1.3 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图
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汽车理论：第二章 汽车的动力性
▪
2)以任一条
1 j
曲线为例，例如直接档，将加速过程
速度区间分为若干间隔，常取 5km/ h为一段。定出各
间隔的微元面积 1、2、3 ，…,如图。
▪ 3)计算出从初速度 分别加速到 u1、u2、u3 、…，的
加速时间：u0
t1
1
3.6ab
s
t2
1 2
3.6ab
s
t3
1
2
3.6ab
3
s
…………………
定动力性的方法； ▪ （3）分析▪ 一、汽车的动力性指标 ▪ 从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出
发，汽车的动力性主要可由三方面的指标来 评定，即： ▪ 1)汽车的最高车速 ua max；
▪ 2)汽车的加速时间 t ；
▪ 3)汽车能爬上的最大坡度 imax。
以直接档行驶，若 i0max 过小， 则汽车行驶中遇到 较小的坡度就被迫换档，因而影响汽车的平均行驶 速度和燃料消耗量。
▪ 因为汽车以全部剩余驱动力克服最大坡度
时，du 0 。 所以，根据驱动力平衡方程得 dt Fi Ft Ff Fw
▪ 式中 Fi G sin , Ff Gf cos
计算出 Fw 对
具有四档变速器的某汽车的驱动力—行驶阻力平衡图
由于是的二次方函数， Fw ua曲线应为抛物线。 在驱动力图上，先画出 Ff ua 曲线，再将 Fw ua叠加画在 Ff ua曲线的上 方，就得到汽车的等速行驶阻力曲线 (Ff Fw) ua 。 其曲线较二次抛物线上升略陡，因为车速较高时略有增加。
▪ 由于加速过程中发动机非稳定工况的影响，道路试验所得的 加速时间往往要低于计算结果，大约等于按发动机扭矩降低 10～15％的计算值。
汽车理论第一章汽车的动力性-PPT精选文档
S rr 2 n w
一般可不计差别： rs ≈ rr ≈ r
武汉科技大学车辆工程系
4.汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。 经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。
F t
T t tqigio r
Ttq
rn ua 0.377 igio
单位 ua: km/h
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部分国产汽车动力性指标
新东风标致307 最高车速 179 km/h 0-100km/h加速时间 10.7s 新赛欧SRV 1.6 SL
最高车速 180 km/h 0-100km/h加速时间 12.7s
蒙迪欧新装版 2.0自动挡 最高车速 190 km/h 0-100km/h加速时间 13.8s
第一章 汽车的动力性 汽车的动力性定义：
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。
基本概念：
动力性的评价指标 汽车的驱动力与各种行驶阻力 汽车行驶的驱动—附着条件
武汉科技大学车辆工程系
第一章 汽车动力性
重点内容：
驱动力—行驶阻力平衡图 分析汽车动力性的方法 （图解法） 动力特性图
汽车各部件的传动效率
机械变速器的轿车： η T =0.9~0.92 货车、客车： η T =0.82~0.85
武汉科技大学车辆工程系
3）车轮半径
三个半径 自由半径r0 车轮处于无载荷时的半径。 静力半径 rs 汽车静止时，车轮中心至轮胎与地面接触面间的距离。 用作动力学分析。 滚作运动学分析。
根据驱动轮转矩Tt与发动机转矩Ttq的关系
F t
T t tqigio r
汽车是匀速？加速运动？
