汽车动力性能检测学习教案.pptx
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1、会计学1汽车动力汽车动力(dngl)性能检测性能检测第一页,共52页。2汽车汽车(qch)的驱动力的驱动力第1页/共52页第二页,共52页。3一、滚动一、滚动(gndng)阻阻力力n n 滚动阻力滚动阻力Ff是当车轮在路面是当车轮在路面上滚动时,由于两者间的相互上滚动时,由于两者间的相互作用和相应变形所引起的能量作用和相应变形所引起的能量损失的总称损失的总称(zn chn)。n n滚动阻力等于滚动阻力系数与滚动阻力等于滚动阻力系数与车轮载荷的乘积:车轮载荷的乘积:n n Ff Wf第2页/共52页第三页,共52页。4二、空气阻力二、空气阻力 n n 汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的
2、分力称为空气阻力。n n空气阻力分为摩擦阻力与压力阻力两部分。n n摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生(chnshng)的切向力在行驶方向上的分力;n n压力阻力是作用在汽车外形表面上的法向压力在行驶方向上的分力。n n压力阻力分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力等四部分。第3页/共52页第四页,共52页。5空气阻力计算公式空气阻力计算公式空气阻力计算公式空气阻力计算公式第4页/共52页第五页,共52页。6空气阻力系数空气阻力系数(xsh)CD n n CD CD值的大小和汽车外形关系极大,这就要求值的大小和汽车外形关系极大,这就要求(yoqi)(yoqi)汽车外形的流线型好。汽车
3、外形的流线型好。CDCD值可通过风洞试验测定。根据现代空气动力学的原理,轿车车身常采用下列值可通过风洞试验测定。根据现代空气动力学的原理,轿车车身常采用下列方法降低方法降低CDCD值。值。n n 1 1)整车)整车n n (1 1)在汽车侧视图上,它应前低后高,使车身呈)在汽车侧视图上,它应前低后高,使车身呈l l22的负迎角。这可减少流的负迎角。这可减少流人车底的空气量,使人车底的空气量,使CDCD值下降,并可减少升力。值下降,并可减少升力。n n (2 2)在俯视图上,车身两侧应为腰鼓形,前端呈半圆状,后端有些收缩。)在俯视图上,车身两侧应为腰鼓形,前端呈半圆状,后端有些收缩。第5页/共5
4、2页第六页,共52页。7第6页/共52页第七页,共52页。8空气阻力系数空气阻力系数(xsh)CD n n 2 2)车身前部)车身前部n n (1 1)发动机罩向前下方倾斜,面与面的交接处为大圆弧的圆柱面。)发动机罩向前下方倾斜,面与面的交接处为大圆弧的圆柱面。n n (2 2)挡风玻璃为圆弧状,尽可能躺平且与中部供起的车顶盖圆滑过渡)挡风玻璃为圆弧状,尽可能躺平且与中部供起的车顶盖圆滑过渡(gud)(gud)。前窗与水平线夹角为。前窗与水平线夹角为3030左右时,左右时,CDCD值最低。值最低。n n (3 3)前后玻璃支柱应圆滑,窗框高出玻璃面的程度应尽可能小。)前后玻璃支柱应圆滑,窗框高
5、出玻璃面的程度应尽可能小。n n (4 4)用埋入式大灯、小灯和门把,灯的玻璃罩与车头车尾组成圆滑的整体。)用埋入式大灯、小灯和门把,灯的玻璃罩与车头车尾组成圆滑的整体。n n (5 5)后视镜等凸出物的形状应接近流线型。)后视镜等凸出物的形状应接近流线型。n n (6 6)拱形保险杠与车头连成连续圆滑的整体。)拱形保险杠与车头连成连续圆滑的整体。n n (7 7)在保险杠之下的车头处,安装适当长度的向前或前下方伸出的阻流板,)在保险杠之下的车头处,安装适当长度的向前或前下方伸出的阻流板,虽然它本身产生一定的阻力,但它能抑制车头处较大涡流的产生。虽然它本身产生一定的阻力,但它能抑制车头处较大涡
