Fd?FX2 Tt?FX2r?Tf2 T?FX2R?Tf2
根据汽车驱动轮和转鼓的力矩平衡，有
由此可得驱动轮上的驱动转矩Tt为
Tt?FX2r?FX2R?T?Fd(r?R)?FL Ft?TtFd(r?R)?FL? rr故汽车的驱动力为
在各档位、各种车速下测得的节流阀全开时的Fd和F值，既能得到表征汽车动力性的驱动力图。
为了在实验室能直接测量汽车的加速性能，汽车测功机装有由电子调节器控制电子测功机负荷的装置，可以模拟加速过程中的全部阻力——滚动阻力、空气阻力和加速阻力。也有用不同惯量的飞轮组来代替试验汽车的质量，构成汽车在转鼓上加速所遇到的各种惯性阻力。
汽车测功机除了能做汽车的动力性试验外，还可以进行燃油经济性与排气分析等多种试验，是一种用途较广泛的汽车试验设备。 8.7.2.2 变速器机械效率试验台
变速器的机械效率由机械效率试验台进行测定。测定机械效率的试验台分为开式试验台和闭式试验台两种，常用的是闭式试验台。
图1.20 变速器机械效率闭式试验台
1-电力测功机 2-液力缸 3-传动轴 4-变速器 5-联轴节 6-齿轮箱 7-转矩传感器 8-磅秤
图1.20是闭式试验台，两个被实验的变速器4和齿轮箱6及传动轴3构成一个封闭的传动系统。该系统可以通过串联的液力缸2加载，转矩传感器7可测量出变速器第一轴上的载荷TX。电力测功器1驱动这个封闭系统所需的转矩为T1，然后将试验台中的变速器4拆下，换上一根传动轴，则电力测功器1驱动这个系统的转矩为T2。在假定两个变速器的机
械效率相等的条件下，则变速器的机械效率?T为
?T?TX?(T1?T2)
TX1.7.2.3 轮胎试验台
图1.21 轮胎转鼓试验
在轮胎试验台上可以测量轮胎的滚动阻力系数。图1.21是一种转鼓轮胎试验台，由电力测功器驱动的试验轮胎放在转鼓上，轮胎上加载垂直载荷W，转鼓轴连接着作为制动装置的测功器。试验中测出驱动轮胎的转矩Tt和作用于转鼓的制动力矩Td，则滚动阻力系数
f为
f?TtR?Tdr
Wr(R?r)式中
Tt——驱动轮胎的转矩；
Td——转鼓的制动力矩；
R——转鼓的半径； r——轮胎的动力半径；
W——作用于轮胎上的垂直载荷。
轮胎转鼓试验台还能全面测量轮胎的各项机械特性，如临界速度、侧偏特性等，是测试轮胎的重要试验设备。
除上述室内试验设备外，通常用风洞试验来准确测量汽车的空气阻力系数。 1.7.2.4 风洞试验
图1.22 风洞试验 如图1.22，将缩小的汽车模型置于风洞中，借助于强大鼓风机使空气以所需要速度流过风洞，并测量汽车模型所承受的空气阻力及其它空气动力特性参数，即可求出空气阻力系数。
为得到准确的试验结果，试验时必须做到几何相似及空气动力学相似。所谓几何相似就是要求缩小的模型与真实汽车完全相似；空气动力学相似是指模型在风洞中试验时，与汽车实际行驶情况下的雷诺数应相等，即
Re?uala?a?a?umlm?m?m
式中
la和lm——汽车和模型的长度；
ua和um——汽车行驶速度和风洞中空气的速度；
?a和?m——大气和风洞中空气的密度； ?a和?m——大气和风洞中空气的粘滞系数。
若模型的尺寸为实际汽车的n分之一，而两种情况下的?和?相同，要维持Re值不变，只能提高风洞中空气的流速，使um?nua，这是不易做到的。因此模型试验中的雷诺
数常低于按空气动力学相似计算所得的雷诺数。但在一定范围内，雷诺数的变化对测得空气阻力系数影响不大。因此，模型试验仍能在一定程度上反映汽车的空气动力学性能。
根据长期实践，目前已认识到模型试验中测得的空气阻力系数误差较大，一般为10%～20%，最大时误差可达40%。因此，近年来为了满足节约燃油对汽车外形提出的严格要求，已建立一批大型风洞，对实际的汽车进行空气动力学的研究。
小结
1. 汽车动力性的评价指标:最高车速uamax、加速时间t（原地起步加速时间和超车加速时
间）、最大爬坡度i
Ttqigi0?T2. 汽车的驱动力：Ft?
