向全体同仁拜个早年!祝龙年龙腾虎跃,大家发财!
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前驱车和后驱车的差异
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驾驶后驱车,要么在弯道之前踩刹车,要么收油滑着过弯道
前驱车受力图
后驱车受力图
F1--牵引力,是轿车前进的动力,取决于发动机的扭矩,请参见
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-9496666-1.html丰田皇冠发动机工况图,它的最大值
F1max=f.N1(前驱车)或F1max=f.N2(后驱车),式中f为滑动摩擦系数,N1,N2分别为车轮所受到的支撑
力,当F1>=F1max时,驱动轮开始打滑。即F1max为车轮与地面间的最大静摩擦力。
最大静摩擦力
当外力加大到使物体开始移动的一瞬间,静摩擦力增大到了最大值,称为最大静摩擦力。最大静摩
擦力与正压力的大小有关,其值要略大于滑动摩擦力,但是有时候人们为了计算方便就认为最大静摩擦
力的大小等于滑动摩擦力的tatic 大小。
与拉力F大小相同、方向相反的力,便称静摩擦力。
定义:两相互接触,而又相对静止的物体,在外力作用下如只具有相对滑动趋势,而又未发生相对
滑动,则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力,谓之“静摩擦力”。
大小:静摩擦力随着切向外力的增大而增大,但静摩擦力的增大只能到达某一最大值。静摩擦力f
在,达到最大值以前总跟物体所受沿着接触面切向方向的外力大小相等。
方向:达到最大值以前总是与相对滑动趋势的方向相反。
F2--滚动摩擦力,是轿车在路面行驶时车轮滚动时所受到的阻力,F2=fd.(Mg-N3),式中fd为滚动摩擦系
数,Mg为车重,N3为车所受到的升力(可正,可负)。
滚动摩擦
摩擦分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时
,由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用,叫“滚动摩擦”。滚动摩擦一般用
阻力矩来量度,其力的大小与物体的性质、表面的形状以及滚动物体的重量有关。滚动摩擦实际上是一
种阻碍滚动的力矩。当一个物体在粗糙的平面上滚动时,如果不再受动力或动力矩作用,它的运动将会
逐渐地慢下来,直到静止。这个过程,滚动的物体除了受到重力、弹力外,一般在接触部分受到静摩擦
力。由于物体和平面接触处产生形变,物体受重力作用而陷入支承面,同时物体本身也受压缩而变形,
当物体向前滚动时,接触处前方的支承面隆起,而使支承面作用于物体的合弹力N的作用点从最低点向前
移。正是这个弹力,相对于物体的质心产生一个阻碍物体滚动的力矩,这就是滚动摩擦。对于初中学生
来说,他们还未掌握力矩的概念,就不要把滚动摩擦讲成是一种摩擦力,只能讲一个物体在另一个物体
上滚动时所受到对滚动的阻碍作用。
滚动摩擦力=正压力*滚动摩擦系数
F3--风阻,是轿车在路面行驶时所受到的空气阻力。正面风阻力=0.5×风阻系数×(空气密度x车头正面投影面积x车速平方) 或F3=0.5*p*Sz*Cd*V^2
车辆的风阻
风阻是车辆行驶时来自空气的阻力,一般空气阻力有三种形式,第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力,就像拿一块木板顶风而行,所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。 第二是摩擦阻力,空气与划过车身一样会产生摩擦力,然而以一般车辆能行驶的最快速度来说,摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力,一般来说,车辆高速行驶时,外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区,真空区越大,阻力就越大。 一般来说,三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。
