单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 汽车的动力性,6-1 汽车作用的力系,一、汽车的驱动力及其影响因素,二、汽车的行驶阻力分析,三、汽车行驶方程及驱动附着条件,6-2 汽车的动力性能,一、汽车的驱动力图及牵引平衡分析,二、汽车动力特性分析,三、汽车功率平衡分析,6-3 汽车机械传动系统速比分配,一、汽车发动机功率的选择,二、汽车传动系最小传动比的确定,三、汽车传动系最大传动比的确定,四、汽车传动系挡数的确定及各挡传动比的分配,五、变速器主要参数的选择,第七章 汽车的动力性6-1 汽车作用的力系,1,6-1 汽车作用的力系,30,汽车驱动力与行驶阻力的平衡,空气阻力,滚动阻力,地面驱动力,坡度阻力,F,k,=f(，G，M,k,),地面驱动力,车轮驱动力,附着重量,附着系数,汽车驱动力的影响因素,6-1 汽车作用的力系30汽车驱动力与行驶阻力的平衡空气,2,一、汽车的驱动力及其影响因素,F,k,R,k,M,k,一、汽车的驱动力及其影响因素FkRkMk,3,二、汽车的行驶阻力分析,F,f,来自车轮与路面相互作用的阻力，称为滚动阻力；,F,w,来自空气对车辆作用的阻力，称为空气阻力；,F,i,来自道路的坡度对汽车行驶所产生的阻力，称为坡度阻力；,F,j,来自车辆加速行驶的阻力，称为加速阻力；,1.滚动阻力分析,来自路面的变形的阻力；,H变形,W重力,O,卸载,加载,H变形,W重力,O,卸载,加载,二、汽车的行驶阻力分析Ff来自车轮与路面相互作用的阻力，称,4,轮胎变形能耗分析,D,O,H变形,W重力,卸载,加载,内摩擦载荷,A,C,迟滞损失,W1,W2,W,M,k,W,Z,a,M,k,轮胎变形能耗分析DOH变形W重力卸载加载内摩擦载荷AC迟滞损,5,2.空气阻力构成,摩擦阻力：指空气粘度在车身表面产生的切向力在行驶方向的分力；该力仅占空气阻力总额的9，在航空和航天中其作为重点考虑对象，在地面一般车辆中可予以忽略。,压力阻力：指汽车外表面大气作用的法向压力在行驶方向的分力；根据阻力源的不同，压力阻力又分为：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力及诱导阻力。,形状阻力：由车身形状的不同而产生的空气阻力（主要由作用在汽车前、后两面的压力差所至），其占空气阻力总额的58；,干扰阻力：车身中局部突起部分（如：反光镜、车门把手等）产生的空气阻力，其占空气阻力总额的14；,内循环阻力：发动机进、排气系统、冷却系、车身通风系统等所需要和产生的空气流流经车体内部所产生的阻力，其占空气阻力总额的12；,诱导阻力：空气升力在水平方向的投影（主要由作用在车身上、下两面的压力差所至），其占空气阻力总额的7；,2.空气阻力构成摩擦阻力：指空气粘度在车身表面产生的切向力,6,汽车形状对空气阻力的影响,汽车形状对空气阻力的影响,7,坡度阻力分析,F,i,GsinGtgGI,坡度阻力分析FiGsinGtgGI,8,加速阻力分析,加速阻力,平动惯性力,转动惯性力,加速阻力分析加速阻力平动惯性力转动惯性力,9,三、汽车行驶方程,汽车驱动附着条件,三、汽车行驶方程汽车驱动附着条件,10,一、汽车的驱动力图及牵引分析,60,最高车速,最低稳定,车速,后备牵引力,一、汽车的驱动力图及牵引分析60最高车速最低稳定后备牵引力,11,二、汽车动力特性分析,汽车动力特性：,指汽车机动能力,汽车的最高车速,汽车的最大爬坡度,汽车的加速能力,汽车动力因素：,指汽车所具有的单位重量第二牵引力,二、汽车动力特性分析汽车动力特性：汽车的最高车速汽车的最大爬,12,汽车的动力特性图,D,olmax,f,D,lmax,D,O,V,V,max,最高车速,挡最大,动力因素,直接挡最大,动力因素,汽车的动力特性图DolmaxfDlmaxDOVVma,13,三、汽车功率平衡分析,P,n,O,P,m,n,m,行驶阻力消耗的功率,各挡发出的牵引功率,三、汽车功率平衡分析PnOPmnm行驶阻力消耗的功率各挡发出,14,一、确定发动机功率,汽车所需要的发动机功率可由汽车最高车速计算得出，具体计算步骤如下：,根据系统需要和可能的行驶条件确定汽车的最高车速V,max,，一般考虑道路等级、车流速度、运输效率等因素；一般货车在100km/h左右，轿车在150km/h左右。