汽车动力学ppt课件
算所得得半径。用作运动学分析。
rr
S
2nw
一般可不计差别： rs≈ rr ≈ r
4）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。 经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。
由式（1）得各档位的 Ft值。
发动机转速n与汽车行
驶速度ua间的关系
ua
0.377
rn ig io
单位 ua: km/h n: r/min r: m
之间的函数关系。用试验曲线或拟合多项式表达。
▪发动机外特性曲线：发动机 节气门置于全开位置
▪发动机部分负荷特性曲线： 发动机节气门置于部分开启位 置
台架试验特性曲线：发动 机台架试验时所获得的曲线。
使用外特性曲线：带上全 部附件时的外特性。与台架试 验特性相差5~15%。
2）传动系机械效率
传动系各部件（变速器、万向节、主减速器）的摩擦导 致的功率损失。由试验测得。
Ft≤ FZ ·φ 对后轮驱动汽车：
FX2/ FZ2 = Cφ2 φ， 式中， Cφ2——后轮驱动汽车驱动轮的附着率
对前轮驱动汽车，前轮驱动的附着率也不能大于 地面附着系数。
将驱动条件和附着条件连起来，有：
Ff+Fw+Fi≤Ft≤FZ·φ
此即汽车行驶的必要与充分条件，称为汽车行驶 的驱动-附着条件。
一、驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
2.表达式
Ft =Tt /r r—车轮半径
驱动轮转矩Tt与发动机转矩 Ttq的关系为：
故：
Ft
Ttq ig iot
r
3.表达式涉及的几项具体内容
rr
S
2nw
一般可不计差别： rs≈ rr ≈ r
4）汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。 经传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。
由式（1）得各档位的 Ft值。
发动机转速n与汽车行
驶速度ua间的关系
ua
0.377
rn ig io
单位 ua: km/h n: r/min r: m
之间的函数关系。用试验曲线或拟合多项式表达。
▪发动机外特性曲线：发动机 节气门置于全开位置
▪发动机部分负荷特性曲线： 发动机节气门置于部分开启位 置
台架试验特性曲线：发动 机台架试验时所获得的曲线。
使用外特性曲线：带上全 部附件时的外特性。与台架试 验特性相差5~15%。
2）传动系机械效率
传动系各部件（变速器、万向节、主减速器）的摩擦导 致的功率损失。由试验测得。
Ft≤ FZ ·φ 对后轮驱动汽车：
FX2/ FZ2 = Cφ2 φ， 式中， Cφ2——后轮驱动汽车驱动轮的附着率
对前轮驱动汽车，前轮驱动的附着率也不能大于 地面附着系数。
将驱动条件和附着条件连起来，有：
Ff+Fw+Fi≤Ft≤FZ·φ
此即汽车行驶的必要与充分条件，称为汽车行驶 的驱动-附着条件。
一、驱动力
1.定义
发动机产生的转矩，经传动系至驱动轮，转矩Tt对地面 产生圆周力Fo，地面对驱动轮的反作用力Ft即为驱动力。
2.表达式
Ft =Tt /r r—车轮半径
驱动轮转矩Tt与发动机转矩 Ttq的关系为：
故：
Ft
Ttq ig iot
r
3.表达式涉及的几项具体内容
汽车的动力特性图
动力因数的物理意义：单位汽车总重力所具有的剩余驱动 力，可以用它来克服相应的道路阻力和加速阻力。所以常 将动力因数作为表征汽车动力性的指标。
汽车的动力因数以符号Ｄ 表示：
D Ft Fw G
D f cos sin dv
（2 1）
当α较小时，
gdt
D f i δdv
（2 2）
gdt
式2-1和式2-2称为平衡方程
根据动力因数的定义，可作出汽车在各挡下的动力因数 与行驶车速的关系曲线图。