车辆在行驶时,所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力(一般也称做路阻)及空气阻力。 随著车辆行驶速度的增加,空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力,在时速200km/h以上时,空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。
一般车辆在前进时,所受到风的阻力大致来自前方,除非侧面风速特别大。不然不会对车辆产生太大影响,就算有,也可通过方向盘来修正。风阻对汽车性能的影响甚大。根据测试,当一辆轿车以80公里/时前进时,有60%的耗油是用来克服风阻的。 风阻系数Cd是衡量一辆汽车受空气阻力影响大小的一个标准。风阻系数越小,说明它受空气阻力影响越小,反之亦然,因此说风阻系数越小越好。一般来讲,流线性越强的汽车,其风阻系数越小。
风阻系数可以通过风洞测得。当车辆在风洞中测试时,借由风速来模拟汽车行驶时的车速,再以测试仪器来测知这辆车需花多少力量来抵挡这风速,使这车不至于被风吹得后退。在测得所需之力后,再扣除车轮与地面的摩擦力,剩下的就是风阻了,然后再以空气动力学的公式就可算出所谓的风阻系数。 风阻系数=正面风阻力× 2÷(空气密度x车头正面投影面积x车速平方)。
一辆车的风阻系数是固定的,根据风阻系数即可算出车辆在各种速度下所受的阻力。
风阻系数Cd
常见风阻值
垂直平面体风阻系数大约1.0
球体风阻系数大约0.5
一般轿车风阻系数0.28-0.4
好些的跑车在0.25
赛车可以达到0.15
飞禽在0.1-0.2
飞机达到0.08
目前雨滴的风阻系数最小
在0.05左右
0.28 奔腾B50
0.29 悦动
0.3荣威550/骐达
0.31世嘉、福克斯
0.32 卡罗拉/朗逸/速腾/新宝来
0.33 标致307
0.34凯越、捷达
奇瑞QQ3 风阻系数:0.32
长安奔奔LOVE 风阻系数 0.35
长安铃木 新奥拓 风阻系数:0.30
长安悦翔 风阻系数:0.304
广州本田飞度 风阻系数:0.29
雪佛兰乐风 风阻系数:0.32
长安铃木雨燕 风阻系数:0.32
奇瑞A3 风阻系数:0.29
长安CX30 风阻系数:0.27
长安马自达3 风阻系数0.28
长安铃木SX4 风阻系数:0.30
东风本田 思域 风阻系数:0.30
东风日产轩逸 风阻系数0.32
通用雪佛兰景程 风阻系数:0.32
东风雪铁龙C5 风阻系数:0.29
奥迪A6L 风阻系数:0.30
奔驰E级 风阻系数:0.26
一汽丰田皇冠 风阻系数:0.27
骏捷 0.256
宝马3系 0.26
奔驰C 0.27
奥迪A4L 0.27
睿翼 0.27/马自达6 0.29
新君威 0.27
迈腾/领驭 0.28
凯美瑞0.29
蒙迪欧-致胜0.297
新君越 0.3
雅阁 0.31
风阻系数:0.34 凯越/捷达/标致307/科鲁兹
风阻系数:0.32 卡罗拉/朗逸/速腾/新宝来/比亚迪F3/明锐
风阻系数:0.31 高尔夫6/福克斯/世嘉
风阻系数:0.30 思域/荣威550/骐达
风阻系数:0.29 悦动/奇瑞A3
风阻系数:0.28 马自达3/奔腾B50
长安铃木悦翔 风阻系数:0.304
广州本田飞度 风阻系数:0.29
雪佛兰乐风 风阻系数:0.32
长安铃木雨燕 风阻系数:0.32
奇瑞A3 风阻系数:0.29
长安CX30 风阻系数:0.27
长安马自达3 风阻系数0.28
长安铃木SX4 风阻系数:0.30
东风本田思域 风阻系数:0.30
东风日产轩逸 风阻系数0.32
通用雪佛兰景程 风阻系数:0.32
东风雪铁龙C5 风阻系数:0.29
奥迪A6L 风阻系数:0.30
奔驰E级 风阻系数:0.26
