汽车的驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图
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1.3 汽车驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图1.3.1 驱动力—行驶阻力平衡图前面得到汽车的行驶方程式为t f i W F F F F F j =+++或 2021.15tq g TD a T i i C Au du Gf Gi m r dtηδ=+++ 此方程表明了汽车行驶时,驱动力和各行驶阻力之间的平衡关系。
当发动机转速特性、变速器传动比、主减速比、机械效率、车轮半径、空气阻力系数、汽车迎风面积及汽车总质量等初步确定后,便可利用此式分析汽车在良好路面(沥青、混凝土路面)上的行驶能力,即确定节流阀全开时,汽车能达到的最高车速、加速能力和爬坡能力。
为了清晰而形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系,一般是采用汽车行驶方程式用图解法来进行分析的。
汽车的驱动力-行驶阻力平衡图就是最基本的一种,将汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力叠加后画在驱动力图上,并表明该叠加量随车速的变化关系曲线。
图1-9即为一具有五挡变速器汽车的驱动力-行驶阻力平衡图。
1.3.2 利用驱动力—行驶阻力平衡图图解汽车动力性指标1.3.2.1 最高车速汽车的最高车速是指汽车在无风的条件下,在水平、良好的路面上,节流阀全开,变速器置于最高挡所能达到的车速。
根据汽车行驶方程j i W f t F F F F F +++=此时,,,0=i F 0=j F W f t F F F +=,即驱动力-行驶阻力平衡图上曲线(此时为最高挡驱动力曲线)与t F 5t F W f F F +曲线的交点对应的车速,就是最高车速(图中为175km/h )。
从图中还可以看出,当车速低于最高车速时,驱动力大于行驶阻力,这样,汽车就可以利用剩下来的驱动力加速或爬坡,或牵引挂车。
当需要在119km/h 等速行驶时,驾驶员可以关小节流阀开度(图中虚线),此时发动机只用部分负荷特性工作,相应地得到虚线所示驱动力曲线,以使汽车达到新的平衡。
1.3.2.2 汽车的加速能力汽车的加速能力可用它在水平良好路面上行驶时,能产生的加速度来评价。
汽车理论考虑题 20211. 汽车动力性的评价指标及定义【定义: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,所能到达的平均行驶速度。
评价指标:最高车速 加速时间 最大爬坡度】2. 应用汽车的行驶方程求取动力性指标的方法。
3. 比较三种不同形式的汽车行驶方程的异同。
4. 汽车的驱动力图,驱动力—行驶阻力平衡图,动力特性图及功率平衡图的绘制方法。
5. 发动机特性曲线有哪几种?[部分负荷特性曲线 速度特性曲线]6. 汽车的驱动附着条件。
[作用在驱动轮上的转矩产生的地面切向反作用不能大于附着力]7. 滚动阻力产生的原因。
【轮胎与路面接触区域产生的法向、切向互相作用力】8. 空气阻力由哪几部分组成?【压力阻力:形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力 摩擦阻力】9. 不同驱动形式汽车由地面决定的最大等效坡度。
[后驱L h L a q g -=ϕ 前驱 L h L b q g +=ϕ ]10. 在加速上坡时,四轮驱动汽车前、后轮的转矩如何分配,才能充分利用地面附着条件?【后轴转矩分配系数t2 t1t2T T T +=ψ】11. 画出驱动轮在匀速和加速运开工况下的受力图,并推导地面切向力的表达式。
12. 汽车燃油经济性的评价指标。
【汽车行驶百公里的燃油消耗量、一定燃油量能使汽车行驶的里程。
