【正文】 ，一般ρ=c) 關(guān)于汽車滑行實(shí)驗(yàn)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(jìn)行滑行，由于輪胎的滾動(dòng)阻力、傳動(dòng)系內(nèi)部的動(dòng)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(shí)驗(yàn)?zāi)茏鳛檠芯啃旭傋枇Φ囊环N手段。a) 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，路面狀態(tài)和輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)的概值可見表1—1。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。M） η 傳動(dòng)系統(tǒng)的平均總機(jī)械效率 Pk 汽車輪胎上驅(qū)動(dòng)力（N）發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩與汽車驅(qū)動(dòng)輪扭矩之間的傳遞可見圖1—2，變速箱速比具有多個(gè)不同檔位，一檔速比ik1最大，因之一檔時(shí)車速最低而車輪上發(fā)出扭矩最大。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速之間的關(guān)系見圖1—1。（9） 發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如車上的進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和供油系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)中所產(chǎn)生的進(jìn)氣阻力、排氣阻力和供油阻力等應(yīng)不影響或犧牲發(fā)動(dòng)機(jī)原有的動(dòng)力特性（應(yīng)通過檢查，不得大于限值）。（3） 道路條件，即道路狀況和阻力。 發(fā)動(dòng)機(jī)性能與汽車傳動(dòng)系匹配的基本概念2002年7月20日目 錄（一）汽車行駛的動(dòng)力特性 （1）（二）動(dòng)力因素D的概念和應(yīng)用 （20）（三）汽車動(dòng)力計(jì)算實(shí)例 （24）（四）汽車行駛的燃料經(jīng)濟(jì)特性 （31）（五）汽車傳動(dòng)比的選擇 （48）一 汽車行駛的動(dòng)力特性 為了評定汽車行駛的動(dòng)力特性，一般采用三個(gè)指標(biāo)：（1） 汽車行駛中能達(dá)到的最高車速：（系指在水平良好的路面（混凝土或?yàn)r青）上汽車能達(dá)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(shí)汽車在水平良好的路面（混凝土或?yàn)r青）上的最大爬坡度來表示。（4） 汽車的迎風(fēng)阻力。（10） 車上是否裝有液壓變速箱和空調(diào)等其他裝置，因這些裝置消耗發(fā)動(dòng)機(jī)原有的動(dòng)力系統(tǒng)（應(yīng)通過檢查，不得大于限值）。圖11 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度的關(guān)系b、 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與汽車驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩和驅(qū)動(dòng)力之間關(guān)系： Mk=Me 最高檔速比最小，因之最高檔時(shí)車速最高而車輪上扭矩最低。（1）道路滾動(dòng)阻力Ff。表11 路面狀態(tài)和輪胎滾動(dòng)系數(shù)的概值路面狀態(tài)系數(shù)f路面狀態(tài)系數(shù)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(shè)碎石道路良好木塊鋪裝路砂質(zhì)或石質(zhì)道路良好砌石鋪裝路松散砂地粘土道路~b) 根據(jù)估算公式，不同資料推薦的估算公式往往存在較大差異，現(xiàn)摘錄如下：f=+2其中：W 輪胎接地負(fù)荷（N） P 輪胎氣壓（bar） Va 汽車車速（Kw/h）但隨著輪胎技術(shù)的快速發(fā)展，這公式可能已缺乏代表性。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(shù)f之間的關(guān)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(zhuǎn)動(dòng)部分（不包括發(fā)動(dòng)機(jī)）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）。S2m4A為迎風(fēng)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（α=5176。S2）1．發(fā)動(dòng)機(jī)（包括飛輪離合器速器）2．傳動(dòng)軸（不包括關(guān)連發(fā)動(dòng)機(jī)部分）3．前輪及前軸4．后輪及后軸（包括終減速器）表13 旋轉(zhuǎn)部分等效重量系數(shù)車 別轎 車貨 車變速檔數(shù)344第1檔—第2檔第3檔第4檔注：W：車輛總重（N）；ΔW：旋轉(zhuǎn)部分等效重量（N）。η）/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(qū)動(dòng)力和外界阻力之間的平衡關(guān)系，即根據(jù)外界阻力，駕駛員操縱油門開度，控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩Me，使它與外界阻力達(dá)到力的平衡。汽車直接檔最低穩(wěn)定車速的求法。在等速行駛下，=0，故Pk=Ff+Fw+Fi，F(xiàn)i=Pk－（Ff+Fw）因?yàn)椋? Ff=W?f?cosα≈W?f（因α的值較小，可粗略假定cosα≈1）Fw= ?