发动机的外特性是通过发动机台架实验 获得的。 在已知发动机最大功率和对应声速时，发 动机的外特性可根据以下式估算：
2 3 ⎡ ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞ ⎤ Pe = Pe max ⎢ A⎜ ⎟ + B⎜ ⎟ − ⎜ ⎟ ⎥ ⎟ ⎜n ⎟ ⎜n ⎟ ⎥ n ⎢ ⎜ p ⎝ p⎠ ⎝ p⎠ ⎦ ⎣ ⎝ ⎠
汽车的动力性
3.最大爬坡度imax 汽车的上坡能力。以1档满载时汽车 在良好路面上的最大爬坡度表示。是 极限爬坡能力。 轿车：一般不强调 货车： imax =30%（约16.5°） 越野汽车：imax =60% 有时也以汽车在一定坡道上必须达到 的车速来表示爬坡能力。如：美国对 轿车爬坡要求，能以104
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汽车的驱动力图
发动机外特性确定的是发动机输出转矩和转速关系。经 传动系到达车轮后，可表示为驱动力与车速间的关系。
Ft =
Ttq i g i0η T r
rn ua = 0.377 ig io
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汽车的行驶阻力
汽车行驶时的各种阻力：
滚动阻力——以符号Ff表示； 空气阻力——以符号Fw表示； 坡度阻力——以符号Fi表示； 加速阻力——以符号Fj表示； 因此汽车行驶的总阻力为：
Fϕ 2 a − fhg 后轮驱动： = ×100% Fϕ L − hgϕ Fϕ1 b + fhg 前轮驱动： = ×100% Fϕ L + hgϕ 通常前驱动汽车的静载 荷大于后轴。
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2.3.3 影响附着系数的因素
路面的磨擦系数 行驶车速 轮胎的花纹 路面平整度 有水和油时
汽车的驱动能力和附着率
1、加速上坡行 A、后轮驱动汽
Cϕ 2 q = a hg + q L L
q=i+ 1 1 du ⋅ ⋅ cos α g dt
等效坡度： 包含了加速阻 力在内的坡度
•加速上坡时，汽车要求的地面附着系数。 •如果地面附着系数一定，汽车能通过的最大等效坡度为：
a L 1
q=
ϕ
−
hg L

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ




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胎压、车速对附着系数影响
附着系数与轮胎气压关系 1-干混凝土路面 2-湿混凝土路面 3-软路面 4-积雪路面
附着系数与车速关系 1-干燥路面 2-湿路面 3-结冰路面
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汽车驱动力—行驶阻力平衡图
汽车行驶方程式 驱动力与行驶阻力平衡
汽车的附着力和法向载荷分析
空气升力
前阻风板、后扰流板对空气升力系数与空气阻力系数的影
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汽车的驱动轮上的切向力
前轮驱动汽
FX 1 = F f 2 + Fw + G sin α + m du dt
后轮驱动汽
FX 2 = F f 1 + Fw + G sin α + m du dt
汽车的附着
Fϕ = ϕ Fz
汽车法向反作用
汽车加速上坡受力
hg ⎛b ⎞ ⎛ G hg ∑ I w I f i g i0 ⎞ du rf ⎟ ⎜ ⎟ FZ 1 = G⎜ F G cos α − sin α − + ± − − cos α Zw1 ⎜L ⎟ ⎜ ⎟ L Lr Lr ⎠ dt L ⎝ ⎠ ⎝g L FZ 2 hg ⎛a ⎞ ⎛ G hg ∑ I w I f i g i0 ⎞ du rf ⎜ ⎜ ⎟ F G = G⎜ cos α + sin α ⎟ + + ± − + cos α Zw 2 ⎟ ⎜g L ⎟ dt L L Lr Lr L ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
后轮驱动汽车附着力：
Fϕ 2 =
ϕ ⋅ G (a − f ⋅ hg ) L − ϕ ⋅ hg
汽车车轮的法向载何简化：
b hg FZ 1 = G − (Fϕ − F f ) L L a hg FZ 2 = G + (Fϕ − F f ) L L
前轮驱动汽车附着力：
Fϕ1 =
四轮驱动汽车附着力： Fϕ1 = ϕ ⋅ G
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汽车的驱动能力和附着率
２、高速行驶工
i=0
后轮驱动汽车
du =0 dt
Cϕ 2 =
F f 1 + Fw Fs 2 − FZw 2
极高速下良好的路面也不能满足汽 车附着性能要求．
高速行驶后驱动轮的附着
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实际路面上汽车的附着力（方法２）
Ff = f ⋅ G
2 CD Aua Fw = 21.15