】13. 汽车等速百公里油耗的计算方法。
【Qs= P e U a ρg 】14. 发动机负荷率与汽车燃油经济性的关系。
【负荷率越高,燃油经济性越高】15. 我国规定商用车、城市客车以及轻型汽车测定燃油经济性分别采用哪种循环行驶工况?16. 要节省燃油消耗,应如何选择行驶车速和挡位,为什么?【接近低俗的中等车速 高档位】17. 什么是发动机的负荷特性曲线?万有特性曲线?【发动机的转速不变时,其性能指标随负荷的变化关系18. 利用发动机最小燃油消耗特性分析无级变速器省油的原因。
【〔1〕把各功率下最经济工况运转的转速与负荷率标明在外特性曲线图上便得到最小燃油消耗特性 〔2〕无级变速器应有的传动比i 与发动机转速n 及汽车行驶车速关系如下其中A 为常数,根据Pe=〔Pf+Pw 〕/T 由最小燃油消耗曲线可以求出发动机经济的工作转速ne ,将ua 、ne 带入上式,就得到无级变速器应有的传动比i 在同一值的路面上,不同车速时无级变速器应有的i 连成曲线就得到无级变速器的调节特性】19.混合动力电动汽车节油的主要原因?【①为了满足急加速、以很高车速行驶行驶与快速上坡对驱动功率的要求,传统的内燃机汽车所装备的发动机功率往往相当很大②在汽车停车等候或低速滑行的等工况下关闭内燃机,几月燃油③利用发电机回收部分制动能量】20.确定传动系最大传动比主要考虑哪些因素?【最大爬坡度,附着率及汽车最低稳定车速】21.确定货车的功率与轿车的功率的方法有什么不同?22.为什么减小最小传动比可以进步汽车的燃油经济性?23.传动系各挡传动比理论上应怎样分配?实际上又是按什么原那么分配的,为什么?【按等比级数分配传动比1〕保证换挡平顺,无冲击2〕充分发挥发动机功率,功率利用区域大3〕有利于进步汽车的动力性。
湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY1-3 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图一、驱动力—行驶阻力图二、驱动力—行驶阻力图的应用三、动力特性图HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY驱动力-行驶阻力平衡图将汽车行驶方程式用图解法来进行分析,从而确定汽车的动力性。
HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY二.驱动力-行驶阻力图的应用1、确定汽车的最高车速2、确定汽车的剩余驱动力3、确定汽车的加速能力4、确定汽车的爬坡能力湖北汽车工业学院汽车工程系HBQYa) 若汽车最高挡驱动力F t5 与F f +F w 曲线有交点,则交点处的车速即为汽车最高车速u amax 。
HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY各F t 曲线与(F f +F w )曲线之间所夹的垂直线段,表示剩余驱动力,可作为加速、爬坡或拖挂的牵引力。
2、确定剩余驱动力HBQY湖北汽车工业学院汽车工程系HBQY汽车的加速度曲线3、确定汽车的加速能力HBQYb.加速时间的计算du aj = dtunt=u0∫1 du aj图解法近似计算步骤: (1)由aj-ua → 1/aj-ua(加速度倒数曲线)湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile加速时间的计算HBQY(2) 分段求面积,即 速度区间的加速时间 ∆1 、∆2 、∆3 、… ,然 后计算∆1、∆1+∆2 、 ∆ 1+∆2+∆3 、 … ,即得从 u0→u1、u0→u2、…的加 速时间。
注意:若选择横坐标amm=1km/h,纵坐标bmm=1s2/m作为比例尺, 则 ∆t=∆/(3.6ab)湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile加速时间的计算HBQY(3)作出t-ua曲线。
