汽車理論(清華大學 余志生 第5版)第一部分課件

教學課件

第5版

機械工業(yè)出版社汽車理論汽車動力裝置參數(shù)的確定汽車設(shè)計追求的是最高性價比汽車理論主要研究汽車的各項性能。汽車理論研究的主要內(nèi)容動力性燃油經(jīng)濟性制動性操縱穩(wěn)定性平順性通過性汽車的性能主要包括學習思路評價指標評價指標的確定分析影響因素新浪汽車太平洋汽車搜狐汽車慧聰汽車中國汽車網(wǎng)263汽車相關(guān)網(wǎng)站推薦學習過程中要注重理論聯(lián)系實際相關(guān)書籍推薦（美）ThomasD.Gillespie著.車輛動力學基礎(chǔ).趙六奇，金達鋒，譯.清華大學出版社吳光強主編.汽車理論.人民交通出版社傅立敏著.汽車空氣動力學.機械工業(yè)出版社（英）JulianHappian-Smith主編.現(xiàn)代汽車設(shè)計概論.張金柱譯.化學工業(yè)出版社喻凡，林逸編著.汽車系統(tǒng)動力學.機械工業(yè)出版社汽車知識汽車之友汽車測試汽車與你汽車族中國汽車畫報汽車使用與維修汽車測試報告汽車與運動相關(guān)期刊雜志推薦汽車在良好路面上直線行駛時，由汽車受到的縱向外力決定的、所能達到的平均行駛速度。本章將介紹汽車動力性的評價指標，汽車的驅(qū)動力、行駛阻力、動力因數(shù)、附著力等；介紹動力性指標的確定方法；功率平衡等。第一章汽車的動力性返回目錄思考按照對汽車動力性的基本定義，如何評價汽車的動力性？從哪幾方面評價會比較全面？不同車型對動力性的要求是否相同？第一章汽車動力性第一節(jié)汽車的動力性指標返回目錄第一節(jié)汽車的動力性指標1.最高車速uamax重型貨車（總質(zhì)量>14t）

90km/h中型貨車（總質(zhì)量6～14t）

100km/h微型和輕型貨車（總質(zhì)量<6t）

80～130km/h城市鉸接客車

60～90km/h客車

125km/h商用車的速度相對較低，其主要技術(shù)參數(shù)是載質(zhì)量或載客量。微型（經(jīng)濟型）轎車（發(fā)動排量/L≤1.0）奧拓0.8

120km/h吉利1.0

120km/h夏利1.0

137km/h奇瑞QQ0.8

130km/h

普及（緊湊）型轎車（1.0＜發(fā)動排量/L≤

1.6）吉利1.3155km/h夏利1.3165km/h羚羊1.3168km/h西耶那1.5168km/h賽歐1.6165km/h波羅1.4172km/h富康1.6180km/h捷達1.6170km/h飛度1.3手動165km/h飛度1.3CVT160km/h飛度1.5手動180km/h飛度1.5CVT175km/h從這組數(shù)據(jù)能獲取什么信息？第一節(jié)汽車的動力性指標中高級轎車2.5＜發(fā)動機排量/L≤4.0凱迪拉克賽威2.8

201km/h奧迪A6L2.8

235km/h寶馬530i

250km/h奔馳E280

250km/h高級轎車紅旗CA7460185km/h奔馳S600(5.8L)250km/h寶馬760250km/h賓利雅致(6.8L)270km/h邁巴赫(5.5L)250km/h勞斯萊斯幻影(6.7L)240km/h第一節(jié)汽車的動力性指標中級轎車（1.6＜發(fā)動機排量/L≤2.5）普桑1.8

150km/h桑塔納30001.8

185km/h寶來1.8手動

206km/h寶來1.8T手動

221km/h寶馬318i

214km/h蒙迪歐2.0

205km/h本田雅閣2.0

197km/h本田雅閣2.4

219km/h奧迪A41.8T

220km/h奧迪A42.0

230km/h第一節(jié)汽車的動力性指標跑車的最高車速第一節(jié)汽車的動力性指標跑車的最高車速第一節(jié)汽車的動力性指標跑車的最高車速思考汽車的最高車速這么高，在高速公路上可以得到充分發(fā)揮嗎？中國高速公路允許的最高車速120km/h德國高速公路不限速第一節(jié)汽車的動力性指標SUV的最高車速寶馬X5(4.4L)230km/h陸虎覽勝(4.0L)210km/h寶馬X5(3.0L)202km/h大眾途銳(3.0L)197km/h捍馬H2(6.0L)180km/h帕杰羅速跑(3.0L)175km/h對最高車速的總結(jié)通過以上數(shù)據(jù)的對比分析，能得到一些什么結(jié)論？思考查閱資料：F1方程式賽車的最高車速可以達到多少？發(fā)動機排量越大，汽車最高車速越高；配置相同發(fā)動機的前提下，手動擋比自動擋車速更高；發(fā)動機排量相同的前提下，車身越小，最高車速越高；SUV配備的發(fā)動機排量普遍較大，但與配備相同發(fā)動機排量的轎車相比，最高車速要低。第一節(jié)汽車的動力性指標現(xiàn)今內(nèi)燃機汽車的最高車速記錄為660km/h，由塞默兄弟在1965年11月創(chuàng)造。世界上車速的最高記錄是英國飛行員安迪·格林（AndyGreen）在美國內(nèi)華達州西北的鹽湖上，于1997年10月駕駛一輛噴氣式發(fā)動機驅(qū)動的“沖刺”號汽車創(chuàng)造的，車速第一次超過了聲速，達到1227.73km/h。第一節(jié)汽車的動力性指標2.加速時間t飛度1.5L12.0s紅旗CA746010.5s捍馬H210.0s寶馬523Li9.6s奧迪A87.0s寶馬7506.6s奔馳S6006.5s寶來1.8M（手動擋）/A（自動擋）11.1s/12.7s寶來1.8TM（手動擋）/A（自動擋）9.0s/10.5s手動擋汽車的加速時間更短法拉利

