汽车理论动力性,燃油经济性计算
汽车理论
第一章 汽车的动力性汽车的动力性：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。
汽车的动力性指标：1.最高车速uamax 2.加速时间t 3.最大爬坡度imax 汽车的加速时间表示汽车的加速能力。
原地起步加速时间只汽车由1档或者2档起步，以最大的加速强度逐步换挡至最高档后到某一预定的距离或者车速所需要的时间。
驱动力Ft ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt ，驱动轮在Tt 的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft 即为驱动力Tt —驱动力矩 Ft 与发动机转矩Ttq 、变速器传动比ig 、主减速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
传动系功率损失课分为机械损失和液力损失两大类 车轮的半径自由半径：车轮处于无载时的半径。
静力半径rs ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径rr ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
传动系的机械效率ηTPin —输入传动系的功率；PT －传动系损失的功率等速行驶时 汽车的驱动力图 依据下面两式以及发动机外特性曲线做出的Ft - ua 关系图，即驱动力图汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？如何保证汽车可以加速或爬坡？ 滚动阻力Ff 空气阻力Fw 坡度阻力Fi 加速阻力Fj 汽车行驶总阻力 滚动阻力：车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑面的变形。
轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
汽车理论
1.什么是汽车的动力性：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。
评价指标：最高车速、加速能力、上坡能力。
2.驱动力的计算公式：F t=T tq i g i0εT/r，T tq (N·m)3.汽车行驶速度计算公式：u a=0.377 r*n/i g i0 n(r/min) ,u a (km/h)4.行驶阻力的4个组成部分：滚动阻力F f、空气阻力F w、坡道阻力F i、加速阻力F j5.影响滚阻系数的因素：1行驶车速大于100km/h时，滚阻系数随车速↑而↑。
2子午线轮胎在各种车速下都有较低的滚阻系数。
3轮胎气压↑，滚阻系数↓。
6.空气阻力的分类：压力阻力、摩擦阻力。
压力阻力又分为形状阻力、干扰阻力、内部阻力、诱导阻力。
7.C D值较小的车身具有的特点：○1汽车头部前段应尽量低矮○2车身各部件交接处过度应圆滑。
○3整个车身应前倾1~2°○4轿车的纵向最大的横截面不宜过分前移○5汽车底部最好采用平滑整体的底板○6对于厢式车身结构的客车，应具有圆滑的拐角○7为了减少汽车发动机冷却和车身内部通风所引起的空气阻力，应将空气散热器及通风系统的进气孔布置在汽车前脸和前风窗下部正压力较大的部位。
8.汽车行驶方程式：T tq i g i0εT/r=G f cosα+C D Au a2 /21.15+ Gsinα+δmd u/d t9.汽车行驶的驱动-附着条件：F f+F w+F i≤F t ≤F Zφφ10.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。
11.附着利用率：前轮驱动汽车＜后轮驱动汽车＜四轮驱动汽车。
12.影响附着系数的因素：○1路面越坚硬、微观粗糙，附着系数越高。
松软土壤路面附着系数较小。
潮湿、泥泞土路附着系数有明显的下降。
○2轮胎花纹可提高轮胎的附着系数。
○3子午线轮胎附着系数比一般轮胎高。
○4车速↑附着系数↓。
13.利用驱动力-行驶阻力平衡图确定最高车速：图上F t4 曲线与F t+F w曲线相交点所对应的车速便是汽车的最高车速。
汽车理论复习知识点整理（考试用）
一、1.汽车的动力性：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.汽车动力性评价指标：最高车速ua max ，加速时间t ，最大爬坡度i max3.简述汽车动力性3个评价指标及计算方法：（提示：由驱动力-行驶阻力图，或动力特性图结合附着条件分析）最高车速计算方法：Fi=0 Fj=0 Ft=Ff+Fw最大爬坡度：由驱动力—行驶阻力平衡图和GF F F )(arcsinw f t +-=α再由公式i=tan α可计算出。
4.汽车的驱动力（地面对驱动轮的反作用力）（Ft 与发动机转矩Ttq 、变速器传动比 i g 、主减速器传动比 i 0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
）5.发动机外特性曲线：发动机节气门全开（或高压油泵在最大供油量位置） 发动机部分负荷特性曲线：发动机节气门部分开启（或高压油泵在部分供油位置） 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 （由上可知：使用外特性曲线的功率小于外特性曲线的功率）ri i T F T0g tq t η=6.传动系功率损失可分为：机械损失和液力损失7.车轮的半径分为：自由半径：车轮处于无载时的半径。
静力半径r s ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径r r ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
8.汽车行驶阻力：a 滚动阻力Ff （ ） ：车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支承面的变形。
在硬路面上，轮胎变形是主要的，轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失。
滚动阻力无法在受力图上表现出来，他只是一个数值。
滚阻系数f (单位汽车重力所需之推力) 的影响因素：路面的种类、行驶车速、轮胎构造、材料、气压有关。
真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为地面切向反作用力，他的数值为驱动力-驱动轮上的滚动阻力。
驻波现象：车速达到某一临界车速左右时，滚动阻力迅速增加，轮胎发生驻波现象，轮胎周缘不再是圆形，而是明显的波浪状。
汽车理论
2）由比功率确定发动机功率
汽车比功率
1000Pe CD A fg ua m a u3 x m 3.6ηT 76.14mηT