一汽丰田皇冠 风阻系数:0.27
N3为车所受到的升力
汽车在行驶时会受到一种向上升的力量,即升力。
升力是飞行的基本要素,但就陆地行驶来说,升力却是不利因素,因为车轮要紧贴路面方能产生抓地力。
流线醒的车身与飞机机翼有一个共同点:在他们上部表面掠过的空气,其流程比在他们底部掠过的空气流程长。空气流程越长,其速度也越快。根据流体力学中柏努利(Bermouli)定律:流体速度越快,压力会越小。因此,汽车上部所受的空气压力要比底部小,结果便会产生升力。
或者这样理解升力产生的原因:当汽车前进时,气流与车头互相碰撞后,有一部分气流会从车辆上方飘过,一部分则从车底飘过。因为从车顶飘过的气流行程较长,因此气流密度也就降低了:而从车底飘过的气流,则有点被“压缩”的情形,压力较上部气流大,因此每辆汽车多少都有些升力。
汽车为了减小空气阻力,要设计成流线型,但这样同时也会产生浮力——这是由流线型使得汽车上面和下面空气产生的流速差造成的,飞机的机翼正是这一原理。如果汽车受到的浮力过大,它对地面的压力就会减小,地面对车的摩擦力也相应减小,这不利于司机控制。所以我们一方面要减小空气阻力,另一方面也要防治浮力过大,所以在车的后面会有一个挡板干扰气流,以免产生过大的浮力。尾部扩散器的作用就是为了将流经地盘的空气快速抽出,使底盘下产生负压,让车牢牢的贴住地面,地盘抬高后势必流经地盘的空气就会更多咯~相应的尾部扩散器的功效就会减少。
但是相应的底盘下的负压减少肯定会使赛车的空气下压力减少,过弯时肯定会产生侧滑或者偏移,严重时会侧翻。
赛车利用特殊设计的车底来产生下向力来增加贴地性。如此一来车轮的摩擦力就会提高从而令赛车更有效率。
升力L=1/2 *空气密度p*速度的平方V^2*机翼面积Sd*机翼升力系数Cs (N)
即N3=1/2 *p*V^2*Sd*Cs 或 N3=0.5*p*Sd*Cs*V^2
L1--车重心到前轮轴的水平距离,现在一般的轿车都是前置发动机,整车的重心趋前,轿车重心在轴距中垂线之前,重量一般都是以前60后40 分布(后轮或四轮驱动), 65/35前轮驱动。即(L-L1)/L1=60/40(后轮或四轮驱动),(L-L1)/L1=65/35(前轮驱动)。
H--车的重心高度。
比较轿车而言,SUV重心高,重心越高,就越容易失控,尤其SUV经常跑的是高速。美国NHTSA一项统计表
明,在美国,SUV翻车的几率是轿车的9倍,而同样是翻车,SUV乘员致死的概率也远高于轿车。
N1,N2分别为车轮所受到的支撑力。由图可得
N2.L-Mg.L1-F3.H+N3.L1=0
和
N1.L-Mg.(L-L1)+F3.H+N3.(L-L1)=0
一般的轿车都是前置发动机,即(L-L1)/L1=60/40(后轮或四轮驱动),(L-L1)/L1=65/35(前轮驱动)。
则近似有
N2=2/5.(Mg-N3)+F3.H/L
N1=3/5.(Mg-N3)-F3.H/L
由此可见,后轮所受到的支撑力N2随风阻F3的增大而增大,前轮所受到的支撑力N1随风阻F3的增大而减
小。
将
N3=0.5*p*Sd*Cs*V^2
F3=0.5*p*Sz*Cd*V^2
代入N1,N2式整理后得,
N2=2/5*(Mg-N3)+F3*H/L=2/5*(Mg-0.5*p*Sd*Cs*V^2)+0.5*p*Sz*Cd*V^2*H/L=2/5*Mg-2/5*0.5*p*Sd*Cs*V^2+0.5*p*Sz*Cd*V^2*H/L
=2/5*Mg+0.5*p*V^2*(Sz*Cd*H/L-2/5*Sd*Cs)=2/5*Mg+0.5*(Sz*Cd*H/L-2/5*Sd*Cs)*p*V^2
N1=3/5*(Mg-N3)-F3*H/L=3/5*(Mg-0.5*p*Sd*Cs*V^2)-0.5*p*Sz*Cd*V^2*H/L=3/5*Mg-3/5*0.5*p*Sd*Cs*V^2-0.5*p*Sz*Cd*V^2*H/L
=3/5*Mg-0.5*p*V^2*(3/5*Sd*Cs+Sz*Cd*H/L)=3/5*Mg-0.5*(Sz*Cd*H/L+3/5*Sd*Cs)*p*V^2