6、流的产生。第7页/共52页第八页,共52页。9空气阻力系数空气阻力系数(xsh)CD n n 3)3)汽车后部汽车后部n n (1 1)在汽车侧视图上,后窗玻璃与水平线呈)在汽车侧视图上,后窗玻璃与水平线呈2525夹角以下的夹角以下的称为快背式车身;呈称为快背式车身;呈25255050夹角的称为舱背式车身。最好采用夹角的称为舱背式车身。最好采用快背式或舱背式。快背式或舱背式。n n (2 2)在其后端装有凸起的扰流板。它具有阻滞作用,使流过)在其后端装有凸起的扰流板。它具有阻滞作用,使流过车身上车身上(shn sh(shn sh ng)ng)表面气流的速度降低,从而降低了垂直于后表面气流的速度
7、降低,从而降低了垂直于后窗表面的负压力的绝对值,使空气阻力减小。窗表面的负压力的绝对值,使空气阻力减小。n n (3 3)在外观上有行李箱的称为折背式车身,它的后窗玻璃与)在外观上有行李箱的称为折背式车身,它的后窗玻璃与水平线尽可能呈水平线尽可能呈3030角,并采用短而高的行李箱。角,并采用短而高的行李箱。第8页/共52页第九页,共52页。10空气阻力系数空气阻力系数(xsh)CD n n 4 4)车身底部)车身底部n n (1 1)所有零部件在车身下应尽量齐平,最)所有零部件在车身下应尽量齐平,最好有平滑的底板盖住底部。好有平滑的底板盖住底部。n n (2 2)盖板从车身中部或从车轮以后上翘
8、约)盖板从车身中部或从车轮以后上翘约为为66角,这可顺利地引导车身下的气流流向尾部,角,这可顺利地引导车身下的气流流向尾部,减少减少(ji(ji nshnsh o)o)在车尾后形成的涡流,使在车尾后形成的涡流,使CDCD值下值下降。降。第9页/共52页第十页,共52页。11n n 5 5)发动机冷却进风系统)发动机冷却进风系统n n 恰当地选择进出风口位置、尺寸和形状,很好地设恰当地选择进出风口位置、尺寸和形状,很好地设计通风道,在保证冷却效果的前提下,尽量减少气流计通风道,在保证冷却效果的前提下,尽量减少气流内循环阻力。内循环阻力。n n 随着汽车的速度不断随着汽车的速度不断(bdun)(b
9、dun)提高,汽车的提高,汽车的CDCD值在值在不断不断(bdun)(bdun)地降低,如奥迪地降低,如奥迪100100型轿车在型轿车在型基型基础上采用优化措施,使础上采用优化措施,使CDCD值由原来的值由原来的0.420.42降至降至0.300.30。预计在不久的将来,轿车预计在不久的将来,轿车CDCD值可达值可达0.20.2。n n 随着高速公路的发展,载货汽车的外形设计也采用随着高速公路的发展,载货汽车的外形设计也采用了减少了减少CDCD值的方法。驾驶室顶盖、挡值的方法。驾驶室顶盖、挡n n 风玻璃及前胜在侧视图上具有大的圆弧,特别是整风玻璃及前胜在侧视图上具有大的圆弧,特别是整个驾驶室
10、装用导流板装置,可大幅度减少个驾驶室装用导流板装置,可大幅度减少CDCD值。值。第10页/共52页第十一页,共52页。12三坡度三坡度(pd)阻力阻力 n n汽车上坡行驶时,汽车重力沿坡道的分力称为汽车上坡阻力汽车上坡行驶时,汽车重力沿坡道的分力称为汽车上坡阻力汽车上坡行驶时,汽车重力沿坡道的分力称为汽车上坡阻力汽车上坡行驶时,汽车重力沿坡道的分力称为汽车上坡阻力F Fn n F F Gsin (Gsin (在坡度较大时在坡度较大时在坡度较大时在坡度较大时)n n 道路坡度用坡道角道路坡度用坡道角道路坡度用坡道角道路坡度用坡道角 及坡度及坡度及坡度及坡度i i表示。表示。表示。表示。n n 坡
