《汽车的动力性》PPT课件.ppt

,第一章 汽车的动力性,第一章 汽车的动力性,汽车的动力性,良好的路面,直线行驶,平均行驶速度,运输效率等,最基本的性能,纵向受力,行驶方程式,动力性评价指标,第一节 汽车的动力性指标,汽车动力性指标的要素,汽车能爬上的最大坡度,汽车的最高车速,汽车的加速时间,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,汽车的动力性,汽车行驶方向的运动状态,汽车的纵向外力,驱动力与行驶阻力,汽车的行驶方程式,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,汽车动力传动过程,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,发动机,变速器 减速器等,传动系,驱动轮,驱动力,行驶阻力,滚动阻力,坡度阻力,加速阻力,空气阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,一、汽车的驱动力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,输入功率机械效率输出功率,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,发动机的转速特性,发动机的外特性曲线,发动机的使用外特性曲线,发动机的部分特性曲线,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,发动机特性曲线,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,kw,Nm,r/min,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,典型汽车发动机外特性曲线,近似的发动机转矩多项式描述,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,“发动机性能曲线”图中能看出什么？,发动机性能曲线 通过发动机性能曲线，可以明白相应发动机的转数、输出功率和扭矩。发动机的转数是指发动机在单位时间（分钟）内的旋转圈数，一般用rpm表示单位。右图为发动机性能曲线图，图中的横轴上标有转数值，右边的纵轴上标有扭矩值，左侧纵轴上标有输出功率值。图中的红色曲线，表示发动机在特定转速下的相应输出功率，它基本呈直线延伸的状态；蓝色曲线表示发动机在特定转速下的相应扭矩值，它的变化比较平缓。输出功率和扭矩发动机的输出功率和扭矩，在产品说明书中一般以KW和Nm来表示。最大功率是指发动机所能够产生的最大动力输出，把它与转速结合起来表示。比如：68kW/6000rpm。功率是指发动机工作的效率，用其产生的扭矩乘以相应的转数而计算出来。转数越高意味着输出功率越大，但转速过高时通常会出现回落。扭矩是表示发动机所输出的旋转力量，它的表现方式与功率相同，用具体数字与转速一起表示。比如：Nm/3200rpm。扭矩影响着汽车起动、加速的性能以及牵引能力、爬坡性能和经济性。,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,传动系的机械效率,等速行驶工况,功率输入Pin,功率输出PT,传动系,变速器、减速器等,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,传动系的功率损失,机械损失,液力损失,摩擦,润滑油,齿轮传动副之间,轴承摩擦,。,润滑油的搅动,润滑油与零件之间的表面摩擦,。,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,传动系效率的检测,0.90.92 轿车,0.820.85 货车与客车,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,车轮的半径,自由半径,静力半径,滚动半径,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,滚动半径的理论计算,滚动半径的近似计算,一般近似,欧洲轮胎于轮辋技术协会（ETRTO）,德国橡胶企业协会,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,汽车的驱动力图,发动机外特性曲线 Pe，Ttq n,传动系的传动 ig，i0,传动效率T,车轮半径 r,汽车行驶速度 ua,发动机转速 n,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,货车的驱动力图,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,二、汽车的行驶阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,滚动阻力,轮胎/路面接触,轮胎变形,载荷,迟滞损失,阻力偶,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,C,A,D,E,加载,卸载,WC,WD,拖距 a,滚动阻力偶矩,迟滞现象分析,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,从动轮滚动时的受力情况,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,等速行驶,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,推荐使用的滚动摩擦系数,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,驱动轮滚动时的受力情况,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,空气阻力,汽车行驶,空气作用,空气阻力,压力阻力（法向力）,摩擦阻力（切向力）,形状阻力,内循环阻力,诱导阻力,干挠阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,空气阻力的计算,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,坡度阻力,汽车上坡行驶,汽车重力沿坡道的分力,坡度阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,坡度与坡度角的关系,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,道路阻力,坡度阻力,滚动阻力,道路阻力系数,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,加速阻力,汽车加速行驶,克服加速运动的惯性力,加速阻力,汽车质量,平移质量,旋转质量,平移惯性力,惯性力偶矩,汽车加速行驶,汽车旋转质量换算系数,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,汽车旋转质量换算系数,功率方程,汽车动能,汽车旋转质量换算系数,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,发动机功率,外力的功率,摩擦阻力的功率,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,发动机转速