只要动力因数相等，则不论Ft、G、CD、A等参数有何 不同，汽车都能克服同样的坡度。
若汽车的δ值也相同，则汽 车也能产生同样的加速度。若D 较大，说明一定汽车重力下（ Ft-Fw）值较大，则汽车的加速 能力和上坡能力较强。
产生的加速度。 此时i=0
D f dv
g dt
dv g (D f) dt δ
D曲线与f曲线间距离的g/δ倍就是汽车各挡的加速度。 对于一定的挡位，δ为常数。例如，当求直接挡的加速 度时，可取δ≈1，g≈10m/s2，因此，加速度值就是D直 曲线与f曲线间距离的10倍。
dt
D f
在动力特性图上作f-va曲线， 它与直接挡D-va曲线交点对应 的车速，便是汽车的最高车速。
f
uamax
2）计算爬坡度
汽车在各挡位下爬最大坡度时，加速度均为0，此时
du 0 dt
D f cos α sin α
当坡度不大时，cosα≈1，sinα≈0 i D f
➢由动力特性曲线，即可做出各挡的爬坡度图。
➢Ⅰ挡工作时，爬坡度较大，此时以 imax＝D1max－f 计算的 误差也较大，可以用下式计算
D1max fcosmax sinmax cosmax 1 sin 2 max
汽车性能与使用2-汽车的动力性(2)
驱动力等于或小于附着力。
附着力Fxg=Fzμg
2.6.1车轮法向反力
驱动轮地面法向反作用力与汽车的总体 布置、车身形状行驶状态和道路的坡度 有关。
2.6.1车轮法向反力
1）静态法向反力
前轴 Fz,1,0=Gl2/l
后轴 2）惯性力引起的法向反力 加速阻力使后轴载荷增加，前轴载荷减
和质量的轴间分配有关 装载质量变化时，前轮驱动、后轮驱动
和全轮驱动车的牵引质量有什么变化？ 为什么满载的卡车能上一个坡，而空载
反而上不去？
2.7 汽车动力性试验
一、道路试验通常在水泥或沥青路面的 干燥、清洁和平直路段上进行，要求路
面坡度，气温为-10℃~30℃，风速不大 于3m/s。
一、道路试验
谢谢大家！
4.驾驶宝来1.8T轿车行驶在限速80km/h的道路 上时，若挂在5档上，发动机转速应控制在何种 转速下？已知5档传动比0.837，主减速器传动 比3.684，轮胎滚动半径0.31m.
2.6 行驶附着条件
轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。 当车轮驱动力 超过某值（附着力）时，车 轮就会滑转。因此,汽车行驶的约束条件 （必要充分条件）为
道路试验通常使用五轮仪来记录行程、 车速和时间，
五轮仪是接触地面进行测量的，因此， 高速时第五轮的滑动、跳动和轮胎气压 的变化都会产生误差。
一、道路试验设备
非接触式车速测量仪的距离传感部件是一个空 间滤波器，用吸盘吸附在车身上。投光器中的 光源射出的光束在路面上形成反向斑纹。通过 受光器的物镜在受光敏元件上成像。受光敏元 件的设计和排置使得只有一定间隔（几毫米） 的反射斑纹可以产生电信号，进入数字电子装 置。
加速时，前轴的法向反力减小，后轴的法向反 力增大。
附着力Fxg=Fzμg
2.6.1车轮法向反力
驱动轮地面法向反作用力与汽车的总体 布置、车身形状行驶状态和道路的坡度 有关。
2.6.1车轮法向反力
1）静态法向反力
前轴 Fz,1,0=Gl2/l
后轴 2）惯性力引起的法向反力 加速阻力使后轴载荷增加，前轴载荷减
和质量的轴间分配有关 装载质量变化时，前轮驱动、后轮驱动
和全轮驱动车的牵引质量有什么变化？ 为什么满载的卡车能上一个坡，而空载
反而上不去？
2.7 汽车动力性试验
一、道路试验通常在水泥或沥青路面的 干燥、清洁和平直路段上进行，要求路
面坡度，气温为-10℃~30℃，风速不大 于3m/s。
一、道路试验
谢谢大家！
4.驾驶宝来1.8T轿车行驶在限速80km/h的道路 上时，若挂在5档上，发动机转速应控制在何种 转速下？已知5档传动比0.837，主减速器传动 比3.684，轮胎滚动半径0.31m.
