汽车理论教案.doc

教 学 内 容 备 注  汽车的动力性 动力性——汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均技术速度。 平均技术速度：是指单位实际行驶时间内的里程。 本章思路：从分析汽车行驶时的受力出发，建立行驶方程式，并用图解法求解动力性的评价指标。 §1--1　汽车动力性的评价指标 汽车的最高车速：uamax（km/h） 满载、水平、良好路面（混凝土或沥青）； 最高档、全油门。imax（%） 满载、良好路面； （2）最低档（Ⅰ档）。 △针对不同用途的汽车，侧重于不同的指标： 轿车——路况好（uamax）； 公共汽车——分段（t）； 越野车——坏路、无路（imax）。 §1—2 汽车的驱动力与行驶阻力 汽车的行驶方程式： Ft=ΣF 一、汽车的驱动力： 1、产生： 发动机的Ttq → 传动系→车轮Tt →对地面圆周力Fo →地面反作用在轮胎上的Ft 数值大小： Ft = = 3、参数讨论（影响因素）： ⑴ 发动机转矩：Ttq 发动机转速特性：发动机油量调节机构位置一定时，发动机的转矩Ttq、功率Pe以及燃油消耗率b随发动机转速n的变化关系。 发动机节流阀全开（或高压油泵在最大供油量位置）的转速转速特性为发动机的外特性；发动机节流阀部分开启（或部分供油）的转速转速特性为发动机的部分转速特性。 带上全部附件设备（空气滤清器、水泵、风扇、消声器、发电机等）时的发动机特性——发动机的使用特性。使用外特性功率小于外特性功率。最大功率（汽油机小约15%、货车柴油机小约5%、轿车柴油机小约10%）。 为便于计算，常用拟合多项式来描述发动机的转矩外特性： Ttq = a0 + a1n + a2n2 + … + aknk k=2,3,4,5 Ttq是变量（随负荷、转速变化） Ft将随Ttq而变化 此多项式的计算机算法： T := (((a[k].n+a[k-1]).n+a[k-2]).n+…+a[0] 即： T := 0； for i:=k downto 0 do T:= T.n+a[i]; ⑵ 传动系的机械效率：ηt ηt = ×100% = ×100% = （1- ）×100% Pt为传动系损失功率，包括： 机械损失：磨擦↗←Ttq↗ 液力损失：搅油↗←n↗ 相同档位、相同转矩：n增加，使ηt减小 （因为n增加，使搅油损失增加） 相同档位、相同转速：Ttq增加，使ηt增大 （因为Ttq增加，虽然机械损失有所增加，但Pe增加更多，使ηt增大。） 直接档：ηt最大 实际上：ηt基本上保持不变，在对汽车进行初步动力性分析时可视为常数。 车轮半径：r（m） 自由半径r0： 静力半径rs： 滚动半径rr： rr = r = 0.0254[+B(1-λ)] 对于低压胎（标记B-d或BRd：单位inch） λ：轮胎径向变形系数（标准胎取0.1～0.16） 4、—ua 图全面表示汽车的驱动力。 Ft = ua = 0.377 分析： ⑴ Ft与档位的关系： 不同档位，Ft的变化范围不同，低档的Ft高； ⑵ ua 与档位的关系： 不同档位，ua 的变化范围不同，高档的ua高 二、汽车的行驶阻力： 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力 汽车的总阻力： ∑F = Ff + FI + Fw + Fj 滚动阻力：Ff 力的产生（形成原因）： 轮胎（坚硬路面上）、地面（松软路面上）变形过程中，内部分子摩擦而损失的能量。 下面分析在硬路面上Ff的产生： ⑴ 能量观点（解释现象）： 功能原理——弹性迟滞损失。 OCA为加载曲线，ADE为卸载曲线。 即：曲线OCADEO所围的面积为弹性迟滞损失 变形——内部分子摩擦生热——热量散发 ⑵ 力学方法（简化问题）： 从动轮： 地面法向反力在d点在d‘点 →地面法向反力的分布前后不对称 →合力FZ1前移一段距离a →为便于受力分析和计算，将FZ1力线后移到与W1重合，则出现滚动阻力偶矩Tf1= FZ1·a 欲作等速流动，必须由加于车轮中心的推力Fp1与地面切向反力Fx1构成一力偶矩，来克服滚动阻力偶矩，即Fx1·r=Tf1 Fx1 = Tf1/r = FZ1· 令f=a/r，f称为滚动阻力系数，考虑FZ1与W1大小相等 ∴从动轮上的滚动阻力大小为：Ff1 = W1·f 驱动轮： Fx2·r = Tt - FZ2·a ∴Fx2 = Tt/r - FZ2· = Ft - Ff2 总的滚动阻力：Ff = Ff1+Ff2 = W1f + W2f = G·f 在坡度为 α的路面上