24影响汽车动力性的主要因素ppt

2.4影响汽车动力性的主要因素一、结构参数的影响1、发动机的功率和转矩2、主减速器传动比的影响3、传动系挡位数的影响4、变速器传动比的影响5、空气阻力系数的影响6、轮胎尺寸与型式的影响二、使用因素的影响1、发动机技术状况2、汽车底盘技术状况3、驾驶技术4、汽车行驶条件1、发动机功率和转矩发动机的最大功率、最大转矩及外特性曲线的形状对汽车的动力性影响最大。在附着条件允许的前提下，发动机功率和转矩愈大，汽车的动力性就愈好。发动机功率过大，也是不合理的。一方面发动机功率过大，会导致发动机尺寸、质量、制造成本增加和常用工况下发动机负荷率太低，不利于降低汽车的整备质量、整车成本和提高汽车的燃油经济性。另一方面，从前面分析汽车行驶的驱动—附着条件可知，汽车驱动力的提高受到道路附着条件的制约，不能无限制的增大，所以过分地增大发动机功率和转矩对汽车的动力性是无益的。一、结构参数的影响比功率和汽车的类型有关总质量小于4t的货车11~15kW/t总质量大于5t的货车7.35~11kW/t总质量小的接近于上限，总质量大的接近于下限比功率不得小于4.78kW/t比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率，单位：kW/t。mPe1000汽车比功率2、主减速器传动比的影响传动系总传动比是传动系各部件传动比的乘积。1）i0对最高车速的影响如图是汽车主减速器传动比变化时的功率平衡图。主减速器传动比不同，3条功率曲线的形状和对应的速度区间也不同。3条功率曲线的起点、结束点及最大值点的高度对应相等。当时，汽车的最高车速最高。vamax1vP1vamax2=vP2vamax3vP3vamax2vamax3vamax1—发动机最大功率对应的车速；—汽车的最高车速。amaxPuuamaxuPui01的后备功率最小；i03的后备功率最大；i01的燃油经济性最好；i03的燃油经济性最差。1，动力性差，燃油经济性好；=1，动力性和燃油经济性都比较好；1，动力性好，燃油经济性差。amaxP/uuamaxP/uuamaxP/uu2）i0对后备功率的影响i0的选择应使发动机发出的最大功率时车速vp≤va,max。货车的i0稍大，使vpva,max，一般va,max/vp=1.1~1.25，最高车速虽稍有下降，但后备功率增加较多，有利于加速和上坡。赛车的i0正好使vp=va,max；为了保证汽车在最小传动比挡位上具备的上坡、加速能力，i0的选择应使汽车在最高挡上有足够大的最大动力因数，以保证汽车以最高挡行驶于普通路面。传动系最小传动比i0的选择还应考虑对燃油经济性的影响。3）i0的选择3、传动系挡位数的影响变速器挡位数增加时，发动机在接近最大功率工况下工作的机会增加，发动机的平均功率利用率增大。1）功率利用率在两挡变速器的I挡和直接挡中间增加两个挡位时，汽车的最高车速和最大上坡度均不变，便在相同的速度范围内，可利用的后备功率增大了，有利于汽车加速和上坡，提高了汽车中速行驶时的动力性。2）后备功率挡与挡间传动比的比值过大时会造成抵挡困难，一般认为挡与挡间传动比的比值不宜超过1.7~1.8。因此变速器I挡传动比越大，挡位数也应越多。3）挡位间的传动比的比值货车变速器挡位数随载质量的增加而增加。总质量在3.5t以下的轻型货车绝大多数采用4挡变速器。总质量在3.5~10t的汽车80%用5挡变速器。总质量在14t以上的汽车85%带有副变速器，采用8、10或12挡。越野车总质量在3.5t以下的多采用4挡变速器和两挡分动器；总质量在3.5t以上的采用5挡或6挡变速器与两挡分动器。挡位数多于5挡会使变速器结构和操纵非复杂。变速器的挡位数无限增多，即为无级变速器。无级变速优点：发动机有可能总是在最大功率Pe,max下工作。设无级变速器的传动效率高到与分级变速器的传动效率ηm相等。