2.6 行驶附着条件
轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。 当车轮驱动力 超过某值（附着力）时，车 轮就会滑转。因此,汽车行驶的约束条件 （必要充分条件）为
道路试验通常使用五轮仪来记录行程、 车速和时间，
五轮仪是接触地面进行测量的，因此， 高速时第五轮的滑动、跳动和轮胎气压 的变化都会产生误差。
一、道路试验设备
非接触式车速测量仪的距离传感部件是一个空 间滤波器，用吸盘吸附在车身上。投光器中的 光源射出的光束在路面上形成反向斑纹。通过 受光器的物镜在受光敏元件上成像。受光敏元 件的设计和排置使得只有一定间隔（几毫米） 的反射斑纹可以产生电信号，进入数字电子装 置。
加速时，前轴的法向反力减小，后轴的法向反 力增大。
第三周 汽车驱动力
Ft F f F w Fi
19/8
2.附着条件
（1）附着力：地面对轮胎切向作用力 （不考虑侧向力作用时）的极限值称为 附着力 F 。
F F z
F z 作用于所有驱动轮上的
地面法向反作用力
附着系数。
20/8
(2)附着系数
定义:附着系数表示轮胎与路面 的接触强度。
Maximum Gradability
8/8
一、汽车驱动力和行驶阻力
1.驱动力 （1）驱动力的产生与计算
Ft M r
t
M e ik io T r
M t 作用于驱动轮上的转矩 M
e
；
发动机转矩；
i k 变速器传动比； i o 主减速器传动比；
T 传动系统机械效率；
12/8
滚动阻力的计算
F f Gf ( N )
F f 滚动阻力； G 汽车重力； f 滚动阻力系数。
13/8
小结：
滚动阻力系数由试验确定， 其数值与路面种类、行驶速度、 轮胎结构、材料、气压等有关。 其中行驶速度影响较大，高速时f 迅速上升。
14/8
（2）空气阻力
①空气阻力的组成：A.行驶方向上的压力阻力 B.表面的摩擦阻力
Acceleration time
5/8
最高车速 最高车速，是指汽车在平直 的、良好道路（混凝土或柏 油）上所能达到的平8
汽 车 加 速 过 程 曲 线
车速
时间
7/8
爬坡能力的评价
以满载、良好路面上的imax来表示。 －－商用车30％或16.5º ； －－越野汽车60％或31º ； 轿车最高车速较大， 且通常在良好 的市区道路行驶，可爬坡度很大。 有的国家要求汽车在常遇坡道上汽 车必须保持的速度表明其加速能力。
《汽车理论》第二章 汽车的动力性
双级减速主减速器
传动轴的万向节
ηT 95% 95% 90% 96% 92%
98%
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
3.车轮半径
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。
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
ua/(km/h) ua /(km h1)
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Ft1
Ft 2
Ft3
Ft 4
Ft5
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
二、汽车的行驶阻力
思考
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 坡度阻力Fi
空气阻力Fw 加速阻力Fj
汽车行驶总阻力
➢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。
思考
能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
➢计算驱动力是为了确定汽车的动力性指标，也即要找出 驱动力和车速的关系。
➢驱动力和车速都与发动机特性有直接关系，可以通过发 动机特性曲线找出驱动力与车速之间的关系。
Ft
Ttqigi 0 T
r
和
ua
nr 0.377
igi0
可以对应计算出 1 挡的Ft1和ua1。
n/(r·min-1)
nmin
ntq
800 3300
np
5700
nmax
6200
Ttq/(N·m )
ig1=2.13
Ft1/N
ua1/(km·h-1 )
传动轴的万向节
ηT 95% 95% 90% 96% 92%
98%
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
3.车轮半径
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。
