5汽车系统动力学-纵向动力学性能分析.ppt

主讲：胡爱军 第五章 纵向动力学性能分析 *汽车系统动力学 汽车系统动力学 5.1动力的需求与供应 5.2动力性 5.3燃油经济性 5.4驱动与附着极限和驱动效率 5.5制动性 1.车辆对动力的需求 5.1动力的需求与供应 □车辆行驶阻力 车辆行驶阻力包括车轮滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、 加速阻力（平动分量和转动分量）。 加速阻力转动分量 坡度阻力 加速阻力平动分量 □等效转动惯量 ?等效转动惯量必须考虑所有传动部件的转动惯量，包括所有车轮。 ?等效的原则是保持动能一致。 5.1动力的需求与供应 □旋转质量换算系数 若?i大于2，表明用来加速旋转质量的动力需求高于平动加速。 戴姆勒-奔驰1632K：1档10.12；2档3.18； …… 8档1.08 5.1动力的需求与供应 定义由车辆参数描述的旋转质量换算系数 mv是整车整备质量 车辆的总加速阻力 总的车辆加速阻力 □车辆行驶阻力曲线 车辆总行驶阻力 反映了不同驱动工况下车辆所需的驱动力矩，也称动力需求特性曲线。 5.1动力的需求与供应 ■对于高速行驶的乘用车，空气阻力起主导作用。 ■除空气阻力外，其它阻力分量均与车重成正比。 2.车辆的动力供应 驱动力定义为地面作用于驱动轮胎接地印迹内纵向作用力的的合力。 车辆沿前进方向的动力供求平衡方程 5.1动力的需求与供应 1.概述 5.2动力性 PNmax为汽车能产生的最大功率特性曲线。 车辆动力性由加速能力、爬坡能力和最高车速来衡量。 □驱动力平衡图 表示某工况的动力供求关系。 将某车速下的驱动力和行驶阻力值与车速相乘得到的，即传递至轮毂的功率PH与行驶时需克服的PDem，即将功率供应和功率需求绘于同一图中。 5.2动力性 □驱动功率平衡图 □后备驱动力Fx,ex:车辆行驶时实际需要的驱动力FDem与车辆所能提供的最大驱动力Fx的差值。 2.爬坡能力 5.2动力性 假设车辆匀速行驶，全部后备驱动力都用于克服坡度阻力，可以得到特定档位车速下的最大爬坡角。 2.爬坡能力 5.2动力性 3.加速能力 重型货车低速档?i较大，对加速能力的影响也很大。 5.2动力性 车辆加速能力用可达到的最大加速度来表示。 车辆要想达到最大加速度，后备驱动力需全部用来克服加速阻力。 若不考虑旋转质量的影响， ?i=1，加速能力曲线与后备 驱动力曲线一致。 后备功率 3.加速能力 5.2动力性 4.传动系统设计方案的影响 在设计传动系统时，必须校核每个档位的加速能力和爬坡能力。 5.2动力性 不同坡度下的驱动力（功率）平衡图 ?单位里程燃油消耗量Btr和单位时间燃油消耗量Btp 5.3燃油经济性 1.燃油消耗量的计算 ?根据发动机万有特性图可得到燃油消耗率曲线 ?燃油消耗率的确定 5.3燃油经济性 1.燃油消耗量的计算 ML为转矩损失 Vs为发动机排量，i为每缸每转点火次数。 ?根据pme和ne确定该工况的燃油消耗率be(g/(kw.h)) 车辆匀速行驶所需发动机转矩 ?所需发动机缸内平均有效压力 ?发动机转速 5.3燃油经济性 1.燃油消耗量的计算 ?对于循环行驶工况，须将过程划分成若干段稳定工况，分别计算燃油消耗量，再求和。 ?若发动机处于不稳定工况，则只能求近似解。 ?单位时间的燃油消耗量 ?单位里程的燃油消耗量 根据所需功率及燃油密度得： 2.减少油耗的途径 5.3燃油经济性 ?减少燃油消耗量的途径 发动机的工作状况 传动系统效率 车辆行驶阻力 ? MT车辆变速器传动比和主减速比的设计及换档时机的选择，AT车辆的换档控制策略对燃油消耗率有很大的影响。 ?车辆燃油消耗量 5.4驱动与附着极限和驱动效率 1.车辆所受的垂向力 ?车辆所受的垂向载荷Fz由静载Fzs、动载Fzd、坡道分量Fzg和空气动力学分量FL组成。 动载 5.4驱动与附着极限和驱动效率 2.车辆所受的纵向驱动力 ?前轮驱动车辆所需的驱动力 ?换算到驱动轮上的当量转动惯量Θ ，应包括车轮、制动盘等所有相关旋转部件的转动惯量。 5.4驱动与附着极限和驱动效率 2.车辆所受的纵向驱动力 ?后轮驱动车辆所需的驱动力 ?换算到驱动轮上的当量转动惯量Θ ，应包括车轮、制动盘等所有相关旋转部件的转动惯量。 ■附着率与附着系数不同，是车辆所需驱动力与法向载荷的比值，是附着系数中已经利用了的部分。 5.4驱动与附着极限和驱动效率 3.前后轴的附着率 ?驱动附着率f定义为纵向驱动力与法向力的比值。 ■附着系数是车辆能得到的最大驱动力与法向载荷的比值。 ■不同行驶工况，附着率是不同的； ■驱动轮才有附着率。 5.4驱动与附着极限和驱动效率 4.由路面附着限制的加速或爬坡能力 ?若潜在的附着力全部用于克服加速或上坡阻力，则可列出平衡方程。 ?计算出车辆