2023/12/12汽車?yán)碚撈噭恿π云嚴(yán)碚?/p>

第1頁1.1汽車動力性評價(jià)指標(biāo)1.2汽車行駛驅(qū)動力和行駛阻力1.3汽車動力性分析方法1.4自動變速汽車的動力性1.5汽車動力性影響因素1.6汽車動力性試驗(yàn)1.7電動汽車動力性2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁目錄汽車動力性2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁定義：指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)，由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。汽車動力性是汽車各種性能中最基本最重要的性能之一。1.1汽車動力性評價(jià)指標(biāo)

汽車動力性評價(jià)指標(biāo)：分為未用汽車的動力性評價(jià)指標(biāo)和在用汽車的動力性評價(jià)指標(biāo)，未做特殊說明，汽車動力性評價(jià)指標(biāo)主要是指未用汽車的動力性評價(jià)指標(biāo)，即汽車最高車速、汽車加速能力和汽車爬坡能力。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖1汽車動力性評價(jià)指標(biāo)主要用于汽車定型主要用于評價(jià)汽車動力性的變化，保障汽車處于良好技術(shù)狀態(tài)。1.1.1汽車最高車速

定義：指汽車在水平良好路面（混凝土或?yàn)r青）上，汽車能達(dá)到的最高行駛車速，它表示汽車的極限行駛能力。特征：1、最高車速時(shí)變速器處于最高擋，發(fā)動機(jī)節(jié)氣門全開或高

壓油泵處于最大供油位置。2、相同類型汽車發(fā)動機(jī)排量越大，汽車最高車速越高；配

置相同發(fā)動機(jī)的前提下，手動擋比自動擋汽車最高車速

更高；發(fā)動機(jī)排量相同的前提下，車身越小，最高車速

越高。一般轎車最高車速為130~220km/h，客車最高車

速為90~130km/h，貨車最高車速為80~110km/h。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.1.1汽車最高車速發(fā)動機(jī)排量在2.0L~2.5L的7款中型車，它們的最高車速如圖2所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖2中型轎車的最高車速可以看出，在同級別車型中，汽車最高車速并不一定完全與發(fā)動機(jī)排量成正比，它還取決于傳動系傳動比。1.1.1汽車最高車速發(fā)動機(jī)排量在1.6L的7款緊湊型車，它們的最高車速如圖3所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖3緊湊型轎車的最高車速可以看出，同一級別汽車的最高車速差別不大，但不同級別汽車的最高車速差別較大，這主要與發(fā)動機(jī)和變速器的配置有關(guān)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.1.1汽車最高車速最高車速是一些跑車特別是超級跑車所追求的一個(gè)重要參數(shù)之一。左圖為英國工程師研制出的一輛超音速汽車，采用勞斯萊斯噴氣發(fā)動機(jī)作為動力，車速達(dá)1610km/h！對于量產(chǎn)的超級跑車，最高車速已突400km/h。定義：指汽車在水平良好路面上所能達(dá)到的最大加速度，常用汽車加速時(shí)間來表示，它對平均行駛車速有很大影響。加速時(shí)間：分為原地起步加速時(shí)間與超車加速時(shí)間。原地起步加速時(shí)間：指汽車從靜止?fàn)顟B(tài)下，由Ⅰ擋起步，并以最大的加速強(qiáng)度（包括選擇最恰當(dāng)?shù)膿Q擋時(shí)機(jī)）逐步換至高擋后，達(dá)到某一預(yù)定的距離或車速所需的時(shí)間。一般用0~100km/h所需的時(shí)間來表明。超車加速時(shí)間：用最高擋或次高擋由某一較低車速全力加速至某一高速所需要的時(shí)間。特性：加速時(shí)間越短，汽車的加速能力越好。常用汽車加速過程曲線，即車速—時(shí)間關(guān)系曲線來全面反映汽車的加速能力。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.1.2汽車加速能力1.1.2汽車加速能力7種發(fā)動機(jī)排量在2.0L~2.5L的中型轎車的0~100km/h的加速時(shí)間如圖4所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第10

頁圖4中型轎車原地起步加速時(shí)間可以看出，它們的原地起步加速時(shí)間都在10s之內(nèi)。1.1.2汽車加速能力7種發(fā)動機(jī)排量在1.6L的緊湊型轎車的0~100km/h的加速時(shí)間如圖5所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第11

