第二章 汽车使用性能改进

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1、第二章 汽车使用性能学习内容： l 汽车动力性 l 汽车燃油经济性 l 汽车制动性 l 汽车操纵稳定性 l 汽车行驶平顺性 l 汽车通过性2-1 汽车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汽车动力性：是指汽车以最大可能的平均行驶速度运送货物或乘客的能力。 一、 汽车动力性评价指标汽车动力性指标的要素汽车的最大坡度汽车的最高车速汽车的加速时间汽车最高车速汽车最高车速Vmax：是指汽车在水平的良好路面（混凝土和沥青）上满载行驶所能达到的最高行驶速度。随着汽车工业的快速发展，汽车的最高车速有提高的趋势。轿车常行驶于良好的路面，追求高的动

2、力性，因此轿车的最高车速Vmax较高，其范围在140300 kmh，我国中级轿车的最高车速约为170230kmh。下表列出了几种轿车的最高车速。 最高车速车车型最高车车速 （km/h） 富康988EL 175 赛赛欧SL 170 本田雅阁阁2.3L 195 现现代XG30 220 车车型最高车车 速 （km/h ） 欧宝威达 3.2V6 247 奥迪A8 L 250 宝来1.8T 221 奔驰驰S 500 250 汽车加速时间 加速时间：通常用满载时的原地起步加速时间和超车加速时间来表示汽车的加速能力，单位为s。 原地起步加速时间是指汽车由档或档起步，并以最大的加速强度，选择恰当的换档时机逐步

3、换至最高档后到某一预定距离或车速所需的时间。一般常用0100 kmh的秒数来表明汽车的原地起步加速能力。其加速时间越短，则表示加速性能越好。轿车对原地起步加速时间特别重视，其加速时间短。超车加速时间是指用最高档或次高档由30km/h或40km/h全力加速行驶至某一高速所需的时间。这个时间越短，则表示加速性能越好，超车能力越强，超车时两车并行的行程较短，行驶安全性较高。加速时间加速时间车车型起步加速时间时间 （0 100 kmh）（s ） 富康988EL 15.3 赛赛欧SL 12.7 本田雅阁阁 2.3L 12.3 现现代XG30 10 车车型起步加速时间时间 （0 100 kmh）（ s）

4、欧宝威达 3.2V6 7.5 奥迪A8 L 5.5 宝来1.8T 8.7 奔驰驰S 500 7.1 汽车最大爬坡度imax最大爬坡度：是指汽车在良好的路面上满载等速行驶所能通过的最大坡度，显然它就是汽车最低档时的最大爬坡度。 汽车的上坡能力用汽车的最大爬坡度imax来表示。由于货车在各种路面上行驶，故要求具有较高的爬坡能力，一般货车的imax在30%左右。越野车由于在差路或无路条件下行驶，故应有更高的爬坡能力，通常越野车的最大爬坡度在60%左右。轿车通常在较好路面行驶，一般不强调其爬坡能力，但由于轿车档的加速能力大，故轿车的爬坡能力也强。二、汽车动力性分析1. 汽车驱动力及计算2. 汽车行驶阻

5、力及计算汽车的行驶阻力滚动阻力o滚动阻力产生的原因车轮滚动时的能量损失是产生滚动阻力的根本原因 车轮变形； 路面变形； 汽车振动； 悬架减振。摩擦阻力 轮胎与地面存在纵向、横向局部滑移； 轮胎变形使外胎与内胎，内胎与胎垫之间摩擦； 汽车振动时，钢板间及各活动悬架之间摩擦。滚动阻力p滚动阻力式中f称为滚动阻力系数。f的物理意义是：单位汽车重力所需之推力。汽车的滚动阻力Ff= Ff1 Ff2=Gfcos等速行驶空气阻力p空气阻力定义：空气作用在汽车行驶方向上的分力。空气阻力o空气阻力组成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形状阻力58%

6、干挠阻力14%内循环阻力12%诱导阻力7%摩擦阻力9%p空气阻力计算在一般动力计算中，认为空气阻力作用在风帆中心式中：CD空气阻力系数，实验得出；A迎面面积，汽车在行驶方向的投影，m2 ；V相对速度，km/h。例： A 典型轿车 1.72.1 0.30.41货 车 37 0.81.0大 客 车 47 0.50.8坡度阻力p坡度阻力定义汽车上坡行驶汽车重力沿坡道的分力坡度阻力shhgFiG加速阻力o加速阻力定义：汽车加速时，需要克服其质量加速运动时的 惯性力。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 换算系数加速阻力o

