[科普中国]-汽车动力性

介绍

汽车是一种高效率的运输工具，运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以，动力性是汽车各种性能中最基本的，最重要的性能。汽车动力性又称“汽车牵引性”。汽车克服行驶阻力的能力。汽车发动机输出的有效功率除经传动系消耗一部分外，全部输入到驱动轮上，用以克服行驶阻力，称为驱动功率或牵引功率。常用比功率、后备功率、动力因数等作为汽车动力性的评价指标。在室内台架测试汽车动力性时，常用底盘输出最大功率、加速时间、最大扭矩等作为主要评价指标。在道路上测试时，常用最高车速、加速时间、最大爬坡度等作为主要评价指标。

研究意义汽车动力性是汽车的基本使用性能。汽车属高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。随着我国经济的飞速发展，汽车产业也日益壮大并成为我国的支柱产业之一，我国汽车保有量逐年攀升，同时对汽车动力性要求也越来越高，汽车驾驶人都希望汽车具有良好的动力性，以便能多拉快跑，提高运输效率和能力，同时也可减少交通阻塞，保证道路畅通。因此有必要对在用汽车动力性进行检测，以保证汽车安全高效行使。

影响汽车动力性的主要因素结构因素的影响(1) 发动机的功率和转矩

发动机功率越大，汽车的动力性越好。设计中发动机最大功率的选择必须保证汽车的最高车速。最高速度越高，要求的汽车发动机功率越大，其后备功率也大，加速爬坡能力越好。但是发动机功率不宜过大，否则在常用条件下，发动机负荷率过低，油耗必然增加。发动机转矩越大，在主减速器传动比及变速器档数一定时,最大动力因素较大,汽车的加速和上坡能力也强。

(2) 传动系参数
传动系对汽车动力性的影响取决于主减速器传动比、变速器档数与传动比等。

1)主减速器传动比 变速器处于直接档时，主减速器传动比i将直接影响汽车动力性能。对于变速器无超速档的汽车，主减速器传动比将决定汽车的最高车速和克服行使阻力的能力。

2)变速器档数与传动比 变速器档数增多，发动机在最高功率附近工作的机会增加，发动机的平均功率利用率高，后备功率大。

(3) 汽车流线型
汽车流线型影响汽车的空气阻力系数，对汽车的动力性也有影响。因为空气阻力和车速的平方成正比，克服空气阻力消耗的功率和车速的立方成正比，所以汽车的流线型对汽车的最高车速影响很大。

(4) 轮胎尺寸与形式

汽车的驱动力与驱动轮的半径成反比，汽车的行驶速度与驱动力轮的半径成正比。在良好路面行驶的汽车，由于附着力较大，允许用小直径的轮胎，可得到较大的驱动力。车速的提高可以用减小主减速器传动比来解决。轮胎尺寸与主减速器传动比的减小，使汽车质心高度减低，提高了汽车行驶的稳定性，有利于汽车的高速行驶。软些路面上行驶的汽车，车速不高，要求轮胎半径大些，只要是为了增加附着系数。

轮胎形式﹑花纹对汽车动力性也有影响。为提高汽车的动力性，应尽量采用滚动阻力较小的轮胎，如子午线轮胎。同时合理选用花纹，以增加道路与轮胎间的附着力。

(5) 汽车整备质量

汽车整备质量对汽车动力性影响很大。除空气阻力外，其它行驶阻力都与汽车的质量成正比。动力因素与汽车整备质量成反比。因此。随着汽车整备质量的增加，其动力性变差，汽车行驶的平均速度下降。如果能减轻整备质量，则可见小汽车行驶的阻力，使汽车性能得到改善[2]。

使用因素的影响在实际使用过程中汽车受实际环境因素的影响，对汽车动力性影响较大，主要有以下几方面的影响：

(1) 发动机状况

发动机技术状况不良，其功率﹑转矩下降，汽车的动力性下降，这是显而易见的。 (2) 汽车底盘技术状况
汽车传动系各传动元件的松紧与润滑﹑前轮定位的调整﹑轮胎气压﹑制动性能的好坏﹑离合器的调整﹑传动系润滑油的质量等都直接影响汽车的动力性。

(3) 驾驶技术
熟练的驾驶﹑适时和迅速换档以及正确地选择档位等，对发挥和利用汽车的动力性有很大影响。

(4) 汽车行驶条件
当汽车长时间在高温条件下工作，由于发动机过热，功率下降，致使汽车的动力性下降。 当汽车行驶在高原地区或土路上时，不仅使滚动阻力增加，更主要的是由于附着系数减少，致使汽车的动力性大大降低。

