汽车行驶的基本原理
汽车知识轻松入门一——汽车行驶的基本原理
大家好，为了能让大家在我们的太平洋汽车网中学习到更多，更系统化的汽车知识，使各位汽车爱好者，无论是在看车还是在玩车、用车的过程中能够成为这方面的“专家”，我们将连续的推出“汽车知识轻松入门”的系列专题，以期能够深入浅出的带大家逐步了解汽车的原理以及各部分的构造。
一、汽车行驶的基本原理
我们知道汽车要运动，就必须有克服各种阻力的驱动力，也就是说，汽车在行驶中所需要的功率和能量是取决于它的行驶阻力。
因此，我们首先要了解的就是阻力。
有些人大概会问了，我们只要给汽车装个大功率的发动机就好了，还用得着管它什么阻力么？如果是这样就会面临几个问题：1、究竟多大功率的发动机才可以呢？没有一个对比参照物，我们如何确定我们需要多大功率呢；2、汽车的设计是先设计了汽车的总成，比如底盘，车体等等的部分之后，才设计和选用发动机的，如果不知道这部汽车将面对的阻力，那么我们根本没办法设计出实用的汽车；3、就算有了非常大功率的发动机（足够可否任何在地面行驶时的阻力），并且已经装上了合适的车体，在使用中也会因为行驶性、油耗，排放，保养，维修等问题而使你无法正常使用它。
由此可见，我们要了解汽车的动力性，首先就是要知道我们所遇阻力有哪些。
一般，汽车的行驶阻力可以分为稳定行驶阻力和动态行驶阻力。
稳定行驶阻力包括了车轮阻力、空气阻力以及坡度阻力。
1、车轮阻力
我们所说的车轮阻力其实是由轮胎的滚动阻力、路面阻力还有轮胎侧偏引起的阻力所构成。
当汽车在行驶时会使得轮胎变形，而不是一直保持静止时的圆形，而由于轮胎本身的橡胶和内部的空气都具有弹性，因此在轮胎滚动是会使得轮胎反复经历压缩和伸展的过程，由此产生了阻尼功，即变形阻力。
经过试验表明，当汽车超过45m/s（162km/h）时轮胎变形阻力就会急剧增加，这不仅要求有更高的动力，对轮胎本身也是极大的考验。
而轮胎在路面行驶时，胎面与地面之间存在着纵向和横向的相对局部滑动，还有车轮轴承内部也会有相对运动，因此又会有摩擦阻力产生。
由于我们是被空气所包围的，只要是运动的物体就会受到空气阻力的影响。
这三种阻力：变形阻力、摩擦阻力还有轮胎空气阻力的总和便是轮胎的滚动阻力了。
在40m/s（144km/h）以下的速度范围内，变形阻力占了轮胎的滚动阻力的90％－95％，摩擦阻力占2％－10％，而轮胎空气阻力所占的比率极小。
而路面阻力就是轮胎在各种路面上的滚动阻力，由于各种路面不同，而产生的阻力也不同，在这里就不详细研究了。
还有便是轮胎侧偏引起的阻力，这是由于车轮的运动方向与受到的侧向力产生了夹角而产生的。
2、空气阻力
汽车在行驶时，需要挤开周围的空气，汽车前面受气流压力并且形成真空，产生压力差，此外还存在着各层空气之间以及空气与汽车表面的摩擦，再加上冷却发动机、室内通风以及汽车表面外凸零件引起的气流干扰等，就形成了空气阻力。
它包括有压差阻力（又称形状阻力），诱导阻力，表明阻力（又称摩擦阻力），内部阻力（又称内循环阻力）以及干扰阻力组成。
空气阻力与汽车的形状、汽车的正面投影面积有关，特别时与汽车——空气的相对速度的平方成正比。
当汽车高速行驶时，空气阻力的数值将显著增加。
我们在汽车指标中经常见得的风阻就是计算空气阻力时的空气阻力系数。
这个系数是越小越好。
3、坡度阻力
即汽车上坡时，其总重量沿路面方向的分力形成的阻力。
在动态行驶阻力方面，主要就是惯性力了，它包括平移质量引起的惯性力，也包括旋转质量引起的惯性力矩。
现在我们知道，汽车要能够运动起来就必须克服以上所介绍的总阻力，当阻力增加时，汽车的驱动力也必须跟着增加，与阻力达到一定范围内的平衡，我们知道，驱动力的最大值取决于发动机最大的转矩和传动系的传动比，但实际发出的驱动力还受到轮胎与路面之间的附着性能（即包括各种条件的路面情况）的限制。
汽车只有在这些综合条件的限制中与各个因素达到平衡，才能够顺利的运动起来，成为我们所需要的工具。
