汽車(chē)的基本性能

關(guān)于汽車(chē)的基本性能第1頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、汽車(chē)的動(dòng)力性

1.汽車(chē)的動(dòng)力性指標(biāo)①最高車(chē)速Vmax

在良好的水平路面上（瀝青、混凝土），汽車(chē)能達(dá)到的最高行使速度?？蛙?chē)90—100km/h

轎車(chē)150—200km/h②汽車(chē)的加速時(shí)間

原地起步加速時(shí)間：由靜止起步、換檔加速至最高檔時(shí)達(dá)到某予定車(chē)速所需時(shí)間。如：從0—100km/h轎車(chē)為10—25s

從0—70km/h大客車(chē)為30—40s

從0—65km/h大貨車(chē)為50—60s超車(chē)加速時(shí)間：從某一中等速度全力加速至某一高速度所需的時(shí)間（以最高或次高檔操作）。如：客車(chē)從20—70km/h50—60s③汽車(chē)的最大爬坡度ｉmax

汽車(chē)滿(mǎn)載，以最低檔在良好路面上能爬上的最大坡度%。如：αｉmax

南京IVECO45-10貨車(chē)23.3°43.0%ZK6700WD24.0°44.5%第2頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、汽車(chē)的動(dòng)力性其它指標(biāo)：

比功率

Pemax/m

比扭矩

Temax/mPemax—發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率

Temax—發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩

m—汽車(chē)總質(zhì)量2．驅(qū)動(dòng)力—阻力平衡圖為表征汽車(chē)的動(dòng)力性，建立汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力—阻力平衡圖平衡圖。 根據(jù)前進(jìn)的汽車(chē)行駛條件，代入各項(xiàng)，得汽車(chē)的行駛方程：

Te·ｉg·ｉo·ηt∕rd=Ga·f+Ga·ｉ+СD·A·Vr２∕21.15+δo·Ga·j∕g≤G·ф

給定汽車(chē)的有關(guān)參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線(xiàn)，便可在同一座標(biāo)系上做出驅(qū)動(dòng)力—阻力平衡圖。

第3頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、汽車(chē)的動(dòng)力性

發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)全開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、功率等參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。第4頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、汽車(chē)的動(dòng)力性

當(dāng)汽車(chē)勻速行使時(shí)Fj=0，在平路上Fi=0,圖中Ⅳ檔的Ft線(xiàn)與阻力線(xiàn)Ff+Fw的交點(diǎn)可對(duì)應(yīng)找出最高車(chē)速（平路直線(xiàn)行使）。

第5頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、汽車(chē)的動(dòng)力性由行使方程式出發(fā)：當(dāng)勻速行駛時(shí)Fj=δo·Ga/g·j=0

則ｉ=1/Ga(Te·ｉｏ·ｉｇ·ηt/rd–Ga·f-СD·A·Vr２/21.15)

當(dāng)平路行駛時(shí)Fi=Ga·ｉ=0

則ｊ=ｇ/Ga/δo(Te·ｉo·ｉg·ηt/rd-Ga·f-СD·A·Vr２/21.15)

由上述驅(qū)動(dòng)力—阻力特性圖可相應(yīng)作出汽車(chē)的爬坡度、加速度曲線(xiàn)。

第6頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、汽車(chē)的動(dòng)力性3.汽車(chē)的動(dòng)力因數(shù)、動(dòng)力特性圖上述平衡圖對(duì)具體車(chē)而言一個(gè)車(chē)一個(gè)樣，不便相對(duì)比較，則設(shè)法排除汽車(chē)本身的總重力（質(zhì)量），變成無(wú)量綱的參數(shù)進(jìn)行比較、評(píng)價(jià)，則具有普遍性。動(dòng)力因數(shù)：D=(Ft-Fw)/Ga∵Ft=Ff+Fi+Fw+Fj∴Ft-Fw=Ff+Fi+Fj=Ga·f+Ga·ｉ+δo·Ga·ｊ/g