即汽车的驱动功率可能总是Pt=Pe,maxηm。采用无级变速器，在速度变化范围内，可利用后备功率最大，汽车的动力性最好。要使发动机在任何车速下都能发出最大功率，无级变速器的传动比应随车速按公式变化：4）无级变速apkvirn.i03770np——发动机最大功率对应的转速要实现维护发动机在Pe,max下工作及汽车驱动功率为Pe,maxηm，无级变速器必须符合两个条件。无级变速器的机械效率必须高到与一般齿轮变速器接近。传动动比变化规律符合apkvirn.i03770若发动机的最大功率Pe,max及传动效率ηm之值均为已知，则3600Pmax,max,atevF常数atvFmax,故上式的函数图形为一双曲线，因此，在无级变速的情况下，汽车的驱动图为双曲线的一支。当汽车的行驶速度下降时，驱动力Ft,max随之急剧增大，这对汽车的使用极为有利。汽车上用得最多的无级变速器是液力变矩器。液力变矩器的变化范围较小，一般都同两挡或三挡机械变速器串联使用。液力变矩器优点：汽车起步平稳，液力变矩器在车速为零时可以传递很大的扭矩，汽车能连续不断地发出驱动力。在低速下，汽车也能发出很大的驱动力并稳定行驶。对于越野车在松软地面或雪地上行驶非常有利。液力变矩器操作简单轻便，不会由于阻力突然增大时换挡不及时而导致发动机熄火。对驾驶技术要求不高，并能显著地减轻驾驶员的劳动强度。5）液力变矩器4、变速器传动比的影响变速器I挡传动比对汽车动力性的影响最大。对普通汽车来说，变速器I挡传动比ikI与主减速器传动比i0的乘积，决定了传动系的最大传动比。若I挡传动比增大，则I挡最大动力因数增大，它应能保证汽车的最大爬坡度。I挡最大动力因数应在附着条件的限制以内，这样汽车的动性才能充分发挥。I挡传动比还要保证汽车的最低稳定车速。特别是越野车，ikI应保证汽车能在极低速下稳定行驶，以免松软地面的土壤受到冲击破坏而使附着力减小。5、空气阻力系数的影响根据D=（Ft-Fw)/G，或汽车总质量和驱动力相同，则空气阻力Fw越小，汽车动力因数D越大，即克服道路阻力和加速阻力的能力越强，汽车的动力性越好。阻力系数CD、迎风面积A及车速Va决定了汽车空气阻力Fw的大小。空气阻力在汽车低速时，对汽车动力性影响较小；汽车高速行驶时，空气阻力在汽车行驶阻力中占很大比重，对汽车动力性影响较大。改善汽车流线型，减小Fw，对高速行驶的汽车十分有益。5、轮胎尺寸与型式的影响汽车的驱动力Ft与轮胎半径r成反比，而车速va与轮胎半径r成正比，轮胎半径对与动力性有关的驱动力和车速的作用是矛盾的。目前在良好水平路面上行驶的汽车，轮胎半径有减小的趋势。汽车在良好水平路面上行驶时，附着力较大，允许用小直径的轮胎，这样可以得到较大的驱动力。车速的提高可以用减小主减速器传动比的方法来解决。轮胎尺寸和主减速器传动比的减小，使汽车质心高度降低，提高了汽车行驶的稳定性，有利于汽车的高速行驶。在松软路面上行驶的汽车，车速不高，要求轮胎半径大些，主要是为了增大附着系数。1、发动机技术状况发动机技术状况不良，则其功率、转矩下降，汽车动力性下降。二、使用因素的影响2、汽车底盘技术状况汽车传动系各传动元件的松紧与润滑，前轮定位的调整、轮胎气压、制动性能的好坏离合器的调整、传动系润滑油的质量等都直接影响汽车的动力性。3、驾驶技术熟练地驾驶，适时和迅速地换挡及正确选择挡位等，对发挥和利用汽车动力性有很大影响。4、汽车行驶条件长时在高温条件下工作，发动机过热，功率下降，致使汽车动力性下降。高原地区行驶，由于充气量与压缩压力下降，功率下降，也导致汽车动力性下降。坏路或土路上行驶，不仅滚动阻力增加，更主要的是附着系数减小，使汽车动力性大大下降。除空气阻力外，其他行驶阻力都与汽车质量成正比。动力因数与汽车质量成反比。汽车质量增加，动力性变差，行驶的平均速度下降。减轻质量，可以减小汽车行驶时的阻力，使汽车动力性得到改善。5、汽车质量的影响