07吉林大学远程网络教育余志生汽车理论课件杨志华48讲

汽车理论第七讲主讲教师：杨志华学时：482第一章汽车动力性第五节汽车的功率平衡本节主要介绍汽车行驶过程中消耗的发动机功率、功率平衡和后备功率等。本节内容对分析汽车的燃油经济性也有重要作用。返回目录3tumuGiuAuCGfuPdd360036007614036001aa3aDaTeaefwijTuPFFFF第五节汽车的功率平衡TaeFuP汽车行驶过程中，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率。480033005700620062709690ig1=2.13ua17295055ig2=1.46ua210437380ig3=1.02ua31561105115ig4=0.73ua42185147160ig5=0.57ua52699188205ig6=0.39ua639159276300例：已知奥迪A4轿车发动机及6个挡传动比的数据（如下表所示），i0=6.333，r=0.317m，由可以对应计算出各挡的ua，即可画出曲线。ag00.377/()urnii第五节汽车的功率平衡一、功率平衡图及间的关系图。1/(rmin)n/kWPeaPu—eaPu—fwta(PPu+)/—5奥迪A4轿车功率平衡图0204060801001200102030405060708090100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300310P/kWPe1Pe2Pe3Pe4Pe5Pe6阻力功率1a/(kmh)u汽车理论吉林大学远程教育学院功率平衡图画出发动机功率和阻力功率随车速变化的关系，即得到功率平衡图。注意，功率平衡是换算到发动机上的，滚动阻力和空气阻力的功率（Pf+Pw）要除以传动效率。由功率平衡图可以较容易的得出最高车速uamax。图中，动力功率与阻力功率的交点即对应最高车速。当需要以较低车速行驶时，可以关小节气门，发动机以较低功率工作。7)(1wfTePPP后备功率用于加速和爬坡。二、后备功率发动机功率与滚动阻力和空气阻力消耗的发动机功率的差值是后备功率。第五节汽车的功率平衡功率平衡无法定量求解加速度和爬坡度，一般采用后备功率来评价汽车的加速和爬坡能力。8bcPP)(1wfTacPeabbcacPPP)(1wfTe行驶中消耗的发动机功率发动机能提供的功率后备功率第五节汽车的功率平衡思考：后备功率与所使用的挡位是否有关？9第五节汽车的功率平衡汽车的后备功率曲线显然，相同车速下，低挡位的后备功率较大，说明低挡位的加速和爬坡能力较强。这和采用“驱动力-行驶阻力平衡图”分析的结果是一致的。11另外，通过后备功率的概念，可以较容易的看出“负荷率”，就是发动机承担的功率占能发挥出的最大功率的比率。如图所示，当用5挡行驶时，发动机承担的功率是bc，能发挥出的最大功率是ac。负荷率就是bc/ac。d如果用4挡行驶，后备功率增加，而负荷率则降低为bc/dc。而根据发动机的万有特性，负荷率越高，发动机的燃油消耗率越低。可见，动力性和燃油经济性存在一定的矛盾：低挡位动力性好、高挡位经济性好。12第五节汽车的功率平衡本节内容结束13“汽车的动力性”总结一、动力性汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。二、汽车的动力性指标有三个：最高车速、加速时间和最大爬坡度。1.最高车速：在水平良好的路面（沥青或混凝土）上汽车所能达到的最高行驶车速。单位一般为km/h。142.汽车的加速时间有两个含义，单位均为s。（1）原地起步加速时间：汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至最高挡后到某一预定的车速或距离所需的时间。（2）超车加速时间：用最高档或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。tanhiSsh坡度的概念可见，“坡度”指的不是坡道的角度，而是该角度的正切值。汽车的最大爬坡度就是满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上所能爬上的最大坡度。例如，很多货车的最大爬坡度imax为30%，也就是16.7°左右。3.最大爬坡度imax汽车理论吉林大学远程教育学院16tfwijFFFFFcos1tqg0T2Dadcossin21.15dTiiCAuGfuGmrttqg0T2Dad21.15dTiiCAuGfuGimrtsintani三、汽车行驶方程式17jiwftFFFFF在驱动力图的基础上，画出Ff+FW=f(ua)就是驱动力行驶阻力平衡图。五、驱动力—行驶阻力平衡图Ff这里的“行驶阻力”指的就是Ff+FW。18Ffuamax'au最高车速行驶时Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw发动机以部分负荷工作即可1.确定uamax一般情况下，并不需要以最高车速行驶。此时，驾驶者可以减小节气门开度，使发动机工作在部分负荷状态下，驱动力与行驶阻力仍然平衡。19)(1ddwftFFFmtu由驱动力—行驶阻力平衡图可以做出加速度曲线。Fi=02.确定加速时间t20uatd1d2a21a10111ddd3.6tuuuuttuuAaa由加速度曲线做加速度倒数曲线，再积分，即可求出加速时间。213.由驱动力—行驶阻力平衡图和i=tanα可以做出爬坡度图。tfw()arcsinFFFG22jwiftFFFFFtguGFFddwtGFFDwtD—动力因数。六、动力特性图由动力特性图确定动力性指标总结tguifDdd已知动力因数以最高车速行驶时，没有坡度和加速度，D与f平衡；全力加速时，没有坡度，D与f之差反应加速度；全力爬坡时，没有加速度，D与f之差反应爬坡度。和“驱动力-行驶阻力平衡图”的思想一样：GFFDwt，且jwiftFFFFFGFFFDjif可见，即七、功率平衡图画出发动机功率和阻力功率随车速变化的关系，即得到功率平衡图。功率平衡无法定量求解加速度和爬坡度，一般采用后备功率来评价汽车的加速和爬坡能力。另外，通过后备功率的概念，可以较容易的看出“负荷率”，就是发动机承担的功率占能发挥出的最大功率的比率。2522ZXFF令后轮驱动汽车的附着条件也可以表达为222ZXFFCC2—后轮驱动汽车驱动轮的附着率；八.附着率由附着条件可得前轮驱动时，附着条件是令111ZXFFC11ZXFFC1—前轮驱动汽车驱动轮的附着率；前轮驱动汽车的附着条件也可以表达为1C附着率是完成规定工况对路面提出的最低要求，其大小取决于“规定工况”，与实际路面条件无关。2C26第一章汽车的动力性内容结束