，F(xiàn)將簡單計(jì)算介紹如下：由運(yùn)動(dòng)學(xué)可知，加速度a=，故dt= dv，即速度從V1至V2加速過程中的時(shí)間等于1/a與dv的積分。根據(jù)一般統(tǒng)計(jì)，在用一檔時(shí)，~ m/s2的加速度，~，這一目標(biāo)值對載重汽車，也是適用的。但當(dāng)用二檔車速V1行駛時(shí)，在坡路上又有后備力（Pk2－F2）。η ……②因?yàn)椋篜k=滾動(dòng)阻力+空氣阻力+上坡阻力+加速阻力=Wf ++Wi+滾動(dòng)阻力功率Nf=Wf低檔時(shí)車速低，所占車速區(qū)間窄，如nⅠ，高檔時(shí)車速高，所占車速區(qū)間寬，如nⅢ。車速高，必須要求發(fā)動(dòng)機(jī)有大的功率，功率越大，則在低速時(shí)，汽車的加速能力和爬坡能力也越強(qiáng)。式中：Pk是從發(fā)動(dòng)機(jī)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(xiàn)以車速Va為橫座標(biāo)，以各檔的動(dòng)力因數(shù)D為縱座標(biāo)，可以繪制出“汽車動(dòng)力特性圖”，可見圖21。動(dòng)力因數(shù)的應(yīng)用。（3）確定加速能力在平路上加速時(shí)，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(dòng)力因數(shù)D0max也能說明汽車以最高檔行駛時(shí)上坡和加速能力。變速箱速比：ik1= ik2= ik3= ik4= ik5=η 驅(qū)動(dòng)輪上驅(qū)動(dòng)力因?yàn)椋篿o=所以：Mk= 表35發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）D汽車各檔動(dòng)力因數(shù)一檔D1二檔D2三檔D3四檔D4五檔D510001200140016001800200022002400260027002900爬坡角計(jì)算：設(shè)坡度角為α，則坡度=tgα根據(jù)公式： 式中，D為動(dòng)力因素，f為車輪滾動(dòng)阻力系數(shù)，設(shè)f=，則：爬坡度求出Sinα后，即可得爬坡度。f其中包括：（1） 汽車每公里等速行駛油耗量試驗(yàn)（2） 汽車六工況行駛?cè)加秃臏y定試驗(yàn)（3） 汽車在綜合路面上行駛使用燃油測定試驗(yàn)（4） 汽車在特定路面上行駛的燃油測定試驗(yàn)（為山區(qū)、丘陵）詳見國家標(biāo)準(zhǔn)GB133477。為了建立汽車萬有特性，必須采用下列關(guān)系式：（1）車速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系。所以，把發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效壓力Pe與各擋行駛驅(qū)動(dòng)力Pk之間建立了聯(lián)系，從而可以在發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性曲線的縱坐標(biāo)上，以PkPk2……Pk5分別代表一擋、二擋……五擋的行駛驅(qū)動(dòng)力來代替Pe，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的萬有特性曲線就轉(zhuǎn)化成汽車萬有特性曲線了，只是橫坐標(biāo)對應(yīng)的是不同擋位的車速VaVa2……Va5，而縱坐標(biāo)對應(yīng)的是不同擋位的驅(qū)動(dòng)力PkPk2……Pk5，也可代表行駛阻力F，以上關(guān)系可知，驅(qū)動(dòng)力Pk和車速Va是溝通汽車運(yùn)行參數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)工況之間的橋梁。為發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)燃油消耗量（ 阻力曲線越接近發(fā)動(dòng)機(jī)最低比油耗區(qū)，則汽車行駛中的燃料經(jīng)濟(jì)性越好，因此圖41可使汽車在行駛中所出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)特性一目了然。當(dāng)汽車以某一車速行駛，不論變速箱處在什么擋位，可以認(rèn)為傳動(dòng)系的機(jī)械效率變化不大，只要道路條件不變，車速不變，在各種擋位上發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是基本不變的。ge可知，如果保持（ikd）結(jié)論：（1） 使用超速擋，可以改善汽車經(jīng)濟(jì)性。城市公交汽車 30~45Km/h 對山區(qū)行駛并帶掛車的汽車就應(yīng)采用較大的主傳動(dòng)比。此外，主傳動(dòng)比io加大后，各檔的動(dòng)力因素也相應(yīng)增大。結(jié) 論：不過，顯然它尚有潛力能克服較大一些的坡度，可減少換檔次數(shù)。因此不同地區(qū)、不同使用條件、不同車速和不同負(fù)荷系數(shù)下的每百公里的燃油耗量是相差很大的。此外，城市公交車由于離合器工作過于頻繁，應(yīng)盡可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)起步時(shí)的扭矩，從而可提高離合器磨擦盤的壽命，采用大的主傳動(dòng)比io后，對發(fā)動(dòng)機(jī)而言，就可以降低起步時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，給離合器起保護(hù)作用。 表44主傳動(dòng)比io變速箱速比ik車速(Km/h)對應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)行駛中氣缸平均有效壓力Pe(Kpa)工況點(diǎn)在曲線圖中所處比油耗汽車行駛中百公里油耗量g100圖41b中的工況點(diǎn)重量(kg/100Km)容積(L/100Km)140128438223114018502712724140135236223324019502572755140142034523534020482452856以上計(jì)算均按以下公式：（2）如果采用主傳動(dòng)比io=，在30 Km/h直接檔行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為962 r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定，就需要采用四檔。