7、加速阻力计算 为便于计算，把旋转质量惯性力转化为平移质量惯性力，以系数作为计入旋转质量后的汽车旋转质量换算系数。即：其中： 汽车旋转质量换算系数（ 1）；m 汽车质量，Kg；行驶加速度，m/s2 。的物理意义：将旋转质量的惯性力偶矩等效地叠加到平移质量惯性力上时，平移质量惯性力应扩大的倍数。 主要与飞轮的转动惯量If、车轮的转动惯量Iw 和传动系传动比有关。（N）3. 汽车行驶方程式汽车行驶方程式汽车行驶方程式有关说明汽车行驶方程式表明了各物理量之间的数量关系，可方便地进行动力分析。汽车行驶方程式中某量并不表示汽车外力，如Ft、Ff、Fj等。汽车行驶方程式中的结论总是正确的。三、汽车动力性分析

8、1. 汽车的驱动力平衡汽车驱动力平衡是指汽车行驶时驱动力恒等于行驶阻力。 汽车的驱动力平衡汽车驱动力行驶阻力平衡图 2. 汽车的动力特性p动力因数D 的物理意义D表示单位车重所具有的剩余驱动力，标志着汽车克服的能力，可用于比较不同质量、不同空气阻力的汽车。结论： D越大，则汽车动力性越好。2-2 汽车燃油经济性燃油经济性尽量少的燃油消耗一定的动力性条件下燃油经济性好降低汽车的使用费用减少进口的石油量节约资源降低CO等的排放汽车燃油经济性是指汽车以最少的燃油消耗完成单位运输工作量的能力 检测燃油消耗评价一、汽车燃油经济性评价指标1单位行程的燃油消耗量单位行程的燃油消耗量常用一定运行工况下汽车行驶

9、百公里的燃油消耗升数（L/100km）来表示。它可用来评价相同容载量汽车的燃油经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃油经济性的影响，其数值越小，则汽车的燃油经济性就越好。我国及欧洲一般采用L/100km数作为汽车燃油经济性的评价指标。在美国、英国等一些国家则用汽车消耗的单位燃油量所经过的行程作为汽车燃油经济性的评价指标，单位是MPG或mile/USgal，即每消耗1加仑的燃油汽车行驶的英里数。相同容量的汽车，MPG数值越大，其燃油经济性越好。这种评价指标其实质与上述的单位行程的燃油消耗量评价指标是一样的。汽车燃油经济性评价指标p等速行驶百公里油耗等速行驶百公

10、里燃油消耗量是常用的一种评价指标，指汽车在一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量，一般是汽车等速行驶一定的里程折算成100km的燃油消耗升数（L/100km）。在汽车使用说明书上也用等速百公里油耗来评价汽车的燃油经济性，下表为几种车型的等速百公里油耗。车车型富康 988EL赛赛欧 SL本田雅阁阁 2.3L现现代 XG30波罗罗 ALi奥迪 A4-3.0.宝来 1.8T90km/h等速油耗 （L/100km）6.55.37.310.45.89.7.6.3几种车型的90km/h等速百公里油耗汽车燃油经济性评价指标p循环工况百公里油耗循环工况百公里油耗是按规定的循环行驶试

11、验工况来模拟汽车的实际运行工况，折算成100km的燃油消耗量。所模拟的运行工况主要有换档、怠速、加速、减速、等速、离合器脱开等的车速时间规范。 我国乘用车采用十五工况循环，城市客车和双层客车（包括城市铰接式客车）采用四工况循环，货车采用六工况循环等。循环工况百公里油耗是一项综合性评价指标，能实际反映汽车的运行工况，可全面评价汽车的燃油经济性。汽车燃料经济性评价指标2单位运输工作的燃料消耗量 单位运输工作量的燃油消耗量是指汽车完成每百吨公里或千人公里运输工作量时的燃油消耗升数，单位为L/（htkm）或L/（kpkm）。它可用于评价不同容载量汽车的燃油经济性，是运输效率的指标之一，其数值越小，则汽