以上我们已经基本了解了汽车行驶的一些基本原理。
在以后的专题中，我们将深入汽车的结构，真正开始了解汽车。
汽车行驶基本原理结构
汽车行驶基本原理结构
1. 发动机系统
发动机是汽车的动力源,通过内燃机的工作原理将化学能转化为机械能。
发动机的主要部件包括气缸体、活塞、连杆、曲轴以及配气机构等。
2. 传动系统
传动系统的作用是将发动机产生的动力传递到驱动轮,使汽车能够行驶。
主要包括离合器、变速器、万向传动装置、差速器和半轴等。
3. 行驶系统
行驶系统包括车架、悬架系统、制动系统和转向系统。
车架是整车的底盘骨架;悬架系统使车轮与车身相互独立,吸收路面不平整冲击;制动系统能够使汽车减速或停车;转向系统控制车辆行驶方向。
4. 电气系统
电气系统为汽车各电器设备提供电能,包括蓄电池、发电机、起动机、点火系统、照明系统和仪表等。
5. 附件系统
附件系统包括空调、音响、安全气囊等,为乘员提供舒适性和安全性。
汽车各系统有机地结合在一起,通过各自功能的协调运作实现汽车的正常行驶。
发动机产生动力,传动系统将动力传递给驱动轮,行驶系统使汽车保持正确方向和平稳行驶,电气系统为各电器提供电能,附件系
统则提高了乘坐质量。
汽车构造与原理(最详细)
4、发动机性能指标
1、动力性能指标
（1）有效转矩：
发动机曲轴输出的平均转矩，以Te表示，单位 N.m。
（2）平均有效压力： 指单位气缸工作容积所输出的有效功，以Pme表示
，单位kPa 。 （3）有效功率 发动机曲轴输出的功率成为有效功率，用Pe表示
（单位kW）
有效功率可由有效转矩和平均有效压力计算表示：
（2）汽车的加速时间
（3）汽车的爬坡性能
2、汽车的经济性能
（1）汽车的燃油消耗量
3、汽车的制动性能
（1）制动的效能
（4）制动距离
（2）制动效能的恒定性
（3）制动时方向的稳定性
4、通过性能 （1）最小转弯半径
（2）汽车最小离地间隙
（4）接近角、离去角、纵向通过角
5、汽车其他使用性能 （1）环保性能 （2）货物拆卸方便性 （3）操作简易性
宝马5系的前置后驱
奥迪A6的前置前驱
保时捷911的后置后驱
法拉利F360的中置后驱
奥迪quattro四轮驱动
同样，按车身分类可以分为一箱式、二箱式、三 箱式三类。按轿车顶盖可否开启分为闭式和开式
按货车设计最大总质量可分为小于3500Kg、大于 3500Kg小于12000Kg和大于12000Kg三类。
-
6 PSA标致雪铁 335.69 296.14 39.54 -
-
龙（法）
7 日产（日） 322.34 251.25 57.01 13.49 0.58
8 克莱斯勒
254.46 71.03 183.43 -
-
（美）
9 雷诺（法） 249.25 208.58 40.66 -
-
10 现代（韩） 246.27 223.13 0.10
认识汽车
1）曲柄连杆机构的功用是：
将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械 能，再通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动而 对外输出动力。
2）配气机构功用： 定时开启和关闭进气门和排气门式可染混和气或空气
进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。
微型
≤1.0
夏利、奥拓
车型
汽车类型
类型
发动机排量（L ）
车型
普通型 ＞1.0~ ≤1.6 富康、夏利2000、捷达
类型
发动机排量（汽L 车类型
）
车型
中级
＞1.6~ ≤2.5
桑塔纳、奥迪100、帕萨特、本 田雅阁、红旗世纪星
类型
发动机排量（汽L 车类型
）
车型
中级
＞1.6~ ≤2.5
桑塔纳、奥迪100、帕萨特、本 田雅阁、红旗世纪星
3）冷却系的作用 ： 保持发动机在最适宜的温度（80-90℃）范围内工作，