頁圖4緊湊型轎車原地起步加速時(shí)間可以看出，它們的原地起步加速時(shí)間都在超過10s。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.1.2汽車加速能力加速時(shí)間是跑車追求的重要參數(shù)之一，跑車0~100km/h的加速時(shí)間都在5s之內(nèi)。左圖為目前世界上加速最快的跑車（美國雪佛蘭品牌的DaggerGT），其0~100km/h加速時(shí)間為1.5s，搭載多燃料雙渦輪發(fā)動機(jī)，最大功率可達(dá)1491kW，最大轉(zhuǎn)矩可達(dá)2710Nm，極限速度更是達(dá)到了483km/h。1.1.3汽車爬坡能力

定義：指汽車滿載時(shí)在良好路面上等速行駛能爬上的最大坡度，簡稱最大爬坡度。通常是指汽車變速器最低擋的最大爬坡能力，它代表了汽車的極限爬坡能力。要求：1、轎車：最高車速高，發(fā)動機(jī)功率大，經(jīng)常在較好的路面

上行駛，一般不強(qiáng)調(diào)它的最大爬坡度。2、貨車：在各種路面上行駛，要求它具有足夠的爬坡度，

一般為30%，即16.7°。3、越野汽車：要在各種壞路或無路條件下行駛，對爬坡度

要求更高，可達(dá)60%，即31°。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.1.3汽車爬坡能力一些SUV汽車和越野汽車的最大爬坡度，如圖5所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖5汽車最大爬坡度可以看出，不同類型的汽車，爬坡度差別較大。在汽車設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車類型和用途，合理確定汽車動力性評價(jià)指標(biāo)。1.2汽車行駛驅(qū)動力和行駛阻力

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頁

汽車動力性主要取決作用于汽車行駛方向上的外力，即汽車驅(qū)動力和行駛阻力。1.2.1汽車驅(qū)動力

汽車驅(qū)動力是由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系統(tǒng)傳至驅(qū)動輪上得到的。汽車驅(qū)動力與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.2.1汽車驅(qū)動力

1、發(fā)動機(jī)外特性定義：指節(jié)氣門全開或高壓油泵在最大供油位置時(shí)的速度特性。表示發(fā)動機(jī)所能達(dá)到的最高性能，根據(jù)外特性可以找出發(fā)動機(jī)最大功率、最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速。發(fā)動機(jī)的速度特性：指發(fā)動機(jī)的有效功率、轉(zhuǎn)矩和燃油消耗率隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。發(fā)動機(jī)部分負(fù)荷特性：指節(jié)氣門部分開啟或高壓油泵部分供油時(shí)的速度特性。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.2.1汽車驅(qū)動力

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頁圖6汽油發(fā)動機(jī)外特性曲線圖7汽油發(fā)動機(jī)部分負(fù)荷特性曲線一般汽油發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速不大于最大功率時(shí)相應(yīng)轉(zhuǎn)速的10%~12%。發(fā)動機(jī)外特性曲線只有一條，但部分負(fù)荷特性曲線可以有無數(shù)條，汽車用發(fā)動機(jī)經(jīng)常處于部分負(fù)荷下工作，所以它對汽車燃油經(jīng)濟(jì)性有重要影響。1.2.1汽車驅(qū)動力

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頁

發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系是進(jìn)行汽車動力性計(jì)算的主要依據(jù)，可由發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)來測定。發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)所得到的一系列發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，用回歸法找出描述轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的函數(shù)，通常用多項(xiàng)式來描述，即:1.2.1汽車驅(qū)動力

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第20

頁

如果找不到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性曲線的數(shù)據(jù)，若已知發(fā)動機(jī)最大功率和所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，則可用下式估算發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性。發(fā)動機(jī)最大功率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為1.2.1汽車驅(qū)動力

2、傳動系總傳動比：與動力傳動路線（汽車動力傳動系布置形式）有關(guān)。汽車傳動系常見布置形式：4×2后驅(qū)（如圖8所示）、4×2前驅(qū)（如圖9所示）和4×4全驅(qū)（如圖10所示）。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖84×2后驅(qū)汽車動力傳遞路線1.2.1汽車驅(qū)動力

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第22

頁圖94×2前驅(qū)汽車動力傳遞路線

對于4×2汽車：1.2.1汽車驅(qū)動力

2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第23

頁圖104×4全驅(qū)汽車動力傳遞路線

對于4×4汽車：1.2.1汽車驅(qū)動力

3、傳動系的機(jī)械效率定義：驅(qū)動輪上的功率與發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率之比，即：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第24

