第三章　汽车动力性

10BW2,主编,第三章汽车动力性第四章汽车的燃油经济性,第三章汽车动力性,第一节汽车的动力性指标第二节汽车行驶方程式第三节汽车动力性分析第四节附着条件决定的汽车动力性第五节汽车驱动系统参数对汽车动力性的影响第六节汽车动力性试验,第一节汽车的动力性指标,1.汽车的最高车速2.汽车的加速能力,图3-1汽车加速曲线,第一节汽车的动力性指标,3.汽车的爬坡能力,第二节汽车行驶方程式,一、汽车的驱动力,图3-2汽车的驱动力,第二节汽车行驶方程式,图3-3发动机特性曲线,1.发动机有效转矩Te,第二节汽车行驶方程式,图3-4发动机部分负荷特性曲线中的功率与转矩曲线,第二节汽车行驶方程式,2.传动系的机械效率,表3-1传动系各总成的传动效率,3.车轮半径r4.汽车的驱动力图,第二节汽车行驶方程式,图3-5装有五档变速器的某型汽车的驱动力图,二、汽车的行驶阻力,第二节汽车行驶方程式,图3-6弹簧轮模型,1.滚动阻力,第二节汽车行驶方程式,图3-7某轮胎的径向变形曲线,第二节汽车行驶方程式,图3-8弹性轮胎在硬路面上滚动时的受力情况a)前移b)产生滚动阻力偶矩,第二节汽车行驶方程式,图3-9驱动轮在硬路面等速滚动时的受力,第二节汽车行驶方程式,表3-2不同路面的滚动阻力系数,第二节汽车行驶方程式,图3-10车速和轮胎类型对滚动阻力系数的影响,第二节汽车行驶方程式,图3-11气压对滚动阻力系数的影响,第二节汽车行驶方程式,图3-12滚动阻力系数与驱动力系数的关系,第二节汽车行驶方程式,图3-13汽车转弯行驶时的滚动阻力,2.坡度阻力和道路阻力,第二节汽车行驶方程式,图3-14汽车坡度阻力,3.空气阻力,第二节汽车行驶方程式,(1)空气阻力的形成汽车直线行驶时，受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。,图3-15压力阻力的形成,第二节汽车行驶方程式,图3-16不同形式轿车的涡流区,第二节汽车行驶方程式,图3-17车辆的内部气流,(2)空气阻力的计算,第二节汽车行驶方程式,图3-18大众集团汽车空气阻力系数的逐年变化情况,第二节汽车行驶方程式,表3-3汽车空气阻力系数和迎风面积的变化范围,(3)降低空气阻力系数的措施采取以下措施可以降低汽车的空气阻力系数。4.加速阻力,第二节汽车行驶方程式,图3-19汽车的旋转部件简图,第二节汽车行驶方程式,图3-20汽车旋转质量换算系数a)轿车旋转质量换算系数与传动系总传动比的关系b)货车旋转质量换算系数与传动系总传动比的关系,第二节汽车行驶方程式,三、汽车行驶方程式,第三节汽车动力性分析,一、汽车的驱动条件二、驱动力行驶阻力平衡图、动力特性图和功率平衡图1.驱动力行驶阻力平衡图,图3-21汽车驱动力行驶阻力平衡图,第三节汽车动力性分析,2.动力特性图3.功率平衡图,图3-22汽车的功率平衡图,第三节汽车动力性分析,三、汽车动力性分析1.汽车的最高车速amax(1)利用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车的最高车速Vamax(km/h)指汽车在水平良好的路面上所能达到的最高行驶速度。(2)利用动力特性图分析(3)利用功率平衡图分析如图3-22所示，汽车以最高档在平直道路上稳定行驶时，其发动机功率曲线Pe与需克服的阻力功率曲线的交点所对应的车速，即为汽车的最高车速。2.汽车的加速能力(1)利用驱动力行驶阻力平衡图分析汽车驱动力与滚动阻力和空气阻力之差Ft(Ff+Fw)，称为汽车的后备驱动力。,第三节汽车动力性分析,图3-23汽车动力特性图及动力性分析,第三节汽车动力性分析,图3-24汽车的加速度曲线,第三节汽车动力性分析,图3-25加速度倒数曲线,(2)利用动力特性图分析称动力因数与滚动阻力系数之差Df为,第三节汽车动力性分析,后备动力因数。