11、度是坡高坡度是坡高坡度是坡高坡度是坡高h h与相应的水平距离与相应的水平距离与相应的水平距离与相应的水平距离s s之比,可用百分比表示的,即:之比,可用百分比表示的,即:之比,可用百分比表示的,即:之比,可用百分比表示的,即:n n i=h/s=tan=sin i=h/s=tan=sinn n F F G i (G i (当坡度角不大时当坡度角不大时当坡度角不大时当坡度角不大时)n n由于坡度阻力与滚动阻力都是与道路有关的阻力,而且都和汽车重力成正比由于坡度阻力与滚动阻力都是与道路有关的阻力,而且都和汽车重力成正比由于坡度阻力与滚动阻力都是与道路有关的阻力,而且都和汽车重力成正比由于坡度阻力与
12、滚动阻力都是与道路有关的阻力,而且都和汽车重力成正比所以所以所以所以(su(su y y)可把这两种阻力合在一起考虑,称为道路阻力,用可把这两种阻力合在一起考虑,称为道路阻力,用可把这两种阻力合在一起考虑,称为道路阻力,用可把这两种阻力合在一起考虑,称为道路阻力,用FF表示,即:表示,即:表示,即:表示,即:n n F=Ff+Fi=fG cos+G sin=Gf+Gi=G(f+i)F=Ff+Fi=fG cos+G sin=Gf+Gi=G(f+i)n n f+i=f+i=称为道路阻力系数,则:称为道路阻力系数,则:称为道路阻力系数,则:称为道路阻力系数,则:n n F=G F=G 第11页/共5
13、2页第十二页,共52页。13 四、加速四、加速(ji s)阻力阻力 n n汽车加速行驶时,需要克服汽车质量加速运动汽车加速行驶时,需要克服汽车质量加速运动时的惯性力,这就是加速阻力时的惯性力,这就是加速阻力FJFJ。n n汽车的质量包括平移质量和旋转质量两部分,汽车的质量包括平移质量和旋转质量两部分,加速时平移质量产生惯性力,旋转质量(主要是加速时平移质量产生惯性力,旋转质量(主要是曲轴、飞轮、离合器总成和所有车轮)产生惯性曲轴、飞轮、离合器总成和所有车轮)产生惯性力偶力矩。为了计算方便,通常把旋转质量的惯力偶力矩。为了计算方便,通常把旋转质量的惯性力偶力矩转化为平移质量的惯性力,计算时,性力
14、偶力矩转化为平移质量的惯性力,计算时,用系数用系数 作为计入旋转质量惯性力偶矩的汽车质量作为计入旋转质量惯性力偶矩的汽车质量换算系数。因此换算系数。因此(ync(ync),汽车加速时的加速阻力,汽车加速时的加速阻力为:为:n n n n n n 主要和飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及主要和飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系的传动比有关。传动系的传动比有关。n n 第12页/共52页第十三页,共52页。14n n 汽车的行驶汽车的行驶(xngsh)阻力阻力为:为:n n F Ff 十十 Fw 十十Fi 十十 Fj第13页/共52页第十四页,共52页。15 汽车汽车(qch)的驱动力平衡方
15、程的驱动力平衡方程 n n 汽车行驶时,作用于汽车的外力汽车行驶时,作用于汽车的外力(wil)(wil)有驱动力和行驶阻力,有驱动力和行驶阻力,它们相互平衡。表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式,它们相互平衡。表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式,称为汽车的驱动力平衡方程,即:称为汽车的驱动力平衡方程,即:n n n n或或n nn n 说明汽车行驶中驱动力与各行驶阻力的平衡关系。说明汽车行驶中驱动力与各行驶阻力的平衡关系。n n反映了汽车的结构参数与使用参数的内在联系。反映了汽车的结构参数与使用参数的内在联系。n n汽车驱动力平衡方程可由严格的受力分析推导而得。汽车驱动力平衡方程可由严格