頁1.2.1汽車驅(qū)動力

汽車傳動系中的功率損失主要是由變速器、分動器、傳動軸、驅(qū)動橋等部件的機(jī)械損失和液力損失造成的，可在專門試驗(yàn)臺上測定，如下圖所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第25

頁傳動系的功率損失機(jī)械損失液力損失摩擦潤滑油齒輪傳動副之間軸承其他潤滑油的攪動與零件之間的表面摩擦其他1.2.1汽車驅(qū)動力

4、車輪半徑分類：自由半徑、靜力半徑和滾動半徑。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第26

頁車輪無載荷時(shí)的半徑汽車輪靜止不動時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面之間的距離車輪運(yùn)動時(shí)，汽車運(yùn)動速度與車輪角速度之比值1.2.2汽車行駛阻力

1．輪胎滾動阻力定義：指輪胎行駛單位距離的能量損失，主要是由輪胎和路面的變形引起的。汽車輪胎滾動阻力表達(dá)式為：2．空氣阻力

定義：指汽車直線行駛時(shí)受到的空氣作用力在行駛方向上的分力，它不

僅與行駛速度有關(guān)，還與汽車迎風(fēng)面積、空氣阻力系數(shù)有關(guān)，其表達(dá)式為：測試方法：進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第27

頁1.2.2汽車行駛阻力

3．坡度阻力定義：汽車上坡行駛時(shí)，汽車重力沿坡道的分力，其表達(dá)式為：4.加速阻力定義：指汽車加速行駛時(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動時(shí)的慣性力，其表達(dá)式為：式中，

為汽車加速阻力（N）；

為汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；

為汽車行駛加速度（m/s2）。汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)主要與飛輪、車輪的轉(zhuǎn)動慣量以及傳動系的傳動比有關(guān)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第28

頁1.2.3汽車行駛方程式

定義：汽車行駛過程中，汽車驅(qū)動力和各種阻力之間關(guān)系的等式，即：汽車行駛方程式表明了汽車直線行駛時(shí)驅(qū)動力與各種行駛阻力之間的數(shù)量關(guān)系，但有些力并不表示真正作用于汽車上的外力，如滾動阻力。

2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第29

頁或1.2.4汽車行駛條件1．汽車行駛的驅(qū)動—附著條件

第一個(gè)條件（汽車行駛的驅(qū)動條件）：驅(qū)動力必須大于滾動阻力、坡度阻力和空氣阻力之和，即：第二個(gè)條件（附著條件）：汽車驅(qū)動力不能大于附著力，否則驅(qū)動輪將發(fā)生滑轉(zhuǎn)，不能正常行駛，即2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第30

頁必要與充分條件必要條件充分條件1.2.4汽車行駛條件2．汽車的附著力汽車的附著力取決于地面作用于驅(qū)動輪的法向反作用力和附著系數(shù)。驅(qū)動輪的法向反作用力又與汽車的總體布置、行駛工況及道路條件有關(guān)。圖11是一前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動汽車加速上坡時(shí)的受力圖。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第31

頁圖11汽車加速上坡受力圖2.汽車的附著力分別對前、后輪與路面接觸面中心點(diǎn)取力矩，可得：為了便于分析，將式（1-1）和式（1-2）簡化。因一般道路坡度較小，故

；對于轎車，風(fēng)壓中心高和汽車質(zhì)心高大致相等，即

，則式（1-24）和式（1-25）可寫為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第32

頁（1-1）（1-2）（1-3）（1-4）2.汽車的附著力當(dāng)汽車?yán)闷錁O限附著力以通過大坡度和以高加速度行駛時(shí)，動載荷的絕對值也達(dá)到最大值。此時(shí)，汽車附著力與各行駛阻力之間的關(guān)系為：

將式（1-5）代入式（1-3）和式（1-4）得：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第33

頁（1-5）（1-6）（1-7）對于4×2后輪驅(qū)動汽車，其附著力為：（1-8）（1-9）1.2.4汽車行駛條件3．附著系數(shù)

地面附著系數(shù)與路面的類型和狀況、車輪運(yùn)動狀況、胎壓及花紋有關(guān)，行駛車速對附著系數(shù)也有影響。在一般動力性分析中只取附著系數(shù)的平均值。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第34

頁2.汽車的附著力對于4×4全輪驅(qū)動汽車，其附著力為：附著利用率：指汽車的附著力占全輪驅(qū)動汽車附著力的百分比，常用來描述汽車對附著力的利用程度。4×2后輪驅(qū)動汽車的附著利用率為：4×2前輪驅(qū)動汽車的附著利用率為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第35

