汽车理论：第二章 汽车的动力性 各种外力.ppt

第二章汽车的动力性(作用于汽车的各种外力) 本章首先阐述汽车驱动力、各种行驶阻力、附着力及地面法向反作用力，建立驱动与附着条件及汽车驱动力平衡方程。 这些内容是分析汽车动力性的基础。 汽车在行驶过程中受到各种外力的作用 沿汽车行驶方向作用于汽车的外力有驱动力和行驶阻力； 在垂直于地面方向作用于汽车的外力，有重力垂直于地面方向的分力和地面对车轮的法向反作用力； 汽车横向平面内水平方向上的侧向力。 汽车的运动状态取决于作用在汽车上的各种外力之间的关系。 汽车的动力性决定于汽车的驱动力、行驶阻力及附着力之间的关系。 第一节 汽车的驱动力 一、汽车的驱动力 (一)驱动力的产生 动力传递路线：发动机（ ）→离合器（ ）→变速器（ ）→万向节传动轴（ ）→主减速器（ ）→差速器（ ）→半轴→车轮（ ） 作用于驱动轮上的转矩： N.m 汽车的传动系统 轿车的传动系统 驱动力 驱动力： N （1-1） 则： N 式中: —发动机的有效扭矩，N．m; —变速器传动比； —主减速器传动比； — 传动系的机械效率; —作用于驱动轮的转矩，N．m; —车轮半径，m。 图1-1汽车的驱动力 (二) 与发动机扭矩 的关系 是由发动机产生经传动系传至驱动轮的扭矩，由传动过程可知： N．m (1-2) 将式(1-2)代入 得汽车的驱动力 N.m （1-3） 由上式可知，汽车的驱动力与发动机的扭矩、传动系的各传动比及传动系的机械效率成正比，与车轮半径成反比。 因为 N.m 故 N 式中： —发动机在转速为n时的功率，kW。 二、汽车的驱动力图 表示汽车驱动力 与车速 之间函数关系的曲线即 曲线，通常称为汽车的驱动力图。驱动力图的作法如下： 驱动力图的纵坐标为汽车的驱动力 ，横坐标为车速 。 车速 与发动机转速 的换算关系如下。 汽车的速度常用 表示，则 做 曲线图(汽车的驱动力图) 发动机的速度特性 如将发动机的功率、转矩以及燃油消耗率凸与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机速度特性曲线或简称为发动机特性曲线。 发动机节气门全开(或高压油泵在最大供油量位置)，则此特性曲线称为发动机外特性曲线； 节气门部分开启(或部分供油)，则称为发动机部分负荷特性曲线。 发动机制造厂提供的发动机特性曲线，有时是在试验台上未带水泵、发电机等条件下测得的。带上全部附件设备时的发动机特性曲线称为使用外特性曲线。 发动机外特性曲线 使用外特性曲线的功率小于外特性的功率 使用外特性曲线的功率小于外特性的功率。 一般汽油发动机使用外特性的最大功率比外特性的最大功率约小15～25％； 货车柴油机的使用外特性最大功率约小5～10％； 轿车与轻型汽车柴油机约小10～15％。 将外特性曲线转化成数据 为了便于计算，常采用多项式来描述由试验台测得的、接近于抛物线的发动机转矩曲线，即 式中，系数 可由最小二乘法来确定；拟合阶数 随特性曲线而异，一般在2、3、4、5中选取。 例如，北京内燃机总厂生产的492Q发动机，由试验测得的转矩特性为： 经验公式计算发动机外特性： 1、计算汽油发动机外特性 已知给定最大功率 及其相应的曲轴转速 。 2、计算柴油发动机外特性 已知给定最大功率 及其相应的曲轴转速 。 （1）直接喷射柴油机的外特性 （2）有预燃室的柴油机外特性 3、已知给定最大功率 及其相应的曲轴转速 ；最大转矩 及其相应的曲轴转速 计算。 对应于不同的档位，有不同的驱动力曲线，如图1-2所示。由图可见，在不同档位下， 曲线对应的速度区间也不同。 三、传动系的机械效率 发动机产生的功率 ，经传动系传至驱动轮的过程中，必须克服传动系各机构的各种阻力，因而消耗一部分功率，称为传动系的功率损失 。 由离合器，变速器、万向传动机构及主减速器的功率损失组成。其中变速器和主减速器的功率损失所占比例最大。 传动