a max
4、最小传动比的选择：原则：兼顾动力性和经济性 考虑方面：最高车速和汽车后备功率
uamax / u P =1，动力性和燃油经济性都比较好；
< 1，动力性差，燃油经济性好； >1，动力性好，燃油经济性差。 5、驾驶性能：指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。 最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，出现噪声和振动。 最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声大。 6、最大传动比的选择：1）满足汽车的最大爬坡度：
16、汽车的功率平衡：汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率 与全部运动阻力所消耗的功率。
Pe
T
ua
F F
f
w
Fi Fj
Pe
3 Giua mua du 1 Gfua CD Au a T 3600 76140 3600 3600 dt
rr0w
rr0w
rr0w 完全拖滑时w 0
8、滑动率：车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比 值。滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
s
uw rr0w 100% uw
FZ
9、 制动力系数 FX b ： 地面制动力与作用在车轮上的垂直载 b 荷的比值。 10、峰值附着系数 p ：制动力系数的最大值，一般出现在 s =15%～20% 11、滑动附着系数 s ：s =100%时的制动力系数 12、侧向力系数 FY ：地面作用于车轮的侧向力与车轮垂直 l
FZ
汽车理论-名词解释
第一章汽车的动力性1.汽车动力性指标：最高车速、加速时间、最大爬坡度2.加速时间表示加速能力：原地起步加速时间和超车加速时间3.驱动力：地面驱动轮的反作用力F t=T t/r=T tq i g i oηT/r4.驱动轮的转矩: T t= T tq i g i oηT5.发动机转矩特性：节气门全开，发动机外特性曲线；节气门部分开启，部分负荷特性。
6.功率:Pe=T tq n/95507.使用外特性曲线：带上全部设备时的发动机特性曲线8.传动系功率损失：机械和液力损失9.自由半径：车轮处于无载时的半径10.静力半径Rs：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离11.滚动半径rr：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
12.驱动力图：根据下列两个公式：Ua=0.377nr/i g i o F t=T t/r=T tq i g i oηT/r以及发动机外特性曲线，做出的F t - u a关系图，即驱动力图13.滚动阻力Ff产生的原因：轮胎（主要）、路面变形产生迟滞损失14.轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
15.滚动阻力系数f：车轮在一定条件下滚动时所需之推力与车轮负荷之比，即单位车重所需的推力，Ft=Wf16.影响滚动阻力的因素：车速、轮胎结构、气压、路面条件、驱动力、转向17.地面切向反作用力Fx：是真正作用在驱动轮上的驱动汽车行驶的力，它的数值为驱动力减去驱动轮上的滚动阻力。
18.临界车速：超过后产生驻波现象，轮胎温度快速增加，大量发热导致轮胎破损或爆胎。
19.驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波20子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小20%～30％；21.气压：越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也越小。
22.驱动力：Ft增大，胎面滑移增加，F f增大。
(整理)汽车理论总结吐血推荐
第一章：汽车的动力性1.汽车的动力性的定义和评价指标。
（1）定义：汽车在良好的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）评价指标：最高车速、加速时间和最大爬坡度。
○1最高车速µamax ：是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。
○2汽车的加速时间t ：表示汽车的加速能力。
常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。
超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。
○3汽车的最大爬坡度ⅰmax ：是指Ⅰ挡最大爬坡度。
汽车的上坡能力实用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax 表示的。
2.写出汽车的行驶平衡方程式（两种方式）。
解释每个力的含义和计算公式。
（1）F t =F f +F w +F i +F jF t :驱动力；ri i T t T 0g tq F η⋅⋅⋅=F f :滚动阻力； αcos fG F f ⋅= F w :空气阻力；15.212aD u A C F w ⋅⋅=F i :坡度阻力 ；F i =G ·sin α F j :加速阻力dtdu mδ=j F （2）3.利用汽车驱动力----行驶阻力平衡图评价汽车的动力性。
dt du m G u A C f G r i i T δααη++⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅sin 15.21cos 2aD T 0g tq (1)最大车速时，即曲线交点对应的速度值。
Ft= Ff+Fw ，Fi=0 ，Fj=0(2)加速能力 Fj= Ft- Ff -Fw ，Fi=0，即剩余驱动力。
(3)爬坡能力：是指汽车在良好路面上克服滚动阻力和空气阻力后的余力全部用来克服坡度阻力时所能爬上的坡度。
一般情况下，直接挡（最高挡）的最大爬坡度略大一些好。
《汽车理论》第二章 汽车的燃油经济性
1 Q1 2 (Qt0 Qt1)t
Q2
1 2
(Qt1
Qt2 )t
Q3
1 2
(Qt 2
Qt3 )t
Qn
1 2
(Qt ( n1)
Qtn )t
等加速行驶工况燃油消耗量
Qa
1 2
(Qt
0
Qtn )t
n1
Qti t
i 1
等加速区间内行驶的距离
sa
ua22 ua21 25.92du / dt
三、等减速行驶工况燃油消耗量的计算
反映实际的汽车 行驶情况
循环行驶 试验工况
▪ 我国及欧洲：行驶100km所消耗 的燃油升数，单位为L/100km。
