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1、第1章汽车的使用性能本讲稿第一页，共二十二页第一节第一节 汽车的动力性汽车的动力性一、汽车动力性评价指标一、汽车动力性评价指标1.1.最高车速最高车速 最高车速是指汽车满载在良好的水平路面行驶时，所能达最高车速是指汽车满载在良好的水平路面行驶时，所能达到的最高车速。到的最高车速。2.2.加速时间或加速路程加速时间或加速路程 加速时间或加速路程是指汽车由某一车速加速至另一车速加速时间或加速路程是指汽车由某一车速加速至另一车速所需要的时间（或路程）。所需要的时间（或路程）。3.3.最大爬坡度最大爬坡度 最大爬坡度是指汽车满载、在良好路面上，使用最低档所最大爬坡度是指汽车满载、在良好路面上，使用最低
2、档所能爬上的最大坡度。能爬上的最大坡度。下一页下一页 返回返回本讲稿第二页，共二十二页第一节第一节 汽车的动力性汽车的动力性二、驱动力与行驶阻力二、驱动力与行驶阻力 驱动力是由发动机发出的转矩，经传动系传给驱动轮，然驱动力是由发动机发出的转矩，经传动系传给驱动轮，然后与路面相互作用而产生的。行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、后与路面相互作用而产生的。行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力等。坡度阻力和加速阻力等。1.1.汽车的驱动力汽车的驱动力 汽车发动机发出的转矩经传动系传给驱动车轮，此时，作汽车发动机发出的转矩经传动系传给驱动车轮，此时，作用于驱动车轮上的转矩用于驱动车轮上的转矩M
3、Mt t可由式（可由式（1.21.2）求的得）求的得 M Mt t=M=Me eiig giio ot t （1.21.2）式中式中 M Me e发动机转矩，发动机转矩，NmNm；i ig g变速器传动比；变速器传动比；上一页上一页 下一页下一页本讲稿第三页，共二十二页第一节第一节 汽车的动力性汽车的动力性 i io o主减速器传动比；主减速器传动比；t t传动系机械效率。传动系机械效率。2.2.汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力（1 1）滚动阻力）滚动阻力F Ff f：车轮滚动时，轮胎与地面的接触部分将产生：车轮滚动时，轮胎与地面的接触部分将产生复杂的相互作用力，并引起轮胎与地面的变形。复杂的相互
4、作用力，并引起轮胎与地面的变形。（2 2）空气阻力）空气阻力F FW W：汽车行驶时，必然受到空气的阻碍作用，空：汽车行驶时，必然受到空气的阻碍作用，空气对汽车的作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。空气阻力气对汽车的作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。空气阻力由摩擦阻力和压力阻力两部分组成。由摩擦阻力和压力阻力两部分组成。（3 3）坡度阻力）坡度阻力F Fi i：汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力与：汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力与汽车行驶方向相反（如汽车行驶方向相反（如图图1-21-2所示），形成行驶阻力，故称坡度所示），形成行驶阻力，故称坡度上一页上一页 下一页下一页本讲稿第四页，
5、共二十二页图图1-21-2返回返回本讲稿第五页，共二十二页第一节第一节 汽车的动力性汽车的动力性阻力阻力F Fi i，即，即 F Fi i=Gsin =Gsin （1.51.5）（4 4）加速阻力）加速阻力F Fs s：汽车加速行驶时需要克服其质量加速运动时：汽车加速行驶时需要克服其质量加速运动时的惯性力，这就是加速阻力。汽车的质量分为平移质量与旋转的惯性力，这就是加速阻力。汽车的质量分为平移质量与旋转质量两部分。质量两部分。三、影响汽车动力性的因素三、影响汽车动力性的因素（1 1）发动机。）发动机。（2 2）驱动桥减速器主传动比：一辆汽车主减速器主传动比的选）驱动桥减速器主传动比：一辆汽车主
6、减速器主传动比的选择必须与发动机和整车很好的匹配，才能使汽车动力性和燃油择必须与发动机和整车很好的匹配，才能使汽车动力性和燃油上一页上一页 下一页下一页本讲稿第六页，共二十二页第一节第一节 汽车的动力性汽车的动力性经济性取得满意的结果。经济性取得满意的结果。（3 3）变速器。）变速器。（4 4）其他。）其他。汽车转载总质量愈多或牵引愈多，汽车的动力性愈差。汽车转载总质量愈多或牵引愈多，汽车的动力性愈差。汽车流线型愈差，空气阻力系数愈大，汽车动力性就愈差，汽车流线型愈差，空气阻力系数愈大，汽车动力性就愈差，这对高速汽车表现愈为突出。这对高速汽车表现愈为突出。汽车的维护保养差，如发动机维护不好，动