頁（1-10）（1-11）（1-12）1.3汽車動力性分析方法

2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第36

頁

汽車動力性分析方法是指求解汽車動力性評價(jià)指標(biāo)的方法，主要有汽車驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖、汽車動力特性圖、汽車功率平衡圖和解析法。1.3.1汽車驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖

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頁汽車驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖就是利用圖解法分析汽車行駛方程式，從而確定汽車動力性評價(jià)指標(biāo)。汽車的行駛速度

與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

之間的關(guān)系為：汽車驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖繪制流程。1.3.1汽車行駛方程式

1.汽車最高車速：坡度阻力和加速阻力為零，可得汽車最高車速為：當(dāng)汽車驅(qū)動力始終大于行駛阻力時(shí)，汽車的最高車速由發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速決定，即式中，

為發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速；

為傳動系最小傳動比。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第38

頁1.汽車最高車速

當(dāng)汽車驅(qū)動力始終大于行駛阻力時(shí)，即驅(qū)動力曲線與行駛阻力曲線沒有交點(diǎn)，如圖12（a）所示，當(dāng)驅(qū)動力與行駛阻力平衡時(shí)，即驅(qū)動力曲線與行駛阻力曲線有交點(diǎn)，如圖12（b）所示，交點(diǎn)所對應(yīng)的車速就是汽車的最高車速，它取決于發(fā)動機(jī)、變速器、驅(qū)動橋等部件的參數(shù)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖12某四擋汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖（a）無交點(diǎn)（b）有交點(diǎn)1.3.1汽車行駛方程式

2.汽車加速能力當(dāng)汽車在水平良好路面上加速時(shí)，坡度阻力為零，可得汽車加速度為：一般汽車的最大加速度出現(xiàn)在Ⅰ擋，但有的汽車Ⅰ擋的

值過大，Ⅱ擋的加速度可能比Ⅰ擋的還大。原地起步加速時(shí)間和超車加速時(shí)間可以通過對加速度倒數(shù)曲線進(jìn)行積分獲得。加速過程中假設(shè)均在最佳換擋位置進(jìn)行換擋，換擋過程花費(fèi)時(shí)間忽略不計(jì)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第40

頁1.3.1汽車行駛方程式

2.汽車爬坡能力汽車爬坡時(shí)，加速阻力為零。當(dāng)發(fā)動機(jī)提供的汽車最大驅(qū)動力等于或小于地面附著力時(shí)，應(yīng)按汽車Ⅰ擋時(shí)的最大驅(qū)動力確定最大爬坡度。汽車Ⅰ擋最大爬坡度為：式中，

為汽車Ⅰ擋時(shí)的最大驅(qū)動力。直接擋最大爬坡度也應(yīng)引起注意，因?yàn)槠嚱?jīng)常是以直接擋行駛，如果過小，迫使汽車在遇到較小的坡度時(shí)經(jīng)常換擋，這樣就影響了汽車行駛的平均速度，增加了駕駛?cè)说膭趧訌?qiáng)度。汽車直接擋最大爬坡度為：式中，

為汽車直接擋最大爬坡度；

為汽車直接擋時(shí)的最大驅(qū)動力。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第41

頁2.汽車爬坡能力汽車爬坡時(shí)速度較低，可以忽略空氣阻力，則因此，汽車Ⅰ擋最大爬坡度為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第42

頁則有：1.3.2汽車動力特性圖

利用汽車驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖可以確定汽車的動力性，但不能用來直接評價(jià)不同種類汽車的動力性。通常把汽車動力因數(shù)作為表征汽車動力特性的指標(biāo)，汽車動力因數(shù)定義為：汽車動力因數(shù)是表示單位車重所具有的克服道路阻力和加速阻力的能力。汽車動力特性圖：利用

和

的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)式（1-13）計(jì)算出各擋動力因數(shù)并做出關(guān)系曲線。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第43

頁（1-13）1.3.2汽車動力特性圖

1.汽車最高車速汽車以最高車速行駛時(shí)，坡度阻力和加速阻力為零，汽車動力因數(shù)為：

高速擋動力因數(shù)曲線與滾動阻力系數(shù)曲線交點(diǎn)處對應(yīng)的車速為最高車速。2.汽車加速能力評定汽車加速能力時(shí)，坡度阻力為零，則汽車動力因數(shù)為：汽車加速度為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第44

