【正文】 力Fi=W?sinα=W?tgα=W?i，（N） ……⑦上坡阻力和滾動阻力兩者之和統(tǒng)稱道路阻力FR.。ρ為空氣密度，一般ρ= 具體試驗方法及說明可見國家標準“載重汽車和越野汽車道路試驗方法”（GB1334－77）中滑行試驗方法一章。c) 關于汽車滑行實驗的大概情況是：汽車在水平平坦路面上，以一定的初速穩(wěn)定行駛，然后將變速箱置于空擋，車輛依靠慣性進行滑行，由于輪胎的滾動阻力、傳動系內部的動能損耗以及車身受空氣阻力等影響、滑行開始后車速逐漸降低，行駛一段距離后，最后停止，因此滑行實驗能作為研究行駛阻力的一種手段。一般認為車速在50Km/h以下，滾動阻力系數變化不大，在100Km/h以上時滾動阻力系數增長較快，如果達到150Km/h 或更大，則輪胎產生駐波現象，周緣不再是圓形而呈波浪狀，至使?jié)L動阻力系數劇增，同時會出現輪胎爆裂的危險。a) 根據經驗統(tǒng)計，路面狀態(tài)和輪胎滾動阻力系數的概值可見表1—1。輪胎滾動速度上坡阻力Fi及加速阻力Fa僅在一定條件下存在，如果汽車在水平路面上以等速行駛，則Fi+Fa=0。關于發(fā)動機飛輪至驅動輪之間的平均總傳動機械效率η：傳動系機械效率η是速比、車速和負荷等的函數，一般根據測試統(tǒng)計，η值大致如下：（1）變速箱處直接檔時傳動平均效率η 92% ；（2）變速箱處其他檔位 90% ；（3）特別高的減速比驅動（終傳動） 75~80% ；（4）64驅動 87% ；（5）66驅動 82% ；傳動系統(tǒng)中磨擦功率損失將變成熱能，通過潤滑油及金屬機件導熱，輻射散發(fā)到外界空氣。M） η 傳動系統(tǒng)的平均總機械效率 Pk 汽車輪胎上驅動力（N）發(fā)動機輸出扭矩與汽車驅動輪扭矩之間的傳遞可見圖1—2，變速箱速比具有多個不同檔位，一檔速比ik1最大，因之一檔時車速最低而車輪上發(fā)出扭矩最大。發(fā)動機轉速與車速之間的關系見圖1—1。 io 汽車驅動轎主傳動比 r 輪胎滾動半徑（米） d 輪輞直徑（英寸） b 輪緣寬度（英寸） λ 輪胎變形系數 小客車為：12~14%；載重車為：10~12%；超低壓胎為：12~18% 注：輪胎的滾動半徑應通過實測獲得，但一般也可采用以上經驗公式進行計算。（9） 發(fā)動機的系統(tǒng)設計，如車上的進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和供油系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)中所產生的進氣阻力、排氣阻力和供油阻力等應不影響或犧牲發(fā)動機原有的動力特性（應通過檢查，不得大于限值）。如：驅動橋主傳動比及變速箱各擋速比。（3） 道路條件，即道路狀況和阻力。時間越短，則加速性越好。 發(fā)動機性能與汽車傳動系匹配的基本概念2002年7月20日目 錄（一）汽車行駛的動力特性 （1）（二）動力因素D的概念和應用 （20）（三）汽車動力計算實例 （24）（四）汽車行駛的燃料經濟特性 （31）（五）汽車傳動比的選擇 （48）一 汽車行駛的動力特性 為了評定汽車行駛的動力特性，一般采用三個指標：（1） 汽車行駛中能達到的最高車速：（系指在水平良好的路面（混凝土或瀝青）上汽車能達到的最高行駛速度）（2） 汽車行使中能克服的最大道路坡度：（汽車的上坡能力是用滿載時汽車在水平良好的路面（混凝土或瀝青）上的最大爬坡度來表示。）決定汽車行駛動力特性的因素和條件大致包括下列幾個方面：（1） 發(fā)動機的動力特性。（4） 汽車的迎風阻力。（6） 輪胎的滾動半徑、結構和特征。（10） 車上是否裝有液壓變速箱和空調等其他裝置，因這些裝置消耗發(fā)動機原有的動力系統(tǒng)（應通過檢查，不得大于限值）。輪胎斷面的寬度與高度之比，根據不同輪胎而異。圖11 發(fā)動機轉速與汽車行駛速度的關系b、 發(fā)動機扭矩與汽車驅動輪上的扭矩和驅動力之間關系： Mk=Me η ……③ Pk最高檔速比最小，因之最高檔時車速最高而車輪上扭矩最低。