道路勘测设计-第二章汽车行驶理论

高速度和大牵引力是不可兼得的。采用低速档，速比较大，能获得较大的牵
引力和较低的速度；采用高速档，速比较小，能获得较小的牵引力和较高的
速度。
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二、汽车的行驶阻力
汽车在运动过程中会遇到阻力，这些阻力有来自汽车周围空气介 质；有来自道路；也有来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力。这些阻力 包括：
滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、和惯性阻力。
主传动器的速比 i0=6.39
采用低速档，速比大，牵引力大，速度小。
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2、牵引力的表达式
PMk Miki0k0
rk
rk
根据牵引力的表达式还可得到牵引力和速度的关系
Vrk 2iki0n16000r0k 0.377nikrki0 0.377nMk0
P
结论：在转速一定时，牵引力与车速成反比，因此，在同一发动机条件下，
（2）表达式：Rw=KAv 2/21.15(N) K___空气阻力系数，与汽车流线型有关
A——汽车迎风面积
V——汽车的行驶速度
（3）存在形式：存在于任何情况下，且永远为正
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3、坡度阻力Ri
（1）产生的原因：重力平行于路面方向的分力与汽车前 进
方向相同或相反。
（2）表达式：Ri= G sinα=Gtgα=G i (3) 存在形式：存在于有坡度的情况下，且上坡为正，下
254s
(V22 V12)
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32
例：东风EQ—140型的汽车在公路上做上坡行驶，驶入坡道 的速度V1=55km/h，以Ⅳ档行驶。坡道上f=0.02， Ⅳ档惯 性力系数δ取1.159，问 1）现欲不换档以动力上坡，坡道的坡度i为6%，则此 坡段最长可设多长？
2）若要求行驶速度不过分降低，驶出坡道的速度为 V2=40km/h，并已知坡道长度为300米，则此坡段 可设多大坡度？
滚动阻力系数
路面类型
水泥混凝土及沥青混凝土 路面
表面平整的碎石路面
碎石路面
干躁平整的土路
潮湿不平整的土路
沙
滚动阻力系数 0.01~0.02 0.02~0.03 0.03~0.05 0.04~0.05 0.07~0.15 0.15~0.3
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2、空气阻力Rw
（1）产生的原因：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压 力、车后的真空吸力、空气质点与车身表面的摩檫力而产 生的阻碍汽车行驶的力。
G gR
127 R
R
V2
127
i
V 127 R i
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42
2、横向倾覆
倾覆力矩 Y hg
稳定力矩 G b 2
Y
hg
ห้องสมุดไป่ตู้
G
b 2
Y b
G
2hg
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43
横向倾覆的极限条件：
0
b 2hg
R0
V2
127
b 2h
g
i
V0
127R
b 2hg
i
当 0 或 R R0 或 V V0 时，横向发生倾覆
坡为负
注：由于滚动阻力和坡度阻力都与道路状况有关，且都与车 重成正比，所以将它们统称为道路阻力，用RR表示。 RR=G(f+i)
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4、惯性阻力Rj
（1）产生的原因：汽车变速行驶时，需要克服其质量变速
运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力。
（2）表达式：
Rj
G g
dv dt
(3) 存在形式：存在于变速运动中，且加速为正，减速为负。
红旗CA7300
4792 1814 1422 1300 1740 2687
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5
发动机：最大功率（kw/r/min） 最大扭矩(N.m/r/min) 油耗(L/100km/km/h)
奥迪A4
162/6300 230/3200
6.8/90
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6
技术性能： 最高车速(km/h) 最大爬坡能力(%) 最小转弯半径(m)
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28
1、东风EQ140汽车，在海平面高程，满载情况下行驶， 如滚动阻力系数f为0.02,纵坡为7%，问等速上坡时汽车所 能维持的速度？
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29
2、东风EQ-140汽车，在海平面高程上满载时，如行驶速 度为20km/h，滚动阻力系数f为0.02，求上坡所能克服的 纵坡度。
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30
（3）动力特性图的分析
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三、汽车的牵引平衡方程（运动方程） 和汽车行驶的充要条件
1、汽车的牵引平衡方程：
为了使汽车运动，汽车的牵引力必须与汽车运动时 所受到的各项阻力之和相平衡。
P=∑R=RW+Rf+Ri+Rj
这个公式即为汽车的牵引平衡方程。
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20
2、汽车行驶的必要条件 P≥∑R
3、汽车行驶的充分条件
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52
作业
作业：教材P44 习题 2-1 2-3 2-4
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53
35 40
20 25 30
15
10
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ Ⅴ
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31
5
0
二、汽车的爬坡性能
汽车的爬坡性能：是指汽车克服坡度的能力。 汽车爬坡性能好坏的评价指标：最大爬坡度 1、等速上坡时的最大爬坡度
maxarcD smianxf1 1fD 2m 2 axf2
2、汽车动力上坡时的最大爬坡度
i
D1 D2 f 2
第二章 汽车行驶理论
汽车行驶理论：是一门在分析汽车行驶基本规律的基 础上，研究汽车行驶原理、使用性能和行驶性能的学科。
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1
第二章 汽车行驶理论
第一节 概述 第二节 汽车的驱动力及行驶阻力 第三节 汽车的动力性能 第四节 汽车行驶的稳定性 第五节 汽车的制动性能
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2
第一节 概述
一、汽车的一般构造
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44
3、横向滑移
横向力=Y
横向附着G力h
Y Gh
Y G
h
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45
横向滑移的极限条件：
1 h
R1
V2
127h
i
V 112 R7hi
当1或 R R 1或 VV 1 时 ，横向发生滑移
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46