頁因此，在汽車動力特性圖上，

曲線與

曲線之間距離的

倍，就是汽車各擋的加速度。1.3.2汽車動力特性圖

3.汽車爬坡能力汽車在各擋爬最大坡度時(shí)，加速度為零，汽車動力因數(shù)為：因此，

曲線與

曲線之間的距離，就是汽車各擋的爬坡能力。在汽車動力特性圖上幾個(gè)重要參數(shù)如下：（1）汽車在水平良好路面上的最高車速

。（2）Ⅰ擋最大動力因數(shù)

，它可粗略地代表最大爬坡能力。（3）最高擋的最大動力因數(shù)

，它說明了汽車以最高擋行駛時(shí)的爬坡與加速能力，該值對汽車行駛的平均速度有很大影響。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第45

頁1.3.3汽車功率平衡圖

利用汽車驅(qū)動力與行駛阻力的平衡關(guān)系和汽車的動力特性可以確定汽車動力性指標(biāo)，但需要分析發(fā)動機(jī)特性對汽車動力性影響時(shí)，需要用到汽車的平衡功率。汽車行駛時(shí)，發(fā)動機(jī)功率始終等于機(jī)械傳動損失與全部運(yùn)動阻力所消耗的功率，即汽車滾動阻力功率、空氣阻力功率、坡度阻力功率及加速阻力功率的表達(dá)式分別為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第46

頁1.3.3汽車功率平衡圖

汽車的功率平衡關(guān)系也可以用圖解法表示。以縱坐標(biāo)表示功率，橫坐標(biāo)表示車速，將發(fā)動機(jī)功率

、汽車經(jīng)常遇到的阻力功率

，對應(yīng)于車速的關(guān)系曲線繪在坐標(biāo)圖上，即可得到汽車功率平衡圖。汽車功率平衡圖繪制流程如右圖所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第47

頁1.3.3汽車功率平衡圖

1.汽車最高車速汽車達(dá)最高車速時(shí)，加速阻力和坡度阻力為零，則發(fā)動機(jī)功率為：即功率平衡圖中，發(fā)動機(jī)功率曲線(直接擋)與阻力功率曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的車速為汽車最高車速

，稍大于最高擋時(shí)發(fā)動機(jī)最大功率對應(yīng)的車速

。2．汽車加速能力評價(jià)汽車加速能力時(shí)，坡度阻力為零，則加速阻力功率為：所以，不同車速時(shí)的加速度為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第48

頁1.3.3汽車功率平衡圖

1.汽車爬坡能力評價(jià)汽車爬坡能力時(shí)，加速阻力為零，粗略計(jì)算求出汽車的爬坡度為：功率平衡圖上，各擋功率曲線表示汽車在該擋上不同車速時(shí)可能發(fā)出的功率?？傋枇β是€表示在平直良好路上，以不同車速等速行駛時(shí)所需要的功率。兩者間的功率差值稱為后備功率，它可以用來使汽車加速、爬坡等。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第49

頁1.3.4解析法求解汽車動力性2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第50

頁可得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩與速度的關(guān)系為式中，；；。汽車動力因數(shù)為：1.3.4解析法求解汽車動力性

假設(shè)滾動阻力系數(shù)為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁式中，；；。經(jīng)簡化可得汽車行駛平衡方程式為：汽車行駛平衡方程式可表示為：1.3.4解析法求解汽車動力性1.汽車最高車速根據(jù)汽車最高車速定義，此時(shí)坡度角和加速度為零，且傳動系統(tǒng)中為直接擋或超速擋，則有：汽車最高車速為：2．汽車加速能力汽車在水平路面加速時(shí)，坡度角為零，則得汽車加速度為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第52

頁1.3.4解析法求解汽車動力性1.汽車最大爬坡度當(dāng)汽車以穩(wěn)定車速爬最大坡度時(shí)，一般用變速器第Ⅰ擋，由于此時(shí)車速很低，故

，且加速度為零，所以兩邊求導(dǎo)：系數(shù)

、

與變速器擋位速比有關(guān)，當(dāng)汽車以變速器Ⅰ爬最大坡度時(shí)，其動力因數(shù)為：汽車最大爬坡角為：汽車最大爬坡度為：2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.4