目前汽车发动机上广泛采用强制水冷却系统。 4）润滑系的作用：
润滑；清洁；冷却；密封。
5）燃料供给系统功用：
根据发动机各种不同工作情况的要求，配制出一定数 量和浓度的可燃混合气，进入气缸燃烧，作功后将废气排 入大气。
6）点火系功用：
汽车产品型号
车辆识别代号(VIN)编码
17位编码经过排列组合，可以使车型生产在30年之 内不会发生重号，又称为“汽车身份证”。因为现在生 产的汽车车型采用年限在逐渐缩短，一般8～12年就淘 汰，不再生产，所以17位识别代号编码已足够应用。
VIN具有很强的唯一性、通用性、可读性以及最大 限度的信息载量和可检索性。
按发动机点火次序在规定时刻供给火花塞足够能量的 直流高压电，使其两电极间产生电火花点燃混合气，使发 动机做功。击穿电压应能达到15～20kV。
汽车结构原理及基本知识ppt课件
雨后的压紧土路 泥泞土路(雨季或解冻期)
0.050～0.150 0.100～0.250
碎石路面
0.020～0.025
干砂
0.100～0.300
良好的卵石路面 0.025～0.030
湿砂
0.060～0.150
坑洼的卵石路面 0.035～0.050
结冰路面
0.015～0.030
干燥的压紧土路 0.025～0.035
PRODUCT KNOWLEDGE
1）、汽车主要参数
整车参数 – 通过性及机动性参数：最小离地间隙（一般为驱动桥壳最底点 与地面之间的距离）、前悬、后悬、接近角、离去角、轴距、
LADIN通过性参数 轮距、最小转弯半径、纵向通过角、纵向通过半径。
最小离地间隙：220mm（后桥下） 中部最小高地间隙：305mm（燃油箱下护板） 纵向通过角：28° 纵向通过半径：2.670m
范围内较好 – 轮胎的弹性、悬挂质量、座椅的降震性能以及尽
量小的非悬挂质量，都可以提高该性能
PRODUCT KNOWLEDGE
2）、汽车主要使用性能指标
汽车的通过性
– 指标：纵向/横向通过半径、最大涉水深度、接近 角/离去角、最小离地间隙、最小转弯半径
– 影响因素：轮胎（断面、花纹）、驱动形式、结 构参数合理选择
支撑板
PRODUCT KNOWLEDGE
4）、电气设备
电源
– 发电机 – 蓄电池
用电设备
– 点火系（汽油机）、起动系、照明、仪表信号系统、 空调以及其他用电设备等
– 汽车电子控制装置（机电结合）：电子燃油喷射系统、 制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制 悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等
汽车行驶理论
Pt Pf Pi Pw Pj
式中：Pf前之“+”表示上坡，“-”表示下坡； Pj前之“+”表示加速， “-”表示减速，与恒为正值。
第二章 汽车行驶原理
土木工程学院
schlool of civil engineering
2)汽车行驶的两个条件 汽车行驶的必要条件是：
Pt Pf Pi Pw Pj
Ｋ
→离合器→变速器i →传动轴（M ）→主传动 →P
K n t
N 1000 60 N e 9549 e 2 ne ne
iK=ne／n1 ， i0=n1／nK
M K M e i K i0 M
Pt
M k M e ik i0 M rk rk
所以有牵引力
又 V 2rk
动力性能： 指汽车所具有的牵引力，决定汽车加速、爬坡和最大速度的性能。
通过性（又称越野性）：指汽车在各种道路和无路地带行驶的能力。
制动性：指汽车强制停车和减低车速的能力。 行驶稳定性：指汽车遵循驾驶者指定方向行驶的能力。 行驶平顺性：指汽车在不平道路上行驶时，汽车免受冲击和震动的能力。 操纵稳定性：指汽车是否按驾驶员的意图控制汽车的性能。
2.2.3 汽车行驶中的受力分析
