1、第一章 汽車運用性能學習目的： 熟習汽車主要運用性能及其評價目的 掌握汽車主要運用性能的影響要素 了解汽車主要運用性能的檢測或實驗方法 學會分析、評價汽車主要運用性能 知道如何提高汽車運用性能，合理運用汽車.1-1 汽車動力性 汽車的動力性評價目的 汽車行駛原理 汽車動力性分析 影響汽車動力性的主要要素.汽車動力性汽車的動力性良好的路面直線行駛平均行駛速度運輸效率等最根本的性能縱向受力行駛方程式動力性評價目的汽車動力性：是指汽車以最大能夠的平均行駛速度運送貨物或乘客的 才干。 .一、 汽車動力性評價目的汽車動力性目的的要素汽車的最大坡度汽車的最高車速汽車的加速時間驅動輪輸出功率.汽車最高車速

2、汽車最高車速Vmax：是指汽車在程度的良好路面混凝土和瀝青上滿載行駛所能到達的最高行駛速度。 隨著汽車工業的快速開展，汽車的最高車速有提高的趨勢。轎車常行駛于良好的路面，追求高的動力性，因此轎車的最高車速Vmax較高，其范圍在140300 kmh，我國中級轎車的最高車速約為170230kmh。下表列出了幾種轎車的最高車速。 .最高車速車型最高車速（km/h） 富康988EL 175 賽歐SL 170 本田雅閣2.3L 195 現代XG30 220 車型最高車速（km/h） 歐寶威達3.2V6 247 奧迪A8 L 250 寶來1.8T 221 奔馳S 500 250 .汽車加速時間 加速時間：

3、通常用滿載時的原地起步加速時間和超車加速時間來表示汽車的加速才干，單位為s。 原地起步加速時間是指汽車由檔或檔起步，并以最大的加速強度，選擇恰當的換檔時機逐漸換至最高檔后到某一預定間隔或車速所需的時間。普通常用0100 kmh的秒數來闡明汽車的原地起步加速才干。其加速時間越短，那么表示加速性能越好。轎車對原地起步加速時間特別注重，其加速時間短。 超車加速時間是指用最高檔或次高檔由30km/h或40km/h全力加速行駛至某一高速所需的時間。這個時間越短，那么表示加速性能越好，超車才干越強，超車時兩車并行的行程較短，行駛平安性較高。.加速時間車型起步加速時間（0 100 kmh）（s） 富康988

4、EL 15.3 賽歐SL 12.7 本田雅閣2.3L 12.3 現代XG30 10 車型起步加速時間（0 100 kmh）（s） 歐寶威達3.2V6 7.5 奧迪A8 L 5.5 寶來1.8T 8.7 奔馳S 500 7.1 .汽車最大爬坡度imax 最大爬坡度：是指汽車在良好的路面上滿載等速行駛所能經過的最大坡度，顯然它就是汽車最低檔時的最大爬坡度。 汽車的上坡才干用汽車的最大爬坡度imax來表示。由于貨車在各種路面上行駛，故要求具有較高的爬坡才干，普通貨車的imax在30%左右。 越野車由于在差路或無路條件下行駛，故應有更高的爬坡才干，通常越野車的最大爬坡度在60%左右。 轎車通常在較好路

5、面行駛，普通不強調其爬坡才干，但由于轎車檔的加速才干大，故轎車的爬坡才干也強。.驅動輪輸出功率驅動輪輸出功率是汽車發動機和傳動系任務過程的輸出參數，它完全取決于發動機發出的功率和傳動系的機械效率。 常用發動機在額定轉矩和額定功率時的驅動輪輸出功率來評價在用汽車的動力性。.二、 汽車行駛原理汽車動力傳動過程發動機變速器 減速器等驅動輪驅動力.1. 汽車的驅動力汽車驅動力.汽車的驅動力輸入功率機械效率輸出功率.汽車驅動力影響要素Te -發動機外特性的轉矩發動機的外特性曲線發動機的運用外特性曲線發動機的部分特性曲線.發動機的外特性曲線.發動機部分特性曲線.發動機運用外特性曲線.汽車驅動力影響要素傳動

