汽车行驶方程为:
! ! = ! ! (3-1)
式中 ! t——驱动力;
! F—行驶阻力之和。
驱动力是由发动机发出的转矩经由传动系统传至驱动轮上得到的。行驶阻力有滚 动阻力、空气阻力、加速阻力和坡度阻力。现分别研究驱动力和这些行驶阻力,并把Ft = ! F这一行驶方程式加以具体化,以便研究汽车动力性。
汽车的驱动力
汽车发动机产生的转矩,经传动系传至驱动轮上,此时作用于驱动轮上的转矩",产 生一对地面的圆周力F&,地面对驱动轮的反作用力!(方向与F&相反)即是驱动汽车的 外力。此外力称为驱动力(图3-1)。其值为:
T
F t=7 (3-2)
式中 !!——驱动力,N;
T 转矩,N • m;
r 车轮半径,m
驱动车轮上的转矩大小主要取决于发动机的功率大小以及变速器和减速器的速比, 它们之间的关系可由下式来确定:
T = T
式中 T ( 发动机发出的转矩,N,m;
$) 总传动比;
传动系统总效率。
T(可由发动机给出的功率求得
%
T( = 9549 -
&(
式中%(——发动机功率,kW;
&( 发动机转速,r/min。
最后驱动力与发动机功率之间关系如下:
! =9549 $ 宀 %(
! #&(
式中,总效率!包括传动系中各种传动件的效率,如变速器、传动轴万向节、主减速器和 液力变矩器等。传动系各部件的传动效率见表3-1。
车轮半径r分为自由半径、静力半径和滚动半径。车轮处于无载时的半径称为自由 半径。在车重作用下,轮胎发生径向变形,车轮中心至路面与轮胎接触面间的距离称为 静力半径。若除径向载荷外,车轮还作用有转矩,此时车轮的半径称为动力半径。动力 半径是指车轮中心至轮胎与路面接触的切向作用之间的距离。此时因轮胎除发生径向变形外还发生切向变形。所以动力半径比静力半径在数值上略有差异。但差异很小。 所以一般粗略计算时可用滚动半径作为车轮半径。滚动半径是指车轮转动圈数与实际 滚动距离换算出来的半径。滚动半径! 0是通过试验求得的,测试后的计算公式:
0 2兀# 式中 r0——滚动半径,m;
s——在车轮转动#圈时,车轮滚过的实际距离,m; #——车轮转动的实测圈数。
表3-1传动系统各部件的传动效率
部件名称 |
! % |
部件名称 |
! % |
4~6挡变速器 |
95 |
双级减速的主减速器 |
92 |
辅助变速器(副变速器或分动器) |
95 |
轮边减速器 |
97 |
8挡以上变速器 |
90 |
传动轴的万向节 |
98 |
单级减速的主减速器 |
96 |
液力变矩器 |
85 〜90 |
在设计计算时,一般没有实测数据,所以可用欧洲轮胎与轮網技术协会 (E.T.E.T.0 )推荐的公式如下:
cd
r o = 2!
式中 ro——滚动半径,m;
c 系数,子午线轮胎c = 3.05,斜交轮胎c = 2.99;
d 轮胎自由直径,m。
以上数据是在规定气压值与车速在60km/h时测得的,一般在粗略计算时都采用近 似计算,可认为r 0 " r 0
一般中小型汽车都给出静力半径和滚动半径,对于矿用重型汽车在技术性能表中也 给出了此值。可以查阅专业设计手册,它列出了部分电动轮汽车的主要技术性能参数。
一般用驱动力与车速之间的函数关系曲线&7 - '8来全面表示汽车的驱动力,称为 汽车的驱动力图。设计中有了发动机的外特性曲线、传动系的传动比、传动效率和车轮 半径等参数,即可用公式(3-5 )求出各挡的&7值,再根据发动机的转速与汽车行驶速度 之间的转换关系求出'8,然后可以画出各挡的F 7 - ' 8曲线。发动机转速与汽车行驶速 度之间的关系为:
=0-3771&
式中!!——汽车行驶速度,km/h;
n& 发动机转速,r/min;
# * —车轮滚动半径,m;
-变速器和主减速器的传动比。
图3-2示具有四挡变速器卡车的驱动力图。
图3-2自动卡车的驱动力图
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