12、车的燃油经济性就越好。汽车运输企业常用单位运输工作量的燃油消耗量来评价企业运输车辆的燃油经济性。二、 汽车燃油经济特性1汽车燃油消耗方程式汽车燃油消耗方程式方程式是对汽车燃油经济性的全面表述，对研究汽车单位行程燃油消耗具有指导意义。但在具体运用时，由于ge及T随发动机负荷呈复杂形式的变化，而且汽车的燃油经济性还与交通情况（人、车流密度）、周围环境（如气候等）有关，故用燃油消耗方程式确定油消常感不便。所以汽车的燃油消耗量多用试验方法测定。2. 汽车燃油经济特性p一般规律汽车在一定道路条件下行驶时，有一经济车速 汽车燃油经济特性p汽车在不同路面行驶的燃油经济特性 道路阻力系数越大，汽车消耗在滚动阻

13、力和坡度阻力上的能量就越大，汽车的百公里油耗就越大。 等速百公里油耗特性p 汽车以不同档位行驶的燃油经济特性汽车在良好的水平路面以不同档位行驶时，在相同的车速下，档位越高，汽车的百公里油耗就越小，汽车的燃油经济性就越好。因此，在良好的路面上应尽量使用高档位行车。三、提高燃油经济性的主要措施1. 政策性措施2. 汽车结构方面p发动机n发动机类型柴油机的有效耗油率比汽油机低20 %左右，故柴油汽车的燃油经济性比较好。n发动机结构在发动机的种类确定后，发动机的结构就决定了发动机的油耗。n发动机功率发动机功率越大，汽车的动力性通常越好，但汽车的燃油经济性往往会越差。汽车结构方面p传动系n传动系效率传动

14、系效率越高，则损失于传动系统的能量越少，燃油经济性越好。机械式变速器的传动效率比液力自动变速器的效率高，因此具有自动变速器的汽车其油耗相对较高。n超速档变速器设置超速档的主要目的是为了节油，所以超速档又称经济档。很 多轿车设置两个超速档。试验表明：在良好路面上使用超速档能节油5% 。n变速器档数变速器档数越多，给汽车行驶提供了更多的档位选择机会，在同一汽车行驶速度下，增加了发动机在低燃油消耗区工作的可能性，有利于提高汽车的燃油经济性。汽车结构方面p汽车整备质量在汽车最大总质量相同的情况下，汽车的整备质量越小，相同运程的货运量就越大，单位货运量（货物周转量）的油耗就越少。因此，在汽车上广泛采用轻

15、质材料，改进汽车结构，优化汽车设计，减少汽车整备质量。p轮胎轮胎的种类、结构、气压对滚动阻力影响很大。采用子午线轮胎，改善轮胎的结构，选择合适的轮胎气压，可以减少汽车的油耗。大力发展子午线轮胎，实现子午线轮胎化是当前我国节油的有效途径。汽车结构方面p空气阻力系数空气阻力系数越大，汽车高速行驶时的空气阻力越大，消耗的能量就越多，汽车的燃油消耗就越多。改善车身的外形，优化车身的设计，减小空气阻力系数，可使燃油消耗下降，减小空气阻力系数CD的措施如下。减少空气阻力系数CD的措施 车身前部： 发动机盖应向前下倾；面与面交接处的棱角应为圆柱状；挡风玻璃应尽可能“躺平”且与车顶圆滑过渡；前支柱应圆滑，侧窗

16、应与车身相平；尽量减少灯、后视镜等凸出物，凸出物形状应接近流线型。若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些，后面应有鸭尾式结构。减少空气阻力系数CD的措施汽车后部：最好采用舱背式或直背式；舱背式车身舱背式车身: 后窗玻璃与水平线呈2550角的车身，称为舱背式车身。大于50角的车身，称为方背式车身。舱背式直背式车身直背式车身：后窗玻璃与水平线夹角25的车身，称为直背式车身或快背式车身。直背式流线形较好的汽车后部减少空气阻力系数CD的措施所有零部件应在车身下平面内且较平整，最好有 平滑的盖板盖住底部。盖板从车身中部或由后轮以后向上 稍稍升高。整车：整个车身应向前12，如下图；水平投影应为“ 腰鼓”形，后端稍稍收缩，前端呈半圆形。车身底部：玛莎拉蒂玛莎拉蒂减少空气阻力系数CD的措施发动机冷却进风系统：仔细选择进风口与出风口的位置，应有高效率的冷却水箱，精心设计的内部风道。