575MMaranello4.2s寶時捷9113.9s蘭博基尼

Gallardo4.2s第一節(jié)汽車的動力性指標（1）原地起步加速時間1）0～100km/h的加速時間2）靜止到400m或靜止到1km的沖刺時間60～100km/h（4擋/5擋）10.8s/13.7s80～120km/h（4擋/5擋）10.6s/14.1s思考：從這組數(shù)據(jù)可得到什么信息？第一節(jié)汽車的動力性指標奧迪A61.8T靜止到400m沖刺時間7.9s靜止到1km沖刺時間13.4s在一般的技術(shù)參數(shù)中往往不給此項數(shù)據(jù)（2）超車加速時間寶馬520i

低擋的超車加速能力更強。坡度的概念貨車滿載

imax=30％越野車

imax=60％一些SUV車型的最大爬坡度第一節(jié)汽車的動力性指標3.最大爬坡度imax第一節(jié)汽車的動力性指標美國對轎車的爬坡能力有如下規(guī)定：能以104km/h（65mile/h）通過6％的坡道；滿載時不低于80km/h；在6％的坡道上，0～96km/h（60mile/h）的加速時間不應(yīng)大于20s。第一章汽車動力性本節(jié)重點計算并分析汽車行駛過程中的驅(qū)動力和行駛阻力。第二節(jié)

汽車的驅(qū)動力與行駛阻力返回目錄TtF0Ftrua第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力一、驅(qū)動力Ft驅(qū)動力Ft：發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系傳到驅(qū)動輪，產(chǎn)生驅(qū)動力矩Tt，驅(qū)動輪在Tt的作用下給地面作用一圓周力F0，地面對驅(qū)動輪的反作用力Ft即為驅(qū)動力。TtF0FtruaTt—驅(qū)動力矩；Ttq

—發(fā)動機轉(zhuǎn)矩；第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力一、驅(qū)動力Ftig—變速器傳動比；i0—主減速器傳動比；ηT—傳動系的機械效率。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)動機轉(zhuǎn)矩Ttq、變速器傳動比ig、主減速器傳動比i0、傳動系的機械效率ηT和車輪半徑r等因素有關(guān)。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由可知驅(qū)動力和車速都與發(fā)動機特性有直接關(guān)系，可以通過發(fā)動機特性曲線找出驅(qū)動力與車速之間的關(guān)系。發(fā)動機uaFt計算驅(qū)動力是為了確定汽車的動力性指標，也即要找出驅(qū)動力和車速的關(guān)系。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機的轉(zhuǎn)速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）關(guān)系曲線。節(jié)氣門開啟程度的不同外特性曲線部分負荷特性曲線思考計算汽車動力性指標時，需要用什么特性曲線？1.發(fā)動機的轉(zhuǎn)速特性第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性曲線第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力帶上全部附件設(shè)備時的發(fā)動機特性曲線，稱為使用外特性曲線。一般，使用外特性與外特性相比：汽油機的最大功率約小15%；貨車柴油機的最大功率約小5%；轎車與輕型貨車柴油機的最大功率約小10%。寶來轎車發(fā)動機的基本參數(shù)如下：水冷，直列四缸，每缸五氣門最大功率110kW/5700r/min最大轉(zhuǎn)矩210N·m/1750～4600r/min缸徑×行程81mm×86.4mm壓縮比9.3:1思考寶來轎車發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩輸出特性是否理想？為什么？汽車起步加速時，過早換入高擋（即發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時即換入高擋)是否有利于其加速性？發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速較低好還是較高好？第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力等速行駛時PT－傳動系損失的功率。Pin—輸入傳動系的功率；第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力2.傳動系的機械效率ηT轉(zhuǎn)速機械損失液力損失轉(zhuǎn)矩齒輪對數(shù)過低，熱容量小過高，攪油損失大油面高度溫度潤滑油品質(zhì)直接擋ηT最高ηT高損失小齒輪對數(shù)少ηT高損失的比重小損失大Ttq大傳動系損失的功率PT主要與哪些因素有關(guān)？第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力PT思考傳動系效率曲線第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力擋擋1—1200r/min2—1600r/min3—1900r/min4—2000r/min第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力表1-1傳動系各部件的傳動效率自由半徑：車輪處于無載時的半徑。靜力半徑rs：汽車靜止時，車輪中心至輪胎與道路接觸面間的距離。滾動半徑rr：車輪幾何中心到速度瞬心的距離。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力3.車輪半徑做出的Ft-ua關(guān)系圖，即驅(qū)動力圖。依據(jù)下面兩式以及發(fā)動機外特性曲線第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力4.汽車的驅(qū)動力圖例：已知奧迪A4轎車發(fā)動機的數(shù)據(jù)（如下表所示），ig1=2.13，i0=6.333，r=0.317m，ηT=0.90，由和可以對應(yīng)計算出1擋的Ft1和ua1。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力奧迪A4轎車驅(qū)動力圖第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力滾動阻力Ff第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力二、汽車的行駛阻力汽車在行駛過程中將會遇到哪些行駛阻力？如何保證汽車可以加速或爬坡？空氣阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj汽車行駛總阻力思考軟路面上硬路面上產(chǎn)生滾動阻力的主要原因輪胎變形輪胎變形和路面變形輪胎變形為什么會產(chǎn)生滾動阻力？輪胎的遲滯損失：輪胎在加載變形時所消耗的能量在卸載恢復時不能完全收回，一部分能量消耗在輪胎內(nèi)部摩擦損失上，產(chǎn)生熱量，這種損失稱為輪胎的遲滯損失。1.滾動阻力Ff第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力思考ua加載變形區(qū)卸載變形區(qū)思考由輪胎的遲滯損失圖看，在輪胎徑向變形相同的情況下，地面作用在加載變形區(qū)與卸載變形區(qū)的法向反力是否相等？第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力1）從動輪受力分析第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力FZdFZd’f—滾動阻力系數(shù)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力令即路面作用于驅(qū)動輪的切向力FX2比Ft要小。2）驅(qū)動輪受力分析第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力

