18需)上的行能力,确定汽车在节“门全开时间能达到的最高车速、部速能力和展报能力。为了清晰再形象地表明汽车行时的受力情况及其平衡关系,一般是将汽车行收方程式用图率法亲进行分新的。就最说在围1-8所示汽车惠劳力册上然汽车行驶中经常离到的准助阻方和空气阻力也算出并函上,作出汽车距动力-行驶阻力平街图,并以它豪确定汽车的动力性。西1-23为一具有五档变速器紫读型薪车的要动力行装照力平衡图。图上既有各挡的器动力,又有派觉阻力以及遂动阻力和室气阻力受加后得到的行缺阻力曲线。从图上可以请龙地看出不同车速时整动力和行驶阻力socel之间的关系。汽车以最高档行驶时的最高车速,间以直接4s00在图七找到。足然,F由线与F,+F,曲线的交点便是3500/。因为此时账动力和行快阻力相等,汽车处于得定的%/9300F平街状态,图中最高车连为175km/h。2510从图中还可以看出,当车连低于最高车速耐,翼动力200FIou大于行股阻力,这释,汽车载可以利用到余的驱动力加连1000或爬坡。当需要在119km/h等连行收时,驾费员可以关小se节气门开度(图中盛线),此时发动机只用部分负苟特性100119 (56 175 30)工作,相应地得到虑线所示驱动力自线,以使汽车达到新,/00--l)的苹衡。汽车的加速能力可用它在水平良好路面上行驶时能产图123汽车器免力行整用力平象图生的加速度来评价,但第一节中已经指出,由于加连度的数值不易测量,实际中常用加连时同来表明汽车的加速能力,警如用真提热行驶时,由最低定速准加连到一定距高或80%“所需的时表明汽车的加连能力。现在根据1-23求拍汽车的加速时间。由汽车行驶方程得duSa[F-(F,+F)](设F=0)显然,利用图1-23可计算得出各挡节气门全开时的as加速度自线,是图1-24。由图可以看出,高拍位时的加3.0遵度要小费,1档的加速度最大。性是有的随野汽车】25F拍3值甚大,微的加建度可能比1挡的加速度还大,20根当加速度图可以进一步求得由某一车速“,加建5至另一较高车速吸所需的时间。to由邀动学呼知03dr- ld100(aa'1=dsdu-4e西1-24汽车的行收加速度电线期速时间可用计算机进行积分计募诚用图解积分法求出。用图期积分法,将0%;曲线(图1-24)转面或-,由线(图1-25)。曲线下两个速度
19.:a)图1-25光车的速度例数线区间的面积就是通过此魂度区间的加建时间。常将速度区间分为若下阅隔,通过确定面积A4来计算(总)加建时间(图1-25b)在进行一般动力性分标需计算原地起步加速时同时,可以急略原地起步时的商合器打帮过程,印假设在最初时刻,车已其有起步挡位的最低车滤来计算。加违过程中的换件时划可根据各档的e%,曲线案确定,参看图1-24。若挡与1Ⅱ指的加速度曲规有交点,显然,为了我得最短加速时阅,应在史点对应车速由「拍换且扫。若1挡与Ⅱ加速度曲线不相交,期应在1搭位课速行驶至发动机转速达到最高转速时换人目括,其信各搭间的美挡时别尔按此原期来确定。至于换挡过程所经历的时间,期常忽略不计。图1-26是计算得到的经型载货汽车B130加速时间曲线。计算汽家加速时间,我定汽车的加违能力,在造择传动系最佳方案或选择合适的发oB39RT动机排量时是十分有用的。这些将在第二章中详准讨70论渠汽车行快方程式与驱动力-行驶阻力平备图,51百格可确定汽车的快皱能力。49一敦所调汽车的膜城能力,是指汽车在良好路面上克服F+F,后的余力全部用来(即等建)充最玻度o蒙昌整用力时能和上的放度,既以一0。因此at/F=F,-(FI+F.)02030般汽车最人能接度造30%左有,国此利用汽车a行驶方程式镜定1指及低档能按能力时,应采用Csina,图1-26,计算尊到的汽车加望时同由线作为度阻力,即上式应为Ton-(Gr+SrE)Gsirig=21.15F,-(Fr+F.)印aarcsin5利用图1-23阳求出汽车能和上之拨道角,程室地根据tana,(可求出玻皮值:其中,汽车最大爬坡度为1挡时的最大和收度。最高挡最大和被度车应引起注意,特别是贷
20车、幸引车,因为贷车经常是以最高挡行驶的,如果最高挡的最大爬坡度过小,跑使货车在遇到较小的坡度时经常换挡,这样影响了行晚的平均车速期1-27为一紧决型转车的坡度图。显然,车的低挡要录力是用以获得好的加速性能的,所以计算中求得的能玻度很大,完全超出实际要求的爬城能力。二、动力特性图也有用动力特性图末分新汽车动力性的。A将汽车行驶方程障边除以汽车重力并整理如下F=-F+F+F,+PE-E..CgdiA5015ToC为汽车的动力因数并以符号D表示,则3,/dreb"lyDew+idn(1-12)gdt图1-27汽车约良度图汽车在各挡下的动力国数与车率的关系曲线称为动力特性围(图1-28)在动力特性图上作流动阻力系数曲假了一",,显然了规与直授档D一#,由线的交点即为0.30汽车的最高车速。