汽车的通过性和平顺性

课前思考
1、越野汽车、4轮驱动汽车和2轮驱动汽车越过障碍（台 阶、壕沟）的能力一样吗？ 2、汽车在松软路面和硬路面上的行驶速度一样吗？ 3、汽车分别在好路和坏路上行驶时乘客的感觉一样吗？ 4、什么是汽车的通过性、平顺性？如何对其进行评价？
第一部分 汽车的通过性
6.1 概述 6.2 松软路面的物理性质 6.3 汽车通过性几何参数（重点）
2. 汽车在大侧坡上直线行驶时不发生侧滑的极限角β'
侧滑的临界条件：
1 (G cos ) G sin tan 1 arctan1 max
K ma
m
讨论：总质量一定，附着质量增加时，Kμ，有利于汽车在坏路
面上行驶。
车轮接地比压p
在松软路面上：p减小，可减少车辙深度，从而减少行驶的滚 动阻力； 在粘性土壤和雪地上：p减小，可增加车轮接地面积，提高 地面承受剪切力的能力，使车轮不易打滑，通过性好。
p与轮胎气压pw有关，硬路面上有关系式： p=kw pw
②附着力小
6.3 汽车通过性几何参数
一、轮廓通过性
1. 名词解释
①间隙失效——在越野行驶中，由于汽车与不规则的地面之间间隙
不足而被托住、无法通过的情况。
顶起失效 间隙失效触头失效 托尾失效
②通过性几何参数——与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。
间隙失效：汽车因离地间隙不足而 被地面托住无法通过的现象。 顶起失效：车辆中间底部的零部件 碰到地面而被顶住的现象。 触头或托尾失效：因车辆前端或尾 部触及地面而不能通过的现象。 几何参数：最小离地间隙、纵向通 过角、接近角、离去角、最小转弯直 径等。
3
1
2
hg
2. 通过性几何参数的确定及其作用

最小离地间隙hg——汽车满载、静止时，除车轮外的最低点与支承平
面之间的距离。表征汽车无碰撞地越通过地面凸起等障碍物的能力。

接近角γ1、离去角γ2——表征汽车接近或离开障碍物时不发生碰撞的
能力（满载、静止）

纵向通过角γ3——表征汽车可无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的
通常kw=1.05~1.2, kw值的大小取决于轮胎刚度，帘布层多的
轮胎kw值较大。
6.4 汽车越障能力
一、汽车的倾覆失效
汽车的倾覆——过大的侧坡、纵坡或转弯时侧向力都可能造成 汽车倾覆。 问题：汽车在大侧坡上直线行驶、高速曲线行驶时有可能出现什
么形式的倾覆？
1. 汽车沿侧坡直线行驶时不发生侧翻的极限角β
轮廓尺寸， γ3 越大，通过性越好（满载、静止）

最小转弯直径 dH—— 表征汽车在
最小面积内的回转能力

内轮差 d—— 表征通过狭窄弯曲地
带或绕过障碍物的能力。
机动车运行安全技术条件GB7258-2004 举例：
当转弯直径为24m时，内轮差（以两内轮轨迹中 心计）不得大于3.5m

转弯通道圆 —— 转向盘转
分类：根据地面对汽车通过性的影响，通过性可分为： ①轮廓通过性（几何通过性）； ②牵引支承通过性（支承通过性）。
Baidu Nhomakorabea 6.2 松软路面的物理性质
车辆在松软地面上行驶时，使 地面发生剪切变形，相应的剪 切力便构成地面对汽车的推力。 当驱动轮对地面施加的水平力 大于等于极限剪切力时，引起 车轮滑转。

车轮压紧土壤等松软支承物形 成车辙阻力。
小结：汽车在松软地面 上行驶的特点 ①滚动阻力大
路面
沥青或混凝土（干 ）
峰值附着系 数
0.8~0.9
滑动附着系 数
0.75
沥青（湿）
混凝土（湿） 砾石 土路（干） 土路（湿） 雪（压紧） 冰
0.5~0.7
0.8 0.6 0.68 0.55 0.2 0.1
0.45~0.6
0.7 0.55 0.65 0.4~0.5 0.15 0.07
至极限位置时，右图中两圆
之间的通道。
表示汽车转弯时所需通道宽度。 最大内圆直径； 最小外圆直径， 车辆所需通道宽度，通过 性越好。
0
纵向通过半径1
hm
r
1
t
横向通过半径2？
各类汽车通过性几何参数数值范围
二、牵引支承通过性
1. 名词解释

附着质量mμ——轮式车辆驱动轴载质量（轴重）;
6.4 汽车越障能力（重点）
6.1 概述
汽车通过性定义 ： 在一定的载质量下，汽车 以足够高的平均车速通过 各种坏路和无路地带(如松 软地面、坎坷不平地段)和 各种障碍（陡坡、侧坡、 壕沟、台阶、灌木丛、水 障）的能力。 影响通过性的主要因素： 汽车的支承性质 （地面 物理性质）、牵引参数 （汽车结构参数）和几 何参数；它还与汽车的 其它使用性能(如动力性、 平顺性、机动性、稳定 性、视野性)有关。
附着质量系数Kμ——车辆附着质量mμ 与总质量ma之
比：
K
m ma

车轮接地比压p——车轮对地面的单位压力。
2. 牵引支承通过性评价指标及影响因素

附着质量和附着质量系数 为满足汽车行驶附着条件的要求，应有：
(m g) (ma g)
— 附着系数
（推导？）
式中：ψ—当量道路阻力系数，ψ = fr +i, 其中fr为车轮阻力系数，i为坡度;
不发生侧翻条件： 重力通过一侧车轮接地中心，另一 侧车轮的地面法向反作用力为零。
Gh g sin G cos B 2
临界值： Gh g sin G cos
B 2
t an
极限角：
B 2hg

max
B arct an 2h g
一、汽车的倾覆失效

Fx
Fx＝Ac
Ac
粘性土壤 W
Fx
Fx Wtg
Fx

摩擦性土壤W
Ac
中 性 土 壤W
2 地面的法向负荷及其沉陷量
沉 陷 量
n 1 n 1 n 1
压力
n 1 软弱土壤 n 1 硬实土壤
3 半流体的泥浆及雪地密度对行驶的影响
车辆在半流体泥浆中所受到的阻力与其行驶速度、 浸入面积以及泥浆的密度、阻力系数Cd有关。。 车辆在雪地行驶受到雪的密度和覆盖层的厚度影响。 厚度小于最小离地间隙也会形成阻力，任何密度的 雪都不会阻碍汽车行驶。当积雪大于汽车最小离地 间隙150％时，轻型汽车可在>350kg/m3 的雪地上 行驶，重型汽车可在>500kg/m3的雪地上行驶。 渗水的雪地密度大，但是强度很低。