汽车理论2——附着条件与功率平衡.ppt

汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 汽车行驶的附着条件 汽车的动力性能不只受驱动力的制约，它还受到轮胎与地面附着条件的限制 地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力，在硬路面上，与驱动轮法向反作用力成正比 φ 称为附着系数，由路面与轮胎决定 汽车行驶的附着条件 驱动轮上的转矩 Tt 引起的地面切向反作用力不能大于附着力。 对于后轮驱动的汽车， 称为后轮驱动汽车的驱动轮附着率 汽车加速上坡时的受力 静态轴荷的法向反作用力，由汽车重力分配到前、后轴的分量产生。 动态分量 加速过程中产生的惯性力、惯性阻力偶矩造成的地面法向反作用力 平移质量的惯性力 车轮的惯性阻力偶矩 横置发动机飞轮的惯性阻力偶矩，曲轴旋转与车轮旋转方向一致时取 “+” 空气升力 将空气的升力分解为作用于前轮接地点与后轮接地点的前、后空气升力。 CLf CLr 为前后轮的升力系数。 CD 降低时CLr 有所增加，对于后轮驱动汽车的动力性、操纵稳定性很不利。 楔形汽车，可以降低空气升力 滚动阻力偶矩产生的部分，可以忽略 作用在驱动轮上的地面切向反作用力 从动轮受力图 驱动轮受力 由车身受力有 附着率 汽车在直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。 在较低行驶车速下，用低速档或上坡行驶，驱动轮发出的驱动力大，要求的最低附着系数大 在水平路段上以极高车速行驶时，要求的附着系数大 加速、上坡行驶时的附着率 对于后轮驱动的汽车，后驱动轮的附着率为 忽略加速上坡时的滚动阻力和风阻 可以理解为包含加速阻力在内的等效坡度，用 q 表示 在一定附着系数φ 的路面上，汽车能通过的最大等效坡度为 对于前驱动轮汽车的驱动轮附着率为 在一定附着系数φ 的路面上，汽车能通过的最大等效坡度为 对于四轮驱动的汽车，前后轮驱动力的分配是根据中央差速器的结构确定的，令后轴的转矩分配系数为 前轮驱动的汽车 Ψ =0， 后轮驱动的汽车 Ψ =1 根据Ψ 值，忽略滚动阻力、空气阻力与旋转质量的影响，前后轮的切向反作用力 前、后驱动轮的附着率分别为 前后附着率一般不等,如果前驱动轮的附着率大， 即在一定等效坡度条件下，前驱动轮要求更大的地面附着系数， 在一定φ 值的路面上行驶，前驱动轮的驱动力将先达到地面附着力而滑转，前驱动力不再增加， 后驱动轮驱动力也保持在前轮开始滑转时它的数值而不再增加。 即若 ，在一定附着系数φ的路面上，该四轮驱动汽车能达到的等效坡度为 反之 如果前后驱动力的分配可以根据运动状况自动调节，使前、后驱动力同时达到附着力的极限 高速行驶时的附着率 中，令 可得到高速行驶时的后轮驱动汽车的驱动轮的附着率 高速行驶时后轮法向反作用力与切向反作用力随车速的变化曲线 汽车的功率平衡 汽车行驶的时候驱动力和行驶阻力平衡， 发动机功率和行驶阻力功率平衡 功率平衡图 用纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率与经常遇到的阻力功率对车速的关系绘制在直角坐标图上，就得到功率平衡图。 档位不同时车速的范围不同，但是功率的大小不变，只是各档的功率曲线对应的车速位置不同。低档时车速低，速度变化区域窄；高档时车速高，所占速度变化区域大。 滚动阻力功率在低速时近似为直线 空气阻力功率曲线为三次函数 在低速时以滚动阻力功率为主，而在高速时以空气阻力功率为主。 汽车后备功率越大，汽车的动力性越好。 利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。 功率平衡也可描述汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽车燃油经济性。 * * 从动轮 驱动轮 对于后轮驱动的汽车，地面作用于驱动轮的切向反作用力 FZ2 CLr=0 CLr=0.15 CLr=0.28 FX2 Ua km/h 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 50 100 150 200 250 300 FZ2 FX2 N 高速行驶时后轮附着率Cφ2 随车速的变化曲线 CLr=0 CLr=0.15 CLr=0.28 Ua km/h 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 直线行驶 侧向加速度