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)動力與行駛阻力轎車（1）車速ua第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力輪胎的兩個最重要參數(shù)：極限速度和承載量。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力臨界車速（最高車速）當汽車車速超過臨界車速時，輪胎會出現(xiàn)駐波現(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)熱導致輪胎破損或爆胎。駐波現(xiàn)象：在高速行駛時，輪胎離開地面后因變形所產(chǎn)生的扭曲并不立即恢復，其殘余變形形成了一種波，這就是駐波。此時輪胎周緣不再是圓形，而呈明顯的波浪形。輪胎剛離開地面時波的振幅最大，它按指數(shù)規(guī)律沿輪胎圓周衰減。駐波現(xiàn)象（圖像）第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力子午線輪胎比斜交輪胎的滾動阻力小20%～30％；滾動阻力與輪胎的簾線（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)動力與行駛阻力（3）氣壓第二節(jié)汽車的驅(qū)動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，滾動阻力也越小。（4）驅(qū)動力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力為什么驅(qū)動力系數(shù)很大時，氣壓越低f越小？Ft胎面滑移Ffpa接地面積胎面滑移滑移引起的Ff思考第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力上高速公路時，輪胎氣壓應(yīng)該適當高一些。在松軟路面、泥濘路面、雪地行駛時，可適當降低輪胎氣壓。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力在高速公路上，輪胎變形產(chǎn)生的滾動阻力大還是滑移產(chǎn)生的滾動阻力大？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)，胎壓適當高一些好還是低一些好？思考思考第二節(jié)汽車的驅(qū)動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滾動阻力系數(shù)f的數(shù)值離心力前、后輪產(chǎn)生側(cè)偏力側(cè)偏力沿行駛方向產(chǎn)生分力滾動阻力增加（6）轉(zhuǎn)向第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力（1）壓力阻力（占91％）汽車直線行駛時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)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力取決于車身主體形狀。1）形狀阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力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)動力與行駛阻力后視鏡后視鏡設(shè)計也要注重流線形第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力后視鏡第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力后視鏡第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力門把手第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力懸架導向桿和傳動軸第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力滿足冷卻、通風等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時構(gòu)成的阻力。4）誘導阻力空氣升力在水平方向的投影。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力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。思考夏季在高速公路上開空調(diào)省油還是開窗通風省油？第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力打開天窗換氣和打開側(cè)窗換氣有何不同？打開天窗換氣時，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。CD—空氣阻力系數(shù)；A—迎風面積；ur—相對速度；ρ—空氣密度。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力（3）空氣阻力FW的計算第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力發(fā)動機蓋應(yīng)向前下傾（4）減小CD值要遵循的要點1）車身前部第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。過渡不理想第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力風窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過渡。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力越野車很難做到風窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過渡。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力盡量減少燈、后視鏡和門把手等凸出物。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力上掀式前照燈（視頻）第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力在保險杠下面，應(yīng)安裝合適的擾流板。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力車輪蓋應(yīng)與輪胎相平。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)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力整個車身應(yīng)向前傾1°～2°。2）整車第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力水平投影應(yīng)為腰鼓形。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力后端稍稍收縮，前端呈半圓形。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力最好采用艙背式或直背式。3）汽車后部應(yīng)安裝后擾流板。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力當車速超過120km/h，尾翼會自動升高160mm，為車身增加30％的下壓力；在車速低于80km/h，尾翼又會自動降低。應(yīng)安裝后擾流板。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力應(yīng)安裝后擾流板。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力應(yīng)安裝后擾流板。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力應(yīng)安裝后擾流板。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力若用折背式，則行李箱蓋板至地面距離應(yīng)高些，長度要短些。后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。第二節(jié)汽車的驅(qū)動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）車身底部第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力底部比較凌亂第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力底部比較凌亂第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力仔細選擇進風口與出風口的位置，精心設(shè)計內(nèi)部風道。5）發(fā)動機冷卻通風系統(tǒng)冷卻前制動器冷卻前制動器冷卻發(fā)動機和制動器冷卻后制動器和潤滑系統(tǒng)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力冷卻發(fā)動機和前制動器冷卻后制動器為發(fā)動機提供充足的空氣第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力什么是超級跑車？限量生產(chǎn)、價格高昂、動力強勁（3.5L以上、8缸以上）、起步快（0～100km/h時間在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，讓人愛得要死；加速時令人皮膚繃緊、汗毛直豎，讓人嚇得要死；數(shù)量奇少，價格奇高，讓人想得要死。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力思考：對于轎車和超級跑車，哪種車型的空氣阻力系數(shù)更大？為什么？三種超級跑車蘭博基尼法拉利保時捷第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力答案由于尾翼的影響、發(fā)動機和制動器通風冷卻的需要，超級跑車的空氣阻力系數(shù)一般會大于普通轎車。蘭博基尼跑車在冷卻通風口關(guān)閉且擾流板擺平時，CD值為0.33；展開時，CD值為0.36。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力思考：對于轎車和超級跑車，哪種車型的空氣阻力系數(shù)更大？為什么？減小CD值要遵循的要點總結(jié)如下：第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力未來轎車的外形第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力導流板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流板等裝置，以減小空氣阻力、節(jié)省燃油。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力一些常見車型的空氣阻力系數(shù)第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車重力沿坡道的分力。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力3.坡度阻力Fi一般道路的坡度均較小。一些常見路面的坡度第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力道路阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力滾動阻力和坡度阻力之和。一般道路

較小，

≈1，

≈i令f+i=ψ

，ψ為道路阻力系數(shù)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)動力與行駛阻力汽車加速行駛時，克服其質(zhì)量加速運動時的慣性力。δ—旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)IW—車輪轉(zhuǎn)動慣量；If—飛輪轉(zhuǎn)動慣量。4.加速阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力擋位不同，δ值不同總質(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)動力與行駛阻力總質(zhì)量不同，δ值不同第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力三、汽車行駛方程式汽車受到外力的功率為P第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力用功率方程推導δ和汽車行駛方程式汽車以車速u行駛時的動能為E發(fā)動機功率為Pe傳動系摩擦阻力的負功率為PrFr—傳動系摩擦力轉(zhuǎn)換到車輪輪緣的阻力。加速時飛輪和車輪的受力圖第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力無級變速時如果只考慮飛輪的轉(zhuǎn)動慣量，加速時作用于驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力設(shè)傳動系無任何摩擦阻力，作用于驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩為傳動系各處摩擦轉(zhuǎn)換到驅(qū)動輪處的摩擦阻力轉(zhuǎn)矩為Tr第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力傳動系摩擦損耗的功率為Pr傳動系各處摩擦轉(zhuǎn)換到車輪周緣的總摩擦阻力為Fr第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由汽車整體動能對時間的變化率等于所有作用力的功率，可得下式由上式得出汽車的行駛方程式第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由上式可得汽車的加速阻力為第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由上式可得汽車的加速阻力為如果汽車裝有有級式固定傳動比變速器，加速阻力，所以δ為裝有固定傳動比變速器汽車的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。第二節(jié)汽車的驅(qū)動力與行駛阻力由上式可得汽車的加速阻力為如果汽車裝有傳動比連續(xù)變化的無級變速器，加速阻力為上述兩項之和，其中第二項加速阻力是由于傳動比變化率使發(fā)動機飛輪加速而產(chǎn)生的。第一章汽車動力性本節(jié)將通過作圖法確定汽車動力性指標。第三節(jié)

汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖返回目錄第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖在驅(qū)動力圖的基礎(chǔ)上，畫出Ff+FW=f(ua)就是驅(qū)動力行駛阻力平衡圖。一、驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖FfFf+FWFfFf+FWuamax第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖最高車速行駛時Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw發(fā)動機以部分負荷工作即可思考當Ff+FW與Ft5沒有交點時，如何確定最高車速？此時對應(yīng)的發(fā)動機工況如何？1.確定uamaxuamax=205km/h奧迪A4轎車驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖由驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖可以做出加速度曲線。第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖Fi=02.確定加速時間t第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖思考：從圖中看，在什么時候換擋可以使加速時間最短？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。第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖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。思考：從圖中看，在什么時候換擋可以使加速時間最短？第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖積分時可以將積分區(qū)域劃分成若干個小區(qū)間，采用圖解積分的方法求面積和。第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖直接擋加速Ⅱ擋原地起步換擋加速計算得到的加速度曲線所用時間較短第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖3.確定最大爬坡度imax第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖由驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖和

i=tanα可以做出爬坡度圖。D—動力因數(shù)。第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖二、動力特性圖思考：動力因數(shù)能否反映汽車動力性的好壞？已知哪些參數(shù)可做出動力特性圖？f第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖uamax1）計算最高車速由動力特性圖確定動力性評價指標由動力特性曲線，即可做出各擋的爬坡度圖。第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖2）計算爬坡度Ⅰ擋工作時，爬坡度較大，此時以imax＝D1max－f計算的誤差也較大，可以用下式計算計算加速度的倒數(shù)，并做出加速度倒數(shù)曲線，圖解積分即可計算加速時間。第三節(jié)汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖做出加速度曲線3）計算加速時間第一章汽車動力性第四節(jié)

汽車行駛的附著條件與汽車的附著率本節(jié)將介紹附著力、附著條件、附著率等基本概念，分析汽車在縱向坡道上加速上坡時的受力，確定汽車在不同行駛條件下的附著率。返回目錄1.附著力—附著系數(shù)，與路面和輪胎都有關(guān)。

地面對輪胎切向反作用力的極限值（最大值）即為附著力。FZ—地面作用在車輪上的法向反力；第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率一、汽車行駛的附著條件常見路面的平均附著系數(shù)思考：為什么汽車在濕土路上容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象？思考光面胎和帶花紋的輪胎在干燥硬路面上的附著系數(shù)有何不同？輪胎花紋起什么作用？第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率胎面與的關(guān)系？第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率F1方程式賽車在不同天氣條件下

使用的不同胎面花紋的輪胎第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率胎面的四道溝槽減小了車輪和地面間的有效接地面積，使車輪的附著力下降，汽車的車速得以控制。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率后輪驅(qū)動時，附著條件是附著條件：地面作用在驅(qū)動輪上的切向反力小于驅(qū)動輪的附著力。驅(qū)動輪上的切向反力主要與哪些因素有關(guān)？其大小可否通過駕駛員合理控制？第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率2.附著條件思考令后輪驅(qū)動汽車的附著條件也可以表達為C

2—后輪驅(qū)動汽車驅(qū)動輪的附著率；3.附著率第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率由附著條件可得前輪驅(qū)動時，附著條件是令C

1—前輪驅(qū)動汽車驅(qū)動輪的附著率；前輪驅(qū)動汽車的附著條件也可以表達為附著率越小或路面附著系數(shù)越大，附著條件越容易滿足。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率路面附著系數(shù)低時車輪會出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)（視頻）前輪驅(qū)動時，如果FX1小、FZ1大、小，附著條件容易得到滿足。FX1小第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率路面條件好，車速低，F(xiàn)f

??；行駛車速低，F(xiàn)w?。宦访嫫教?，F(xiàn)i小；不急加速，F(xiàn)j

小。什么路面條件下，附著條件不易滿足？濕滑路面、冰雪路面、沙地等。當路面有積雪時，起步用高擋好還是用低擋好？用高擋輕踩加速踏板起步較好。汽車在什么工況下工作，附著條件會不易滿足？起步急加速。解釋為什么？解決方案裝用TCS（ASR）驅(qū)動力控制系統(tǒng)，通過對驅(qū)動輪作用制動力矩控制起步過程的FX2。進而減少燃油噴射量第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率起步過程中，驅(qū)動輪的嚴重滑轉(zhuǎn)會加劇輪胎的磨損。