∑F=Ff+Fw授教案
汽车的坡度阻力
汽车的坡度阻
Fi = G sin α ≈ G ⋅ i
道路阻
Fψ = F f + Fi = f G cos α + G sin α ≈ G ⋅ f + G ⋅ i
Fψ ≈ G ⋅ ( f + i ) = G ⋅ψ
汽油机
直喷式柴油机
预燃式柴油机
A B
1 1
0.5 1.5
0.6 1.4
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传动系机械效率
传动系各部件（变速器、万向节、主减速器）的摩擦导 致的功率损失。由试验测得。
Pe − PT PT ηT = = 1− Pe Pe
汽车各部件的传动效率
机械变速器的轿车： ηT =0.9~0.92 货车、客车： ηT =0.82~0.85
静态轴
动态分
空气升
滚动阻力
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汽车的附着力和法向载荷分析
空气升
1 FZw1 = C Lf Aρ u r2 2 FZw 2 = 1 C Lr Aρ u r2 2
降低空气升力方法:
车身前部压低,尾部肥厚 向上的楔形造形,可以降低 空气升力 汽车前后空气升力系
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道路阻力系
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汽车的加速阻力
加速阻力
du Fj = δ m dt
旋转质量换算系
2 i i I 1 ∑ w 1 f g i0 η T δ = 1+ + 2 m r m r2
不知道准确的If、∑Iw值，也可 按下述经验公式估算δ值：
δ = 1 + δ1 + δ 2 ⋅ ig 2
q b hg − q L L
Cϕ1 =
•加速上坡时，汽车要求的地面附着系数。 •如果地面附着系数一定，汽车能通过的最大等效坡度为：
q= b L 1 hg L
ϕ
+
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汽车的驱动能力和附着率
1、加速上坡行 C、四轮驱动汽 后轴的转矩分配系数： 前后轮的驱动力：
Tt 2 ψ= Tt1 + Tt 2
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汽车的驱动能力和附着率
1、加速上坡行 B、前轮驱动汽
1 1 du du + i F f 2 + Fw + Fi + m Fx1 cos α g dt dt = Cϕ1 = = G hg du b hg ⎛ Fz1 1 1 du ⎞ FZs1 − FZw1 − ⎟ − ⎜ + i ⎜ g L dt L L ⎝ cos α g dt ⎟ ⎠
km/h车
速通过6%的坡道。
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汽车行驶驱动力与行驶阻力
汽车的驱动 汽车动力传递路线：发动机→离合器→变速器→副变速器→ 传动轴→主减速器→差速器→半轴→轮边减速器→车轮
Tt = Ttq i g i0η T
Tt Ft = r
Ft = Ttq i g i0η T r
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q=
(1 −ψ ) + hg
ϕ
L
b L
前轮先滑
q=
ψ hg − ϕ L
a L
后轮先滑
q =ϕ
重量全部利用为附着力
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汽车的驱动能力和附着率
1、加速上坡行
不同驱动形式汽车的等效坡
汽车的附着率曲
•从爬坡能力分析汽车驱动形式对动力性影响 四轮驱动汽车
>
后轮驱动汽车
>
前轮驱动汽车
发动机外特性曲线：发动机 节气门置于全开位置 发动机部分负荷特性曲线： 发动机节气门置于部分开启位 置 台架试验特性曲线：发动机 台架试验时所获得的曲线。 使用外特性曲线：带上全部 附件时的外特性。与台架试验 特性相差5~15%。
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发动机的速度特性
Pe = Ttq ⋅ n 9549
Cϕ1 =
⎛ 1 du ⎞ FX 1 = (1 −ψ )G⎜ ⎜ sin α + g dt ⎟ ⎟ ⎝ ⎠ ⎛ 1 du ⎞ FX 2 = ψG⎜ ⎜ sin α + g dt ⎟ ⎟ ⎝ ⎠
(1 −ψ )q
b hg − q L L
前轮上的附着率
前后轮上的附着率
Cϕ 2 =
ψq
a hg + q L L
后轮上的附着率
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汽车的驱动能力和附着率
1、加速上坡行 C、四轮驱动汽 注：附着系数一定的路面上行驶，前轮驱动先达到地面附着力 而滑转，后轮也保持在前轮开始滑转的数值而不增加。（差速器）
ϕ •一定的路面行驶时的最大等效坡
（1） Cϕ1 > Cϕ 2 时 （2） Cϕ1 < Cϕ 2 时 （3） Cϕ1 = Cϕ 2 时