为发动机部分负荷特性曲线。
图1.2为某发动机的外特性曲线。nmin为发动 1.2.1.2 传动系的机械效率
发动机发出的功率Pe，经传动系传到驱动车轮的过程中，要克服传动系各部件的摩擦而有一定的损失。若损失的功率为PT，则传到驱动轮的功率为P传动系的机械效率?TT，e-P为
?T?Pe?PTP?1?T (1.5) PePe
1.2.1.3 车轮半径
轮胎的尺寸及结构直接影响汽车的动力性。车轮按规定气压充好气后，处于无载时的半径，称为自由半径。
在汽车重力作用下，轮胎发生径向变形。车轮中心与轮胎接地面的距离称为静力半径rs。静力半径小于其自由半径，它取决于载荷、轮胎的径向刚度，以及支承面的刚度。 作用于车轮上除径向载荷外，还有转矩。车轮中心至轮胎与道路接触面切向反作用力之间的距离为动力半径。此时轮胎不仅产生径向变形，同时还产生切向变形。其切向变形取决于轮胎的切向刚度、轮胎承受的转矩及转动时的离心惯性力等。
以车轮转动圈数n与车轮实际滚动距离S之间关系换算得出的车轮半径，称为车轮的运动半径(滚动半径)rr，即
rr?S (1.6) 2?n显然，对汽车作动力学分析时，应该用静力半径rs；而作运动学分析时应该用滚动半径rr。但在一般的分析中常不计它们的差别，统称为车轮半径r，即认为
rs?rr?r
1.2.1.4 汽车的驱动力图
在各个排档上，汽车驱动力Ft与车速ua之间的函数关系曲线，称为汽车驱动力图。它直观地显示变速器处于各档位时，驱动力随车速变化的规律。
当已知发动机外特性曲线、传动系的传动比及机械效率、车轮半径等参数时，即可作出汽车驱动力图。具体方法如下：
（1）从发动机外特性曲线上取若干(ne、Ttq)。
（2）根据选定的不同档位传动比，按式(1)算出驱动力值。
（3）根据转速ne、变速器传动比ig及主减速比i0，由下式计算与所求Ft对应的速度：
ua?0.377rne (1.7) igi0（4）建立Ft-ua坐标，选好比例尺，对每个档位，将计算出的值(Ft，ua)分别描点并连成曲线，即得驱动力图。
图1.3即为某五档变速器货车的驱动力图。从驱动力图中可以看出驱动力与其行驶速度的关系及不同档位驱动力的变化。驱动力图可以作为工具用来分析汽车的动力性。
1.2.2 汽车的行驶阻力
汽车在水平道路上等速行驶时必须克服来自地面的滚动阻力Ff和来自空气的空气阻力
FW；当汽车在坡道上上坡行驶时，还必须克服
图1.3 汽车驱动力图 重力沿坡道的分力，即坡度阻力Fi；另外汽车加
速行驶时还需要克服的阻力即加速阻力Fj。因此汽车行驶的总阻力为
∑F?Ff+Fw+Fi+Fj (1.8)
上述各种阻力中，滚动阻力和空气阻力是在任何行驶条件下均存在的。坡度阻力和加速阻力仅在一定行驶条件下存在。水平道路上等速行驶时就没有坡度阻力和加速阻力。 1.2.2.1 滚动阻力
汽车行驶时，车轮与地面在接触区域的径向、切向和侧向均产生相互作用力，轮胎与地面亦存在相应的变形。无论是轮胎还是地面，其变形过程必然伴随着一定的能量损失。这些能量损失是使车轮转动时产生滚动阻力的根本原因。
1.2.2.1.1 弹性车轮在径向加载后卸载过程中形成的弹性迟滞损失
当汽车车轮在水平路面上，且不受侧向力作用时，车轮与地面间将产生径向和切向的相互作用力。图1.4为轮胎在硬支承路面上受径向载荷时的变形过程及对应的曲线。
图1.4 轮胎径向变形曲线 a)轮胎受力 b)变形曲线
从图1.4中可见，当弹性车轮在硬支承路面上，对其进行加载和卸载的过程中，径向载荷W与由其引起的轮胎径向变形量A之间的对应关系。加载变形曲线DCA与卸载变形曲线ADE并不重合，则可知加载与卸载不是可逆过程，存在着能量损失。面积OCABO为加载过程中对轮胎所作的功；面积ADEBA为卸载过程中，轮胎恢复变形时释放的功。两面积之差OCADEO即为加载与卸载过程的能量损失。这一部分能量消耗在轮胎各组成部分相互间的摩擦，以及橡胶、帘线等物质分子间的摩擦，最后转化为热能而消失在大气中。这种损失称为弹性物质的迟滞损失。 从图1.4b中可见，在同样变形量?的情况下，处于加载过程的载荷较大，即图中FC＞FD。这说明当车轮在径向载荷作用下滚动时，由于弹性迟滞现象，使地面对车轮的法向支持力为不对称分布，其法向反力合力作用线，相对于车轮中心线前移了一段距离，因而形成了阻碍车轮滚动的力偶矩。
1.2.2.1.2 等速滚动从动轮受力分析及滚动阻力系数
图1.5 从动轮在硬路面上滚动时的受力情况
a)受力分析 b)滚动阻力
在水平路面等速直线滚动的汽车从动轮，如图1.5a所示，其法向反力的合力FZ1相对车轮垂直中心线前移了一段距离a。a值随弹性损失的增大而增大。车轮所承受的径向载荷
W，与法向反力FZ1，大小相等，方向相反，即FZ1=-W。
若法向反力FZ1通过车轮中心，则是从动轮在硬路面上等速直线滚动的受力情况，如图1.5b所示。图中力矩Tf1为作用于车轮上阻碍车轮滚动的滚动力偶矩，且Tf1=FZ1a。要使