r3. 汽车驱动力的影响因素：发动机的转速特性、传动系的机械效率、车轮的半径
4. 汽车的行驶阻力：
?F?Ff?FW?Fi?Fj，其中滚动阻力Ff?Wf、空气阻力
CDAua2du、坡度阻力Fi?Gsin?、加速阻力Fj??m FW?dt21.155. 汽车行驶方程式：Ft?Ff?FW?Fi?Fj
Ttqigi0?TCDAua2du即 ?Gfcos???Gsin???m
r21.15dt6. 汽车的驱动-附着条件：Ff?FW?Fi?Ft?Fz??，这是汽车行驶的必要与充分条件。
7. 利用汽车驱动力-行驶阻力平衡图、动力特性图和汽车功率平衡图分析汽车动力性评价指标。
8. 影响汽车动力性的因素：发动机参数（发动机最大功率、发动机最大扭矩、发动机外特
性曲线的形状）、主减速器传动比i0、传动系档数、汽车外形、汽车质量、轮胎尺寸与型式、汽车运行条件
9. 汽车动力性试验：道路试验（主要测定最高车速、加速能力、最大爬坡度等评价指标）、
室内试验（测量汽车的驱动力和各种阻力）
第2章 汽车的燃油经济性
学习目标
通过本章的学习，应重点掌握汽车燃油经济性的评价指标，掌握汽车燃油经济性的计算方法，理解影响燃油经济性的汽车结构因素和使用因素。
石油是现代工业，尤其是交通运输的重要能源，汽车的燃料在今后较长的一段时间仍然是石油产品。随着工业的发展，车辆的增多，使用石油产品越来越多。现在各国都把节约汽车用油作为汽车制造业和汽车运输业中的二个重大问题。
2.1节 汽车燃油经济性的评价指标 汽车的燃油经济性，是指以最小的燃油消耗量完成单位运输工作量的能力。燃油消耗已占运输成本的40%左右，所以节约用油是降低运输成本的重要措施之一。汽车燃油经济性的评价指标主要又以下三种。 2.1.1 单位行驶里程的燃油消耗量
当燃油按质量计算时，用符号Qm表示燃油消耗量，其单位为kg/100km。当燃油按容积计算时，用符号QV表示燃料消耗量，其单位为L/100km。
单位行驶里程的燃油消耗量只考虑了行驶里程，没有考虑车型与载重量的差别，所以只能用于比较同类型汽车或同一辆汽车的燃料经济性，但它也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一汽车上，对燃料经济性的影响。其数值越小，汽车燃油经济性越好。 2.1.2 单位运输工作量的燃油消耗量
若燃油以质量计算时，该指标单位对于载重汽车为kg/(100t2km)，对客车为kg/(1000
人2km)。
若燃油以容积计算时，该指标单位对于载重汽车为L/100t2km，客车为L/(1000人2km)。 该指标可以用来比较不同类型、不同装载质量汽车的燃料经济性。其数值越小，汽车燃油经济性越好。
2.1.3 消耗单位燃油所行驶的里程
美国采用消耗单位燃油所行驶的里程的评价方法，其单位是MPG或mile/ USgal，指的是每消耗一加仑燃油能行驶的英里数(1mile=1.61km，1Usgal=4.55L)。其数值越大，汽车燃油经济性越好。
2.2节 汽车燃油经济性的计算 在汽车设计时，常需要在实际的试验样车制成之前，先根据所选用的发动机台架试验得 到的油耗曲线与汽车功率平衡图，对汽车进行燃油经济性的估算。其中包括汽车等速百公里油耗的计算，等速、加速、减速和怠速等行驶工况的油耗的计算。 2.2.1 汽车等速百公里油耗的计算
汽车以速度ua在路上等速行驶时，发动机相应工况的有效燃油消耗率为ge[g/(kW2h)]， 而此时汽车行驶100km所消耗的功率即阻力功率为P[kW]，则等速百公里油耗QV (L/100km)为
QV?式中
Pge (2.1)
1.02ua??——燃料的重度(N/L)，汽油取6.96—7.15N／L，柴油取7.94—8.13N／L；
ge——有效燃油消耗率[g/(kW．h)]。
有效油耗率ge与发动机的负荷率有关。所谓负荷率，是指在某一转速下，节流阀部分打开时，所发出的功率与该转速下节流阀全开时最大功率之比。有效油耗率ge与负荷率U的关系曲线，即为负荷特性曲线。发动机负荷特性是从台架试验上获得的，因此，由功率平衡图与负荷特性，可得出行驶时发动机的油耗。
图2.1 用功率平衡图与负荷特性计算汽车等速百公里油耗
a)功率平衡图 b)负荷特性 c)等速百公里油耗