,车轮转速,传动系,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,转动惯量,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,加速时飞轮的转矩,传动系输入转矩,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,半轴施加于驱动轮的转矩,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,摩擦阻力转矩,摩擦阻力转矩换算到车轮周缘的摩擦阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,汽车的动能,功率方程,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,整理上式得,加速阻力为,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,汽车旋转质量换算系数,固定传动比变速器的加速阻力为,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,轿车旋转质量与传动比的关系,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,三、汽车的行驶方程式,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,一、驱动力行驶阻力平衡图,有固定传动比的汽车行驶方程式,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车驱动力行驶阻力平衡图,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,行驶方程式,汽车的基本参数,汽车的动力性能,最高车速,加速能力,爬坡能力,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,最高车速的确定,驱动力,行驶阻力,加速时间的确定,最低稳定车速,一定的距离（0400m）一定的速度（80umax）,加速时间,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的加速度曲线（a ua）,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的加速度曲线（a ua）,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的加速度倒数曲线（1/a ua）,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的加速度倒数曲线（1/a ua）,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,加速时间的积分方法,1/a ua 曲线,加速时间,矩形积分,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,BJ130汽车的加速时间曲线,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,爬坡能力的确定,驱动力Ft,空气阻力Fw,滚动阻力Ff,爬坡能力,等速,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,典型的汽车爬坡度车速曲线（i ua）,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,二、汽车的动力特性图,动力因素,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的动力特性图（D ua）,Ft ua,D ua,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,典型的汽车的动力特性图（D ua）,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,第三节 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的动力特性图（D ua）,最高车速的确定,最大爬坡度的确定,阻力曲线,加速时间的确定,精确,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,一、汽车行驶的附着条件,驱动力大,动力性强,驱动力大,足够的附着力（切向力）,动力性强,满足轮胎与地面的附着条件,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,地面对轮胎的作用力,切向的作用力,极限值,附着力,附着力大小的计算,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,汽车行驶的附着条件,对于驱动轮,驱动力,附着力,附着率,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,二、汽车的附着力与地面的反作用力,汽车的附着力,地面附着系数,法向反作用力,路面的种类和状况,行驶车速,车轮的运动状况,汽车的总体布置,行驶的状况,车身的形状,道路的坡度,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,汽车加速上坡时的受力图,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,整理后得,对后轮与路面的接触中心取矩,静态分量,动态分量,空气升力,滚动阻力偶,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,对前轮与路面的接触中心取矩,整理后得,静态分量,动态分量,空气升力,滚动阻力偶,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前、后轮法向反力的构成,静态分量,空气升力,动态分量,滚动阻力偶,法向反作用力,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,典型轿车前、后升力系数的比较,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,简化的前、后轮的法向反力,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力,作用在驱动轮上的切向作用力,汽车行驶工况的受力图,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前轮驱动汽车加速上坡时的受力图,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,从动轮受力分析,在X方向,对中心取矩,忽略,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,车身受力分析,在X方向,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,驱动轮受力分析,在X方向,与Fj区别,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