汽車的功率平衡解析PPT學習教案

1、會計學1 汽車的功率平衡解析汽車的功率平衡解析 2 t umuGiuAuCGfu P d d 36003600761403600 1 aa 3 aDa T e a efwij T u PFFFF 第五節(jié) 汽車的功率平衡 T a e Fu P 汽車行駛過程中，發(fā)動機發(fā)出的功率始終等于機汽車行駛過程中，發(fā)動機發(fā)出的功率始終等于機 械傳動損失功率與全部運動阻力所消耗的功率。械傳動損失功率與全部運動阻力所消耗的功率。 第1頁/共26頁 3 800330057006200 62709690 ig1=2.13ua17295055 ig2=1.46ua210437380 ig3=1.02ua31561105

2、115 ig4=0.73ua42185147160 ig5=0.57ua52699188205 ig6=0.39ua639159276300 例：已知奧迪例：已知奧迪A4轎車發(fā)動機及轎車發(fā)動機及6個擋傳動比的數(shù)據(jù)（如下個擋傳動比的數(shù)據(jù)（如下 表所示），表所示）， i0=6.333， r=0.317m，由，由 可可 以對應計算出以對應計算出 各各 擋的擋的ua，即可畫出，即可畫出 曲線。曲線。 ag 0 0.377/()urni i 第五節(jié) 汽車的功率平衡 一、功率平衡圖 及及 間的關系圖。間的關系圖。 1 /(r min )n /kWP ea Pu ea Pu fwta (PPu+)/ 第2頁

3、/共26頁 4 1 a/(km h ) u 第3頁/共26頁 功率平衡圖 畫出發(fā)動機功率和阻力功率畫出發(fā)動機功率和阻力功率 隨車速變化的關系，即得到隨車速變化的關系，即得到 功率平衡圖功率平衡圖。 注意，功率平衡是換算到發(fā)動機注意，功率平衡是換算到發(fā)動機 上的，滾動阻力和空氣阻力的功上的，滾動阻力和空氣阻力的功 率（率（P Pf f+P+Pw w）要除以傳動效率）要除以傳動效率。 由功率平衡圖可以較容易由功率平衡圖可以較容易 的得出的得出最高車速最高車速u uamax amax。圖 。圖 中，動力功率與阻力功率中，動力功率與阻力功率 的交點即對應最高車速。的交點即對應最高車速。 當需要以較低車

4、速行駛時，可以關當需要以較低車速行駛時，可以關 小節(jié)氣門，發(fā)動機以較低功率工作。小節(jié)氣門，發(fā)動機以較低功率工作。 第4頁/共26頁 6 )( 1 wf T e PPP 后備功率用于加速和后備功率用于加速和 爬坡。爬坡。 二、后備功率 發(fā)動機功率與滾動阻力發(fā)動機功率與滾動阻力 和空氣阻力消耗的發(fā)動和空氣阻力消耗的發(fā)動 機功率的差值是后備功機功率的差值是后備功 率。率。 第五節(jié) 汽車的功率平衡 功率平衡無法定量求解加速度和功率平衡無法定量求解加速度和 爬坡度，一般采用爬坡度，一般采用后備功率后備功率來評來評 價汽車的加速和爬坡能力。價汽車的加速和爬坡能力。 第5頁/共26頁 7 bcPP)( 1

5、wf T acP e abbcac PPP )( 1 wf T e 行駛中消耗的發(fā)動機功率行駛中消耗的發(fā)動機功率 發(fā)動機能提供的功率發(fā)動機能提供的功率 后備功后備功 率率 第五節(jié) 汽車的功率平衡 思考：后備功率與所使用思考：后備功率與所使用 的擋位是否有關？的擋位是否有關？ 第6頁/共26頁 8 第五節(jié) 汽車的功率平衡 汽車的后備功率曲線汽車的后備功率曲線 顯然，相同車速下，顯然，相同車速下，低擋位的后備功率較大低擋位的后備功率較大，說明低擋位的加速和爬坡，說明低擋位的加速和爬坡 能力較強。這和采用能力較強。這和采用“驅動力驅動力- -行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖”分析的結果是一致的。分析的結

