汽车性能与使用2-汽车的动力性(2)

2.2.4汽车行驶方程汽车行驶阻力汽车行驶的第一个条件（驱动条件）jwiftFFFFF2.2.5驱动力与行驶阻力平衡1)驱动力与行驶阻力平衡图为了清晰地描述汽车行驶时受力情况及其平衡关系，通常将平衡方程式用图解方式进行描述，即将驱动力Ft和常见行驶阻力Fw和FR绘在同一张图上。1)驱动力－行驶阻力平衡图阻力曲线和驱动力曲线的交点，车辆在该车速下匀速行驶1)驱动力－行驶阻力平衡图加速能力1)驱动力－行驶阻力平衡图如果车速保持一定，用后备驱动力上坡，2.2.5驱动力与行驶阻力平衡2)动力特性图总质量大的汽车驱动力大，但是阻力也大动力因数：D=(Ft-Fw)/G动力因数动力特性图动力特性图利用动力特性图比较不同车重和空气阻力的车辆的动力性能后备动力因数D-f2.2.6汽车的功率平衡功率平衡图用纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率与经常遇到的阻力功率对车速的关系绘制在直角坐标图上，就得到功率平衡图。☆汽车在行驶时驱动力与行驶阻力平衡☆发动机输出功率也与行驶阻力功率平衡1）功率平衡图传动系机械效率ηT2）驱动力与行驶阻力平衡图作用1.最大速度和部分负荷时的力平衡2.加速能力3.最大爬坡度动力特性图评价汽车动力性kw功率，hkmua/，车速maxau'auePtwfPPIIIIIIIV部分油门开度后备功率abC★利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。★功率平衡也可描述汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽车燃油经济性。后备功率★汽车后备功率越大，汽车的动力性越好。auiujukutFijkmaxau换档时刻选择为了保证汽车的动力性，应使汽车在较低的档位行驶。换档点的选择问题，应该在两档车速驱动力曲线相交时刻换档。动力性换档规律以发动机的比油耗作为换档判别依据，保证汽车总是以使发动机比油耗最小的档位行驶。在汽车运行工况中，速度是时间的连续函数，因此经济性换档程序中，考虑了当前档i以及i+1和i-1档的经济性，从这三个档位中选取比油耗最小的档位作为该时刻变速器的工作档位。一般尽量采用高档行驶经济性换档规律3）最高车速和传动系最小速比的确定最高车速：阻力功率曲线和驱动功率的交点1）vamax设计－最高车速对应于发动机最大功率点的转速；2)高速设计－最高车速对应的发动机转速高于发动机最大功率点的转速；3)低速设计－3）最高车速和传动系最小速比的确定直接档和超速档4）传动系最大传动比最大爬坡度、I档动力因数、附着力和汽车最小稳定车速是最大传动比的制约因素。习题1.依维柯四缸柴油机，发动机排量为2.445升，压缩比为22，求燃烧室容积。2.奥迪A6发动机的最大功率为140千瓦，额定转速为6000r/min，求发动机此时的转矩是多少。3.东风汽车一档时驱动轮上的牵引力为30100N，该车传动效率0.88，主减速器传动比6.33，一档传动比7.31，轮胎滚动半径0.48m，此时发动机的有效转矩为多少？4.驾驶宝来1.8T轿车行驶在限速80km/h的道路上时，若挂在5档上，发动机转速应控制在何种转速下？已知5档传动比0.837，主减速器传动比3.684，轮胎滚动半径0.31m.2.6行驶附着条件轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当车轮驱动力超过某值（附着力）时，车轮就会滑转。