汽车动力性汽车行驶阻力

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1、第二章汽车动力性第二章汽车动力性第一节第一节 汽车行驶阻力汽车行驶阻力一、稳定行驶阻力一、稳定行驶阻力 1.1.车轮阻力车轮阻力 2.2.空气阻力空气阻力 3.3.上坡阻力上坡阻力/坡度阻力坡度阻力 1.1.车轮阻力车轮阻力F FR R组成：组成：1 1）轮胎滚动阻力）轮胎滚动阻力 2 2）路面阻力）路面阻力 3 3）轮胎侧偏阻力）轮胎侧偏阻力1 1）轮胎滚动阻力）轮胎滚动阻力FgFga.a.变形阻力变形阻力轮胎在滚动时，有两种变形：轮胎在滚动时，有两种变形：径向变形径向变形 周向变形周向变形b.b.摩擦阻力摩擦阻力 a)a)胎面与路面的摩擦胎面与路面的摩擦 b)b)轮胎变形使外胎与内胎，内胎

2、与垫带之间轮胎变形使外胎与内胎，内胎与垫带之间2 2）路面阻力）路面阻力a.a.不平路面阻力不平路面阻力F Fb b悬挂系统零件摩擦悬挂系统零件摩擦b.b.柔性路面阻力柔性路面阻力FxFxc.c.积水路面阻力积水路面阻力FsFs3)3)轮胎侧偏阻力轮胎侧偏阻力-车轮阻力，车轮阻力，N N-车轮阻力系数车轮阻力系数Z-Z-车轮法向反力车轮法向反力,N,N影响车轮阻力的因素：影响车轮阻力的因素：1 1）车重：轮胎变形）车重：轮胎变形，ff 2 2）路面：路面塑性变形大，）路面：路面塑性变形大，ff 3 3）轮胎结构：子午胎比普通胎刚度好变形小，）轮胎结构：子午胎比普通胎刚度好变形小，f f 4 4

3、）轮胎气压：气压）轮胎气压：气压，变形，变形，ff；坏路，；坏路，ff 5 5）车速：当）车速：当VaVa50km/h50km/h，fcfc 当当VaVa100100，f f 当当VaVa150150200200，当，当VaVa，振动，振动HzHz，轮，轮胎周向，侧向扭曲变形胎周向，侧向扭曲变形，ff2.2.空气阻力空气阻力定义：定义：汽车直线行驶时，空气作用力在行驶方向上汽车直线行驶时，空气作用力在行驶方向上的分力。的分力。1 1）组成：）组成：压差阻力：车外形状、形状阻力压差阻力：车外形状、形状阻力 诱导阻力：空气升力在水平方向投影诱导阻力：空气升力在水平方向投影 表面阻力：空气有粘度表面

4、阻力：空气有粘度 内部阻力：流经散热器，发动机，车箱的阻力内部阻力：流经散热器，发动机，车箱的阻力 干扰阻力：表面突起物，车门把手，后视镜底盘干扰阻力：表面突起物，车门把手，后视镜底盘 其中，压差和诱导阻力：其中，压差和诱导阻力：50%50%90%90%内部阻力：内部阻力：2%2%11%11%表面阻力：表面阻力：3%3%30%30%为了发动机冷却和乘坐舱内换气而引起空气气流通过车身内部所产生的阻力为了发动机冷却和乘坐舱内换气而引起空气气流通过车身内部所产生的阻力-内循环内循环阻力。阻力。2 2）计算方法：）计算方法：空气对物体的阻力与下列因素有关。空气对物体的阻力与下列因素有关。流速流速V V

5、：对汽车来说，相对速度对汽车来说，相对速度V=V=VaVfVaVf 密度：密度：空气密度，在一定条件下是常数空气密度，在一定条件下是常数 迎风面积迎风面积 A A：与车形有关：与车形有关 无因次的空气阻力系数无因次的空气阻力系数:在在一一般般动动力力计计算算中中，认认为为空空气气阻阻力力作作用用在在风风压压中心，中心，式中：式中：C CW W-空气阻力系数，实验得出；空气阻力系数，实验得出；A-A-迎面面积，汽车在行驶方向的投影，迎面面积，汽车在行驶方向的投影，m m2 2；V-V-相对速度，相对速度，km/hkm/h。3 3）影响空气阻力因素）影响空气阻力因素 （1 1）车速：）车速：与与