汽车在道路路面上行驶时，汽车牵引力将克服行驶阻力，并 受到弯道超高、加减速、制动、路面凹凸不平等因素的影响。 汽车行驶中的受力情况与汽车的运动状态有密切的关系,汽 车的运动状态可分为直线行驶和曲线行驶。 （1） 汽车直线行驶
第二章 汽车行驶原理
土木工程学院
schlool of civil engineering
Pt Gd
即：汽车的牵引力必须大于等于汽车的行驶阻力。
汽车行驶的充分条件是：
简述汽车的基本行驶原理
简述汽车的基本行驶原理
汽车在行驶中，四个车轮要保持同步转动，即四个车轮的转
速必须保持一致。
在汽车行驶时，四个车轮的受力情况如下：
1.前轮：汽车的转向部分，即方向盘。
转向时，驾驶员通过
方向盘来调整汽车的行驶方向。
汽车在转弯时，由于转弯半径的
存在，必须使前轮在原地转向；否则，转弯半径过大会造成汽车
侧滑。
2.后轮：在汽车转弯时，由于车辆前进方向与前轮相反，因此，后轮也要转180°才能继续行驶。
3.四轮定位：四轮定位是指将四个车轮在转向轮外倾15°、内倾10°的情况下测量出它们之间的角度差（即汽车车轮中心
到两轮轮毂中心的距离）。
然后利用这些数据修正车身设计、提
高整车性能。
4.悬架系统是指将车辆底盘和车轮连接在一起的部分。
它包
括车桥、车架和悬架系统三个主要组成部分。
车桥：车辆的纵向运动通过车桥传递给车架。
车架是由底盘、车架总成和车桥总成等部分组成。
它是一种承载式结构，具有一
定强度和刚度，能承受作用在其上的载荷和外部环境对车辆产生
的力。
—— 1 —1 —。
汽车的分类
构造总论1.汽车的分类：1、载货汽车。
2、越野汽车。
3、自卸汽车4、牵引车5、专用汽车6、。
7、轿车。
8、半挂车。
2.汽车的总体构造：发动机、底盘、电器设备（电源、汽油发动机点火系统、起动系统、照明与信号装置、空调、仪表）、车身。
3.汽车行驶的基本原理：欲使汽车行驶，必须对汽车施加一个驱动力以克服各种约束反力，发动机经由传动系在驱动车轮上施加了一个驱动力矩，力图使驱动车轮旋转。
在车轮对地面的作用下，驱动车轮将对地面施加一个力。
根据作用与反作用原理，地面也将对驱动车轮施加一个与约大小相等、方向相反的反作用力，这个力就是使汽车行驶的驱动力。
驱动力小于等于附着力，驱动力作用在驱动轮上，再通过车桥、悬架、车架等行驶系传到车身上，这样向前的力大于向后的约束反力，就可以使汽车行驶。
（驱动力小于附着力）。
4.附着力：附着力表示轮胎与路面附着情况。
附着力的大小是车重与路面附着系数的乘积。
5.行驶阻力：滚动阻力、坡度阻力、空气阻力、加速阻力。
6.发动机的基本知识7.发动机：是将某种形式的能量转换为机械能的机器。
8.现在最常用的发动机：1、四冲程水冷式多缸往返活塞式汽油机2、四冲程水冷式多缸往返活塞式柴油机。
9.汽车工作容积：活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积。
10.燃烧室：活塞在上止点时，活塞顶上面的空间为燃烧室。
11.压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值。
12.发动机工况：发动机在某一时刻的运行状况称为发动机工况。
13.工作循环：在气缸内进行的每一次将热能转化为机械能的一系列连续过程（进气、压缩、做功和排气）。
14.四冲程汽油机的工作原理：四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程，既进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。
进气行程化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。
进气行程中，进气门打开，排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。
牛顿第一定律的实例分析