6、果是一致的。 第7頁/共26頁 第8頁/共26頁 10 另外，通過后備功率的概念，可另外，通過后備功率的概念，可 以較容易的看出以較容易的看出“負荷率負荷率”，就，就 是發(fā)動機承擔的功率占能發(fā)揮出是發(fā)動機承擔的功率占能發(fā)揮出 的最大功率的比率。的最大功率的比率。 如圖所示，當用如圖所示，當用5擋行駛時，發(fā)動擋行駛時，發(fā)動 機承擔的功率是機承擔的功率是bc，能發(fā)揮出的，能發(fā)揮出的 最大功率是最大功率是ac。負荷率就是。負荷率就是bc/ac。 d 如果用如果用4擋行駛，后備功率增加，擋行駛，后備功率增加， 而負荷率則降低為而負荷率則降低為bc/dc。 而根據(jù)發(fā)動機的萬有特性，負荷率而根據(jù)發(fā)動機的萬

7、有特性，負荷率 越高，發(fā)動機的燃油消耗率越低。越高，發(fā)動機的燃油消耗率越低。 可見，動力性和燃油經濟性存在一定可見，動力性和燃油經濟性存在一定 的矛盾：低擋位動力性好、高擋位經的矛盾：低擋位動力性好、高擋位經 濟性好。濟性好。 第9頁/共26頁 11 第五節(jié) 汽車的功率平衡 本節(jié)內容結束本節(jié)內容結束 第10頁/共26頁 12 “汽車的動力性汽車的動力性”總結總結 一、動力性一、動力性 汽車在良好路面上直線行駛時汽車在良好路面上直線行駛時，由汽車受由汽車受 到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度。到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度。 二、汽車的動力性指標有三個：二、汽車的動力性指標有

8、三個： 最高車速、加速時間和最大爬坡度。最高車速、加速時間和最大爬坡度。 1.最高車速：在水平良好的路面（瀝青或混凝土）上汽車所能達最高車速：在水平良好的路面（瀝青或混凝土）上汽車所能達 到的最高行駛車速。單位一般為到的最高行駛車速。單位一般為km/h。 第11頁/共26頁 13 2.2.汽車的加速時間有兩個含義，單位均為汽車的加速時間有兩個含義，單位均為s s。 （1 1）原地起步加速時間：汽車由）原地起步加速時間：汽車由擋或擋或擋起步，并擋起步，并 以最大的加速強度（包括選擇恰當?shù)膿Q擋時機）逐步換以最大的加速強度（包括選擇恰當?shù)膿Q擋時機）逐步換 至最高擋后到某一預定的車速或距離所需的時間。

9、至最高擋后到某一預定的車速或距離所需的時間。 （2 2）超車加速時間：用最高檔或次高擋由某一較低車）超車加速時間：用最高檔或次高擋由某一較低車 速全力加速至某一高速所需的時間。速全力加速至某一高速所需的時間。 第12頁/共26頁 tan h i S s h 坡度的概念坡度的概念 可見，可見，“坡度坡度”指的不是坡道指的不是坡道 的角度，而是該角度的正切值。的角度，而是該角度的正切值。 汽車的最大爬坡度就是滿載（或某一載質量）時汽車的最大爬坡度就是滿載（或某一載質量）時 汽車在良好路面上所能爬上的最大坡度。汽車在良好路面上所能爬上的最大坡度。 例如，很多貨車的最大爬坡度例如，很多貨車的最大爬坡度

10、imax為為30%，也就是，也就是 16.7左右。左右。 3.最大爬坡度最大爬坡度imax 汽車理論汽車理論 吉林大學遠程教育學院吉林大學遠程教育學院 第13頁/共26頁 15 tfwij FFFFF cos1 tq g 0T2 D a d cossin 21.15d T i i C Au GfuGm rt tq g0T 2D a d 21.15d T i i C Au GfuGim rt sintani 三、汽車行駛方程式 第14頁/共26頁 16 jiwft FFFFF 在驅動力圖的基礎上，畫出在驅動力圖的基礎上，畫出Ff+FW=f (ua) 就是驅動力行駛阻力平衡圖。就是驅動力行駛阻力平