6、系傳動效率等速行駛工況功率輸入Pin功率輸出傳動系變速器、減速器等.汽車驅動力影響要素車輪半徑rrsrdWW自在半徑靜力半徑動力半徑滾動半徑車輪旋轉與平移運動折算半徑rr.汽車驅動力影響要素滾動半徑的計算 即：滾動半徑=滾動圓周/2動力半徑的計算 ，m 式中：d輪輞直徑，in； b輪胎寬度，in； 徑向變形系數：0.10.16。普通近似.汽車驅動力圖 汽車的驅動力圖發動機外特性曲線 Pe，Te n傳動系的傳動 ig，i0傳動效率T車輪半徑 r汽車行駛速度 V發動機轉速 n(km/h).貨車的驅動力圖貨車的驅動力圖.2. 汽車行駛阻力汽車的行駛阻力. 滾動阻力滾動阻力產生的緣由車輪滾動時的能量損

7、失是產生滾動阻力的根本緣由車輪變形；路面變形；汽車振動；懸架減振。摩擦阻力輪胎與地面存在縱向、橫向部分滑移；輪胎變形使外胎與內胎，內胎與胎墊之間摩擦；汽車振動時，鋼板間及各活動懸架之間摩擦。.滾動阻力能量損失產生滾動阻力機理輪胎/路面接觸輪胎變形載荷遲滯損失阻力偶.滾動阻力滾動阻力系數 式中f稱為滾動阻力系數。 f的物理意義是：單位汽車重力所需之推力。 汽車的滾動阻力Ff= Ff1 Ff2=Gfcos等速行駛.滾動阻力影響滾動阻力系數的主要要素道路影響：見下表，路面塑性變形大，f。輪胎構造：子午胎比普通胎 f，剛度好變形小。輪胎氣壓：氣壓，變形，f，但壞路f。車重：車重，輪胎變形， f。車速：

8、當V50km/h時，fc ；當V100km/h時， V， f； V在150200 km/h時，V，振動Hz，輪胎周向、側向扭曲變形， f，產生駐波景象。前后軸平行性及前輪定位失準， f。.滾動阻力.滾動阻力引薦運用的滾動阻力系數 滾動阻力系數普統統過實驗確定，也可經過查表或由閱歷公式確定。貨車滾動阻力系數轎車滾動阻力系數 .空氣阻力空氣阻力 定義：空氣作用在汽車行駛方向上的分力。.空氣阻力空氣阻力組成汽車行駛空氣作用空氣阻力壓力阻力法向力摩擦阻力切向力外形阻力內循環阻力誘導阻力干撓阻力外形阻力58%干撓阻力14%內循環阻力12%誘導阻力7%摩擦阻力9%.空氣阻力空氣阻力計算.空氣阻力 在普通動

9、力計算中，以為空氣阻力作用在風帆中心 式中：CD空氣阻力系數，實驗得出； A迎面面積，汽車在行駛方向的投影，m2 ； V相對速度，km/h。 例： A 典型轎車 1.72.1 0.30.41 貨 車 37 0.81.0 大 客 車 47 0.50.8.坡度阻力坡度阻力定義汽車上坡行駛汽車重力沿坡道的分力坡度阻力shhgFiG.坡度阻力道路阻力道路阻力坡度阻力滾動阻力道路阻力系數.加速阻力加速阻力定義：汽車加速時，需求抑制其質量加速運動時的慣性力。汽車加速行駛抑制加速運動的慣性力加速阻力汽車質量平移質量旋轉質量平移慣性力慣性力偶矩汽車加速行駛汽車旋轉質量換算系數 .加速阻力加速阻力計算為便于計算