,后轮驱动汽车,作用在驱动轮上的切向作用力,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,四、附着率,附着率,直线行驶,充分发挥驱动力,最低的附着系数,汽车的行驶工况,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,附着率,附着率的计算,地面切向反作用力,地面法向反作用力,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,加速上坡行驶时的附着率（后轮驱动）,后驱动轮的附着率,忽略滚动阻力和空气阻力,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,等效坡度,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前驱动轮的附着率,加速上坡行驶时的附着率（前轮驱动）,忽略滚动阻力和空气阻力,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,等效坡度,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,不同驱动形式汽车的等效坡度与地面附着系数曲线（q）,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,四轮驱动,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,附着系数与汽车速度曲线（C2 ua）,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,高速行驶时的附着率,后驱动轮的附着率,忽略坡度阻力和加速阻力,第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,地面反力与车速的关系曲线（FX2,FZ2 ua）,附着系数与车速的关系曲线（C2 ua）,第五节 汽车的功率平衡,汽车行驶状态,驱动力,行驶阻力,行驶阻力功率,发动机功率,第五节 汽车的功率平衡,发动机功率,行驶阻力功率,滚动阻力功率Pf,空气阻力功率Pw,坡度阻力功率Pi,加速阻力功率Pj,第五节 汽车的功率平衡,f随车速ua的增大，Pf 的增加更快,Pw是车速ua的三次函数,第五节 汽车的功率平衡,汽车功率平衡图,发动机功率 Pe,阻力功率(Pf+Pw)/T,车速ua,发动机外特性曲线（Pe n）,ua=0.377nr/igi0,第五节 汽车的功率平衡,汽车的功率平衡图,第五节 汽车的功率平衡,汽车的后备功率,一定的速度等速行驶,阻力功率(Pf+Pw)/T,发动机功率Pe,节气门某一开度,后备功率,节气门全开,第五节 汽车的功率平衡,汽车的后备功率图（P ua）,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,变速器ig,分级式变速器,无级式变速器,液力变矩器,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,发动机的外特性比较,活塞式内燃机,等功率发动机,活塞式蒸气机,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,功率平衡与驱动力行驶阻力平衡图,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,活塞式内燃机,优点,缺点,改进措施,分级式变速器,无级式变速器,体积小,重量轻,价格便宜,燃料供应方便,后备功率小,等功率发动机的性能,ig=0.377npr/i0ua,传动效率非常高,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,活塞式内燃机变速器的汽车与等功率汽车性能比较,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,无级式变速器,液力变矩器,动液传动,三挡或四挡AMT,转矩变化范围小,改善汽车的性能,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器简图,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的特性无因次特性,无因次特性,变矩比K,效率,p i 特性,泵轮转矩系数,涡轮输出转矩,泵轮输入转矩,速比,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的特性无因次特性,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,变矩比K,效率,泵轮转矩系数p,变矩器台架试验,Tp,TT,np,nT,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的透过性,泵轮转矩系数p,速比i,p不随i变化,p随i变化,非透过性,透过性,泵轮载荷变化情况与涡轮载荷的关系,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的非透过性曲线,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,非透过性变矩器,发动机的转速,曲线的交点,阻力变化,汽车的运动状态变化,发动机的转速不变,汽车的运动状态变化,涡轮转矩变化,涡轮轴的转速改变,负载,泵轮转速,非透过性,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的透过性曲线,透过性液力变矩器扩展了发动机运转的转速范围和相应的转矩范围,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,透过度p,涡轮不动时，泵轮的转矩和转矩系数,K=1时，泵轮的转矩和转矩系数,非透过性,透过性,p=1 1.2,p 1.2,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的输出特性,发动机外特性曲线Ttq n,涡轮输出功率TT,涡轮输出转速nT,液力变矩器的输出特性,汽车的动力性,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,非透过性液力变矩器的输出特性,透过性液力变矩器的输出特性,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,非透过性液力变矩器与透过性液力变矩器的比较,P33 主要从其效率方面入手,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,液力耦合器,nT的转速增加,Tt逐渐减小,TtTp时，处于不利的工况,液力耦合器工况（Tt=Tp）,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,汽车动力性计算（装有液力变矩器）,涡轮上的转矩,涡轮上的转速,车速公式,TT,nT,Ua=0.377rnT/i,液力变矩器后面传动装置的传动比,驱动力公式,Ft=TTiT/r,汽车的驱动力图,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,汽车的驱动力图,第六节 装有液力变矩器汽车的动力性,装有液力变矩器汽车的特点,