汽车理论教案3－平衡图 .docVIP

吉 利 大 学 教 案 第3次课 9月18日 教学课型：理论课 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：* 重点 # 难点 ）： *#1. 汽车驱动力－行驶阻力平衡图 *#2. 用汽车驱动力－行驶阻力平衡图确定汽车动力性指标 3. 汽车行驶的驱动-附着条件与汽车的附着力 4. 汽车的附着力、附着系数及其影响因素 5. 汽车的动力性因素 教学目的要求： 使学生在了解以下内容 1. 掌握驱动力－行驶阻力平衡图 2. 掌握汽车驱动－附着条件 3. 理解两种情况下（加速爬坡和高速行驶）的附着率大 4. 汽车的动力性因素 5. 理解等效坡度的概念 教学方法和教学手段： 教学方法：讲授为主，辅助以讨论和示教 教学手段：板书 讨论、思考题、作业： 什么是驱动条件和附着条件？ 理解力和力矩对轮荷对转移效果 理解轮荷的几种组成部分，尤其是理解空气升力与空气阻力的关系 习题：①汽车动力传动的路线，并说出每个传动部件的作用 ②汽车动力性及其评价指标 ③课本p44 2-2 (1) (3) 参考资料： 高延令·汽车运用工程（第二版）·人民交通出版社，1999年 余志生·汽车理论（第二版）·机械工业出版社， 1990 庄继德·现代汽车轮胎技术·北京：北京理工大学出版社,2001 注：教师讲稿附后 2.4 汽车驱动力－行驶阻力平衡图 (1) 平衡图 汽车的行驶方程为： 把各个量代人可以得到： 如果已知各个参数量，可以得到驱动力图：驱动力与车速ua的关系。再把汽车滚动阻力车速ua的关系、滚动阻力与空气阻力之与车速ua的关系画到驱动力图上，就得到驱动力――行驶阻力平衡图。 (2) 用汽车驱动力－行驶阻力平衡图确定汽车动力性指标 最高车速：与驱动力的交点关系就决定了汽车稳定直线行驶的速度，最大的车速即为最高车速 加速时间：在水平路面上加速时，，汽车的行驶方程为： 得到加速度： 根据上式或者车驱动力－行驶阻力平衡图可以画出汽车行驶的加速度曲线图，加速度与车速之间的关系 它与驱动力图走势基本一样。 加速时间： 由加速度曲线图，可以得到加速度倒数曲线图，加速度倒数与车速之间的关系 可以采用计算机计算，也可以采用图解法计算。 注意： 根据积分的物理意义，为了获得最短的加速时间，换档时间应该在两档加速度（倒数）曲线的交点处，如果没有交点，应该在发动机达到最高转速时换档。 计算原地起步加速时间时，一般忽略刚起步时离合器打滑的过程。 最大爬坡度：此时，则由行驶驱动方程得到： 为坡度角 当较小时，，得到： 当较大时，与1相差较大： 为计算方便，记，称为动力因数，即：。 把代入，整理得到方程： 解得： 可以解出： 问题：上式中的号取值，为什么取“－”号不取“＋”号？ 考虑方法：如果取“＋”号，则D＝0（驱动力与空气阻力相等），仍然有0，显然不对动力特性图。 (3) 汽车行驶的驱动-附着条件与汽车的附着力 ①汽车行驶的驱动条件 当时，汽车可以加速行驶（包括起步） 当时，汽车维持等速行驶 当时，汽车减速行驶，直至停车；如果静止的车轮无法起步 所以称条件a）和b）为汽车的驱动条件： ②附着力、附着系数、附着率的概念 驱动条件是汽车行驶的必要条件，要想充分发挥驱动力，还必须保证驱动车轮不打滑，地面能够提高足够切向作用力。轮胎与地面的接触状况称为轮胎与路面的附着状况。 附着力：在一定附着重量Fz下，路面能够提供的最大切向作用力称为附着力。一般附着力与Fz成正比，写为： 〔fai Phi〕称为附着系数。 在物理学中有所谓“滑动摩擦力”、“滑动摩擦系数”的概念，而用于汽车轮胎，习惯用“附着力”、“附着系数”表示。至于滑动摩擦力与附着力以及滑动摩擦系数与附着系数的区别何在，至今尚无明确答案。当车轮抱死沿路面拖滑，以及车轮完全打滑时，轮胎上作用的摩擦力等于法向载荷和橡胶与路面间摩擦系数的乘积，也即符合库仑定律，可是对处于部分滑转或沿滑情况下的轮胎，上述库仑定律就不适用，摩擦力与附着力也有着本质的区别（见（庄继德，P191，192））。本章可以等效理解为滑动摩擦系数。 附着率：切向力Fx与轮荷Fz之比定义为附着力。（M．米奇克。汽车动力学 A卷 （第2版）P21） 显然在实际运行过程中： 。书后还有一种定义：附着率就是汽车直线行驶时要求的最低（小）地面附着系数。（类似定义见：《汽车工程手册》编辑委员会。《汽车工程手册 基础篇》。人民交通出版社，2001，P123） 显然，此处定义，实际中无法实现。 附着系数的影响因素：路面种类、状况（干燥和潮湿）、轮胎种类（子午线高）