项目二汽车动力性能检测

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1、1,项目二 汽车动力性能检测,2,动力性评价指标,最高车速 加速性能 上坡能力,3,汽车的驱动力,4,一、滚动阻力,滚动阻力Ff是当车轮在路面上滚动时，由于两者间的相互作用和相应变形所引起的能量损失的总称。 滚动阻力等于滚动阻力系数与车轮载荷的乘积： Ff Wf,5,二、空气阻力,汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。 空气阻力分为摩擦阻力与压力阻力两部分。 摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的切向力在行驶方向上的分力； 压力阻力是作用在汽车外形表面上的法向压力在行驶方向上的分力。 压力阻力分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力等四部分。,6,空气阻力计算公式

2、,7,空气阻力系数CD,CD值的大小和汽车外形关系极大，这就要求汽车外形的流线型好。CD值可通过风洞试验测定。根据现代空气动力学的原理，轿车车身常采用下列方法降低CD值。 1）整车 （1）在汽车侧视图上，它应前低后高，使车身呈l2的负迎角。这可减少流人车底的空气量，使CD值下降，并可减少升力。 （2）在俯视图上，车身两侧应为腰鼓形，前端呈半圆状，后端有些收缩。,8,9,空气阻力系数CD,2）车身前部 （1）发动机罩向前下方倾斜，面与面的交接处为大圆弧的圆柱面。 （2）挡风玻璃为圆弧状，尽可能躺平且与中部供起的车顶盖圆滑过渡。前窗与水平线夹角为30左右时，CD值最低。 （3）前后玻璃支柱应圆滑，

3、窗框高出玻璃面的程度应尽可能小。 （4）用埋入式大灯、小灯和门把，灯的玻璃罩与车头车尾组成圆滑的整体。 （5）后视镜等凸出物的形状应接近流线型。 （6）拱形保险杠与车头连成连续圆滑的整体。 （7）在保险杠之下的车头处，安装适当长度的向前或前下方伸出的阻流板，虽然它本身产生一定的阻力，但它能抑制车头处较大涡流的产生。,10,空气阻力系数CD,3)汽车后部 （1）在汽车侧视图上，后窗玻璃与水平线呈25夹角以下的称为快背式车身；呈2550夹角的称为舱背式车身。最好采用快背式或舱背式。 （2）在其后端装有凸起的扰流板。它具有阻滞作用，使流过车身上表面气流的速度降低，从而降低了垂直于后窗表面的负压力的绝

4、对值，使空气阻力减小。 （3）在外观上有行李箱的称为折背式车身，它的后窗玻璃与水平线尽可能呈30角，并采用短而高的行李箱。,11,空气阻力系数CD,4）车身底部 （1）所有零部件在车身下应尽量齐平，最好有平滑的底板盖住底部。 （2）盖板从车身中部或从车轮以后上翘约为6角，这可顺利地引导车身下的气流流向尾部，减少在车尾后形成的涡流，使CD值下降。,12,5）发动机冷却进风系统 恰当地选择进出风口位置、尺寸和形状，很好地设计通风道，在保证冷却效果的前提下，尽量减少气流内循环阻力。 随着汽车的速度不断提高，汽车的CD值在不断地降低，如奥迪100型轿车在型基础上采用优化措施，使CD值由原来的0.42降

5、至0.30。预计在不久的将来，轿车CD值可达0.2。 随着高速公路的发展，载货汽车的外形设计也采用了减少CD值的方法。驾驶室顶盖、挡 风玻璃及前胜在侧视图上具有大的圆弧，特别是整个驾驶室装用导流板装置，可大幅度减少CD值。,13,三 坡度阻力,汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力称为汽车上坡阻力F F Gsin (在坡度较大时 ) 道路坡度用坡道角及坡度i表示。 坡度是坡高h与相应的水平距离s之比，可用百分比表示的，即： i = h/s = tan= sin F G i ( 当坡度角不大时 ) 由于坡度阻力与滚动阻力都是与道路有关的阻力，而且都和汽车重力成正比所以可把这两种阻力合在一起考虑，称

6、为道路阻力，用F表示，即： F = Ff + Fi = fG cos + G sin = Gf +Gi = G(f+i) f + i = 称为道路阻力系数，则： F = G ,14,四、加速阻力,汽车加速行驶时，需要克服汽车质量加速运动时的惯性力，这就是加速阻力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（主要是曲轴、飞轮、离合器总成和所有车轮）产生惯性力偶力矩。为了计算方便，通常把旋转质量的惯性力偶力矩转化为平移质量的惯性力，计算时，用系数作为计入旋转质量惯性力偶矩的汽车质量换算系数。因此，汽车加速时的加速阻力为： 主要和飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以