，越野車如何爬上100％的坡道？越野汽車爬坡時即只有附著系數(shù)大于1時，才有可能爬上100%的坡道。思考第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率此時必須依靠越野輪胎花紋的抓地性，并與良好的路面相配合，才能提高附著系數(shù)。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率二、汽車的附著力與地面法向反作用力汽車在加速上坡時，附著條件不易滿足。以下將在此工況下，分析路面作用在車輪上的法向力FZ和切向力FX。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率主要與質(zhì)心位置及坡度角有關(guān)。（1）靜態(tài)軸荷的法向反作用力（2）動態(tài)分量思考：汽車加速前進時，前后輪的垂直載荷發(fā)生什么變化？第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率FZd1FZd2加速時后驅(qū)車容易滿足附著條件跑車大多采用后輪驅(qū)動思考：加速時，前驅(qū)車還是后驅(qū)車容易滿足附著條件？保時捷911雙座跑車采用后置式發(fā)動機后輪驅(qū)動。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率絕大多數(shù)雙座跑車采用中置發(fā)動機后輪驅(qū)動。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率思考：要想使發(fā)動機轉(zhuǎn)矩得到充分發(fā)揮，又滿足附著條件，最理想的驅(qū)動方式是什么？四輪驅(qū)動高級轎車自重大，F(xiàn)f大；車速高，車體大，F(xiàn)W大；發(fā)動機排量大，F(xiàn)t大。思考：什么車型適合用四輪驅(qū)動？超級跑車車速高，F(xiàn)W大；發(fā)動機排量大，F(xiàn)t大。越野車道路條件差，附著系數(shù)小。重型貨車自重大，F(xiàn)f大，道路條件差，附著系數(shù)小。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率CLf－前空氣升力系數(shù)；CLr－后空氣升力系數(shù)。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率（3）空氣升力第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率（4）滾動阻力偶矩產(chǎn)生的部分此項較小，可以忽略不計忽略旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩之后第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率三、作用在驅(qū)動輪上的地面切向反作用力切向反作用力最大值出現(xiàn)在汽車加速爬坡的工況，以下將在此工況下進行分析。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率將整車分解為車身、驅(qū)動輪（前輪）、從動輪（后輪）三部分，分別分析其受力。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率Tjw2很小，忽略不計代入得第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率將將

代入得注意與Fj的區(qū)別第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率當汽車由前輪驅(qū)動時同理可得：當汽車由后輪驅(qū)動時四、附著率汽車直線行駛狀況下，充分發(fā)揮驅(qū)動力作用時要求的最低附著系數(shù)。1.加速、上坡行駛時的附著率1）后輪驅(qū)動汽車第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率令忽略空氣阻力和滾動阻力q—包含加速阻力在內(nèi)的等效坡度。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率為加速上坡行駛時要求的地面附著系數(shù)。當在一定附著系數(shù)的路面上行駛時，汽車能通過的最大等效坡度為q。將代入2）前輪驅(qū)動汽車當汽車由后輪驅(qū)動時同理可得，當汽車由前輪驅(qū)動時第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率思考：如果a=b，哪種驅(qū)動方式的等效坡度更大？3）四輪驅(qū)動汽車令后軸的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)為第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率通常前、后驅(qū)動輪的附著率不相等，汽車的等效坡度受附著率較大驅(qū)動輪的限制。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率等效坡度一定時，如果前輪附著率較大，前驅(qū)動輪的驅(qū)動力將先達到地面附著力而滑轉(zhuǎn)，后驅(qū)動輪驅(qū)動力也保持在前輪剛開始滑轉(zhuǎn)時的數(shù)值不再增加。如果前、后輪驅(qū)動力可以通過自動調(diào)節(jié)同時達到附著力極限第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率即第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率思考：如果路面附著系數(shù)，兩種轎車1擋的動力性可否得到充分發(fā)揮？2.高速行駛時的附著率第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率隨著車速的增加，后輪的法向反作用力下降，而切向反作用力則按車速的平方關(guān)系增大。因此，附著率隨車速的提高而急劇增大，附著條件不易滿足。第四節(jié)汽車行駛的附著條件與汽車的附著率思考：高速轎車該如何解決附著率過大的問題？第一章汽車動力性第五節(jié)汽車的功率平衡本節(jié)主要介紹汽車行駛過程中消耗的發(fā)動機功率、功率平衡和后備功率等。本節(jié)內(nèi)容對分析汽車的燃油經(jīng)濟性有重要作用。返回目錄第五節(jié)汽車的功率平衡汽車行駛過程中，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。例：已知奧迪A4轎車發(fā)動機及6個擋傳動比的數(shù)據(jù)（如下表所示），i0=6.333，r=0.317m，由可以對應(yīng)計算出各擋的ua，即可畫出曲線。第五節(jié)汽車的功率平衡一、功率平衡圖

及

間的關(guān)系圖。后備功率用于加速和爬坡。二、后備功率發(fā)動機功率與滾動阻力和空氣阻力消耗的發(fā)動機功率的差值是后備功率。第五節(jié)汽車的功率平衡行駛中消耗的發(fā)動機功率發(fā)動機能提供的功率后備功率第五節(jié)汽車的功率平衡思考：后備功率與所使用的擋位是否有關(guān)？第五節(jié)汽車的功率平衡汽車的后備功率曲線第一章汽車動力性第六節(jié)

裝有液力變矩器汽車的動力性返回目錄一、無級變速器與汽車動力性的關(guān)系活塞式蒸汽機除在很低轉(zhuǎn)速外，具有近似等功率的特性。1.三種發(fā)動機特性曲線的對比分析第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性活塞式內(nèi)燃機的后備功率較小，如果不匹配變速器，所能產(chǎn)生的驅(qū)動力也很小。2.三種發(fā)動機的功率平衡圖第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性活塞式內(nèi)燃機活塞式蒸汽機等功率發(fā)動機第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性3.三種發(fā)動機的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖4.活塞式內(nèi)燃機匹配三擋變速器與裝有等功率發(fā)動機汽車的動力性當變速器的擋數(shù)無限增多，即采用無級變速器，且無級變速器的機械效率等于分級式變速器時，活塞式內(nèi)燃機就可能總在最大功率下工作，即具有與等功率發(fā)動機汽車同樣的動力性。第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性二、液力變矩器的無因次特性1.變矩比K

渦輪輸出轉(zhuǎn)矩TT與泵輪輸入轉(zhuǎn)矩TP之比即為變矩比。2.變矩器速比i渦輪轉(zhuǎn)速

與泵輪轉(zhuǎn)速

之比為變矩器速比。3.效率η第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性輸出功率與輸入功率之比為變矩器效率。ρ—工作油的密度；D—變矩器的有效直徑。4.泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)λP

λP

是泵輪轉(zhuǎn)矩式中的比例常數(shù)5.液力變矩器的無因次特性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性三、液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)矩曲線1.非透過性的變矩器在任何速比下，泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)λP維持不變的液力變矩器稱為非透過性的變矩器。只要節(jié)氣門不變，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速（也是泵輪的轉(zhuǎn)速

