汽車?yán)碚?02課件

1、第一章 汽車動(dòng)力性 本節(jié)重點(diǎn)計(jì)算并分析汽車行駛過(guò)程中的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力返回目錄1TtF0Ftrua第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力一、驅(qū)動(dòng)力Ft驅(qū)動(dòng)力Ft：發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩Tt，驅(qū)動(dòng)輪在Tt的作用下給地面作用一圓周力F0，地面對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的反作用力Ft即為驅(qū)動(dòng)力。2TtF0FtruaTt驅(qū)動(dòng)力矩；Ttq 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩；第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力一、驅(qū)動(dòng)力Ftig變速器傳動(dòng)比；i0主減速器傳動(dòng)比；T傳動(dòng)系的機(jī)械效率。3能否解釋為什么汽車低擋的加速能力好于高擋？思考 Ft 與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Ttq、變速器傳動(dòng)比 ig、主減速器傳動(dòng)比 i0、傳動(dòng)

2、系的機(jī)械效率T 和車輪半徑 r 等因素有關(guān)。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力由 可知4 驅(qū)動(dòng)力和車速都與發(fā)動(dòng)機(jī)特性有直接關(guān)系，可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線找出驅(qū)動(dòng)力與車速之間的關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)uaFt 計(jì)算驅(qū)動(dòng)力是為了確定汽車的動(dòng)力性指標(biāo)，也即要找出驅(qū)動(dòng)力和車速的關(guān)系。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力5發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）關(guān)系曲線。節(jié)氣門(mén)開(kāi)啟程度的不同外特性曲線部分負(fù)荷特性曲線思考計(jì)算汽車動(dòng)力性指標(biāo)時(shí)，需要用什么特性曲線？1.發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力6第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力7寶來(lái)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)如下 ： 水冷，直列四缸，每缸五氣門(mén)最大功率 110k

3、W/5700 r/min最大轉(zhuǎn)矩 210Nm/17504600 r/min缸徑行程 81mm86.4mm壓縮比 9.3:1思考 寶來(lái)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出特性是否理想？為什么？ 汽車起步加速時(shí)，過(guò)早換入高擋（即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)即換入高擋) 是否有利于其加速性？ 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速較低好還是較高好？ 第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力10等速行駛時(shí)PT傳動(dòng)系損失的功率。Pin輸入傳動(dòng)系的功率；第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力2.傳動(dòng)系的機(jī)械效率T11轉(zhuǎn)速機(jī)械損失液力損失轉(zhuǎn)矩齒輪對(duì)數(shù)過(guò)低，熱容量小過(guò)高，攪油損失大油面高度溫度潤(rùn)滑油品質(zhì)直接擋T最高T高損失小齒輪對(duì)數(shù)少T高損失的比重小損失大Ttq大傳動(dòng)

4、系損失的功率PT主要與哪些因素有關(guān)？ 第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力PT思考12做出的Ft - ua關(guān)系圖，即驅(qū)動(dòng)力圖。依據(jù)下面兩式以及發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力4.汽車的驅(qū)動(dòng)力圖16nminntqnpnmaxn/(rmin-1)800330057006200Ttq/(Nm )142195159143ig1=2.13Ft1/N5438746860895477ua1/(kmh-1 )7.129.250.554.9例：已知奧迪A4轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)（如下表所示），ig1=2.13，i0=6.333，r=0.317m，T=0.90，由和可以對(duì)應(yīng)計(jì)算出 1 擋的Ft1和ua1。第二節(jié)

5、 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力17奧迪 A4 轎車驅(qū)動(dòng)力圖18第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力191）從動(dòng)輪受力分析第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力FZdFZd23f滾動(dòng)阻力系數(shù)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力令24即路面作用于驅(qū)動(dòng)輪的切向力FX2比Ft要小。2）驅(qū)動(dòng)輪受力分析第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力25 ua高 f 大 貨車 f=0.0076+0.000056ua 3）影響Ff的因素第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力轎車（1）車速 ua26第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力27輪胎的兩個(gè)最重要參數(shù)：極限速度和承載量。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力臨界車速（最高車速） 當(dāng)汽車車速超過(guò)臨界車速時(shí)，輪胎會(huì)出現(xiàn)駐

6、波現(xiàn)象，其周緣呈明顯的波浪狀，且輪胎溫度快速增加。 后果是大量發(fā)熱導(dǎo)致輪胎破損或爆胎。 駐波現(xiàn)象：在高速行駛時(shí)，輪胎離開(kāi)地面后因變形所產(chǎn)生的扭曲并不立即恢復(fù)，其殘余變形形成了一種波，這就是駐波。此時(shí)輪胎周緣不再是圓形，而呈明顯的波浪形。輪胎剛離開(kāi)地面時(shí)波的振幅最大，它按指數(shù)規(guī)律沿輪胎圓周衰減。28駐波現(xiàn)象（圖像）第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力29 子午線輪胎比斜交輪胎的滾動(dòng)阻力小20%30； 滾動(dòng)阻力與輪胎的簾線（棉、人造絲、尼龍、鋼絲）和橡膠品質(zhì)有關(guān)。（2）輪胎結(jié)構(gòu)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力30（3）氣壓第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 氣壓越高，輪胎變形及由其產(chǎn)生的遲滯損失就越小，滾動(dòng)阻