,图3-26后备功率曲线图,第三节汽车动力性分析,(3)利用功率平衡图分析利用汽车的功率平衡图也可确定汽车的加速能力。3.汽车的爬坡能力(1)利用驱动力行驶阻力平衡图分析若后备驱动力Ft(Ff+Fw)全部用来爬坡，则Fj=0，根据行驶方程式得到：,图3-27汽车爬坡度图,第三节汽车动力性分析,(2)利用动力特性图分析(3)利用功率平衡图分析,第四节附着条件决定的汽车动力性,一、附着力和附着条件二、汽车的附着力1.附着系数2.驱动轮上的法向反作用力,图3-28汽车加速上坡时的受力图G汽车重力道路坡度角汽车质心高度风压中心高区、作用在前后车轮上的滚动阻力偶矩、作用在前后车轮上的惯性阻力偶矩、作用在前后车轮上的法向反作用力、作用在前后车轮上的地面切向反作用力L汽车轴距、汽车质心到前后轴的距离,第四节附着条件决定的汽车动力性,3.汽车的附着力三、附着条件限制下汽车的动力性1.附着条件限制的加速能力,图3-29前轮驱动汽车加速行驶时受力图,第四节附着条件决定的汽车动力性,2.附着条件限制的爬坡能力,图3-30前轮驱动汽车上坡时受力图,第五节汽车驱动系统参数对汽车动力性的影响,一、发动机功率二、汽车传动系的传动比1.传动系最小传动比的确定(1)Vamax设计最高车速(即阻力功率曲线与驱动功率曲线的交点所对应的车速)对应于发动机最大功率点的转速ne(Pemax)。(2)高速设计最高车速对应的发动机转速高于发动机最大功率点的转速ne(Pemax)，其优点是有较大的后备功率，缺点是达不到理论最高车速；而且，当以Vamax行驶时，发动机转速过高，因而噪声、磨损和油耗都过高。(3)低速设计最高车速对应的发动机转速低于发动机最大功率点的转速ne(Pemax)，其优点是汽车以Vamax行驶时，发动机转速较低；同时，发动机负荷率较高，油耗下降。,第五节汽车驱动系统参数对汽车动力性的影响,图3-31最小传动比的确定方法,2.传动系最大传动比的确定,第五节汽车驱动系统参数对汽车动力性的影响,3.传动系档数与各档传动比的确定(1)传动系的档数因为使用条件不同，汽车功率不同，且对整车性能要求不同，因而不同类型汽车的传动系应具有不同的档位数。(2)各档传动比的确定确定了汽车的最小传动比itmin、最大传动比itmax及变速器的档位数后，应当确定中间各档的传动比。1)等比级数分配。,图3-32换档过程中车速与发动机转速的关系,第五节汽车驱动系统参数对汽车动力性的影响,2)渐进式速比分配。三、轮胎尺寸与形式对汽车动力性的影响,第六节汽车动力性试验,一、汽车动力性道路试验1.试验条件1)试验汽车的装载质量为厂定的最大装载质量，且装载物均匀分布，固定牢靠，不因潮湿等条件变化而改变其质量。2)轮胎气压应符合该试验车技术条件的规定，误差不超过10kPa。3)试验车使用的燃料、润滑油(脂)、制动液的牌号和规格均应符合该车技术条件和现行国家标准的规定，同一次试验必须使用同一批燃料和润滑油。)试验必须在无雨无雾的天气中，相对湿度小于95%，气温040，风速不大于3m/s。,第六节汽车动力性试验,)试验道路应是清洁、干燥、平坦的混凝土或沥青铺成的平直路面，长度不小于8m，纵向坡度在0.1%以内。)试验用仪器、设备必须经过检查，符合精度要求。2.试验仪器,图3-33五轮仪a)非接触式b)接触式c)主机,第六节汽车动力性试验,3.试验项目(1)最高车速Vamax汽车发动机节气门全开，汽车变速器挂最高档，待达到最高稳定车速后，测定其驶过1000m所用的时间，经计算可求得最高车速。(2)汽车加速性能测定1)超车加速能力试验。2)起步加速能力试验。(3)上坡能力试验上坡能力应在一组坡度不同的坡道上试验，坡道长度应大于车长的23倍。(4)滚动阻力测定用滑行试验法可测定汽车低速行驶时的滚动阻力。二、汽车动力性室内试验,第六节汽车动力性试验,1.汽车动力性试验原理,图3-34汽车底