）始終保持不變。第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性2.透過性液力變矩器泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)λP隨速比的變化而變化的液力變矩器，稱為透過性的變矩器。轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨速比而變化，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速（也是泵輪的轉(zhuǎn)速）也隨之變化，此時即便節(jié)氣門不變，發(fā)動機的工作轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩也會發(fā)生變化。第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性3.透過度pTP0與λP0為渦輪不轉(zhuǎn)動時，泵輪的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩系數(shù)；

TPc與λPc為耦合器工況，即變矩比K=1時，泵輪的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩系數(shù)。第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性節(jié)氣門全開時，液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩TT與輸出轉(zhuǎn)速

的關(guān)系曲線。四、變矩器的輸出特性1.輸出特性曲線的確定1）利用發(fā)動機的外特性曲線與不同速比時變矩器轉(zhuǎn)矩曲線的交點，確定發(fā)動機及變矩器的工作點TP和

；2）利用變矩器的無因次特性確定K和λP；

3）利用公式計算TT和nT；

第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性2.輸出特性曲線第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性五、綜合式和帶有鎖止裝置的液力變矩器的輸出特性1）液力耦合器

TT=TP，K=11.液力耦合器的特點2）傳動效率隨著車速的增加，液力耦合器的傳動效率也增加。第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性2.綜合式液力變矩器的無因次特性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性3.綜合式透過性液力變矩器的輸出特性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性4.帶有鎖止裝置的液力變矩器的輸出特性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性六、裝有液力變矩器汽車的動力性i'

—液力變矩器之后傳動裝置的傳動比；ηT

—液力變矩器之后傳動裝置的傳動效率。第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性1.自動變速器的換擋規(guī)律第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性1.自動變速器的換擋規(guī)律第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性2.驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第六節(jié)裝有液力變矩器汽車的動力性第二章汽車的燃油經(jīng)濟性在保證動力性的前提下，汽車以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟行駛的能力，稱為汽車的燃油經(jīng)濟性。返回目錄第二章汽車的燃油經(jīng)濟性截止2006年底，我國已探明石油剩余經(jīng)濟可采儲量為20.43億噸，天然氣剩余經(jīng)濟可采儲量為24.49億m3。中國石油的相當一部分依賴進口自1993年開始，中國已成為石油凈進口國，且進口量逐年增加；石油對外依賴程度越來越大。2004年以來，中國的石油消費總量已經(jīng)超過日本，位居世界第二位，僅次于美國。世界汽車工業(yè)發(fā)展永恒的主題是

節(jié)能環(huán)保安全第二章汽車的燃油經(jīng)濟性節(jié)能減排，可以有效減少溫室氣體的排放。1997年在防止地球變暖的京都會議上提出《京都議定書》。在網(wǎng)上查找《京都議定書》的相關(guān)資料。至2005年2月，全球已有141個國家和地區(qū)簽署該議定書。2005年2月16日，《京都議定書》正式生效。這是人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放。第二章汽車的燃油經(jīng)濟性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標本節(jié)將介紹中國、歐洲及美國燃油經(jīng)濟性的評價指標。返回目錄美國燃油經(jīng)濟性評價指標：一定運行工況下一定量燃油行駛的里程，單位為mile/USgal。中國及歐洲燃油經(jīng)濟性評價指標：一定運行工況下百公里燃油消耗量，單位為L/100km。第二章汽車的燃油經(jīng)濟性思考：為什么要在一定運行工況下評價汽車的燃油經(jīng)濟性？燃油經(jīng)濟性的評價指標第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標1.等速工況寶來轎車等速油耗1.8L6.4M/7.0A/90km/h

8.5M/9.2A/120km/h1.8T6.1M/7.0A/90km/h8.7M/9.2A/120km/h

注：M代表手動擋汽車；A代表自動擋汽車。以L/100km計的1/3混合油耗為第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標2.循環(huán)行駛試驗工況1）歐洲經(jīng)濟委員會（ECE）第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標2）美國環(huán)境保護局（EPA）第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標3）中國相關(guān)規(guī)定第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標3）中國相關(guān)規(guī)定第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標一些車型的百公里油耗（不同企業(yè)所給數(shù)據(jù)、運行工況不統(tǒng)一）第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標汽車燃油消耗量的小結(jié)排量大的車，油耗高；自重大的車，油耗高；城市油耗高于公路油耗；自動擋汽車的油耗高于手動擋汽車的油耗。思考：通過以上相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得出哪些結(jié)論？第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標3.中國相關(guān)的新標準新開發(fā)車型，從2005年7月1日開始執(zhí)行第一階段限值要求，2008年1月1日起執(zhí)行第二階段限值要求。在生產(chǎn)車型，從2006年7月1日開始執(zhí)行第一階段限值要求，2009年1月1日起執(zhí)行第二階段限值要求。具體測量方法按照GB19233—2003《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》進行。標準規(guī)定在模擬城市和市郊的運轉(zhuǎn)循環(huán)下，用碳平衡法計算出燃料消耗量。柴油機第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標試驗在專用的底盤測功器上進行。測出排氣中以g/km（克每千米）計的CO2、CO及CH的排放量，用碳平衡法求得燃油消耗量。汽油機碳平衡法依據(jù)的基本原理是質(zhì)量守恒定律。汽（柴）油經(jīng)過發(fā)動機燃燒后，排氣中碳質(zhì)量的總和與燃燒前燃油中碳質(zhì)量的總和應(yīng)該相等。D—288K（15°C）下燃油的密度（kg/L）。第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》試驗用的運轉(zhuǎn)循環(huán)第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標限值按整備質(zhì)量的不同分別給出

表2-2乘用車燃料消耗量限值(L/100km)第二章汽車的燃油經(jīng)濟性本節(jié)將介紹汽車在等速、等加速、等減速和怠速等工況下百公里燃油消耗量的計算方法。為進一步分析影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素打下基礎(chǔ)。第二節(jié)

汽車燃油經(jīng)濟性的計算返回目錄第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算由

和

在萬有特性圖上可確定燃油消耗率b。1.等速行駛工況燃油消耗量計算發(fā)動機萬有特性圖和汽車功率平衡圖計算的基本依據(jù)等速時發(fā)動機應(yīng)提供的功率為第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算設(shè)已知汽車的車速