如果負(fù)荷率太高，雖然可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)運(yùn)行，但沒有足夠的后備功率，難以滿足車輛動(dòng)力特性的要求，這尤如“小馬拉大車”。汽車每噸（載貨量）百公里油耗就是g100t=g100/t（t即載貨量），是汽車運(yùn)輸部門考評運(yùn)輸成本的重要依據(jù)之一，在不考慮汽車損壞率的情況下，超載無疑會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)效益。五 汽車傳動(dòng)比的選擇汽車最小總傳動(dòng)比itmin的選擇（1）汽車經(jīng)常在高速檔行駛，使用最小總傳動(dòng)比的時(shí)間最為頻繁，因此確定最小總傳動(dòng)比是十分重要的。（3）事實(shí)上最高車速Vmax與發(fā)動(dòng)機(jī)的功率性能曲線以及道路條件有密切關(guān)系，因此往往需要用作圖法求取，這可見“動(dòng)力計(jì)算”一章中的實(shí)例。③當(dāng)itmin=，發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線位于曲線2的右面，V1max仍小于V2max，同時(shí)這時(shí)汽車的后備功率減小，即汽車的動(dòng)力性能比itmin=，不利于爬坡，一遇外界阻力時(shí)，必須換入低檔。要求的最大爬坡度W故ik1≥……①式中：W汽車總重（N） f道路滾動(dòng)阻力系數(shù) αmax要求的能爬最大坡度的坡角ψmax = fcosαmax+sinαmax爬坡時(shí)道路最大阻力系數(shù)Mmax發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的最大扭矩有的汽車規(guī)定在滿載時(shí)用一檔要求能越過30%的坡度。ik1檔位增多，使變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作也不方便，因此載重車常用一般為六檔（重型牽引車變速器的檔位數(shù)為10左右）。當(dāng)?shù)竭_(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n2點(diǎn)時(shí)，車速達(dá)到Va1，這時(shí)車速Va1正好與二檔發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速n1時(shí)的車速相對應(yīng)。即：ik1/ik2=ik2/ik3=ik3/ik4……=ik(n－1)/ikn=n2/n1設(shè)n2/n1=S，而且變速箱具有n個(gè)檔，重疊相乘，ik1/ik2ik2/ik3ik3/ik4……ik(n－1)/ikn=Sn1得：ik1/ikn=Sn1，故這就是最高檔速比與第一檔速比的大致關(guān)系式。如果應(yīng)用于六檔變速箱，第六檔為超速檔，ik61，第五檔為直接檔ik5=1，則：ik5/ik6=S，ik6=1/S不過，這樣算出來的超速檔速比往往偏小，不宜采用，因?yàn)槌贆n傳動(dòng)比的選擇常不是從有利于加速性能出發(fā)，而是從汽車在平直路面上維持合理最高車速和降低燃油消耗為目的。這樣，使離合器平順無沖擊地進(jìn)行了嚙合。（1）汽車在行駛中的換檔操作過程是在發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率點(diǎn)與最大扭矩點(diǎn)之間發(fā)生的。汽車傳動(dòng)系變速箱檔數(shù)與各檔速比的選擇。即：地面附著力必須大于最大驅(qū)動(dòng)力Pkmax。汽車最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（1）對于不帶分動(dòng)箱的汽車來說，最大總傳動(dòng)比itmax是變速箱頭檔速比ik1與驅(qū)動(dòng)橋主傳動(dòng)比io的乘積。（4）在選擇最小總傳動(dòng)比時(shí)同時(shí)應(yīng)考慮汽車最高檔時(shí)的爬坡能力和加速能力，即應(yīng)具有足夠的最高檔的最大動(dòng)力因素Domax。下方為汽車在平路上的行駛阻力功率曲線，上方是在三種不同最小總傳動(dòng)比下的發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線，由于總傳動(dòng)比的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車速之間的對應(yīng)關(guān)系就存在差異，因此總傳動(dòng)比大的功率曲線3處在左邊，總傳動(dòng)比小的功率曲線1處在右邊，總傳動(dòng)比中間的功率曲線2居中。io式中：ik 變速箱某檔速比 io 驅(qū)動(dòng)橋主傳動(dòng)比當(dāng)變速箱處在最高檔、速比為ikmin時(shí)，最小總傳動(dòng)比為：itmin=ikmin所以對新開發(fā)的汽車而言，必須保證這具足夠的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。關(guān)于汽車超載。必須指出：汽車在運(yùn)行中的工況是很復(fù)雜的，由于道路條件、交通狀況、上坡下坡、加速減速、怠速、剎車、滑行、起步換檔加速等等，油門開度變化頻繁，這都嚴(yán)重影響燃料消耗量。g100 = 同時(shí)城市公交汽車的變速箱也沒有必要采用超速檔。建立一種經(jīng)濟(jì)車速（單純從節(jié)油考慮）和實(shí)用車速（從燃油經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)率結(jié)合一起考慮）的概念。一般載重車用四檔已很難行駛，而只能用三檔行駛，這時(shí)車速相應(yīng)下降，而發(fā)動(dòng)機(jī)常用轉(zhuǎn)速提高，百公里油耗急劇上升。不過由于處在第四檔，