汽车动力学-1-2010.ppt
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汽车动力学汽车工程学院汽车工程学院汽车工程学院汽车工程学院杨波杨波杨波杨波YY2022/11/102022/11/101参考文献汽汽汽汽车车理理理理论论,余志生,机械工,余志生,机械工,余志生,机械工,余志生,机械工业业出版社出版社出版社出版社汽汽汽汽车车操操操操纵动纵动力学力学力学力学,郭孔,郭孔,郭孔,郭孔辉辉,吉林科学技,吉林科学技,吉林科学技,吉林科学技术术出出出出版社版社版社版社汽汽汽汽车动车动力学力学力学力学(AA,BB,CC卷),卷),卷),卷),M.M.米奇克著,米奇克著,米奇克著,米奇克著,人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社人民交通出版社汽汽汽汽车车系系系系统动统动力学及仿真力学及仿真力学及仿真力学及仿真,雷雨成,国防工,雷雨成,国防工,雷雨成,国防工,雷雨成,国防工业业出版社出版社出版社出版社车辆动车辆动力学:
模力学:
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模拟拟及其方法及其方法及其方法及其方法,德德德德威威威威鲁鲁麦特,麦特,麦特,麦特,北京理工大学出版社北京理工大学出版社北京理工大学出版社北京理工大学出版社汽汽汽汽车车系系系系统动统动力学力学力学力学,张张洪欣,同洪欣,同洪欣,同洪欣,同济济大学出版社大学出版社大学出版社大学出版社22022/11/102022/11/10课程主要内容第一章第一章汽汽车空气空气动力学力学第二章第二章汽汽车转向系向系统动力学力学第三章第三章前前轴及及转向向轮系系统动力学力学第四章第四章汽汽车传动系系统动力学力学第五章第五章汽汽车悬架系架系统动力学力学第六章第六章汽汽车制制动系系统动力学力学第七章第七章汽汽车驱动控制系控制系统动力学力学2022/11/102022/11/103第一章汽车空气动力学1.1概述概述1.2汽汽车空气空气动力力1.3空气阻力与汽空气阻力与汽车基本尺寸之基本尺寸之间的关系的关系1.4空气阻力空气阻力对汽汽车性能的影响性能的影响1.5汽汽车空气空气动力学力学试验2022/11/102022/11/1041.1概述汽汽汽汽车车在路面上行在路面上行在路面上行在路面上行驶时驶时,除受到路面作用力外,除受到路面作用力外,除受到路面作用力外,除受到路面作用力外,还还受到周受到周受到周受到周围围气流气流气流气流对对它作用的各种力和力矩,研究它作用的各种力和力矩,研究它作用的各种力和力矩,研究它作用的各种力和力矩,研究这这些力的特性及其些力的特性及其些力的特性及其些力的特性及其对对汽汽汽汽车车性能所性能所性能所性能所产产生的影响的学科称生的影响的学科称生的影响的学科称生的影响的学科称为为汽车空气动力学与与与与空气空气空气空气对对汽汽汽汽车车的相的相的相的相对对速度的平方成正比速度的平方成正比速度的平方成正比速度的平方成正比,因此随着汽,因此随着汽,因此随着汽,因此随着汽车车行行行行驶驶速度的日速度的日速度的日速度的日益提高,汽益提高,汽益提高,汽益提高,汽车车空气空气空气空气动动力的作用力的作用力的作用力的作用对对汽汽汽汽车车性能的影响也会愈来愈性能的影响也会愈来愈性能的影响也会愈来愈性能的影响也会愈来愈显显著著著著2022/11/102022/11/105汽车空气动力迎面阻力迎面阻力升力升力俯仰力矩俯仰力矩侧向力向力横横摆力矩力矩侧倾力矩力矩1.1概述汽汽汽汽车车空气作用的六分力与汽空气作用的六分力与汽空气作用的六分力与汽空气作用的六分力与汽车车运运运运动动状状状状态态的关系,的关系,的关系,的关系,主要靠模型或主要靠模型或主要靠模型或主要靠模型或实车实车的的的的风风洞洞洞洞试验试验求得。
