在上一篇當(dāng)中码泛，根據(jù)力學(xué)知識(shí)，我們很容易理解饿这，汽車(chē)能夠加速跑起來(lái)是由于有驅(qū)動(dòng)力的作用浊伙，汽車(chē)能夠勻速行駛是驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力相等，其實(shí)從本質(zhì)上长捧，我們研究汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)就是研究汽車(chē)的受力嚣鄙，通過(guò)建立平衡方程就可以獲得汽車(chē)動(dòng)力性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
在這一篇文章中串结，我們將了解一下汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力哑子，汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)，相信大家都不陌生肌割。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩通過(guò)離合器卧蜓，變速器，傳動(dòng)軸把敞，主減速器弥奸，差速器，半軸奋早，最后到達(dá)車(chē)輪盛霎，那發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩是如何變成汽車(chē)前行的驅(qū)動(dòng)力F呢？
首先我們通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的受力分析來(lái)了解一下：
對(duì)于一個(gè)半徑為r的車(chē)輪伸蚯，以速度Ua向前運(yùn)動(dòng)，假設(shè)受到的發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩為T(mén)t简烤，那么車(chē)輪就會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生一個(gè)行駛反方向的力F0,根據(jù)牛頓第三定律剂邮，地面也會(huì)給車(chē)輪一個(gè)反作用力，也就是指向行駛方向的力Ft横侦，這就是驅(qū)動(dòng)輪在水平方向上的受力圖：
而驅(qū)動(dòng)力Ft的計(jì)算公式為：
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)扭矩Tt是發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)一層層傳輸過(guò)來(lái)的挥萌，因此，傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比和傳動(dòng)效率必然會(huì)影響傳動(dòng)力的大小枉侧，根據(jù)機(jī)械原理：驅(qū)動(dòng)扭矩Tt為：
其中Ttq為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，ig為變速器傳動(dòng)比，i0為主減速器傳動(dòng)比 ηT為傳動(dòng)系的機(jī)械效率.將Tt帶入驅(qū)動(dòng)力Ft計(jì)算公式纽门，可以得到：
因此我們可以看出酝陈，上述的因素都會(huì)影響汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力，如果汽車(chē)當(dāng)中還有分動(dòng)器翼虫，輪邊減速器屑柔，公式需要修正，因?yàn)檫@些因素都會(huì)影響到汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力的大小珍剑。
接下來(lái)我們一一分析影響汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力的各個(gè)因素：
一：Ttq發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩
這是發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力的本源掸宛，發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的特性，也就是轉(zhuǎn)速特性招拙，一般用功率Pe,轉(zhuǎn)矩Ttq唧瘾，燃油消耗量b與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系來(lái)表示措译。當(dāng)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)的時(shí)候，這時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)稱(chēng)之為外特性曲線(xiàn)饰序，如果節(jié)氣門(mén)沒(méi)有全開(kāi)领虹，稱(chēng)之為部分負(fù)荷特性曲線(xiàn)。
比如上圖菌羽，為一款發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線(xiàn)掠械，包括了功率Pe和扭矩Ttq,而Ttq就是計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩的核心參數(shù)，當(dāng)然發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率滿(mǎn)足以下公式的關(guān)系：
并且汽油機(jī)和柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)還是很不同的：
上圖中注祖，左圖為汽油機(jī)右圖為柴油機(jī)猾蒂，圖中的百分比為節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度越大是晨，表示汽車(chē)的負(fù)荷也就越大肚菠，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩也就越大，因此當(dāng)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)的時(shí)候罩缴，表示的為發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線(xiàn)蚊逢，這個(gè)曲線(xiàn)也可以衡量發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)。