7、力不足；前束不汽车的维护保养差，如发动机维护不好，动力不足；前束不合标准、轮胎气压不足，轮毂轴承调整不当等，均会降低汽车合标准、轮胎气压不足，轮毂轴承调整不当等，均会降低汽车的动力性。的动力性。上一页上一页 返回返回本讲稿第七页，共二十二页第二节第二节 汽车的操作稳定性汽车的操作稳定性 汽车在其行驶过程中，碰到各种复杂的情况，有时沿直线汽车在其行驶过程中，碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。此外，汽车还要经受来自地面不平、行驶，有时沿曲线行驶。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。一辆操作性能良好的汽车坡道、大风等各种外部因素的干扰。一辆操作性能良好的
8、汽车必须具备以下的能力。必须具备以下的能力。（1 1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操作机构所给定的方向行驶的能力驾驶员通过操作机构所给定的方向行驶的能力汽车的操作汽车的操作性。性。（2 2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰、并保持温度行驶的能力扰、并保持温度行驶的能力汽车的稳定性。汽车的稳定性。返回返回本讲稿第八页，共二十二页第三节第三节 汽车的制动性汽车的制动性一、汽车制动性的评价指标一、汽车制动性的评价指标（1 1）制动效能，即制动距离
9、与制动减速度。）制动效能，即制动距离与制动减速度。（2 2）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能。）制动效能的恒定性，即抗热衰退性能。（3 3）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧）制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能指标。滑以及失去转向能力的性能指标。二、汽车制动时车轮受力分析二、汽车制动时车轮受力分析1.1.地面制动力地面制动力 地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，但是地面制地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，但是地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器内制动摩擦片动力取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器内制动摩擦片 下一页
10、下一页 返回返回本讲稿第九页，共二十二页第三节第三节 汽车的制动性汽车的制动性与制动鼓或制动盘间的摩擦力，一个是轮胎与地面间的摩擦与制动鼓或制动盘间的摩擦力，一个是轮胎与地面间的摩擦力力附着力。附着力。2.2.制动器制动力制动器制动力 制动器制动力仅由制动器结构参数所决定，即取决于制动制动器制动力仅由制动器结构参数所决定，即取决于制动器的形式、结构尺寸、制动器摩擦副以及车轮半径，并与制动器的形式、结构尺寸、制动器摩擦副以及车轮半径，并与制动踏板力，即制动系的液压或空气压力成正比。图踏板力，即制动系的液压或空气压力成正比。图1-51-5是试验得到是试验得到的某的某4 4座轿车的制动器制动力与踏板
11、力的关系曲线。座轿车的制动器制动力与踏板力的关系曲线。3.3.地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系上一页上一页 下一页下一页本讲稿第十页，共二十二页图图1-51-5返回返回本讲稿第十一页，共二十二页第三节第三节 汽车的制动性汽车的制动性 汽车的制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受到地汽车的制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受到地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制
12、动力。4.4.硬路面上的附着系数硬路面上的附着系数 路面的结构对排水能力也有很大影响。为了增加潮湿时的路面的结构对排水能力也有很大影响。为了增加潮湿时的附着能力，路面的宏观结构应具有一定的不平度而有自动排水附着能力，路面的宏观结构应具有一定的不平度而有自动排水的能力；路面的微观结构应是粗糙且有一定的尖锐棱角，以穿的能力；路面的微观结构应是粗糙且有一定的尖锐棱角，以穿透水膜，让路面与胎面直接接触。透水膜，让路面与胎面直接接触。增大轮胎与地面的接触面会提高附着能力。因此，低气压、增大轮胎与地面的接触面会提高附着能力。因此，低气压、宽断面和子午线轮胎的附着系数要比一般轮胎的高。宽断面和子午线轮胎的附