,初步估算空气阻力系数及汽车的迎风面积，具体可参考下列表格：,车型,迎风面积（m,2,）,空气阻力系数（C,D,）,轿车,1.72.1,0.300.41,货车,3.07.0,0.601.00,客车,4.07.0,0.500.80,初步确定汽车总质量G并由公式计算相应最高车速所需要的功率P,e,；,1.公式法确定发动机功率,2.类比法确定发动机功率,一、确定发动机功率汽车所需要的发动机功率可由汽车最高车速计算,15,二、汽车最小传动比的确定,1,汽车传动系最小传动比确定的先决条件,发动机选型已经确定，发动机的外特性曲线为已知条件；,汽车最高车速V,max,已经确定，汽车驱动轮参数R,k,已经确定；,2,按发动机最大功率点初步估算最小传动比,按发动机最大功率点的转速n,p,确定汽车最高车速点；,按汽车最高车速点由公式计算汽车最小传动比i,min,；,根据最高车速公式：,二、汽车最小传动比的确定1 汽车传动系最小传动比确定的先决,16,最小传动比对最高车速影响,最小传动比对汽车性能影响,i,1,i,2,i,3,v,2min,v,1min,v,3min,具有最大的,贮备功率,最小传动比对最高车速影响最小传动比对汽车性能影响i1i2,17,三、最大传动比的确定,按爬坡能力确定最大传动比：,三、最大传动比的确定按爬坡能力确定最大传动比：,18,四、按等比级数分配传动比,1,汽车主传动器传动比i,o,的确定,一般汽车以主传动器的减速比作为汽车的最小传动比i,min,，也即直接挡传动的速,比为最小传动比i,min,。,对于轿车或轻型货车，可在直接挡上设有超速挡，可在空载或紧急情况时，以,更小的最小传动比运行。,2汽车传动系挡位数目的确定,传动系的挡数越多其机动性能越好，挡数多使发动机的动力性及经济性均增加,了发挥机会，但变速系统复杂，操作不便。挡数过少，不仅限制了发动机的性,能发挥，而且造成各挡之间的比值太大，致使发动机无法连续工作。,现一般轿车及货车的挡数多在5挡左右，以兼顾操作方便及发挥动力的综合效,果。对于总重在15吨以上的汽车，多采用带有副变速器的变速系统，其挡数一,般为25或26挡；越野汽车通常采用2挡分动器与5挡变速器组合的变速系统。,3汽车各挡传动比的分配,汽车的变速系统一般均采用等比级数分配传动比，一般分为直接挡为最高档型,和设有超速挡型两类变速系统。,四、按等比级数分配传动比 1 汽车主传动器传动比io的,19,传动比分配实例,传动比分配实例,20,按等比级数分配传动比的益处,等比级数分配传动比,V,1p,V,2m,V,2p,V,3m,V,3p,V,4m,l,按等比级数分配传动比，易于换挡、方便操作。,l,保证发动机工作在最有效的转速范围内（n,m,n,p,），有利于充分发挥发动机的功率，并使发动机工作在较经济的转速范围内。,按等比级数分配传动比的益处等比级数分配传动比V1pV2m,21,1.中心距的选择：由 确定中心距,K,为中心距系数，一般轿车,K=11,14,；货车,K=14,17,；,2.各挡齿轮模数的选择,轻型货车及轿车的模数：,m,2.5,3.5；,中型货车的模数一般在：,m,3.5,4.5；,重型货车的模数一般在：,m,4.5,6.0；,常合齿轮模数：,挡齿轮模数：,3.齿轮压力角及齿宽系数的选择,一般：,20,；齿宽：直齿：,b,（,4.5,8.0,）,m；,斜齿：,b,（,6.0,8.5,）,m,4.斜齿轮螺旋角的选择：一般,10,30,5.各挡齿轮齿数分配：按理论传动比分配齿数,五、变速器主要参数选择,1.中心距的选择：由 确定中心距五、变,22,第六章 课后复习题,1、,汽车驱动力的影响因素有哪些？,2、,汽车行驶阻力主要由哪些因素构成？,3、,何谓汽车行驶方程？汽车正常行驶的充分必要条件是,什么？,4、,如何绘制汽车的驱动力图？如何应用驱动力图分析汽,车性能？,5、,何为汽车的动力因素？如何绘制汽车的动力特性图？,6、,试述汽车行驶阻力的功率构成？何为功率平衡方程？,7、,如何分配汽车的变速比？,8、,变速器的主要参数如何确定？,第六章 课后复习题1、汽车驱动力的影响因素有哪些？,23,