▪ 美国：每加仑燃油能行驶的英里 数，单位为MPG或mile/USgal。
一、等速行驶百公里燃油消耗量
常用的一种评价指标，指汽车在额定载 荷下，以最高档在水平良好路面上等速 行驶100km的燃油消耗量。常测出每隔 10km/h或20km/h速度间隔的等速百 公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线， 称为等速百公里燃油消耗量曲线，用来 评价汽车的燃油经济性。
利用情况及行驶条件的影响，所以，它 不能直接用于评价整车的燃料经济性。
燃油经济性
一定的动力性条件下 尽量少的燃油消耗
燃油经济性好
降低汽车的使用费用 减少进口的石油量 节约资源 降低CO2等的排放
2.1 燃油经济性的评价指标
评价指标
每百公里 的燃油消耗量
一定的燃油量 行驶的里程
等速百公里 燃油消耗量曲线
汽车等速百公里燃油消耗量曲线
二、循环行驶工况百公里燃油消耗量
全面反映汽车的实际运行情况，特别是在市区行 驶中频繁出现的加速、减速、怠速停车等工况。
2汽车理论第二章——汽车的燃油经济性
综合燃油经济性
1 0.55 0.45 城市循环工况燃油经济性 公路循环工况燃油经济性
6
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
7
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
8
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
一些车型的百公里油耗 车型 长安奥拓 夏利 捷达前卫 桑塔纳2000 帕萨特1.8L 雅阁2.3 大切诺基 工况 城市平均油耗 厂方油耗 90km/h等速 90km/h等速 城市工况 城市平均油耗 城市 郊区 综合 油耗 /[L(100km)1 ] 5.5 5.0 6.3 7.0 11.9 10.5 19.5 11.8 14.6
等速行驶 s 行程时，燃油消耗量
Pe bs 3.6s Q Qt t Qt ua 102ua g
折算成等速百公里燃油消耗量
Pe b 100 Qs 102ua g
Pe b 1.02ua g
18
第二节 汽车燃油经济性的计算
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
加速时发动机需提供的功率为
盘都会造成轴承早期磨损。
33
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
3）轮胎气压要合适
气压过低， 导致车辆操控性 降低，燃油消耗 增大，轮胎磨损 加剧；轮胎气压
过高，接地面积
减小，轮胎中部 出现异常磨损。
34
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
二、汽车结构方面
1.缩减轿车总尺寸和减轻质量
35
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
3.怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗
改进发动机设计、改善用车交通环境可以提高汽车的燃油经济性。
28
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
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期中试题动力性燃油经济性计算整车参数表变速器速比拟合公式系数1、绘制功率平衡图：根据公式0377.0i i rn u g a =，将各参数代入公式得发动机转速对应的车速； 根据负荷特性曲线的拟合公式可以得到转矩； 根据公式9550n T P q t e =，计算功率；1档数值：MATLAB程序：车速：n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];y=0.00437306*n转矩：p=[-3.8445 40.875 -165.441 295.28 -19.313];>> n=[0 0.815 1.207 1.614 2.012 2.603 3.006 3.403 3.804 4.200]; >> T=polyval(p,n)功率：p=[-3.8445*10^-12 40.875*10^-9 -0.000165441 0.29528 -19.313 0];n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];P=polyval(p,n)/9550一档的功率特性图：a=[0 3.5640 5.2783 7.0581 8.7986 11.3831 13.1454 14.8815 16.6351 18.3669];b=[0 11.2548 20.1946 29.0798 36.8651 47.0855 53.4233 58.7553 61.7021 59.1691];values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3);plot(values(1,:),values(2,:), 'g');2档数值：MATLAB程序：车速：n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];y=0.008780872772*n转矩：p=[-3.8445 40.875 -165.441 295.28 -19.313];>> n=[0 0.815 1.207 1.614 2.012 2.603 3.006 3.403 3.804 4.200];>> T=polyval(p,n)功率：p=[-3.8445*10^-12 40.875*10^-9 -0.000165441 0.29528 -19.313 0];n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];P=polyval(p,n)/9550二档的功率特性图：a=[0 7.1564 10.5985 14.1723 17.6671 22.8566 26.3953 29.8813 33.4024 36.8797];b=[0 11.2548 20.1946 29.0798 36.8651 47.0855 53.4233 58.7553 61.7021 59.1691];values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3);plot(values(1,:),values(2,:), 'g');3档数值：MATLAB程序：车速：n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];y=0.014789681*n转矩：p=[-3.8445 