发布时间 : 星期二 文章汽车理论超级总结（考研笔记）[1]更新完毕开始阅读2ca1cdd776eeaeaad1f33065
空气阻力而消耗功率。 1.5.2.1 最高车速
汽车达最高车速时，j?0，i?0，则 Pe?1?T(Pf?PW)
即功率平衡图中，发动机功率曲线(直接档)与阻力功率曲线的交点对应的车速uamax，稍大于最高档时发动机最大功率对应的车速uP。 1.5.2.2 加速能力
评价加速能力时，i?0，则
Pj??T[Pe?1?T(Pf?PW)]
所以，不同车速时的加速度为
du3600g?T1?[Pe?(Pf?PW)] dt?Gua?T1.5.2.3 上坡能力
评价汽车上坡能力时，j?0，粗略计算求出汽车的爬坡度为
i?3600?T1[Pe?(Pf?PW)] Gua?T 功率平衡图上，各档功率曲线表示汽车在该档上，不同车速时可能发出的功率。总阻力
功率曲线表示在平直良好路上，以不同车速等速行驶时所需要的功率。两者间的功率差值为后备功率，它可以用来使汽车加速、爬坡等。
利用功率平衡的方法求解动力性问题显得麻烦。但汽车的速度越高，遇到阻力越大，克服阻力所消耗的功率就越大，因此，功率平衡是从能量转换角度研究汽车动力性的。利用功率平衡，还可以研究行驶时发动机的负荷率，即一定工况下，克服阻力所需发动机发出功率和该工况下发动机能够发出的最大功率的比值，以便研究经济性问题。
1.6 节 影响汽车动力性的主要因素 1.6.1发动机参数的影响
1.6.1.1 发动机最大功率的影响
发动机功率愈大，汽车的动力性愈好。设计中发动机最大功率的选择必须保证汽车预期的最高车速。最高车速愈高，要求的发动机功率愈大，其后备功率也大，加速和爬坡能力必然较好。但发动机功率不宜过大，否则在常用条件下，发动机负荷率过低，油耗增加。
单位汽车重力所具有的发动机功率FeG称为比功率或功率利用系数。比功率和汽车的类型有关。总重力49kN(5t)的货车其比功率在较小范围内变化，一般在75kW/kN以上。轿车和总重力小于39.2kN的货车比功率较大，动力性很好。重型自卸汽车速度低，比功率较
小。
1.6.1.2 发动机最大扭矩
发动机的最大扭矩大，在i0、ig一定时，最大动力因数较大，汽车的加速和上坡能力也强。
1.6.1.3 发动机外特性曲线的形状
两台发动机的外特性曲线形状不同，但其最大功率和相对应的转速可能相等。假定汽车的总质量、流线型、传动比均为已知，为了便于比较，并假定总阻力功率曲线与两台发动机功率曲线交于最大功率点，后备功率较大的外特性曲线所代表的汽车具有较大的加速能力和上坡能力，因而动力性能较好。同时使汽车具有较低的临界车速，换档次数可以减少，因而有利于提高汽车的平均行驶速度。 1.6.2 主减速器传动比i0的影响
传动系总传动比是传动系各部件传动比的乘积。普通汽车上没有分动器和副变速器，如果变速器的最高档是直接档，减速器传动比i0对汽车动力性的影响，可利用汽车在直接档行驶时的功率平衡图来分析。
主减速器的传动比i0不同，汽车功率平衡图上发动机功率曲线的位置不同，与水平路面行驶阻力功率曲线的交点所确定的最高车速不同。当阻力功率曲线正好与发动机功率曲线交在其最大功率点上，此时所得的最高车速最大，uamax?uP，uP为发动机最大功率时的车速。因此，主减速器的传动比i0应选择到汽车的最高车速相当于发动机最大功率时的车速，这时最高车速最大。
主减速器的传动比i0不同，汽车的后备功率也不同。i0增大，发动机功率曲线左移，汽车的后备功率增大，动力性加强，但燃油经济性较差。i0减小，发动机功率曲线右移，汽车的后备功率较小，但发动机功率利用率高，燃油经济性较好。 1.6.3 传动系档数的影响
无副变速器和分动器时，转动系档数即为变速器前进档的档数。变速器档数增加时，发动机在接近最大功率工况下工作的机会增加，发动机的平均功率利用率高，后备功率增大。有利于汽车加速和上坡，提高了汽车中速行驶时的动力性。档数多，可选用最合适的档位行驶，发动机有可能在大功率工况下工作。使功率利用的平均值增大。 档数的多少还影响到档与档间传动比的比值。比值过大时会造成换档困难。一般认为比 值不宜大过1.7～1.8。因此变速器头档传动比越大，档数也应越多。
各种汽车变速器档数有大致的规律。货车变速器档数随整车整备质晕的增加而增多。总质量3.5t以下轻犁货车绝大多数采用四档变速器。总质量3.5～10t的汽车80%用五档变速器。总质量14t以上的汽车85%带有副变速器，采用8、10、12个或更多档。越野车总质量在3.5t以下的多采用四档变速器和两档分动器。3.5t以上的采用五档或六档变速器和两档分动器。轿车现在越来越多的采用五档变速器。显然，档数多于五档会使结构和操纵变得大为复杂。
1.6.4汽车外形的影响