评价指标汽车动力性主要由三个方面指标来评定。

汽车的最高车速

汽车的加速时间

汽车能爬上的最大坡度

最高车速： 是指在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度。

汽车的加速时间： 表示汽车的加速能力，包括原地起步加速时间和超车加速时间。原地起步加速时间是指汽车由一档或者二档起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步由某一较低车速全力加速至某一高速的时间。超车加速时间是指用最高档或者次高档某一速度全力加速至某一较高速所需的时间。因为汽车超车是与被超车车辆并行，容易发生安全事故，所以超车加速能力强，并行行驶的时间就短，行程也短，行驶就安全。一半常用0—>400M的秒数来表明汽车原地起步能力，对超车加速能力还没有一致的规定，采用较多的0—>100KM/H所需的时间来表明加速能力。

汽车爬坡能力： 是用满载或者一部分负载的汽车在良好路面上的最大爬上坡度表示的。显然，这个爬坡度是一档的最大爬坡度。一档的牵引力是最大的。因为经过变速箱和减速器的减速作用，所谓减速增矩。越野车的最大爬坡度大概都是60%，也就是角度制的31度左右。

以上的三个方面应该都是在无风，或者微风的条件下测定的。

汽车动力性检测近年来我国汽车产业迅猛发展，我国高等级公路里程的增长，公路路况与汽车性能的改善，汽车行驶车速愈来愈高，但在用汽车随使用时间的延续其动力性将逐渐下降，不能达到高速行驶的要求，这样不仅降低了汽车应有的运输效率及公路应有的通行能力，而且存在安全隐患。近年来我国为了规范和指导汽车动力性检测，先后制定了一系列法律法规，由此看出，我国对汽车动力性检测的重视。
汽车动力性检测是判断汽车技术状况，评定汽车技术等级的主要项目，是一项关系到提高汽车运输效率和道路通行能力的重要工作，国内外对在用汽车的动力性都非常重视，并制定严格的检验方针与标准，要求对汽车动力性进行定期检测。另外动力性检验合格也是营运汽车上路运行的一项重要技术条件。目前我国对在用汽车汽车动力性检测还有待完善和加强。

汽车的动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。它是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。交通部行业标准《汽车技术等级评定的检测方法》（JT/T199-1995）中规定汽车动力性检车项目有：发动机功率、底盘输出的最大功率和汽车直接档加速时间。汽车的动力性参数有最高车速、加速性能、最大爬坡度、发动机输出最大功率和底盘输出最大驱动功率。其中，最高车速、加速性能和最大爬坡度是汽车定型试验时评价动力性的指标，发动机输出最大功率用于评价发动机动力性，底盘输出最大功率用于评价在用汽车整车的动力性。

（1）最高车速

最高车速是指汽车以厂定最大装载质量，且装载物均匀分布且固定牢靠的状态下，外部条件在风速不超过3m/s，无雨无雾，相对湿度小于95%的情况下，在干燥、清洁、平坦的 混泥土或沥青直线路面上，能够达到的最大稳定行驶车速。

（2）加速能力

加速能力是指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力，一般用加速时间来衡量。加速时间是指汽车以厂定最大总质量状态在风速不超过3m/s条件下，在干燥、清洁、平坦的 混泥土或沥青直线路面上，由某一低速加速到某一高速所需的最短时间。加速时间越短，表示汽车的加速性能越好。其中有原地起步加速时间和超车加速时间来表示。

（3） 最大爬坡度

最大爬坡度是指汽车按规定载荷装载，在良好的混泥土或沥青路面上，汽车以1档等速行驶所能爬上的最大坡度。它表示汽车的爬坡能力

（4）发动机最大输出功率

发动机输出功率是汽车动力性的基础，最大输出功率是汽车动力性的基本参数。发动机最大输出功率是指发动机在全负荷状态下，仅维持运转所必须的附件时输出的功率。此时被测试发动机一般不带空气滤清器，冷却风扇等附件。额定功率是制造厂根据发动机具体用途，发动机在全负荷状态和规定的额定转速下所规定的总功率。汽车一般在使用一段时间后发动机的技术状态发生变化，发动机的最大输出功率减小，因此可以用发动机最大输出功率的变化来评价发动机动力性的变化程度。通过比较发动机最大输出功率和额定功率的差异，即可从总体上判断发动机的动力性能。

（5） 底盘输出最大驱动功率

底盘输出最大驱动功率是指汽车在使用直接档行驶时，驱动轮输出的最大驱动功率。驱动输出功率是汽车发动机经传动系至驱动轮输出的功率，它取决于发动机发出的功率和传动系的传动效率。发动机和传动系技术状况的变化，都会通过驱动轮输出功率的变化表现出来。底盘输出的最大驱动功率是实际克服行驶阻力的最大能力，是汽车动力性评价的一项重要指标。底盘输出功率可以用底盘测功机直接测取，检测误差较小，且检测条件容易控制、操作简单。汽车在使用过程中，发动机本身、发动机附件及传动系的技术状况都会下降，其底盘输出的最大功率将因此减小。2