7、及传动系的传动比有关。,15,汽车的行驶阻力为： F Ff 十 Fw 十Fi 十 Fj,16,汽车的驱动力平衡方程,汽车行驶时，作用于汽车的外力有驱动力和行驶阻力，它们相互平衡。表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称为汽车的驱动力平衡方程，即： 或 说明汽车行驶中驱动力与各行驶阻力的平衡关系。 反映了汽车的结构参数与使用参数的内在联系。 汽车驱动力平衡方程可由严格的受力分析推导而得。,17,汽车行驶的驱动与附着条件,一 、汽车行驶的驱动条件 由汽车驱动力平衡方程可知： Ft = Ff+ Fw + Fi时，汽车将等速行驶； Ft Ff+ Fw + Fi时，汽车将加速行驶； Ft Ff+ Fw

8、 + Fi时，汽车将无法开动或减速行驶以至停车。 可见汽车行驶的必要条件是： 称为汽车的驱动条件。,18,二 、汽车行驶的附着条件,在一定的轮胎与路面条件下，当驱动力增大到一定程度时，驱动轮将出现滑转现象，增大驱动轮的转矩，只能使驱动轮加速旋转，地面明向反作用力并不增加。这表明汽车行驶还要受轮胎与路面附着条件的限制。 汽车行驶的附着条件可近似地写成： Ft F,19,三、汽车的驱动与附着条件,将汽车的驱动条体与附着条件联写，则得： Ff+ Fw + Fi Ft F 上式即汽车行驶的驱动与附着条件，也是汽车行驶的充分与必要条件。 汽车行驶首先要满足驱动条件，即汽车本身具有产生足够驱动力的必要条件

9、。 保证汽车正常行驶，轮胎与地面必须有良好的附着性能，即附着力足够大，地面才能在附着力的限制下对驱动轮作用足够的切向反作用。,20,四、影响附着系数的因素,影响附着系数的主要因素是：路面的种类和状况、轮胎的结构和气压，还有其他一些使用因素。 1 路面的种类和状况 2 轮胎的结构和气压 3 使用因素,21,汽车的驱动力一行驶阻力 平衡图与动力特性图,一、驱动力一行驶阻力平衡图 前面已得到汽车的行驶驱动力方程： Ft = Ff + Fw + Fi + Fj 汽车驱动力方程表明了汽车行驶时驱动力和外界阻力之间的相互关系。， 可以确定汽车在节气门全开时可能达到的最高车速、加速能力和爬坡能力。,22,汽

10、车行驶驱动力方程通常用图解法进行分析，比较清晰形象。 图解法就是在汽车驱动力图上再画上汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力曲线，作出汽车驱动力一行驶阻力平衡图，并用来确定汽车的动力性。 图上既有各档的驱动力，又有滚动阻力以及滚动阻力和空气阻力叠加后得到的行驶阻力曲线。,23,汽车驱动力行驶阻力图,24,汽车行驶最高速度图解法,从图上可以清楚地看出不同车速时驱动力和行驶阻力之间的关系。ft曲线与(FfFw)曲线的交点便是uamax。因为此时驱动力和行驶阻力相等，汽车处于相对稳定的平衡状态。图中最高车速为88kmh。 从图上还可以看出，当车速低于最高车速时，驱动力大于行驶阻力。这样，汽车就可以利

11、用剩下来的驱动力加速或爬坡。 当需要在60kmh等速行驶时，驾驶员可以减小节气门开度(图中虚线)，此时发动机只用部分负荷特性工作，相应地得到虚线所示驱动力曲线以使汽车达到新的平衡。,25,汽车的动力特性图,利用汽车的驱动力一行驶阻力平衡图，可以确定一台汽车的最高车速、加速能力和上坡能力，可以评价同一类型汽车的动力性，但它不能用于评价不同类型汽车的动力性。因为汽车的道路阻力和加速阻力均与汽车重力成正比，空气阻力则与汽车外形等因素有关，所以不能单纯根据汽车驱动力的大小，简单地判定汽车的动力性。 需要有一个既考虑驱动力又包括汽车重力和空气阻力的综合性参数。为此将汽车驱动力平衡方程进行一定的变换，即可