10、，把旋轉質量慣性力轉化為平移質量慣性力，以系數作為計入旋轉質量后的汽車旋轉質量換算系數。即： 其中： 汽車旋轉質量換算系數 1； m 汽車質量，Kg； 行駛加速度，m/s2 。 的物理意義：將旋轉質量的慣性力偶矩等效地疊加到平移質量慣性力上時，平移質量慣性力應擴展的倍數。 主要與飛輪的轉動慣量If、車輪的轉動慣量Iw 和傳動系傳動比有關。N.3.汽車行駛條件汽車行駛方程式.汽車行駛方程式汽車行駛方程式有關闡明汽車行駛方程式闡明了各物理量之間的數量關系，可方便地進展動力分析。汽車行駛方程式中某量并不表示汽車外力，如Ft、Ff、Fj等。汽車行駛方程式中的結論總是正確的。.汽車行駛條件汽車行駛的驅動

11、條件 0，加速0，減速或無法行駛0，勻速.汽車行駛條件汽車行駛的附著條件 驅動力大動力性好驅動力大足夠的附著力切向力動力性好滿足輪胎與地面的附著條件.汽車行駛的附著條件 附著力定義 定義: 地面對輪胎切向反作用力極限值。地面對輪胎的作用力切向的作用力極限值附著力.汽車行駛的附著條件 附著力計算 在硬路面上： 附著條件汽車正常行駛條件 式中： 為附著系數。 對于后輪驅動的汽車： ， 由于f較小，汽車行駛附著條件：.三、汽車動力性分析 1. 汽車的驅動力平衡 汽車驅動力平衡是指汽車行駛時驅動力恒等于行駛阻力。 .汽車的驅動力平衡汽車驅動力行駛阻力平衡圖 .汽車的驅動力平衡求解動力性評價目的行駛方程

12、式汽車的根本參數汽車的動力性能最高車速加速才干爬坡才干.汽車的驅動力平衡確定汽車最高車速 驅動力曲線與Ff十Fw曲線的交點所對應的車速即為汽車最高車速。驅動力行駛阻力.汽車的驅動力平衡確定汽車爬坡才干 驅動力Ft空氣阻力Fw滾動阻力Ff爬坡才干等速.確定汽車爬坡才干 .汽車的驅動力平衡確定汽車加速才干 求加速度.確定汽車加速才干 汽車的加速度曲線V.確定汽車加速才干求加速時間1/a V 曲線加速時間矩形積分.2. 汽車的動力特性動力因數 D 的物理意義 D表示單位車重所具有的剩余驅動力，標志著汽車抑制 的 才干，可用于比較不同質量、不同空氣阻力的汽車。.汽車的動力特性動力特性圖.汽車的動力特性

13、求解動力性評價目的汽車的動力特性圖D V最高車速確實定最大爬坡度確實定阻力曲線加速時間確實定準確.3. 汽車的功率平衡 功率平衡定義 汽車的功率平衡是指發動機發出的功率恒等于汽車行駛阻力所耗費的功率與機械傳動損失功率之和。 發動機功率行駛阻力功率滾動阻力功率Pf空氣阻力功率Pw坡度阻力功率Pi加速阻力功率Pj傳動損失功率.汽車的功率平衡功率平衡式f 的隨車速V的增大，Pf 的添加更快Pw是車速V的三次函數.汽車的功率平衡功率平衡圖.汽車的功率平衡確定最高車速確定后備功率 后備功率節氣門全開V/km/h 后備功率可用來加速或爬坡， 后備功率越大，汽車的動力性越好。 檔位不同， 車速不同，其后備功