自動變速汽車的動力性

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頁汽車自動變速器主要有3種型式，分別是液力自動變速器(AT)、機(jī)械無級自動變速器(CVT)、電控機(jī)械自動變速器(AMT)。4×2發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)自動變速汽車傳動系統(tǒng)如圖13所示。圖13自動變速汽車傳動系統(tǒng)1.4.1液力自動變速器組成液力自動變速器是由液力變矩器、齒輪變速機(jī)構(gòu)和液壓控制系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩,如圖14所示。液力變矩器:由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，如圖15所示，它安裝在曲軸后端，內(nèi)部充滿自動變速器油，依靠油液的循環(huán)流動將發(fā)動機(jī)的動力柔合的傳給齒輪變速機(jī)構(gòu)，并能隨外界負(fù)荷的增加而降低輸出轉(zhuǎn)速，同時(shí)自動的增大輸出轉(zhuǎn)矩。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖14液力自動變速器結(jié)構(gòu)圖15液力變矩器結(jié)構(gòu)1.4.1液力自動變速器組成發(fā)動機(jī)動力通過液力變矩器輸入到齒輪變速機(jī)構(gòu)，與手動變速器不同的是，液力控制自動變速器的齒輪變速機(jī)構(gòu)內(nèi)有很多離合器和制動器，不同的離合器接合、制動器制動，使齒輪變速機(jī)構(gòu)各元件進(jìn)行不同的傳動組合，從而得到不同的傳動擋位。液壓控制系統(tǒng)通過控制這些離合器和制動器工作，實(shí)現(xiàn)自動換擋。液壓控制系統(tǒng)內(nèi)部有很多滑閥，根據(jù)駕駛?cè)说囊鈭D和汽車的行駛狀況，控制齒輪變速機(jī)構(gòu)內(nèi)部的離合器接合或制動器制動，實(shí)現(xiàn)升擋或降擋。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.4.2液力自動變速器工作原理液力變矩器利用液體的流動，把來自發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大后傳給行星齒輪機(jī)構(gòu)。同時(shí)，液壓控制裝置根據(jù)行駛需要（節(jié)氣門開度、車速）來操作行星齒輪系統(tǒng)，使其獲得相應(yīng)的傳動比和旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)升擋、降擋、前進(jìn)或倒退。轉(zhuǎn)矩的增大、油門開度和車速信號對液壓控制裝置的操縱、行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動比和旋轉(zhuǎn)方向的改變等，都是在變矩器內(nèi)部自動進(jìn)行的，不需要駕駛?cè)瞬僮鳎催M(jìn)行自動換擋。該過程如圖16所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖16自動變速器工作原理框圖1.4.3液力變矩器無因次特性

液力變矩器的變矩比為渦輪輸出轉(zhuǎn)矩和泵輪輸入轉(zhuǎn)矩之比，即液力變矩器的速比為渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速之比，即液力變矩器的效率為渦輪輸出功率和泵輪輸入功率之比，即泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)是泵輪轉(zhuǎn)矩表達(dá)式中的比例常數(shù)，即2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第58

頁1.4.3液力變矩器無因次特性

液力變矩器的無因次特性曲線如圖17所示。無因次特性曲線又稱原始特性曲線，同一系列所有變矩器的無因次特性曲線都是一樣的，有了無因次特性曲線，就可以作該系列的任一變矩器的輸出特性曲線，而不需要每一個(gè)都去做試驗(yàn)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖17液力變矩器的無因次特性變矩比、泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)、效率速比1.4.4液力變矩器的透過性

液力變矩器的透過性能：指液力變矩器渦輪軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化時(shí)，是否影響泵輪軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速也相應(yīng)變化的能力。非透過性變矩器：在任何速比下，泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)維持不變的液力變矩器。非透過性液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系只是一條拋物線，如圖18所示。它與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線的交點(diǎn)就是發(fā)動機(jī)的工作轉(zhuǎn)速。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第60

頁發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩、泵輪轉(zhuǎn)矩發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、泵輪轉(zhuǎn)速圖18非透過性液力變矩器的轉(zhuǎn)矩曲線與發(fā)動機(jī)外特性1.4.4液力變矩器的透過性

透過性變矩器：泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨速比變化的液力變矩器.透過性液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)矩曲線是一組曲線，如圖19所示，這些曲線與發(fā)動機(jī)外特性曲線的交點(diǎn)，就是發(fā)動機(jī)的工作轉(zhuǎn)速。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖19透過性液力變矩器的轉(zhuǎn)矩曲線與發(fā)動機(jī)外特性發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩、泵輪轉(zhuǎn)矩發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、泵輪轉(zhuǎn)速1.4.5液力變矩器的輸出特性

