03吉林大学远程网络教育余志生汽车理论课件杨志华48讲

汽车理论第三讲主讲教师：杨志华学时：48对于汽车性能分析而言，我们无需细究驱动轮和从动轮的不同受力状况，而只需要知道整车受到的总的滚动阻力：Ff=GfG—整车重力；f—滚动阻力系数。其中，滚动阻力系数f是一个很重要的参数。它的大小，和轮胎结构、轮胎气压、法向载荷、行驶车速和道路条件等因素有关。在一般性分析、计算中，常认为在确定车辆和路面的条件下，滚动阻力系数是常数。比如，普通轮胎在正常充气压力下，在常见的沥青或混凝土路面上，滚动阻力系数大约在0.012-0.018范围内。3（1）压力阻力（占91％）汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。2.空气阻力FW第二节汽车的驱动力与行驶阻力二、汽车的行驶阻力4取决于车身主体形状。1）形状阻力第二节汽车的驱动力与行驶阻力5后视镜车身表面的凸起物引起的阻力。2）干扰阻力第二节汽车的驱动力与行驶阻力6后视镜后视镜设计也要注重流线形第二节汽车的驱动力与行驶阻力7后视镜第二节汽车的驱动力与行驶阻力8门把手第二节汽车的驱动力与行驶阻力9悬架导向杆和传动轴第二节汽车的驱动力与行驶阻力10满足冷却、通风等需要，使空气流经车体内部时构成的阻力。4）诱导阻力空气升力在水平方向的投影。第二节汽车的驱动力与行驶阻力3）内循环阻力由于流经车顶的气流速度大于流经车底的气流速度，使得车底的空气压力大于车顶，从而空气作用在车身上的垂直方向的压力形成压差，这就是空气升力。11思考夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油？第二节汽车的驱动力与行驶阻力打开天窗换气和打开侧窗换气有何不同？打开天窗换气时，天窗上方的压力低于车内的压力。（2）摩擦阻力（9％）由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。（也就是我们常说的“风阻”。）第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车理论吉林大学远程教育学院15.212aDwAuCF空气阻力的计算：其中，CD—空气阻力系数；A—迎风面积（m2）；Ua—车速（km/h）。需要注意，上式必须按指定的单位计算，得到的空气阻力Fw单位就是N。[N]（3）空气阻力FW的计算13减小CD值要遵循的要点总结如下：第二节汽车的驱动力与行驶阻力14第二节汽车的驱动力与行驶阻力未来轿车的外形15车型空气阻力系数CD帕萨特0.28奥迪A40.28现代0.29奔驰C级0.26奔驰S级0.27保时捷0.31陆虎览胜0.38第二节汽车的驱动力与行驶阻力在现代汽车设计中，通过降低空气阻力系数来提高车辆的动力性（和燃油经济性）是非常重要的。下面是一些常见车型的空气阻力系数。16isinFG汽车重力沿坡道的分力。第二节汽车的驱动力与行驶阻力3.坡度阻力Fi17路面imax高速公路平原微丘区3%高速公路山岭重丘区5%一级汽车专用公路平原微丘区5%一级汽车专用公路平原重丘区6%四级公路平原微丘区6%四级公路平原重丘区9%一般道路的坡度均较小。一些常见路面的坡度第二节汽车的驱动力与行驶阻力18itansinGiGGFtansini第二节汽车的驱动力与行驶阻力19道路阻力cosψ()FGfGiGfiψfiFFFsincosGGf第二节汽车的驱动力与行驶阻力滚动阻力和坡度阻力之和。一般道路较小，≈1，≈i令f+i=ψ，ψ为道路阻力系数ψFGsin20平移质量的惯性力旋转质量的惯性力偶矩第二节汽车的驱动力与行驶阻力汽车加速行驶时，克服其质量加速运动时的惯性力。tumFddj22fg0Tw22111IiiImrmrδ—旋转质量换算系数IW—车轮转动惯量；If—飞轮转动惯量。4.加速阻力21第二节汽车的驱动力与行驶阻力挡位不同，δ值不同22总质量越小的车，旋转质量换算系数值越大。第二节汽车的驱动力与行驶阻力总质量不同，δ值不同23旋转质量换算系数δ大于1，这是考虑到汽车加速时，不仅整车质量要平移加速，飞轮和车轮等旋转质量也在加速，所以加速阻力比仅有平移质量m时要大些。同一汽车，传动比越大，δ越大。（即，低挡的旋转质量换算系数大。）旋转质量换算系数的具体推导比较复杂，基本思想如下：当车辆加速时，发动机（曲轴）输出功率不会完全转化为传动系输入功率，飞轮会扣除一部分用于自身加速，即，作用在驱动轮上的实际驱动力比名义驱动力小。而为了使车轮加速旋转，驱动轮和从动轮都不能再保持力矩平衡，而需要一个向前旋转的合力矩，为此，地面需要给车轮一个“额外”的切向反力，方向向后。即，加速时，车轮获得的推力减小，而阻力增大。所以加速度前面要乘以一个大于1的旋转质量换算系数。其基本思想是“加速度变小了”。riiTFT0gtqt24tfwijFFFFFcos1tqg0T2Dadcossin21.15dTiiCAuGfuGmrttqg0T2Dad21.15dTiiCAuGfuGimrtsintani第二节汽车的驱动力与行驶阻力三、汽车行驶方程式25第二节汽车的驱动力与行驶阻力本节内容结束下一节