3 汽车纵向动力学资料.ppt

第三章汽车纵向动力学问题的提出: 汽车只要在道路上行驶,就会存在驱动和制动方面的问题,其性能如何?是否稳定?传统的汽车理论考虑时通常将许多因素的影响简化了。本章讨论时,我们将考虑得更细致。 2009-10-19 1 第三章汽车纵向动力学 驱动与制动动力学基础一、汽车驱动力与行驶阻力主要内容二、汽车的加速性能 、汽车的制动性能 2009-10-19 2 第三章汽车纵向动力学汽车驱动与制动动力学主要研究汽车纵向运动与其受力的关系。驱动动力学主要涉及汽车的动力性,其主要评价指标通常为最高车速、加速时间和最大爬坡度。制动动力学则主要涉及汽车的制动性,通常定义为汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。一、汽车驱动力与行驶阻力研究驱动动力学时需要确定沿纵向(行驶方向)作用于汽车的各种外力,即驱动力和行驶阻力。驱动力是由发动机的转矩经传动系传至驱动轮上得到的。行驶阻力有滚动阻力、空气阻力和坡度阻力。 2009-10-19 3 第三章汽车纵向动力学 。具体取决于哪一个极限主要看汽车的速度。低速时轮胎附着力可能是限制因素,而高速时主要受限于发动机功率。发动机的转矩经传动系传至驱动轮上时,驱动轮将相对地面转动或具有转动的趋势,如图所示。附着力足够大时,车轮匀速转动时的驱动力大小为: 分析受限于发动机功率的最大驱动 PF t 力时首先要了解发动机的特性及其与传作用在驱动轮上的转矩和驱动力动系( 发动机、传动系) 的匹配。汽车前进方向 T t 2009-10-19 4 第三章汽车纵向动力学 T ei tfη tfr ?[( I e + I t )i tf + I d i t + I w ] 22 得到驱动力为: F t = a Xr 2 由两部分组成: 1)右边的第一项,代表了产生于地面的稳态驱动力,它被用来克服各种阻力、使车辆加速。 2)右边的第二项代表发动机及传动系零件的转动惯量引起的驱动力“损失”。 T eF t一定转速下发动机的转矩路面提供的附着力变速器传动比主传动比变速器和驱动桥的总传动比传动效率 i ti fI eI tI wI da X发动机旋转零件转动惯量变速器旋转零件换算到其输入端的等效转动惯量车轮及半轴的转动惯量传动轴转动惯量车辆加速度η tf 2009-10-19 i tf 5 第三章汽车纵向动力学 ,必须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力,当汽车在坡道上上坡行驶时,还必须克服重力沿坡道的分力,称其为坡度阻力。这部分在汽车理论和第二章轮胎动力学中有相应介绍,在此不再重复。二、汽车加速性能知道了驱动力和行驶阻力,就可以计算车辆的加速性能了。 ,极限加速能力会受到轮胎与路面之间摩擦系数的限制。这样的话,驱动力的极限值为: 2009-10-19 6 第三章汽车纵向动力学作用在每个驱动轮上的垂直载荷等于静态载荷加上动态载荷, 后者是由加速时的纵向载荷转移或驱动转矩造成的横向载荷转移引起的。(1) 驱动转矩引起的横向载荷转移不管是前桥还是后桥,只要驱动桥是刚性桥就存在横向载荷转移。绕车桥中心点的力矩平衡方程为:∑ T即 O = ( W r / 2 + W y? W r / 2 + W y )t / 2 + T s? T d = 0 W y = ( T d? T s ) / tT d:为传动轴作用在驱动桥上的转矩 T s:簧载质量经悬架作用于驱动桥的转矩刚性驱动桥受力分析图 2009-10-19 7 第三章汽车纵向动力学 T 上面方程中, d与驱动力有关: T d = F t r / i f 而T s = T s f + T sr = K φ rφ + K φ fφ = K φφ F t r K φ f 综合以上几式可得: W y =i f t K φ r+K φ f 注意: ; ,传至两侧车轮的转矩将受限于垂直载荷较小一侧车轮的附着极限。 2009-10-19 8 第三章汽车纵向动力学如果坡度为零且无挂钩牵引力,一定加速度 a X下的后桥垂直载荷为:a a X h W r = W ( + )Lg L Wa ma h =Δ W L ?ΔW = W ? a x L W r = , xrrg h L 右后轮垂直载荷 W rr为 W r