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1、1/25,汽车的动力性,第 七 章,2/25,第七章 汽车的动力性,第一节 动力性的评价指标 第二节 汽车的驱动力 第三节 汽车的行驶阻力 第四节 汽车的行驶条件 第五节 汽车动力性指标的确定方法 第六节 提高汽车动力性的措施,3/25,第三节 汽车的行驶阻力,F=Ff +Fw+Fi +Fj 一、滚动阻力Ff 二、空气阻力Fw 三、坡度阻力Fi 四、加速阻力Fj,4/25,滚动阻力,滚动阻力是指车轮在路面上滚动时，由于轮胎与路面之间的相互作用而引起的能量损失。,1轮胎的变形分析:车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生相互作用力，轮胎和支承路面发生相应的变形。当弹性轮胎在混凝土、沥青等硬路面上滚动
2、时，轮胎的变形是主要的。如图7-3。这种损失称为弹性物质的迟滞损失。,5/25,滚动阻力,轮胎的弹性迟滞损失表现为阻碍车轮滚动的一种阻力矩（Mf =Fza）。如图7-4所示。,a,Fz,6/25,滚动阻力,2.从动轮在硬路面上滚动时的受力情况：如图7-5所示。 欲使从动轮等速滚动，在车轮中心施加一个推力Fp1。f-滚动阻力系数。,需要说明的是，在分析汽车行驶阻力时，不必具体考虑轮胎滚动时所受到的滚动阻力矩，只要知道滚动阻力系数求出滚动阻力就可以（它只是一个数值，无法在真正的受力图上表现出来）。,Ff=Wf,7/25,滚动阻力,3.驱动轮在硬路面上等速滚动时的受力情况：如图7-6所示。 在驱动轮
3、也作用有滚动阻力偶矩Mf2 。结论 ：真正驱动汽车行驶的力是 地面切向反力Fx2，它在数值上等 于驱动力Ft减去滚动阻力Ff。,8/25,滚动阻力系数,1) 影响因素：与路面的种类、车速以及轮胎的结构、材料、胎压等有关。同一轮胎在不同的路面上的滚动阻力系数见表7-2。,9/25,2)滚动阻力系数的经验计算： 轿车：式中：f0良好沥青或混凝土路面为0.014；卵石路面为0.025；砂石路面为0.020； 货车：f =0.0076+0.000056vava车速(km/h)。,滚动阻力,10/25,空气阻力,1.定义:汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力。 2.分类:摩擦阻力和压力阻力。
4、 3.空气阻力的计算：CD可通过道路试验、风洞试验等方法测得。 A指汽车在其纵轴的垂直平面上的投影面积；也常用轮距与汽车高度乘积表示。 汽车的CD和A的数值如表7-2所示。,11/25,压力阻力,形状阻力：与汽车的主体形状有很大关系。占58。 干扰阻力：车身表面突起部位引起的阻力（如后视镜、门把手、导水槽、驱动轴、悬架导向杆等） 。占14。 内循环阻力：发动机冷却系统、车身通风等需要的空气流经车体内部时形成的阻力。占12。 诱导阻力：空气升力在行驶方向的分力。占7。,12/25,汽车的空气阻力系数和迎风面积,13/25,坡度阻力,1.定义：当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道方向的分力 。 2.计
5、算式：Fi=Gsin 3.道路坡度：一般道路坡角较小，sintan=i，所以坡度阻力为Fi=Gi,14/25,坡度阻力,4.道路阻力F：由于坡度阻力与滚动阻力都是与道路有关的阻力，且都与汽车重力成正比，所以把两种阻力合在一起称为道路阻力 。F=Ff+Fi=fGcosa+Gsina 当坡角a较小时，cosa1，sinai，那么： F=Gf+Gi=G（f+i） 令 =f+i，称为道路阻力系数。则 F=G,15/25,加速阻力,1.定义:汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时产生的惯性力，称为加速阻力Fj。 汽车的质量包括平移质量和旋转质量两部分，加速时平移质量产生惯性力，旋转质量产生惯性力偶距。
6、 2. 计算式：式中： -汽车旋转质量换算系数。,16/25,汽车旋转质量换算系数,主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量和传动系的传动比等有关。 在进行动力性计算时，可按经验公式估算：式中：1车轮旋转质量换算系数； 2飞轮旋转质量换算系数。,17/25,第四节 汽车的行驶条件,一、汽车行驶的驱动-附着条件： 二、附着系数的影响因素：,18/25,一、汽车行驶的驱动-附着条件,1.汽车行驶的驱动条件(或必要条件)：,19/25,一、汽车行驶的驱动-附着条件,2.汽车行驶的附着条件(或充分条件)：轮胎与路面之间附着条件可用附着力来表示。附着力指地面对车轮切向反作用力的极限值，用F表示。在硬路面上，
7、附着力与驱动轮法向反作用力Fz2（或垂直载荷W2）成正比，即： F=Fz2 -称为附着系数，与路面的种类和路面状况、轮胎的结构和材料及车速等有关。,20/25,一、汽车行驶的驱动-附着条件,实际上，附着力并不是作用在汽车上的外力，它只是地面对车轮切向反作用力的极限值，当切向反作用力达到此极限值时，驱动轮将产生滑转 。 对于后轮驱动的汽车：FX2=Ft-Ff 2F=Fz2 FtF+Ff2 = Fz2 （+f） 与值相比，f值很小，故可忽略不计。 所以，汽车行驶的附着条件为: Ft F 结论：汽车行驶的驱动-附着条件为:,21/25,二、附着系数的影响因素,1.路面的影响： 2.轮胎的结构和材料：
8、 3.轮胎的气压： 4.车速：,22/25,路面的影响,在硬路面上滚动时，以轮胎变形为主，路面的一些坚硬和微小突起物会嵌入轮胎的接触表面，使车轮与地面之间产生较大的附着力，所以附着系数较大； 在潮湿的路面上滚动时，轮胎与路面之间的液体起润滑剂作用，所以附着系数明显减小； 在软路面上滚动时，以土壤变形为主，附着系数取决于轮胎与土壤间的摩擦及土壤的抗剪强度。,23/25,轮胎的结构和材料,在硬路面上行驶的汽车，胎面花纹制成细而浅的形状，加强了胎面与路面微观突起物间的啮合作用，有利于提高附着系数。在软路面上行驶的汽车，胎面花纹制成宽而深的形状，增加了嵌入轮胎花纹内土壤的剪切断面，有利于提高附着系数。 合成橡胶轮胎比天然橡胶轮胎附着系数要高。 轮胎磨损后由于花纹深度减小，附着系数显著下降。,24/25,轮胎的气压,在干燥的路面上，适当降低轮胎气压，轮胎与路面之间的接触面积增加，附着系数提高（如图7-8）； 在潮湿的路面上，提高轮胎气压，使路面对轮胎的单位压力提高，有利于挤出接触面间的水分，附着系数提高。,25/25,车速,在硬路面上，车速提高，轮胎与路面微观不平处来不及很好啮合，附着系数有所降低； 在潮湿路面上，车速提高，轮胎与路面之间的水不易被挤出，附着系数显著下降。 在软路面上，车速提高，由于车轮作用力很容易破坏土壤的结构，附着系数也下降。,