14、率不同。.汽車的功率平衡確定負荷率 發動機負荷率是指發動機在某一轉速下實踐發出的功率與所能發出的功率之比值。 圖中bc與ac的比值即為汽車在V車速下的發動機負荷率。 負荷率的高低闡明了汽車功率的利用程度，負荷率低，表示汽車功率利用較少，汽車的后備功率較大， 此時汽車具有良好的加速才干或爬坡才干； 負荷率高，表示汽車此時的功率利用較大，適當提高汽車發動機負荷率，可提高汽車的燃油經濟性。 .四、影響汽車動力性的主要要素1. 發動機參數汽車比功率 發動機最大功率 發動機最大轉矩外特性曲線外形 .2.傳動系參數傳動系效率傳動系的功率損失機械損失液力損失摩擦光滑油齒輪傳動副之間軸承摩擦。光滑油的攪動光滑

15、油與零件之間的外表摩擦。.傳動系效率汽車類型傳動效率T轎車0.900.92載貨汽車和公共汽車單級主減速器0.90雙級主減速器0.8444越野汽車0.8564載貨汽車0.80.傳動系參數主減速器傳動比從圖中可以看出，為了提高汽車動力性，i0應選得適中 .傳動系參數變速器檔數 傳動系的檔數汽車的動力性燃油經濟性在高功率附近任務的時機在低燃油耗費率區間任務的時機支配性好檔與檔之間傳動比的比值1.7 1.8.傳動系參數變速器檔數比較 從圖中可以看出，變速器檔數增多，發動機在最大功率附近高功率任務的時機添加，發動機的平均功率利用率高，后備功率大。 .傳動系參數各類車型的檔數轎車 傳統轎車34個前進檔；現

16、代轎車常用5個前進檔，含2個超速檔。貨車 中型貨車普通采用5個檔位；重型貨車、礦用重型車檔位數多，620個。越野車 檔位數比同噸位貨車多一倍左右。傳動系檔數的多少檔與檔之間傳動比的比值1.7 1.8檔位數超越五個，構造復雜。加副變速器.傳動系參數變速器傳動比最小傳動比最高檔行駛最小傳動比總傳動比主減速器傳動比變速器傳動比副變速器傳動比.傳動系參數 最小傳動比的選擇應滿足最高檔最大動力因數的要求： 中型貨車：D0max=0.040.08 中級轎車：D0max=0.100.15 高級轎車：D0max=0.150.20 選定i0后，計算出D0max進展對比，不符合要求時，應重新 選定i0。.傳動系參

17、數最大傳動比最大傳動比最大爬坡度附著條件最低穩定速度變速器I檔傳動比ig1主減速器傳動比i0.傳動系檔數與各檔傳動比的選擇各檔速比中間各擋的傳動比漸近式速比分配等比級數分配漸近式速比分配能改善汽車在較高檔位行駛的動力性，現代汽車普遍采用這種方式. 3. 空氣阻力系數 空氣阻力系數對汽車的動力性的影響 汽車在高速行駛時，空氣阻力很大。為提高汽車的動力性，應減少空氣阻力。而減少空氣阻力的主要手段是降低空氣阻力系數CD.減少空氣阻力系數CD的措施 車身前部： 發動機蓋應向前下傾；面與面交接處的棱角應為圓柱狀；擋風玻璃應盡能夠“躺平且與車頂圓滑過渡；前支柱應圓滑，側窗應與車身相平；盡量減少燈、后視鏡等

18、凸出物，凸出物外形應接近流線型。. 假設用折背式，那么行李箱蓋板至 地面間隔應高些，長度要短些，后面應有鴨尾式構造。減少空氣阻力系數CD的措施汽車后部：最好采用艙背式或直背式；.艙背式車身 艙背式車身: 后窗玻璃與程度線呈2550角的車身，稱為艙背式車身。大于50角的車身，稱為方背式車身。艙背式.直背式車身 直背式車身：后窗玻璃與程度線夾角25的車身，稱為直背式車身或快背式車身。直背式.流線形較好的汽車后部克萊斯勒交叉火力雷克薩斯 .蘭博基尼減少空氣阻力系數CD的措施 一切零部件應在車身下平面內且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。蓋板從車身中部或由后輪以后向上稍稍升高。整車：整個車身應向前12