在求最大和坡度时,免0,故式(1-12)写成drD-W-J+i因此D曲线与/曲线间的距高就表示汽车的上披能力。8.16「挡时,根度较大,此时D.m一/之误蒸较大。应用下式计算。Dt-feosa.m+sina..204628/用c8a=V1-sin代入上式,整理后可得/(0m-b)n-min DimoliaDatl图1-28汽车动力持性图弱科用1+f力特性来确定配车的动力性然后再根据tano=i换算成最大题技度。加速时,1=0,故9--(0-0dt用上连同样方法亦可求得加速度值,燃后再计算出加速时间。第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率一、汽车行驶的附誉条件从上面的分析可知,助力装置(指发动机与传动系)所确定的账动力是决定动力性的一个主要因素,题动力大,加速能力好,能拨能力也强。不过这个结论只在轮的一路面有是
27够大的附着力(例如良好轮拍在下媒的水泥路面上)时才能成立,在课量的诱青路面上附看性能差时,大的弱动力可能引起车轮在路再上急则加速滑转,总面切向反作用力并不很大,动力性也来进一步提高,由此可见,汽车的动力性能不只受驱动力的创约,它还受到靶胎与地面附若条件的限制,贴面对轮胎切向反作用力的板限值称为附着力F,,在要路闻上它与需动轮法向反作用力,成正比,常写成Frm=F, Fzp式中,称为附著系数,它是由路面与轮胎决定的。由作用在爱动轮上的转矩T,引起的地面切向反作用不能大于若力,否则将发生整动轮谢转现象,即对于后轮影动的汽车T-feFneFae这款最汽行慰的附着条件。上式可写成2称为胎轮驱功汽车驱动轮的特着率 Cg。 即武中.FaCaEg对于前轮象动汽车,其带弱动轮的附着率亦不能大于地面附看系数。可以由发动机、传动系的参数及汽车的行驶工况定汽车驱动轮的附看率。呈器,驱动轮的附着率是表明汽车附着性能的一个重要指标,是汽车器动轮在不指转工况下充分发撑动力作用所要求的最低地由财差系数。二、汽车的附替力与地面法向反作用力汽车的谢看力决定于财看系数以及能而作用下驱动轮的法问反作用力。附若系数主要取决于路自的种类和状况,行驶车理对附著系数也有影期。附者系数还受到车轮运动状况的影响,这费同题将在第四章“汽车的制动性”中作详尽的介绍。在一般动力性分析中,其取附著系数的均值。在良好的混最士成所青路面上,路面十燥时黄为0.7~0.8,路闻第器时为0.5-0.6:千燥的碎石路值为0.6-0.7:千燥的士路值为0.5on0.6,±路面时为0.20.4图1-29汽车加速上般变力图解动轮地面法向反作用力与汽车的总体布置,车身形状,行驶状况及道路的被度有关。图1-29函出了汽车加速上坡时的受力用。图中,C为汽车重力:。为适路坡虚角:。为汽车覆心高:T,T为作用在前,后轮上的限动阻力得短:7,为作用手锁置发动机飞轮上的惯性阻力候距:Tl、T为作用在能,后车轮上的惯性阻力属矩:P2、F为作用了4身上并位于前、后轮楼施点上方的穿气升力:F,、F为作用在前、后轮上的地面法向反
22作用力:Fn、Fe为作用在前、启轮上的增面向反作用力:L为汽车输矩;e、为汽车质心至前、后轴之距离。若将作用在汽车上的诸力对前,后轮与资路接慰面中心取力矩,期得t()-(1-13)Fa-C(goa+toa)+(Ch++e)-Fzu+fc]lgLtl以式(1-13)可以看出。前、后轮增国法向反作用力居由四个部分将成的。(1)静态辖资的法向反作用力即汽车重力分配到萨、后轴的分量产生的地南法声反作用力。它们分别为Fzr = C(fcosa-hrsinaFze=C(Fca+hrsina)(2)动态分量即加速过程中产生的供性力,供性阻力偏矩查成的地面法间反作用力靠分。它们分别为-+5GLdF(+)bdgv孕移质量的惯性力为%:乾转轴战毒直于汽车纵向蛋直平随的旋转质量烟性阻力需8.di单,即车轮的微性国力锅矩鼎与模置发动机飞轮的惯性阻力偶起需(曲输算转td方向与车轮策转方向一致时取“+号)。由于美转质量惯性函力偶矩的数值较小,般性分析中可忽略不计。(3)空气升力,由于流经汽车顶部与底部的空气流速不一样,产生了作用于汽车的空气升力。常将空气升力分解为作用于前轮接地点与后轮接烂点的前、后空气升力。可用试验确定的能、后空气升力系数Cu、CL来计算前、后升力Frm =ICuAoe!Fze=CuAe武中,4为现风面机,邯汽车行装方再的设影面机。图1-30给出了几种车身形式的能、后空气升力系数,图1-30%是德国、日本轿车的C气CL值。可以看出,Cp值降低时CL有所增如,这对于后轮蛋动汽车的动力性、操竭稳定性是很不利的。因此,车身开发部门在降低C值的同时适要质止CL的增加,车身前部医低,尾部配厚向上的模形选型,可以降低空气升力。合适的前保险杠下面的阻风版与后行李箱盖上的后扰流板能进-一步减小前、后空气升力,如图1-31所示。(4)滚动困力调柜产生的部分即式(1-13)中量后项Ce08g。由于此项基小,可以忽略不计