D=(Ft-Fw)/Ga=f+ｉ+δo·ｊ/g

它是一個(gè)無(wú)量綱單位，其物理意義為：汽車(chē)單位總重力所具有的驅(qū)動(dòng)力儲(chǔ)備。由此式及驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖可做出動(dòng)力特性圖。第7頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、汽車(chē)的動(dòng)力性動(dòng)力性的分析：最高車(chē)速Vmax

在良好水平路面行駛，則ｉ=0；ｊ=0所以D=ｆ，圖上f曲線(xiàn)與最高檔D曲線(xiàn)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)出Vmax。爬坡度i爬坡時(shí)，ｊ=0，則D=ｆ+ｉ，ｉ=D-ｆ。即曲線(xiàn)D與ｆ間垂直距離即為各檔的爬坡度ｉ值。加速度能力j加速時(shí)ｉ=0，則ｊ=ｇ/δ0(D-ｆ)即曲線(xiàn)Ｄ與ｆ之間的垂直距離的ｇ/δ0倍，即為各檔的加速度值。上述為描述汽車(chē)動(dòng)力性的基本理論和方法。第8頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性

1.評(píng)價(jià)指標(biāo)我國(guó)和歐洲使用等速百公里油耗

Qs(l/hkm)。該值由產(chǎn)品定型實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)得出。理論計(jì)算可以大致推出：

Qs=Ge×100/VaGe—發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)耗油量（l/h）.Va—平均車(chē)速（km/h）.美國(guó)使用單位燃料消耗量行駛里程

MPG。

MilesperGallon(miles/USgal)。2.燃料經(jīng)濟(jì)性——等速百公里油耗Qs是汽車(chē)結(jié)構(gòu)參數(shù)及使用因素的函數(shù)。在某一檔位，一定道路上，Qs與Va的關(guān)系曲線(xiàn)Qs=f(Va)稱(chēng)為該車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)特性。第9頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性曲線(xiàn)最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為最經(jīng)濟(jì)車(chē)速Vi,Vi越接近常用車(chē)速越好。曲線(xiàn)越平坦越好。

第10頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性3.變工況油耗百公里油耗不是汽車(chē)的典型情況，實(shí)際運(yùn)行情況常常包括：加速、減速、滑行、停車(chē)、起步等，各國(guó)制定了典型的循環(huán)行使實(shí)驗(yàn)工況。我國(guó)制定有：貨車(chē)六工況；客車(chē)四工況；轎車(chē)十五工況等。按規(guī)定循環(huán)行駛幾個(gè)循環(huán)，測(cè)出油耗量，換算成百公里油耗值。第11頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、汽車(chē)的制動(dòng)性能從安全角度出發(fā)，汽車(chē)應(yīng)具備良好的制動(dòng)性能。1.評(píng)價(jià)指標(biāo)：制動(dòng)效能：在良好路面上以一定初速度行駛，從開(kāi)始制動(dòng)到停車(chē)的 制動(dòng)距離（或制動(dòng)減速度）。制動(dòng)效能的恒定性：制動(dòng)器的抗熱衰退性能，即連續(xù)制動(dòng)，制動(dòng)器 溫度升高后，其制動(dòng)效應(yīng)的保持程度。方向穩(wěn)定性：汽車(chē)按給定軌跡行駛，制動(dòng)時(shí)不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及 失去轉(zhuǎn)向能力的性能。（1）制動(dòng)前（切斷動(dòng)力滑行）車(chē)輪的以角速度ωw向前滾動(dòng)車(chē)輪隨汽車(chē)前進(jìn)速度Va.Va=ωw×ｒd

車(chē)輪的垂直負(fù)荷W

地面的垂直反力Z第12頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、汽車(chē)的制動(dòng)性能（2）開(kāi)始制動(dòng)

