汽车的动力学-1.pptVIP

* * 第一章 汽车空气动力学 不同气动阻力的计算方法、侧风及横摆力矩的计算 第二章 汽车转向系统动力学 数学模型的建立、稳态响应特性、瞬态响应特性、系统参数对响应的影响、侧向风压中心与横摆特性、四轮转向动力学 第三章 前轴及转向轮系统动力学 系统模型、转向轮摆振、转向轮自激振动 第四章 汽车传动系统动力学 传动系的载荷、数学模型及振型、共振转速和共振载荷、非稳定工况下的动载荷 第五章 汽车悬架系统动力学 垂直与俯仰振动微分方程、被动悬架参数优化、主动悬架及其传递函数 第六章 汽车制动系统动力学 系统功能及评价指标、制动力的合理分配、ABS制动驱动机构数学模型、ABS控制算法 制动系统的防抱死滑模控制原理、滑模控制算法第七章 汽车驱动控制系统动力学 ASR原理及控制方法、发动机转矩调节方式、驱动轮制动控制方式  * * 汽车行驶中受到的空气动力 * * * * * * * * 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。 空气作用于车身的向后纵向分力称为气动阻力，这种阻力与车速平方成正比，为克服气动阻力所消耗的功率和燃料是随车速的三次方急剧增加的，当车速超过100km/h时，发动机功率有80％用来克服气动阻力，要消耗很多燃料，在高速行驶时，如能减少10％的气动阻力，就可使燃料经济性提高百分之几十，当前，汽车设计师十分重视降低气动阻力系数Cx，因为它会使汽车的动力性、经济性和经量化带来很多好处。 气动阻力 当汽车行驶时，气流流经汽车过程中，在汽车表面局部气流速度急剧变化的部位会产生涡流，如图中在车身后部有明显的涡流区，在涡流区产生负压，而汽车正面是正压、所以涡流引起的阻力是压差阻力，又因为这都和车身形状有关，也称为形状阻力，它占整个阻力的58％。 诱导阻力是由于气流经车身上下部时，由于空气质点流经上下表面的路程不同、流速不同从而产生压差，即升力，升力在水平方向上的分力，称为诱导阻力，如图所示。 摩擦阻力是由于空气具有粘性，在流经车身表面对空气质点与车身表面的摩擦力在逆行驶方向的分力，约占总空气阻力的9％。 干扰阻力 它是车身表面突起物，如后视镜，门把手，收音机天线所造成的阻力，占总阻力的14％ 内循环阻力 它是为了发动机冷却和乘坐舱内换气而引起空气气流通过车身内部构造所产生的阻力，它占总阻力的12％。 * * 从以上分析可见，气动阻力的前四个主要部分都和车身形状有密切关系，从本世纪初期的汽车发展到现在，车身外形从箱形—甲虫形—鱼形—楔形，其主要目的之一就是为了减少少气功阻力系数CD(Cx)。图3—5列出了各时期典型桥车外型和其相应的平均气动阻力系数的变化。 箱型汽车 1986年，法国人本哈特和拉瓦索生产了世界上首辆封闭式汽车，也箱形汽车的开端。美国福特汽车公司在1915年生产出一种不同于马车型的汽车，其外型特点很箱一只大箱子，并装有门和窗，因此被称为“箱型汽车”。箱型汽车重视了人体工程学，内部空间大，乘坐舒适，有活动房屋的美称。但是，空气阻力大，妨碍了汽车前进的速度，为汽车的发展提出新的要求。 甲壳虫型汽车 箱型汽车时代后期，人们开始认识到空气阻力的重要性。汽车的空气阻力除与迎风面积和车速有关外，还和汽车的纵部面形状有关，越呈流线型汽车的正面阻力和后面涡流越小，因此，促使人们致力于流线型车身的设计。1934年，美国克莱斯勒汽车公司的气流牌轿车首先采用流线型车身，是流线型汽车的先锋。1937年，德国的设计天才费尔南德·保时捷开始设计类似甲壳虫外形的汽车。但甲壳虫形汽车也有缺点，一是乘员活动空间狭小，二是对横风的不稳定性。 船型汽车 船型汽车采用了使汽车车室置于两轴之间的设计方法，从外型上看，整车像一只小船，称为船形汽车。福特公司1949年制造的福特V8型汽车就是船形汽车的代表。船形汽车无论从外形上还是从性能上来看都优于甲壳虫型汽车，并且较好地解决了甲壳虫型汽车对横风不稳定的问题。但是由于车的尾部过长，形成了阶梯状，高速行驶时会产生较强的空气涡流，影响了车速的提高。 鱼型汽车 为了 克服船型汽车的尾部过分向后伸出，在汽车高速行驶时会产生较强的空气涡流作用这一缺陷，人们又开发出像鱼的脊背的鱼型汽车。1952年，美国通用汽车公司的别克牌轿车开创了鱼型汽车的时代。它基本上保留了船型汽车的长处。但是它也并非完美无缺。汽车后窗倾斜大，面积大，降低了车身的强度，车内温度高。汽车高速行驶时易产生很大的升力，升力使汽车与地面附着力减小，使汽车行驶稳定性和操纵稳定性降低。 楔型汽车 经过大量的探求和实验后，设计师找到了一种新型车——楔形。这种车型就是将车身整体向前方倾斜，车身后部就像刀切一样平直，这种车型能有效克服升力。第一次按楔型设计的汽车是1963年的