汽车理论第二章汽车的燃油经济性

2第一章汽车的动力性1.1试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。

定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚 动祖力。

2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载 变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失， 即弹性物质的迟滞损失。

这种迟滞损失表现为一种阻力偶。

当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当 车 轮滚动时，由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会 大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分 布前后不对称，而使他们的合力F Z 相对于法线前移一个距离a ，它随弹性迟滞损 失的增大变大。

即滚动时有滚动阻力偶 T f = F z.?a 阻碍车轮滚动。

3］作用形式：T f = Wf ，T f = T f /r1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？ 答：滚动阻力系数与路面的种类、 行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。

1.3①=T5 +氓环侖一 244倍护十40 一沁金F TX44宣命13.解苦：1）（取四裆为銅）由眞—TqTq —^n >=> 巧一u —> nO.3 77rn行我阻力为幵■!■凡：=494.312+0.13U2由计算机作图有:幾本毬也可采用滞点法做圏：由发动就韓速雇口丽=fSOO/mim =4000/min ,职六个点分別我.人公式:2)⑴駅舟车速：有耳二丹+吒^>7； =494,312 + 0.13 1TJ? 分别代入S 和百公孔：T. *6.9*5^3*0.850377*03691h ,*=494312+013 K ———-——『弓 5,83*6.09⑵載大爬坡度：挂T 档时速度慢,Fw 吁怂略：100009000rac700060005D *4003000200010000367把耳的拟和公或也代入可得： n>4000 而 n max = 400()r/mm二 ％ =山377 ^0367*4^00 = 04.93 Km/hL0*5.^可I10 2D 30 JO 50 Ua(Km^h)喊廿打行帥羽卄平誓图=＞耳=Emk（Ff +凡） nG心耳唤-0 n= 1 440-0.0 1=0.366L _ dr白 du gQT> — 于、U 时，= 1 + —瓦［» + —m r tnI 〕 l 1.798+3占98 卜 I 0.218*二0竽 *5^3^ *0启5 _ +IS(H)__t!36f + 38OO-1.12R耳 _ TJ3咕我IZ 存侖皿钟侖尸十和胸侖7阿孟由以上关系可由计算机作出图为;②用计算机求汽车用用档起步加速至70km/h 的加速时间*（3）克服策坡度时相应的附着辜评=」忽唯空气醜力樹滚动阻力得：Fi9 ・ ----- N___耳 all a19473）⑴缕制汽车行驶加速倒数曲戢（巴装货）：40.0626U 0,366*3,2—— ---------------- —t J.o036/｛注：栽雳时汽羣制U档起步加速不能至^Okm/h）由适动学可知：dt = — dua—t —[ -L/u —Aa]即加建时间可用计算机进行机分计算农出，且二一叫曲銭下两速皮间的画<1 欷就足通it此速度去件的加速时间。

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Ff2）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=C D Au a²/21.15 C D-空气阻力系数A-迎风面积m²u a-汽车行驶速度km/hFi=Gsinα G-汽车重力Fj=δm d u/d t δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg d u/d t 行驶加速度m/s²第二章汽车的燃油经济性1汽车的燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的油消耗量经济行驶的能力2汽车燃油经济性的评价指标：汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。

第一章汽车的动力性1.汽车动力性指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度2.加速时间表示加速能力：原地起步加速时间和超车加速时间3.驱动力：地面驱动轮的反作用力F t=T t/r=T tq i g i oηT/r4.驱动轮的转矩: T t= T tq i g i oηT5.发动机转矩特性：节气门全开，发动机外特性曲线；节气门部分开启，部分负荷特性。

6.功率:Pe=T tq n/95507.使用外特性曲线：带上全部设备时的发动机特性曲线8.传动系功率损失：机械和液力损失9.自由半径：车轮处于无载时的半径10.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11.滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。

12.驱动力图：根据下列两个公式：Ua=0.377nr/i g i o F t=T t/r=T tq i g i oηT/r以及发动机外特性曲线，做出的F t - u a关系图，即驱动力图13.滚动阻力Ff产生的原因：轮胎（主要）、路面变形产生迟滞损失14.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.滚动阻力系数f：车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比，即单位车重所需的推力，Ft=Wf16.影响滚动阻力的因素：车速、轮胎结构、气压、路面条件、驱动力、转向17.地面切向反作用力Fx：是真正作用在驱动轮上的驱动汽车行驶的力，它的数值为驱动力减去驱动轮上的滚动阻力。

18.临界车速：超过后产生驻波现象，轮胎温度快速增加，大量发热导致轮胎破损或爆胎。

19.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20子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小20%～30％；21.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。

22.驱动力：Ft增大，胎面滑移增加，F f增大。

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：a a u n A u ==0i nr 0.377i'（式中A 为对某汽车而言的常数 0377.0A i r=） 当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率：T wP P ηφ+='P e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e n'。