車(chē)輪受到制動(dòng)力矩Mμ(與旋轉(zhuǎn)方向相反)。由于汽車(chē)的慣性力，車(chē)橋?qū)?chē)輪產(chǎn)生推力T，使車(chē)輪向前平動(dòng)，其速度為Vw。制動(dòng)過(guò)程中Va和Vw是不等的,因而造成了車(chē)輪的滑移。車(chē)輪的滑移率：Ｓ=(Vw-Va)/Vw=(Vw-ｒd·ωw)/Vw×100％

車(chē)輪在滑移時(shí)，在其接地點(diǎn)A處，路面給車(chē)輪一個(gè)力ＦB，即為制動(dòng)力。ＦB=Mμ/ｒd

路面能給車(chē)輪提供的制動(dòng)力ＦB受附著力的限制，即ＦB≤Ｆφ=Ｚ·Φ。當(dāng)S=15％—20％時(shí)，Φ值最大。當(dāng)S=100％時(shí)，車(chē)輪抱死。第13頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、汽車(chē)的制動(dòng)性能3.汽車(chē)的制動(dòng)效能①制動(dòng)減速度汽車(chē)受制動(dòng)力ＦB，做減速運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)減速度ｊB。ＦB=ｊB·Ｇa/ｇＧa—整車(chē)重力。定義制動(dòng)強(qiáng)度ＱB：ＱB=ｊB/ｇ=ＦB/Ｇa——無(wú)量綱(4-3)

則制動(dòng)減速度：ｊB=ＱB·ｇ=ＦB·ｇ/Ｇa(4-4)

緊急制動(dòng)，車(chē)輪未抱死時(shí)，制動(dòng)力最大值：ＦBmax=Φ·Ｇa

代入4-3ＱBmax=Φ

代入4-4ｊBmax=Φ·ｇ一般要求：轎車(chē)ｊBmax=0.9—1.0ｇ貨車(chē)ｊBmax=0.6ｇ

第14頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、汽車(chē)的制動(dòng)性能②制動(dòng)距離Ｓ我國(guó)交通管理部門(mén)規(guī)定，車(chē)速為30km/h時(shí)：轎車(chē)Ｓ≤6m

輕型貨車(chē)Ｓ≤7m

中型貨車(chē)Ｓ≤8m

重型貨車(chē)Ｓ≤12m③制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)器抗熱衰退性，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案ISO/DIS6597規(guī)定：

ⅰ.以一定的車(chē)速連續(xù)制動(dòng)15次。

ⅱ.每次制動(dòng)強(qiáng)度ＱB=0.3（減速度3m/ｓ２）。

ⅲ.最后一次制動(dòng)效能不低于冷制動(dòng)效能的60%。第15頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、汽車(chē)的制動(dòng)性能4.制動(dòng)時(shí)汽車(chē)方向的穩(wěn)定性①制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)下列現(xiàn)象稱(chēng)為失去穩(wěn)定性：跑偏：制動(dòng)時(shí)汽車(chē)自行向左、右偏駛；側(cè)滑：制動(dòng)時(shí)汽車(chē)一軸或兩軸發(fā)生橫向移動(dòng)。前輪失去導(dǎo)向能力：彎道轉(zhuǎn)向時(shí)制動(dòng)，汽車(chē)不按原軌跡行使，沿切線(xiàn)駛出；直行時(shí)打方向盤(pán)制動(dòng)，汽車(chē)不轉(zhuǎn)彎仍直行。汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)失去穩(wěn)定性，將導(dǎo)致安全事故。②保證汽車(chē)制動(dòng)方向穩(wěn)定性的措施：合理分配前、后軸制動(dòng)器的制動(dòng)力；不能出現(xiàn)后輪抱死，或先于前輪抱死的情況——防止側(cè)滑。盡量不出現(xiàn)前輪抱死或前后輪都抱死的情況——維持轉(zhuǎn)向能力。最理想的情況是：在制動(dòng)過(guò)程中，防止任何車(chē)輪抱死，即各輪都處于滾動(dòng)狀態(tài)。近年發(fā)展起來(lái)的制動(dòng)防抱死系統(tǒng)—ABS系統(tǒng)。