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
ua/(km/h) ua /(km h1)
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
Ft1
Ft 2
Ft3
Ft 4
Ft5
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
二、汽车的行驶阻力
思考
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 坡度阻力Fi
空气阻力Fw 加速阻力Fj
汽车行驶总阻力
➢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。
思考
能否解释为什么汽车低挡的加速能力好于高挡？
第二节 汽车的驱动力与行驶阻力
➢计算驱动力是为了确定汽车的动力性指标，也即要找出 驱动力和车速的关系。
➢驱动力和车速都与发动机特性有直接关系，可以通过发 动机特性曲线找出驱动力与车速之间的关系。
Ft
Ttqigi 0 T
r
和
ua
nr 0.377
igi0
可以对应计算出 1 挡的Ft1和ua1。
n/(r·min-1)
nmin
ntq
800 3300
np
5700
nmax
6200
Ttq/(N·m )
ig1=2.13
Ft1/N
ua1/(km·h-1 )
汽车驱动力行驶阻力平衡图(教案)
第一章 汽车动力性第三节 汽车动力性分析一、驱动力—行驶阻力平衡图、动力特性图和功率平衡图作用于驱动轮上的驱动力t F 为s t g 0t dT i i F r h =（1-14）式中：s T —使用状态的发动机转矩；t h —传动系机械效率，见表1-6；0,g i i —变速器和主减速器的速比；d r—车轮滚动半径。
汽车速度与发动机转速及传动系参数的关系式为a r g 023.60.37760nrnv r i i p =ﾻ，km/h（1-15）式中：a v —汽车速度，km/h ；r r —车轮滚动半径，m ；n —发动机转速，r/min 。
车轮滚动半径＝滚动圆周长/2p 。
对子午线轮胎可取r r ＝0.97×自由半径，对斜交轮胎取r r ＝0.95×自由半径。
车轮滚动半径是指车轮承受铅垂载荷和转矩时的半径，在硬路面上近似与单纯承受铅垂载荷的静力半径相等，其经验计算式为()[]λ-+=12/0254.0d b d r ，m （1-16）式中：d r —车轮滚动半径，m ；d —轮辋直径，m ；b —轮胎宽度，m ；λ—轮胎径向变形系数，额定胎荷时可取为0.1~0.16。
由发动机使用外特性曲线，按不同挡位，可绘制各挡的驱动力—车速曲线图，如图1-47所示。
同时在图上还画出了常见行驶阻力曲线f w F F +，这样就构成了驱动力—行驶阻力平衡图。
图1-47 驱动力－行驶阻力平衡图图1-48 动力特性图在阻力曲线与驱动力曲线的交点即有t f w F F F =+，车辆可在该车速下匀速行驶。
动力特性图是指动力因数—车速关系曲线（图1-48）。
动力因数定义为t w F F D G-= （1-17）利用动力特性图可以比较不同车重和空气阻力的车辆的动力性能。
驱动轮发出的驱动功率：t t sP P h =式中：P s —发动机使用状态下的功率。
图1-49 功率平衡图由于不同挡位对应的车速范围不同，各挡的车轮驱动功率与车速的关系曲线亦不同（图1-49所示）。
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1 δm = a j Ft − Ff − Fw
加速度倒数曲线
1/ a j
∆ui = ∆u = const
1 aj3 1 aj 4
1 a j1
1 aj 2
加速度倒数曲线
ua
手工计算时, ☆手工计算时,一般忽略原地起步阶段的离合器 打滑过程.即假设在最初时刻， 打滑过程.即假设在最初时刻，汽车已具备起 步换档所需的最低车速。 步换档所需的最低车速。 换档时刻的确定： II加速度曲线相交 加速度曲线相交， ☆换档时刻的确定：若I-II加速度曲线相交，则 规定在交点处换档； II的加速度曲线不相 规定在交点处换档；若I-II的加速度曲线不相 则规定在发动机最高转速处换档； 交，则规定在发动机最高转速处换档；换档时 间一般忽略不计（正态分布t均值 间一般忽略不计（正态分布 均值 =0.2~0.4s)。 ) 计算加速时间的用途：确定汽车加速能力； ☆计算加速时间的用途：确定汽车加速能力；传 动系最佳匹配；合理选择发动机的排量。 动系最佳匹配；合理选择发动机的排量。
动力因数
用动力特性图评价和分析汽车动力性 动力特性图评价和分析汽车动力性
im 或 + i ax
