汽车驱动力与行驶阻力.doc

驱动力来源于哪？汽车行驶的基本原理驱动力来源于哪？汽车行驶的基本原理来源：迪族车网 作者： 时间：2009-07-01 【大 中 小】 想让汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力也就是说，汽车在行驶中所需要的功率和能量是取决于它的行驶阻力1、车轮阻力 我们所说的车轮阻力其实是由轮胎的滚动阻力、路面阻力还有轮胎侧偏引起的阻力所构成 当汽车在行驶时会使得轮胎变形，而不是一直保持静止时的圆形，而由于轮胎本身的橡胶和内部的空气都具有弹性，因此在轮胎滚动是会使得轮胎反复经历压缩和伸展的过程，由此产生了阻尼功，即变形阻力经过试验表明，当汽车超过 45m/s（162km/h）时轮胎变形阻力就会急剧增加，这不仅要求有更高的动力，对轮胎本身也是极大的考验而轮胎在路面行驶时，胎面与地面之间存在着纵向和横向的相对局部滑动，还有车轮轴承内部也会有相对运动，因此又会有摩擦阻力产生由于我们是被空气所包围的，只要是运动的物体就会受到空气阻力的影响这三种阻力：变形阻力、摩擦阻力还有轮胎空气阻力的总和便是轮胎的滚动阻力了在 40m/s（144km/h）以下的速度范围内，变形阻力占了轮胎的滚动阻力的 90%－95%，摩擦阻力占 2%－10%，而轮胎空气阻力所占的比率极小。

而路面阻力就是轮胎在各种路面上的滚动阻力，由于各种路面不同，而产生的阻力也不同，在这里就不详细研究了还有便是轮胎侧偏引起的阻力，这是由于车轮的运动方向与受到的侧向力产生了夹角而产生的 2、空气阻力 汽车在行驶时，需要挤开周围的空气，汽车前面受气流压力并且形成真空，产生压力差，此外还存在着各层空气之间以及空气与汽车表面的摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，就形成了空气阻力它包括有压差阻力（又称形状阻力），诱导阻力，表明阻力（又称摩擦阻力），内部阻力（又称内循环阻力）以及干扰阻力组成空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关，特别时与汽车––空气的相对速度的平方成正比当汽车高速行驶时，空气阻力的数值将显著增加我们在汽车指标中经常见得的风阻就是计算空气阻力时的空气阻力系数这个系数是越小越好 3、坡度阻力 即汽车上坡时，其总重量沿路面方向的分力形成的阻力 在动态行驶阻力方面，主要就是惯性力了，它包括平移质量引起的惯性力，也包括旋转质量引起的惯性力矩 现在我们知道，汽车要能够运动起来就必须克服以上所介绍的总阻力，当阻力增加时，汽车的驱动力也必须跟着增加，与阻力达到一定范围内的平衡，我们知道，驱动力的最大值取决于发动机最大的转矩和传动系的传动比，但实际发出的驱动力还受到轮胎与路面之间的附着性能（即包括各种条件的路面情况）的限制。

汽车只有在这些综合条件的限制中与各个因素达到平衡，才能够顺利的运动起来，成为我们所需要的工具车的驱动力及行驶阻力 [1] 2009-10-24 09:07为研究汽车在道路上的运动状况，需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力，即驱动力与行驶阻力一、汽车的驱动力一、汽车的驱动力汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱动力来克服各种行驶阻力汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机在发动机里热能转化成机械能，产生有效功率N，驱使曲轴以每分钟 n 的转速旋转，发生 M 的扭矩，再经过离合器、变速器、传动轴、主传动器、差速器和半轴等一系列的变速和传动，将曲轴的扭矩传给驱动轮，产生 Mk 的扭矩驱动汽车驱动轮旋转，轮胎对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向前的推力，驱使汽车行驶1．发动机曲轴扭矩 M如将发动机的功率 N 扭矩 M 以及燃油消耗率 g，与发动机曲轴的转速 n 之间的函数关系以曲线表示，则该曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线如果发动机节流阀全开（或高压抽泵在最大供油量位置），则此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节流阀部分开启（或部分供油），则称为发动机部分负荷特性曲线在进行汽车驱动性能分析时，只需研究外特性中功率 N 和扭矩 M 与转数 n 之间的关系曲线。