4、横向稳定性的保证
10
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47
三、汽车行使的纵横向组合稳定性
i im ax1V272Rih
下滑力Gs in 附着力Z2
纵向滑移的极限坡度：
taniL L1G G k
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38
3、纵向稳定性的保证
纵向稳定性的保证：0 或 iii0
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39
二、汽车行驶的横向稳定性
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40
汽车在弯道内侧行驶
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41
1、汽车在弯道上行驶的受力分析
Y F c o G ssin
Y v2 i V 2 i
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14
1、滚动阻力Rf
（1）产生的原因：轮胎与路面接触面之间产生摩檫要消耗 部分功率，另外，路面不平整而造成轮胎震动和撞击引起功 率消耗。 （2）表达式：Rf=G f cosα
G—车辆总重力 f—滚动阻力系数，与路面类型、轮胎结构、
行驶速度有关。 （3）存在形式：存在于任何情况下
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15
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34
一、汽车行驶的纵向稳定性
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35
对后轮着地点O2取矩：
Z1LGcosL2Gsinhg Z1GcosL2LGsinhg
对前轮着地点O1取矩：
Z2LGcosL1Gsinhg
Z2
GcosL1Gsinhg
L
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36
1、纵向倾覆
Z1 0
tan0
i0
L2 hg
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37
2、纵向滑移（倒溜）
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48
第四节 汽车的制动性能
汽车的制动性能：是指汽车在行驶中 强制降低车速或在下坡时保持一定车 速的能力。
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49
制动性能的评价指标： 制动减速度 制动时间 制动距离
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50
一、制动平衡方程
1、最大制动力 2、制动平衡方程
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51
二、制动性能的评价指标
1、制动减速度 2、制动时间 3、制动距离
猎豹CFA6470M
140 ≥30
13
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7
变速箱速比ik： 一档 二档 三档 四档 五档 倒档
传动器的速比i0：
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猎豹CFA6470M
3.967 2.136 1.360 1.000 0.856 3.578
8
三、汽车行驶总的要求：
——安全、迅速、经济、舒适、低公害 （１）保证汽车在路上行驶的稳定性 （２）尽可能地提高车速 （３）保证行车畅通，达到安全、迅速的目的 （４）尽量满足行车舒适的要求
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第三节 汽车的行驶稳定性
含义： 汽车行驶的稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作
用下，尚能保持或者很快自行恢复原行驶状态和方向，而不致发生 丧失控制产生侧滑、倾覆等现象的能力。
影响汽车行驶稳定性的因素：
1、汽车本身的结构参数 2、驾驶者的操作过程 3、作用于汽车的外部因素
不稳定现象：纵向（倾覆、倒溜） 横向 （倾覆、滑移）
P≤ G
4、汽车行驶的充要条件
GPR
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附着系数
路面类 型
水泥混凝 土路面 沥青混凝 土路面 沥青表处
路面 中、低级
路面
干躁 0.7 0.6 0.4 0.5
路面状况
潮湿
泥泞
0.5
/
0.4
/
0.2
/
0.3
0.2
冰滑 / / /
0.1
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22
讨论：
由汽车行驶的充要条件可知：要提高汽车的效率，主 要从哪几方面入手？
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9
user:
第二节 汽车的驱动力及行驶阻力
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10
一、汽车的驱动力（牵引力） 1、牵引力的产生:
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11
有关速比
速比：变速器进出两端的转速之比叫变速比。 ik=n/n1 io=n1/nk
n—发动机曲轴的转速；
n1__变速箱输出端的转速； nk__驱动轮上的转速
解放CA-140的 ik 一档 7.63 二档 3.32 三档 1.90 四档 1.0 五档 0.81 倒档 8.27
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25
2、动力特性图
（1）动力特性图概念： （2）动力特性图的作用： （3）动力特性图的分析：
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26
35 40
P34
20 25 30
D%
（
Ⅰ
）
15
10
5
Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
Ⅴ
东风EQ-140动力特性图
V（km/h）
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27
0
（2）动力特性图的作用：
➢ 某一行驶条件下所能保持的速度和所采用的排挡 ➢ 等速行驶时某一排挡下汽车所能克服的纵坡度 ➢ 近似决定在小于最高速度行驶下，所能发出的加速度
汽车由发动机、底盘、车身和电气设备等四部分组成
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3
二、汽车的主要技术参数
•L一车长；B一车宽；H一车高；L1、L2上一轴距； •A1、A2一轮距；S1一前悬；S2一后悬；a1一接近角； •a2一离去角
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4
外形尺寸： 全长（mm） 总宽（mm） 总高（mm） 自 重（kg） 总重（kg） 轴距（mm）
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第三节 汽车的动力性能
汽车的动力性能：是汽车所具有的加速、上坡、最大速度等性能。
动力性能的评价指标：最高速度、最低稳定速度、最大爬坡度以
及加速、滑行能力等。
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一、动力因素及动力特性图
1、动力因素
（1）表达式：
D
f
i
dv
g dt
（2）含义： 动力因素表征某型汽车在海平面高程上，满载 情况下，单位车重所具有的有效牵引力。用D表示。