任务3汽车动力性检测.

幻灯片编辑：哈尔滨工业大学出版社2013全国汽车类情境·体验·拓展·互动·“1+1”理实一体化规划教材主讲人：徐伟更新日期：2014.7.22汽车动力性检测任务目标1、掌握汽车动力性的评价指标，评价指标的含义。2、掌握汽车驱动力是如何产生的及其计算方法，驱动力图的作用与画法；3、掌握汽车动力性的影响因素；4、了解汽车动力性的检测或实验方法；5、学会分析、评价汽车动力性。6、知道如何提高汽车动力性能，合理使用汽车。学习任务32学习任务2汽车动力性检测汽车动力性检测任务描述学习任务33学习任务3汽车动力性检测汽车动力性是汽车主要的使用性能之一，指汽车以最大可能的平均行驶速度运动货物或乘客的能力，其运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。汽车动力性的评价指标为：汽车最高车速、汽车加速能力和汽车最大爬坡度等指标评价。对于在用汽车的动力性常用驱动轮输出功率和汽车加速时间等指标评价。本章主要分析汽车动力性指标，汽车行驶所受的外力，动力性与汽车结构参数的关系，动力性实验的基本方法。43Syllabus本章内容合作交流创新[]项目3.1分析影响汽车动力性的因素项目3.2汽车动力性检测学习任务3汽车动力性检测Doonethingatatime,anddoitwell项目3.1分析影响汽车动力性的因素58%5学习任务3汽车动力性检测客户报修：一辆2002年款别克赛欧轿车，行驶里程65000km。该车行驶中有加速不良的现象，发动机怠速时有间歇性抖动现象，并且有一定的规律性，踩下加速踏板提高发动机转速后怠速抖动现象就会消失。故障原因分析：机械密封及配气相位（包括可变配气机构）是否异常；燃油的供应是否与发动机工况匹配；进排气系统（包括增压系统，可变进气系统和三元催化转换求等）是否异常；点火时刻是否准确；发动机电子控制系统如增压系统，可变进气系统等出现的其他干扰。情境导入Agenda6学习任务3汽车动力性检测3.1.1汽车动力性的评价指标21.汽车最高车速Vmax汽车最高车速是指汽车在风速不大于3m/s的条件下，在干燥、清洁、平直的良好路面（混凝土或沥青）上满载行驶所能达到的最高行驶速（km/h）。2.汽车加速能力汽车加速时间是指汽车在风速不大于3m/s的条件下，在干燥、清洁、平直的良好路面上，满载时由某一低速加速到某一告诉所需要的时间（s），常用原地起步加速时间和超车加速时间。理论引导maxvAgenda7学习任务3汽车动力性检测3.1.1汽车动力性的评价指标2（1）原地起步加速时间。（2）超车加速时间。（3）原地起步加速距离。（4）超车加速距离。3.汽车最大爬坡度imax汽车的上坡能力用汽车最大爬坡度imax来表示。在我国，汽车的最大爬坡度指汽车满载在良好的路面上以1挡所能通过的最大坡度。4.驱动轮输出功率指汽车发动机动力经传动系至驱动轮输出的功率。Agenda8学习任务3汽车动力性检测3.1.1汽车动力性的评价指标2Pt=Ttnt/9550=Pe×ƞT式中Pt—驱动轮输出功率（kw）；Pe—发动机输出功率（kw）；Tt—驱动轮输出转矩（Nm）；nt—驱动轮转速（r/min）；ƞT—传动系机械效率。Agenda9学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础21.汽车的驱动力汽车驱动力是指汽车行驶时，由地面提供给驱动轮的克服各种行驶阻力推动汽车前进的作用力。汽车驱动力产生的原理如图3.1所示，Agenda10学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2驱动力的数值与发动机的转矩、传动系的参数和车轮滚动半径有关，其大小可用下式计算：Ft=Tt/r=Tei0igƞT/r(3-2)式中Ft—驱动力（N）；Te—发动机输出的有效转矩（Nm）；ig—变速器的传动比；ƞT—传动系统的效率；r—车轮半径（m）。Agenda11学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础22.汽车行驶阻力汽车行驶过程中，阻止汽车前进的阻力有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力四种，这些阻力合称为行驶阻力。（1）滚动阻力(Ff)滚动阻力是指车轮在路面滚动时，轮胎与地面之间的相互作用和相互变形所产生的阻力。Ff=Fzf(3-3)式中Ff—滚动阻力（N）；Fz—地面对车轮的法向反力（N）；f—滚动阻力系数。Agenda12学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2路面类型滚动阻力系数路面类型滚动阻力系数良好的沥青或混凝土路面0.010~0.018压紧的雨后土路0.050~0.150一般的沥青或混凝土路面0.018~0.020泥泞土路（雨季或解冻期）0.100~0.250碎石路面0.020~0.025干沙0.100~0.300良好的卵石路面0.025~0.030湿沙0.060~0.150泥洼的卵石路面0.030~0.050结冰路面0.015~0.030压紧的干燥路面0.025~0.035压紧的雪道0.030~0.050表3.1不同路面的滚动阻力系数Agenda13学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2在良好路面上一些常见的汽车滚动阻力系数f的近似公式如表3.2所示。表3.2汽车滚动阻力系数近似公式序号公式适用条件1f=0.0076+0.000056ua载货汽车轮胎2f=0.01(1+ua/162)载货汽车轮胎3f=0.0066+0.0000286ua重型载货汽车斜交轮胎Agenda14学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础24f=0.041+0.0000256ua重型载货汽车子午线轮胎5f=f0+(f1ua/100)+f2(ua/100)4轿车子午线轮胎SRHRSR冬夏两用轮胎f00.0072~0.01200.0081~0.00980.0085~0.0120f10.00025~0.00280.0012~0.00250.0025~0.0034f20.00065~0.0020.0002~0.00040.005~0.00106f=f0+f1+f2u2a轿车子午线轮胎Agenda15学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2（2）坡度阻力（Fi）路面纵坡用坡道角α或坡度i表示。