1.3驱动力与附着力解析

Ft Z2
全轮驱动的汽车，Zφ是作用于所有驱动轮的地面法向反 作用力。因此，全轮驱动的汽车的附着力较大。
3.汽车行驶的驱动与附着条件
将汽车行驶的驱动条件与附着条件联写，得
Ff Fi Fw Ft Z
汽车行驶的驱动与附着条件，也是汽车行驶的充分与必要 条件。 （必要条件）驱动条件：汽车本身能够产生足够的驱动力 ，发动机能产生足够大的扭矩或功率，足以克服各种行驶 阻力。
sin tan i
2 a
Meik i0m CD Av Gdu Gf Gi r 21.15 gdt
1.3.2汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
1.汽车行驶的驱动条件
Ft F f Fw Fi Ft F f Fw Fi Ft F f Fw Fi
壤，这时附着系数φ的数值不仅取决于轮胎与土壤间的摩擦
作用，同时还取决于土壤的抗强度。只有当嵌入轮胎花纹沟 槽的土壤被剪切脱开基层时，轮胎在接地面积内才产生相对
滑动，车轮发生滑转。
汽车行驶的附着条件可近似地写成：
或
Ft F Ft Z
Zφ——作用于所有驱动轮的地面法向反作用力 双轴汽车后轮驱动时，Zφ=Z2，Z2是后轮的地面法向反作 用力，附着条件为
由于胎面在接地过程中的微小滑
动，胎面上大量的细微花纹可进一步 擦去接角面间的水膜，这样轮胎接地 面积后部可以与路面直接接角，因而 可提供足够的附着力。 宽断面轮胎和子午线轮胎由于与 地面的接触面积增大，附着系数较高。 合成橡胶制成的轮胎也较天然橡胶的 轮胎有较高的附着系数。
F1方程式赛车在不同天气条件下 使用的不同胎面花纹的轮胎
2.轮胎的结构和气压
轮胎的结构： 细而浅的花纹
硬路面上有较好的附着能力。
宽而深的花纹 软路面上附着能力较好
增加胎面的纵向花纹
干燥的硬路面上，由于接触面 积减小，附着系数有所下降。
但在潮湿的路面上有利于挤出
接触面中的水分，改善附着能力。
轮胎胎面上有纵向曲折大沟槽，
胎面边缘上有横向沟槽，使轮胎在纵
向、横向均有较好的“抓地”能力， 可以提高轮胎在潮湿路面的排水能力。
1.3.3影响附着系数的主要因素
1.路面的种类和状况
松软土壤 潮湿、泥泞的土路 硬路面 附着系数较大
轮胎变形远较路面的变形大，路面 的坚硬微小凸起部分嵌入轮胎的接 触表面，使接触强度增大。
抗剪强度较低，附着系数较小。 附着系数下降很多
土壤表层吸水量多，抗剪强度更差。 常见路面的平均附着系数 路面条件 干沥青路面 湿沥青路面 干燥的碎石路 干土路 湿土路 滚压后的雪路 附着系数 0.7～0.8 0.5～0.6 0.6～0.7 0.5～0.6 0.2～0.4 0.2～0.3
行驶条件： 等速 加速 减速
F Ff Fw传动比的办法来增大汽 车的驱动力
2.汽车行驶的附着条件
地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值） 在硬路面上，它与地面对驱动轮的法向反作用力Z成正比
F Z
φ—附着系数，反映轮胎与路面的接触强度。
硬路面上主要反映轮胎与路面的摩擦作用； 松软路面上则与轮胎和路面的摩擦作用及土壤的抗剪强度有关。
污物覆盖： 路面被污物（细沙、尘土、油污、泥）覆盖时，路面 的凹凸不平被填充，或路面潮湿时有水起润滑作用，都会 使附着系数下降20%～60%。 路面结构： 影响排水能力。 宏观结构应具有一定的不平度而具有自动排水的能力 。 微观结构应粗糙且有一定的尖锐棱角，以穿透水膜直 温度： 接与胎面接触。 温度升高，路面硬度下降，附着系数下降。大气温度 由18℃升至34℃，沥青路面的附着系数会降低15%。 寿命： 长期使用使路面磨损和风化。附着系数会降低。 使用15年的路面，由于压实和磨光的结果，附着系数 会比新建时下降20%～30%。
(充分条件)附着条件： 推动汽车行驶的驱动力，是地面对驱动轮的切向反作用力 ，是地面作用于汽车的外力。其最大值，受附着力的限制 。驱动力不超过附着力，只能小于或等于附着力。
为保证汽车正常行驶，轮胎与地面必须有良好的附着性能 ，即附着力足够大，地面才能在附着力的限制下对驱动轮 产生足够的法向反作用力。 附着力并不是地面对车轮作用的一个力，而是限制驱动力 大小的一个界限。在附着力的限制之内，驱动力才能真正 发挥作用。
在硬路面上，附着系数φ反映轮胎与路面的摩擦作用，但是， 附着系数与光滑表面的摩擦系数不同。在硬路面上，路面的 坚硬微小凸起能嵌入变形的胎面中，增加了轮胎与地面的接 触强度（或称结合强度），对轮胎在接地面积内的相对滑动 有较大的阻碍作用。轮胎与地面间的上述作用，通常称为附
着作用。
在松软路面上，如车轮在比较松软的干土路面上滚动时，土 壤的变形比轮胎的变形大，轮胎胎面花纹的凸起部分嵌入土
较坚实的部分接角，可提高附着系数。
3.行驶速度
速度提高，附着系数降低，不利于高速制动。 硬路面 路面微观凹凸构造来不及与胎面较好的嵌合。 松软路面 调整车轮的动力作用容易破坏土壤的结构 潮湿的路面 接触面间的水分来不及排出 结冰的路面
车速高时，与轮胎接触的冰层受压时间短，在接触面
间不容易形成水膜，附着系数略有提高。
结冰的路面，提高行驶速度又会使行驶稳定变差，要特别注意。
4、地面对汽车的法向反作用力
附着力与地面对汽车的法向反作用力成正比。
1.3驱动力与附着力
1.3.1汽车的驱动力平衡方程
表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称为汽车的 驱动力平衡方程
Ft Ff Fw Fi Fj
Meik i0m CD Av Gdv fG cos G sin r 21.15 gdt
2 a
cos 1
轮胎磨损： 胎面花纹深度减小，附着系数将显著下降。 轮胎气压： 硬路面，降低气压，附着系数略有增加。
松软路面上，降低气压，轮胎与土壤的接触面积增大，
胎面凸起部分嵌入土壤的数目也增多，附着系数显著提高。 潮湿的路面，适当提高轮胎气压，使轮胎与路面的接触
面积减小，有助于挤出接触面间的水分，使轮胎得以与路面