★汽车理论★第1章.doc

汽车性能包括： 动力性、燃油经济性、制动性、操作稳定性、平顺性、通过性 汽车的动力性 第一节 汽车的动力性指标 汽车的动力性是汽车各项性能中最基本、最重要的性能。 汽车的动力性三个指标：最高车速、加速时间、最大坡度 （无风或微风条件测定） 3. 最高车速：在水平良好路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行使车速。 4. 加速时间：常用原地起步加速时间与超车加速时间来表示汽车的加速能力。 5. 最大坡度： I挡时汽车在良好路面上的最大爬坡度。 第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 驱动力：地面对驱动轮的反作用力。 大小为：Ft=Ttqigi0?Tr 其中，Ttq表示发动机转矩、ig表示变速器的传动比、i0表示主减速器的传动比、?T表示传动系机械效率、r表示轮胎半径 发动机转速特性曲线：将发动机的功率、转矩以及燃油消耗率与发动机曲轴转速之间的关系以曲线表示。 发动机外特性曲线：发动机节气门全开时的转速特性曲线。 发动机部分负荷特性曲线：发动机节气门部分开启时的转速特性曲线。 发动机功率：Pe=Ttqn9550 转矩N.m表示、功率kW表示、转速r/min表示 传动系统功率损失可分为：机械损失和液力损失 自由半径：车轮处于无载时的半径。 静力半径rs：汽车静止时车轮中心至轮胎与道路接触面间距离。动力学分析 滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。运动学分析 驱动力图：根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力。 行驶车速：ua=0.377rnigi0 ，ua为汽车的行驶车速km/h、n为发动机转速r/min、r为车轮半径m、ig为变速器传动比、i0为主减速器传动比。 汽车行驶总阻力：ΣF= Ff+Fw+Fi+Fj Ff滚动阻力 Fw空气阻力 Fi坡度阻力 Fj加速阻力 产生滚动阻力的主要原因：硬路面上轮胎变形、软路面上轮胎变形和路面变形。 轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。 影响滚动阻力系数因素：车速、轮胎的结构、气压、驱动力系数、路面条件 、转向 a.车速（当汽车车速超过临界车速时，轮胎会出现驻波现象，其周缘呈明显的波浪状，且轮胎温度快速增加后果是大量发热导致轮胎破损或爆胎。） b.轮胎的结构（子午线轮胎的滚动阻力系数较低） c.气压（气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也越小。）d.驱动力系数（驱动力系数很大时，气压越低滚动阻力系数越小） e.路面条件 f.转向（转弯行驶时，轮胎发生侧偏现象滚动阻力大幅增加） 驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。 空气阻力：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力。 空气阻力可分为压力阻力和摩擦阻力 形状阻力58%、干扰阻力14%内循环阻力12%、诱导阻力7% 摩擦阻力9% 空气阻力计算公式：Fw=CDAua221.15 ua汽车行驶速度km/h、A迎风面积m2、CD空气阻力系数 坡度阻力：汽车重力沿坡道的分力。Fi=Gsinα≈Gtanα=Gi 加速阻力：汽车加速行驶时，克服其质量加速运动时的惯性力。Fi=δmdudt m为汽车质量Kg、dudt行驶加速度m/s2、δ汽车旋转质量换算系数δ＞1 δ=1+1mΣIwr2+1mIfig2i02?Tr2 Iw为车轮的转动惯量Kg.m2、If为飞轮的转动惯量Kg.m2、ig变速器传动比、i0主减速器传动比 汽车行驶方程：Ft= Ff+Fw+Fi+Fj 或者 Ttqigi0?Tr=Gfcosα+CDAua221.15+Gsinα+δmdudt 由于 cosα≈1、sinα≈tanα≈i 总公式：Ttqigi0?Tr=Gf+CDAua221.15+Gi+δmdudt 第三节 汽车的驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图 根据汽车行驶方程利用两种图来分析汽车动力性能指标 驱动力—行驶阻力平衡图：在汽车驱动力图上把汽车行驶过程中经常遇到的滚动阻力和空气阻力也算在图上。 最高挡Ft与Ff+Fw交点即是最高车速uamax （当车速低于最高车速时，驱动力大雨行驶阻力，这样汽车就可以利用剩余的驱动力加速或爬坡。也可以减小节气门开度从而达到稳定车速） 汽车的加速度：a=dudt=1δm[Ft-Ff+Fw]（加速性能在水平路面所以设Fi=0） 加速时间：t=u2u11adu 汽车的爬坡度：Fi=Ft-（ Ff+Fw） （此时dudt=0） α=sin-1Ft-Ff+FwG 前提：地面有足够大的附着力，否则驱动力=驱动轮垂直反