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在上一篇當(dāng)中，根據(jù)力學(xué)知識，我們很容易理解，汽車能夠加速跑起來是由于有驅(qū)動力的作用，汽車能夠勻速行駛是驅(qū)動力和行駛阻力相等，其實(shí)從本質(zhì)上，我們研究汽車的運(yùn)動就是研究汽車的受力，通過建立平衡方程就可以獲得汽車動力性的評價(jià)指標(biāo)。

在這一篇文章中，我們將了解一下汽車的驅(qū)動力，汽車的驅(qū)動力從發(fā)動機(jī)來，相信大家都不陌生。發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的扭矩通過離合器，變速器，傳動軸，主減速器，差速器，半軸，最后到達(dá)車輪，那發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的扭矩是如何變成汽車前行的驅(qū)動力F呢？

首先我們通過對驅(qū)動輪的受力分析來了解一下：

對于一個(gè)半徑為r的車輪，以速度Ua向前運(yùn)動，假設(shè)受到的發(fā)動機(jī)的扭矩為Tt，那么車輪就會對路面產(chǎn)生一個(gè)行駛反方向的力F0,根據(jù)牛頓第三定律，地面也會給車輪一個(gè)反作用力，也就是指向行駛方向的力Ft，這就是驅(qū)動輪在水平方向上的受力圖：

而驅(qū)動力Ft的計(jì)算公式為：

驅(qū)動系統(tǒng)扭矩Tt是發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)一層層傳輸過來的，因此，傳動系統(tǒng)的傳動比和傳動效率必然會影響傳動力的大小，根據(jù)機(jī)械原理：驅(qū)動扭矩Tt為：

其中Ttq為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩，ig為變速器傳動比，i0為主減速器傳動比 ηT為傳動系的機(jī)械效率.將Tt帶入驅(qū)動力Ft計(jì)算公式，可以得到：

因此我們可以看出，上述的因素都會影響汽車的驅(qū)動力，如果汽車當(dāng)中還有分動器，輪邊減速器，公式需要修正，因?yàn)檫@些因素都會影響到汽車驅(qū)動力的大小。

接下來我們一一分析影響汽車驅(qū)動力的各個(gè)因素：

一：Ttq發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩

這是發(fā)動機(jī)驅(qū)動力的本源，發(fā)動機(jī)最重要的特性，也就是轉(zhuǎn)速特性，一般用功率Pe,轉(zhuǎn)矩Ttq，燃油消耗量b與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系來表示。當(dāng)節(jié)氣門全開的時(shí)候，這時(shí)候發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速曲線稱之為外特性曲線，如果節(jié)氣門沒有全開，稱之為部分負(fù)荷特性曲線。

比如上圖，為一款發(fā)動機(jī)的外特性曲線，包括了功率Pe和扭矩Ttq,而Ttq就是計(jì)算發(fā)動機(jī)驅(qū)動扭矩的核心參數(shù)，當(dāng)然發(fā)動機(jī)的扭矩和功率滿足以下公式的關(guān)系：

并且汽油機(jī)和柴油機(jī)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速曲線還是很不同的：

上圖中，左圖為汽油機(jī)右圖為柴油機(jī)，圖中的百分比為節(jié)氣門的開度，節(jié)氣門的開度越大，表示汽車的負(fù)荷也就越大，此時(shí)發(fā)動機(jī)的功率和扭矩也就越大，因此當(dāng)節(jié)氣門全開的時(shí)候，表示的為發(fā)動機(jī)的外特性曲線，這個(gè)曲線也可以衡量發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)。

一般來說，測量發(fā)動機(jī)的外特性曲線是在汽車實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測量，在不安裝水泵，發(fā)電機(jī)的情況下進(jìn)行測量，而汽車中的使用外特性曲線是需要帶上全部的附件設(shè)備時(shí)來進(jìn)行測量，當(dāng)然這樣測量的發(fā)動機(jī)性能也會稍微小一些：

一般來說，汽油機(jī)的最大功率約小15%，貨車柴油機(jī)的最大功率約小5%，轎車與輕型貨車柴油機(jī)的最大功率約小10%,因此我們在計(jì)算汽車動力性的時(shí)候要使用外特性曲線，而不是外特性曲線。但真實(shí)情況中比較復(fù)雜，為了更真實(shí)的獲取汽車的發(fā)動機(jī)性能，我們一般采用多項(xiàng)式來描述轉(zhuǎn)矩曲線：

來對發(fā)動機(jī)的輸出曲線進(jìn)行一個(gè)擬合，而多項(xiàng)式的系數(shù)可以使用最小二乘法來進(jìn)行恒定。

二：傳動效率Nt

在動力傳輸?shù)倪^程中，不可避免的會存在動力的損失，簡單來說，傳動系統(tǒng)中的損失Pt主要分為兩類：

1：機(jī)械損失

機(jī)械損失指的是由于機(jī)械零件摩擦導(dǎo)致的損失，與轉(zhuǎn)矩和齒輪對數(shù)有關(guān)

首先轉(zhuǎn)矩影響，傳動的Ttq越大，損失也就越大，但是液力損失的比重較小，整體來看Nt還是較高的。然后是齒輪影響，齒輪對數(shù)越少，損失就越小，Nt也就越高。

2：液力損失

液力損失主要是指由于潤滑油攪動和零件之間摩擦導(dǎo)致的損失。這與潤滑油的品質(zhì)，溫度，油面的高度，轉(zhuǎn)速都有關(guān)聯(lián)

盡管影響傳動效率的因素比較多，但在工程上我們可以把傳動效率看作一個(gè)常數(shù)來進(jìn)行動力性的估算，一般根據(jù)動力特性，可以看做如下表中常數(shù)：

三：車輪半徑r

車輪半徑也是影響汽車驅(qū)動力的一個(gè)重要因素，要考慮兩個(gè)要素：

1:自由半徑r:車輪處于無載時(shí)的半徑

2:靜力半徑rs:當(dāng)我們把車輪裝到車上，汽車靜止不動，車輪就會收到車自身重量而發(fā)生一些變形，這個(gè)時(shí)候車輪中心到輪胎與道路接觸面的距離。

3:滾動半徑rr:當(dāng)車輪開始滾動的時(shí)候，車輪幾何中心到速度瞬心的距離

實(shí)際上車輪滾動半徑可以用以下公式開始計(jì)算：

一般我們進(jìn)行動力學(xué)分析的時(shí)候，我們會使用靜力半徑，當(dāng)我們進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析的時(shí)候，我們會使用滾動半徑進(jìn)行分析，但當(dāng)我們進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候：一般將這三種車輪半徑看為無差別，可以認(rèn)為是近似相等。

四：i0ig

ig為變速器的傳動比，i0為主減速器的傳動比，對于確定的一款車，i0是一個(gè)定值，而ig則在不同的檔位有多個(gè)，通常在低檔位的傳動比要大，高檔位的傳動比要小。

在我們知道上述幾個(gè)參數(shù)之后，就可以求出驅(qū)動力了，但是因?yàn)閷τ谝惠v車而言，很多參數(shù)比如車輪半徑，主減速器傳動比等都是常數(shù)，公式可以進(jìn)行簡化：