16、的受力分析推导而得。第14页/共52页第十五页,共52页。16 汽车行驶的驱动与附着汽车行驶的驱动与附着(fzhu)条件条件 n n 一一 、汽车行驶的驱动条件、汽车行驶的驱动条件n n 由汽车驱动力平衡方程由汽车驱动力平衡方程(fngchng)(fngchng)可知:可知:n n Ft=Ff+Fw+Fi Ft=Ff+Fw+Fi时,汽车将等速行驶;时,汽车将等速行驶;n n Ft Ft Ff+Fw+Fi Ff+Fw+Fi时,汽车将加速行驶;时,汽车将加速行驶;n n Ft Ft Ff+Fw+Fi Ff+Fw+Fi时,汽车将无法开动或减速时,汽车将无法开动或减速行驶以至停车。行驶以至停车。n n
17、 可见汽车行驶的必要条件是:可见汽车行驶的必要条件是:n n 称为汽车的驱动条件。称为汽车的驱动条件。第15页/共52页第十六页,共52页。17 二二、汽车、汽车(qch)行驶的附着条件行驶的附着条件 n n 在一定的轮胎与路面条件下,当驱动力在一定的轮胎与路面条件下,当驱动力增大到一定程度时,驱动轮将出现滑转现象,增大到一定程度时,驱动轮将出现滑转现象,增大驱动轮的转矩,只能使驱动轮加速旋转,增大驱动轮的转矩,只能使驱动轮加速旋转,地面明向反作用力并不增加。这表明汽车行地面明向反作用力并不增加。这表明汽车行驶还要受轮胎与路面附着条件的限制驶还要受轮胎与路面附着条件的限制(xinzh)。n n
18、 汽车行驶的附着条件可近似地写成:汽车行驶的附着条件可近似地写成:n n Ft F第16页/共52页第十七页,共52页。18 三、汽车三、汽车(qch)的驱动与附着条件的驱动与附着条件n n 将汽车的驱动条体与附着条件联写,则得:将汽车的驱动条体与附着条件联写,则得:n n Ff+Fw+Fi Ft F Ff+Fw+Fi Ft F n n 上式即汽车行驶的驱动与附着条件,也是汽车上式即汽车行驶的驱动与附着条件,也是汽车行驶的充分与必要条件。行驶的充分与必要条件。n n 汽车行驶首先要满足驱动条件,即汽车本身汽车行驶首先要满足驱动条件,即汽车本身具有产生具有产生(ch(ch nshng)nshng
19、)足够驱动力的必要条件。足够驱动力的必要条件。n n 保证汽车正常行驶,轮胎与地面必须有良好保证汽车正常行驶,轮胎与地面必须有良好的附着性能,即附着力足够大,地面才能在附着的附着性能,即附着力足够大,地面才能在附着力的限制下对驱动轮作用足够的切向反作用。力的限制下对驱动轮作用足够的切向反作用。第17页/共52页第十八页,共52页。19 四、影响附着系数四、影响附着系数(xsh)的因素的因素 影响附着系数的主要因素是:路面的种类和状况、轮胎的结构和气压(qy),还有其他一些使用因素。1 路面的种类和状况 2 轮胎的结构和气压(qy)3 使用因素第18页/共52页第十九页,共52页。20 汽车的驱
20、动力汽车的驱动力(dngl)一行驶阻力一行驶阻力 平衡图与动力平衡图与动力(dngl)特性图特性图 n n 一、驱动力一行驶阻力平衡图一、驱动力一行驶阻力平衡图一、驱动力一行驶阻力平衡图一、驱动力一行驶阻力平衡图n n 前面前面前面前面(qin mian)(qin mian)已得到汽车的行驶驱已得到汽车的行驶驱已得到汽车的行驶驱已得到汽车的行驶驱动力方程:动力方程:动力方程:动力方程:n n Ft=Ff+Fw+Fi+Fj Ft=Ff+Fw+Fi+Fjn n 汽车驱动力方程表明了汽车行驶时驱汽车驱动力方程表明了汽车行驶时驱汽车驱动力方程表明了汽车行驶时驱汽车驱动力方程表明了汽车行驶时驱动力和外界