=150km/h，發(fā)動機功率

=43kW，可在萬有特性圖上確定燃油消耗率b=270g/(kW·h)。b—燃油消耗率；ρ—燃油的密度（kg/L）；g—重力加速度（m/s2）。汽油ρg=6.96～7.15N/L；柴油ρg=7.94～8.13N/L。第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算汽車以ua等速行駛時，燃油消耗量為等速行駛s行程時，燃油消耗量折算成等速百公里燃油消耗量加速時發(fā)動機需提供的功率為第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算2.等加速行駛工況燃油消耗量的計算以速度增加1km/h為間隔，將汽車加速過程分為若干個小區(qū)間，計算各區(qū)間的油耗并將其相加，即得加速油耗。每個小區(qū)間起始或終了時刻車速對應(yīng)的單位時間燃油消耗量第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算從行駛初速度

ua1+1km/h再加速1km/h所需燃油量汽車行駛速度每增加1km/h所需時間從行駛初速度ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算…各區(qū)間的燃油消耗量為整個加速過程的燃油消耗量為加速區(qū)段內(nèi)汽車行駛的距離為第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算減速時間減速行駛時發(fā)動機處于怠速狀態(tài)。減速工況燃油消耗量等于減速行駛時間與怠速油耗的乘積。減速過程燃油消耗量減速區(qū)段內(nèi)汽車行駛的距離

—怠速油耗。第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算3.等減速行駛工況燃油消耗量的計算

—怠速時間。5.整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量∑Q—整個循環(huán)過程燃油消耗量之和；s—整個循環(huán)的行駛距離。第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算4.怠速停車時的燃油消耗量第二章汽車的燃油經(jīng)濟性本節(jié)將從使用和設(shè)計兩方面分析影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素。第三節(jié)

影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素返回目錄第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素影響燃油經(jīng)濟性的因素有以下三個：1.燃油消耗率b燃油消耗率與發(fā)動機負荷率及發(fā)動機自身有關(guān)。C為常數(shù)；為總行駛阻力，2312.行駛中消耗的發(fā)動機功率

（或行駛阻力∑F）降低汽車重量G，可以降低Ff；降低汽車CDA，可以降低空氣阻力FW。減輕汽車質(zhì)量、降低空氣阻力有利于節(jié)省燃油。

與總行駛阻力∑F成正比∑

第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素3.怠速油耗、附件油耗、制動能量損耗改進發(fā)動機設(shè)計、改善用車交通環(huán)境可以提高汽車的燃油經(jīng)濟性。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素一、使用方面1.車速

低速時FW↓，F(xiàn)f↓但負荷率↓，b↑中等車速經(jīng)濟性相對較好高速時負荷率↑，b↓但FW

↑，F(xiàn)f↑，

↑Qs↑第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素2.擋位選擇使用高擋可節(jié)省燃油；汽車起步加速過程中，從經(jīng)濟性角度出發(fā)要盡早換入高擋；從動力性角度出發(fā)要用足低擋。車速一定時，一定用高擋，后備功率↓負荷率↑b

↓Qs↓第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素貨車以100t·km計算成本，折算到每噸貨物的油耗將降低。3.帶掛車運輸1）提高生產(chǎn)率30％～50％；2）降低油耗20%～30%。較大帶掛車運輸時帶掛車運輸?shù)谌?jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素4.正確地保養(yǎng)與調(diào)整第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素（1）制動器間隙要合適間隙過小，容易出現(xiàn)“自剎”現(xiàn)象，損耗發(fā)動機功率，導致制動器發(fā)熱，消耗燃油；間隙過大，制動反應(yīng)“遲鈍”，導致制動距離加長。（2）輪轂軸承預緊度調(diào)整要正常預緊度過低，輪胎打擺，直線行駛性差；預緊度過大，軸承發(fā)熱，軸承磨損加快。行駛中緊急制動（急剎車）、高速行車中猛打轉(zhuǎn)向盤都會造成軸承早期磨損。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素3）輪胎氣壓要合適氣壓過低，導致車輛操控性降低，燃油消耗增大，輪胎磨損加劇；輪胎氣壓過高，接地面積減小，輪胎中部出現(xiàn)異常磨損。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素二、汽車結(jié)構(gòu)方面1.縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素汽車越輕，油耗越低；柴油車的油耗明顯低于汽油車。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素幾種不同車型的油耗第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素思考大型轎車G大，F(xiàn)f、FW、

