第二章汽车行驶理论
汽车理论
第一章 汽车的动力性汽车的动力性：指汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
汽车的动力性指标：1.最高车速uamax 2.加速时间t 3.最大爬坡度imax 汽车的加速时间表示汽车的加速能力。
原地起步加速时间只汽车由1档或者2档起步，以最大的加速强度逐步换挡至最高档后到某一预定的距离或者车速所需要的时间。
驱动力Ft ：发动机产生的转矩经传动系传到驱动轮，产生驱动力矩Tt ，驱动轮在Tt 的作用下给地面作用一圆周力F0，地面对驱动轮的反作用力Ft 即为驱动力Tt —驱动力矩 Ft 与发动机转矩Ttq 、变速器传动比ig 、主减速器传动比 i0、传动系的机械效率ηT 和车轮半径 r 等因素有关。
传动系功率损失课分为机械损失和液力损失两大类 车轮的半径自由半径：车轮处于无载时的半径。
静力半径rs ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。
滚动半径rr ：车轮几何中心到速度瞬心的距离。
传动系的机械效率ηTPin —输入传动系的功率；PT －传动系损失的功率等速行驶时 汽车的驱动力图 依据下面两式以及发动机外特性曲线做出的Ft - ua 关系图，即驱动力图汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？如何保证汽车可以加速或爬坡？ 滚动阻力Ff 空气阻力Fw 坡度阻力Fi 加速阻力Fj 汽车行驶总阻力 滚动阻力：车轮滚动时，轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及相应的轮胎和支撑面的变形。
轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量驻波现象：在高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。
此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。
轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。
汽车理论：第二章 汽车的动力性
▪
2)以任一条
1 j
曲线为例，例如直接档，将加速过程
速度区间分为若干间隔，常取 5km/ h为一段。定出各
间隔的微元面积 1、2、3 ，…,如图。
▪ 3)计算出从初速度 分别加速到 u1、u2、u3 、…，的
加速时间：u0
t1
1
3.6ab
s
t2
1 2
3.6ab
s
t3
1
2
3.6ab
3
s
…………………
定动力性的方法； ▪ （3）分析▪ 一、汽车的动力性指标 ▪ 从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出
发，汽车的动力性主要可由三方面的指标来 评定，即： ▪ 1)汽车的最高车速 ua max；
▪ 2)汽车的加速时间 t ；
▪ 3)汽车能爬上的最大坡度 imax。
以直接档行驶，若 i0max 过小， 则汽车行驶中遇到 较小的坡度就被迫换档，因而影响汽车的平均行驶 速度和燃料消耗量。
▪ 因为汽车以全部剩余驱动力克服最大坡度
时，du 0 。 所以，根据驱动力平衡方程得 dt Fi Ft Ff Fw
▪ 式中 Fi G sin , Ff Gf cos
计算出 Fw 对
具有四档变速器的某汽车的驱动力—行驶阻力平衡图
由于是的二次方函数， Fw ua曲线应为抛物线。 在驱动力图上，先画出 Ff ua 曲线，再将 Fw ua叠加画在 Ff ua曲线的上 方，就得到汽车的等速行驶阻力曲线 (Ff Fw) ua 。 其曲线较二次抛物线上升略陡，因为车速较高时略有增加。
▪ 由于加速过程中发动机非稳定工况的影响，道路试验所得的 加速时间往往要低于计算结果，大约等于按发动机扭矩降低 10～15％的计算值。
第二章汽车行驶理论
第一节 概述
• 公路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的，因此，在公路线形设计时，就 必须弄清汽车行驶对公路的要求是什么，而要弄清这一问题，又需要了解汽 车在公路上是怎样行驶的，这就是汽车行驶理论所需要研究的问题。
• 1886年德国人卡尔•本茨 • 1889--1978年的90年间，据统计死于交通事故达2000万人，受伤1亿人，不
• 2、制动性：指汽车强制停车和降低车速的能力。汽车制动性能的好 坏，直接关系到行车安全，制动性能好，汽车才能以较高的车速行驶。
• 3、行驶稳定性：指汽车遵循驾驶者指定方向行驶的能力。汽车行驶 稳定性直接关系到行车的安全。
• 4、操纵稳定性：指汽车是否按驾驶员的意图控制汽车的性能。它包 括汽车的转向特性、高速稳定性和操纵轻便性。
2、 道路阻力（ Pf ） （1）滚动阻力（ Pf ）是车轮在路面上滚动时，因路面与轮胎变形而引起产生
