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汽车理论课件 第一章 汽车的动力性 第三节 汽车的驱动力 行驶阻力平衡图与动力特性图

汽车理论课件 第一章 汽车的动力性 第三节 汽车的驱动力 行驶阻力平衡图与动力特性图
这里的“行驶阻力”指的就是Ff+FW。
Ff
3
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
最高车速行驶时 Fi=0 Fj=0
Ft=Ff+Fw
一般情况下，并不需要以最高车速行驶。此时，
1.确定uamax 驾驶者可以减小节气门开度，使发动机工作在部 分负荷状态下，驱动力与行驶阻力仍然平衡。
发动机以部分 负荷工作即可
1 f 2
f2
17
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
3）计算加速时间
i0
du g (D f )
dt
做出加速度曲线
计算加速度的倒数，并做出加速度倒数曲线，图解 积分即可计算加速时间。
18
第三节 汽车的驱动力—行 驶阻力平衡图与动力特性图
由动力特性图确定动力性指标总结
已知动力因数
2）计算爬坡度
du 0 dt
iD f
➢由动力特性曲线，即可做出各挡的爬坡度图。
➢Ⅰ挡工作时，爬坡度较大，此时以 imax＝D1max－f 计算的误差也较大，可以用下式计算
D1max fcosmax sinmax cosmax 1 sin 2 max
max
arcsin
D1max
f
1
D2 1max
6
第一节 汽车的动力性指标
2.加速时间t
汽车的加速时间有两个含义，单位均为s。
（1）原地起步加速时间：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车速或距离所需的时间。
（2）超车加速时间：用最高档或次高挡由某一较低车 速全力加速至某一高速所需的时间。
思考
当Ff+FW与Ft5没有 交点时，如何确定最高 车速？此时对应的发动 机工况如何？

汽车理论第一章1

汽车理论第一章1
• 傅立敏 著.《汽车空气动力学》. 机械工业出版社
相关期刊杂志推荐
汽车知识 汽车之友 汽车测试 汽车与你 汽车族 中国汽车画报 汽车使用与维修 汽车测试报告 汽车与运动
图书馆电子期刊 专业汽车网站
8
学习要求
➢ 联系实际理解基本概念 ➢ 分析和处理各项性能的关系和特点 ➢ 培养计算分析能力，建立量化的概念（作业） ➢ 软件：
➢现今内燃机汽车的最高车速记录为660km/h，由塞默 兄弟在1965年11月创造。
➢世界上车速的最高记录是英国飞行员安迪·格林 （Andy Green）在美国内华达州西北的盐湖上，于2019年 10月驾驶一辆喷气式发动机驱动的“冲刺”号汽车创造的， 车速第一次超过了声速，达到1227.73km/h。
155km/h 165km/h 168km/h 168km/h 165km/h 172km/h 180km/h 170km/h 165km/h 160km/h 180km/h 175km/h
14
第一节 汽车的动力性指标
中级轿车
（1.6＜发动机排量/L≤2.5）
普桑 1.8
150km/h
桑塔纳3000 1.8 185km/h
➢重型货车（总质量>14t） 90km/h ➢中型货车（总质量6～14t） 100km/h ➢微型和轻型货车（总质量≤6t） 80 90km/h ➢客车 125km/h
商用车(载货汽车及客车）的速度相对较低， 其主要技术参数是载质量或载客量。
第一节 汽车的动力性指标
相关书籍
➢ 教材：
• 余志生 主编. 《汽车理论》. 机械工业出版社
➢ 参考书：
• （美）Thomas D.Gillespie 著.《车辆动力学基础》. 赵六奇，金达锋，译.清华大学出版社