一般來(lái)說(shuō)箫章，測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線(xiàn)是在汽車(chē)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測(cè)量烙荷，在不安裝水泵，發(fā)電機(jī)的情況下進(jìn)行測(cè)量檬寂，而汽車(chē)中的使用外特性曲線(xiàn)是需要帶上全部的附件設(shè)備時(shí)來(lái)進(jìn)行測(cè)量终抽，當(dāng)然這樣測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)性能也會(huì)稍微小一些：
一般來(lái)說(shuō)，汽油機(jī)的最大功率約小15%桶至，貨車(chē)柴油機(jī)的最大功率約小5%昼伴，轎車(chē)與輕型貨車(chē)柴油機(jī)的最大功率約小10%,因此我們?cè)谟?jì)算汽車(chē)動(dòng)力性的時(shí)候要使用外特性曲線(xiàn)，而不是外特性曲線(xiàn)镣屹。但真實(shí)情況中比較復(fù)雜圃郊，為了更真實(shí)的獲取汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，我們一般采用多項(xiàng)式來(lái)描述轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)：
來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出曲線(xiàn)進(jìn)行一個(gè)擬合女蜈，而多項(xiàng)式的系數(shù)可以使用最小二乘法來(lái)進(jìn)行恒定持舆。
二：傳動(dòng)效率Nt
在動(dòng)力傳輸?shù)倪^(guò)程中，不可避免的會(huì)存在動(dòng)力的損失伪窖，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)吏廉，傳動(dòng)系統(tǒng)中的損失Pt主要分為兩類(lèi)：
1：機(jī)械損失
機(jī)械損失指的是由于機(jī)械零件摩擦導(dǎo)致的損失，與轉(zhuǎn)矩和齒輪對(duì)數(shù)有關(guān)
首先轉(zhuǎn)矩影響惰许，傳動(dòng)的Ttq越大席覆，損失也就越大，但是液力損失的比重較小汹买，整體來(lái)看Nt還是較高的佩伤。然后是齒輪影響聊倔，齒輪對(duì)數(shù)越少，損失就越小生巡，Nt也就越高耙蔑。
2：液力損失
液力損失主要是指由于潤(rùn)滑油攪動(dòng)和零件之間摩擦導(dǎo)致的損失。這與潤(rùn)滑油的品質(zhì)孤荣，溫度甸陌，油面的高度，轉(zhuǎn)速都有關(guān)聯(lián)
盡管影響傳動(dòng)效率的因素比較多盐股，但在工程上我們可以把傳動(dòng)效率看作一個(gè)常數(shù)來(lái)進(jìn)行動(dòng)力性的估算钱豁，一般根據(jù)動(dòng)力特性，可以看做如下表中常數(shù)：
三：車(chē)輪半徑r
車(chē)輪半徑也是影響汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力的一個(gè)重要因素疯汁，要考慮兩個(gè)要素：
1:自由半徑r:車(chē)輪處于無(wú)載時(shí)的半徑
2:靜力半徑rs:當(dāng)我們把車(chē)輪裝到車(chē)上牲尺，汽車(chē)靜止不動(dòng)，車(chē)輪就會(huì)收到車(chē)自身重量而發(fā)生一些變形幌蚊，這個(gè)時(shí)候車(chē)輪中心到輪胎與道路接觸面的距離谤碳。
3:滾動(dòng)半徑rr:當(dāng)車(chē)輪開(kāi)始滾動(dòng)的時(shí)候，車(chē)輪幾何中心到速度瞬心的距離
實(shí)際上車(chē)輪滾動(dòng)半徑可以用以下公式開(kāi)始計(jì)算：
一般我們進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析的時(shí)候溢豆，我們會(huì)使用靜力半徑蜒简，當(dāng)我們進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的時(shí)候，我們會(huì)使用滾動(dòng)半徑進(jìn)行分析漩仙，但當(dāng)我們進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候：一般將這三種車(chē)輪半徑看為無(wú)差別搓茬，可以認(rèn)為是近似相等。
四：i0ig
ig為變速器的傳動(dòng)比讯赏，i0為主減速器的傳動(dòng)比垮兑，對(duì)于確定的一款車(chē)冷尉，i0是一個(gè)定值漱挎，而ig則在不同的檔位有多個(gè)，通常在低檔位的傳動(dòng)比要大雀哨，高檔位的傳動(dòng)比要小磕谅。
在我們知道上述幾個(gè)參數(shù)之后，就可以求出驅(qū)動(dòng)力了雾棺，但是因?yàn)閷?duì)于一輛車(chē)而言膊夹，很多參數(shù)比如車(chē)輪半徑，主減速器傳動(dòng)比等都是常數(shù)捌浩，公式可以進(jìn)行簡(jiǎn)化：
另外車(chē)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也有相應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系：
再者進(jìn)行結(jié)合放刨，可以得到驅(qū)動(dòng)力Ft和車(chē)速Ua的關(guān)系從而畫(huà)出驅(qū)動(dòng)力圖：
PS:驅(qū)動(dòng)力圖是指驅(qū)動(dòng)力和車(chē)速的關(guān)系曲線(xiàn)，本質(zhì)上是對(duì)扭矩曲線(xiàn)的橫縱坐標(biāo)進(jìn)行縮放得到的尸饺。如下圖所示：
另外關(guān)于車(chē)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系进统，簡(jiǎn)單推導(dǎo)一下：
如果存在變速的情況助币，存在ig,i0，公式為
簡(jiǎn)化得到：
以上就是汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力的講解螟碎，在下一篇文章中我們將了解汽車(chē)的滾動(dòng)阻力
