汽车驱动力和行驶阻力课件.

F Ff Fw Fi Fj
Ff 滾動阻力 Fw 空氣阻力 Fi 坡度阻力 Fj 加速阻力
（一）滚动阻力 由轮胎的迟滞变形和路面变形引起。 迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力偶。
由平衡条件得 Fx1r Tf
故
Fx1
Tf r
Fz
a r
令 f a ，且考虑到
r
FZ 与 W 的 大 小 相 等 ， 常 将Fx1写作
a)
b)
2）车尾越细长，空阻越小，当然要与车头的形状配 合好。但车尾过长，车内空间利用差。
曾设想过两种缩短车尾的方法：做成拟流线体（图a） 和在适当长处将流线体截断（图b）。结果表明：后者有 较低的空气阻力系数。
从降低CD的角度出发，轿车总的发展趋势是流线型， 实现的细节可见教材。
车身尺寸与风阻
除车身形状外，人们发现汽车基本设计尺寸与空气 阻力之间存在着一定的关系。当然，轿车的基本尺寸是 考虑人体尺寸模型及功能两方面因素而定的，不可能按 风阻－汽车尺寸来确定。但了解两者的关系可以使设计 者适当兼顾到这两方面的要求。
空气阻力的测量——风洞试验
S
rr 2 nw
对汽车作动力学分析时，应该用静力半径rs ；而作 运动学分析时，应该用滚动半径rr 。但一般情况下不计 它们之间的差别，统称车轮半径，即
rs rr r
（四）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系 曲线Ft－ua称为汽车的驱动力图。发动机转速与来自车行驶速度之间的关系为ua
2 rn
igi0
60 1000
0.377
rn igi0
Ft
Te
n i0igt
r
n, i0 , ig
驱动力图中的驱动力是根据发动机外特性求得的， 它是使用各挡位时在一定车速下的汽车能发出的驱动力 的极值。实际行驶中，发动机常在节气门部分开启的情 况下工作，相应的驱动力要比它小些。

(Ff+Fw)-ua的作法: 若已知G、f、CD、A，假定汽车以不同车速等速 行驶按下式算出等速行驶时的总阻力值，将结果在 图上描点连线即得。
F f Fw Gf
2 C D Au a
21.15
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
3).确定加速能力
HBQY
D f i
du
g dt du g (D f ) dt
令i 0
根据动力特性图，可求出各档任何车速下的 D-f值，用上式计算出du/dt-ua关系，即可画 出各档的aj-ua曲线，再按照前面求加速度的 办法，作出加速时间曲线。
1).求最高车速
HBQY
则最高档 D与f曲线 交点对应 的车速即 为最高车 速uamax 。
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
2).求各档的爬坡能力
HBQY
D f i
du
g dt
du 令 0 dt
1.动力因数D
HBQY
Ft F f Fw Fi F j du Ft Fw F f Fi F j Gf cos G sin m dt G du G du G(f i) G g dt g dt Ft Fw du 称为道路阻力系数 G g dt
湖北汽车工业学院汽车工程系
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile

发动机
Ft
ua
5
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
1.发动机的转速特性
发动机的转速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）关系曲线。 外特性曲线 节气门开启程度的不同 部分负荷特性曲线
思 考
计算汽车动力性指标时，需要用什么特性曲线？
6
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Pe
Ttq n 9550
7
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
68
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
减小CD值要遵循的要点总结如下：
69
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
未来轿车的外形
70
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
6）货车和半挂车的空气阻力也很重要，不少货车驾驶
室上已装用导流板等装置，以减小空气阻力、节省燃油。
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。
15
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
4.汽车的驱动力图
依据下面两式Biblioteka Ft Ttqigi 0 T r
以及发动机外特性曲线
nr ua 0.377 ig i 0
尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。
46
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
在保险杠下面，应安装合适的扰流板。
47
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
车轮盖应与轮胎相平。
48
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
思考：F1方程式赛车为什么不用车轮盖？
49
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
2）整车
整个车身应向前倾1°～2°。
发动机转速特性曲线

算所得得半径。用作运动学分析。
rr
S
2nw
一般可不计差别： rs≈ rr ≈ r
4）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。 经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。
由式（1）得各档位的 Ft值。
发动机转速n与汽车行
驶速度ua间的关系
ua
0.377
rn ig io
单位 ua: km/h n: r/min r: m
之间的函数关系。用试验曲线或拟合多项式表达。
▪发动机外特性曲线：发动机 节气门置于全开位置
▪发动机部分负荷特性曲线： 发动机节气门置于部分开启位 置
台架试验特性曲线：发动 机台架试验时所获得的曲线。
使用外特性曲线：带上全 部附件时的外特性。与台架试 验特性相差5~15%。
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。
Ft≤ FZ ·φ 对后轮驱动汽车：
FX2/ FZ2 = Cφ2 φ， 式中， Cφ2——后轮驱动汽车驱动轮的附着率
对前轮驱动汽车，前轮驱动的附着率也不能大于 地面附着系数。
将驱动条件和附着条件连起来，有：
Ff+Fw+Fi≤Ft≤FZ·φ
此即汽车行驶的必要与充分条件，称为汽车行驶 的驱动-附着条件。
一、驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
2.表达式
Ft =Tt /r r—车轮半径
驱动轮转矩Tt与发动机转矩 Ttq的关系为：
故：
Ft
Ttq ig iot
r
3.表达式涉及的几项具体内容