、

均大；裝用大排量發(fā)動機，負荷率低，b大；致使Qs增大AudiA8采用全鋁承載式車身，質(zhì)量減輕15％，百公里油耗降低5%～8%。為什么大型轎車油耗較高？1升油耗概念車減輕質(zhì)量的措施鎂合金的空間結(jié)構(gòu)；碳素纖維合成材料的外部表面；車身總質(zhì)量大約在74kg；輪轂采用鈦合金；車輪軸承滾子采用陶瓷；葉片彈簧采用玻璃纖維。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素2.發(fā)動機1）提高現(xiàn)有發(fā)動機的熱效率和機械效率（熱損失占化學能65％左右）；2）擴大柴油發(fā)動機的應(yīng)用范圍；3）增壓化；4）廣泛采用電子計算機控制技術(shù)。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素想一想柴油機有哪些特點？提到柴油機時，人們想到的是黑煙、臭味和嘈雜的噪聲。使用柴油發(fā)動機的拖拉機、坦克、輪船等給人粗大笨拙的印象，似乎難登大雅之堂。具有現(xiàn)代技術(shù)水平的柴油車，早已不是工作粗暴、吼聲隆隆、黑煙滾滾的“墨斗魚”形象，其性能與汽油車沒有什么區(qū)別。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素柴油機可節(jié)能和降低排污。奔馳CLK雙門跑車第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素單缸SDI柴油發(fā)動機；排量0.299L；壓縮比16.5:1；最大轉(zhuǎn)矩18.4N·m/2000r/min；最大功率6.25kW(8.5PS)/4000r/min；發(fā)動機質(zhì)量26kg;中置橫放。1升油耗概念車發(fā)動機柴油機熱效率比汽油機高30%；用于轎車可降低油耗30%；在西歐新注冊的汽車中，2001年柴油車的份額為32%，2005年柴油車的份額上升到了49.5%。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素我國一汽2002年推出捷達柴油轎車，但我國柴油硫含量高，使用中排放物的煙度和微粒排放量較大。目前我國柴油轎車有：捷達SDI、寶來TDI1.9L、奧迪A62.5TDI、開迪SDI。TDI是英文TurboDirectInjection的縮寫，意為渦輪增壓直接噴射（柴油發(fā)動機）。SDI是英文SuctionDirectInjection的縮寫，意為自然吸氣直接噴射（柴油發(fā)動機）。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素擋位越多，油耗越低；無級變速最理想。3.傳動系目前很多轎車采用的是帶液力變矩器的自動換擋變速器，擋位一定時可依靠液力變矩器實現(xiàn)無級變速，其效率仍需進一步提高才能做到真正省油。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素思考為什么擋位越多越省油？1）發(fā)動機的最經(jīng)濟工況－最小燃油消耗特性發(fā)動機負荷特性曲線的包絡(luò)線是發(fā)動機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線。最低燃油消耗率曲線可以利用發(fā)動機負荷特性曲線找到發(fā)動機提供一定功率（）時最經(jīng)濟工況下的轉(zhuǎn)速（n3）。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素1）發(fā)動機的最經(jīng)濟工況－最小燃油消耗特性把各功率下最經(jīng)濟工況運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速標明在外特性曲線圖上，便得到“最小燃油消耗特性”（A1A2A3）。A1A3A2Pe第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素最小燃油消耗特性曲線2）變速器傳動比與最小燃油消耗特性曲線的關(guān)系n—車速（ua）一定時，燃油消耗率最低（bmin）時對應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素A1A3A2Pen0n1n2n3n—車速（ua）一定時，燃油消耗率最低（bmin）時對應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速；第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素A1A3A2Pen0n1n2n3當車速ua一定時，由發(fā)動機轉(zhuǎn)速即可確定傳動比，變速器以工作，汽車的燃油經(jīng)濟性最好。對于有級式變速器，擋數(shù)越多，發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速越接近。無級變速時可以做到任何車速下發(fā)動機都在最經(jīng)濟轉(zhuǎn)速工作。2）變速器傳動比與最小燃油消耗特性曲線的關(guān)系3）無級變速器的調(diào)速特性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素機械無級變速器（CVT）第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素4.汽車外形與輪胎第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素汽車外形與燃油消耗滾動阻力與燃油消耗第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素不同輪胎與燃油消耗第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素經(jīng)濟型轎車（視頻）第二章汽車的燃油經(jīng)濟性本節(jié)將重點介紹電動汽車的特點；混合動力電動汽車的特點、結(jié)構(gòu)、節(jié)油原理；豐田Prius混合動力電動汽車的工作模式；電動汽車的動力性計算等。第二章汽車的燃油經(jīng)濟性第五節(jié)

電動汽車的研究返回目錄電動汽車的特點電動汽車集機、電、化多學科領(lǐng)域中的高新技術(shù)于一體，是汽車、電力、自動控制、化學、計算機、新能源和新材料等工程技術(shù)中最新成果的集成產(chǎn)物。從環(huán)保角度看，電動汽車造成的污染較小。從能源角度看，電動汽車將使能源利用多元化和高效化，達到能源可靠、均衡和無污染的目的。第五節(jié)電動汽車的研究第五節(jié)電動汽車的研究電動汽車的類型純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。燃料電池是一種將燃料的化學能用電化學方法直接轉(zhuǎn)換成電能的電化學發(fā)電器。燃料電池的效率是內(nèi)燃機的2～3倍，無污染、無噪聲，排出的是水。價格貴、體積質(zhì)量較大；可靠性、環(huán)境適應(yīng)性不高。第五節(jié)電動汽車的研究一、混合動力電動汽車的特點電動機與內(nèi)燃機相比，具有清潔、安靜、效率高的特點，同時它的轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩控制特性也比較靈活。電動機在低轉(zhuǎn)速時具有恒轉(zhuǎn)矩的特性，高速時具有恒功率的特性，可以在轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩曲線下的任何一點工作?；旌蟿恿﹄妱悠噷㈦娏︱?qū)動與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機驅(qū)動相結(jié)合，充分發(fā)揮了二者的優(yōu)勢，可以從根本上解決現(xiàn)在純電動汽車動力性能差和續(xù)駛里程短的問題。第五節(jié)電動汽車的研究一、混合動力電動汽車的特點1）電池容量大為減少，降低了整車質(zhì)量，有利于提高汽車動力性；2）采用輔助動力驅(qū)動，打破了純電動汽車續(xù)駛里程短的限制，長途行駛能力可與傳統(tǒng)汽車相媲美；3）大大提高了燃油經(jīng)濟性，還可以以純電動方式工作，成為零排放汽車；混合動力電動汽車與純電動汽車相比，其主要優(yōu)勢如下：第五節(jié)電動汽車的研究一、混合動力電動汽車的特點4）空調(diào)系統(tǒng)等附件由內(nèi)燃機直接驅(qū)動，有充分的能源供應(yīng)，保證了汽車的乘坐舒適性；5）輔助動力可以向儲能裝置提供能量，保證混合動力電動汽車無需停車充電，不需要進行專用充電設(shè)施的建設(shè)；6）電池組在使用過程中是淺充淺放，可以延長電池的使用壽命?；旌蟿恿﹄妱悠嚺c純電動汽車相比，其主要優(yōu)勢如下：第五節(jié)電動汽車的研究二、混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)混合動力電動汽車有多種結(jié)構(gòu)形式和分類方法。根據(jù)動力源的數(shù)量以及動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的不同，可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。第五節(jié)電動汽車的研究第五節(jié)電動汽車的研究三、混合動力電動汽車的節(jié)油原理1）儲能元件的補償作用平滑了內(nèi)燃機的工況波動，在汽車的一般行駛中吸收、儲存電能，而在需要提供大功率時提供電能，從而可以采用小型的發(fā)動機，工作中發(fā)動機的負荷率較高，并可以使發(fā)動機的工