汽车理论复习精简版.docx

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汽车理论复习精简版

第一章汽车的动力性

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、汽车的动力性指标：

①汽车的最高车速Uamax：

在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶车速。

②汽车的加速时间t：

原地起步加速时间：

汽车由I档或II档起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换档时机）逐步换至最高档后到某一预定的距离或车速所需的时间。

超车加速时间：

用最高档或次高档由30~40km/h全力加速行驶至某一高速所需的时间；

③汽车的最大爬坡度Imax：

满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度，即为I档最大爬坡度。

爬坡能力的其他表示方法：

1）一定坡道上达到的车速；2）一定坡道上的加速时间。

3、汽车的行驶方程式：

行驶阻力：

有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力

滚动阻力和空气阻力在任何行驶条件下均存在，而坡度阻力和加速阻力则不然。

驱动力：

（

发动机转矩，

：

变速器传动比、主减速器转动比，

：

传动系效率）

4、发动机特性曲线：

如将发动机的功率、转矩以及燃油消耗量与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线此曲线称为发动机特性曲线。

节气门全开：

发动机外特性曲线；节气门部分开启：

发动机部分负荷曲线；

带上全部附件设备：

使用外特性曲线。

5、传动系功率损失分为机械损失和液力损失。

机械损失是指齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失；液力损失指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失。

6、传动效率影响因素：

档位、转速和转矩。

7、车轮半径：

a）自由半径：

车轮处于无载时的半径。

b）静力半径：

静止时车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离称为静力半径Rs。

c）滚动半径：

实际车轮滚动距离与车轮转动圈数之间的比值即车轮的滚动半径（Rr=S/（2πn））。

对汽车作动力性分析时，采用静力半径；做运动学分析时，应该用滚动半径。

8、档位不同，驱动力也不同

高档，传动比小，汽车行驶速度高，适于好路面，坡度小。

低档，传动比大，速度低，适于较差路面和爬坡。

9、汽车的驱动力图：

用根据发动机外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。

（驱动力图中的驱动力为驱动力极限值）

10、滚动阻力：

①定义：

滚动阻力是由于弹性轮胎在硬路面滚动时受径向载荷变形时所产生的弹性迟滞损失而产生的，该弹性迟滞损失以滚动阻力偶矩出现，表现为阻碍汽车行驶的阻力，这种阻力就是滚动阻力。

②迟滞损失：

由于轮胎在硬支撑路面受径向载荷变形时由内部摩擦产生的损失，称为弹性迟滞损失。

③产生机理：

1）不滚动时，地面对车轮的法向反作用力前后对称。

2）车轮滚动时，由于迟滞损失，压缩段d的法向反作用力大于恢复过程的d’，合力Fz相对于法线前移a。

3）Tf=Fz*a，滚动阻力偶矩。

4）为使从动轮在硬路面上等速滚动，须在车轮中心加以推力Fp1,

，

，

5）f为滚动阻力系数。

④f的影响因素：

与路面的种类、行驶车速、轮胎的构造、材料及气压等相关。

11、空气阻力：

①定义：

汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。

②组成：

1）压力阻力：

作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力。

（主）

形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力：

空气升力的切向分量

2）摩擦阻力：

由于空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。

（次）

③空气阻力表达式：

；CD空气阻力系数

12、坡度阻力

①定义：

当汽车上坡行驶时，汽车重力沿坡道的分力为汽车坡度阻力。

②坡度i：

道路坡度为坡高与底长之比。

③道路阻力：

坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力，而且均与汽车重力成正比，故把这两种阻力和称为道路阻力。

；

—道路阻力系数

13、加速阻力

①定义：

汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力，就是加速阻力Fj。

汽车质量：

包括平移质量（惯性力）和旋转质量（惯性力偶矩）。

②表达式：

以汽车质量换算系数来考虑旋转质量，故加速阻力为

，其中δ与飞轮和车轮转动惯量，传动系的传动比有关。

14、汽车行驶方程式

；

（α→0）

作用：

分析汽车行驶能力，即确定汽车节气门全开时可能达到的最高车速、加速能力和爬坡能力。

15、驱动力-行驶阻力平衡图

①定义：

为清晰形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系，在汽车驱动力图上把汽车行驶中经常遇到的滚动阻力和空气阻力也算出并画上，即为驱动力-行驶阻力平衡图。