“Anti-lockBrakeSystem”第16頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性

跟其他商品相比，汽車(chē)既有其共性，又有其特性。共性：對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、壽命提出要求。特性：汽車(chē)作為載人交通工具，要將人—車(chē)合為一體來(lái)評(píng)價(jià)質(zhì)量、性能、壽命。汽車(chē)產(chǎn)品的直觀性質(zhì)：動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性——產(chǎn)品的高效、節(jié)能品質(zhì)；排放、噪聲——產(chǎn)品與環(huán)境的關(guān)系；耐久性——產(chǎn)品的使用壽命。汽車(chē)產(chǎn)品的內(nèi)含性質(zhì)：隨著社會(huì)發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步，人們對(duì)產(chǎn)品提出更好且不那麼直觀的要求。

操縱方便、靈活、安全；

乘座舒適。這兩個(gè)性質(zhì)不象其它性質(zhì)可以直觀評(píng)價(jià)，必須將其固有性質(zhì)和人聯(lián)系在一起進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)，這就是本節(jié)要討論的內(nèi)容。第17頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性1.汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性

(1)操穩(wěn)性概念：汽車(chē)的操穩(wěn)性尚無(wú)完整、明確定義，人們公認(rèn)的概念：正確遵循駕駛員操作命令，按給頂方向行駛——操作性。行使中能抵抗外界干擾，保持穩(wěn)定行駛——穩(wěn)定性。

(2)汽車(chē)行駛時(shí)的空間運(yùn)動(dòng)

在O-XYZ坐標(biāo)系中。直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：沿X—縱向運(yùn)動(dòng)；沿Y--橫向運(yùn)動(dòng)；沿Z--垂直運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)：繞X--側(cè)傾運(yùn)動(dòng)；繞Y--俯仰運(yùn)動(dòng)；繞Z--橫擺運(yùn)動(dòng)。則汽車(chē)將在這六個(gè)自由度上產(chǎn)生:線(xiàn)位移；角位移；線(xiàn)速度；角速度；加速度。第18頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性(3)汽車(chē)行駛的動(dòng)態(tài)過(guò)程汽車(chē)行駛中，前述運(yùn)動(dòng)參數(shù)不斷變化，其原因來(lái)自?xún)煞矫妫?/p>

a.行駛中來(lái)自外界的干擾——迎面風(fēng)阻、側(cè)面風(fēng)、路面不平度。

b.駕駛員施加的操縱動(dòng)作。對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程：

a.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)——如打方向盤(pán)固定位置不變。

b.瞬態(tài)響應(yīng)——打方向盤(pán)，迅速?gòu)?fù)位。

c.頻率特性——與頻率有關(guān)物理量的變化。動(dòng)態(tài)過(guò)程的研究很深入，主要采用試驗(yàn)方法，GB6323-94包括六項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：

a.穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)

b.轉(zhuǎn)向回正試驗(yàn)

c.轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)

d.方向盤(pán)轉(zhuǎn)角階躍輸入，瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)。

e.方向盤(pán)轉(zhuǎn)角脈沖輸入，瞬態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)。

f.蛇行試驗(yàn)。第19頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性(4)汽車(chē)的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)響應(yīng)（典型）汽車(chē)以一定速度沿圓周轉(zhuǎn)向行駛；

a.假定車(chē)輪無(wú)側(cè)向變型。汽車(chē)的轉(zhuǎn)向半徑R完全取決于前輪的偏轉(zhuǎn)角，而與車(chē)速無(wú)關(guān)。第20頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性b.實(shí)際工況是汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)，輪胎在外力作用下，將發(fā)生側(cè)向彈性變形，使其前進(jìn)方向不再沿自身的旋轉(zhuǎn)平面，而與旋轉(zhuǎn)平面成一夾角α—稱(chēng)為側(cè)偏角。

其中前軸側(cè)偏角α1，后軸側(cè)偏角α2，前輪偏轉(zhuǎn)角δ

此時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑：R=L/tg[δ-(α1-α2)]