求得。
求得。
求得。
坐坐坐坐标标系系系系风压风压中心中心中心中心(C.PCenterofC.PCenterofairpresureairpresure)空气空气空气空气动动力的合力力的合力力的合力力的合力作用点,位于汽作用点,位于汽作用点,位于汽作用点,位于汽车对车对称平面内,称平面内,称平面内,称平面内,不一定与重心不一定与重心不一定与重心不一定与重心重合重合重合重合所有的空气所有的空气所有的空气所有的空气动动力向坐力向坐力向坐力向坐标标原点化原点化原点化原点化简简,即,即,即,即产产生三个分力和生三个分力和生三个分力和生三个分力和绕绕x,y,zx,y,z三个坐三个坐三个坐三个坐标轴标轴的力矩的力矩的力矩的力矩2022/11/102022/11/106横摆力矩侧倾力矩侧向力1.1概述空气空气空气空气动动力的各分力的数力的各分力的数力的各分力的数力的各分力的数值值都与都与都与都与动压动压力和迎力和迎力和迎力和迎风风的汽的汽的汽的汽车车正投影正投影正投影正投影面面面面积积成正比,其比例系数称成正比,其比例系数称成正比,其比例系数称成正比,其比例系数称为为空气动力系数空气动力系数(风阻系数风阻系数)空气密度,空气密度,空气密度,空气密度,vvrr气流相气流相气流相气流相对对汽汽汽汽车车速度速度速度速度AA汽汽汽汽车车正投影面正投影面正投影面正投影面积积,LL汽汽汽汽车车特征特征特征特征长长度度度度单单位位位位2022/11/102022/11/107气动阻力气动阻力Drag侧向力侧向力Sideforce升力升力Lift侧倾力矩侧倾力矩Rollingmoment俯仰力矩俯仰力矩Pitchingmoment横摆力矩横摆力矩YawingmomentFxFyFzMxMyMz第一章汽车空气动力学1.1概述概述1.2汽汽车空气空气动力力1.3空气阻力与汽空气阻力与汽车基本尺寸之基本尺寸之间的关系的关系1.4空气阻力空气阻力对汽汽车性能的影响性能的影响1.5汽汽车空气空气动力学力学试验2022/11/102022/11/1081.2汽车空气动力1.2.1气气动阻力阻力1.2.2升力和俯仰力矩升力和俯仰力矩1.2.3侧向力和横向力和横摆力矩力矩1.2.4侧倾力矩力矩2022/11/102022/11/1091.2.1气动阻力空气作用于空气作用于空气作用于空气作用于车车身身身身的向后的向后的向后的向后纵向分力纵向分力称称称称为为气动阻力气动阻力与与与与车车速平方成正比速平方成正比速平方成正比速平方成正比2022/11/102022/11/1010与车身形状有很大关系升力在水平方向上的分力由于空气具有粘性,在流经车身表面对空气质点与车身表面的摩擦力在逆行驶方向的分力车身表面突起物造成的阻力为了发动机冷却和乘坐舱内换气而引起空气气流通过车身内部构造所产生的阻力11后视镜第二节汽车的驱动力与行驶阻力12后视镜后视镜设计也要注重流线形第二节汽车的驱动力与行驶阻力13后视镜第二节汽车的驱动力与行驶阻力14后视镜第二节汽车的驱动力与行驶阻力15门把手第二节汽车的驱动力与行驶阻力16思考夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油?
夏季在高速公路上开空调省油还是开窗通风省油?
