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1、第二章汽车动力性能第四节第四节 影响汽车动力性因素影响汽车动力性因素第三节第三节 汽车行驶驱动条件汽车行驶驱动条件 第五节第五节 汽车动力的合理使用汽车动力的合理使用1做出的做出的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以及发动机外特性曲线以及发动机外特性曲线汽车的驱动力图23三、汽车行驶方程式4第二章第二章 汽车动力性汽车动力性 本节将通过作图法确定汽车动力性指标。本节将通过作图法确定汽车动力性指标。第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图返回目录返回目录5第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图 在驱动力图的在驱动力图的基础上，画出基础上，画出
2、Ff+FW=f(ua)就是驱就是驱动力行驶阻力平衡动力行驶阻力平衡图。图。一、驱动力行驶阻力平衡图FfFf+FW6FfFf+FWuamax第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图最高车速行驶时最高车速行驶时Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw发动机以部分发动机以部分负荷工作即可负荷工作即可思考思考 当当Ff+FW与与Ft5没有没有交点时，如何确定最高交点时，如何确定最高车速？此时对应的发动车速？此时对应的发动机工况如何？机工况如何？1.确定uamax7uamax=205km/h奥迪奥迪A4 轿车驱动力轿车驱动力行驶阻力平衡图行驶阻力平衡图8 由驱动力由驱动力行行驶阻力平衡图可以驶阻力平衡图可
3、以做出加速度曲线。做出加速度曲线。第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图Fi=02.确定加速时间t9第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图思考：从图中看，在什思考：从图中看，在什么时候换挡可以使加速么时候换挡可以使加速时间最短？时间最短？由加速度曲线由加速度曲线做加速度倒数曲线，做加速度倒数曲线，再积分，即可求出再积分，即可求出加速时间。加速时间。10第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图 由加速度曲线由加速度曲线做加速度倒数曲线，做加速度倒数曲线，再积分，即可求出再积分，即可求出加速时间。加速时间。思考：从图中看，在什思考：从图中看，在什么时候换挡可以使加速么时候换挡
4、可以使加速时间最短？时间最短？11第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图 积分时可积分时可以将积分区域以将积分区域划分成若干个划分成若干个小区间，采用小区间，采用图解积分的方图解积分的方法求面积和。法求面积和。12第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图直接挡加速直接挡加速挡原地起步换挡加速挡原地起步换挡加速计算得到的加速度曲线计算得到的加速度曲线所用时间较短所用时间较短13第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图3.确定最大爬坡度imax14第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图 由驱动力由驱动力行驶行驶阻力平衡图和阻力平衡图和 i=tan可以做出爬坡度图。可以做
5、出爬坡度图。15 利用汽车的驱动力行驶阻力平衡图，可以确定汽车的最高车速、加速能力和爬坡能力。但是，不能直接用来评价不同类型汽车的动力性。总质量不同的两辆汽车的牵引平衡图。实线表示总质量为7t的汽车，虚线表示总质量为3.9t的汽车。第一辆汽车的各挡的驱动力均较第二辆汽车要大。实际上第一辆汽车的总质量大，其相应的道路阻力与加速阻力也较大，所以第一辆汽车的驱动力虽大，但其动力性却不一定就好。需要考虑一个既考虑驱动力又包括汽车策略和空气阻力的综合参数。由汽车驱动力平衡方程有：上式左端是汽车本身所具有的参数，而右端各项不受汽车重力和空气阻力的影响，只和汽车行驶时的道路阻力、加速度及/g有关，即只和行驶
6、条件及状况有关。动力因数的物理意义：动力因数的物理意义：单位汽车总重力所具有的剩余驱动力，可以用它来克服相应的道路阻力和加速阻力。所以常将动力因数作为表征汽车动力性的指标。汽车的动力因数以符号 表示：当较小时，式2-1和式2-2称为平衡方程 根据动力因数的定义，可作出汽车在各挡下的动力因数与行驶车速的关系曲线图。只要动力因数相等，则不论Ft、G、CD、A等参数有何不同，汽车都能克服同样的坡度。若汽车的值也相同，则汽车也能产生同样的加速度。若D较大，说明一定汽车重力下（Ft-Fw）值较大，则汽车的加速能力和上坡能力较强。动力因数随汽车行驶速度变化的关系，即D=f（va）称为汽车的动力特性。表示动
