汽车动力性分析：加速阻力影响

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F_j（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F_jt（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F_jr（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F_jt（N）作用于汽车质心处，而旋转质量加速阻力F_jr（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F_j（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I_m（kg·m²），角加速度为（rad/s²），且有，则产生的惯性力矩T_m（N·m）为

图3-24 汽车的旋转部件简图

T_m传递到驱动车轮上的力矩T_mw为

同理，若传动轴、差速器的转动惯量为I_c，角加速度为，由传动轴、差速器加速旋转产生的惯性力矩T_c为

传递到驱动轮上，T_c增大i₀倍，即(https://www.daowen.com)

显然，由车轮转动惯量I_w（全部车轮转动惯量之和）产生的惯性力矩M_ww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T_w为

由惯性力矩T_w产生惯性阻力F_jr为

与式（3-11）比较，I的值为

I=I_w+i₀²I_c+i²₀i²_gI_m

式中 I_m——发动机、离合器和变速器转动惯量（kg·m²）；

I_c——传动轴、差速器等转动惯量（kg·m²）；

I_w——全部车轮转动惯量（kg·m²）；

i_g——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