從式中可以看出R是δ、α1、α2的函數(shù)。打方向盤(pán)后δ是常數(shù)，α1、α2與輪胎側(cè)向力——離心力——車(chē)速有關(guān)。∴R=f(V)第21頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性

前輪偏轉(zhuǎn)角δ一定時(shí)：

a.當(dāng)α1＝α2時(shí)，δ-(α1-α2)＝δ，R與車(chē)速無(wú)關(guān)——稱(chēng)為中性轉(zhuǎn)向。

b.當(dāng)α1＞α2時(shí)，δ-(α1-α2)＜δ，R隨車(chē)速升高而增大——稱(chēng)為不足轉(zhuǎn)向。

c.當(dāng)α1＜α2時(shí)，δ-(α1-α2)＞δ，R隨車(chē)速升高而減小——稱(chēng)為過(guò)多轉(zhuǎn)向。一般認(rèn)為：具有適度的不足轉(zhuǎn)向度，汽車(chē)有良好的操縱穩(wěn)定性。第22頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性2.汽車(chē)的行駛平順性（1）行駛平順性的含意

a.汽車(chē)在行駛中，保持乘員所處的振動(dòng)環(huán)境具有一定的舒適度：行駛中能保持正常的活動(dòng)（吃、喝、讀、寫(xiě)、說(shuō)）；到達(dá)目的地后能保持良好的健康及心理狀態(tài)。

b.行使中能保持運(yùn)載貨物的完好外形及性能。（2）人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)是十分復(fù)雜的過(guò)程，除客觀反應(yīng)（振動(dòng)頻率、振動(dòng)強(qiáng)度）外，還有主觀反應(yīng)（心理狀態(tài)、生理狀態(tài)）。目前對(duì)采用“心理物理量”的評(píng)價(jià)進(jìn)行了研究，但還沒(méi)有公認(rèn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。所以采用主觀感覺(jué)為依據(jù)。經(jīng)大量統(tǒng)計(jì)、研究，發(fā)現(xiàn)有共同規(guī)律：

a.人體對(duì)振動(dòng)最敏感的頻率范圍：

垂直振動(dòng)：4—8Hz。

水平振動(dòng)：1—2Hz。即在這些頻率上，人體的胸——腹系統(tǒng)（心臟、胃）會(huì)出現(xiàn)共振，使人感到不適。第23頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性b.對(duì)于同樣的暴露時(shí)間（連續(xù)承受振動(dòng)時(shí)間）

頻率為2.8Hz以下的振動(dòng)：水平振動(dòng)的容許強(qiáng)度（加速度值）低于垂直振動(dòng)。

頻率在2.8Hz以上的振動(dòng)：水平振動(dòng)的容許強(qiáng)度高于垂直振動(dòng)。綜合大量研究，ISO提出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO2631-1978(E)《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》。(3)“指南”指出了1—80Hz振頻范圍內(nèi)，人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三種感覺(jué)界限：

暴露極限：人體可以承受振動(dòng)量的上限，在此限內(nèi)人體將保持健康和安全。

疲勞降低工效限：駕駛員承受的振動(dòng)在此限內(nèi)，能保持正常操作。

舒適降低界限：在此限內(nèi)，人在車(chē)上感覺(jué)良好，能維持正?；顒?dòng)，吃、讀、寫(xiě)等。第24頁(yè)，課件共29頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和行使平順性(4)評(píng)價(jià)指標(biāo)：a.加速度加權(quán)均方根值將1—80Hz范圍內(nèi)的振動(dòng)1/3倍頻帶上，不同頻率成份的振動(dòng)，折算后等效于人體最敏感的頻率上（垂直4-8Hz，水平1-2Hz）。

σw=Σ(Wi·σi)２(m/s２)Wi—頻率加權(quán)因子。

σi—第i個(gè)1/3倍頻帶上加速度均方根值。b.等效均值Ｌeq(以對(duì)數(shù)形式表示的σw)。Ｌeq=2