液力變矩器的輸出特性是指節(jié)氣門全開時(shí)，液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線。利用液力變矩器的轉(zhuǎn)矩曲線與發(fā)動機(jī)外特性曲線的交點(diǎn)，確定發(fā)動機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，再根據(jù)變矩器無因次特性，便可求出液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速，如圖20和21所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖20非透過性液力變矩器的輸出特性圖21透過性液力變矩器的輸出特性1.4.6自動變速汽車的動力性自動變速器車驅(qū)動力—行駛阻力計(jì)算流程如圖22所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖22自動變速汽車驅(qū)動力—行駛阻力計(jì)算流程1.5發(fā)動機(jī)性能參數(shù)的影響

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頁

汽車動力性影響因素主要有發(fā)動機(jī)性能參數(shù)、汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)和使用條件等。1.5.1發(fā)動機(jī)性能參數(shù)的影響發(fā)動機(jī)對汽車動力性影響因素主要有發(fā)動機(jī)最大功率、最大轉(zhuǎn)矩和外特性曲線的形狀。1．發(fā)動機(jī)最大功率：發(fā)動機(jī)功率愈大，汽車的動力性愈好。設(shè)計(jì)中發(fā)動機(jī)最大功率的選擇必須保證汽車預(yù)期的最高車速。最高車速越高，要求的發(fā)動機(jī)功率越大，其后備功率也大，加速和爬坡能力必然較好。但發(fā)動機(jī)功率不宜過大，否則在常用條件下，發(fā)動機(jī)負(fù)荷率過低，油耗增加。發(fā)動機(jī)最大功率與汽車總質(zhì)量之比稱為比功率或功率利用系數(shù)，它是衡量汽車動力性能的一個(gè)綜合指標(biāo)，一般來講，對同類型汽車而言，比功率越大，汽車的動力性越好。2.發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：在汽車傳動系傳動比一定時(shí)，發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩越大，汽車動力因數(shù)也越大，汽車的加速能力和爬坡能力也強(qiáng)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.5.1發(fā)動機(jī)性能參數(shù)的影響3．發(fā)動機(jī)外特性曲線的形狀：發(fā)動機(jī)外特性曲線的形狀對汽車動力性有明顯的影響，如圖23所示，雖然兩臺發(fā)動機(jī)的最大功率及其相對應(yīng)的轉(zhuǎn)速相同，所確定的最高車速也相同，但由于外特性曲線形狀不同，顯然外特性曲線1在相同的擋位下低速時(shí)有較大的后備功率，使汽車具有較好的加速能力和爬坡能力。從轉(zhuǎn)矩曲線也可看出，外特性曲線1的轉(zhuǎn)矩值隨車速降低而增高的幅度較大，這樣不僅可以提高汽車克服道路阻力和短期超負(fù)荷能力，而且也可以減少換擋次數(shù)。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖23發(fā)動機(jī)外特性曲線形狀對汽車動力性的影響1.5.2汽車結(jié)構(gòu)因素的影響

汽車結(jié)構(gòu)對動力性影響因素主要有傳動系的機(jī)械效率、主減速器傳動比、變速器Ⅰ擋傳動比和擋位數(shù)、汽車外形、汽車總質(zhì)量、輪胎等。1．傳動系機(jī)械效率的影響：汽車傳動系的機(jī)械效率越高，傳遞功率損失越小，傳至驅(qū)動輪的有效功率越大，汽車的動力性越好。因此，應(yīng)盡可能提高汽車傳動系的機(jī)械效率。2.主減速器傳動比的影響：主減速器的傳動比應(yīng)選擇到汽車的最高車速相當(dāng)于發(fā)動機(jī)最大功率時(shí)的車速，這時(shí)最高車速最大。主減速器的傳動比不同，汽車的后備功率也不同。傳動比增大，發(fā)動機(jī)功率曲線左移，汽車的后備功率增大，動力性加強(qiáng)，但燃油經(jīng)濟(jì)性較差。傳動比減小，發(fā)動機(jī)功率曲線右移，汽車的后備功率較小，但發(fā)動機(jī)功率利用率高，燃油經(jīng)濟(jì)性較好。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.5.2汽車結(jié)構(gòu)因素的影響