19、，如以下圖；程度投影應為“腰鼓形，后端稍稍收縮，前端呈半圓形。車身底部：謳歌瑪莎拉蒂.減少空氣阻力系數CD的措施發動機冷卻進風系統：仔細選擇進風口與出風口的位置，應有高效率的冷卻水箱，精心設計的內部風道。 目前，有的車身CD值已達0.2，如克萊斯勒公司產的以下轎車。其車身的前發動機罩、后行李箱蓋與車廂平順圓滑地相連，總體外型渾然一體。CD=0.2.4. 汽車質量 汽車質量對汽車動力性影響很大。除空氣阻力外，其他行駛阻力都與汽車質量成正比。而動力因數那么與汽車質量成反比。因此，隨著汽車質量的增大，其行駛阻力添加，動力因數降低，汽車的動力性下降。 不能經過減少裝載質量來提高汽車的動力性，而最有效的

20、方法就是減輕汽車的整備質量來提高汽車動力性。 .5汽車驅動方式單軸驅動汽車，普通以后軸作為驅動軸，有利于提高汽車的動力性。當汽車上坡、加速、高速行駛需求加大驅動力時，地面作用于驅動輪的法向反作用力增大，附著力也隨之增大，汽車容易獲得足夠的附著力而保證所需的驅動力。采用全輪驅動的汽車比單軸驅動汽車具有更好的動力性，由于它可以利用的附著力是最大的，同時當某一驅動軸失去驅動才干時，那么另外的驅動軸仍可繼續驅動。.6汽車輪胎 汽車行駛時輪胎的滾動阻力和附著性能對汽車動力性產生較大的影響。為了提高汽車動力性，應盡量減少汽車輪胎的滾動阻力，同時添加道路與輪胎間的附著力。根據這一原那么，在硬路面上行駛的汽車

21、，應采用子午線輪胎，細而淺的花紋，較高的輪胎氣壓；在松軟路面上行駛的汽車，應采用粗而深的輪胎花紋，較低的輪胎氣壓。 采用寬系列輪胎，可添加輪胎與路面間的附著系數，改善其附著性能，提高汽車的動力性。.7運用要素發動機技術情況 發動機是汽車動力的來源， 因此，發動機技術情況是保證 汽車動力性的關鍵。底盤技術情況 汽車底盤技術情況從多方面影響汽車動力性。 駕駛技術 駕駛技術永遠影響著汽車動力性。 汽車行駛條件 行駛條件中的氣候和路面對汽車動力性的影響較大。 .1-2 汽車燃油經濟性 汽車燃油經濟性評價目的 汽車燃油經濟特性 影響汽車燃油經濟性的主要要素.汽車燃油經濟性燃油經濟性盡量少的燃油耗費一定的

22、動力性條件下燃油經濟性好降低汽車的運用費用減少進口的石油量節約資源降低CO等的排放汽車燃油經濟性是指汽車以最少的燃油耗費完成單位運輸任務量的才干 檢測燃油耗費評價.一、汽車燃油經濟性評價目的1單位行程的燃油耗費量 單位行程的燃油耗費量常用一定運轉工況下汽車行駛百公里的燃油耗費升數L/100km來表示。 它可用來評價一樣容載量汽車的燃油經濟性，也可用于分析不同部件(如發動機、傳動系等)裝在同一種汽車上對汽車燃油經濟性的影響，其數值越小，那么汽車的燃油經濟性就越好。 我國及歐洲普通采用L/100km數作為汽車燃油經濟性的評價目的。 在美國、英國等一些國家那么用汽車耗費的單位燃油量所經過的行程作為汽