汽車上采用液壓變速箱當然有其優(yōu)越性，能大大提高行駛操作方便性，但液壓變速箱傳動機械效率較低，它散發(fā)的熱量較大，機油必須采用機油冷卻器進行冷卻，比一般機械變速箱所消耗的摩擦功要大得多，必然消耗掉發(fā)動機一部分扭矩，至于它的機械傳動效率多少，應由液壓變速箱制造商向用戶提供。（1）道路滾動阻力Ff。輪胎結構及材料 表11 路面狀態(tài)和輪胎滾動系數的概值路面狀態(tài)系數f路面狀態(tài)系數f良好平滑瀝青鋪裝路整齊良好平坦未鋪裝路良好平滑混凝土鋪裝路整修不良多石子道路良好粗石混凝土鋪裝路新鋪設碎石道路良好木塊鋪裝路砂質或石質道路良好砌石鋪裝路松散砂地粘土道路~b) 根據估算公式，不同資料推薦的估算公式往往存在較大差異，現摘錄如下：f=+2其中：W 輪胎接地負荷（N） P 輪胎氣壓（bar） Va 汽車車速（Kw/h）但隨著輪胎技術的快速發(fā)展，這公式可能已缺乏代表性。因此對輪胎要求很高。假定滑行中減速度為a＇，可得出作用在滑行汽車上的行車減速阻力Fj及阻力系數f之間的關系式如下：Fj=(W+ΔW＇)a＇/g其中：W汽車總重量（N），g為重力加速度（），ΔW＇汽車各轉動部分（不包括發(fā)動機）的等效重量（N），一般載重車可取ΔW＇= ，小型車可取ΔW＇=（We為汽車空車自重）。 當車速較低及無風時，風阻可以忽略不計，因此采用滑行求得a＇后，就可按下式計算f，f=a＇/。S2m4A為迎風面積（m2）(常用汽車的輪距B與汽車高度Ha之乘積近似表示，即A=B因為上坡時，道路滾動阻力=f?W?cosα，上坡阻力=W?sinα，所以道路阻力FR=f ?W?cosα+W?sinα，坡度不大時，cosα≈1，sinα≈tgα≈i，因此道路阻力FR=W?（f+i），上坡時的道路阻力系數為（f+i）。（α=5176。ΔW的轉換需要進行實測和計算，過程繁瑣，在一般情況下，往往采用統(tǒng)計的概值，見表113和14。S2）1．發(fā)動機（包括飛輪離合器速器）2．傳動軸（不包括關連發(fā)動機部分）3．前輪及前軸4．后輪及后軸（包括終減速器）表13 旋轉部分等效重量系數車 別轎 車貨 車變速檔數344第1檔—第2檔第3檔第4檔注：W：車輛總重（N）；ΔW：旋轉部分等效重量（N）。行駛總阻力 ……⑨η）/r車輛在行駛中，Pk=所以： ……⑩上述公式表明了汽車行駛中的驅動力和外界阻力之間的平衡關系，即根據外界阻力，駕駛員操縱油門開度，控制發(fā)動機輸出的扭矩Me，使它與外界阻力達到力的平衡。汽車最高車速的求法。汽車直接檔最低穩(wěn)定車速的求法。并將油門逐漸關小，直至達到發(fā)動機最低穩(wěn)定轉速或汽車最低穩(wěn)定車速為止。在等速行駛下，=0，故Pk=Ff+Fw+Fi，Fi=Pk－（Ff+Fw）因為： Ff=W?f?cosα≈W?f（因α的值較小，可粗略假定cosα≈1）Fw= 。由公式：可知： ……根據上述公式，將發(fā)動機外特性曲線上的扭矩值Me，按轉速逐點代入，經換算后，可得到在平路上行駛時各檔加速度能力曲線，見圖110。現將簡單計算介紹如下：由運動學可知，加速度a=，故dt= dv，即速度從V1至V2加速過程中的時間等于1/a與dv的積分。則：t1=Δ1/（s），t2=（Δ1+Δ2）/（s），tn=（Δ1+Δ2+Δ3+……+Δn）/（s）。根據一般統(tǒng)計，在用一檔時，~ m/s2的加速度，~，這一目標值對載重汽車，也是適用的。最高車速是在交點處即Vmax。但當用二檔車速V1行駛時，在坡路上又有后備力（Pk2－F2）。發(fā)動機驅動功率與行車阻力功率的平衡。η ……②因為：Pk=滾動阻力+空氣阻力+上坡阻力+加速阻力=Wf ++Wi+滾動阻力功率Nf=WfVa/3600 加速功率Na=低檔時車速低，所占車速區(qū)間窄，如nⅠ，高檔時車速高，所占車速區(qū)間寬，如nⅢ。