的阻力。它与路面种类、状态、车速、轮胎结构及充气压力有关。滚动阻力 Pf 与 轮胎负荷G 成正比，即 Pf fG 。全部车轮上的滚动阻力即为：
Pf fG a
（2-11）
其中 G —车轮负荷（N ）Ga —汽车总重量（N） f —滚动阻力系数。与路面状况、行驶速度、轮胎的性质等多种因数有
• ③保证公路上的行车畅通：为保证公路上行车不受阻碍或受尽量小阻碍， 公路线形设计需要保证平面上有足够的视距，纵断面上应正确设计竖曲线， 横断面上应有足够的通行宽度。此外，还应尽可能地减少平面交叉以及采 取增加交通安全和防止公害等措施。
• ④尽量满足行车舒适：线形设计时，需要正确地组合平面线形和纵面线形， 以增进驾驶者和乘客在视觉上和心理上的舒适感，采用符合视觉舒顺要求 的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。
汽车行驶理论概要PPT课件
M
j1
M
j2
Pwhw
（2-2）
（2）曲线上行驶
Zr
Ga
B cos 2
Gahg
sin
Pjy B
B sin 2
Pjy
hg
• cos
Zz
Ga
B cos 2
Gahg
sin
Pjy B
B sin 2
Pjy
hg
cos
（2-5） （2-6）
2.牵引力的产生及传递
（1）牵引力 1）汽车发动机的基本指标 ①有效功率N ：单位时间内具有的做功的能力。(KW) ②转速n ：发动机曲轴单位时间内的旋转次数(n/min) ③扭矩M ：发动机产生于曲轴上的转动力矩。(N·m) ④转动角速度ω：单位时间内曲轴转动的角度(rad/s)
（2）汽车的行驶阻力
4）惯性阻力
旋转质量组成部分较多，且各部分的转动惯量和角加
速度不同，计算比较复杂，为方便计算，一般给平质量惯
性力乘以大于1的系数，来代替旋转质量惯性力矩的影响
。
RI
G g
a
(N)
—惯性力系数(或旋转质量换算系数)。
惯性力系数主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以 及传动系的传动比有关.
Me
1000 60
2
Ne ne
9549 N e ne
Pt
Mk rk
M eik i0M
rk
又
V
2rk
ne ik i0
60 1000
= 0.377
ne rk ik i0
(km / h)
所以有牵引力
Pt
0.377 ne V
M eM
3600 N eM
汽车理论
2）由比功率确定发动机功率
汽车比功率
1000Pe CD A fg ua m a u3 x m 3.6ηT 76.14mηT
a max
4、最小传动比的选择：原则：兼顾动力性和经济性 考虑方面：最高车速和汽车后备功率
uamax / u P =1，动力性和燃油经济性都比较好；
< 1，动力性差，燃油经济性好； >1，动力性好，燃油经济性差。 5、驾驶性能：指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。 最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，出现噪声和振动。 最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声大。 6、最大传动比的选择：1）满足汽车的最大爬坡度：
16、汽车的功率平衡：汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率 与全部运动阻力所消耗的功率。
Pe
T
ua
F F
f
w
Fi Fj
Pe
3 Giua mua du 1 Gfua CD Au a T 3600 76140 3600 3600 dt
rr0w
rr0w
rr0w 完全拖滑时w 0
8、滑动率：车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的比 值。滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。
s
uw rr0w 100% uw
FZ
9、 制动力系数 FX b ： 地面制动力与作用在车轮上的垂直载 b 荷的比值。 10、峰值附着系数 p ：制动力系数的最大值，一般出现在 s =15%～20% 11、滑动附着系数 s ：s =100%时的制动力系数 12、侧向力系数 FY ：地面作用于车轮的侧向力与车轮垂直 l
FZ
汽车理论 第二章汽车动力性(常)
Acceleration time
汽车加速度曲线
GB/T12543—90《汽车加速性能试验方法》 8
9
爬坡能力的评价
▪ 以满载、良好路面上的imax来表示。
▪
－－商用车30％或16.5º；
▪
－－越野汽车60％或31º；
▪ 轿车最高车速较大， 且通常在良好的市 区道路行驶，一般不强调爬坡度。
▪ 有的国家要求汽车在常遇坡道上汽车必 须保持的速度表明其加速能力。
r
21.15
36
1. 最大速度和部分负荷时的力平衡 以及 uamax 和部分负荷时的等速 2. 加速能力