23、車燃油經濟性的評價目的，單位是MPG或mile/USgal，即每耗費1加侖的燃油汽車行駛的英里數。一樣容量的汽車，MPG數值越大，其燃油經濟性越好。這種評價目的其本質與上述的單位行程的燃油耗費量評價目的是一樣的。.汽車燃油經濟性評價目的等速行駛百公里油耗 等速行駛百公里燃油耗費量是常用的一種評價目的，指汽車在一定載荷下，以最高檔在程度良好路面上等速行駛100km的燃油耗費量，普通是汽車等速行駛一定的里程折算成100km的燃油耗費升數L/100km。在汽車使用闡明書上也用等速百公里油耗來評價汽車的燃油經濟性，下表為幾種車型的等速百公里油耗。車型富康988EL賽歐SL本田雅閣2.3L現代XG30波

24、羅ALi奧迪A4-3.0.寶來1.8T90km/h等速油耗（L/100km）6.55.37.310.45.89.7.6.3幾種車型的90km/h等速百公里油耗.汽車燃油經濟性評價目的循環工況百公里油耗 循環工況百公里油耗是按規定的循環行駛實驗工況來模擬汽車的實踐運轉工況，折算成100km的燃油耗費量。所模擬的運轉工況主要有換檔、怠速、加速、減速、等速、離合器脫開等的車速時間規范。 我國乘用車采用十五工況循環，城市客車和雙層客車包括城市鉸接式客車采用四工況循環，貨車采用六工況循環等。 循環工況百公里油耗是一項綜合性評價目的，能實踐反映汽車的運轉工況，可全面評價汽車的燃油經濟性。.汽車燃料經濟性評

25、價目的2單位運輸任務的燃料耗費量 單位運輸任務量的燃油耗費量是指汽車完成每百噸公里或千人公里運輸任務量時的燃油耗費升數，單位為L/htkm或L/kpkm。 它可用于評價不同容載量汽車的燃油經濟性，是運輸效率的目的之一，其數值越小，那么汽車的燃油經濟性就越好。汽車運輸企業常用單位運輸任務量的燃油耗費量來評價企業運輸車輛的燃油經濟性。.二、 汽車燃油經濟特性1汽車燃油耗費方程式 汽車燃油耗費方程式方程式是對汽車燃油經濟性的全面表述，對研究汽車單位行程燃油耗費具有指點意義。但在詳細運用時，由于ge及T隨發動機負荷呈復雜方式的變化，而且汽車的燃油經濟性還與交通情況人、車流密度、周圍環境如氣候等有關，故

26、用燃油耗費方程式確定油消常感不便。所以汽車的燃油耗費量多用實驗方法測定。.2. 汽車燃油經濟特性普通規律汽車在一定道路條件下行駛時，有一經濟車速 .汽車燃油經濟特性汽車在不同路面行駛的燃油經濟特性 道路阻力系數越大，汽車耗費在滾動阻力和坡度阻力上的能量就越大，汽車的百公里油耗就越大。 .等速百公里油耗特性 汽車以不同檔位行駛的燃油經濟特性汽車在良好的程度路面以不同檔位行駛時，在一樣的車速下，檔位越高，汽車的百公里油耗就越小，汽車的燃油經濟性就越好。因此，在良好的路面上應盡量運用高檔位行車。.三、影響汽車燃油經濟性的主要要素1. 汽車構造方面發動機發動機類型 柴油機的有效耗油率比汽油機低20 %左右，故柴油汽車的燃油經濟性比較好。發動機構造 在發動機的種類確定后，發動機的構培育決議了發動機的油耗。發動機功率 發動機功率越大，汽車的動力性通常越好，但汽車的燃油經濟性往往會 越差。.汽車構造方面傳動系傳動系效率 傳動系效率越高，那么損失于傳動系統的能量越少，燃油經濟性越好。 機械式變速器的傳動效率比液力自動變速器的效率高，因此具有自動變 速器的汽車其油耗相對較高。超速檔 變速器設置超速檔的主要目的是為了節油，所以超速檔又稱經濟檔。很多轎車設置兩個超速檔。實驗闡明：在良好路面上運用超速檔能節油5%。變速器檔數 變速器檔數越多，給汽車行駛提供了更多的檔位選擇時機，在同一汽車