将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。

带同一φ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D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。

2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。

第二章 燃油经济性作业1、已知某汽车的总质量m =9600 kg ，D C =0.7，A =52m ，传动系效率T η=0.86，若燃油密度为 0.82mL g ，发动机燃油消耗率为 260h kW g ⋅，怠速油耗为 0.28mL ，该车在滚动阻力系数 f =0.03 的水平道路上以速度a u =50h km 等速行驶1 km 后，以2.02s m 的减速度等减速制动到停车，计算确定该过程汽车的燃油消耗量（mL ）。

解：1）滚动阻力功率kW2.3936000cos 5003.08.996003600cos =××××==αa f Gfu P 2）空气阻力功率kW75.5761405057.07614033=××==a D W Au C P3）坡度阻力功率kW 03600sin ==αa i Gu P 4）加速阻力功率kW 03600==dt dumu P a j δ5）发动机输出功率kW3.5286.00075.52.39)(1=+++=+++=j i W f T e P P P P P η 6）以速度a u =50h km 等速行驶1km 的燃油消耗量mL66.3315082.013.52260=×××==a s u bPs Q ρ7）以2.02m 的减速度等减速制动到停车的燃油消耗量mL 94.126.35028.0d d =××=∆=∆=dii d t u u Q t Q Q 8）整个过程汽车的燃油消耗量mL 6.33394.166.331=+=+=d s Q Q Q2. 已知某汽车的总质量m =9200kg ，D C =0.75，A =42m ，传动系效率T η=0.85，若燃油密度为0.75mL g ，发动机燃油消耗率为260h kW g ⋅，确定汽车在滚动阻力系数f =0.015、坡度角α= 15的上坡道路上以速度a u =30h km 等速行驶时的等速百公里燃油消耗量（100km L ）。

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，充分发挥了燃机的功率，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： a a u n A u ==0i nr 0.377i'（式中A 为对某汽车而言的常数 0377.0A i r =）当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率： T wP P ηφ+='P e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e n'。

将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。

带同一φ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D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。

2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。

2.1 汽车燃油经济性的评价指标汽车的燃油经济性，是指一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程。

在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位为L/100km ，即行驶100km 所消耗的燃油升数。

其数值越大，汽车燃油经济性越差。

美国为MPG 或mile/USgal ，指的是每加仑燃油能行驶的英里数。

这个数值越大，汽车燃油经济性越好。

等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标，指汽车在一定载荷(我国标准规定轿车为半载、货车为满载)下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100km 的燃油消耗量。

常测出每隔10km/h 或20km/h 速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线，用它来评价汽车的燃油经济性，如图2-1所示。

但是，等速行驶工况并没有全面反映汽车的实际运行情况，特别是在市区行驶中频繁出现的加速、减速、怠速停车等行驶工况。

因此，在对实际行驶车辆进行跟踪测试统计的基础上，各国都制定了一些典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车运行状况，并以其百公里燃油消耗量(或MPG)来评定相应行驶工况的燃油经济性。

图2-2给出了联合国欧洲经济委员会、美国及我国法定的商用车与城市客车测定燃油经济性的循环行驶工况图。

欧洲经济委员会（ECE ）规定，要测量车速为90km/h 和120km/h 的等速百公里燃油消耗量和按ECE-R.15循环工况的百公里燃油消耗量，并各取1/3相加作为混合百公里燃油消耗量来评定汽车燃油经济性。

美国环境保护局(EPA)规定，要测量城市循环工况（UDDS ）及公路循环工况（HWFET ）的燃油经济性（单位为每加仑燃油汽车行驶英里数mile/gal ），并按下式计算综合燃油经济性： 10.550.45=+综合燃油经济性城市循环燃油经济性公路循环燃油经济性以它作为燃油经济性的综合评价指标。

循环工况规定了车速-时间行驶规范，例如，何时换挡、何时制动以及行车的速度和加速度等数值。

汽车理论》知识点最新全总结汽车理论》知识点全总结第一部分：填空题第一章：汽车的动力性1.汽车的动力性指标主要是汽车的最高车速Umax、汽车的加速时间t和汽车的最大爬坡度imax，从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发。