②作用

1）可清晰形象地表明汽车行驶时的受力情况及其平衡关系。

2）可确定汽车的动力性，即最大车速、加速时间、爬坡度。

最大爬坡能力指汽车在良好路面上克服Ff+Fw后的余力全部用来（即等速）克服坡度阻力时能爬上的坡度。

16、汽车行驶的附着条件：

①附着力：

地面对轮胎切向反作用力的极限值。

；φ为附着系数，由路面和轮胎决定。

②附着率：

是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用所要求的最低附着系数。

③汽车行驶的驱动-附着条件：

驱动轮的附着率是表明汽车附着性能的一个重要指标，是汽车驱动轮在不滑转的工况下充分发挥驱动力作用所要求的最低地面附着系数。

④附着系数影响因素：

路面种类和状况、行驶车速、车轮运动状况。

⑤地面法向反作用力影响因素：

汽车的总体布置、车身形状、行驶状况及道路的坡度。

⑥空气升力产生原因：

由于流经汽车顶部与底部的空气流速不同产生。

17、附着率：

附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用所要求的最低附着系数。

附着利用率：

汽车附着力与四轮驱动汽车附着力之比来表达汽车对附着潜力的利用程度，即附着利用率。

18、汽车行驶满足1）驱动力和行驶阻力相互平衡；2）发动机功率和行驶阻力功率相互平衡。

19、汽车的功率平衡图

1）定义：

以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机功率Pe，汽车经常遇到的阻力功率（Pf+Pw）/ηT对车速的关系曲线绘在坐标图上，即得汽车功率平衡图。

2）特点：

i）不同档位，功率大小不变；ii）各档发动机功率曲线对应车速不同；低档车速低变化范围窄，高档车速高，范围宽。

3）作用：

确定汽车动力性指标，能看出汽车行驶时发动机的负荷率，常用于燃油经济性分析。

4）后备功率Pe-（Pf+Pw）/ηT，后备功率越大，汽车的动力性越好。

第二章汽车的燃油经济性

1、汽车的燃油经济性：

①定义:

在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。

②意义：

1）降低汽车的使用费用；2）降低CO2温室气体排放。

③前提：

1）保证动力性；2）满足排放法规要求。

2、车的燃油经济性的评价指标：

①一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量；②一定燃油量能使汽车行驶的里程；③速行驶百公里油耗：

车在一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。

3、燃油经济性的影响因素：

①行驶道路：

城市、市郊、一般公路、高速公路等；②交通状况：

行人和车辆的密集程度；③驶习惯：

平均速度，加速度，制动减速度等；④周围环境：

气温，风，雨，雪等。

4、经济性测定的试验方案：

①路上试验：

a）不控制的路上试验工况：

对上述因素均不加控制；b）控制的路上试验工况：

维持上述一个或几个因素不变；c）路上的循环行驶试验工况。

②室内试验：

汽车测功器：

转鼓试验台上的循环试验工况。

5、循环行驶试验工况

1）定义：

汽车完全按规定的车速-时间规范进行试验。

规范中规定何时换档、何时制动以及行车的速度、加速度，制动减速度等。

2）汽车测功器的循环试验工况：

汽车测功器能模拟汽车滚动阻力、空气阻力与加速阻力以模拟道路上的行驶工况。

若气温也能控制，则室内汽车测功器能控制大部分的使用因素。

3）优点：

a）室内进行试验，不受外界天气条件的限制；b）试验条件能控制，周围环境影响修正系数可以减到最小。

c）可在不同气温条件下试验；d）便于控制行驶的状况，可采用符合实际的行驶循环；e）可以同时进行燃油经济性和排放测试；d）可采用各种测量油耗的方式，重量法，体积法等等。