3．變速器Ⅰ擋傳動比和擋位數(shù)的影響：變速器Ⅰ擋傳動比對汽車動力性影響最大，它直接影響汽車起步加速性能和最大爬坡能力，這是因?yàn)棰駬鮽鲃颖仍酱?，該擋的最大?qū)動力和動力因數(shù)也就越大。4.汽車外形的影響：汽車的外形影響汽車的空氣阻力系數(shù)，對汽車動力性也有影響。流線型外形對高速汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性影響十分顯著。但對汽車的爬坡能力和低速時(shí)的加速性能影響不大。5.汽車質(zhì)量的影響：汽車的動力性將隨汽車總質(zhì)量的增加而變差，汽車的最高行駛速度和爬坡能力也下降。6.輪胎尺寸與型式的影響：輪胎尺寸減小，可減低汽車自身質(zhì)量，在附著系數(shù)較大的良好路面上，可增大驅(qū)動力，同時(shí)也降低了汽車質(zhì)心高度，從而提高了汽車的行駛穩(wěn)定性。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁1.5.3汽車使用因素的影響

汽車的動力性還在不同程度上受到汽車的運(yùn)行條件的影響，如道路、氣候、海拔高度、駕駛技術(shù)、技術(shù)保養(yǎng)與調(diào)整、交通規(guī)則與運(yùn)輸組織等。道路的附著系數(shù)大、滾動阻力系數(shù)小、彎道少，汽車的動力性就好。若傳動系機(jī)件技術(shù)狀況不良，在行駛中出現(xiàn)離合器打滑、分離不徹底，變速器自動脫擋，傳動軸發(fā)響、抖動等故障，這都意味著會消耗能量，使汽車的動力性降低。車輪定位的正確與否，對車輪的行駛阻力也有著顯著的影響。輪胎氣壓不符合標(biāo)準(zhǔn)，輪胎形變增大將增加輪胎的滾動阻力。前、后橋與車架的相互位置若安裝不正確，將會使汽車在行駛中不能維持直線行駛而跑偏，導(dǎo)致行駛阻力增加。在汽車的使用過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)保養(yǎng)維護(hù)，采用正確的駕駛方法，合理的運(yùn)輸組織，才能充分發(fā)揮汽車的動力性，以提高運(yùn)輸速度與運(yùn)輸生產(chǎn)率2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第69

頁1.5.4牽引力控制系統(tǒng)的影響

牽引力控制系統(tǒng)TCS（TractionControlSystem）不但可以提高汽車行駛穩(wěn)定性，而且能夠提高加速能力和爬坡能力，如圖24所示。2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

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頁圖24牽引力控制系統(tǒng)對汽車動力性的影響1.6汽車動力性試驗(yàn)

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第71

頁汽車動力性試驗(yàn)分為路上試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)。1.汽車動力性路上試驗(yàn)主要是測定汽車最高車速、加速能力和最大爬坡度等評價(jià)指標(biāo)，道路試驗(yàn)應(yīng)在混凝土或?yàn)r青路面的直線路段上進(jìn)行。路面要求平整、干燥、清潔、坡度不大于0.1%，具有良好的附著系數(shù)。試驗(yàn)時(shí)，大氣溫度應(yīng)在-10～30℃之間，風(fēng)速不大于3m/s。道路試驗(yàn)測試項(xiàng)目有：最高車速試驗(yàn)，加速性能試驗(yàn)，最大爬陡坡試驗(yàn)，汽車滑行試驗(yàn)等。

2.汽車動力性室內(nèi)試驗(yàn)主要是測量驅(qū)動功率，是對在用汽車的動力性試驗(yàn)。試驗(yàn)依據(jù)是GB/T18276—2000《汽車動力性臺架試驗(yàn)方法和評價(jià)指標(biāo)》。實(shí)驗(yàn)設(shè)備為汽車底盤測功機(jī)，滾筒直徑應(yīng)在310~380mm的范圍內(nèi)。1.7電動汽車動力性

2023/12/12汽車?yán)碚?/p>

第72

頁電動汽車動力性與燃油汽車動力性不同之處在于產(chǎn)生驅(qū)動力的動力源，燃油汽車動力源來源于發(fā)動機(jī)，電動汽車動力源來源于電動機(jī)。1.電動汽車動力傳動系統(tǒng)：取決于電動機(jī)布置，主要有電動機(jī)前置前驅(qū)、電動機(jī)前置后驅(qū)、電動機(jī)后置后驅(qū)等。圖25是電動機(jī)前置前驅(qū)電動汽車，它主要有電驅(qū)系統(tǒng)、動力電池組和控制系統(tǒng)組成。圖25電動機(jī)前置前驅(qū)電動汽車1.7電動汽車

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