11、衡圖。 五、驅動力五、驅動力行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖 Ff Ff+FW 這里的這里的“行駛阻力行駛阻力”指的就是指的就是F Ff f+ +F FW W。 第15頁/共26頁 17 Ff Ff+FW uamax a u 最高車速行駛時最高車速行駛時 Fi=0 Fj=0 Ft=Ff+Fw 發(fā)動機以部分負荷工作即可發(fā)動機以部分負荷工作即可 1.確定確定uamax 一般情況下，并不需要以最高車速行駛。此時，一般情況下，并不需要以最高車速行駛。此時， 駕駛者可以減小節(jié)氣門開度，使發(fā)動機工作在駕駛者可以減小節(jié)氣門開度，使發(fā)動機工作在 部分負荷狀態(tài)下，驅動力與行駛阻力仍然平衡。部分負荷狀態(tài)下，驅動力與行

12、駛阻力仍然平衡。 第16頁/共26頁 18 )( 1 d d wft FFF mt u 由驅動力由驅動力行駛阻力平衡圖可以做出加速度曲線。行駛阻力平衡圖可以做出加速度曲線。 Fi=0 2.確定加速時間確定加速時間t 第17頁/共26頁 19 u a td 1 d 2a2 1a1 0 111 ddd 3.6 tuu uu ttuuA aa 由加速度曲線做加速度倒數(shù)曲線，再積分，即可求出加速時間。由加速度曲線做加速度倒數(shù)曲線，再積分，即可求出加速時間。 第18頁/共26頁 20 3.由驅動力由驅動力行駛阻力平衡圖和行駛阻力平衡圖和 i=tan 可以做出爬坡度圖?？梢宰龀雠榔露葓D。 tfw () a

13、rcsin FFF G 第19頁/共26頁 21 jwift FFFFF tg u G FF d d wt G FF D wt D動力因數(shù)。動力因數(shù)。 六、動力特性圖六、動力特性圖 第20頁/共26頁 由動力特性圖確定動力性指標總結由動力特性圖確定動力性指標總結 tg u ifD d d 已知動力因數(shù)已知動力因數(shù) 以以最高車速最高車速行駛時，沒有坡度和加速度，行駛時，沒有坡度和加速度，D D與與f f平衡；平衡； 全力全力加速加速時，沒有坡度，時，沒有坡度， D D與與f f之差反應加速度；之差反應加速度； 全力全力爬坡爬坡時，沒有加速度，時，沒有加速度， D D與與f f之差反應爬坡度。之差

14、反應爬坡度。 和和“驅動力驅動力- -行駛阻力平衡圖行駛阻力平衡圖”的思想一樣：的思想一樣： G FF D wt ，且，且 jwift FFFFF G FFF D jif 可見可見，即，即 第21頁/共26頁 七、功率平衡圖 畫出發(fā)動機功率和阻力功率畫出發(fā)動機功率和阻力功率 隨車速變化的關系，即得到隨車速變化的關系，即得到 功率平衡圖功率平衡圖。 功率平衡無法定量求解加速度和功率平衡無法定量求解加速度和 爬坡度，一般采用爬坡度，一般采用后備功率后備功率來評來評 價汽車的加速和爬坡能力。價汽車的加速和爬坡能力。 另外，通過后備功率的概念，可另外，通過后備功率的概念，可 以較容易的看出以較容易的看出“負荷率負荷率”，就，就 是發(fā)動機承擔的功率占能發(fā)揮出是發(fā)動機承擔的功率占能發(fā)揮出 的最大功率的比率。的最大功率的比率。 第22頁/共26頁 24 iWft FFFF 汽車的驅動力越大，加速能力就越好，爬坡能力越強。 八.驅動條件和附著條件 驅動條件 附著條件 ZX FFF max 為附著系數(shù) 對于后輪驅動的汽車 汽車行駛的驅動與附著條件為： 222ZX FFF 2ZtiWf FFFFF 第23頁/共26頁 25 2 2 Z X F F 令 后輪驅動汽車的附著條件也