图 2-1 为某汽油发动机外特性曲线nmin 为发动机的最小稳定工作转速，随着曲轴转速的增加，发动机发出的功率和扭矩都在增加，最大扭矩 Mmax 时的曲轴转速为 nM若转速再增加时，扭矩 M 有所下降，但功率 N 继续增加，一直到最大功率 Nmax，此时曲轴转速为 nN当转速继续增大时，功率 N 下降允许的发动机最高转速为 nmax对于不同类型的发动机，其输出的功率不同，故产生的扭矩也不同，它们之间的关系如下：式中：M——发动机曲轴的扭矩（N·m）N——发动机的有效功率（kW）;n——发动机曲轴的转速（r/min）把扭矩 M 与转速 n 之间的函数关系 M=M（n）称为扭矩曲线，而把功率 N 和转速 n 之间的函数关系 N=N(n)称作功率曲线，通过式（2-1），可以使它们之间相互转换其中功率曲线 N=N(n)是发动机制造厂通过台架试验获得的通常，N=N(n)曲线以及由式（2-1）转绘出的扭矩曲线 M=M（n）一起绘制在发动机的技术说明书中，同时记载有发动机的最大功率 Nmax 和对应的曲轴转速 nN，以及最大扭矩 Mmax 和相应的曲轴转速 nM图 2-2 为东风 EQ-140 型汽车说明书中给出的发动机外特性曲线原始资料，使用时应注意单位的换算。

有时未给定发动机特性曲线，只给出 Nmax 和 nN，可通过式（2-2）经验公式近似地计算汽油发动机的外特性 N=N(n)曲线，井由式（2-1）换算成扭矩曲线M=M（n）式中：Nmax——发动机的最大功率(kW)；nN——发动机的最大功率所对应的转速（r／min）；α1、α2、α3——与发动机类型有关的系数，对汽油发动机可近似地采用α1=α2=α3=1.0如果既给定 Nmax 和 nN，也给出 Mmax 和 nM，则可用式（2-3）直接计算扭矩曲线 M=M（n）式中：Mmax——最大扭矩（N·m）；MN——最大功率所对应的扭矩，即nN——最大功率所对应的转速（r/min）；nM——最大扭矩所对应的转速(r／min)；n——转速（r/min）2．驱动轮扭矩 Mk根据受力情况不同，汽车车轮分力驱动轮与从动轮，驱动轮上有发动机曲轴传来的扭矩 Mk，在 Mk 的作用下驱使车轮滚动前进而从动轮上则无扭矩的作用，它的滚动是驱动轮上的力经车架传至从动轮的轮轴上而产生运动普通汽车均系前轮从动，后轮驱动，只有某些特殊用途的汽车前后轮均为驱动轮发动机曲轴上的扭矩 M 经过变速箱（速比 ik）和主传动器（速比 i0）两次变速，设这两次变速的总变速比为 γ=i0·ik，传动系统的机械效率为 η，则传到驱动轮上的扭矩 Mk 为Mk=MγηT式中：Mk——汽车驱动轮扭矩（N·m）；M——发动机曲轴扭矩（N·m）；γ——总变速比，γ=i0·ik，i0 和 ik，详见表 2-1；ηT——传动系统的机械效率，发动机所发出的功率 N 在传到驱动轮的过程中，为了克服传动系统各部件中的摩擦，有一部分功率 NT 消耗了，则 ηT=1-NT/N，传动效率因受多种因素影响而变化，但对汽车进行动力性分析时可看作一个常数，一般载重汽车力 0.80～0.85，小客车为 0.85～0.95。

此时，驱动轮上的转速 nk 为相应的车速 V 为(车速 V 与发电机转速关系)：式中：V——汽车行驶速度（km/h）；n——发动机曲轴转速（r／min）；r——车轮工作半径（m），即变形半径，它与内胎气压、外胎构造、路面的刚性与平整度以及荷载等有关，一般为未变形半径 r0 的 0.93～0.96 倍常见车型未变形直径见表 2-2可以看出，通过变速箱和主传动器的二次降速，其主要目的在于增大扭矩或驱动力以克服汽车的行驶阻力汽车功率平衡分析。