7、力特性的曲线称为汽车的动力特性图。D动力因数。动力因数。第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图二、动力特性图思考：动力因数能否反映汽思考：动力因数能否反映汽车动力性的好坏？已知哪些车动力性的好坏？已知哪些参数可做出动力特性图？参数可做出动力特性图？20f第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图uamax1 1）计算最高车速由动力特性图确定动力性评价指标由动力特性图确定动力性评价指标21 由动力特性曲线，即可做出各挡的爬坡度图。由动力特性曲线，即可做出各挡的爬坡度图。第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图2）计算爬坡度 挡工作时，爬坡度较大，此时以挡工作时，爬坡度较大，此时
8、以 imaxD1maxf 计计算的误差也较大，可以用下式计算算的误差也较大，可以用下式计算22 计算加速度的倒数，并做出加速度倒数曲线，图解积计算加速度的倒数，并做出加速度倒数曲线，图解积分即可计算加速时间。分即可计算加速时间。第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图做出加速度曲线做出加速度曲线3）计算加速时间23第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图本节内容结束本节内容结束24返回目录返回目录第一章 汽车动力性第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 本节将介绍附着力、附着条件、附着率等基本概本节将介绍附着力、附着条件、附着率等基本概念，分析汽车在纵向坡道上加速上坡时的受力念，
9、分析汽车在纵向坡道上加速上坡时的受力，确，确定汽车在不同行驶条件下的附着率。定汽车在不同行驶条件下的附着率。返回目录返回目录25路面条件路面条件附着系数附着系数干沥青路面干沥青路面0.70.8湿沥青路面湿沥青路面0.50.6干燥的碎石路干燥的碎石路0.60.7干土路干土路0.50.6湿土路湿土路0.20.4滚压后的雪路滚压后的雪路0.20.31.附着力附着系数，附着系数，与路面与路面和轮胎都有关。和轮胎都有关。地面对轮胎切向反作地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值）用力的极限值（最大值）即为附着力。即为附着力。FZ地面作用在车轮上地面作用在车轮上的法向反力；的法向反力；第四节 汽车行驶的附着
10、条件与汽车的附着率一、汽车行驶的附着条件常见路面的常见路面的平均平均附着系数附着系数思考：为什么汽车在湿土路上容思考：为什么汽车在湿土路上容易出现打滑现象？易出现打滑现象？26思考思考 光面胎和带花纹的轮胎在光面胎和带花纹的轮胎在干燥硬路面上的附着系数有何干燥硬路面上的附着系数有何不同？不同？轮胎花纹起什么作用？轮胎花纹起什么作用？第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率胎面与胎面与 的关系？的关系？27第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率28F1方程式赛车在不同天气条件下方程式赛车在不同天气条件下使用的不同胎面花纹的轮胎使用的不同胎面花纹的轮胎第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率29
11、 胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效接地面积，胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效接地面积，使车轮的附着力下降，汽车的车速得以控制。使车轮的附着力下降，汽车的车速得以控制。第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率30后轮驱动时，附着条件是后轮驱动时，附着条件是附着条件：地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮附着条件：地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮的附着力。的附着力。驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关？其驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关？其大小可否通过驾驶员合理控制？大小可否通过驾驶员合理控制？第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率2.附着条件思考思考31令令后轮驱动汽车的
12、附着条件后轮驱动汽车的附着条件也可以表达为也可以表达为C 2后轮驱动汽车驱动后轮驱动汽车驱动轮的轮的附着率；附着率；3.附着率第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率由附着条件可得由附着条件可得前轮驱动时，附着条件是前轮驱动时，附着条件是令令C 1前轮驱动汽车驱动前轮驱动汽车驱动轮的轮的附着率；附着率；前轮驱动汽车的附着条件前轮驱动汽车的附着条件也可以表达为也可以表达为附着率越小或路面附着系数越大附着率越小或路面附着系数越大，附着条件越容易满足。，附着条件越容易满足。32 前轮驱动时，前轮驱动时，如果如果FX1小、小、FZ1大、大、小，附着条件小，附着条件容易得到满足。容易得到满足。FX1小小