从动轮等速直线滚动，FZ1必须通过车轮中心，通过车轴施加以推力FP1，它与地面切向反力Fx1构成一力偶矩来克服滚动力偶矩Tf1，由车轮中心力矩平衡条件，得
FP1r=Tf1
故所应施加推力为
FP1?Tf1Faa?FZ1?W1?W1f或f?P1 rrrW1式中
f称为滚动阻力系数，可见滚动阻力系数是单位汽车重力所需的推力。换言之，滚动
阻力等于滚动阻力系数与车轮负荷的乘积。故车轮滚动阻力Ff1为
Tf1?fW1 (1.9) Ff1?r这样，在分析汽车的行驶阻力时，可不必具体计算阻碍车轮滚动的力偶矩，而只计算滚动阻力(实际作用在车轮上的是滚动阻力偶矩)。 1.2.2.1.3 等速滚动的驱动轮受力分析
图1.6为驱动轮在硬路面上等速直线滚动时的受力图。
图中FZ2为道路对驱动轮的切向反力，TP2为车架通过悬架给轮轴的反推力，法向反作用力FZ2也由于轮胎弹性迟滞损失，使其作用线前移一段距离a，即在驱动轮上同样作用有滚动力偶矩Tf2。由对车轮中心的力矩平衡条件得：
图1.6 驱动轮在硬路面上滚动时的受力情况
Fx2r?Tt?Tf2
Fx2?TtTf2??Ft?Ff2 (1.10) rr由上式可见，真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为地面对车轮的切向反作用力
Fx2，其数值等于驱动力Ft减去驱动轮滚动阻力Ff2。
1.2.2.1.4 滚动阻力系数的影响因素
滚动阻力系数与路面种类及其状态、车速及轮胎等有关，其数值通过实验确定。 (1)路面种类及其状态对滚动阻力系数的影响
表1.1列出了车速为50km/h时，汽车在各种路面上行驶时的车轮滚动阻力系数值。滚动阻力系数主要受路面的影响。路面的种类及其状态都影响滚动阻力系数。
表1.1 滚动阻力系数值
路面类型 良好的沥青或混凝土路面 一般的沥青或混凝土路面 碎石路面 良好卵石路面 坑洼的卵石路面 滚动阻力系数 0.010～0.018 0.018～0.020 0.020～0.025 0.025～0.030 0.035～0.050 压紧土路(干燥的) 压紧土路(雨后的) 泥泞土路(雨季或解冻期) 干砂 湿砂 结冰路面 压紧的雪道
0.025～0.035 0.050～0.150 0.100～0.250 0.100～0.300 0.060～0.150 0.015～0.030 0.030～0.050 (2)轮胎的结构和材质对滚动阻力系数的影响
子午线轮胎与普通斜交轮胎相比，具有较低的滚动阻力系数。
减小帘线层可使胎体减薄，从而可相应降低滚动阻力系数。因此，采用高强力粘胶帘布、合成纤维帘布或钢丝帘布等，均可在保证轮胎强度的条件下减少帘布层数。
(3)汽车行驶速度对滚动阻力系数的影响
当车速在100km/h以下时，滚动阻力系数变化不大；当车速在100km/h以上时，滚动阻力系数随车速提高而增大较快，当车速高到一定数值后，轮胎发生驻波现象，轮胎周缘不是圆形，出现明显的波浪状。滚动阻力系数迅速增大，轮胎的温度也迅速升高，使轮胎帘线层脱落，几分钟内就会出现爆破现象。
(4)轮胎气压对滚动阻力系数的影响
轮胎气压对滚动阻力系数的影响很大。在硬路面上行驶的汽车，轮胎气压低时，变形较大，滚动时的迟滞损失增大，滚动阻力系数相应增大。随着轮胎气压增高，硬路面上的滚动阻力系数逐渐减小。
汽车在软路面上行驶，气压低，轮胎变形大，使轮胎与地面接触面积增大,单位面积压力下降，地面变形小，使滚动阻力系数相应减小。
1.2.2.2 空气阻力
汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力，称为空气阻力。它分为压力阻力和摩擦阻力两部分。作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向上的分力称为压力阻力。摩擦阻力是由于空气的粘性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向上的分力。
压力阻力又分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力。形状阻力与车身主体形状有关，流线型越好，形状阻力越小；干扰阻力是车身表面突起物，如后视镜、门把手、车灯等引起的阻力；发动机冷却系、车内通风等空气流经车体内部时构成的阻力，为内循环阻力；诱导阻力是空气升力在水平方向上的投影。
对于一般轿车，这几部分阻力的比例大致为：形状阻力占58%，干扰阻力占14%，内循环阻力占12%，诱导阻力占7%，摩擦阻力占9%。
空气阻力中，形状阻力占的比重最大，所以，改善车身流线形状，是减小空气阻力的关键。
空气阻力Fw(N)的计算公式为
CDAua2 FW? (1.11)
21.15式中
ua——相对速度，在无风时即为汽车的行驶速度(km/h)；
A——迎风面积(m2)；