從圖可以看出，最高檔時的發(fā)動機功率曲線與阻力功率曲線交點對應的車速便是在良好平直路面上汽車的最高車速為Vamax。車速高，必須要求發(fā)動機有大的功率，功率越大，則在低速時，汽車的加速能力和爬坡能力也越強。后備功率可用公式Nb=Ne(Nf+Nw)/η表示，即圖中的acbc，（ac為車速Va′時發(fā)動機能發(fā)出的全部功率，也即是Ne）當加速時不爬坡，所以i=0，結果不同車速時的加速度為：當爬坡時不加速，則近似地可求出不同車速時能爬的坡度為： 以上是用后備功率的概念來分析汽車的動力性能，例如車速越高，遇到的阻力越大，阻力與車速的乘積（阻力所消耗的功率）就更大，因此沒有足夠的發(fā)動機功率，汽車高速行駛是不可能的。式中：Pk是從發(fā)動機使用外特性曲線上的扭矩求得的，即：Pk= （見第一章公式④）Fw為汽車空氣阻力，即：Fw= （見第一章公式⑥）W為汽車總重（GVW）因此，D=[]？，（－）/W. 現以車速Va為橫座標，以各檔的動力因數D為縱座標，可以繪制出“汽車動力特性圖”，可見圖21。動力因數與汽車行駛阻力系數之間的平衡式。動力因數的應用。這樣在圖22上作f線，它與直接檔或超速檔D曲線的交點上的車速，便是汽車的最高車速。（3）確定加速能力在平路上加速時，i=0，即因此D曲線與f曲線間距離的倍就代表汽車各檔的加速度。最高檔的最大動力因數D0max也能說明汽車以最高檔行駛時上坡和加速能力。常用幾種中等位車型最高檔動力因數可見表22。變速箱速比：ik1= ik2= ik3= ik4= ik5= 表32發(fā)動機轉速（r/min）汽車各檔車速（Km/h）Va1Va2Va3Va4Va510001200140016001800200022002400260027002900注：Va1為變速箱一檔時車速，Va2……Va5依次類推。η 驅動輪上驅動力因為：io=所以：Mk=汽車行駛中的阻力計算： （1）滾動阻力FR=滾動阻力系數車輛總重設：滾動阻力系數= 車輛總重=137200 N所以：滾動阻力FR=137200=1372 N（2）空氣阻力：設：空氣阻力系數CD=（）迎風面積：A=BH=（B為前輪距，H為汽車總高）所以：空氣阻力計算結果可見表34。 表35發(fā)動機轉速（r/min）D汽車各檔動力因數一檔D1二檔D2三檔D3四檔D4五檔D510001200140016001800200022002400260027002900爬坡角計算：設坡度角為α，則坡度=tgα根據公式： 式中，D為動力因素，f為車輪滾動阻力系數，設f=，則：爬坡度求出Sinα后，即可得爬坡度。計算結果為：二檔起步、換檔加速至80 Km/ sec。f 表37汽車車速 Va（Km/h）汽車驅動功率 Nk（Kw）102030405060708090100最高車速的求得：作發(fā)動機功率與驅動功率的平衡圖，見圖32，可確定最高車速為89 Km/h 圖32 最高車速確定四 汽車行駛的燃料經濟特性評定汽車燃料經濟性的指標，一般為汽車百公路油耗量（L/100Km）或每噸載重量百公里油耗率（L/t其中包括：（1） 汽車每公里等速行駛油耗量試驗（2） 汽車六工況行駛燃油耗測定試驗（3） 汽車在綜合路面上行駛使用燃油測定試驗（4） 汽車在特定路面上行駛的燃油測定試驗（為山區(qū)、丘陵）詳見國家標準GB133477。上述試驗是必要的，它可以充分的技術理論為依據，可以對汽車的燃料經濟特性提供可靠的基礎，以便分析和評定。為了建立汽車萬有特性，必須采用下列關系式：（1）車速與發(fā)動機轉速的關系。見41a及41b。所以，把發(fā)動機的平均有效壓力Pe與各擋行駛驅動力Pk之間建立了聯(lián)系，從而可以在發(fā)動機萬有特性曲線的縱坐標上，以PkPk2……Pk5分別代表一擋、二擋……五擋的行駛驅動力來代替Pe，這樣發(fā)動機的萬有特性曲線就轉化成汽車萬有特性曲線了，只是橫坐標對應的是不同擋位的車速VaVa2……Va5，而縱坐標對應的是不同擋位的驅動力PkPk2……Pk5，也可代表行駛阻力F