汽车理论第一章
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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ηTPin —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第一节汽车的动力性指标从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发,汽车的动力性主要可由三方面的指标来评定:1)汽车的最高车速uamax2)汽车加速时间t3)汽车能爬上的最大坡度imax最高车速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。
要进一步说明的是:imax代表了汽车的极限爬坡能力,它应比实际行驶中遇到的道路最大坡度超出很多,这是因为应考虑到在实际坡道行驶时,在坡道上停车后顺利起步加速、克服松软坡道路面的大阻力、克服坡道上崎岖不平路面的局部大阻力等要求的缘故。
越野汽车要在坏路或无路条件下行驶,因而爬坡能力是一个很重要的指标,它的最大爬坡度可达60%即31‘左右。
应指出,上述三方面指标均应在无风或微风条件下测定。
有时也以汽车在一定坡道上必须达到的车速来表明汽车的爬坡能力。
第二节汽车的驱动力与行驶阻力确定汽车的动力性,就是确定汽车沿行驶方向的运动状况。
为此,需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力,即驱动力与行驶阻力。
根据这些力的平衡关系建立汽车行驶方程式,就可以估算汽车的最高车速、加速度和最大爬坡度。
汽车的行驶方程式为Ft=ΣF式中,Ft为驱动力;ΣF为行驶阻力之和。
驱动力是由发动机的转矩经传动系传至驱动轮上得到的。
行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、加速阻力和坡度阻力。
现在分别研究驱动力和这些行驶阻力,并最后把Ft=ΣF 这一行驶方程式加以具体化,以便研究汽车的动力性。
一、汽车的驱动力汽车发动机产生的转矩,经传动系传至驱动轮上。
此时作用于驱动轮上的转矩rt产生一对地面的圆周力Fo,地面对驱动轮的反作用力Ft(方向与F。
相反)即是驱动汽车的外力(图1—2)(),此外力称为汽车的驱动力。
其数值为Ft=Tt/r式中,rl为作田于驱动轮上的转矩;r为车轮半径。
作用于驱动轮上的转矩TL是由发动机产生的转矩经传动系传至车轮上的。
若令Ttq表示发动机转矩,ig表示变速器的传动比,i0表示主减速器的传动比,VT表示传动系的机械效率,则有Tt=Ttqigi0ηt对于装有分动器、轮边减速器、液力传动等装置的汽车,上式应计人相应的传动比和机械效率。
第一章 汽车的动力性 1.1 汽车的动力性指标1)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。
2)汽车动力性的三个指标:最高车速、加速时间、最大爬坡度。
3)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。
4)汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度 imax 表示的。
货车的imax=30% ≈ 16.7 °,越野车的 imax= 60%≈ 31 °。
1.2 汽车的驱动力与行驶阻力 1)汽车的行驶方程式F tF fF wF iF jT tq i g i0 TC A2duGf cosDu aG sinmr21.15dtT tq i g i0 TC D A 2durGf21.15u aGimdt2)驱动力 F t :发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮,产生 驱动力矩 T t ,驱动轮在 T t 的作用下给地面作用一圆周力 F 0 ,地面对驱动轮的反作用力F t 即为驱动力。
3)传动系功率 P T 损失分为机械损失和液力损失。
4)自由半径 r :车轮处于无载时的半径。
静力半径 r s :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 r r :车轮几何中心到速度瞬心的距离。
5)汽车行驶阻力 : F F f F w F i F j6)滚动阻力 Ff:在硬路面上,由轮胎变形产生;在软路面上,由轮胎变形和路面变形产生。
7)轮胎的迟滞损失指: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。
8)滚动阻力系数 f 指:车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比。
故Ff=W*f 。
9)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。
汽车理论复习总结 第一章● 汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时有汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
汽车动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。
● 评定指标(应在无风或微风条件下测定): 1、最高车速max a u2、加速时间t (原地起步加速时间、超车加速时间)3、最大爬坡度max i (极限爬坡能力)● 其他补充知识:手动挡的动力性强、加速时间短;SUV 最高车速与燃油经济性由于其车重和外形原因,都比较差。
● 汽车行驶方程式:j i w f t F F F F F F +++=∑=● 汽车驱动力:汽车发动机产生转矩tq T 经传动系,作用到车轮的转矩t T 对地面产生圆周力0F ,地面反过来对车轮的力t F 被称为汽车驱动力。
→ 按照论述可以用公式表达:ri i T F rT F i i T T Tg tq t t t Tg tq t ηη00=→==为传动系机械效率为主减速器传动比为变速器传动比T gi i η0● 发动机转速特性:将发动机功率e P 、转矩tq T 、燃油消耗率b 与发动机曲轴转速n 之间的函数关系用曲线表示,被称为发动机特性曲线。
若节气门全开(高压油泵在最高泵油位),则此时的曲线被称为发动机外特性曲线。
节气门部分开启(部分供油),则此时的曲线被称为发动机部分负荷特性曲线。
若发动机在实验时带上所有附件设备时测得的曲线被称为发动机使用外特性曲线。
● 发动机功率与输出转矩之间的关系为:9550nT P tq e =(转矩单位m N ⋅,转速单位min /r )● 在加速过程的不稳定工况下,发动机所能提供的功率比稳定工况时要稍有下降,电喷汽油机比化油器汽油机要下降更少些。
● 试验台测得的数据可以通过多项式来描述近似于抛物线的发动机转矩曲线:k k tq n a n a a T +⋅⋅⋅++=10● 传动系的机械效率:eT e T e T e in inTin T P PP P P P P P P P -=-==-=1,ηη故等速情况下 ● 传动系功率损失可分为机械损失和液力损失,机械损失是指齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失,液力损失是指消耗与润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失。