12、求得评价不同汽车的动力性参数： 汽车的动力因数 D,26,汽车的动力特性图,27,(一)汽车的动力因数和动力特性图,由汽车行驶驱动力方程： 将汽车行驶动力方程两边除以汽车重力。当较小时，经整理得：,28,汽车的动力特性图,29,汽车的功率平衡,汽车行驶时，其驱动力和行驶阻力是相互平衡的，汽车发动机输出功率和汽车行驶的阻力功率也总是平衡的。在汽车行驶时的每一时刻，发动机发出的功率始终等于机械传动损失与全部运动阻力所消耗的功率。 汽车功率平衡方程式：,30,影响汽车动力性的主要因素,为了提高汽车的动力性，使汽车具有合理的动力性参数，必须对影响汽车动力性的各种因素进行分析。影响汽车动力性的主要因素有

13、： 发动机特性； 传动系参数； 汽车质量和使用因素等。,31,一、发动机特性,发动机特性受其结构型式的影响，不同种类的发动机有不同的特性。 活塞式发动机的汽车在车速低时后备功率小，能提供的驱动力也小，这是因为该发动机在低转速时功率较小，若不配备变速器，只能通过很小的坡度。汽车上配备的发动机的功率越大,则汽车的动力性越好，但功率过大，会使经济性降低。 为了评价汽车的动力性能，可用汽车的比功率作为指标。 比功率是发动机最大功率Pemax与汽车总质量m之比，即Pm，也称功率利用系数，其值大小因汽车型式的不同而异。 汽车发动机的转矩特性对汽车动力性有很大影响。 低速发动机，其转矩变化较大，适应性系数稍

14、高，在低速范围内，具有较大的转矩，但转速低将导致功率下降，降低了高速行驶时的汽车动力性。 高速发动机，其转矩变化较小，适应性系数稍减，但选择了适当的传动系后，可以使转矩随转速增加而下降缓慢。,32,二、传动系参数,传动系对汽车动力性的影响取决于主减速器传动比、变速器档数与传动比等。 (一)主减速器传动比 对于装有一定发动机的汽车，其动力性可因改变主减速器传动比i o而有所变化。 从提高汽车的加速性出发，io应尽可能大，但若过分增大io，将使汽车最高速度uamax减小，并使发动机以较高转速工作，而影响其寿命。 由于io加大，与之相应的主传动器外形尺寸加大，使结构过于复杂，并减小驱动桥的离地间隙，

15、影响汽车的通过性。,33,三、汽车总质量,汽车总质量增加，则汽车动力性能下降。所以，减轻汽车自重，会改善汽车的动力性、对具有相同载质量的不同汽车，其自重较小者，总质量亦较小，因而动力性较好。对于自重占汽车总质量比例较大的轿车，减轻自重所得的效果亦显著。 在货车中，为了提高运货量，采用挂车，则汽车总质量增加，汽车动力性变差，即汽车带上整车后的平均行驶速度将有所降低，但由于运货量增加，只要运输生产率增加，对汽车运输仍是有利的。,34,四、使用因素,汽车的动力性还在不同程度上受到汽车运行条件的影响， 如道路、气候、海拔高度、驾驶技术、技术维护与调整、交通规则与运输组织等。 在汽车使用过程中，加强维护

16、，采用正确的驾驶方法，合理的运输组织，充分发挥汽车的动力性能，以提高运输速度与运输生产率。,35,发动机综合性能检测,一. 发动机综合性能检测的基本内容及特点 发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，汽车的一些基本技术性能都直接或间接地与发动机的相关性能相联系。所以发动机综合性能的检测对整车性能的了解至关重要。 发动机技术状况变化的主要外观症状有：功率下降，燃料与润滑油消耗量增加，起动困难，漏水、漏油、漏气、漏电以及运转中有异常响声等。,36,发动机综合性能检测,发动机台架试验是发动机拆离汽车以测功机吸收发动机的输出功率进行定量测定； 发动机综合性能检测装置主要是在检测线上或汽车调试站内就车对发动机各系统的工作状态，如发动机功率、点火、喷油、电控系统和传感元件以及进排气系统和机械工作状态等的静态和动态参数进行分析，为发动机技术状况判断和故障诊断提供科学依据，有专家系统的发动机综合分析仪还具有故障自动判断功能，有排气分析选件的综合分析仪还能测定