汽车理论教学课件

汽车理论教学课件

紧急情况处理措施
制动失效
转向失控
介绍在制动失效时应如何 操作，如利用发动机制动、 抢档等。
讲解转向失控时的应急措 施，如保持冷静、轻踩制 动踏板等。
车辆自燃
分析车辆自燃原因及应急 处理方法，如关闭电源、 使用灭火器等。
突发情况处置
探讨如何应对前方障碍物、 动物横穿道路等突发情况， 包括减速避让、紧急制动 等措施。
异响和抖动
检查发动机、底盘和悬挂系统等部件 是否有松动或损坏05
驶技巧
道路交通安全法规概述
1 2
道路交通安全法规的体系结构 包括国家法律、行政法规、地方性法规、部门规 章等。
道路交通安全法规的核心内容 涵盖车辆和驾驶人管理、道路通行条件、道路通 行规定、交通事故处理等方面。
03
汽车电气与电子控制系统
电源系统组成及功能
01 蓄电池
储存电能，为汽车启动、点火及用电设备提供电 能。
02 发电机
汽车运行时的主要电源，向用电设备供电并对蓄 电池充电。
03 电压调节器
控制发电机的输出电压，保护用电设备免受电压 过高的损害。
点火系统工作原理
点火线圈
将低电压转变为高电压， 以产生电火花点燃混合气。
人工智能、自动驾驶 等技术的不断发展将 使得汽车更加智能化， 提高行驶安全性和舒 适性。
网联化
5G等通信技术的普及 将实现车与车、车与 基础设施之间的实时 互联，构建智能交通 系统。
共享化
共享经济模式将逐渐 渗透到汽车行业，推 动汽车使用方式的变 革。
02
汽车构造与原理
发动机类型及工作原理
01 汽油发动机
车产业实现绿色发展。
THANKS
感谢观看

汽车理论课件教学

汽车理论课件教学

智能交通系统（ITS）概述
智能交通系统定义与发展历程
智能交通系统组成与功能
阐述智能交通系统的概念、发展历程及未 来趋势。
介绍智能交通系统的各个组成部分及其功 能，包括交通信号控制、智能车辆管理、 电子收费系统等。
智能交通系统应用案例
智能交通系统面临的挑战与发展方向
列举国内外智能交通系统的典型应用案例 ，并分析其效果与影响。
碰撞预警与主动避障系统
利用雷达、摄像头等传感器，实现车 辆碰撞预警和主动避障功能。
汽车被动安全技术措施
安全气囊
包括前排、侧排和膝部气囊等，保护乘员在 碰撞中的安全。
车身结构
安全带
采用预紧式安全带和限力式安全带，减轻乘 员在碰撞中的伤害。
采用高强度钢和吸能材料，提高车身抗撞性 和乘员保护性能。
02
01
汽车工业的全球化
20世纪下半叶开始，汽车工业逐渐全球化，各大汽车厂 商在全球范围内建立生产基地和销售网络。
未来汽车发展趋势
电动化
随着环保意识的提高和电池技术 的不断进步，电动汽车将逐渐取
代传统燃油汽车成为主流。
智能化
自动驾驶技术、车联网技术的不断 发展将使得汽车更加智能化，提高 行驶安全性和乘坐舒适性。
探讨智能交通系统当前面临的挑战以及未来 的发展方向和趋势。
05 汽车安全与环保法规要求
汽车主动安全技术措施
制动系统
包括防抱死制动系统（ABS）、电子制 动力分配（EBD）等，提高制动性能和
稳定性。
悬挂系统
采用独立悬挂、空气悬挂等技术，提 高操控性和乘坐舒适性。
转向系统
如电动助力转向系统（EPS），提高 转向灵活性和稳定性。
04

汽车理论最新版课件3.3-3.5

汽车理论最新版课件3.3-3.5

r
➢以奔驰ML320越野汽车为例，计算满足最大爬 坡度要求前提下的传动系最大传动比。
➢已知参数：G ＝26950N；f ＝0.02； 30 ；
r ＝367.15mm；Ttqmax ＝310 N m ；i0＝3.70；
副变速器传动比 ic＝2.64；ηT＝0.90
求得 ig1＝2.619

4
第三节 最大传动比的选择
24
第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
一、i0的确定
➢前提：Pe 和 ig已经确定。
C曲线：燃油经济性加 速时间曲线。
➢i0不同，将直接影响 到汽车的动力性和燃油
经济性。
思考
C曲线上的各点是如何计算得到的？
25
第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
二、 ig 和i0的确定
第三章 汽车动力装置参数的选择
第三节 最大传动比的选择
1
第三节 最大传动比的选择
思考
传动系最大传动比 imax 主要用于什么工况？
➢满足汽车的最大爬坡度αmax； ➢满足汽车的最低稳定车速uamin ； ➢满足汽车加速时间的要求；
➢满足汽车的附着条件 FX max F 。
2
第三节 最大传动比的选择
ig4 q ig3 q2 ig2 q3 ig1 q4
ig3 qig4
q 4 ig1
ig4 4 ig1
ig3 4 ig12
ig2 4 ig13
9
第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择
2.等比级数分配传动比的优点
1）发动机工作范围都相同，加速时便于操纵； 2）各挡工作所对应的发动机功率都较大，有利于汽
二、 ig 和i0的确定