3. 最大爬坡度
ua uam a,x此时F， i mgsin i tg(sin1 Ft Ff Fw )
mg
37
▪ 2. 加速能力 它用aj,但aj不方便评价。 通常用加速时间或加速距离来评价。
28
▪ δ 主要与发动机飞轮的转动惯量、车轮的 转动惯量以及传动系统的转动比有关，即
▪
▪ 式中：Iw为车轮的转动惯量；If为飞轮的转 动惯量。
29
Ft Ff Fw Fi Fj
Ttqi0 ig T mg f cosCD Aua2
r
21.15
mgsinm du
dt
30
四、汽车行驶条件
▪ 1. 汽车行驶的驱动－附着条件
温度、转速、油面高度等有关。
16
▪ 汽车传动系总成机械效率
▪ 4～6档变速器ηT =0.96
▪ 6～8档变速器ηT =0.95
▪ 传动轴ηT = 0.98
▪ 主减速器ηT = 0.96 (单级)
▪
ηT = 0.92(双级)
▪ 汽车传动系机械效率
[精品]汽车驾驶理论与驾驶技术课件
![[精品]汽车驾驶理论与驾驶技术课件](https://img.taocdn.com/s3/m/6f123349168884868762d63e.png)
牵引力F牵与汽车行驶方向相同，其数值与周缘力F周 相等，并作用在同一条直线上。为了便于识别，图中F牵与F 周未画在同一平面上。 牵引力的大小决定于发动机的转矩Me 、变速器和减速 器的传动比ik、iq、驱动车轮的滚动半径r、传动效率η等。 可由下式表示：
在实际驾驶中，经常用变换变速器档位和改变节气门开 度的方法来获得所需的牵引力。上坡时，要增大牵引力，可 换入低速档来增大变速器的传动比，使驱动轮上的转矩得到 成倍的提高。加大“油门”固然可取得较大的发动机功率， 但随着发动机转速升高到某个数值范围后，其转矩反而下降， 牵引力反而减小。因此，上坡时一般都采用换低速档来增加 牵引力。
第三节 汽车动力的传递过程
一、发动机前置后轮驱动（FR）汽车 1．动力传递过程 图l-4所示为发动机前置后轮驱动汽车的整体结构，这种类型 的汽车动力传递过程为发动机→离合器→变速器→传动轴→驱动桥 (减速器和差速器) →半轴→驱动车轮。 2．优缺点 这种类型的优点是：汽车的起动加速性能与爬坡能力相对提 高，转向装置与驱动装置不在一起，使结构简单。 缺点：一般轿车不宜采用这种类型，因为传功轴贯穿车身悬 架中间，使轿车内地板呈管状狭长凸起，影响了乘坐舒适性和空间 利用率，不利于轿车的轻量化设计，空载时后轮易打滑。
第四节 汽车的使用性能
汽车的使用性能是指汽车能适应使用条件而发挥最大工作 效率的能力。评价汽车使用性能的主要指标有： 一、汽车的动力性 二、汽车的通过性 三、汽车的制动性 四、汽车的稳定性 五、汽车的行驶平顺性 六、汽车的燃料经济性 七、汽车的容量
一、汽车的动力性
汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受 到的纵向外力决定的所能达到的平均行驶速度。通常以汽车的 加速性能、爬坡能力及最高车速来表示。 1．加速时间 常用原地起步连续换档加速时间和直接档加速时间来表示 汽车的加速能力。加速时间愈短，表明汽车的加速能力愈好， 平均技术速度就愈高。 原地起步连续换档加速时间是指汽车从头档起步逐一换至 高档，到达某预定距离或车速所需的时间；直接档加速时间是 指用该档最低稳定车速全力加速至某一高速所需时间。 2．最大爬坡度 最大爬坡度是指汽车在发出最大牵引力时能爬越最大坡度 的能力。所谓坡度是指坡道的垂直高度与坡道的水平长度之比 值，
讲义-ch2-汽车行使理论
4学时教学内容：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特性及加、减速行程第四节汽车的行驶稳定性第五节汽车的制动性第六节汽车的燃油经济性授课目的：1．了解汽车行驶对道路的基本要求；2．了解汽车的牵引力及行驶阻力；3．掌握汽车的动力特性及动力性能4．了解汽车的燃油经济性5．掌握汽车的行驶稳定性及汽车的制动性；重点：1．汽车的牵引力及行驶阻力；2．汽车的动力特性及动力性能3．汽车的行驶稳定性；4．汽车的制动性。
难点：1．汽车的动力特性及动力性能；2．汽车的加减速行程3．汽车的行驶稳定性参考文献：1．《公路勘测设计》何景华主编2．《汽车应用工程》3．《汽车理论》1．学习目的：道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。
汽车运动基本规律及对公路的要求，指导公路设计；保证公路的使用品质、服务等级。
汽车行驶理论是公路线形设计的理论基础。
2．研究内容：研究汽车的驱动力和行驶阻力；分析汽车运动的基本规律；研究汽车主要动力性能分析影响汽车主要使用性能的因素。
3．汽车行驶对道路的基本要求：汽车行驶总的要求是安全、迅速、经济与舒适，它是通过人、车、路和环境等方面来保证的。
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道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础。
