5动力装置特性.ppt

发动机动力输出特性 速度特性及表述 汽车牵引力特性 车用内燃机的转矩在汽车驱动轮上产生的驱动力Ft (N)按下式计算 发动机输出动力（速度特性） 汽车加速等过渡工况 在过渡工况，功率和转矩下降约5%～6% 发动机部分负荷工况 传动系机械效率ηT 主要损失部件 变速器和主减速器(含差速器) 主要损失形式 液力损失和机械摩擦损失：液力损失,如搅动和磨擦。它与润滑油品种、温度、转速、油面高度等有关 典型传动系的效率 汽车传动系总成机械效率 4～6档变速器ηT =0.96 6～8档变速器ηT =0.95 传动轴ηT = 0.98 主减速器ηT = 0.96 (单级)；ηT = 0.92(双级) 汽车传动系机械效率 轿车ηT=0.90~0.92 商用车ηT=0.82~0.85 越野车ηT=0.80~0.85 汽车动力与阻力分析 动力学分析 车轮半径 自由半径 r 静力半径 rs 滚动半径 rr= rs = r=S/(2πn) S行驶距离，n转动圈数 欧洲车轮委员会 rr= F×d/(2π) 其中：子午线轮胎 F=3.05；斜交轮胎F=2.99 车速与转速 汽车行驶速度 (km／h)与发动机转速n(r／min)的关系 汽车驱动力与行驶阻力 汽车驱动力 行驶阻力 行驶阻力主要有滚动阻力、空气阻力、爬坡阻力、加速阻力等。 滚动阻力 滚动阻力Ff：轮胎内部摩擦产生的迟滞损失。这种迟滞损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶 式中，m为汽车总质量；g为重力加速度；f为轮胎滚动阻力系数，对货车可取f=0.02~0.03，对轿车为f=0.013[1+0.01(va-50)] ；va为汽车的行驶速度(km/h)；α为坡道角，当α不大时，COSα≈1 轮胎的形变与受力 车轮受力与滚动摩擦系数 滚动阻力系数的试验确定法：牵引法、滑行法和转鼓法 影响滚动摩擦系数的因素 汽车速度ua对 f 的影响 轮胎的结构、材料、帘线对f 的影响也很大。子午线轮胎 f 小，天然橡胶 f 低 f的经验公式 汽车空气阻力 定义：汽车直线行驶时受到的空气阻力在汽车行驶方向上的分力。 分类： 压力阻力主要受形状、扰动和诱导阻力组成 形状阻力主要与汽车的形状有关，约占58％ 干扰阻力：汽车突出部件，如后视镜、门把手、导水槽、驱动轴、悬架导向杆等，约占14％。 内循环阻力：发动机冷却系、车身通风等气流流过汽车内部，占12％。 诱导阻力：空气升力在水平方向的分力，占7％。 摩擦阻力：9％。 动力系统特性 动力装置特性 动力装置特性 螺旋桨特性 汽车动力特性 船用螺旋桨特性 螺旋桨匹配与调速 螺旋桨特性 螺旋桨与柴油机的配合特性 调距桨特性 调距桨特性计算主要是指调距桨推力计算和转矩计算。 调距桨的推力 调距桨产生的总推力为： Tp=Ts(1-t) Ts=KTρn2D4 其中，Ts是敞水时调距桨的推力，t为推力减额系数，Tp为调距桨的有效推力，KT为推力系数。n为柴油机的转速，D为调距桨的直径，ρ为水的密度。 影响推力减额系数t的因素 当调距桨的推力系数增加时，t也增加，特别是对于那些方形系数较大的船舶，这种影响更明显。 船速V对t也有影响，这种影响非常复杂，很难用解析式表示。 正车或倒车时，推力减额系数会发生一定的变化(一般倒车的推力减额系数较大)。 推力减额系数 根据各船舶的方形系数CB值，可以按照表近似选取推力减额系数t值： 方形系数 t 方形系数 t 0.52 0.11 0.68 0.19 0.56 0.13 0.72 0.21 0.6 0.15 0.76 0.23 0.64 0.17 0.8 0.25 调距桨的推力系数 调距桨的推力系数计算比定距桨要复杂的多，图中给出了4叶调距桨推力系数的敞水特性曲线 螺旋桨进程比 调距桨进程比J可表示为： 其中，Va为调距桨的进速，n为柴油机的转速，D为调距桨的直径。 螺旋桨进速 调距桨的进速Va可表示为： 其中，Vs为船速，w为伴流系数。 影响伴流系数w的因素 影响伴流系数w的因素主要有： 与船型有关，特别是船舶的方形系数影响最大 与螺旋桨的直径有关； 与船体表面的粗糙度有关； 当傅汝德系数小于1时，随着船速的变化而变化。 CB与w之间的关系 方形系数 w 方形系数 w 0.52 0.15 0.68 0.27 0.56 0.18 0.72 0.3 0.6 0.21 0.76 0.33 0.64 0.24 0.8 0.36 调距桨的转矩计算 调距桨的负荷转矩Mp可以表示为 Mp=KQρn2D5 其中，KQ为转矩系数，n为柴油机的转速，D为调距桨的直径，ρ为水的密度。 转矩系数Kθ 转矩系数Kθ与推力系数一样，也是进程比J，和螺距角θ的函数 船-机-桨动态特性结构 船舶运动的方程应当是三维运动方程，为了简化模型，仅考虑船舶