D = f +i+
δ du
g dt
δ du
g dt
i0max
汽车动力特性图及用途
用动力特性图评价和分析汽车动力性 动力特性图评价和分析汽车动力性
du 在求imax时， = 0 ⇒ D =ψ = f + i dt ⇒ D1max = f cosαmax + sin αmax ⇒αmax = sin tan αmax
3. 最大爬坡度
其前提条件是路面良好， 其前提条件是路面良好，克服 Fw+Ff 后的全部力都用于克服坡道阻力， 后的全部力都用于克服坡道阻力，即
du = aj = 0 ⇒ dt F = Ff + Fw + F ⇒ t i F = F − (Ff + Fw ) ⇒ i t mg sin α = F − (Ff + Fw ) t
CD Aua = mgf cosα + ＋ Fj + Fi ) ( 21.15
2
汽车的驱动力－ §1.3 汽车的驱动力－行驶阻力 平衡图与动力特性图
1. 最高车速和 部分负荷时 的车速 2. 加速能力
3. 最大爬坡度
1. 最高车速和部分负荷时的车速
Ft1
驱动力F 驱动力 t, N
Ff = mgf
驱动力F 驱动力 t, N
下频繁换挡， 下频繁换挡，避免汽车行驶速度下降
Ft 2 Ft 3 Ft 4
Ff + Fw
Ff
车速ua， /h km 汽车驱动力－ 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
3. 最大爬坡度
用动力特性图评价和分析汽车动力性 动力特性图评价和分析汽车动力性
F = Ff + Fw + F + Fj t i F + Ff F − Fw δm du i t = + G G G dt δ du =( f +i )+ g dt
汽车的驱动力－ §1.3 汽车的驱动力－行驶阻力平 衡图与动力特性图
驱动力与行驶阻力平衡图定义 为了清晰地描述汽车行驶时受力情 况及其平衡关系， 况及其平衡关系，通常用图解方式描述 平衡方程式，即将驱动力F 平衡方程式，即将驱动力 t和常见行驶阻 绘在同一张图上。 力Fw和Ff 绘在同一张图上。
Ttqi0igηT r
Ft 2
Ft 3 Ft 4
Ff + Fw
Ff
车速ua， /h km 汽车驱动力－ 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
ua uamax
2. 加速能力 加速能力——通常用加速时间或加 通常用加速时间或加 通常 速距离来评价
du 1 加速度： a j = = (Ft − Ff − Fw ) d t δm 则加速度倒数的积分就是加速时间 du du dt = ⇒t = ∫ aj aj ∆u 离散化处理后t ≈ ∑∆t = ∑ aj
3. 最大爬坡度
Ff = mg f cosα ≈ mg f (假设cosα ≈1)
CD Au Fw = 21.15
2 a
3. 最大爬坡度
Ft1
驱动力F 驱动力 t, N
Ft 2
Ft 3 Ft 4
Ff + Fw
Ff
车速ua， /h km 汽车驱动力－ 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
3. 最大爬坡度
最高挡的最大爬坡度： Ft1 最高挡的最大爬坡度：减少通常坡度
汽车的驱动力－ §1.3 汽车的驱动力－行驶阻力平 衡图与动力特性图
行驶方程式反映了汽 车行驶时， 车行驶时，驱动力和 外界“ 外界“阻力”之间的 普遍关系。 普遍关系。
便可分析汽车在附着条件良好路面上的行驶能力。 便可分析汽车在附着条件良好路面上的行驶能力。 即在油门全开时，汽车可能达到最高车速、 即在油门全开时，汽车可能达到最高车速、加速能 力和爬坡能力。 力和爬坡能力。
2. 加速能力
du du d s du 或者a j = = = u dt d s dt d s u u du ds = du ⇒ s = ∫ ⇒ aj aj u∆u s ≈ ∑∆s = ∑ aj
2. 加速能力
du 1 aj = = (Ft − Ff − Fw ) dt δ m
加速度曲线
2. 加速能力
−1
D max − f 1−3;f
2
du δ = imax，在加速 时i = 0, = (D − f ) dt g
加速度倒数曲线
1/ a j
∆ui = ∆u = const
1 aj3 1 aj 4
1 a j1
1 aj 2
加速度倒数曲线
ua