安全：保证汽车的行驶稳定性，避免发生翻车、倒溜、侧滑等；迅速：行驶速度——平均技术速度。
评价汽车运输工作效率的指标有：汽车运输生产率——周转率运输成本——油料及轮胎消耗，保养周期经济：运输成本：低运输生产率：高舒适：视觉上：线形美观，赏心悦目，自然环境与景观设计生理上：平稳、不颠簸，离心力下心理上：轻松，有安全感，心情愉快。
第1节概述一、汽车行驶性能的主要内容1. 动力性能——汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向力决定、所能达到的平均行驶速度，即指决定汽车加速、爬坡和获得最大速度的性能。
线形设计:最大纵坡，坡长限制，长陡坡上陡坡与缓坡的组合。
汽车理论第二章答案
第二章2.1、“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？ 答：均不正确。
①由燃油消耗率曲线知：汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。
此时，后备功率较小，发动机负荷率较高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量较小。
②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面，另一方面汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整备质量之比）大小也关系汽车是否省油。
，2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。
提示：①采用无级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了内燃机的功率，大地改善了汽车动力性。
②同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了燃油经济性。
2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线， 确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。
答：无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系：aa u nA u ==0i nr 0.377i'（式中A 为对某汽车而言的常数377.0A i r=）当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率：TwP P ηφ+='P e由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为e n'。
将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。
带同一φ植的道路上，不同车速时无级变速器的调节特性。
2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性? 提示： ①缩减轿车总尺寸和减轻质量大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。
为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行驶中负荷率低也是原因之一。
②汽车外形与轮胎降低D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。
2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。
(整理)汽车理论总结吐血推荐
第一章：汽车的动力性1.汽车的动力性的定义和评价指标。
（1）定义：汽车在良好的路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
（2）评价指标：最高车速、加速时间和最大爬坡度。
○1最高车速µamax ：是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。
○2汽车的加速时间t ：表示汽车的加速能力。
常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。
超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。
○3汽车的最大爬坡度ⅰmax ：是指Ⅰ挡最大爬坡度。
汽车的上坡能力实用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax 表示的。
2.写出汽车的行驶平衡方程式（两种方式）。
解释每个力的含义和计算公式。
