汽车行驶特征

第三节 汽车的行驶稳定性
汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部 因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向， 不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。 稳定性：纵向 横向 表现：滑移 倾覆


纵向稳定性：
表现：倾覆 滑移（倒溜）

横向稳定性：
表现：倾覆 滑移（侧滑）

1.制动平衡方程式 汽车制动时，制动力P取决于轮胎与路面之间的附着 力。在附着系数较小的路面上，若制动力大于附着 力，车轮将在路面上滑移，易使制动方向失去控 制。所以P值的极限值为 P = Gϕ 汽车在部分滑动部分滚动的情况下附着力最大。 制动平衡方程式为 ：-P = RW + RR + RI P + RR + RI = 0 （忽略空气阻力）
3．纵向稳定性的保证

Gk l2 ⋅ ϕ 远远小于1， 一般 i 0 = 接近于1，而 iϕ = G hg
所以， iϕ < i0 即汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆之 前，首先发生纵向滑移现象。 道路设计只要满足不产生纵向滑移，就可避免 汽车的纵向倾覆现象出现。 汽车行驶时纵向稳定性的条件为


汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平 曲线半径R min：
R min V2 ≥ b 127( + ih ) 2h g
V2 µ= − ih 127 R
3.横向滑移条件分析

横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存 在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。 横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。
采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车 重的横向力，即
X v µ= = − ih G gR
2
V µ= − ih 127 R
2
2.横向倾覆条件分析


横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的 作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾 覆。 汽车内侧车轮支反力N1为0。 倾覆力矩等于或大于稳定力矩。

纵坡折减： 直坡道上ih≈0则I=i。即汽车沿直坡道下坡时，前轴 荷载增量与在平直路段前轴荷载的比率等于该路段的 纵坡度。在曲线上如果也以直线上相同大小的最大纵 坡imax作为控制，则有下式成立
v2 i+ i h ≤ i max gR

最大纵坡在平曲线上的折减计算方法：
i ≤ i max
V − ih 127 R
Y = Fsinα + Gcosα

将离心力F与汽车重力G分解为平行于路面的横向 力X和垂直于路面的竖向力Y， X = Fcosα − Gsin α
Y = Fsinα + Gcosα 由于路面横向倾角α一般很小，则 sinα≈tgα=ih，cosα≈1，其中ih称为横向超高坡 度， 2 2
Gv v X = F − Gih = − Gih = G ( − ih ) gR gR
横向倾覆平衡条件分析：


倾覆力矩：Xhg
稳定力矩：
b b b Y = (Fih + G) ≈ G 2 2 2
横向倾覆平衡条件分析：


倾覆力矩：Xhg
b b b 稳定力矩： Y = (Fih + G) ≈ G 2 2 2 b X b 稳定、平衡条件： Xh g ≤ G µ= ≤ 2 G 2h g
2 V1
2 V2

保证横向稳定性的条件：
µ ≤ ϕh
或
R≥
V
2
127(ϕ + i )
三、汽车行驶的纵横组合向稳定性 汽车行驶在小半径平曲线上时，较直线上增加了一 项弯道阻力。 对上坡的汽车耗费的功率增加，使行车速度降低。 对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜、滑 移和装载偏重的可能，这对汽车的行驶是危险的。
2
第四节 汽车的制动性

汽车的制动性是指汽车行驶中强制降低车速以至停 车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。 一、汽车制动性的评价指标 评价汽车制动性的指标：制动效能（制动距离） 制动效能的热稳定性 制动时汽车的方向稳定性 二、制动距离：





制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段 时间内所走的距离。
一、汽车行驶的纵向稳定性 1．纵向倾覆 ： 临界状态：汽车前轮法向反作用力Z1为零 。 Z L - Gl cosα + Gh sinα =0 1 2 0 g 0 Z L = Gl cosα - Gh sinα =0 1 2 0 g 0

l2 tgα 0 = hg
l2 i0 = hg


2．纵向滑移（驱动轮滑转）
G G ϕ + Gψ + δ a = 0 g


g a = − (ϕ + ψ ) δ
2.制动距离
dv g a= = − (ϕ + ψ) dt δ
δ dv dt = − g(ϕ + ψ)
V2 δ S = ∫ vdt = − vdv ∫ g(ϕ + ψ) V1

制动距离： S =
− 254(ϕ + ψ )


汽车行驶在纵坡为i(tgα)和超高横坡为ih（tgβ）的 下坡路段上，作用在前轴上荷载W1为
W1 = G (l 2 cos α + h g sin α ) L cos β

离心力F分配在前轴上的荷载W2为
Gv 2l 2 W2 = sin β gRL

前轴总荷载ΣW为 :
∑ W = W + W = G(

极限平衡条 件：

X = Yϕh ≈ Gϕh X µ = = ϕh G
µ ≤ ϕh
R≥ V
2
横向滑移稳定条件：
或
127(ϕ h + i h )
4．横向稳定性的保证 汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于 横向力系数μ值的大小。 现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg，而 ϕh<0.5,即 b ϕh < 2h g 汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产 生横向滑移现象。 在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生， 即可保证横向稳定性。
临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力 Gsinαϕ＝ϕGk 因为sinα ϕ ≈ tgαϕ= iϕ ，则纵向滑移临界状态 条件：
Gk ⋅ϕ iϕ = tgαϕ = G

纵向滑移的极限状态——倒溜发生条件： Gsinαϕ＝ϕG iϕ = tgαϕ = ϕ
结论：当坡道倾角α≥αϕ 或道路纵坡度 i≥iϕ 时， 汽车可能产生ϕ G
二、汽车行驶的横向稳定性 1．汽车在平曲线上行驶时力的平衡

汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用 点在汽车的重心，方向水平背离圆心。

Gv 2 离心力 F = gR

受力分析： 横向力X——失稳 竖向力Y——稳定


将离心力F与汽车重力G分解为平行于路面的横向 力X和垂直于路面的竖向力Y， X = Fcosα − Gsin α
1 2
l2 + h gi L
l2 v 2 + ih ) gRL
在平直路段上，作用于前轴的荷载W'为
W′ =

l2 G L
在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与W的比值为
W − W′ h ∑ I= = W′ v2 i+ ih l2 gR
g

v2 ih 对载重汽车，一般hg/l2≈1，则 I = i + gR