汽车理论1.ppt

1、1.2 汽车驱动力和行驶阻力,汽车动力传动过程,发动机,变速器 减速器等,传动系,驱动轮,驱动力,行驶阻力,滚动阻力,坡度阻力,加速阻力,空气阻力,Tractive Force,r,发动机的外特性曲线,发动机的使用外特性曲线,发动机的部分特性曲线,1.发动机速度特性,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,kw,汽油发动机外特性,Braking Torque Braking Horsepower,发动机性能曲线 发动机的转数一般

2、用rpm表示。图中的红色曲线，表示发动机在特定转速下的相应输出功率，它基本呈直线延伸的状态；蓝色曲线表示发动机在特定转速下的相应扭矩值，它的变化比较平缓。输出功率和扭矩发动机的输出功率和扭矩，在产品说明书中一般以KW和Nm来表示。最大功率是指发动机所能够产生的最大动力输出，把它与转速结合起来表示。比如：68kW/6000rpm。功率是指发动机工作的效率，用其产生的扭矩乘以相应的转数而计算出来。扭矩是表示发动机所输出的旋转力量，它的表现方式与功率相同，用具体数字与转速一起表示。比如：Nm/3200rpm。扭矩影响着汽车起动、加速的性能以及牵引能力、爬坡性能和经济性。,图1-4 汽油发动机外特性及

3、部分负荷特性,外特性及负荷特性数学描述,举例:,等速行驶工况,功率输入Pin,功率输出PT,传动系,变速器、减速器等,2. 传动系机械效率,传动系的功率损失,机械损失,液力损失,摩擦,润滑油,齿轮传动副之间,轴承摩擦,。,润滑油的搅动,润滑油与零件之间 的表面摩擦,。,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。,虽然传动系效率受多种因素影响有所变化，但对汽车进行初步动力学分析时，可以把它看做常数。,0.90.92 轿车,0.820.85 货车与客车,教材表1-1推荐数值可估算整车传动效

4、率。5档、单级主减速器的载货汽车整车传动系是多少？,汽车传动系总成机械效率 46档变速器T =0.95 68档变速器T =0.90 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=0.900.92 商用车T=0.820.85 越野车T=0.800.85,典型的传动系效率值,3. 车轮的半径,自由半径,静力半径,滚动半径,滚动半径的理论计算,滚动半径的近似计算,一般近似,欧洲轮胎于轮辋技术协会 （ETRTO）,德国橡胶企业协会,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

5、算驱动力。,4. 驱动力图,发动机外特性曲线 Pe，Ttq n,传动系的传动 ig，i0,传动效率T,车轮半径 r,汽车行驶速度 ua,发动机转速 n,二、汽车行驶阻力,1.滚动阻力,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。,轮胎/路面接触,轮胎变形,载荷,迟滞损失,阻力偶,C,A,D,E,加载,卸载,WC,WD,拖距 a,滚动阻力偶矩,迟滞现象分析,从动轮滚动时的受力情况,等速行驶,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。,*滚动阻力无法

6、在受力图上画出。,在实际计算时，可不必考虑阻力偶，而用滚动阻力替代。,驱动轮滚动时的受力情况,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Ft与滚动阻力Ff一样，在受力图上是画不出来的。,滚动阻力系数由试验确定,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。,推荐使用的滚动摩擦系数,SR、HR级轮胎滚动阻力系数 （利用拟合系数计算得到）,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,2.空气阻力,空气阻力,汽车行驶,空气作用,空气

7、阻力,压力阻力 （法向力）,摩擦阻力 （切向力）,形状阻力,内循环阻力,诱导阻力,干挠阻力,空气阻力的计算,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，195070年 CD =0.40.6 1990年CD =0.250.40 概念车CD =0.2 CD大小对轿车（高速）汽车的性能影响极大 富康轿车CD=0.315,，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,3.坡度阻力,坡度阻力,汽车上坡行驶,汽车重力沿坡道的分力,坡度阻力,坡度与坡度角的关系,道路阻力,坡度阻力,滚动阻力,道路阻力系数,4.加速阻力,加速阻力,汽车加速行驶,克服加速运动的惯性力,加速阻力,汽车质量,平移质量,旋转质量,平移惯性力,惯性力偶矩,汽 车 加 速 行 驶,汽车旋转质量 换算系数,汽车行驶方程式,汽车旋转质量 换算系数,功率方程,汽车动能,汽车旋转质量换算系数,发动机功率,外力