坡道角与坡度的换算关系为I=h/s×100%=tanα≈sinα（3—4）图3.2汽车的坡度阻力Agenda16学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2式中，Fi—坡度阻力（N）；G—汽车重力（N），G=mg，m为汽车质量，g为重力加速度；α—道路坡度（°)。当道路坡度α10°~15°时，sinα=tanα，有Fi=Gi（3—6）当道路坡度α较大时，上坡阻力按式Fi=Gsinα计算，汽车队路面的垂直压力为Gcosα，这时汽车的滚动阻力为Ff=Gfcosα。由于上坡阻力与滚动阻力均与道路有关，而且均与汽车重力成正Agenda17学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2比，因此常将滚动阻力与上坡阻力之和称为道路阻力，用FΨ表示。即FΨ=G（fcosα+sinα）=GΨ（3—7）式中，令Ψ=fcosα+sinα。Ψ称为道路阻力系数，它表示单位车重的道路阻力。当α10°~15°时，cosα≈1，sinα≈i，此时，Ψ=f+i。(3)空气阻力（Fw）空气阻力是指汽车直线行驶时，空气作用在汽车行驶方向上的分力。①组成：a.汽车表面摩擦力。b.压力阻力。Agenda18学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2图3.3汽车行驶时的空气流动Agenda19学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2②空气阻力的计算③降低空气阻力系数CD的一般要点（3—8）式中FW—空气阻力（N）；CD—空气阻力系数；ρ—空气密度，一般ρ=1.2258Ns2m-4A—为迎风面积。ur—为汽车与气流的相对速度，单位：m/s。(4)加速阻力（Fj）jdvFmdt（3—9）Agenda20学习任务3汽车动力性检测3.1.3汽车行驶条件21.汽车行驶的驱动条件表示汽车驱动力和各种阻力之间关系的等式称为汽车的行驶方程式，即tfwijFFFFF（3—10）20cossin21.15ggTDTiiCAdGfGmrdt（3—11）所以满足汽车行驶的第一个条件为：（3—12）该式被称为汽车行驶的驱动条件。Agenda21学习任务3汽车动力性检测3.1.3汽车行驶条件22.汽车行驶的附着条件FΨ=FZΨφ（3—13）式中FΨ—驱动轮的附着力（N）；FZΨ—驱动轮的法向反作用力（N）；φ—附着系数，由试验确定，取决于轮胎、路面和使用条件。Agenda22学习任务3汽车动力性检测3.1.4汽车动力性分析21.汽车的驱动力平衡Agenda23学习任务3汽车动力性检测3.1.4汽车动力性分析2（1）确定汽车最高车速（2）确定汽车爬坡能力2.汽车动力特性(1)动力特性动力因数是指单位汽车总重的剩余驱动力，其定义（3—18）根据汽车行驶方程式可推得twFFDGcossindvDfgdt（3—19）Agenda24学习任务3汽车动力性检测3.1.4汽车动力性分析2（2）动力特性分析①确定最高车速。②确定汽车爬坡能力。③确定汽车加速能力。Agenda25学习任务3汽车动力性检测3.1.4汽车动力性分析23.汽车的功率平衡（1）功率平衡（2）功率平衡分析①确定最高车速。②确定后备功率。③确定负荷率。()/efiwjTPPPPP2(cossin)360021.15DeTCAvvdvPGfGmdt(3—24)（3—25）Agenda26学习任务3汽车动力性检测3.1.5影响汽车动力性的主要因素21.发动机参数汽车比功率发动机最大功率发动机最大转矩外特性曲线Agenda27学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础22.传动系参数(1)传动系效率Agenda28学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2(2)主减速器传动比从图中可以看出，为了提高汽车动力性，i0应选得适中Agenda29学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2(3)变速器档数Agenda30学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2从图中可以看出，变速器档数增多，发动机在最大功率附近高功率工作的机会增加，发动机的平均功率利用率高，后备功率大。Agenda31学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2(4)变速器传动比最小传动比Agenda32学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2最大传动比Agenda33学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础23.空气阻力系数减少空气阻力系数CD的措施:发动机盖应向前下倾；面与面交接处的棱角应为圆柱状；挡风玻璃应尽可能“躺平”且与车顶圆滑过渡；前支柱应圆滑，侧窗应与车身相平；尽量减少灯、后视镜等凸出物，凸出物形状应接近流线型。Agenda34学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2若用折背式，则行李箱盖板至地面距离应高些，长度要短些，后面应有鸭尾式结构。Agenda35学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2舱背式车身:后窗玻璃与水平线呈25°～50°角的车身，称为舱背式车身。大于50°角的车身，称为方背式车身。舱背式Agenda36学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2直背式车身：后窗玻璃与水平线夹角＜25°的车身，称为直背式车身或快背式车身。直背式Agenda37学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2流线形较好的汽车后部Agenda38学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2车身底部：所有零部件应在车身下平面内且较平整，最好有平滑的盖板盖住底部。盖板从车身中部或由后轮以后向上稍稍升高。整车：整个车身应向前1～2°，如下图；水平投影应为“腰鼓”形，后端稍稍收缩，前端呈半圆形。玛莎拉蒂Agenda39学习任务3汽车动力性检测3.1.2汽车动力性分析基础2发动机冷却进风系统：仔细选择进风口与出风口的位置，应有高效率