手工计算时, ☆手工计算时,一般忽略原地起步阶段的离合器 打滑过程.即假设在最初时刻， 打滑过程.即假设在最初时刻，汽车已具备起 步换档所需的最低车速。 步换档所需的最低车速。 换档时刻的确定： II加速度曲线相交 加速度曲线相交， ☆换档时刻的确定：若I-II加速度曲线相交，则 规定在交点处换档； II的加速度曲线不相 规定在交点处换档；若I-II的加速度曲线不相 则规定在发动机最高转速处换档； 交，则规定在发动机最高转速处换档；换档时 间一般忽略不计（正态分布t均值 间一般忽略不计（正态分布 均值 =0.2~0.4s)。 ) 计算加速时间的用途：确定汽车加速能力； ☆计算加速时间的用途：确定汽车加速能力；传 动系最佳匹配；合理选择发动机的排量。 动系最佳匹配；合理选择发动机的排量。
动力因数
用动力特性图评价和分析汽车动力性 动力特性图评价和分析汽车动力性
im 或 + i ax
D = f +i+
δ du
g dt
δ du
g dt
i0max
汽车动力特性图及用途
用动力特性图评价和分析汽车动力性 动力特性图评价和分析汽车动力性
du 在求imax时， = 0 ⇒ D =ψ = f + i dt ⇒ D1max = f cosαmax + sin αmax ⇒αmax = sin tan αmax
3. 最大爬坡度
其前提条件是路面良好， 其前提条件是路面良好，克服 Fw+Ff 后的全部力都用于克服坡道阻力， 后的全部力都用于克服坡道阻力，即
du = aj = 0 ⇒ dt F = Ff + Fw + F ⇒ t i F = F − (Ff + Fw ) ⇒ i t mg sin α = F − (Ff + Fw ) t
CD Aua = mgf cosα + ＋ Fj + Fi ) ( 21.15
2
汽车的驱动力－ §1.3 汽车的驱动力－行驶阻力 平衡图与动力特性图
1. 最高车速和 部分负荷时 的车速 2. 加速能力
3. 最大爬坡度
1. 最高车速和部分负荷时的车速
Ft1
驱动力F 驱动力 t, N
Ff = mgf
驱动力F 驱动力 t, N
下频繁换挡， 下频繁换挡，避免汽车行驶速度下降
Ft 2 Ft 3 Ft 4
Ff + Fw
Ff
车速ua， /h km 汽车驱动力－ 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
3. 最大爬坡度
用动力特性图评价和分析汽车动力性 动力特性图评价和分析汽车动力性
F = Ff + Fw + F + Fj t i F + Ff F − Fw δm du i t = + G G G dt δ du =( f +i )+ g dt
汽车的驱动力－ §1.3 汽车的驱动力－行驶阻力平 衡图与动力特性图
驱动力与行驶阻力平衡图定义 为了清晰地描述汽车行驶时受力情 况及其平衡关系， 况及其平衡关系，通常用图解方式描述 平衡方程式，即将驱动力F 平衡方程式，即将驱动力 t和常见行驶阻 绘在同一张图上。 力Fw和Ff 绘在同一张图上。
Ttqi0igηT r
Ft 2
Ft 3 Ft 4
Ff + Fw
Ff
车速ua， /h km 汽车驱动力－ 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
ua uamax
2. 加速能力 加速能力——通常用加速时间或加 通常用加速时间或加 通常 速距离来评价
du 1 加速度： a j = = (Ft − Ff − Fw ) d t δm 则加速度倒数的积分就是加速时间 du du dt = ⇒t = ∫ aj aj ∆u 离散化处理后t ≈ ∑∆t = ∑ aj
3. 最大爬坡度
Ff = mg f cosα ≈ mg f (假设cosα ≈1)
CD Au Fw = 21.15
2 a
3. 最大爬坡度
Ft1
驱动力F 驱动力 t, N
Ft 2
Ft 3 Ft 4
Ff + Fw
Ff
车速ua， /h km 汽车驱动力－ 汽车驱动力－行驶阻力平衡图
3. 最大爬坡度
最高挡的最大爬坡度： Ft1 最高挡的最大爬坡度：减少通常坡度
汽车的驱动力－ §1.3 汽车的驱动力－行驶阻力平 衡图与动力特性图
行驶方程式反映了汽 车行驶时， 车行驶时，驱动力和 外界“ 外界“阻力”之间的 普遍关系。 普遍关系。
便可分析汽车在附着条件良好路面上的行驶能力。 便可分析汽车在附着条件良好路面上的行驶能力。 即在油门全开时，汽车可能达到最高车速、 即在油门全开时，汽车可能达到最高车速、加速能 力和爬坡能力。 力和爬坡能力。
2. 加速能力
du du d s du 或者a j = = = u dt d s dt d s u u du ds = du ⇒ s = ∫ ⇒ aj aj u∆u s ≈ ∑∆s = ∑ aj
2. 加速能力
du 1 aj = = (Ft − Ff − Fw ) dt δ m
加速度曲线
2. 加速能力
−1
D max − f 1−3;f
2
du δ = imax，在加速 时i = 0, = (D − f ) dt g