40.875 -165.441 295.28 -19.313];>> n=[0 0.815 1.207 1.614 2.012 2.603 3.006 3.403 3.804 4.200]; >> T=polyval(p,n)功率：p=[-3.8445*10^-12 40.875*10^-9 -0.000165441 0.29528 -19.313 0]; n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];P=polyval(p,n)/9550三档的功率特性图：a=[0 12.0536 17.8511 23.8705 29.7568 38.4975 44.4578 50.3293 56.2599 62.1167];b=[0 11.2548 20.1946 29.0798 36.8651 47.0855 53.4233 58.7553 61.7021 59.1691];values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3);plot(values(1,:),values(2,:), 'g');4档数值：MATLAB程序：车速：n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];y=0.024314236*n转矩：p=[-3.8445 40.875 -165.441 295.28 -19.313];>> n=[0 0.815 1.207 1.614 2.012 2.603 3.006 3.403 3.804 4.200];>> T=polyval(p,n)功率：p=[-3.8445*10^-12 40.875*10^-9 -0.000165441 0.29528 -19.313 0];n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];P=polyval(p,n)/9550四档的功率特性图：a=[0 19.8161 29.3473 39.2432 48.9202 63.2900 73.0886 82.7413 92.4914 102.1198];b=[0 11.2548 20.1946 29.0798 36.8651 47.0855 53.4233 58.7553 61.7021 59.1691];values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3);plot(values(1,:),values(2,:), 'g');5档数值：MATLAB程序：车速：n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];y=0.030661079*n转矩：p=[-3.8445 40.875 -165.441 295.28 -19.313];>> n=[0 0.815 1.207 1.614 2.012 2.603 3.006 3.403 3.804 4.200];>> T=polyval(p,n)功率：p=[-3.8445*10^-12 40.875*10^-9 -0.000165441 0.29528 -19.313 0];n=[0 815 1207 1614 2012 2603 3006 3403 3804 4200];P=polyval(p,n)/9550五档的功率特性图：a=[0 24.9888 37.0079 49.4870 61.6901 79.8108 92.1672 104.3397 116.6347 128.7765];b=[0 11.2548 20.1946 29.0798 36.8651 47.0855 53.4233 58.7553 61.7021 59.1691];values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3); plot(values(1,:),values(2,:), 'g');hold on grid on6、阻力功率：根据公式阻力功率=85.07614036003aD a w f Au C Gfu P P t +=+η MATLAB 程序 求阻力功率y=[0.0000428 0 0.0803 0];>> u=[0 24.9888 37.0079 49.4870 61.6901 79.8108 92.1672 104.3397 116.6347 128.7765]; >> p=polyval(y,u) 阻力功率图：a=[0 24.9888 37.0079 49.4870 61.6901 79.8108 92.1672 104.3397 116.6347 128.7765];>> b=[0 2.6745 5.1411 9.1608 15.0020 28.1673 40.9109 56.9960 77.2747 101.7423];>> values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3); plot(values(1,:),values(2,:), 'g'); 汽车功率平衡图如下：2、绘制最高档和次高档的等速百公里油耗线。
（1）、最高档的参数值： 根据燃油消耗率的特性拟合公式：43322104e e e e P B P B P B P B B b ⋅+⋅+⋅+⋅+=计算燃油消耗率； 再根据公式gu bP Q a e ρ02.1⋅=计算百公里燃油消耗量；MATLAB程序：a=[24.9888 37.0079 49.4870 61.6901 79.8108 92.1672 104.3397 116.6347 128.7765];>> b=[18.9500 30.7318 27.6813 25.8072 23.8026 23.8067 23.1708 22.7331 19.5500];>> values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3);plot(values(1,:),values(2,:), 'g');（2）次高档的参数值：MATLAB程序：a=[19.8161 29.3473 39.2432 48.9202 63.2900 73.0886 82.7413 92.4914 102.1198];>> b=[23.8966 38.7538 34.9026 32.5438 30.0159 30.0211 29.2193 28.6673 24.6532];>> values = spcrv([[a(1) a a(end)];[b(1) b b(end)]],3);plot(values(1,:),values(2,:), 'r');得到百公里燃油消耗量曲线：。