2汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力

1、1.2 汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力,汽車動(dòng)力傳遞路線：發(fā)動(dòng)機(jī)→離合器→變速器→副變速器→傳動(dòng)軸→主減速器→差速器→半軸→輪邊減速器→車輪,圖1-2 汽車驅(qū)動(dòng)力,,,,,,,,,,,,,,,,Tractive Force,部分負(fù)荷特性：節(jié)氣門(mén)部分開(kāi)啟時(shí)，轉(zhuǎn)矩或功率等與轉(zhuǎn)速的關(guān)系使用特性曲線：即帶有附件時(shí)的負(fù)荷特性，通常汽油機(jī)小15％，而柴油機(jī)小10％,外特性曲線：節(jié)氣門(mén)(油門(mén))全開(kāi)時(shí)，轉(zhuǎn)矩或功率等與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性,,,,,,,

2、,,,,圖1-3 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性,Braking TorqueBraking Horsepower,發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡工況的速度特性,在過(guò)渡工況，功率和轉(zhuǎn)矩下降約5%～6%。,外特性使用或制作方法,表格法（輔助插值）曲線族方法數(shù)學(xué)模型法,,,,,,外特性及負(fù)荷特性數(shù)學(xué)描述,圖1-4 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性及部分負(fù)荷特性,,,,,,,,,,,,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性經(jīng)驗(yàn)公式,傳動(dòng)系機(jī)械效率ηT,主要損失部件 ★ 變速器和主減速器(含差速器

3、)主要損失形式 ★ 液力損失和機(jī)械摩擦損失。 液力損失,如攪動(dòng)和磨擦。它與潤(rùn)滑油品種、溫度、轉(zhuǎn)速、油面高度等有關(guān)。,汽車傳動(dòng)系總成機(jī)械效率4～6檔變速器ηT =0.966～8檔變速器ηT =0.95傳動(dòng)軸ηT = 0.98主減速器ηT = 0.96 (單級(jí)) ηT = 0.92(雙級(jí))汽車傳動(dòng)系機(jī)械效率轎車ηT=0.90~0.92商用車ηT=0.82~0.85越野車ηT=0.80

4、~0.85,典型的傳動(dòng)系效率值,某汽車變速器的機(jī)械效率,車輪半徑 r,自由半徑 r靜力半徑 rs滾動(dòng)半徑 rr= rs = r=s/(2πn) S行駛距離，n轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)歐洲車輪委員會(huì) rr= F×d/(2π)其中:子午線輪胎 F=3.05 斜交輪胎 F=2.99,定義： 用Ft-ua曲線圖來(lái)全面地描述汽車的驅(qū)動(dòng)力。若已知外特性曲線、傳動(dòng)系速比、傳動(dòng)系機(jī)械效率就可求計(jì)算驅(qū)動(dòng)力。,,,,汽車

5、的驅(qū)動(dòng)力圖,,,,,,,,,汽車行駛阻力,滾動(dòng)阻力Ff : 輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生的遲滯損失。這種遲滯損失表現(xiàn)為阻礙車輪運(yùn)動(dòng)的阻力偶。,,,,,,,,,,,,,,,,,圖1-9 輪胎徑向變形曲線,,,,,,,,,,,,,,,,圖1－11,,,,滾動(dòng)阻力系數(shù),輪胎內(nèi)部摩擦產(chǎn)生遲滯損失，這種損失表現(xiàn)為阻礙車輪運(yùn)動(dòng)的阻力偶。,滾動(dòng)阻力系數(shù) 車輪在一定條件下，滾動(dòng)所需要推力Fp1與負(fù)荷W1之比，即單位重力的推力：,滾動(dòng)阻力系數(shù),阻力偶

6、用滾動(dòng)阻力描述,滾動(dòng)阻力無(wú)法在受力圖上畫(huà)出，它是一個(gè)數(shù)值，在受力圖上它是切向反力。,在實(shí)際計(jì)算時(shí)，可不必考慮阻力偶，而用滾動(dòng)阻力替代,滾動(dòng)阻力系數(shù)的試驗(yàn)確定法牽引法、滑行法和轉(zhuǎn)鼓法,1. 速度ua對(duì) f 的影響,對(duì) f 的影響因素,,2. 輪胎的結(jié)構(gòu)、材料、簾線對(duì)f 的影響也很大。子午線輪胎 f 小，天然橡膠 f 低。,f 的經(jīng)驗(yàn)公式,,,,,,,,,,,,,圖1－12,驅(qū)動(dòng)輪受力圖,,真正驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)的力是地面切向反力Fx

7、2。其在數(shù)值上等于汽車驅(qū)動(dòng)力Ft與滾動(dòng)阻力Ff之差。,驅(qū)動(dòng)力與地面縱向（切向）力,定義：汽車直線行駛時(shí)受到的空氣阻力在汽車行駛方向上的分力。分類：壓力阻力和摩擦阻力☆ 壓力阻力主要受形狀、擾動(dòng)和誘導(dǎo)阻力組成?！?形狀阻力主要與汽車的形狀有關(guān)，約占58％。,空氣阻力,☆ 干擾阻力：汽車突出部件，如后視鏡、門(mén)把手、導(dǎo)水槽、驅(qū)動(dòng)軸、懸架導(dǎo)向桿等，約占14％?！?內(nèi)循環(huán)阻力：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系、車身通風(fēng)等氣流流過(guò)汽車內(nèi)部，占12％?！?誘導(dǎo)

8、阻力：空氣升力在水平方向的分力，占7％?！?摩擦阻力：9％。 空氣阻力Fw正比于氣流相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)壓力：,影響 Fw 的因素：CD 和 A由于乘坐空間的制約A變化不大但CD變化較大，1950~70年 CD =0.4~0.6 1990年CD =0.25~0.40 概念車CD =0.2CD大小對(duì)轎車（高速）汽車的性能影響極大帕薩特 (

9、Passat ) CD= 0.28,★前部低，★過(guò)渡平滑，★后部加擾流板，★掠背式，★底部導(dǎo)流，平整化，向后應(yīng)逐步升高，★整車俯視形狀為腰鼓式，★改進(jìn)通風(fēng)進(jìn)口、出口位置，★商用車頂部安裝導(dǎo)流罩系統(tǒng)。,降低的要點(diǎn),CD,坡道阻力,,汽車行駛方程式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,從動(dòng)輪受力分析,從動(dòng)輪受力分析（續(xù)）,驅(qū)動(dòng)輪受力分析,驅(qū)動(dòng)輪受力分析（續(xù)）,,,,,,,,,,,,,,,,,,車體受

10、力分析,車體受力分析（續(xù)）,轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量換算系數(shù),轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量換算系數(shù)(續(xù)),小結(jié),★ 汽車行駛方程僅表示各個(gè)物理量之間的數(shù)量關(guān)系★ 汽車行駛方程有些項(xiàng)并不是外力★ Ft不是作用于車輪的地面（切向）反作用力，僅為了計(jì)算方便才將其定義為驅(qū)動(dòng)力★ 滾動(dòng)阻力也不是作用于汽車上的阻力，而是以滾動(dòng)阻力偶矩的形式作用于車輪上★ 作用在汽車上的慣性力是mdu/dt而不是mδdu/dt★ 飛輪的慣性力矩作用在汽車的橫截面上，而不作用于車輪上★