同济汽车理论复习汽车动力性

1什么是汽车的动力性？其评价指标？评价指标能否互相替代？各个指标的影响因素
有哪些？分别是怎样影响的？
①汽车动力性指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的所能达到
的平均行驶速度。

②汽车最高车速；汽车的加速时间（加速能力）；汽车的最大爬坡度（爬坡能力）
③汽车最高车速为最高档；加速时间是从最抵挡到最高档；汽车的最大爬坡度一档或
者二档。

④ 1、发动机性能参数的影响
发动机功率愈大，其后备功率也大，加速和爬坡性能必然好；而发动机转矩愈大，
在传动系传动比一定时，最大动力因数较大，也相应的提高了汽车的加速和爬坡能力；
2、汽车结构参数的影响
传动效率直接影响汽车的动力性，传动效率越高，传动功率损失越小，传至驱动轮
的有效功率越大，汽车的动力性就好。

主减速器传动比的大小，对汽车动力性有很大
的影响。

降低空气阻力Cd*A ,可相应提高汽车动力性。

汽车总质量(轻量化提高动力性)，轮胎尺寸（驱动力与轮胎半径成反比，行驶速度与轮胎半径成正比）对汽车动力性均
有重要影响。

3、汽车使用因素
使用、维护情况（使用不当、不维护，动力性变坏），道路条件（差，动力性变坏）
2驱动力：地面对车轮的反作用力即驱动汽车的外力
发动机外特性曲线：发动机节气门全开时的发动机速度特性曲线（功率Pe~转速n，转
矩Ttq~n，燃油消耗率b~n）
发动机部分负荷特性曲线：节气门部分开启时的发动机转速特性曲线
发动机使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线
汽车的驱动力图：根据发动机的外特性确定的驱动力和车速之间的函数关系来全面表
示汽车驱动力。

3传动系的功率损失：机械损失和液力损失
直接档传动系功率损失比其他档小。

同一档位转矩增加，润滑油损失所占比例减少，传动效率增加
转速低时搅油损失小，传动效率比转速高时要高。

4汽车的动力性受什么因素限制？驱动力、轮胎和地面附着条件
5汽车行驶的驱动附着条件
F f滚动F w空气F i坡道
6附着利用率：汽车的附着力占四轮驱动汽车附着力的百分比。

前轮驱动汽车的附着利用率不如后轮驱动的汽车。

7附着力：Fϕ=F Xmax
附着系数：ϕ=F z/Fϕ=F z/F Xmax
附着率是指汽车直线行驶的情况下，不滑转工况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。

8附着系数的影响因素
路面：干燥硬实的混凝土或者沥青路面的附着系数较大，潮湿路面附着系数小。

路面被细沙、尘土、泥土等污物覆盖，附着系数会降低，比如刚下雨时。

松软土壤路面附着系数小。

轮胎：花纹；增大与地面接触面；降低轮胎胎压；低气压、宽胎面、子午线轮胎
车速：一般附着系数降低（冰面除外）
通过改善车身形状或增加一些辅助的空气动力装置，可以降低空气升力系数，达到减小附着率以改善操纵稳定性与动力性的目的。

调增整车的总体布置，变动前后轴的轴荷来减小驱动轮的附着率。

9确定汽车的动力性，可通过作图法，具体可用哪几种特性的图？大致过程怎样？
汽车动力性分析：驱动力行驶阻力平衡图、动力特性、功率平衡
（1）
确定最高车速：Ft5线与Ff+Fw曲线的交点便是umax 。

确定汽车的加速能力：各档剩余驱动力全部用来使汽车加速。

可先找出各档下每个车
速的剩余驱动力，再根据公式，便可得到各档节气门全开时的加速度曲线。

确定汽车的爬坡能力：汽车驱动力除克服滚动阻力和空气阻力外的剩余驱动力全部用来克服坡度阻力。

找出各档位下相应车速的剩余驱动力，就可以求出各档位下相应车速时能爬过的坡度角。

α=arcsin F t−(F w+F f)G
（2）汽车动力因数F t−F w G=D D=ψ+δdu gdt
最高车速：f曲线与直接档曲线Dmax交点所对应的车速
最大加速度：D=f+δdu gdt动力因数D曲线和滚动阻力系数f曲线间距离（D-f）的倍，就是该车速时所能达到的加速度。

