影响因素 2 轮胎的结构 材料 帘线对f的影响也很大 子午线轮胎f小 天然橡胶f低 f的经验公式 图1 12 驱动轮受力图 真正驱动车轮前进的力是地面切向反力Fx2 其在数值上等于汽车驱动力Ft与滚动阻力Ff之差 驱动力与地面纵向 切向 力 定义 汽车直线行驶时受到的空气阻力在汽车行驶方向上的分力 分类 压力阻力和摩擦阻力 压力阻力主要受形状 扰动和诱导阻力组成 形状阻力主要与汽车的形状有关 约占58 空气阻力 干扰阻力 汽车突出部件 如后视镜 门把手 导水槽 驱动轴 悬架导向杆等 约占14 内循环阻力 发动机冷却系 车身通风等气流流过汽车内部 占12 诱导阻力 空气升力在水平方向的分力 占7 摩擦阻力 9 空气阻力Fw正比于气流相对运动的动压力 影响Fw的因素 CD和A由于乘坐空间的制约A变化不大但CD变化较大 1950 70年CD 0 4 0 61990年CD 0 25 0 40概念车CD 0 2CD大小对轿车 高速 汽车的性能影响极大帕萨特 Passat CD 0 28 前部低 过渡平滑 后部加扰流板 掠背式 底部导流 平整化 向后应逐步升高 整车俯视形状为腰鼓式 改进通风进口 出口位置 商用车顶部安装导流罩系统 降低的要点 CD 坡道阻力 汽车行驶方程式 从动轮受力分析 从动轮受力分析 续 驱动轮受力分析 驱动轮受力分析 续 车体受力分析 车体受力分析 续 转动质量换算系数 转动质量换算系数 续 小结 汽车行驶方程仅表示各个物理量之间的数量关系 汽车行驶方程有些项并不是外力 Ft不是作用于车轮的地面 切向 反作用力 仅为了计算方便才将其定义为驱动力 滚动阻力也不是作用于汽车上的阻力 而是以