A. 汽车的驱动力与行驶阻力
加速阻力
当说到加速阻力的时候,肯定有许多同学疑惑,加速为什么会有阻力?下面我们一探究竟。也正如我们所想,驱动力在克服滚阻、空阻和坡道阻力之后剩下的力用来加速,这也是加速度的来源。但其实这一部分力还需要克服其质量加速运动时的惯性力,就是加速阻力FJ。惯性力的方向可以理解为合力反方向。汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。加速时平移质量产生惯性力,旋转部分产生惯性力偶矩。为了方便计算,一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力,对于固定传动比的汽车,常以δ作为计入旋转惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数,因而汽车的加速阻力可以写作
Fj=δm(/dt)
式中,δ为汽车的旋转质量换算系数,δ>1;m为汽车质量:/dt为行驶加速度。
δ主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系的传动比有关。
旋转质量换算系数之所以大于1,这是考虑到汽车加速时,不仅整车要平动加速,飞轮和车轮等旋转质量也在加速,所以加速阻力比仅有平移质量m时要大一些。
旋转质量换算系数,其基本思想如下:当车辆加速时,发动机(曲轴)输出功率不完全会转化为输入功率,除了传动系机械损失,飞轮还会扣除一部分用于自身加速,即作用在驱动轮上的实际驱动力比名义驱动力Ft=(Ttqigi0ηT)/r小。而为了使车轮加速旋转,驱动轮和从动轮都不能再保持力矩平衡,而需要一个向前旋转的合力矩,为此地面需要给车轮一个“额外”的切向反力,方向向后,即,加速时,车轮获得的推力减小,而阻力增大。所以加速度前面乘以一个大于1的旋转质量换算系数,其基本思想时“加速度变小了”。
在汽车的动力性主要的三个指标中的汽车的加速时间t国标是这么规定的,汽车的加速时间常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间是指汽车有Ⅰ挡或二挡起步,并以最大的加速强度(包括选择恰当的换挡时机)逐步换至一个合理的挡位后到某一预定的距离或车速所需要的时间,可问题是为什么规定中表明用Ⅰ挡或Ⅱ挡起步?根据尝试,变速箱挡位越高,传动比越小,那么不应该是Ⅰ挡总Ⅱ挡能获得更大的加速度吗?其实这个问题的根本所在就是加速时需克服的惯性力,根据旋转质量换算系数与传动系总传动比的关系我们可得,挡位越低,δ越大。当Fj一定时,δ越大,/dt就越小,也就是说加速度就越小,所以会造成某些车型的Ⅰ挡加度不如Ⅱ挡。这种现象常见于越野车型。
Fx2是车轮真正的驱动力,具体原理参看上一节内容
B. 汽车牵引力是什么
汽车牵引力
又称汽车驱动力。是指驱使汽车行驶的动力。汽车的内燃发动机产生的扭矩,经传动机构传至驱动轮上,使驱动轮产生一个对道路路面的轮缘圆周力。
当驱动轮与道路路面间有足够的附着作用,即驱动轮在路面上未发生滑转时,则产生与此轮缘圆周力大小相等,方向相反的路面对驱动轮的反作用力,驱使汽车在道路上行驶。
(2)汽车驱动力有什么用扩展阅读:
关于与牵引力大小相关的因素一一轮胎花纹。汽车在路面上行驶时,若使整车前进所需的外力值超过前面所提到的质的最大值(即最大静摩擦)时,就不能保证驱动轮做单纯滚动,而是边滚边滑,甚至在原地转动,整车却不能前进。这就是汽车有时后轮打滑的原因。
车轮轮胎上的花纹就是用来増大轮胎与路面间的摩擦力的。这与鞋底花纹的作用如出一撤。
轮胎花纹提高了胎面接地弹性,在胎面与路面之间切向力作用下,花纹块能产生较大的切向弹性形变,切向力增加,切向形变增大,接触面的“摩擦作用”也就随之增加,进而抑制了胎面与路面打滑或打滑趋势。
影响汽车花纹作用的因素主要是花纹型式和花纹深度。如越野车轮胎花纹沟槽宽而深。据测试,在泥泞路面上,同一车型的车辆使用越野花纹轮胎的牵引力可达普通花纹的1.5倍。