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1、汽车理论汽车理论第一章第一章 作用于汽车的各种外力作用于汽车的各种外力1.11.1汽车的驱动力汽车的驱动力1、车轮的工作半径、车轮的工作半径自由半径 车轮在无负荷情况下的半径。只与轮胎充气压力有关。通常指轮胎在标准充气压力下的半径。静力半径 车轮不转动且只有垂直负荷作用在车轮上，在这种情况下，车轮轴线至支承面间的距离称为车轮静力半径。动力半径 汽车行驶时，车轮在垂直负荷和圆周力的作用下，车轮轴线至支承面间的距离称为车轮的动力半径。动力半径随车轮的动力半径随车轮的行驶条件行驶条件而改变：而改变：充气压力充气压力越高越高垂直负荷垂直负荷越小越小 动力半径越大动力半径越大圆周力圆周力增加增加 动力半
2、径减小动力半径减小 轮胎轮胎圆周力方向的弹性圆周力方向的弹性越大越大 动力半径减小越多动力半径减小越多转速转速增加，作用在轮胎外层的增加，作用在轮胎外层的离心力离心力使动力半径使动力半径增加增加 轮胎内压力轮胎内压力越低，越低，保护层保护层越厚，车轮转速升高时越厚，车轮转速升高时车轮动力半径的增加越明显车轮动力半径的增加越明显滚动半径 车轮不滑转，也不滑移，只做纯滚动，并且只有与实际车轮相同的角速度及线速度。S-轮心行走的距离，m -在S距离内车轮的转数。滚动半径的影响因素与动力半径基本相同滚动半径的影响因素与动力半径基本相同影响最大的是作用在车轮上的影响最大的是作用在车轮上的力矩力矩和和圆周
3、力圆周力。弹性车轮在刚性路面上滚动，并受切向力作用时，弹性车轮在刚性路面上滚动，并受切向力作用时，由于驱动力和制动力引起的轮胎变形不同，驱动由于驱动力和制动力引起的轮胎变形不同，驱动力作用下的滚动半径减小，制动力作用下的滚动力作用下的滚动半径减小，制动力作用下的滚动半径增大。半径增大。主要应用 动力学分析 动力半径 运动学分析 滚动半径 车辆性能粗略估算时，均采用车轮的滚动半径作为车轮的工作半径。2、驱动轮的驱动力、驱动轮的驱动力Ft：发动机产生的扭矩：发动机产生的扭矩经传动系传到驱动轮，产经传动系传到驱动轮，产生驱动扭矩生驱动扭矩Mt，驱动轮在，驱动轮在Mt的作用下给地面作用一的作用下给地面
4、作用一圆周力圆周力F，地面对驱动轮，地面对驱动轮的反作用力的反作用力Ft即为驱动力。即为驱动力。MtFFtruaMt作用于驱动轮的扭矩，Nmr 车轮半径，mMe 发动机的有效扭矩发动机的有效扭矩ik变速器传动比变速器传动比i0主减速器传动比主减速器传动比TtF0Ftrua传动系的机械效率传动系的机械效率 汽车的驱动力与发动机的扭矩、传动系的各传动比汽车的驱动力与发动机的扭矩、传动系的各传动比及传动系的机械效率成正比，与车轮半径成反比。及传动系的机械效率成正比，与车轮半径成反比。式中：式中：Pe 发动机的发动机的转速为转速为n时的功率，时的功率，kW故故 发动机的扭矩随其转速而变化，同一挡位下，
5、汽车发动机的扭矩随其转速而变化，同一挡位下，汽车 的驱动力将随汽车的行驶速度而变化。的驱动力将随汽车的行驶速度而变化。驱动力图：驱动力图：汽车驱动力与车速汽车驱动力与车速va 之间的函数关系的之间的函数关系的曲线曲线Ftva 即驱动力曲线，通常称为汽车的驱动力图。即驱动力曲线，通常称为汽车的驱动力图。驱动力图的横坐标为车速驱动力图的横坐标为车速va，va 与发动机转速的换算如下：与发动机转速的换算如下：Ft-ua关系图，即驱动力图关系图，即驱动力图依据下面两式依据下面两式发动机外特性曲线发动机外特性曲线nminnmaxn/(rmin-1)8006200Me/(Nm)142143ik1=2.13
6、Ft1/N54385477Va1/(kmh-1)7.154.9例：已知奥迪例：已知奥迪A4发动机的数据发动机的数据3.传动系的机械效率等速行驶时等速行驶时Pm传动系的功率损失传动系的功率损失Pin输入传动系的功率输入传动系的功率即发动机产生的功率即发动机产生的功率传动系损失的功率传动系损失的功率PT主要与哪些因素有关？主要与哪些因素有关？转速转速 相同扭矩下，转速增加相同扭矩下，转速增加h hm降低降低 机械损失机械损失(齿轮传动副、轴齿轮传动副、轴承、油封等摩擦承、油封等摩擦损失）损失）液力损失液力损失（润滑油的搅动损（润滑油的搅动损失、润滑油与旋转失、润滑油与旋转零件表面的摩擦损零件表面的
7、摩擦损失）失）扭矩扭矩齿轮对数齿轮对数过低，热容量小过低，热容量小过高，搅油损失大过高，搅油损失大油面高度油面高度温度温度润滑油品质润滑油品质直接挡直接挡h hm最高最高h hm高高损失小损失小齿轮对数少齿轮对数少h hm高高损失的比重小损失的比重小Me大大Pm制造和装配质量制造和装配质量新出厂新出厂 继续使用继续使用 Pm走合后走合后 机件在制造加工时留下的细微波纹逐渐消除，配合机件在制造加工时留下的细微波纹逐渐消除，配合情况变好，摩擦阻力减小，传动系的机械效率达到情况变好，摩擦阻力减小，传动系的机械效率达到最高。最高。机械效率不高机械效率不高 磨损逐步增大，配合情况变坏，摩擦阻力增加，磨损逐步增大，配合情况变坏，摩擦阻力增加，机械效率逐渐降低。机械效率逐渐降低。维修后维修后 机械效率得到提高。机械效率得到提高。