汽车驱动力和行驶阻力分析.ppt

1.2 汽车驱动力和行驶阻力 图1-2 汽车驱动力 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％ 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 传动系机械效率ηT 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ηT =0.96 6～8档变速器ηT =0.95 传动轴ηT = 0.98 主减速器ηT = 0.96 (单级) ηT = 0.92(双级) 汽车传动系机械效率 轿车ηT=0.90~0.92 商用车ηT=0.82~0.85 越野车ηT=0.80~0.85 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/(2πn) S行驶距离，n转动圈数 欧洲车轮委员会 rr= F×d/(2π) 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。 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： 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。 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  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 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。 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％。 ☆ 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 =0.4~0.6 1990年CD =0.25~0.40 概念车CD =0.2 CD大小对轿车（高速）汽车的性能影响极大 帕萨特 (Passat ) CD= 0.28 坡道阻力 驱动轮受力分析 车体受力分析 转动质量换算系数 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，而是以滚动阻力偶矩的形式作用于车轮上 ★ 作用在汽车上的惯性力是mdu/dt而不是mδdu/dt ★ 飞轮的惯性力矩作用在汽车的横截面上，而不作用于车轮上 ★ Fj只是代表惯性力和惯性力矩的总效应 ★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。 CD 从动轮受力分析 从动轮受力分析（续） 驱动轮受力分析（续） 车体受力分析（续） 转动质量换算系数(续) * */48 * */48 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 Tractive Force 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 图1-3 汽油发动机外特性 Braking Torque Braking Horsepower …… …… …… …… Ttn …… Tt3 Tt2 Tt1 ben …… be3 be2 be1 Pen …… Pe3 Pe2 Pe1 nn …… n3 n2 n