（1）F t =F f +F w +F i +F jF t :驱动力；ri i T t T 0g tq F η⋅⋅⋅=F f :滚动阻力； αcos fG F f ⋅= F w :空气阻力；15.212aD u A C F w ⋅⋅=F i :坡度阻力 ；F i =G ·sin α F j :加速阻力dtdu mδ=j F （2）3.利用汽车驱动力----行驶阻力平衡图评价汽车的动力性。
dt du m G u A C f G r i i T δααη++⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅sin 15.21cos 2aD T 0g tq (1)最大车速时，即曲线交点对应的速度值。
Ft= Ff+Fw ，Fi=0 ，Fj=0(2)加速能力 Fj= Ft- Ff -Fw ，Fi=0，即剩余驱动力。
(3)爬坡能力：是指汽车在良好路面上克服滚动阻力和空气阻力后的余力全部用来克服坡度阻力时所能爬上的坡度。
一般情况下，直接挡（最高挡）的最大爬坡度略大一些好。
§2 汽车行驶理论
Ga dv Pt Pw Ga f Gai g dt
（ 2—
Pt Pw dv f i D Ga Ga g dt 两面同除 ：
15）
Байду номын сангаас
（ 2—
D
dv / dt 0
则称 为动力因数。其含义：某型汽车在海平面高度上，满载情况下，
D f i
单位车重所具备的后备牵引力。当汽车作等速行驶时，
2 2
(V2 2 V12 )
（2—18）
和
D1 D2 (V2 V1 ) ic f 2 254sc
（2—19）
s c 就大 从上式可知，汽车动力上坡时，当 ic大时， s c 就小，反之， ic 小，
例题2—1：在海拔900m的碎石路面上，公路纵坡为3%，某解放牌汽车
由式（2—6）得：
dv dv g D ( ) ( D f i ) g dt dt
其中: 1 1 2ik 2 , Ⅳ档时， ik 1.0
1
1 0.032, 2 0.05 ，Ⅲ档时，ik 1.9
则Ⅲ档时： 1 0.032 0.051.92 1.213
（2—4）
故有： P 0.377 t
（ 2—5）
如解放牌CA-10B型载重车的数据：
M e max 31kg m 9.81
一档 二档
6.24 3.32 1.9
i0 7.63 M 0.80 ~ 0.85
rk 0.482
ik
三档
四档
五档
1.0（直接档）
0.81（超车档） 6.7
（3）满足在道路上行驶的舒适性。
《汽车行驶理论》课件
PART FIVE
操控性能是指 汽车在行驶过 程中，驾驶员 对车辆进行操 控的能力和效
果。
操控性能包括 转向性能、制 动性能、加速 性能、稳定性
能等。
操控性能的好 坏直接影响到 汽车的安全性、 舒适性和驾驶
体验。
操控性能的评价 通常通过测试和 实验来进行，包 括赛道测试、制 动测试、加速测
试等。
安全性能评估：包括碰撞测试、安全配置、驾驶辅助系统等 提升方法：加强车身结构、提高安全配置、优化驾驶辅助系统等 安全配置：包括安全带、安全气囊、防撞梁等 驾驶辅助系统：包括ABS、ESP、车道保持系统等 碰撞测试：包括正面碰撞、侧面碰撞、翻滚测试等 安全驾驶习惯：包括遵守交通规则、保持安全车距、避免疲劳驾驶等
PART SEVEN
尾气排放：汽车尾气中含有多种有害物质，如CO、NOx、HC等，对大气环境造成污染 噪音污染：汽车行驶过程中产生的噪音，对周围环境和居民生活造成影响 交通拥堵：汽车数量过多，导致交通拥堵，增加能源消耗和空气污染 交通事故：汽车行驶过程中发生的交通事故，对环境和人员安全造成威胁
噪音污染：汽车行驶产生的噪音对环境造成污染，影响人们的工作和生活 健康影响：长期暴露在噪音环境中，可能导致听力下降、睡眠障碍等健康问题 生态影响：噪音对野生动物的生存和繁衍产生影响，破坏生态平衡
热能转化为机械能，驱动车轮 转动
机械能转化为动能，推动车辆 前进
车辆行驶过程中，部分动能转 化为热能，部分热能转化为机 械能，形成能量循环
加速过程：发动机提供动力，将化学能转化为机械能，推动车辆前进 减速过程：车辆通过刹车系统，将机械能转化为热能，降低车速 能量转换效率：影响车辆加速和减速性能的重要因素 能量回收系统：在减速过程中回收部分能量，提高能源利用效率
汽车行驶理论
②．行驶车速：受车速影响较大。
V<50 时， f 变化较小。 V>100 时， f 增加较快。 V=150-200时，f 急剧增大。 ③. 轮胎性质：胎压，轮胎材料，结构。
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
3.汽车的行驶阻力(resistance to motion of motor vehicle) （2）汽车的行驶阻力
I
—惯性力系数(或旋转质量换算系数)。
惯性力系数主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以 及传动系的传动比有关.
