第八章拖拉机汽车动力学 第一节车辆行驶原理 车辆总体动力学主要研究车辆总体的受力情况及力的转移 变化、平衡规律。 车辆的行驶方程为：￡=∑F (7-1) 一、驱动力 F--驱动力， ∑F-行驶阻力之和 汽车的驱动力为： T,--作用在驱动轮上的转矩(N·m), r--车轮半径(m) 由于作用在车轮上的转矩T是由发动机产生 并经过传动系统传递到车轮上的，因此有： 图7-1汽车的驱动力 T,=Tigigio●7m T。--发动机转矩； 。--变速器的传动比： 。--主减速器的传动比： ,--传动系的机械效率 便址析械与电子工程学现 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 车辆总体动力学主要研究车辆总体的受力情况及力的转移 变化、平衡规律。 车辆的行驶方程为： 一、驱动力 汽车的驱动力为： 车轮半径（ ） 作用在驱动轮上的转矩（ ） m N m , − − − − • = r T r T F t t t − −驱动力 − −行驶阻力之和 = − F F F F t t , (7 1) 由于作用在车轮上的转矩Tt是由发动机产生 并经过传动系统传递到车轮上的，因此有： 主减速器的传动比； 传动系的机械效率。 发动机转矩； 变速器的传动比； − − − − − − − − = • • • T t q g t t q g T i T i T T i i 0 0 第一节 车辆行驶原理
第八章拖拉机汽车动力学 第一节车辆行驶原理 对装有分动器、轮边减速器、液力传动等装置的车辆，上 式中应计入相应的传动比和机械效率，因而驱动力为： 驱动力的产生需要两个作用： 1.依靠发动机提供转矩，经过传动系统改变大小和方向后， 传递给驱动轮一定的驱动力矩，进而提供引发驱动力的沿轮胎 切向方向的作用力，这是产生驱动力内部条件。 2.依靠驱动轮与地面的相互作用，把驱动轮对地面的作用 力转化为地面对驱动轮切向方向的反作用力，这是产生驱动力 的外部条件。 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 械与电子工程学用
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 对装有分动器、轮边减速器、液力传动等装置的车辆，上 式中应计入相应的传动比和机械效率，因而驱动力为： 驱动力的产生需要两个作用： 1.依靠发动机提供转矩，经过传动系统改变大小和方向后， 传递给驱动轮一定的驱动力矩，进而提供引发驱动力的沿轮胎 切向方向的作用力，这是产生驱动力内部条件。 2.依靠驱动轮与地面的相互作用，把驱动轮对地面的作用 力转化为地面对驱动轮切向方向的反作用力，这是产生驱动力 的外部条件。 r T i i F t q g T t • • • = 0 第一节 车辆行驶原理
第八章拖拉机汽车动力学 第一节车辆行驶原理 二、行驶阻力 汽车的行驶总阻力为： ∑F=F,+F+F+F (7-5) F,--滚动阻力： F。--空气阻力： F--坡度阻力： F--加速阻力。 由(7-1)和(7-5)得： F,=E-+E+E) 址预被与电子工程学候 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 二、行驶阻力 汽车的行驶总阻力为： 加速阻力。 坡度阻力； 空气阻力； 滚动阻力； − − − − − − − − = + + + − j i w f f w i j F F F F F F F F F (7 5) 由（7-1）和（7-5）得： ( ) Fj = Ft − Ff + Fw + Fi 第一节 车辆行驶原理
第八章拖拉机汽车动力学 第一节车辆行驶原理 三、车辆行驶的驱动 附着条件 (一)驱动条件 汽车行驶的第一个条件： E≥F+F,+F (二)附着条件 汽车行驶的第二个条件： F≤F=Fo●p p一一附着系数： F。一一驱动轮上支撑的重力： z 汽车行驶的驱动附着条件（充分必要条件) F,+F+F≤F,≤FO●p 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 三、车辆行驶的驱动——附着条件 （一）驱动条件 汽车行驶的第一个条件： （二）附着条件 汽车行驶的第二个条件： 汽车行驶的驱动附着条件（充分必要条件） — —驱动轮上支撑的重力； — —附着系数； z t z F F F = F • Ft Ff + Fw + Fi Ff + Fw + Fi Ft Fz • 第一节 车辆行驶原理
第八章拖拉机汽车动力学 第二节汽车总体受力分析 汽车加速上坡时所受的外力 m Gsin a 图7-2汽车加速上坡受力图 图中：G一汽车重力： a—道路坡度角： T、Te一作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩： T、T2一作用在前、后轮上的惯性阻力偶矩； F、F2一作用在前、后轮上的地面法向反作用力： Fx、F如—作用在前、后轮上的地面切向反作用力： 九g—汽车质心高； hw—风压中心高： L一汽车轴距； a,b一汽车质心至前、后轴之距离。 址新械与电子程学候 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 一、汽车加速上坡时所受的外力 第二节 汽车总体受力分析