汽车理论第一章汽车的动力性共75页

汽车理论第一章汽车的动力性共75页
典型轿车CD=0.3～0.41
武汉科技大学车辆工程系
（三）坡度阻力
Fi
h
汽车上坡行驶
G
α
s
汽车重力沿坡道的分力
ihstansi n
坡度阻力
Fi Gsin
Fi Gi
武汉科技大学车辆工程系
道路阻力与道路阻力系数
F F f F ifG co G ssin
当不大时，c o 1 s ， s in t g i
武汉科技大学车辆工程系
从动轮滚动时的受力情况
ua n W
ua n
W
r
F p1
FX1
FZ n’
a
Tf Fza
滚动阻 力偶矩
r
F p1
T fFZ n’
FX1
f

a r
,
Fz
W
Fp1r Tf
Fp1

Tf r
Fz
a r
Fp1 Wf
滚动阻力 Fp1 Ff Wf
滚动阻力系数
武汉科技大学车辆工程系
2）传动系机械效率
传动系各部件（变速器、万向节、主减速器）的摩擦导 致的功率损失。由试验测得。
T
Pe PT Pe
1PT Pe
汽车各部件的传动效率
机械变速器的轿车： η T =0.9~0.92 货车、客车： η T =0.82~0.85
武汉科技大学车辆工程系
3）车轮半径
三个半径
自由半径r0 车轮处于无载荷时的半径。
武汉科技大学车辆工程系
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
发动机
变速器 减速器等
驱动轮
驱动力
传动系 滚动阻力
汽车行 驶方程

汽车理论课件第一章汽车的动力性


汽车的行驶阻力
01
定义
汽车行驶阻力是指在汽车行驶过程中，阻碍汽车运动的外力，包括滚动
阻力、空气阻力和坡道阻力等。
02 03
产生原理
滚动阻力是由于轮胎与地面之间的摩擦产生的；空气阻力是由于汽车表 面与空气之间的摩擦和压差产生的；坡道阻力是由于汽车重力沿坡道的 分力产生的。
影响因素
行驶阻力的大小与汽车的质量、速度、行驶路况、车体形状和空气动力 学特性等因素有关。
汽车动力性的评价指标
01
02
03
最高车速
指在良好路面上，汽车能 达到的最高行驶速度。
加速时间
指在一定行驶距离内，汽 车从某一较低车速加速到 某一高速所需的时间。
最大爬坡度
指汽车满载时在良好路面 上以最低前进挡所能爬越 的最大坡度。
汽车动力性的影响因素
发动机特性
发动机的最大功率、最 大转矩以及相应的转速 等参数对汽车动力性有
汽车的加速时间分析
加速时间定义
01
指汽车从某一较低的车速加速到某一较高的车速所需的时间。
加速时间的影响因素
02
主要包括发动机扭矩、变速器挡位、汽车总质量、轮胎滚动半
径等。
加速时间的测试方法
03
通常在专业的汽车试验场进行，通过使用专业的测时仪器来测
量。
汽车的爬坡能力分析
爬坡能力定义
指汽车在良好的路面上所能克服的最大坡度。
04
汽车的动力性分析
汽车的最高车速分析
最高车速定义
指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能 达到的最大行驶速度。
最高车速的影响因素
主要包括发动机功率、变速器挡位、汽车总质量、空气阻力系数、 轮胎滚动半径等。

汽车理论最新版课件6.1-6.2

F2n Fq2I FxI L X nej2πnL
F3n Fq3I FyI Yn
F4n Fq4I FyI L Y nej2πnL
G11n G22n Gxx n
G33n G44n Gyyn
G12 n G34 n
G2*1n G4*3 n
Gxx nｅｊ2πnL Gyy nｅｊ2πnL
wd
1.00
wk
1.00
we
0.63
we
0.40
we
0.20
0.080 0.114 0.407 0.106 0.085 0.011
峰值 系数 5.0 4.7 5.5 4.9 5.0 4.5
16
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
频率加权函数和轴加权系数 European轿车上振动测量结果
位置 坐标轴 频率加 轴加权 加权加速度 峰值 名称 权函数 系数k 均方根值 系数
a0—参考加速度均方根值，a0 106 m / s2 。
14
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
（4）评价方法
Law和aw与人的主观感觉之间的关系
加权加速度均方根值aw <0.315
0.315～0.63 0.5 ～1.0 0.8 ～1.6 1.25 ～2.5 >2.0
加权振级Law 110
110 ～116 114 ～120 118 ～124 112 ～128
评价指标 加权加速度均方根值 撞击悬架限位的概率
行驶安全性
3
第六章 汽车的平顺性
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
➢本节将学习人体对振动的反应、人体坐 姿受振模型、平顺性的评价方法等。
4
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价

