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汽车运行特点

道路是为汽车行驶服务的，要满足汽车在道路上行驶安全、迅速、经济、舒适、低公害的要求，就必须从驾驶者、汽车、道路、和交通管理等方面来保证。在上述因素中，道路的线形设计与汽车行驶特性最为密切。因此，在道路线形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及其对道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础。

道路线形设计要保证：

1 保证汽车行驶的稳定性，即保证安全行车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需要合理设置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着力等。

2尽可能提高车速。

3保证道路行车畅通，即保证汽车不受阻或少受阻。这就需要有足够的视距和路面宽度、合理地设置平竖曲线，以及减少道路交叉等。

4 尽量满足行车舒适，即采用符合视觉舒适要求的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。

本章主要介绍汽车的驱动力和行车阻力，汽车的动力特性，汽车的行驶稳定性、制动性和燃油经济性。在表2－1中列出了几种有代表性的国产汽车的主要技术性能。

第一节汽车的驱动力及行驶阻力

一、 汽车的驱动力

汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱力来克服各种行驶阻 力。汽车行驶的驱动力来自它的燃发动机，其传力过程如下：

在发动机里热能转化为机械能 → 有效功率N → 曲轴旋转（转速为n ），产生扭矩M → 经变速和传动，将M 传给驱动轮，产生扭矩M K → 驱动汽车行驶。

1 发动机曲轴扭矩M

如将发动机的功率N 、扭矩M 与曲轴转速n 之间的函数关系以 曲线表示，则该曲线称为发动机特性曲线。如果发动机节流阀全开，即高压油泵在最大供油量位置，则此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节流阀部分开启，即部分供油，则称此特性曲线为发动机部分负荷特性曲线。

在进行汽车驱动性能分析时，只需研究外特性曲线（参见图2－

1），n min 为发动机的最小稳定工作转速。随着曲轴转速的增加，发动机发出的功率和扭矩都在增加。最大扭矩M MAX 时的曲轴转速为n M ，若转速再增加时，扭矩M 有所降低，但功率N 继续增加，一直到最大功率N MAX ，此时曲轴转速为n N 。当转速继续增大时，功率N 下降，直到允许的发动机最高转速为n MAX 。

对于不同类型的发动机，其输出的功率不同，故产生的扭矩也不同。它们之间的关系如下：

9549

Mn N

式中：M ―――发动机曲轴的扭矩（N.m ）；

N ―――发动机的有效功率（KW ）；

n ―――发动机曲轴的转速 (r/min)。

把扭矩M 与转速n 之间的函数关系M=M(n)称为扭矩曲线，而把功率N 与转速n 之间的函数关系 N=N(n)称为功率曲线，并通过上式可以使它们相互转换。通常情况下，上述两条曲线已由厂家绘于发动机的技术说明书中，图2－2为东风EQ －104型汽车发动机的外特性曲线。

有时未给定发动机特性曲线，只给出最大功率N MAX 及其对应的曲轴转速n N ，则可通过下面的经验公式近似地计算发动机的功率曲线N=N(n)，即：

式中：N max ―――发动机的最大功率（KW ）；

n N ―――发动机的最大功率所对应的转速 (r/min) ; α1、α2、α3―――与发动机类型有关的系数，对汽油发动机可近似地取α1＝α2＝α3＝1。

然后，按前面的公式换算成扭矩曲线M=M(n)。

如果同时给定最大功率N MAX 及其对应的曲轴转速n N ，以及最大扭矩M MAX 及其对应的曲轴转速n M ，则可用下式直接计算扭矩曲1)-(2 (N.m) 9549n

N M =2)-(2 (KW) 33221max ⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=N N N n n n n n n N N ααα

线M=M(n)，即：

式中：M max ―――最大扭矩 (N.m) ;

M N ―――最大功率所对应的扭矩，即

n N ―――最大功率所对应的转速 (r/min) ;

n M ―――最大扭矩所对应的转速 (r/min) ;

n ―――转速 (r/min) 。

2 驱动轮扭矩M K

汽车车轮分为驱动轮和从动轮。驱动轮上有发动机传来的扭矩 M K ，在M K 的作用下驱使车轮滚动向前。而从动轮上无扭矩作用，它的滚动是驱动轮上的力经车架传至从动轮的轮轴上而产生运动。一般汽车均系前轮为从动轮，后轮为驱动轮。只有某些特殊用途的汽车前后轮均为驱动轮。

汽车发动机曲轴传至驱动轮上的扭矩按下式计算，即：

式中：M K ―――驱动轮扭矩 (N.m) ;

M ―――发动机曲轴扭矩 (N.m) ;

γ―――总变速比，γ＝i 0 i k ；

i 0 ―――传动器变速比，见表2－1；

i K ―――变速箱变速比，见表2－1；

()

()3)-(2 (N.m) 22max max n n n n M M M M M M N N ----=4)

-(2 T K M M γη=(N.m) 9549max N

N n N M =

ηT ―――传动系统的机械效率，一般载重汽车取0.80~0.85,小客车取 0.85~0.95。

此时，驱动轮上的转速n K =n/γ , 相应的车速V 为

式中：V ―――汽车行驶速度 (km/h) ;

n ―――发动机曲轴转速 (r/min) ;

r ―――车轮工作半径 (m) ，即变形直径，它与胎气压、外胎构造、路面刚性与平整性、以及荷载有关，一般取r=(0.93~0.96)r 0； r 0 ―――未变形直径，见表2－2。

3 汽车的驱动力

如图2－3所示，汽车行驶时，共有以下几个力：作用于驱动力 上的扭矩M K ，在驱动轮上的汽车重力G 以及与之相平衡的反力G / ,行驶正面阻力和路面水平反力。

把驱动轮上的扭矩M K 用一对力偶T a 和T 代替，T a 作用在轮缘上与路面水平反力F 相抗衡，T 作用在轮轴上推动汽车前进，称为驱动力（或牵引力），与汽车行驶阻力R 相抗衡。驱动力可按下式计算，即

由上式可以看出，如要获得较大的驱动力T ，必须要有较大的总变速比γ。担γ增大，车速V 就降低。因此，对同一汽车发动机而言，要同时得到较大的驱动力和较高的车速是不可能的，二者不可能6)-(2 377.0T T k M V

n r M r M T ηγη===5)-(2 377.01000602γ

γπnr n r V ==