令C2=2/5*Mg,K2=0.5*(Sz*Cd*H/L-2/5*Sd*Cs)*p,C1=3/5*Mg,K1=0.5*(Sz*Cd*H/L+3/5*Sd*Cs)*p
则N1,N2式可写成
N2=C2+K2*V^2
N1=C1-K1*V^2
由此可见,后轮所受到的支撑力N2随车速的平方增大而增大,前轮所受到的支撑力N1随随车速的平方增大而减小。
以新皇冠 2010款 3.0L AT Royal 真皮版为例,车身尺寸:5005*1810*1500mm,车重:1700kg,重心高:取H=400mm,轴距L=2925mm,
风阻系数Cd=0.27,升力系数Cs=0.01,通常情况下,即20摄氏度时,取空气密度p=1.205kg/m^3
C2=2/5*Mg=0.4*1700=680kg=680*9.8(N)=6664(kg.m/s^2)=6664(N),
K2=0.5*(Sz*Cd*H/L-2/5*Sd*Cs)*p=0.5*(1.810*1.500*0.27*0.4/2.925-0.4*5.005*1.810*0.01)*1.205=0.5*(0.10025-0.036236)*1.205
=0.6025*0.064014=0.03857 (kg/m)
C1=3/5*Mg=0.6*1700=1020 (kg)=1020*9.8(N)=9996(kg.m/s^2)=9996(N),
K1=0.5*(Sz*Cd*H/L+3/5*Sd*Cs)*p=0.5*(1.810*1.500*0.27*0.4/2.925+0.6*5.005*1.810*0.01)*1.205=0.5*(0.10025+0.0543543)*1.205
=0.6025*0.1546=0.0931 (kg/m)
N2=C2+K2*V^2=6664(kg.m/s^2)+0.03857(kg/m)*V^2(m^2/s^2)=6664(kg.m/s^2)+0.03857*V^2(kg.m/s^2)=6664+0.03857*V^2(N)
N1=C1-K1*V^2=9996(N)-0.0931 (kg/m)*V^2=9996-0.0931*V^2(N)
N3=0.5*p*Sd*Cs*V^2=0.5*1.205*5.005*1.810*0.01*V^2=0.05458*V^2
F3=0.5*p*Sz*Cd*V^2=0.5*1.205*1.810*1.500*0.27*V^2=0.44166*V^2
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-14045247-1.html#pid248101706
皇冠雪后山路爬坡(后驱车)为什么容易甩尾
原帖由 部落坊 于 2012-02-07 22:00 发表在 1038 楼
楼主你好这个帖子台厉害了看了很长时间了我最近买了一辆133感觉非常费油大约20-27个左右今天跑国道和一段高速和一部分市区油耗是15个 250公里请问是哪里的故障非常感谢
清洗节气门,换火花塞
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-9903599-6.html#pid189234352
皇冠3.0轿车,发动机型号2JZ-GE 电控发动机热启动困难、油耗增加的诊断与排除(起动)
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-9903599-7.html#pid190247854
节气门位置传感器的故障:怠速不稳,加速迟缓,油耗增大
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-8047376-1.html
改造九代JZS-133怠速不稳、怠速偏高、油耗较高、加速迟钝故障
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-9903599-9.html#pid194023442
