汽车理论课件 第一章 汽车的动力性与绪论.ppt

绪论一、《汽车理论》的主要内容（1）汽车动力学及汽车性能——运动的关系各项行驶性能汽车的有效性与安全性（2）汽车的有效性 q动力性q燃油经济性/燃料经济性q汽车动力装置参数的选择q平顺性q通过性汽车理论讲义（第1版）1赵又群编著绪论（3）汽车的安全性（结构上讲，狭义） 制动性操纵稳定性 二、汽车的安全性（广义） （1）主动安全性 （2）被动安全性汽车理论讲义（第1版）2赵又群编著绪论结束！汽车理论讲义（第1版）3赵又群编著第二章 汽车的动力性n1-1 汽车动力性指标n1-2 汽车的驱动力和行驶阻力n1-3 汽车行驶的驱动-附着条件、汽车的附着力n1-4 汽车驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图n1-5 汽车的功率平衡汽车理论讲义（第1版）4赵又群编著第一章 汽车的动力性n预备知识汽车传动系的功能、组成、构造及工作 原理发动机的转速特性n中心思想介绍动力性的基础知识（评价指标、受力 、行驶条件）根据力的平衡、功率的平衡来分析和评价 汽车的动力性好坏 汽车理论讲义（第1版）5赵又群编著引 言 n定义：汽车在良好路面上直线行驶时，由纵向外 力决定的所能达到的平均行驶速度n关于定义的讨论：q道路——良好路面：水平或坡路q运动——直线行驶q外力——纵向外力决定的运动q能力——所能达到的q有效性——运输效率——最基本、最重要的性 能。

汽车理论讲义（第1版）6赵又群编著引 言 n本章的内容与目的分析汽车行驶时的受力，建立行驶方程式，并 通过计算或以图表的形式按动力性评价指标的要 求确定动力性汽车理论讲义（第1版）7赵又群编著第一节 汽车的动力性指标 三个指标：n 最高车速——水平良好路面n 加速时间——原地起步加速时间、超车加速时间（1）原地起步时间t——由一档或二档起步，逐 渐换至最高档，行驶到预定距离或车速所需时间2）超车加速时间t在最高或次高档由某一较低 车速30、40km/h全力加速至某一高速所需的时间3）用车速—时间曲线全面反应加速能力汽车理论讲义（第1版）8赵又群编著第一节 汽车的动力性指标 汽车理论讲义（第1版）9赵又群编著第一节 汽车的动力性指标 n上坡能力——最大坡度，良好路面，满载行驶1）显然，是指一档最大爬坡度2）轿车的最大坡度基本满足使用要求，货车 、越野车的爬坡能力是个很重要的指标3）军用车辆的战术技术要求中，常规定在一 定坡道上车辆应达到一定的速度汽车理论讲义（第1版）10赵又群编著第一节结束！汽车理论讲义（第1版）11赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 ——行驶方程式汽车理论讲义（第1版）12赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 n讨论驱动力——发动机转矩经传动系至驱动轮。

行驶阻力——滚动、空气、加速、坡度汽车理论讲义（第1版）13赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 一、汽车的驱动力汽车理论讲义（第1版）14赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 n由发动机的转速特性来确定转矩 （1）转速特性曲线 （ 外特性曲线， 和部分 特性曲线 ）汽车理论讲义（第1版）15赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车理论讲义（第1版）16赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 （2）发动机制造厂提 供的发动机特性曲线是 在试验台上未带空气滤 清器、水泵、风扇、消 声器、发电机等条件下 测得的带上全部附件设备 时的发动机特性曲线称 为使用特性曲线 汽车理论讲义（第1版）17赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 （3）台架试验—发动机工况相对稳定实际使用—发动机工况相对不稳定由于对变工况下发动机特性研究的还不够，所 以仍是用稳定工况下发动机台架试验结果 汽车理论讲义（第1版）18赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 n 传动系的机械效率 （1） Pe——发动机发出的功率PT——传动系中损失的功率（2）PT的讨论它由传动系中的部件—变速器、传动轴、万向节、主减 速器等的功率损失组成。

分类：机械损失—摩擦损失、液力损失—消耗于润滑油受多种因素的影响，但对汽车进行初步的动力分析时 可把它看作一个常数 汽车理论讲义（第1版）19赵又群编著汽车理论讲义（第1版）20赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n车轮的半径n自由半径—无载n静力半径 —静载n滚动半径 —动载s——转动n圈，实际车轮滚动距离ｎ——车轮滚动圈数一般不计差别，统称为车轮半径r，即汽车理论讲义（第1版）21赵又群编著汽车理论讲义（第1版）22赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 n 汽车的驱动力图 驱动力—车速关系曲线 汽车理论讲义（第1版）23赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力二、汽车的行驶阻力 （ ） 前两项在任何行驶条件下均存在，后两项在一 定行驶条件下才存在n 滚动阻力产生：轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失，损失 的能量消失在轮胎各组成部分相互间的摩擦及橡胶 、帘线等物质分子间摩擦，即弹性物质的迟滞损失 汽车理论讲义（第1版）24赵又群编著汽车理论讲义（第1版）25赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力由力平衡： 汽车理论讲义（第1版）26赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力令 ——滚动阻力系数则 只要知道f，就可求出滚动阻力，即无法在真正的受力图上表示出来，它只是一 个数值。