7、力也越小。31上高速公路時(shí)，輪胎氣壓應(yīng)該適當(dāng)高一些。在松軟路面、泥濘路面、雪地行駛時(shí)，可適當(dāng)降低輪胎氣壓。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 在高速公路上，輪胎變形產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力大還是滑移產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力大？ 胎壓高輪胎變形小遲滯損失少Ff小胎壓低滑移小Ff小 上高速公路前要檢查胎壓，在給定的胎壓范圍內(nèi)，胎壓適當(dāng)高一些好還是低一些好？思考思考34路面類型滾動(dòng)阻力系數(shù)良好的瀝青或混凝土路面0.0100.018一般的瀝青或混凝土路面0.0180.020碎石路面0.0200.025良好的卵石路面0.0250.030坑洼的卵石路面0.0350.050壓緊土路干燥的0.0250.035 雨后的0.0500.1

8、50泥濘土路（雨季或解凍期）0.1000.250干沙0.1000.300濕沙0.0600.150結(jié)冰路面0.0150.030壓緊的雪道0.0300.050第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 由輪胎與土壤之間的粘著性所致（5）路面條件表1-2 滾動(dòng)阻力系數(shù) f 的數(shù)值35離心力前、后輪產(chǎn)生側(cè)偏力側(cè)偏力沿行駛方向產(chǎn)生分力滾動(dòng)阻力增加（6）轉(zhuǎn)向第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力36（1）壓力阻力（占91）汽車直線行駛時(shí)受到的空氣作用力在行駛方向的分力稱為空氣阻力。 作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向上的分力。2.空氣阻力FW第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力37第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力38取決

9、于車身主體形狀。1）形狀阻力第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力39后視鏡 車身表面的凸起物引起的阻力。 2）干擾阻力第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力40后視鏡 后視鏡設(shè)計(jì)也要注重流線形第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力41后視鏡 第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力42后視鏡 第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力43門(mén)把手 第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力44懸架導(dǎo)向桿和傳動(dòng)軸 第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力45滿足冷卻、通風(fēng)等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時(shí)構(gòu)成的阻力。4）誘導(dǎo)阻力空氣升力在水平方向的投影。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力3）內(nèi)循環(huán)阻力 由于流經(jīng)車頂?shù)臍饬魉俣却笥诹鹘?jīng)車底的氣流速度，使得車底的空氣壓力大于車

10、頂，從而空氣作用在車身上的垂直方向的壓力形成壓差，這就是空氣升力。46思考夏季在高速公路上開(kāi)空調(diào)省油還是開(kāi)窗通風(fēng)省油？第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力打開(kāi)天窗換氣和打開(kāi)側(cè)窗換氣有何不同？ 打開(kāi)天窗換氣時(shí)，天窗上方的壓力低于車內(nèi)的壓力。（2）摩擦阻力（9） 由于空氣粘性作用在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。47CD空氣阻力系數(shù)；A迎風(fēng)面積；ur相對(duì)速度；空氣密度。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力（3）空氣阻力FW的計(jì)算48第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力發(fā)動(dòng)機(jī)蓋應(yīng)向前下傾（4）減小CD值要遵循的要點(diǎn)1）車身前部49第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。50過(guò)渡不理想第

11、二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。51第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過(guò)渡。52第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力越野車很難做到風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過(guò)渡。53第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力盡量減少燈、后視鏡和門(mén)把手等凸出物。54第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力上掀式前照燈（視頻）55第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力在保險(xiǎn)杠下面，應(yīng)安裝合適的擾流板。56第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力車輪蓋應(yīng)與輪胎相平。57思考：F1方程式賽車為什么不用車輪蓋？ 第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力58第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力整個(gè)車身應(yīng)向前傾1

12、2。2）整車59第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力水平投影應(yīng)為腰鼓形。60第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力后端稍稍收縮，前端呈半圓形。61第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力最好采用艙背式或直背式。3）汽車后部62應(yīng)安裝后擾流板。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力63第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 當(dāng)車速超過(guò)120km/h，尾翼會(huì)自動(dòng)升高160mm，為車身增加30的下壓力；在車速低于80km/h，尾翼又會(huì)自動(dòng)降低。應(yīng)安裝后擾流板。64第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力應(yīng)安裝后擾流板。65第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力應(yīng)安裝后擾流板。66第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力應(yīng)安裝后擾流板。67第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻

13、力若用折背式，則行李箱蓋板至地面距離應(yīng)高些，長(zhǎng)度要短些。68后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力69第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。70第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力 所有零件應(yīng)在車身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。4）車身底部71第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力底部比較凌亂72第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力底部比較凌亂73第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力仔細(xì)選擇進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置，精心設(shè)計(jì)內(nèi)部風(fēng)道。5）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)74冷卻前制動(dòng)器冷卻前制動(dòng)器冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器冷卻后制動(dòng)器和潤(rùn)滑系統(tǒng)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力75冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和前制動(dòng)器冷卻后

14、制動(dòng)器為發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足的空氣第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力76什么是超級(jí)跑車？ 限量生產(chǎn)、價(jià)格高昂、動(dòng)力強(qiáng)勁（3.5L以上、8缸以上）、起步快（0100km/h時(shí)間在5s以內(nèi)）、技術(shù)超群、車身自重輕（采用碳纖維或輕質(zhì)合金材料）、外觀超前等。 形象的描述：外觀鮮亮，讓人愛(ài)得要死；加速時(shí)令人皮膚繃緊、汗毛直豎，讓人嚇得要死；數(shù)量奇少，價(jià)格奇高，讓人想得要死。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力思考：對(duì)于轎車和超級(jí)跑車，哪種車型的空氣阻力系數(shù)更大？為什么？77三種超級(jí)跑車蘭博基尼法拉利保時(shí)捷第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力78答案 由于尾翼的影響、發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器通風(fēng)冷卻的需要，超級(jí)跑車的空氣阻力系數(shù)一般會(huì)大

15、于普通轎車。蘭博基尼跑車 在冷卻通風(fēng)口關(guān)閉且擾流板擺平時(shí)，CD值為0.33；展開(kāi)時(shí)，CD值為0.36。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力思考：對(duì)于轎車和超級(jí)跑車，哪種車型的空氣阻力系數(shù)更大？為什么？79減小CD值要遵循的要點(diǎn)總結(jié)如下：第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力80第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力未來(lái)轎車的外形81第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力導(dǎo)流板 6）貨車和半掛車的空氣阻力也很重要，不少貨車駕駛室上已裝用導(dǎo)流板等裝置，以減小空氣阻力、節(jié)省燃油。82第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力83車型空氣阻力系數(shù)CD 帕薩特0.28 奧迪A40.28 現(xiàn)代0.29 奔馳C級(jí)0.26 奔馳S級(jí)0.27 保時(shí)捷0

16、.31 陸虎覽勝0.38一些常見(jiàn)車型的空氣阻力系數(shù)第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力84汽車重力沿坡道的分力。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力3.坡度阻力Fi85路面imax高速公路平原微丘區(qū)3%高速公路山嶺重丘區(qū)5%一級(jí)汽車專用公路平原微丘區(qū)5%一級(jí)汽車專用公路平原重丘區(qū)6%四級(jí)公路平原微丘區(qū)6%四級(jí)公路平原重丘區(qū)9%一般道路的坡度均較小。一些常見(jiàn)路面的坡度第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力86第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力87道路阻力第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力滾動(dòng)阻力和坡度阻力之和。一般道路 較小， 1， i令f+i= ， 為道路阻力系數(shù)88平移質(zhì)量的慣性力 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩第二節(jié) 汽車的驅(qū)

17、動(dòng)力與行駛阻力汽車加速行駛時(shí)，克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)IW 車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；If飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。4.加速阻力89第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力擋位不同，值不同90總質(zhì)量越小的車，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)值越大。第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力總質(zhì)量不同，值不同91第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力三、汽車行駛方程式92汽車受到外力的功率為P第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力用功率方程推導(dǎo)和汽車行駛方程式汽車以車速u行駛時(shí)的動(dòng)能為E發(fā)動(dòng)機(jī)功率為Pe傳動(dòng)系摩擦阻力的負(fù)功率為PrFr 傳動(dòng)系摩擦力轉(zhuǎn)換到車輪輪緣的阻力。93加速時(shí)飛輪和車輪的受力圖第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力94無(wú)級(jí)變速時(shí)如果只考慮飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，加速時(shí)作用于驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力設(shè)傳動(dòng)系無(wú)任何摩擦阻力，作用于驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩為95傳動(dòng)系各處摩擦轉(zhuǎn)換到驅(qū)動(dòng)輪處的摩擦阻力轉(zhuǎn)矩為T(mén)r第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力傳動(dòng)系摩擦損耗的功率為Pr傳動(dòng)系各處摩擦轉(zhuǎn)換到車輪周緣的總摩擦阻力為Fr96第二節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力由汽車整體動(dòng)能對(duì)時(shí)間的變化率等于所有作