13、着系数要比一般轮胎的高。上一页上一页 返回返回本讲稿第十二页，共二十二页第四节第四节 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性一、燃油经济性的评价指标图一、燃油经济性的评价指标图 汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百千米的汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百千米的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶里程来衡量。燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶里程来衡量。二、影响汽车燃油经济性的因素二、影响汽车燃油经济性的因素1.1.汽车结构因素对燃油经济性的影响汽车结构因素对燃油经济性的影响（1 1）发动机：在汽车中，发动机当然是对燃油经济性最有影响）发动机：在汽车中，发动机当然是对燃油经济性最有影响
14、的部件。的部件。（2 2）传动系：传动系对燃油消耗的影响取决于其效率、挡数和）传动系：传动系对燃油消耗的影响取决于其效率、挡数和传动比。传动系效率越高，则损失与传动系的能量越少，汽车传动比。传动系效率越高，则损失与传动系的能量越少，汽车的燃油经济性越好。的燃油经济性越好。（3 3）汽车质量：汽车质量影响到滚动阻力、上坡阻力与加速阻）汽车质量：汽车质量影响到滚动阻力、上坡阻力与加速阻 下一页下一页 返回返回本讲稿第十三页，共二十二页第四节第四节 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性力，因此影响燃油经济性。载质量与装备质量之比称为质量利力，因此影响燃油经济性。载质量与装备质量之比称为质量利用系数。载货
15、汽车中质量利用系数越大，则消耗材料少，且运用系数。载货汽车中质量利用系数越大，则消耗材料少，且运输中的燃油消耗与成本都将降低。输中的燃油消耗与成本都将降低。（4 4）汽车外形和轮胎：汽车外形的改进多用降低空气阻力系数）汽车外形和轮胎：汽车外形的改进多用降低空气阻力系数表示。表示。2.2.使用因素对燃油经济性的影响使用因素对燃油经济性的影响（1 1）行驶车速。）行驶车速。（2 2）挡位的选择。）挡位的选择。（3 3）挂车的使用。）挂车的使用。（4 4）加速）加速滑行的运用。滑行的运用。（5 5）正确调整与保养。）正确调整与保养。上一页上一页 返回返回本讲稿第十四页，共二十二页第五节第五节 汽车的
16、通过性汽车的通过性一、通过性的几何参数一、通过性的几何参数1.1.最小离地间隙最小离地间隙h h 最小离地间隙是指汽车除车轮外的最低点与路面之间的距最小离地间隙是指汽车除车轮外的最低点与路面之间的距离。它反映了汽车无碰撞石块、树桩之类障碍物的能力。离。它反映了汽车无碰撞石块、树桩之类障碍物的能力。2.2.接近角接近角1 1和离去角和离去角2 2 接近角接近角1 1和离去角和离去角2 2是指汽车自车身前、后突出点向前、是指汽车自车身前、后突出点向前、后车轮引切线时，切线与路面之间的夹角。汽车接近角和离去后车轮引切线时，切线与路面之间的夹角。汽车接近角和离去角越大，则汽车的通过性越好。角越大，则汽
17、车的通过性越好。二、通过性的支承与牵引参数二、通过性的支承与牵引参数1.1.附着质量和附着质量系数附着质量和附着质量系数K Ku u 附着质量是指轮式汽车驱动轴载质量，汽车附着质量与总附着质量是指轮式汽车驱动轴载质量，汽车附着质量与总 下一页下一页 返回返回本讲稿第十五页，共二十二页第五节第五节 汽车的通过性汽车的通过性质量之比称为附着质量系数质量之比称为附着质量系数K Ku u。附着质量和附着质量系数大，有。附着质量和附着质量系数大，有利于汽车在坏路面上行驶，丧失通过性的可能性就小。利于汽车在坏路面上行驶，丧失通过性的可能性就小。2.2.车轮接地比压车轮接地比压P P 测量接地比压是指车轮对
18、地面的单位压力，与轮胎气压、测量接地比压是指车轮对地面的单位压力，与轮胎气压、轮胎刚度的大小有关。轮胎刚度的大小有关。三、通过性的影响因素三、通过性的影响因素1.1.行驶速度行驶速度2.2.汽车车轮汽车车轮（1 1）轮胎花纹：轮胎花纹对附着系数有很大影响。）轮胎花纹：轮胎花纹对附着系数有很大影响。（2 2）轮胎直径和宽度：增大轮胎直径和宽度都能降低轮胎的接）轮胎直径和宽度：增大轮胎直径和宽度都能降低轮胎的接地比压。地比压。上一页上一页 下一页下一页本讲稿第十六页，共二十二页第五节第五节 汽车的通过性汽车的通过性（3 3）轮胎的气压：在松软地面上行驶的汽车应相应降低轮胎的）轮胎的气压：在松软地面