2.常用原地起步加速时间和超车加速时间来表明汽车的加速性能。

3.汽车在良好路面的行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力。

4.汽车的驱动力系数是驱动力与径向载荷之比。

5.汽车动力因数D=Ψ+δdu/g dt。

6.汽车行驶的总阻力可表示为：∑F=Ff+Fw+Fj+Fi，其中滚动阻力是主要由轮胎变形所产生的阻力。

7.汽车加速时产生的惯性阻力是由平移质量和旋转质量对应的惯性力组成。

8.附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低地面附着系数。

9.汽车行驶时，地面对驱动轮的切向反作用力不应小于滚动阻力、加速阻力与坡道阻力之和，同时也不可能大于驱动轮法向反作用力与附着系数的乘积。

10.当车速达到某一临界车速时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波现象。

第二章：汽车的燃油经济性1.国际上常用的燃油经济性评价方法主要有两种：以欧洲为代表的百公里燃油消耗量和以美国为代表的每加仑燃油所行驶的距离。

2.评价汽车燃油经济性的循环工况一般包括等速行驶、加速、减速和怠速停车多种情况。

3.货车采用拖挂运输可以降低燃油消耗量，主要原因有两个：带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗率b下降；汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整车整备质量之比）较大。

4.从结构方面提高汽车的燃油经济性的措施有：缩减轿车尺寸和减轻质量、提高发动机经济性、适当增加传动系传动比和改善汽车外形与轮胎。

5.发动机的燃油消耗率取决于发动机的种类、设计制造水平和汽车行驶时发动机的负荷率。

6.等速百公里油耗正比于等速行驶时的行驶阻力与燃油消耗率，反比于传动效率。

第三章：汽车动力装置参数的选定1.汽车动力装置参数系指发动机的功率和传动系的传动比，它们对汽车的动力性和燃油经济性有很大影响。

第2章汽车的燃油经济性一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将其代码写在该小题后的括号内）1、汽车等速百公里燃油消耗量（ ）。

A．与行驶阻力、燃油消耗率和传动效率成正比B．与行驶阻力和燃油消耗率成正比，与传动效率成反比C．与行驶阻力和传动效率成正比，与燃油消耗率成反比D．与燃油消耗率和传动效率成正比，与行驶阻力成反比2、汽车的质量利用系数是指（ ）。

A．汽车整备质量与总质量之比 B．汽车装载质量与总质量之比C．汽车装载质量与整备质量之比 D．汽车整备质量与装载质量之比3、汽车带挂车后省油是因为（ ）。

A．提高了汽车的质量利用系数，提高了发动机的负荷率B．提高了汽车的质量利用系数，降低了发动机的负荷率C．降低了汽车的质量利用系数，提高了发动机的负荷率D．降低了汽车的质量利用系数，降低了发动机的负荷率二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“√”，在错误的小题后括号内画“×”）1、发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。

（ ）2、增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。

（ ）三、填空题1、汽车的燃油经济性常用一定运行工况下 或 来衡量。

2、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越低，后备功率越 ，发动机的负荷率越 ，燃油消耗率越 ，百公里燃油消耗量越 。

3、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越高，后备功率越 ，发动机的负荷率越 ，燃油消耗率越 ，百公里燃油消耗量越 。

4、百公里燃油消耗量的数值越大，汽车的燃油经济性越 ；单位燃油消耗量行驶里程的数值越大，汽车的燃油经济性越 。

5、汽车等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶的行驶阻力与 ，反比于 。

6、发动机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的 及其设计制造水平，另一方面又与汽车行驶时发动机的 率有关。

7、汽车带挂车后省油是因为增加了发动机的 ，增大了汽车列车的 。

第一章汽车的动力性1.1 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。

答：车轮滚动时,由于车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等原因所产生的阻碍汽车行驶的力称为轮胎滚动阻力。

产生机理和作用形式：(1)弹性轮胎在硬路面上滚动时，轮胎的变形是主要的，由于轮胎有内部摩擦，产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部回收。

由于弹性迟滞，地面对车轮的法向作用力并不是前后对称的，这样形成的合力F z 并不沿车轮中心（向车轮前进方向偏移a）。

如果将法向反作用力平移至与通过车轮中心的垂线重合，则有一附加的滚动阻力偶矩T F a。

为克服该滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一推力F P 与地面切向反作用力构成一力偶矩。

f z（2）轮胎在松软路面上滚动时，由于车轮使地面变形下陷，在车轮前方实际形成了具有一定坡度的斜面，对车轮前进产生阻力。

（3）轮胎在松软地面滚动时，轮辙摩擦会引起附加阻力。

（4）车轮行驶在不平路面上时，引起车身振荡、减振器压缩和伸长时做功，也是滚动阻力的作用形式。

1.2 滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。

这些因素对滚动阻力系数的具体影响参考课本P9。

1.3 确定一轻型货车的动力性能（货车可装用 4 挡或 5 挡变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。

2）求汽车最高车速，最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。

3）绘制汽车行驶加速度倒数曲线，用图解积分法求汽车用 2 档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用 2 档起步加速行驶至70km/h 的加速时间。

轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq-n 曲线的拟合公式为T qn n n n2 3 4 19.313 295.27( ) 165.44( ) 40.874( ) 3.8445( )1000 1000 1000 1000式中，Tq 为发动机转矩（N ?m）;n 为发动机转速（r/min ）。