汽车理论课件第一章汽车的动力性与绪论


汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
27
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Ft
Tt r
r与FX2一样，T在t受力T 图上f 画不出来。
FX2
Tt Tf rr
Ft Ff
Ft F f
汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
28
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
滚动阻力系数f=f(路面、车速、轮胎)，由实验测定或由经验公式估算。 在动力性分析中常不考虑由于转弯增加的阻力。
）
前两项在任何行驶条件下均存在，后两项在一定行驶条件下才存f在。 ｗ i j
滚动阻力
产生：轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失，损失的能量消失在轮胎各组成部分相互间的摩擦及橡胶、
帘线等物质分子间摩擦，即弹性物质的迟滞损失。
汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
24
汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
25
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
行驶阻力——滚动、空气、加速、坡度。
பைடு நூலகம்
汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
13
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
一、汽车的驱动力
Ft
Tt r
Tt Ttq*ig*i0*T
Ft Ttq*igr*i0*T
汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
14
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
由发动机的转速特性来确定转矩
（1）转速特性曲线 性曲线 ）
Ft Fz
（必要与充分条件）
F z
F f F wF iF t F z
汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
48
第三节 汽车行驶的驱动-附着条件、汽车的附着力

汽车理论课件 第1章汽车动力性


规格严格 功夫到家
1.1.2 汽车加速能力
➢ 7种发动机排量在2.0L~2.5L的中型轿车的0~100km/h的加 速时间如图4所示。
可以看出，它们的 原地起步加速时间 都在10s之内。
图4 中型轿车原地起步加速时间
2021/4/17
汽车理论 第 10 页
（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
规格严格 功夫到家
汽车理论
第1章 汽车动力性
2021/4/17
汽车理论 第 1 页
（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
规格严格 功夫到家
1.1.2 汽车加速能力
➢ 7种发动机排量在1.6L的紧凑型轿车的0~100km/h的加速时 间如图5所示。
主要 用于 汽车 定型
2021/4/17
图1 汽车动力性评价指标
主要用于评 价汽车动力 性的变化， 保障汽车处 于良好技术 状态。
汽车理论 第 4 页
（威海） 汽车工程学院
HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING
规格严格 功夫到家
可以看出，在同级 别车型中，汽车最 高车速并不一定完 全与发动机排量成 正比，它还取决于 传动系传动比。
图2 中型轿车的最高车速
2021/4/17
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同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎规格示例
同济大学,汽车学院 左曙光教ห้องสมุดไป่ตู้教案
速度标记
速度标记 （GSY）
F M P Q
最高车速 （km/h）
80 130 150 160
速度标记 （GSY）
R S T H
最高车速 （km/h）
170 180 190 210
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
负荷指数（L1）
f
一般的沥青或水泥路 0.018~0.020
碎石路
0.020~0.025
压紧土路、干燥路面 0.025~0.035
汽车理论
左曙光
电话: 69589233 (办) 办公室: 新能源汽车工程中心313室
2013年9月
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
发动机
电子电 器
车身
发动 机
转向 系统
行驶 系统
其它：车身、仪表及显示、照明与信号、电气 与电子系统、空调、取暖及通风、雨刷……
制动 系统
传动系 统
设计最优性能的汽车
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车理论的整体内容
汽车行驶过程的力学特性分析 汽车的主要性能与评价指标 汽车整车动力参数的选定与匹配
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车理论的参考书、方法及要求
汽车理论，机械工业出版社，余志生主编 2007年5 月（第五版）
汽车理论，人民交通出版社，吴光强主编 2007年2月
意义
Fx
纵向力
地面对轮胎的反作用力眼坐标系x轴的分量
Fy
侧向力
地面对轮胎的反作用力沿坐标系y轴的分量
Fz
法向力
地面对轮胎的反作用力沿坐标系z轴的分量
