汽车理论 第二章汽车动力性(常)
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第一章 汽车的动力性
汽车的动力性:指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。
汽车的动力性指标:1.最高车速uamax 2.加速时间t 3.最大爬坡度imax
汽车的加速时间表示汽车的加速能力。原地起步加速时间只汽车由1档或者2档起步,以最大的加速强度逐步换挡至最高档后到某一预定的距离或者车速所需要的时间。
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—驱动力矩
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。
传动系功率损失课分为机械损失和液力损失两大类
车轮的半径
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。
传动系的机械效率ηT
Pin—输入传动系的功率;PT-传动系损失的功率
等速行驶时
汽车的驱动力图 依据下面两式
以及发动机外特性曲线做出的Ft - ua关系图,即驱动力图
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 空气阻力Fw 坡度阻力Fi 加速阻力Fj
汽车行驶总阻力
滚动阻力:车轮滚动时,轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑面的变形。
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。
轮胎的两个最重要参数:极限速度和承载量
驻波现象:在高速行驶时,轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复,其残余变形形成了一种波,这就是驻波。此时轮胎周缘不再是圆形,而呈明显的波浪形。轮胎刚离开地面时波的振幅最大,它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
第一章 汽车的动力性
1汽车动力性:指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。
2汽车动力性主要由三方面指标来评定:
1)汽车的最高车速µamax:是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶车速
2)汽车的加速时间t:表示汽车的加速能力。
常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力
原地起步加速时间指汽车由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距离或车速所需的时间。
超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速权利加速至某一高速所需的时间
3)汽车的最大爬坡度ⅰmax:是指Ⅰ挡最大爬坡度。汽车的上坡能力实用满载(或某一载质量)时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax表示的。
3汽车的驱动力:地面对驱动轮的反作用力Ft(方向与Fo相反)即是驱动汽车的外力,此外力称为汽车的驱动力。
4汽车驱动力公式Ft=
5汽车驱动力图
6汽车的行驶阻力的分类
1)滚动阻力Ff
2)空气阻力Fw(汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力)
空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分
压力阻力又分为四部分:形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力
3)坡度阻力Fi(汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力)
道路阻力:由于坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力,而且均与汽车重力成正比,故可以把这两种阻力合在一起称作道路阻力
4)加速阻力Fj(汽车加速行驶时,需要克服其质量加速运动时的惯性力)
7汽车行驶方程式
Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (N)
Ff=Wf f-滚动阻力系数 W-车轮负荷
Fw=CDAua²/21.15 CD-空气阻力系数 A-迎风面积m² ua-汽车行驶速度km/h
Fi=Gsinα G-汽车重力
Fj=δm du/dt δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg du/dt 行驶加速度m/s²
单元测试一
·选择题(该题共有 10 小题)AABCA DCADA
1. 采用下列哪项技术最适宜用来提高在高原使用的内燃机的功率? A
A.增压技术
B.电喷技术
C.多气门技术
D.水冷技术
2. 按燃气对活塞做功的性质,排气过程可分为____过程。 A
A.自由排气和强制排气
B.超临界排气和亚临界排气
C.自由排气和扫气
D.扫气和泵气
3. 四冲程内燃机进气门提前开启和推迟关闭的主要目的是____。 B
A.扫气
B.增加气缸的新鲜充量
C.加强进气流动
D.减小进气管和气缸内压差
4. 当马赫数超过____后,无论是增压还是非增压发动机,充量系数开始急剧下降。C
A.1
B.0.7
C.0.5
D.0.2
5. 内燃机进气空气经压缩机压缩后,其特性变化为____。 A
A.压力增加,温度升高 B.压力增压,温度降低
C.压力降低,温度升高
D.压力降低,温度降低
6. 下列说法正确的是____。 D
A.增压可以提高发动机的升功率、比质量功率和比体积功率
B.增压可以降低发动机排放和噪声
C.增压可以改善发动机的燃油经济性
D.增压可以提高发动机的输出响应特性
7. 在内燃机排气涡轮增压器中,空气进入压气机压缩,其损失主要表现为____。 C
A.摩擦损失,传热损失
B.传热损失,泄漏损失
C.摩擦损失,撞击损失
D.撞击损失,泄漏损失
8. 对于内燃机排气涡轮增压器而言,改变以下哪些参数可以达到移动喘振线的目的_____。 A
A.改变扩压器的进口角、喉口面积
B.改变涡轮喷嘴环出口截面积
C.改变排气管粗细
D.增加中冷器
9. 下列哪项不是二冲程内燃机的换气过程______。 D
A.自由排气阶段
B.扫气阶段
C.过后排气或过后充气阶段
D.强制排气阶段
10. 二冲程内燃机扫气方案不包括_____。 A
A.螺旋扫气 B.横流扫气
C.回流扫气
D.直流扫气
·判断题(该题共有 10 小题)
1 第二章
2.1、“车开得慢,油门踩得小,就—定省油”,或者“只要发动机省油,汽车就一定省油”,这两种说法对不对?
答:均不正确。
①由燃油消耗率曲线知:汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。此时,后备功率较小,发动机负荷率较高燃油消耗率低,百公里燃油消耗量较小。
②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面,另一方面汽车列车的质量利用系数(即装载质量与整备质量之比)大小也关系汽车是否省油。,
2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。
提示:①采用无级变速后,理论上克服了发动机特性曲线的缺陷,使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率,充分发挥了内燃机的功率,大地改善了汽车动力性。②同时,发动机的负荷率高,用无级变速后,使发动机在最经济工况机会增多,提高了燃油经济性。
2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线,
确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。
答:无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系:
aaunAu0inr0.377i'
(式中A为对某汽车而言的常数
0377.0Air)
当汽车一速度'ua在一定道路沙锅行驶时,根据应该提供的功率:
TwPP'Pe
由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为en'。
将'ua,en'代入上式,即得无级变速器应有的传动比i’。带同一植的道路上,不同车速时无级变速器的调节特性。
2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?
提示: ①缩减轿车总尺寸和减轻质量
大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。为了保证高动力性而装用的大排量发动机,行驶中负荷率低也是原因之一。
②汽车外形与轮胎
降低DC值和采用子午线轮胎,可显著提高燃油经济性。