汽车原理及构造-6-汽车原理_汽车动力性_驱动力与行驶阻力

第一章 汽车动力性

第二节

汽车的驱动力与行驶阻力 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。

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第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

一、驱动力Ftua 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。

Tt

rFt F02

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

一、驱动力FtTt Ft rTt—驱动力矩；Tt Ttq ig i 0 T

ua

Ttq —发动机转矩； ig—变速器传动比； i0—主减速器传动比；

Tt

rFt F03

ηT—传动系的机械效率。Ft Ttq ig i 0 T r

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

由

Ft

Ttqig i 0 T r

可知

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。

思考

能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？4

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

1.发动机的转速特性发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f(n)关系曲线。 外特性曲线 节气门开启程度的不同 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？5

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

Pe

Ttq n 9550

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%。7

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

2.传动系的机械效率ηT

Pin PT T Pin

Pin—输入传动系的功率； PT-传动系损失的功率。

等速行驶时

Pin Pe

Pe PT PT T 1 Pe Pe8

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 部件名称 4~6 挡变速器 辅助变速器(副变速器或分动器) 8 挡以上变速器 单级减速主减速器 双级减速主减速器 传动轴的万向节 ηT 95% 95% 90% 96% 92% 98%

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

3.车轮半径 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

4.汽车的驱动力图依据下面两式

Ft

Ttqigi 0 T r以及发动机外特性曲线

nr ua 0.377 ig i 0做出的Ft - ua关系图，即驱动力图。

奥迪 A4 轿车驱动力图8000

7000

6000

Ft1 Ft2

5000 Ft3

F t/N

4000

Ft4 Ft5

3000

Ft6

2000

1000

0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310 320

ua/(km/h) ua /(km h 1 )

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

Ft1

Ft 2

Ft 3Ft 4

Ft 5

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

二、汽车的行驶阻力思考 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？滚动阻力Ff 坡度阻力Fi 空气阻力Fw 加速阻力Fj

汽车行驶总阻力

F

Ff Fw Fi Fj

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

1.滚动阻力Ff轮胎变形硬路面上

产生滚动阻力的主要原因思考

软路面上

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。15

第二节 汽车的驱动力与行驶阻力

ua

n

加载变形区 思 考

n'

卸载变形区

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？16