Tx 翻转力矩
地面对轮胎反作用力绕x轴产生的力矩
Ty 滚动阻力矩
地面对轮胎反作用力绕x轴产生的力矩
Tz 回正力矩
地面对轮胎反作用力绕x轴产生的力矩
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
传动系统
行驶系统
制动系统 转向系 统
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车构造 是什么？(树木)
区别
高级阶段
汽车理论
为什么？（森林）
1. 汽车的结构及组成形式 2. 零部件的功用 3. 总成及零部件的工程过程
整车性能和 评价
(数学及力学 上的为 什么)
1. 强劲的动力性 2. 优良的经济性 3. 可靠的制动性 4. 安全的操稳性 5. 舒适的平顺性 6. 方便的通过性
2. 综合运用能力评价占30%. 综合能力评价以小组团队完成综合项目的相关工作评价，以汽车理论教学
小组教师测评团，通过专题介绍和答辩评定，各小组内成员的综合成绩由整 体小组成绩决定。突出创新性及完整性
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
第一章:轮胎力学与空气动力学
空气阻力
轮胎六分力
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎主要功用
轮胎是连接汽车车身与道路的唯一部件，其基本职 能是支承车辆重量、传递驱动和制动力矩，吸振以 及保证转向稳定性。汽车的运动依赖于轮胎所受的 力。
轮胎力学是研究轮胎受力、变形和运动响应之间关 系的，它的主要任务是建立精确实用的数学模型， 描述轮胎的力学特性。（研究生学习）
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
M f Fz a 滚动阻力系数
Fax
Mf r
Fz
a r
f a r
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
驱动轮胎的实际纵向力
FX2r Tt T f
T T t f
F F F X 2 r r
t
f
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
滚动阻力系数
地 面 类型
f
良好的沥青或水泥路 0.010~0.018
70
335
85
515
100
800
56
224
71
345
86
530
101
825
57
230
72
355
87
545
102
850
58
236
73
365
88
560
103
875
59
243
74
375
89
580
104
900
60
250
75
387
90
600
105
925
61
257
76
400
91
615
106
950
62
265
77
412
L1 承载能力（kg） L1 承载能力（kg） L1 承载能力（kg） L1 承载能力（kg）
50
190
65
290
80
450
95
690
51
195
66
300
81
462
96
710
52
200
67
307
82
475
97
730
53
206
68
315
83
487
98
750
54
212
69
325
84
500
99
775
55
218
二、轮胎的种类及规格组成
扁平率: 扁平率是指轮胎断面高相对轮胎断 面宽所占的比例。扁平率越小，轮胎承受侧
向力的能力越强。
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
二、轮胎的种类及规格组成
典型轮胎种类:
1、普通斜线胎 2、 子午线轮胎
轮胎规格组成：
轮胎宽度（mm） 扁平率（%） 轮胎结构形式 轮辋直径（in或mm） 工作标记（速度标记GSY 负荷指数L1）
一、轮胎的要求
有足够的强度和寿命、气密性好，保持行驶安 全
良好的弹性和阻尼特性，噪声小，保证乘坐舒 适和安全
胎面花纹要增强与地面的附着性，保证必要的 驱动力和制动效能
轮胎行驶时，材料中摩擦损失或迟滞损失要小， 保证滚动阻力小
轮胎侧偏特性好，保证转向灵敏和良好的方向 稳定性
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
92
630
107
975
63
272
78
425
93
650
108
1000
64
280
79
437
94
670
109
1030
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
普通斜交胎与子午线轮胎在受侧向力时的比较
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
三、作用在轮胎上的力和力矩
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎六分力
符号 名 称
轮胎纵向动力学特性
从动轮胎受力
驱动轮胎受力
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车轮胎与地面接触变形
固体的变形曲线
土壤的压挤变形
9.00—20轮胎的径向变形曲线
轮胎静止时的受力
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎的滚动阻力的产生
轮胎力与变形关系
轮胎滚动阻力形成
垂直作用力在车轮滚动过程中对
车轮中产生个阻力矩
学习方法：1、上课做笔记（重点） 要求：1、学生需来上课
2、看参考书和自学
2、平时成绩参考
3、做章节习题和综合题
3、考试资格参考
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
课程教学具体设计方案
• 4、学生成绩评定方案
成绩评定实行书面考试与综合能力相结合、课程表现与期末考试相对方式， 其中：
1. 课程知识学习成绩占总评的70%， • 平时到校课成绩：10% • 课后作业成绩：10% • 期末考试成绩：50%