24汽车的功率平衡图ppt课件

1、第四节 汽车的功率平衡图 汽车行驶过程中，发动机发出的功率一直等于机械汽车行驶过程中，发动机发出的功率一直等于机械传动损失功率与全部运动阻力所耗费的功率。传动损失功率与全部运动阻力所耗费的功率。jiwfPPPP PmemetPP jiwfPPPP Pt能量守恒定律，发动机的有效功率应该恒等于汽车行驶中能量守恒定律，发动机的有效功率应该恒等于汽车行驶中所耗费功率的总和。所耗费功率的总和。汽车抑制行驶阻力所耗费的功率普通计算式为汽车抑制行驶阻力所耗费的功率普通计算式为（kW)Fv.FvPaa3600100063kWFvPa1000式中：式中：F作用于汽车的力，作用于汽车的力，N； va汽车行驶速度

2、，汽车行驶速度，m/s 1000换算系数，换算系数，1000Nm/s=1000W=1kW假设假设va以以km/h为单位，那么上式为单位，那么上式设汽车重力为设汽车重力为G，以，以N为单位，车速为单位，车速va以以km/h为单位，为单位，那么各种阻力功率的计算公式：那么各种阻力功率的计算公式：滚动阻力滚动阻力 耗费功率耗费功率3600cosGfvPaf当坡度角当坡度角较小时，较小时，cos13600afGfvP 上坡阻力上坡阻力 耗费功率耗费功率当坡度角当坡度角较小时，较小时，sini3600sinaiGvP 3600aiGivP 空气阻力空气阻力 耗费功率耗费功率)(7614015213600

3、33kWAvC.AvCPaDaDw加速阻力加速阻力 耗费功率耗费功率)(3600kWdtdvgGvPajdtdvgGvGvAvCGfvPaaaDame36003600sin15.213600360013maeFvPmae)FjiwfFFFvP（能量守恒定律能量守恒定律dtdvgGvGivAvCGfvPaaaDame3600360076140360013当道路坡度角当道路坡度角不大时，汽车的功率平衡方程为不大时，汽车的功率平衡方程为功率平衡图 以汽车行驶速度为横坐标，以汽车行驶速度为横坐标，以功率为纵坐标的坐标系内，以功率为纵坐标的坐标系内，将发动机功率将发动机功率Pe及汽车在良及汽车在良好程度

4、路面上等速行驶时耗费好程度路面上等速行驶时耗费的阻力功率的阻力功率Pf+Pw)/m对车对车速的关系曲线给出而得到。速的关系曲线给出而得到。 利用汽车的功率平衡图分利用汽车的功率平衡图分析某些动力性问题更为方便。析某些动力性问题更为方便。功率平衡图的绘制 绘制发动机功率绘制发动机功率pe与车速的关系曲线，将发动机的外与车速的关系曲线，将发动机的外特性曲线特性曲线Pe=f(n)曲线转化为曲线转化为pe=f(va)，便可在，便可在pe-va坐标系坐标系内绘出发动机的功率内绘出发动机的功率pe与车速与车速va的关系曲线，利用下式将的关系曲线，利用下式将发动机转速换算成车速发动机转速换算成车速va。ka

5、iinrv0377. 0 对应于汽车变速器的每一个挡位，可以绘出一条发动对应于汽车变速器的每一个挡位，可以绘出一条发动机功率曲线。机功率曲线。 对应于汽车变速器的每一个挡位，可以绘出一条发动对应于汽车变速器的每一个挡位，可以绘出一条发动机功率曲线。机功率曲线。 pe-va曲线在不同的挡位下所对应的速度区间不同。曲线在不同的挡位下所对应的速度区间不同。 挡位越高，车速越高，挡位越高，车速越高，速度区间也越宽。但发动机速度区间也越宽。但发动机功率功率pe的起始值、终点值及的起始值、终点值及最大值是一致的。最大值是一致的。汽车等速行驶时阻力功率曲线的绘制 pf-va曲线在低速范围内是一条直线；在高速

6、范围内，曲线在低速范围内是一条直线；在高速范围内，由于由于f是是va的一次函数，的一次函数，pf是是va的二次函数，的二次函数，pw是是va的三次的三次函数。函数。pf与与pw叠加后，阻力功率曲线叠加后，阻力功率曲线pf+pw)/m-va是一是一条斜率越来越大的曲线。条斜率越来越大的曲线。 高速行驶时，汽车主要高速行驶时，汽车主要抑制空气阻力功率。抑制空气阻力功率。 对于轿车对于轿车 在在80km/h时，空气阻力时，空气阻力等于等于Ff 100km/h时，时，Fw占总阻占总阻力的力的70%。功率平衡图确定汽车的动力性 1汽车的最高速度汽车的最高速度va,max) 良好程度路面良好程度路面 最高

7、速度最高速度 0,0dtdvimePwfPP最高档的发动机功率最高档的发动机功率Pe与与(Pf+Pw)/m曲线交点对应的曲线交点对应的车速即为汽车的最高车速车速即为汽车的最高车速va,max。)(1wfmePPP 后备功率用于加速和后备功率用于加速和爬坡。爬坡。后备功率发动机功率与滚动阻力和发动机功率与滚动阻力和空气阻力耗费的发动机功空气阻力耗费的发动机功率的差值是后备功率。率的差值是后备功率。 2汽车的加速才干汽车的加速才干 程度路面加速行驶程度路面加速行驶 i=0 memjPwfPPP不同车速时的加速度为不同车速时的加速度为mwfeamPPPGvgdtdv3600 3汽车的上坡才干汽车的上

8、坡才干 粗略计算爬坡度近似值粗略计算爬坡度近似值 mwfeamPPPGvi3600 实践运用中，经常采用所谓的冲坡，即驾驶员在上坡实践运用中，经常采用所谓的冲坡，即驾驶员在上坡前先使汽车加速，使汽车以较高的初速度上坡，利用减速前先使汽车加速，使汽车以较高的初速度上坡，利用减速时的惯性力提高汽车的上坡才干。即先增大汽车的动能，时的惯性力提高汽车的上坡才干。即先增大汽车的动能，以便上坡时转化为汽车的位能。以便上坡时转化为汽车的位能。 利用后备功率和惯性力所能抑制的最大坡度称为极限利用后备功率和惯性力所能抑制的最大坡度称为极限上坡度。上坡度。 在后备功率和道路条件一定时，上坡前的初速度越高在后备功率

9、和道路条件一定时，上坡前的初速度越高，临界车速越低，坡道越短，那么汽车所能抑制的极限坡，临界车速越低，坡道越短，那么汽车所能抑制的极限坡度越大。度越大。小结小结 1. 用功率平衡图的方法处置动力性问题用功率平衡图的方法处置动力性问题显得费事，但显得费事，但功率这一概念却能更好地概括汽车的动力性功率这一概念却能更好地概括汽车的动力性能。能。 2. 假设汽车的速度越高，遇到的阻力越假设汽车的速度越高，遇到的阻力越大，阻力与车速的乘积阻力所耗费的功率大，阻力与车速的乘积阻力所耗费的功率就越大；因此没有足够的发动机功率，汽就越大；因此没有足够的发动机功率，汽车的高速行驶是不能够的。车的高速行驶是不能够的。 3. 假设从能量的观念出发，汽车的加速假设从能量的观念出发，汽车的加速性能就是汽车在单位时间里提高动能的才干性能就是汽车在单