注意:1).换档时车速不变。
第一章 汽车动力性第三节 汽车动力性分析一、驱动力—行驶阻力平衡图、动力特性图和功率平衡图作用于驱动轮上的驱动力t F 为s t g 0t dT i i F r h =(1-14)式中:s T —使用状态的发动机转矩;t h —传动系机械效率,见表1-6;0,g i i —变速器和主减速器的速比;d r—车轮滚动半径。
汽车速度与发动机转速及传动系参数的关系式为a r g 023.60.37760nrnv r i i p =ᄏ,km/h(1-15)式中:a v —汽车速度,km/h ;r r —车轮滚动半径,m ;n —发动机转速,r/min 。
车轮滚动半径=滚动圆周长/2p 。
对子午线轮胎可取r r =0.97×自由半径,对斜交轮胎取r r =0.95×自由半径。
车轮滚动半径是指车轮承受铅垂载荷和转矩时的半径,在硬路面上近似与单纯承受铅垂载荷的静力半径相等,其经验计算式为()[]λ-+=12/0254.0d b d r ,m (1-16)式中:d r —车轮滚动半径,m ;d —轮辋直径,m ;b —轮胎宽度,m ;λ—轮胎径向变形系数,额定胎荷时可取为0.1~0.16。
由发动机使用外特性曲线,按不同挡位,可绘制各挡的驱动力—车速曲线图,如图1-47所示。
同时在图上还画出了常见行驶阻力曲线f w F F +,这样就构成了驱动力—行驶阻力平衡图。
图1-47 驱动力-行驶阻力平衡图图1-48 动力特性图在阻力曲线与驱动力曲线的交点即有t f w F F F =+,车辆可在该车速下匀速行驶。
动力特性图是指动力因数—车速关系曲线(图1-48)。
动力因数定义为t w F F D G-= (1-17)利用动力特性图可以比较不同车重和空气阻力的车辆的动力性能。
驱动轮发出的驱动功率:t t sP P h =式中:P s —发动机使用状态下的功率。
图1-49 功率平衡图由于不同挡位对应的车速范围不同,各挡的车轮驱动功率与车速的关系曲线亦不同(图1-49所示)。
汽车理论复习题第一章1.✯影响汽车动力性的因素有哪些?答:通过汽车行驶方程式可以看出,发动机的有效扭矩、传动效率、整车自重、滚动阻力系数、空气阻力系数、和迎风面积都会影响汽车的动力性。
2.可以用来分析评价汽车动力性的方法(曲线图)有哪些?说明三种汽车动力性评价方法的适用范围? 答:驱动力-行驶阻力平衡图、动力特性图、功率平衡图1、驱动力-行驶阻力平衡图适于分析同吨位、同型车的动力性;2、动力特性图适于分析不同车型和吨位的汽车动力性;3、功率平衡图适于分析影响汽车动力性和燃油经济性的因素。
3.传动效率的影响因素。
转矩:传递Ttq大,虽然损失大,但损失所占的比重小,则ηT高啮合齿轮对数齿轮对数少,则损失小,直接挡ηT最高润滑油品质、温度、油面高度(过高,搅油损失大,过低,热容量小)、传动件的转速,低,则搅油损失小4.✯减小空气阻力的措施。
答:主要是降低C D值、减小汽车正迎风面积A。
降低C D值的要点:前部低,过渡平滑、后部:加扰流板,掠背式、底部:平整化,有盖板,向后应逐步升高,整车:俯视形状为腰鼓式、改进通风进口、出口位置、商用车顶部安装导流罩系统。
5.✯影响滚动阻力系数的因素。
影响滚动阻力系数的主要因素为:路面硬度、行驶车速、轮胎构造、材料、轮胎气压(滚阻系数 f 由实验确定,硬路面,气压高,子午胎,则 f 低;软路面,气压低,斜交胎,则 f 高。
车速低影响小,车速高则大。
)6.✯汽车空车和满载时的动力性有无变化,为什么?两种不同用途汽车的动力因数有可能相等吗,为什么?答:有变化。
汽车的动力性指汽车在良好路面上直线行驶时,由纵向外力决定的所能达到的平均行驶速度。
那只能是下坡的时候,12.6829度的坡,坡度是22.5%9.统计数字表明,装有0.5~2L 排量发动机的轿车,若是前置前驱,其平均的前轴负荷为汽车总重的61.5%;若是前置后驱,其平均的前轴负荷为汽车总重的55.7%。
设一汽车的轴距L=2.687m ,质心高度hg=0.57m 。