牛顿第一定律的实例分析牛顿第一定律，也被称为惯性定律，是经典力学中的基本原理之一。
它指出，在非受力作用下，物体将保持静止或匀速直线运动的状态。
牛顿第一定律在实际生活中有着广泛的应用和实例，下面将对一些常见的实例进行分析。
1. 汽车刹车当汽车行驶时，司机突然踩下刹车踏板，汽车将减速停下。
根据牛顿第一定律，如果没有外力作用，物体将保持匀速直线运动的状态。
因此，在汽车行驶过程中，车辆会保持恒定的速度，直到刹车踏板被踩下。
刹车时，刹车系统施加的摩擦力使汽车减速，并最终停下。
2. 滑雪运动在滑雪运动中，滑雪者必须通过身体的重心和脚部的控制来保持平衡。
当滑雪者滑下一个坡时，如果他们保持身体重心的稳定，他们将保持匀速直线滑行。
但一旦失去平衡或转向，滑雪者的速度和方向将发生改变。
这是因为滑雪者的动作实际上引入了一个外力，改变了物体的运动状态。
3. 弹簧秤测量质量弹簧秤是一种常见的测量物体质量的工具。
当我们将某个物体悬挂在弹簧秤上时，它会被拉伸或压缩，直到达到平衡位置。
根据牛顿第一定律，当物体悬挂在平衡位置上时，弹簧秤施加的张力和重力相等。
通过测量弹簧的伸缩量，我们可以计算出物体的质量。
4. 火箭发射火箭发射是牛顿第一定律的一个重要实例。
在火箭发射过程中，火箭通过喷射燃料气体产生推力，并获得加速度。
然而，火箭发射时，火箭一开始并不以很高的速度运动，因为它的质量非常大。
随着燃料的燃烧和推力的施加，火箭的质量减小，从而达到了足够的加速度，以克服地球引力并进入太空。
综上所述，牛顿第一定律在真实世界中有着多种实际应用。
从汽车刹车到滑雪运动，从弹簧秤测量质量到火箭发射，这些实例都说明了物体在受力作用下会发生变化，而不受力则会保持原状。
理解和应用牛顿第一定律对于解释和预测物体的运动行为具有重要意义。
汽车行驶的基本原理
汽车行驶的基本原理一、引擎工作原理引擎是汽车的核心部件，它负责燃烧燃料产生动力。
目前常用的引擎类型有内燃机和电动机两种。
1.内燃机内燃机分为汽油机和柴油机两种类型。
内燃机的工作原理是将燃料和氧气在气缸内进行燃烧反应，通过活塞的上下运动产生动力。
汽油机通过火花塞点火方式将混合气点燃，柴油机则通过压燃点燃方式将高温高压的空气压入气缸点燃柴油。
2.电动机二、传动系统传动系统将引擎产生的动力传递给车辆轮胎，实现车辆的运动。
传动系统的主要组成部分包括离合器、变速器和差速器。
1.离合器离合器位于引擎和变速器之间，作用是在发动机启动和换挡时断开发动机与变速器的连接，使引擎可以独立工作。
离合器通过操作离合器踏板将发动机和变速器分离或连接。
2.变速器变速器的作用是根据车速和动力需求来调整发动机与车轮之间的速度比。
常见的变速器类型有手动变速器和自动变速器。
手动变速器通过换挡杆手动切换各个档位，而自动变速器通过液压和电子系统自动完成换挡。
3.差速器差速器是连接驱动轴的关键元件，它使车轮能够以不同速度旋转。
当车辆转弯时，内侧车轮需要比外侧车轮行驶的距离更短。
差速器通过一个齿轮系统在内外侧车轮间平均分配驱动力，防止车轮发生打滑。
三、驱动系统驱动系统将动力从引擎传递到车辆轮胎，使车辆能够前进。
1.前驱前驱是指通过前车轮提供动力推动车辆的系统。
前驱车辆通常占用空间较小，燃油经济性好，但无法提供良好的操控感受。
2.后驱后驱是指通过后车轮提供动力推动车辆的系统。
后驱车辆具有良好的操控性和平衡性能，但比前驱车辆更容易发生侧滑。
3.四驱四驱是指通过四个车轮均匀分配动力的系统。
四驱车在提供更好的牵引力和操控性方面具有优势，在复杂路况下拥有更高的通过性。
四、制动系统制动系统是为了保证车辆行驶安全而设计的系统。
目前常见的制动系统有摩擦制动和再生制动两种类型。
1.摩擦制动摩擦制动是通过制动器摩擦产生的阻力减慢车辆速度。
在摩擦制动系统中，制动器通过加压刹车油改变制动器与制动盘或制动鼓之间的摩擦力，实现制动效果。