第八章拖拉机汽车动力学 第二节汽车总体受力分析 Gcosu(6-f分-Gh sn a-mh,k-∑7-Fh du Fa- L ++Gsna+mA升+∑T+Fn F2= L 公式简化为： E,=G白2Gh,sna+m ) dt P,=G9+么G,sna+ -十 LL d+F） dt 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 F ) dt du (Gh α m L h L b F G F ) dt du (Gh α m L h L b F G L T F h dt du G a f r G h m h F L T F h dt du G b f r G h m h F g w g z g w g z g g i w w z g g i w w z = + + + = − + + + + + + + = − − − − − = sin sin cos ( ) sin cos ( ) sin 2 1 2 1 公式简化为： 第二节 汽车总体受力分析
第八章拖拉机汽车动力学 第二节汽车总体受力分析 (一)滚动阻力 20 W(N) 10 77777777T h(mm) B E 10203040 (a) (b) h(mm)》 图7-4弹性车轮在硬路面上的滚动 图7-39.00一20轮胎径向变形曲线 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 与电子田
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 （一）滚动阻力 第二节 汽车总体受力分析
第八章拖拉机汽车动力学 第二节汽车总体受力分析 77777777等77 水 图7-6驱动轮在硬路面上 (a) (b) 滚动时的受力图 图7-5从动轮在硬路面滚动时的受力情况 滚动阻力等于滚动阻力系数与车轮负荷的乘积： F=所 机诚与电子工程学 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 F Wf f = 滚动阻力等于滚动阻力系数与车轮负荷的乘积： 第二节 汽车总体受力分析
第八章拖拉机汽车动力学 第二节汽车总体受力分析 （二)空气阻力 汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力。 F.Codpu C。--空气阻力系数： p--空气密度； A--迎风面积； u,一-相对速度。 (三)加速阻力 du F=6m dt δ--汽车旋转质量换算系数，（σI): m--汽车质量； du dt --行驶加速度； 的经验估算值： 6=1+6+6, 式中：6≈62=0.03~0.05， 1,一一变速器的传动比 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 与电子学孩出
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 （二）空气阻力 汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力。 相对速度。 迎风面积； 空气密度； 空气阻力系数； − − − − − − − − = r 2 u A 2 1 D w D r C F C A u （三）加速阻力 0.03 ~ 0.05 . 1 m 1 1 2 2 1 2 式中： ， — —变速器的传动比 的经验估算值： 汽车质量； 行驶加速度； 汽车旋转质量换算系数，（ 〉）； g g j i i dt du dt du F m = = + + − − − − − − = 第二节 汽车总体受力分析
第八章拖拉机汽车动力学 第二节汽车总体受力分析 (四)坡度阻力 图7-7汽车的坡度阻力 F=Gsin a 道路的坡度为： i=h/s tana 般可认为sina=ana=i,坡度阻力可简化为： E=Gsin a≈Gtana=Gi 二、汽车行驶方程式 根据分析可得汽车的行驶方程式为： F=F+Fw+F+F Tdgio =Gf+ CDA 21.15 5+Gi+on du dt 款械与电子工程学豫 《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University
《汽车拖拉机学》 Northwest A&F University 第八章 拖拉机汽车动力学 （四）坡度阻力 Ft = Ff + Fw + Fi + Fj F G α G α Gi α α i， i h/s α F G α i i = = = = = = = sin tan sin tan tan sin 一般可认为 坡度阻力可简化为： 道路的坡度为： 二、汽车行驶方程式 根据分析可得汽车的行驶方程式为： dt du u Gi m C A Gf r T i i a t q g T D = + + + 0 2 21.15 第二节 汽车总体受力分析