皇冠3.0轿车动力下降的故障诊断(加速不良,油耗偏高)
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-9496666-8.html#pid212130269
燃油效率最高的加速方式
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-9496666-8.html#pid212231295
说说油耗
http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-9496666-9.html#pid212567258
自动变速器换挡规律
轮胎制造商有时会发布其轮胎的转动摩擦系数(CRF)。 通过此数字,可以计算让轮胎在路面上转动所需作用力的大小。CRF用于计算轮胎拖力或滚动时的阻力,与轮胎的牵引力无关。CRF与任何其他摩擦系数类似: 克服摩擦力所需的作用力等于CRF乘以轮胎所承受的重量。 下表列出了几种轮胎类型的典型CRF。
轮胎类型 滚动摩擦系数
滚动阻力较低的汽车轮胎 0.006-0.01
普通汽车轮胎 0.015
卡车轮胎 0.006-0.01
火车车轮 0.001
我们来计算一下让一辆典型汽车的轮胎在路面上滚动所需的作用力。 假定汽车的重量为2000公斤,轮胎的CRF为0.015。 则作用力为2000 x 0.015,即30公斤。 现在我们来计算一下这相当于多大的功率。 如果您已经读过博闻网文章力、功率、力矩和能量的含义及其相互关系,便会知道功率等于作用力乘以速度。 因此,轮胎所用的功率取决于汽车的行驶速度。 如果车速为100公里/小时,则轮胎使用的功率为10马力。 所有功率均转换为热量。 大多数热量会进入轮胎,但有些热量会传播到路面中(当汽车从路面上驶过时,路面实际上会有少许弯曲)。
从这些计算中可以看出,有三个因素影响轮胎在路面上滚动所需的作用力(以及因此而累积的热量):轮胎承受的重量、驾驶速度和CRF(如果压力下降,CRF将增大)。
当在较软的路面(如沙地)上行驶时,虽然会有更多热量进入地面,较少的热量进入轮胎,但是CRF会增大。
汽车行驶所需的功率随车速的变化而变化。 所需功率按以下公计算:
道路负载功率=av+bv^2+cv^3
字母v代表车速,字母a、b和c分别代表三个不同的常数:
a要素主要与轮胎的滚动阻力、汽车零部件的摩擦力(如制动片的阻力)或车轮轴承的摩擦力有关。
b要素也与汽车零部件的摩擦力和轮胎的滚动阻力有关。 不过它还与汽车中各种泵的功率有关。
c要素主要与影响空气阻力的因素有关,如迎风面积、空气阻力系数和空气密度。
这些常数对不同的汽车是不同的。 但最重要的是,如果使车速加倍,则按照此公式计算得到的所需功率将远远不只增加一倍。 假设一辆中等大小的运动型多功能车(SUV) 在速度为80公里/小时时,需要的功率为 20马力,而它在160公里/小时的时候可能需要100马力。
从此公式中,您还可以看到如果速度v为0,则所需功率也为0。如果速度非常低,则所需功率也非常小。 那么您可能会认为,如果保持非常低的速度(如1.6公里/小时)行驶,则会使每升汽油行驶的公里数最大。
但是,因为发动机内其他因素的影响,此推测不能成立。 车速为0公里/小时的时候,发动机仍在运转。 只是让气缸、各种风扇、泵和发电机保持运转也要消耗一定的燃油。 如果您打开了其他附件(如前照灯和空调),则汽车将消耗更多的燃油,具体取决于您打开的附件数。
因此,即使汽车静止不动,它也要消耗相当多的燃油。 当车速为0时,每升汽油行驶公里数最小,因为这时汽车消耗了燃油,而行驶距离为零。 当汽车以1.6公里/小时的速度行驶时,汽车只会消耗稍多一点的燃油,这是因为在1.6公里/小时时,道路负载非常小。 保持此速度行驶,汽车消耗的燃油量将保持不变,但要花1小时才能走完1.6公里。 这时候每升汽油行驶公里数增加的幅度是很大的。 现在,如果车速为3.2公里/小时,那么它只要消耗再稍多一点的燃油,但行驶的距离就是之前的两倍。 这时每升汽油行驶的公里数几乎加倍!
