02吉林大学远程网络教育余志生汽车理论课件杨志华48讲

汽车理论第二讲主讲教师：杨志华学时：482第一章汽车动力性本节重点计算并分析汽车行驶过程中的驱动力和行驶阻力。第二节汽车的驱动力与行驶阻力返回目录3TtF0Ftrua第二节汽车的驱动力与行驶阻力一、驱动力Ft驱动力Ft：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt，驱动轮在Tt的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。4TtF0Ftrtqg0TtTiiFrrTFttttqg0TTTiiuaTt—驱动力矩；Ttq—发动机转矩；第二节汽车的驱动力与行驶阻力一、驱动力Ftig—变速器传动比；i0—主减速器传动比；ηT—传动系的机械效率。5riiTFT0gtqt能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？思考Ft与发动机转矩Ttq、变速器传动比ig、主减速器传动比i0、传动系的机械效率ηT和车轮半径r等因素有关。第二节汽车的驱动力与行驶阻力由可知6驱动力和车速都与发动机特性有直接关系，可以通过发动机特性曲线找出驱动力与车速之间的关系。发动机uaFt计算驱动力是为了确定汽车的动力性指标，也即要找出驱动力和车速的关系。第二节汽车的驱动力与行驶阻力7发动机的转速特性，即Pe、Ttq和b与n的关系曲线。节气门开启程度的不同外特性曲线部分负荷特性曲线思考计算汽车动力性指标时，需要用什么特性曲线？1.发动机的转速特性第二节汽车的驱动力与行驶阻力89550tqenTP第二节汽车的驱动力与行驶阻力外特性：节气门全开时,发动机转矩Ttq和功率Pe与转速n的关系。对于动力性分析而言，讨论的是汽车的最大运动能力，所以发动机特性都按外特性确定。9发动机转速特性曲线第二节汽车的驱动力与行驶阻力10第二节汽车的驱动力与行驶阻力带上全部附件设备时的发动机特性曲线，称为使用外特性曲线。一般，使用外特性与外特性相比：汽油机的最大功率约小15%；货车柴油机的最大功率约小5%；轿车与轻型货车柴油机的最大功率约小10%。11inTinTPPP等速行驶时einPPeTeTeT1PPPPPPT－传动系损失的功率。Pin—输入传动系的功率；第二节汽车的驱动力与行驶阻力2.传动系的机械效率ηT12转速机械损失液力损失转矩齿轮对数过低，热容量小过高，搅油损失大油面高度温度润滑油品质直接挡ηT最高ηT高损失小齿轮对数少ηT高损失的比重小损失大Ttq大传动系损失的功率PT主要与哪些因素有关？第二节汽车的驱动力与行驶阻力PT思考13部件名称ηT4～6挡变速器95%辅助变速器（副变速器或分动器）95%8挡以上变速器90%单级减速主减速器96%双级减速主减速器92%传动轴的万向节98%第二节汽车的驱动力与行驶阻力表1-1传动系各部件的传动效率14自由半径：车轮处于无载时的半径。静力半径rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。第二节汽车的驱动力与行驶阻力3.车轮半径上述三个术语的含义和应用范围均有不同，但在一般性分析、计算时，通常不计它们的差别，统称为车轮半径，符号记做r。15riiTFT0gtqt0ga377.0iinru做出的Ft-ua关系图，即驱动力图。依据下面两式其中Ttq来自发动机外特性曲线第二节汽车的驱动力与行驶阻力4.汽车的驱动力图161tF2tF3tF4tF5tF第二节汽车的驱动力与行驶阻力riiTFT0gtqt0ga377.0iinru17jiwfFFFFF滚动阻力Ff第二节汽车的驱动力与行驶阻力二、汽车的行驶阻力汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？如何保证汽车可以加速或爬坡？空气阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj汽车行驶总阻力思考需要注意的是，这四种阻力并不一定同时存在。比如，汽车在水平路面上匀速行驶时，就没有坡度阻力和加速阻力，即，上式中的Fi和Fj都等于0。18软路面上硬路面上产生滚动阻力的主要原因轮胎变形轮胎变形和路面变形轮胎变形为什么会产生滚动阻力？轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。1.滚动阻力Ff第二节汽车的驱动力与行驶阻力思考19ua加载变形区卸载变形区n'n思考由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下，地面作用在加载变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？第二节汽车的驱动力与行驶阻力20aun'nW'dd1pF1XFaun'nWp1F1XFaraun'nW1pF1XFZFZFOEFCDAhZF1）从动轮受力分析第二节汽车的驱动力与行驶阻力FZdFZd’fTZF21aFTZff1pTrFraFrTFZf1prafp1FWfWFf1pWfFfrTFfff—滚动阻力系数第二节汽车的驱动力与行驶阻力aun'nWp1F1XFarZFaun'nW1pF1XFfTZF令即，对于从动轮而言，滚动阻力就是地面给车轮的阻力。22auWp2F2XFZFtTaraFTrFZXt2ftTTrTrTFXft2ftFF即路面真正作用于驱动轮的切向力FX2比驱动力Ft要小，其差异就是滚动阻力。2）驱动轮受力分析第二节汽车的驱动力与行驶阻力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。244a4a10100100ufufffua高f大货车f=0.0076+0.000056ua3）具体影响因素第二节汽车的驱动力与行驶阻力轿车（1）车速ua25子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小20%～30％；滚动阻力与轮胎的帘线（棉、人造丝、尼龙、钢丝）和橡胶品质有关。（2）轮胎结构第二节汽车的驱动力与行驶阻力26（3）气压第二节汽车的驱动力与行驶阻力气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也越小。27路面类型滚动阻力系数良好的沥青或混凝土路面0.010~0.018一般的沥青或混凝土路面0.018~0.020碎石路面0.020~0.025良好的卵石路面0.025~0.030坑洼的卵石路面0.035~0.050压紧土路干燥的0.025~0.035雨后的0.050~0.150泥泞土路（雨季或解冻期）0.100~0.250干沙0.100~0.300湿沙0.060~0.150结冰路面0.015~0.030压紧的雪道0.030~0.050第二节汽车的驱动力与行驶阻力由轮胎与土壤之间的粘着性所致（4）路面条件表1-2滚动阻力系数f的数值28第二节汽车的驱动力与行驶阻力本讲内容到此结束