21、阻力之间的相互关系。,动力和外界阻力之间的相互关系。,动力和外界阻力之间的相互关系。,动力和外界阻力之间的相互关系。,n n 可以确定汽车在节气门全开时可能达可以确定汽车在节气门全开时可能达可以确定汽车在节气门全开时可能达可以确定汽车在节气门全开时可能达到的最高车速、加速能力和爬坡能力。到的最高车速、加速能力和爬坡能力。到的最高车速、加速能力和爬坡能力。到的最高车速、加速能力和爬坡能力。第19页/共52页第二十页,共52页。21n n 汽车行驶驱动力方程通常用汽车行驶驱动力方程通常用图解法进行分析图解法进行分析(fnx),比较清,比较清晰形象。晰形象。n n 图解法就是在汽车驱动力图图解法就是
22、在汽车驱动力图上再画上汽车行驶中经常遇到的上再画上汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力曲线,作出滚动阻力和空气阻力曲线,作出汽车驱动力一行驶阻力平衡图,汽车驱动力一行驶阻力平衡图,并用来确定汽车的动力性。并用来确定汽车的动力性。n n 图上既有各档的驱动力,又图上既有各档的驱动力,又有滚动阻力以及滚动阻力和空气有滚动阻力以及滚动阻力和空气阻力叠加后得到的行驶阻力曲线。阻力叠加后得到的行驶阻力曲线。第20页/共52页第二十一页,共52页。22汽车汽车(qch)驱动力行驶阻力图驱动力行驶阻力图第21页/共52页第二十二页,共52页。23 汽车行驶汽车行驶(xngsh)最最高速度图解法高速度图解法
23、 n n 从图上可以清楚地看出不同车速时驱动力和从图上可以清楚地看出不同车速时驱动力和从图上可以清楚地看出不同车速时驱动力和从图上可以清楚地看出不同车速时驱动力和行驶阻力之间的关系。行驶阻力之间的关系。行驶阻力之间的关系。行驶阻力之间的关系。ft ft曲线与曲线与曲线与曲线与(Ff(FfFw)Fw)曲线的曲线的曲线的曲线的交点便是交点便是交点便是交点便是uamaxuamax。因为此时驱动力和行驶阻力相。因为此时驱动力和行驶阻力相。因为此时驱动力和行驶阻力相。因为此时驱动力和行驶阻力相等,汽车处于相对稳定的平衡等,汽车处于相对稳定的平衡等,汽车处于相对稳定的平衡等,汽车处于相对稳定的平衡(png
24、hng)(pnghng)状态。状态。状态。状态。图中最高车速为图中最高车速为图中最高车速为图中最高车速为88km88kmh h。n n 从图上还可以看出,当车速低于最高车速时,从图上还可以看出,当车速低于最高车速时,从图上还可以看出,当车速低于最高车速时,从图上还可以看出,当车速低于最高车速时,驱动力大于行驶阻力。这样,汽车就可以利用驱动力大于行驶阻力。这样,汽车就可以利用驱动力大于行驶阻力。这样,汽车就可以利用驱动力大于行驶阻力。这样,汽车就可以利用剩下来的驱动力加速或爬坡。剩下来的驱动力加速或爬坡。剩下来的驱动力加速或爬坡。剩下来的驱动力加速或爬坡。n n 当需要在当需要在当需要在当需要在
25、60km60kmh h等速行驶时,驾驶员可以减等速行驶时,驾驶员可以减等速行驶时,驾驶员可以减等速行驶时,驾驶员可以减小节气门开度小节气门开度小节气门开度小节气门开度(图中虚线图中虚线图中虚线图中虚线),此时发动机只用部分,此时发动机只用部分,此时发动机只用部分,此时发动机只用部分负荷特性工作,相应地得到虚线所示驱动力曲负荷特性工作,相应地得到虚线所示驱动力曲负荷特性工作,相应地得到虚线所示驱动力曲负荷特性工作,相应地得到虚线所示驱动力曲线以使汽车达到新的平衡线以使汽车达到新的平衡线以使汽车达到新的平衡线以使汽车达到新的平衡(pnghng)(pnghng)。第22页/共52页第二十三页,共52
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