汽車行駛中所受阻力的數(shù)學(xué)模型

摘要： 本文通過對汽車行駛時輪胎滾動阻力的分析，從三個方面考慮了阻力產(chǎn)生的原因及影響因素，并揭示了降低滾動阻力系數(shù)也是提高汽車燃油經(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 滾動阻力

世界各國把提高燃油經(jīng)濟(jì)性作為汽車研究設(shè)計(jì)中的重大課題.人們認(rèn)識到，要大幅度降低汽車的油耗，而汽車行駛過程中的油耗主要來源于行車阻力和駕駛習(xí)慣，而車輛的行車阻力主要由輪胎對地面的滾動阻力、動力傳動系統(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)測試，當(dāng)汽車以100km的車速飛速行駛時，這三者分別占全部阻力的60%、15%和25%.其中輪胎對地面的滾動阻力與車輛自身的重量及所載貨物的重量有絕對的關(guān)系，二者的和愈大則輪胎對地面的正壓力就愈大，在行進(jìn)時摩擦阻力亦增大，換言之對引擎的負(fù)載亦增加，對車輛而言，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，故車輛愈重燃油消耗量愈大.而汽車的重量又差別較大（對貨車空載和滿載時的重量引起的阻力差別較大），我們僅以小轎車為例說明.一輛汽車以80Km/h的速度前進(jìn)時，有60%的耗油是用來克服風(fēng)阻的，時速200km/h以上時，空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%.

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

一、動力傳動系統(tǒng)的機(jī)械阻力

傳動系統(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、軸承、油封等配合副相對運(yùn)動的摩擦引起，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)件攪動潤滑油，以及潤滑油與旋轉(zhuǎn)件表面間的摩擦引起.液力阻力的大小取決于潤滑油的品質(zhì)、狀況、溫度、箱體內(nèi)的潤滑油面高度和旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)速.由此可知，傳動系阻力是由與傳動系速度無關(guān)的機(jī)械阻力和與傳動系速度有關(guān)的液力阻力構(gòu)成的.

二、汽車的風(fēng)阻

四、汽車行駛中所受阻力的數(shù)學(xué)模型

參考文獻(xiàn)：

［1］張學(xué)利，何勇.在用汽車傳動系阻力的研究.公路交通科技，Vol.118No13：92-93.

［2］陳強(qiáng)明.輪胎滾動阻力與汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系.蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），Vol.25No.1：44-47.

［3］慶繼德.汽車輪胎學(xué)［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，1996.

［4］劉約翰.汽車輪胎的使用與保養(yǎng)［M］.北京：人民交通出版社，2000.

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