汽车理论讲义（第1版）27赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力与 一样，在受 力图上画不出来 汽车理论讲义（第1版）28赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n滚动阻力系数f=f(路面、车速、轮胎)，由实验测 定或由经验公式估算n在动力性分析中常不考虑由于转弯增加的阻力汽车理论讲义（第1版）29赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车理论讲义（第1版）30赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车理论讲义（第1版）31赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车理论讲义（第1版）32赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力汽车理论讲义（第1版）33赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n空气阻力 直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力n压力阻力：形状、干扰、内循环、诱导阻力，是指法 向压力合力在行驶方向上的分力 n摩擦阻力：由于空气粘性在车身表面产生的切向力合 力在行驶方向上的分力一般轿车：形阻（58%），干扰（14%），内 （12%），诱导（7%），摩擦（9%） n在汽车行驶范围内， 与气流相对速度的动压力成正 比，即 汽车理论讲义（第1版）34赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n ——空气阻力系数，与雷诺系数有关n ——空气密度，一般为1.2258n ——相对速度，无风时为n ——迎风面积， 方向投影面积（１）速度增大，对应给予足够的重视。

（２）可以通过查表或测量得到 汽车理论讲义（第1版）35赵又群编著汽车理论讲义（第1版）36赵又群编著汽车理论讲义（第1版）37赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n坡度阻力 n坡度 ：因为 较小，所以故汽车理论讲义（第1版）38赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n道路阻力与道路阻力系数 当 不大时，——道路阻力系数 ——道路阻力 汽车理论讲义（第1版）39赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n加速阻力 （1）克服其质量加速运行时的惯性力， 2）平移质量惯性力与旋转质量惯性力偶矩，以 计入——汽车质量换算系数 ，主要与飞轮转动 惯量、车轮转动惯量及传动系的传动比有关汽车理论讲义（第1版）40赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n经验公式估算 式中： 汽车理论讲义（第1版）41赵又群编著汽车理论讲义（第1版）42赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力三、汽车行驶方程式 n上式可以通过对汽车各部分取隔离体进行受力分 析推导得到，同时推出 的表达式n只表示各物理量之间的数量关系式中有些项， 并不表示作用于汽车的外力，例如， 汽车理论讲义（第1版）43赵又群编著第二节 汽车的驱动力与行驶阻力n作用于汽车质心上的惯性力为 ，而不是 ，飞轮的惯性力矩作用在汽车横截面上，所以 只是进行动力性分析时代表惯性力和力矩总效应的一个数值而已。

汽车理论讲义（第1版）44赵又群编著第二节结束！汽车理论讲义（第1版）45赵又群编著第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽 车的附着力 一、汽车行驶的驱动-附着条件1．由行驶方程式知：驱动条件：（必要条件），否则——（1）无法开动，（2） 减速直至停车 2．轮胎与地面的附着条件 汽车理论讲义（第1版）46赵又群编著第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽 车的附着力 式中 ——附着系数不足够大，将引起驱动轮在路面滑转 的 增大，只会使驱动轮加速旋转，地面切向反作用力 并不会增加所以，地面切向反作用力不能大于附着力对于后轮驱动的汽车汽车理论讲义（第1版）47赵又群编著第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽 车的附着力 因为多数情况下 ，所以——附着条件（必要条件）式中 ——作用于所有驱动轮上地面法向作用力3．汽车的驱动——附着条件 （必要与充分条件） 汽车理论讲义（第1版）48赵又群编著第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽 车的附着力 二、汽车的附着力 1．式中 ——取决于路面、车速、车轮的运动状况——与汽车总体布置、行驶状况、坡度i有关2．汽车加速上坡时的受力及 与在坡度不大，路面良好，作用于前后轮上的惯 性阻力矩很小，风压中心与整车质心大致重合时， 有下面近似关系汽车理论讲义（第1版）49赵又群编著汽车理论讲义（第1版）50赵又群编著汽车理论讲义（第1版）51赵又群编著第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽 车的附着力3．当 ， ， ，增大到一定程度，达到max，此时，汽车的附着力与各阻力有如下近似关系式汽车理论讲义（第1版）52赵又群编著第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽 车的附着力故后轮驱动汽车前轮驱动汽车四轮驱动汽车 汽车理论讲义（第1版）53赵又群编著第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽 车的附着力4．附着利用率—— 或 100%只有当汽车前后驱动力的分配比值等于其前后 法向反作用力的分配比值时，四轮驱动汽车才能真 正利用此附着力。

汽车理论讲义（第1版）54赵又群编著第三节结束！汽车理论讲义（第1版）55赵又群编著第四节 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图 与动力特性图 一、驱动力-行驶阻力平衡图 1．由行驶方程式或 在Ft—ua（驱动力图）的基础上，加上Ff和Fw曲 线，即可作出汽车驱动力——行驶阻力平衡图，并 以它确定汽车的动力性例子：图1-23为具有五档变速器汽车的驱动力 ——行驶阻力平衡图 汽车理论讲义（第1版）56赵又群编著第四节 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图 与动力特性图nFt5—Ff+Fw交点的对 应点为uamax n当uaFf+Fw，可利用发动机的部分特性 汽车理论讲义（第1版）57赵又群编著第四节 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图 与动力特性图2．加速度曲线、加速 度倒数曲线 （1）利用图1-23可计 算各档油门全开时的 加速度曲线 （设Fi=0 ）注：有些汽车II档可能比I档加速 度大，因为I档的 比较大汽车理论讲义（第1版）58赵又群编著第四节 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图 与动力特性图（2）由加速度图（u1—u2：t）汽车理论讲义（第1版）59赵又群编著第四节 汽车的驱动力-行驶阻力。