13、第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 路面条件好，车速低，路面条件好，车速低，Ff 小；行驶车速低，小；行驶车速低，Fw 小；路面平坦，小；路面平坦，Fi 小；不急加速，小；不急加速，Fj 小。小。什么什么路面路面条件下条件下，附着条附着条件不易满足？件不易满足？湿滑路面、冰雪湿滑路面、冰雪路面、沙地等。路面、沙地等。当路面有积雪时当路面有积雪时，起步用起步用高挡好还是用低挡好？高挡好还是用低挡好？用高挡轻踩加速用高挡轻踩加速踏板起步较好。踏板起步较好。汽车在什么汽车在什么工况工况下工作下工作，附着条件会不易满足？附着条件会不易满足？起步急加速。起步急加速。解解释释为为什什么么？33解决方
14、案解决方案 装用装用TCS（ASR）驱动力控制系统，通过对驱动驱动力控制系统，通过对驱动轮作用制动力矩控制起步过程的轮作用制动力矩控制起步过程的FX2。进而减少燃油喷射量进而减少燃油喷射量第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 起步过程中，驱动轮的严重滑转会加剧轮胎的磨损。起步过程中，驱动轮的严重滑转会加剧轮胎的磨损。34 ，越野车如何爬上越野车如何爬上100的坡道？的坡道？越野汽车爬坡时越野汽车爬坡时即只有附着系数大于即只有附着系数大于1时，才有可能爬上时，才有可能爬上100%的坡道。的坡道。思考思考第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率35 此时必须依靠越野轮胎花纹的抓地性，并与良好此
15、时必须依靠越野轮胎花纹的抓地性，并与良好的路面相配合，才能提高附着系数。的路面相配合，才能提高附着系数。第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率36二、汽车的附着力与地面法向反作用力 汽车在加速上坡时，附着条件不易满足。汽车在加速上坡时，附着条件不易满足。以下将在此工况下，分析路面作用在车轮上的法向以下将在此工况下，分析路面作用在车轮上的法向力力FZ和切向力和切向力FX。第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率37F FZ Zd1d1减小减小 F FZ Zd2d2增大增大加速时加速时后驱车容易满足后驱车容易满足附着条件附着条件跑车大多采用后轮驱动跑车大多采用后轮驱动思考：加速时思考：加速时，前
16、驱车还是后驱车容易满足附着条件？前驱车还是后驱车容易满足附着条件？保时捷保时捷911双座跑车采用双座跑车采用后置式发动机后置式发动机后轮驱动。后轮驱动。第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率38 绝大多数双座跑车采用中置发动机后轮驱动。绝大多数双座跑车采用中置发动机后轮驱动。第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率思考：要想使发动机转矩得到充分发挥思考：要想使发动机转矩得到充分发挥，又满足附又满足附着条件着条件，最理想的驱动方式是什么？最理想的驱动方式是什么？四轮驱动四轮驱动39高级轿车高级轿车自重大，自重大，Ff大；车速高，车体大，大；车速高，车体大，FW大；大；发动机排量大，发动机排量大
17、，Ft大。大。思考：什么车型适合用四轮驱动？思考：什么车型适合用四轮驱动？超级跑车超级跑车车速高，车速高，FW大；发动机排量大大；发动机排量大，Ft大。大。越野车越野车道路条件差，附着系数小。道路条件差，附着系数小。重型货车重型货车自重大，自重大，Ff大，道路条件差，附着系数小。大，道路条件差，附着系数小。第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率40第二章 汽车动力性汽车的功率平衡 本节主要介绍汽车行驶过程中消耗的发动机功率、本节主要介绍汽车行驶过程中消耗的发动机功率、功率平衡和后备功率等。功率平衡和后备功率等。本节内容对分析汽车的燃油经济性有重要作用。本节内容对分析汽车的燃油经济性有重要作用
18、。返回目录返回目录41第五节 汽车的功率平衡 汽车行驶过程中，发动机发出的功率始终等于机械汽车行驶过程中，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率。传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率。4280033005700620062709690ig1=2.13ua17295055ig2=1.46ua210437380ig3=1.02ua31561105115ig4=0.73ua42185147160ig5=0.57ua52699188205ig6=0.39ua639159276300例：已知奥迪例：已知奥迪A4轿车发动机及轿车发动机及6个挡传动比的数据（如下表个挡传动比的数
19、据（如下表所示），所示），i0=6.333，r=0.317m，由，由 可以对可以对应计算出应计算出 各各 挡的挡的ua，即可画出，即可画出 曲线。曲线。第五节 汽车的功率平衡一、功率平衡图 及及 间的关系图。间的关系图。4344 后备功率用于加速和后备功率用于加速和爬坡。爬坡。二、后备功率发动机功率与滚动阻力发动机功率与滚动阻力和空气阻力消耗的发动机和空气阻力消耗的发动机功率的差值是后备功率。功率的差值是后备功率。第五节 汽车的功率平衡45行驶中消耗的发动机功率行驶中消耗的发动机功率发动机能提供的功率发动机能提供的功率后备功率后备功率第五节 汽车的功率平衡思考：后备功率与所使用思考：后备功率与所使用的挡位是否有关？的挡位是否有关？46第五节 汽车的功率平衡汽车的后备功率曲线汽车的后备功率曲线47