因此,汽车行驶的约束条件（必要充分条件）为驱动力等于或小于附着力。附着力Fxg=Fzμg2.6.1车轮法向反力驱动轮地面法向反作用力与汽车的总体布置、车身形状行驶状态和道路的坡度有关。2.6.1车轮法向反力1）静态法向反力前轴Fz,1,0=Gl2/l后轴2）惯性力引起的法向反力加速阻力使后轴载荷增加，前轴载荷减小。前轴Fz,1,d后轴Fz,2,d2.6.1车轮法向反力3）空气阻力引起的法向反力空气阻力使后轴载荷增加，前轴载荷减小。前轴Fz,1,w后轴Fz,2.d4）升力引起的法向反力前后轴的法向反力减小F1,和F2,s2.6.2附着条件影响的加速能力低速档时车轮切向力大，车速低，空气阻力和升力影响小。加速时，前轴的法向反力减小，后轴的法向反力增大。前轴的附着力变小，后轴的附着力变大。前轴驱动，可用的驱动力变小；后轴驱动，可用的驱动力变大；全轮驱动，可用驱动力不变。全轮驱动的车辆加速性和附着系数有关；单轴驱动的车辆加速性还和中心位置有关；后轴驱动和全轮驱动的车上坡加速性好。2.6.1附着条件限制的上坡能力上坡时，后轮上的法向反力变大。前轮上的法向反力变小。前轴驱动的可用驱动力变小，后轴驱动的可用驱动力变大，全轮驱动的可用驱动力不变。全轮驱动的车辆上坡能力和附着系数有关；单轴驱动的车辆上坡能力还和中心位置有关；后轴驱动和全轮驱动的车上坡能力强。2.6.4驱动系统布置和行驶附着条件1）牵引系数驱动力静态反力/汽车重力牵引系数和起动系布置方式（？）有关，和质量的轴间分配有关装载质量变化时，前轮驱动、后轮驱动和全轮驱动车的牵引质量有什么变化？为什么满载的卡车能上一个坡，而空载反而上不去？2.7汽车动力性试验一、道路试验通常在水泥或沥青路面的干燥、清洁和平直路段上进行，要求路面坡度，气温为-10℃~30℃，风速不大于3m/s。一、道路试验1最高车速汽车达到最高车速后，测定其通过1km路段的时间，即可求得2测定加速能力原地起步加速性能，指低档起步，按最佳换档时刻逐次换档到高档，节气门全开，全力加速到0.8的时间和距离。或原地起步加速到某一车速（如100km/h）或驶过某一距离(400m)所需的时间。超车和加速能力，指用直接档由40km/h全力加速到0.8的时间或距离。一、道路试验3上坡能力在一组坡度不同的坡道上试验，坡道长度应大于车长2～3倍。显然给定的坡度不一定符合被测车辆的最大爬坡度，可用改变载荷或档位的方法试验，再进行折算。4滚动阻力测定用滑行试验法测定低速滚动阻力。试验时车辆先稳定在某一车辆，换入空档滑行到停车，由记录数据求得。一、道路试验设备道路试验通常使用五轮仪来记录行程、车速和时间，五轮仪是接触地面进行测量的，因此，高速时第五轮的滑动、跳动和轮胎气压的变化都会产生误差。一、道路试验设备非接触式车速测量仪的距离传感部件是一个空间滤波器，用吸盘吸附在车身上。投光器中的光源射出的光束在路面上形成反向斑纹。通过受光器的物镜在受光敏元件上成像。受光敏元件的设计和排置使得只有一定间隔（几毫米）的反射斑纹可以产生电信号，进入数字电子装置。非接触式车速仪在车速很低时误差较大，特别式车速低于5km/h。二、室内试验1.汽车转鼓试验台转鼓轴端装在液力或电力测功器，测功器能产生一定阻力矩，以调节转鼓转速，控制汽车驱动轮的转速。汽车驱动轮施加于转鼓的力矩由测力装置求出。测出各种车速下，节气门全开时的力矩值，可得到汽车车速－驱动力曲线图。为了进行油耗和排气污染的测试，在转鼓试验台上还可增加惯性模拟系统。2.传动系统效率试验台3.轮胎试验台：滚动阻力4.试验风洞是测量空气阻力系数的必要设施，分为模型风洞和整车风洞。