发动机的效率实际上提高了。 汽车消耗的燃油分为两部分,一部分为固定的消耗量,用于为其自身和附件提供能量,一部分为可变的消耗量,用于提供行驶所需的功率,具体根据汽车在给定速度下行驶时所需的功率而定。 因此按照每公里耗油量来说,车速越高,就能越高效地利用上述固定量的燃油。
这种趋势一直会延续至某点。 最终,道路负载曲线开始使这种趋势发生变化。 车速达到64公里/小时后,每增加1公里/小时所需功率会明显增大。 最终,所需功率的增大程度超过发动机效率的提高程度。 此时,每升汽油行驶公里数开始减小。
皇冠上坡时后驱车受力分析
N1,N2分别为车轮所受到的支撑力。由图可得
N2.L-MgCosA.L1-MgSinA.H=0
和
N1.L-MgCosA.(L-L1)+MgSinA.H=0
一般的轿车都是前置发动机,即(L-L1)/L1=60/40(后轮或四轮驱动),(L-L1)/L1=65/35(前轮驱动)。
则近似有
N2=MgCosA.L1/L+MgSinA.H/L=2/5.MgCosA+MgSinA.H/L
N1=MgCosA.(L-L1)/L-MgSinA.H/L=3/5.MgCosA-MgSinA.H/L
由此可见,后轮所受到的支撑力N2坡度的增大而增大,前轮所受到的支撑力N1随坡度的增大而减小。
F2--滚动摩擦力,F2=fd.(N1+N2)=fd.MgCosA, 式中fd为滚动摩擦系数,Mg为车重。
汽车能够上坡的条件是:
F1-MgSinA-F2>=0,即驱动力F1>=MgSinA+fd.MgCosA。
路面能够提供的最大摩擦力F1max=f.N2,式中f为滑动摩擦系数或轮胎粘着系数。http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-882-5872234-
52.html#pid247495463
F1max=f.N2=f.(2/5.MgCosA+MgSinA.H/L)
因此车轮不打滑的条件是F1max=MgSinA+fd.MgCosA,即
f.(2/5.MgCosA+MgSinA.H/L)=MgSinA+fd.MgCosA
0.4f.MgCosA+f.MgSinA.H/L-MgSinA-fd.MgCosA=0
0.4f.MgCosA-fd.MgCosA-MgSinA+f.MgSinA.H/L=0
(0.4f-fd)MgCosA-(1-f.H/L)MgSinA=0
(0.4f-fd)CosA-(1-f.H/L)SinA=0
(0.4f-fd)*sqrt(1-SinA^2)-(1-f.H/L)SinA=0
令SinA=X,则
(0.4f-fd)*sqrt(1-X^2)-(1-f.H/L)X=0
1-X^2=[(1-f.H/L)/(0.4f-fd)]^2.X^2
X^2=1/{1+[(1-f.H/L)/(0.4f-fd)]^2}
以新皇冠 2010款 3.0L AT Royal 真皮版为例,车身尺寸:5005*1810*1500mm,车重Mg=1700kg,重心高:取H=400mm,轴距L=2925mm,在压实的雪道上,
取
滚动摩擦系数fd=0.03,滑动摩擦系数或轮胎粘着系数f=0.3,则有
X^2=1/{1+[(1-f.H/L)/(0.4f-fd)]^2}
X^2=1/{1+[(1-0.3*0.4/2.925)/(0.4*0.3-0.03)]^2}=1/{1+[(1-0.04102)/(0.12-0.03)]^2}
=1/{1+[(0.95898/(0.09)]^2}=1/{1+[10.65]^2}=1/{1+113.54}=1/114.54=0.0087
X=0.0934
A=5.4度
在混凝土道上,取
滚动摩擦系数fd=0.01,滑动摩擦系数或轮胎粘着系数f=1.0,则有
X^2=1/{1+[(1-f.H/L)/(0.4f-fd)]^2}=1/{1+[(1-1.0.4/2.925)/(0.4-0.01)]^2}
=1/{1+[(1-1*0.4/2.925)/(0.4-0.01)]^2}=1/{1+[(1-0.13675)/0.39]^2}=1/{1+[0.8632/0.39]^2}=1/{1+[-2.21345]^2}
=1/{1+[2.21345]^2}=1/4.89939=0.2041
X=0.45178
A=26.86度
也就是说皇冠的最大爬坡度为25°左右。
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