爬坡度：加速度为0。

D=ψ=f+i动力因数曲线和滚动阻力系数曲线间的距离表示汽车的爬坡能力。

（3）汽车功率平衡图：发动机功率Pe-速度u关系，阻力功率P f+P wη-速度u关系
最高车速：发动机功率曲线（V档）与阻力功率曲线相交点处对应的车速
后备功率P e−P f+P wη，表征加速或者爬坡能力。

10负荷率P e P emax
后备功率P e−P f+P wη，汽车后备功率越大，动力性越好，燃油经济性差。

图中ab为后备功率
11说明四轮驱动的汽车，如果其前后与左右车轮分别在路面附着系数条件不同的路面，与在均匀路面相比动力性的变化。

如前轮附着率较大，则在一定的φ值路面上行驶时，前驱动轮的驱动力将先达到地面附着力而滑转。

前驱动轮滑转后，前驱动力不再增加，故后驱动轮动力也保持在前轮刚
开始滑转时它的数值上不再增加。

如果前后驱动力的分配可以根据运动状况自动调节，而使前后驱动力同时达到附着力的限值，则全部附着力均转化为驱动力（此时等效坡
度等于路面附着系数）故四驱车的加速和上坡能力大大超过单轴驱动的车辆。

12液力变矩器的无因次特性T涡轮 P泵轮
13非透过性：任何速比下，泵轮转矩系数维持不变的液力变矩器。

透过性：泵轮转矩系数不是常数值。

发动机的工作转速：泵轮转矩Tp~n和发动机转矩Ttq~n的交点对应的转速
P=1~1.2非透过性 p>1.2透过性
考虑到液力变矩器传动效率的变化，要尽可能提高各种车速下的驱动力，变矩器应该是透过性的
14根据输入特性，由无因次特性得到
P37
16为什么公共汽车起步后，驾驶员很快换入高档？
高档发动机负荷率大，后备功率小，燃油经济性好。

17在同一段较滑的路面上，为什么后轴驱动的汽车满载时可以通过，而空载时反而不能通过？
Fϕ=F Xmax=ϕF z满载附着力大
18汽车动力装置参数的选定
汽车动力装置参数：发动机的功率，传动系的传动比
（1）发动机功率的选择：从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机应有的功率。

或者，利用现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机
应有功率。

（2）最小传动比的选择：变速器最小传动比为1，即主减速器传动比的选择。

最高车速：i0选择到汽车的最高车速相当于发动机最大功率点的车速时，最高车速最大。

后备功率：后备功率小，动力性差，但发动机功率利用率高，燃油经济性好。

驾驶性能：最小传动比过小，发动机在重负荷下工作，加速性能不好，出现噪声和振动。

最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转噪声大。

（3）最大传动比的选择：变速器一档传动比与主减速器传动比之积，即变速器一档传动比的选择。

爬坡度、附着率、汽车最低稳定车速
（4）传动系档数和各档传动比的选择
·就动力性而言，档位增多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。

就燃油经济性而言，档位增多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，降低油耗。

所以档位数增加会改善汽车的动力性和燃油经济性。

轿车手动变速器5挡或6挡、轻型货车或中型货车，5挡。

·在选定汽车的最小传动比、最大传动比、传动系的档位数后，应确定中间各档的传动比。

汽车传动系各档传动比大体上是按照等比级数分配的。

优点：1离合器平顺无冲击接合；
2主要目的是充分利用发动机提供的功率，提高汽车动力性。

按等比级数分配传动比，可以在汽车需要大功率时，较好的利用发动机特性曲线功率比较大的一段来增加汽车的后备功率。

3按等比级数分配传动比的变速器，便于和副变速器结合构成多档位变速器。

考虑到各档利用率差别很大，汽车主要用较高档行驶，所以较高档位相邻两挡间的传动比间隔应小些，特别是最高档和次高档之间更小些。

i g1i g2≥i g1i
g3≥⋯≥
i gn−1i
gn
（5）初步选择参数之后，可拟定供选用参数数值范围，进一步分析不同参数下的燃油经济性和动力性，最终确定动力装置的参数。

燃油经济性-加速时间曲线—>C曲线
C曲线的包络线—>最佳燃油经济性-动力性曲线
19能否使得车辆的行驶状态不变而改变发动机的运行状态？这样会对燃油经济性有何影响？
可以，变速器各档传动比按等比级数分配，变高挡时车速不变而发动机转速降低。

可以充分利用发动机提供的功率、增加动力性。

变高档，后备功率小，提高燃油经济性。

变低档，后备功率大，降低燃油经济性。