19、上行驶的汽车应相应降低轮胎的气压，以增大轮胎与地面的接触面积，降低接地比压，提高土气压，以增大轮胎与地面的接触面积，降低接地比压，提高土壤推力。壤推力。（4 4）前轮距和后轮距：当汽车在松软地面上行驶时，各车轮都）前轮距和后轮距：当汽车在松软地面上行驶时，各车轮都需克服形成轮辙的阻力（滚动阻力）。需克服形成轮辙的阻力（滚动阻力）。（5 5）前轮与后轮的接地比压。）前轮与后轮的接地比压。3.3.差速器差速器 由于差速器的内摩擦，汽车的驱动力增加了。但是一般齿由于差速器的内摩擦，汽车的驱动力增加了。但是一般齿轮式差速器的内摩擦不大。为了增加差速器的内摩擦，越野汽轮式差速器的内摩擦不大。为了增加差速
20、器的内摩擦，越野汽车常采用高摩擦式差速器，通过了汽车的通过性。车常采用高摩擦式差速器，通过了汽车的通过性。4.4.驾驶方法驾驶方法上一页上一页 返回返回本讲稿第十七页，共二十二页第六节第六节 汽车的舒适性汽车的舒适性一、汽车的振动与平顺性一、汽车的振动与平顺性 汽车行驶平顺性是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时能汽车行驶平顺性是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。持所运货物完整无损的性能。（一）激发汽车振动的振源（一）激发汽车振动的振源1.1.路面和轮胎激发的振动路
21、面和轮胎激发的振动 由路面或轮胎不平激发的车轮跳动首先传给悬架，经悬架由路面或轮胎不平激发的车轮跳动首先传给悬架，经悬架自身振动特性的影响而变化后再传给车身，进而通过车身地板自身振动特性的影响而变化后再传给车身，进而通过车身地板和座椅传到人体的脚部、臀部和背部。和座椅传到人体的脚部、臀部和背部。2.2.发动机激发的振动发动机激发的振动 发动机转动时会产生振动，其原因如下：发动机转动时会产生振动，其原因如下：下一页下一页 返回返回本讲稿第十八页，共二十二页第六节第六节 汽车的舒适性汽车的舒适性（1 1）发动机机体重心的周期性移动。）发动机机体重心的周期性移动。（2 2）发动机运动部件惯性力的周期
22、变化。）发动机运动部件惯性力的周期变化。（3 3）燃气压力引起曲轴回转力矩的周期变化。）燃气压力引起曲轴回转力矩的周期变化。（二）汽车平顺性的评价（二）汽车平顺性的评价1.1.人体对振动的反映人体对振动的反映2.2.平顺性的评价方法平顺性的评价方法（1 1）主观评价。主观评价又称感觉评价。）主观评价。主观评价又称感觉评价。（2 2）客观评价。客观评价又称物理评价。它以汽车实测的加速）客观评价。客观评价又称物理评价。它以汽车实测的加速度、频率、承受时间等振动参数作为评价汽车平顺性的客观依度、频率、承受时间等振动参数作为评价汽车平顺性的客观依据，评定结果能与汽车结构参数建立某种定性或定量的联系，据
23、，评定结果能与汽车结构参数建立某种定性或定量的联系，具有评价的确定性和客观性。具有评价的确定性和客观性。上一页上一页 下一页下一页本讲稿第十九页，共二十二页第六节第六节 汽车的舒适性汽车的舒适性二、影响汽车平顺性的主要因素二、影响汽车平顺性的主要因素（一）结构因素（一）结构因素 汽车可视为由彼此相联系的悬架质量和非悬架质量所组成。汽车可视为由彼此相联系的悬架质量和非悬架质量所组成。悬架质量悬架质量M M主要由悬架弹簧上的车身、车架及其上的总成所组主要由悬架弹簧上的车身、车架及其上的总成所组成，非悬架质量成，非悬架质量m m主要由悬架弹簧下的车轮和车轴组成，由此形主要由悬架弹簧下的车轮和车轴组成
24、，由此形成车身和车轮组成的双质量振动系统，如成车身和车轮组成的双质量振动系统，如图图1-131-13所示。所示。（1 1）悬架弹性的影响。悬架弹性对车身振动频率起着决定性作）悬架弹性的影响。悬架弹性对车身振动频率起着决定性作用。用。（2 2）悬架阻尼的影响。）悬架阻尼的影响。（3 3）主动悬架与半主动悬架。一般悬架由弹簧和减振器组成，）主动悬架与半主动悬架。一般悬架由弹簧和减振器组成，其特性参数（悬架刚度其特性参数（悬架刚度K K和阻尼系数和阻尼系数C C）是在一定条件下进行优）是在一定条件下进行优上一页上一页 下一页下一页本讲稿第二十页，共二十二页图图1-131-13返回返回本讲稿第二十一页
25、，共二十二页第六节第六节 汽车的舒适性汽车的舒适性化确定的。化确定的。（4 4）非悬架质量的影响。非悬架质量减小可有效减小其对车身）非悬架质量的影响。非悬架质量减小可有效减小其对车身的冲击力。的冲击力。（5 5）轮胎的影响。）轮胎的影响。（6 6）底盘旋转件不平衡的影响。）底盘旋转件不平衡的影响。（7 7）轴距的影响。）轴距的影响。（8 8）乘坐位置与座椅的影响。座椅的位置对平顺性反应的差别）乘坐位置与座椅的影响。座椅的位置对平顺性反应的差别很大。很大。（二）使用因素（二）使用因素1.1.路况与车速路况与车速2.2.悬架系统的技术状况悬架系统的技术状况上一页上一页 返回返回本讲稿第二十二页，共二十二页