第二节汽车的驱动力与行驶阻力1.2.1气动阻力气气气气动动阻力(系数)与阻力(系数)与阻力(系数)与阻力(系数)与车车身外形身外形身外形身外形的关系的关系的关系的关系2022/11/102022/11/1017箱型汽车19081931CD0.7甲虫型汽车19351944CD0.46船型汽车19451970CD0.4鱼型汽车19701980CD0.35楔型汽车19801990CD0.3Cd(风阻系数)世界记录Cd年款车型注释0.1371986福特ProbeV概念车0.191996通用EV1电动车0.251999本田Insight混合动力车0.252000雷克萨斯LS4300.252000奥迪A23升0.261989欧宝Calibra2.0i基本型0.262000奔驰C1800.271996奔驰E2300.271997大众帕萨特0.271997雷克萨斯LS4000.271998宝马318i0.272000奔驰C级u重视人体工程学,内部空间大,乘坐舒适u空气阻力大,妨碍了汽车前进的速度,u越呈流线型汽车的正面阻力和后面涡流越小u乘员活动空间狭小u对横风的不稳定性u汽车车室置于两轴之间u解决了对横风不稳定的问题u车的尾部过长,为阶梯状,高速行驶时会产生较强的空气涡流,影响了车速的提高u后窗倾斜大,面积大,降低了车身强度u汽车高速行驶时易产生很大的升力,使汽车地面附着力减小,使汽车行驶稳定性和操纵稳定性降低u车身整体向前下方倾斜,车身后部像刀切一样平直,这种造型能有效地克服升力u楔型对于目前的高速汽车,已接近理想造型减少气动阻力系数的措施光光顺车身表面的曲身表面的曲线形状,消除或延形状,消除或延迟空气附空气附面面层剥离和剥离和涡流的流的产生。
生。
调整迎面和背面的整迎面和背面的倾斜角度,使斜角度,使车头、前窗、前窗、后窗等造型的后窗等造型的倾斜角度有效地减少阻力、升力斜角度有效地减少阻力、升力的的产生。
生。
减少凸起物,形成平滑表面,如减少凸起物,形成平滑表面,如门手柄改手柄改为凹凹式式结构,刮水器改构,刮水器改为内藏式,内藏式,车身身侧面窗玻璃面窗玻璃与与窗框与与窗框齐平,玻璃表面和平,玻璃表面和车身整体表面平滑。
身整体表面平滑。
设计空气空气动力附件、整理和引力附件、整理和引导气流流向,如气流流向,如设前阻流板、后前阻流板、后扰流板或气流流板或气流导向槽等。
向槽等。
2022/11/102022/11/101819第二节汽车的驱动力与行驶阻力发动机盖应向前下倾减小CD值要遵循的要点1)车身前部20第二节汽车的驱动力与行驶阻力面与面交接处的棱角应为圆柱状。
21过渡不理想第二节汽车的驱动力与行驶阻力面与面交接处的棱角应为圆柱状。
22第二节汽车的驱动力与行驶阻力风窗玻璃应尽可能“躺平”,且与车顶圆滑过渡。
23第二节汽车的驱动力与行驶阻力越野车很难做到风窗玻璃应尽可能“躺平”,且与车顶圆滑过渡。
24第二节汽车的驱动力与行驶阻力尽量减少灯、后视镜和门把手等凸出物。
25第二节汽车的驱动力与行驶阻力上掀式前照灯26第二节汽车的驱动力与行驶阻力在保险杠下面,应安装合适的扰流板。
27第二节汽车的驱动力与行驶阻力车轮盖应与轮胎相平。
28第二节汽车的驱动力与行驶阻力整个车身应向前倾12。
2)整车29第二节汽车的驱动力与行驶阻力水平投影应为腰鼓形。
30第二节汽车的驱动力与行驶阻力后端稍稍收缩,前端呈半圆形。
31第二节汽车的驱动力与行驶阻力最好采用舱背式或直背式。
3)汽车后部32应安装后扰流板。
第二节汽车的驱动力与行驶阻力33第二节汽车的驱动力与行驶阻力当车速超过120km/h,尾翼会自动升高160mm,为车身增加30的下压力;在车速低于80km/h,尾翼又会自动降低。
应安装后扰流板。
34第二节汽车的驱动力与行驶阻力应安装后扰流板。
35第二节汽车的驱动力与行驶阻力应安装后扰流板。
36第二节汽车的驱动力与行驶阻力应安装后扰流板。
37第二节汽车的驱动力与行驶阻力若用折背式,则行李箱盖板至地面距离应高些,长度要短些。
38后面应采用鸭尾式结构。
第二节汽车的驱动力与行驶阻力39第二节汽车的驱动力与行驶阻力后面应采用鸭尾式结构。
40第二节汽车的驱动力与行驶阻力所有零件应在车身下平面内且较平整,最好有平滑的盖板盖住底部。
4)车身底部41第二节汽车的驱动力与行驶阻力底部比较凌乱42第二节汽车的驱动力与行驶阻力底部比较凌乱43第二节汽车的驱动力与行驶阻力仔细选择进风口与出风口的位置,精心设计内部风道。
5)发动机冷却通风系统44冷却前制动器冷却前制动器冷却发动机和制动器冷却后制动器和润滑系统第二节汽车的驱动力与行驶阻力45冷却发动机和前制动器冷却后制动器为发动机提供充足的空气第二节汽车的驱动力与行驶阻力46什么是超级跑车?
限量生产、价格高昂、动力强劲(3.5L以上、8缸以上)、起步快(0100km/h时间在5s以内)、技术超群、车
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