汽車(chē)行駛中所受阻力的數(shù)學(xué)模型

摘要： 本文通過(guò)對(duì)汽車(chē)行駛時(shí)輪胎滾動(dòng)阻力的分析，從三個(gè)方面考慮了阻力產(chǎn)生的原因及影響因素，并揭示了降低滾動(dòng)阻力系數(shù)也是提高汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要措施之一.

關(guān)鍵詞： 機(jī)械阻力 風(fēng)阻 輪胎 滾動(dòng)阻力

世界各國(guó)把提高燃油經(jīng)濟(jì)性作為汽車(chē)研究設(shè)計(jì)中的重大課題.人們認(rèn)識(shí)到，要大幅度降低汽車(chē)的油耗，而汽車(chē)行駛過(guò)程中的油耗主要來(lái)源于行車(chē)阻力和駕駛習(xí)慣，而車(chē)輛的行車(chē)阻力主要由輪胎對(duì)地面的滾動(dòng)阻力、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械阻力及外部形狀所影響的風(fēng)阻等三項(xiàng)構(gòu)成.根據(jù)專業(yè)測(cè)試，當(dāng)汽車(chē)以100km的車(chē)速飛速行駛時(shí)，這三者分別占全部阻力的60%、15%和25%.其中輪胎對(duì)地面的滾動(dòng)阻力與車(chē)輛自身的重量及所載貨物的重量有絕對(duì)的關(guān)系，二者的和愈大則輪胎對(duì)地面的正壓力就愈大，在行進(jìn)時(shí)摩擦阻力亦增大，換言之對(duì)引擎的負(fù)載亦增加，對(duì)車(chē)輛而言，為達(dá)到相同的速度，則須注入更多的燃油方可達(dá)到目的，故車(chē)輛愈重燃油消耗量愈大.而汽車(chē)的重量又差別較大（對(duì)貨車(chē)空載和滿載時(shí)的重量引起的阻力差別較大），我們僅以小轎車(chē)為例說(shuō)明.一輛汽車(chē)以80Km/h的速度前進(jìn)時(shí)，有60%的耗油是用來(lái)克服風(fēng)阻的，時(shí)速200km/h以上時(shí)，空氣阻力幾乎占所有行車(chē)阻力的85%.

本文從動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械阻力及外部形狀所影響的風(fēng)阻、輪胎對(duì)地面的滾動(dòng)阻力三個(gè)方面研究了汽車(chē)行駛中所受到的阻力與哪些因素有關(guān).

一、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械阻力

傳動(dòng)系統(tǒng)阻力由兩部分組成，機(jī)械摩擦引起的機(jī)械阻力和旋轉(zhuǎn)件攪油引起的液力阻力組成.機(jī)械阻力是由齒輪傳動(dòng)、軸承、油封等配合副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦引起，顯然機(jī)械阻力與配合副的狀況密切相關(guān).液力阻力是由齒輪等旋轉(zhuǎn)件攪動(dòng)潤(rùn)滑油，以及潤(rùn)滑油與旋轉(zhuǎn)件表面間的摩擦引起.液力阻力的大小取決于潤(rùn)滑油的品質(zhì)、狀況、溫度、箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油面高度和旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)速.由此可知，傳動(dòng)系阻力是由與傳動(dòng)系速度無(wú)關(guān)的機(jī)械阻力和與傳動(dòng)系速度有關(guān)的液力阻力構(gòu)成的.

二、汽車(chē)的風(fēng)阻

四、汽車(chē)行駛中所受阻力的數(shù)學(xué)模型

參考文獻(xiàn)：

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山東省高等學(xué)校科技計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：J11LA05。