汽车的外形影响汽车的空气阻力系数，对汽车动力性也有影响。因为空气阻力和车速平方成正比，克服空气阻力所消耗的功率和车速的立方成正比，因此汽车的外形是否是流线型对汽车的最高车速影响很大。流线型外形对高速汽车的动力性、经济性影响十分显著。但对汽车的爬坡能力和低速时的加速性能影响不大。 1.6.5 汽车质量的影响 汽车在使用中，其总质量随载运货物和乘客的多少而变化。尤其是载货汽车拖带挂车时，总质量的变化更大，汽车质量对其动力性有很大影响。
汽车总质量增加时，动力因数D将随之下降，而道路阻力和加速阻力随之增大。故汽车的动力性将随汽车总质量的增加而变差，汽车的最高行驶速度和上坡能力也下降。
汽车的自身质量对汽车动力性影响也大，对于具有相同额定载重量的不同车型，其自身质量较轻的总质量也较轻，因而动力性也较好。因此，对于额定载重质量一定的汽车，在保证刚度与强度足够的前提下，尽量减轻自身质量，可以提高汽车的动力性。
采用拖挂运输可以提高运输生产率，现在已被世界各国广泛采用。汽车拖带挂车或牵引车拖带半挂车组成的汽车列车，其自身质量相过较小(与同样载重质量的汽车相比)，同时可充分利用汽车的后备功率。因此，拖挂运输对提高运输效率和降低运输成本都有利。 1.6.6 轮胎尺寸与型式的影响
汽车的驱动力与滚动阻力以及附着力都受轮胎的尺寸与型式的影响，故轮胎的选用与汽 车的动力性的关系十分密切。
汽车的驱动力与驱动轮的半径成反比，汽车的行驶速度与驱动轮半径成正比。但一般车轮半径是根据汽车类型选定。轮胎花纹对附着性能有显著影响。因而合理选用轮胎花纹与型 式对汽车的动力性有重要意义。 1.6.7汽车运行条件的影响
运行条件对汽车动力性影响的主要因素有：气候条件、高原山区、道路条件。
在我国南方行驶的车辆，由于气温高，发动机冷却系散热不良，容易过热和降低发动机 功率。试验指出汽车长时间在高气温环境下工作后，发动机功率只能发挥30%～45%。 在高原地区行驶的车辆，由于海拔较高，空气稀薄(气压和空气密度下降)，使发动机 充气量与气缸内压缩终点压力降低，因而使发动机功率下降。
汽车在使用过程中，道路条件不断地变化。有时行驶在坏路(雨季翻浆土路、冬季冰雪路和覆盖砂土路)和无路(松软土路、草地和灌木林等地带)的条件下，在这种情况下行驶，由于路面的附着系数减小和车轮滚动阻力增加，因而使汽车动力性能大大下降。
1.7节 汽车动力性试验
汽车动力性试验包括动力性评价指标（最高车速、加速时间、最大爬坡度）、驱动力、行驶阻力及附着力的测量。动力性试验可在道路上和实验室内进行。道路试验主要是测定最高车速、加速能力、最大爬坡度等评价指标。在实验室内可测量汽车的驱动力和各种阻力。1.7.1 道路试验
道路试验应在混凝土或沥青路面的直线路段上进行。路面要求平整、干燥、清洁、坡度不大于0.1%。试验时，大气温度应在-10～30℃之间，风速不大于3m/s。
道路试验测试项目有： 1.7.1.1 最高车速
汽车在试验道路上行驶，达到最高车速后，测定汽车通过1km路段所需要的时间，计算出uamax值。通过的时间用光电测时仪或秒表来测定。 1.7.1.2 加速时间
原地起步加速时间测定，汽车用Ⅰ档起步，节流阀开度开至最大，按最佳换档时机，以最大的加速强度逐步换至高档，全力加速至100km/h的加速过程所需时间。也有用原地起步加速行驶400m所需的时间来表明汽车的加速性能。
超车加速时间测定，汽车在最高档工作，节流阀开至最大，由30km/h加速至0.8uamax的加速过程所需时间。
加速过程可采用车速测量仪，并配合磁带记录仪及X-Y记录仪，直接绘制出速度—时间和速度—行程曲线。不与地面接触的车速测量仪是利用光电原理和跟踪滤波技术，将车辆的行驶速度转换为电信号频率来测量汽车车速，安装方便，测量精度高，适用于高车速测量，最高测量速度可达250km/h，但在低车速时测量误差大。加速过程也可以采用数字式电子装置五轮仪来测定，但用五轮仪进行试验时，由于道路不平使第五轮产生跳动和侧滑，影响测量精度。 8.7.1.3 最大爬坡度
测量汽车的最大爬坡度，应有一系列不同坡度的坡道，坡道长度应大于汽车长度的2～3倍。试验时，汽车接上最低档，以最低速度驶至坡前，然后迅速将节流阀开至最大，驶上坡道。汽车所能爬上的最陡坡道的坡度，就是汽车的最大爬坡度。如果没有合适的坡度，坡度过大或过小，可以采用增减负荷或变换排档的方法，折算出最大爬坡度。
Gaig1 ?0?arcsin(sin?a)
Giga式中
?0——换算后的爬坡度；
?a——试验时实际爬坡度；
G——汽车最大总质量的重力；
Ga——试验时的汽车重力；
ig1——变速器Ⅰ档传动比；
iga——试验时变速器所用档位的传动比。
8.7.1.4
汽车滚动阻力与空气阻力
图1.18 滑行过程中的u?t曲线与
du?u曲线 dt汽车的滚动阻力与空气阻力可以用滑行试验来测定。滑行试验是汽车加速至某一预定速