1.汽车加速阻力的形成及计算
汽车加速行驶时,所需克服的因其质量加速运动所产生的惯性力称为加速阻力Fj(N)。显然,加速阻力的方向与汽车加速度的方向相反。
汽车质量分为平移质量和旋转质量两部分。加速时,不仅汽车平移质量产生惯性力,产生平移质量加速阻力Fjt(N),旋转质量也要产生惯性力偶矩,产生了旋转质量加速阻力Fjr(N)。两者的大小为
式中 m——汽车质量(kg);
I——折算到驱动轮上的全部旋转部件的转动惯量(kg·m2);
——车轮的角加速度(rad/s2);
——汽车的加速度(m/s2)。
汽车的总加速阻力为
令:,δ称为汽车旋转质量换算系数,显然δ>1。因此:
引入系数δ后,旋转质量的加速阻力就转化为平移质量的加速阻力。
显然,平移质量加速阻力Fjt(N)作用于汽车质心处,而旋转质量加速阻力Fjr(N)作用于汽车轮胎与路面接触处。但由于两者均与汽车加速度的方向相反,因此若把两者之和Fj(N)看成均作用在质心处,并不影响汽车动力性,即汽车沿前进方向运动状态的分析结果。
2.旋转质量换算系数δ
旋转质量换算系数δ主要取决于I,其大小与汽车各旋转部件的转动惯量、变速器传动比和主传动传动比有关。
如图3-24所示,汽车加速时,发动机、离合器和变速器旋转部件也加速旋转,设其转动惯量为Im(kg·m2),角加速度为(rad/s2),且有,则产生的惯性力矩Tm(N·m)为
图3-24 汽车的旋转部件简图
Tm传递到驱动车轮上的力矩Tmw为
同理,若传动轴、差速器的转动惯量为Ic,角加速度为,由传动轴、差速器加速旋转产生的惯性力矩Tc为
传递到驱动轮上,Tc增大i0倍,即(www.daowen.com)
显然,由车轮转动惯量Iw(全部车轮转动惯量之和)产生的惯性力矩Mww为
这样,由汽车全部旋转部件产生并传递到车轮的惯性力矩Tw为
由惯性力矩Tw产生惯性阻力Fjr为
与式(3-11)比较,I的值为
I=Iw+i02Ic+i20i2gIm
式中 Im——发动机、离合器和变速器转动惯量(kg·m2);
Ic——传动轴、差速器等转动惯量(kg·m2);
Iw——全部车轮转动惯量(kg·m2);
ig——变速器传动比;
i0——主传动器传动比。
因此,δ的值为
在进行汽车动力性分析时,为简单起见,一般只考虑发动机飞轮和车轮的旋转质量对旋转质量加速阻力系数δ的影响。其他旋转质量的影响较小,可忽略不计。
由上式可见,汽车使用不同档位行驶时,其旋转质量换算系数值是不同的,如CA1091汽车各档的旋转质量换算系数为:δ1=2.17;δ2=1.35;δ3=1.14;δ4=1.06;δ5=1.05。
在进行汽车动力性初步计算时,也可以参考图3-25,根据档位与总传动比确定δ的值。
图3-25 汽车旋转质量换算系数
a)轿车旋转质量换算系数与传动系总传动比的关系
b)货车旋转质量换算系数与传动系总传动比的关系
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