4）缺点：

a）不易准确模拟道路上的滚动阻力与空气阻力，惯性阻力等。

b）室内冷却风扇产生的冷却气流与道路行驶时的实际情况不一致。

5）应用：

循环工况多在室内试验；路上试验的为简单循环工况。

6、影响汽车燃油经济性的因素：

一）使用方面：

（1）行驶车速：

汽车在接近于低速的中等车速时Qs最低，随车速增大Qs迅速增大。

（2）档位选择：

档位越低,后备功率越大,发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗越大。

（3）挂车的应用：

带挂车是提高运输生产率和降低成本，包括降低燃油消耗量。

原因：

一是阻力增加，发动机负荷率增加，燃油消耗率b下降；二是质量利用系数增加。

（4）正确地保养与调整：

汽车的保养与调整会影响到发动机的性能与汽车行驶阻力。

二）汽车结构方面

（1）缩减轿车总尺寸和减轻质量

大型轿车费油原因：

1）增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力；2）负荷率低。

为减轻质量，轿车选用铝与复合材料的比例增加。

（2）发动机：

提高现有汽油发动机的热效率与机械效率；扩大柴油机的应用范围；增压化；电控技术；

（3）传动系：

传动系的档位增加后，发动机处于经济工作状况的机会增加，提高燃油经济性。

无级变速器若能维持较高的机械效率，则燃油经济性显着提高。

发动机的最经济工作工况：

即确定“最小燃油消耗特性”和“无级变速器调速特性”。

a）最小燃油消耗特性

各个转速下负荷特性的包络线为发动机最低燃油消耗率曲线；据此可以找出发动机提供一定功率时的最经济工况（转速和负荷）；约90%的负荷率时，燃油消耗率最小。

b）无级变速器调速特性

根据发动机的“最小燃油消耗率特性”，可确定无级变速器的调节特性,即传动比i’、发动机转速n与汽车行驶速度之间关系。

目前轿车上为自动液力变速器，传动效率较低，燃油经济性有所下降。

但起步平稳、操作简便、乘坐舒适性好。

c）无级变速器提高燃油经济性措施：

①较大功率时功率分流，不经液力变矩器直接输出。

②锁止离合。

③手动变速器自动化。

④钢带式CVT等。

⑤双模式。

（4）汽车外形与轮胎：

降低CD值是节约燃油的有效途径。

子午线轮胎综合性能最好，滚动阻力小。

7、新一代高效率节能汽车

（1）当前汽车技术的发展动向：

高效率、低排放、性能优、价格低。

（2）技术策略：

采用复合动力的电力驱动装置；制动能耗回收利用装置；大幅度降低汽车整备质量、滚动阻力系数、空气阻力系数及附属设备能耗等。

（3）混合动力与传统发动机对比：

①传统汽车节气门开度小，负荷率低，燃油消耗率高。

混合动力汽车只需装备较小的发动机，且发动机可以常在高负荷、高效率下运转，燃油消耗率低。

②传统汽车发动机设计要考虑多方面的要求，要求的升功率高和很好的动态特性等。

混合动力汽车中发动机不要求过高的升功率和很好的动态特性，可以按最好热效率原则设计。

③混合动力汽车在停车或低速滑行时可以关机。

④混合动力汽车起电动机能变作发电机工作，减速时可以将动能转化为电能储存。

（4）燃料电池汽车优越性

①机械零件大大简化，无需常规发动机、传动系统等。

②洁净无污染，SOx、NO和PM接近零排放，无CO2。

③噪音低。

④能量转换效率高。

⑤模块化结构，方便配置。

第三章汽车动力装置参数的选定

1、汽车选型和制定设计任务书时，需确定汽车动力装置参数即发动机功率、传动系参数（包括最小、最大传动比、挡数和各挡传动比）,还要考虑以下因素：

汽车的动力性；汽车的燃油经济性；驾驶性的要求。

2、发动机功率的选择

①根据最高车速初步选择发动机功率：

最高车速也反映了加速性能和爬坡能力。

（原因）

②根据汽车比功率确