汽车的行驶原理ppt课件

汽车概述 汽车的行驶原理 驱动力Ft 地面对车轮施加的一个与驱动轮向地面施加的力数值相等 方向相反的反作用力 其大小决定于发动机和传动系统输送给驱动轮的驱动转矩和地面附着力 梅赛德斯 奔驰 E350 汽车的驱动力 N 式中 车轮的滚动半径 力矩 汽车行驶基本原理图 Ft F0 驱动轮与地面接触处向地面施加一个力F0 其数值为Mi与车轮半径r之比 汽车行驶的基本原理 汽车行驶必须具备两个基本的行驶条件 驱动条件和附着条件 1 驱动条件汽车必须具有足够的驱动力 以克服各种行驶阻力 这些阻力主要包括滚动阻力 空气阻力 坡度阻力和加速阻力 汽车在水平路面上等速行驶时 会受到来自地面的滚动阻力Ff和来自空气的空气阻力Fw 当汽车在坡道上上坡行驶时 还必须克服重力沿坡道的分力坡度阻力Fi 而当汽车加速行驶时需要克服加速阻力Fj 所以 汽车在行驶过程中须克服的总阻力为 F Ff Fw Fi Fj F0 Mt r Ft F0 滚动阻力Ff由车轮滚动时轮胎与路面发生变形而产生的 Ff Wt f式中Ff 滚动阻力 N Wt 车轮载荷 N f 滚动阻力系数 滚动阻力系数与轮胎结构 轮胎气压 车速和路面性质等有关 空气阻力Fw汽车行驶时受到空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力 它由空气阻力由压力阻力与摩擦阻力两部分组成 压力阻力是空气作用在汽车外表面上的法向压力的合力在行驶方向的分力 摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的摩擦作用的阻力 影响空气阻力的因素主要有汽车形状 迎风面积和车速 在汽车行驶的速度范围内 空气阻力与车速的平方成正比 当车速很高时 空气阻力是行驶阻力的主要部分 空气阻力Fw 风阻系数 描述Fw大小 轿车为0 28 0 4 空气阻力 正面阻力 板块顶风 摩擦阻力 空气与车身 高速可略 外型阻力 高速时 主要部分 风洞试验 人造均匀气流 奔驰公司 其风扇直径就达8 5m 电动机4000kW 空气流速达270km h 建造一个耗资数亿美元 甚至10多亿美元 而且每做一次汽车风洞试验的费用也是相当大的 目前世界上的实车风洞还不多 主要集中在日 美 德 法 意等国的大汽车公司 V 200km h时 Fw几乎占 F的85 风阻系数每降低10 燃油节省7 左右 坡道阻力Fi 汽车上坡时其重力沿坡道上的分力 其大小决定于坡道的坡度和汽车总质量 Fi Gsin 式中G 汽车重力 G mg N 坡度角 坡道阻力Fi 我们需要明白 上坡的角度 与 坡度 完全是两个概念 下图可以看出 按照公共设施的设计规律 高速公路的上坡角度一般设计在3度以内 汽车车库的出口大约是8度 20度就已经是一般轿车的爬坡能力极限 30度则是楼梯的倾斜设计极限 坡道阻力Fi 坡道阻力Fi 坡道阻力Fi Fi Gsin 式中G 汽车重力 G mg N 坡度角 汽车一般能轻松爬上15 的坡度 普通轿车极限能爬上20 陡坡 最好的6 6军用越野车可爬60 31 的坡 货车在各种地区的各种道路上行驶 所以必须具有足够的爬坡能力 一般max在30 即16 7 左右在城市里最常见的大坡是地下停车场的坡 10 15 高级不大于10度 一级不大于15度 二级不大于25度 三级不大于30度 四级不大于35度 大于35度的路就不是等级公路 加速阻力Fj汽车加速行驶时 需要克服汽车质量加速运动时的惯性力 这就是加速阻力 汽车的质量越大 加速阻力越大 加速阻力Fj 汽车正常情况下的状态 当Ft F时 剩余驱动力为0 汽车将匀速行驶 当Ft F时 汽车将加速行驶 当Ft F时 汽车将减速直至停车 驱动力与总阻力的关系 行驶时总阻力与驱动力的关系 附着条件附着力F 由附着作用所决定的阻碍车轮滑动的力的最大值 地面对轮胎的切向反作用力的极限值 附着力与车轮所承受垂直于地面的法向力G 称为附着重力 和附着系数成正比 附着系数 附着力与驱动轮的法向反作用力之比 其值与轮胎的结构和气压 路面的结构和状况等有关 G 附着重力 汽车总重力分配到驱动轮上的那部分 附着条件 Ft F 汽车行驶的充分必要条件F Ft F 驱动力大 动力性强 驱动力大 足够的附着力 切向力 动力性强 满足轮胎与地面的附着条件 驱动力 附着力 汽车附着力影响因素 1 附着系数 2 驱动轮的法向反作用力 汽车的附着力 地面附着系数 法向反作用力 行驶车速 车轮的运动状况 汽车的总体布置 行驶的状况 车身的形状 道路的坡度 路面的种类和状况 附着条件 附着力F 地面对轮胎切向反作用力的极限值F G G 驱动轮方向反作用力 附着系数驱动力与附着力 汽车行驶充分必要条件 F Ft F 返回 作业 一 填空题1 汽车的驱动力是由产生的 2 汽车的坡道阻力是汽车上坡时其沿坡道上的 3 坡道阻力的大小决定于坡道的和汽车 4 总阻力的公式为 5 当Ft F时 汽车行驶 当Ft F时 汽车行驶 当Ft F时 汽车行驶或 6 附着力与车轮所承受垂直于地面的和成比 7 滚动阻力系数与 和等有关 8 影响空气阻力的因素主要有汽车的 迎风和 车速越快空气阻力就越 9 坡度越大坡道阻力就越 10 加速阻力与汽车的和有关11 汽车行驶的充分必要条件 作业 一 填空题1 汽车的驱动力是由发动机产生的 2 汽车的坡道阻力是汽车上坡时其重力沿坡道上的分力 3 坡道阻力的大小决定于坡道的坡度和汽车总质量 4 总阻力的公式为 F Ff Fw Fi Fj 5 当Ft F时 汽车均匀行驶 当Ft F时 汽车加速行驶 当Ft F时 汽车减速行驶或停止 6 附着力与车轮所承受垂直于地面的附着重力 法向力 和附着系数成正比 7 滚动阻力系数与轮胎 车速和路面性质等有关 8 影响空气阻力的因素主要有汽车形状