6、V V2 2成正比关系，而功成正比关系，而功率则与率则与V V3 3成正比关系成正比关系 （2 2）表面：）表面：突出物及光洁突出物及光洁 （3 3）A A：车型，车型，HH为好为好 （4 4）C CW W ：车身形状（流线型好）车身形状（流线型好）由于乘坐空间的制约由于乘坐空间的制约A A变化不大变化不大,但但C CW W变化较大变化较大。191950507070年年 C CW W=0.4=0.40.60.619901990年年C CW W=0.25=0.250.400.40概念车概念车C CW W=0.2=0.2帕萨特帕萨特 (PassatPassat )C )CD D=0.28=0.28

7、 C CD D大小对轿车（高速）汽车的性能大小对轿车（高速）汽车的性能影响极大影响极大。3 3坡度阻力：坡度阻力：汽车重力沿坡道的分力。汽车重力沿坡道的分力。车辆在坡道上受力情况如图所示。车辆在坡道上受力情况如图所示。坡度阻力坡度阻力F Fi i F Fi i=GsinGsinGtanGtanG G i i 式中：式中：G G汽车重力汽车重力 坡度角坡度角 i i坡度坡度 二、动态行驶阻力二、动态行驶阻力 在车速变化时，除了上述各项阻力外在车速变化时，除了上述各项阻力外还出现了还出现了惯性力惯性力，也包括旋转质量引起的，也包括旋转质量引起的惯性力矩惯性力矩。1.1.平移质量的加速与减速平移质量

8、的加速与减速 车辆加速时出现了平移加速阻力车辆加速时出现了平移加速阻力 式中：一汽车加速度，加速时式中：一汽车加速度，加速时0 0，减，减速时速时0 0。2.2.旋转质量的加速与减速旋转质量的加速与减速车辆加速时，车上旋转质量的转速也相应增加，车辆加速时，车上旋转质量的转速也相应增加，引起了旋转质量的加速阻力引起了旋转质量的加速阻力 式中：式中：I I折算到驱动轮上的全部旋转部件的转动惯量和折算到驱动轮上的全部旋转部件的转动惯量和车轮的转动惯量；车轮的转动惯量；一车轮的角加速度；一车轮的角加速度；r rd d一车轮动态半径。一车轮动态半径。图图2-262-26画出了必须考虑的旋转部件情况各旋画

9、出了必须考虑的旋转部件情况各旋转部件转动惯量折算到车轮上的转动惯量以及车轮转部件转动惯量折算到车轮上的转动惯量以及车轮转动惯量的总和按下式计算。转动惯量的总和按下式计算。式中：式中：I Im m发动机、离合器和变速器转动惯量；发动机、离合器和变速器转动惯量；I Ic c传动轴、差速器等转动惯量；传动轴、差速器等转动惯量；I IR R全部车轮转动惯量总和；全部车轮转动惯量总和；i ig g变速器速比；变速器速比；i i0 0主减速器速比。主减速器速比。汽车旋转质量系数汽车旋转质量系数 思考题：思考题：1.简述车轮阻力的组成简述车轮阻力的组成2.判断：汽车在水层厚度较大的积水判断：汽车在水层厚度较大的积水硬路面上行驶时，若出现滑水现象，硬路面上行驶时，若出现滑水现象，此时排水阻力系数随汽车车速的增加此时排水阻力系数随汽车车速的增加而加大。而加大。3.简述空气阻力的组成简述空气阻力的组成4.简述加速阻力的组成简述加速阻力的组成5.简述汽车旋转质量系数的影响因素简述汽车旋转质量系数的影响因素