1 1 2ik2
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
3.汽车的行驶阻力(resistance to motion of motor vehicle) （2）汽车的行驶阻力 滚动阻力 坡度阻力 空气阻力 惯性阻力
1 RW KAv 2 2
K——空气阻力系数，它与汽车的流线型有关，可参 考表2—3选用或查阅有关资料 将车速v（m/s）化为V（Km/h）并化简，得并化简，得 KAV 2 RW 21.15
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
3.汽车的行驶阻力(resistance to motion of motor vehicle) （2）汽车的行驶阻力 4）惯性阻力
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
5.动力性能(dynamic force)分析 （1）当汽车作等速行驶： D=f+i=ψ ψ 称为道路阻力系数 （2）动力特性图 D-----V 关系图
§ 2.2 汽车的牵引力与牵引平衡
5.动力性能(dynamic force)分析 （3）提高汽车的运行效率，从三方面入手： 1）提高汽车牵引力； 2）提高路面与轮胎间的附着力； 3）减小行驶阻力。
汽车行驶理论
（1）发动机外特性曲线 发动机转速特性曲线（发动机转速特性曲线），油门全开时称发 动机外特性曲线，否则称发动机部分负荷特性曲线。
N max M max
功率曲线
扭矩曲线
最小转速
最大转速
nmin
滚动阻力与汽车的总重力成正比，若坡道倾角为α时，其值 可用下式计算。 Pf＝G f cosα 由于坡道倾角α一般较小，认为cosα≈1，则 Rf=G f （N） 式中：Pf——滚动阻力（N）； G——车辆总重力（N）； f——滚动阻力系数，它与路面类型、轮胎结构和行驶速 度等有关，一般应由试验确定，在一定类型的轮胎和一定车速 范围内，可视为只和路面状况有关的常数，见表2-4。
nM
nN
nmax
汽油发动机外特性
（2）发动机曲轴扭矩M及发动机转速特性
发动机输出的功率N与产生的扭矩M的关系：
M ne N 9549
( KW )
ne 2 M ne N M w M 60 1000 9549
3、驱动轮扭矩Mk
发动机曲轴上的扭矩M经过变速箱（变速比ik ）和主传动器 （变速比i0）两次变速 两次变速的总变速比为：i=i0· ； ik 传动系统的机械效率为ηT<1.0； 传到驱动轮上的扭矩Mk为： Mk=M i ηT 已知发动机曲轴转速ne与车速V之间的关系为：
2、我国公路设计采用的车辆外廓尺寸
城市道路设计采用的车辆外廓尺寸见书P36
2.1 汽车的类型、尺寸和构造
3、车辆的构造
发动机、底盘、 车身和电气设备
底盘是汽车的主体，包括传动系、行驶系、转向系、制动系
2汽车行驶理论
Pf Ga f cos
Ga 为车重
Ga f v cos Nf kw 3600
第二章 汽车行驶理论
2.空气阻力Pw 汽车在行驶中迎风面空气受阻所引起的阻力，它与汽车 迎风的压力、形状、大小，汽车后面因空气稀薄产生的吸力 及汽车表面与空气的摩阻等有关 汽车与空气相对运动所引起的。 根据空气动力学的研究和试验得知 Pw=c·ρ·F·vHn c：流线型系数 ρ：空气密度，kg/m3 F：汽车迎风面面积，m2 vH：汽车与空气的相对速度，m/s n：随车速度变化的指数，当vH <1m/s时，n=1； 当1< vH <330m/s时，n=2；当vH >330m/s时， n=3
第二章 汽车行驶理论
三、汽车行驶的阻力 Pf：滚动阻力，来自汽车赖以行驶的路面 Pw：空气阻力，来自空气 Pt：坡度阻力，汽车重力在平行于路面方向的分力。（上坡为
正，下坡为负）
Pj：惯性阻力，汽车变速行驶时所产生的惯性阻力。（加速为 正，减速为负）
第二章 汽车行驶理论
1.滚动阻力（Pf） （车轮在路面上滚动时所产生的阻力，是由路面与轮胎变形引 起的） 汽车的轮胎具有弹性，所以当车轮滚动时，轮胎会连续 反复地发生变形。当轮胎变形时，在其材料内部，各帘布层 之间，帘布层和橡胶层之间都要发生摩擦。因此，在车轮滚 动时一定会有一部分功率消耗在这些摩擦损失上。另外，当 汽车在柔性路面上行驶时，不仅轮胎会产生变形，路面亦会 产生变形。这时，其接触面间也有摩擦损失，要消耗一部分 功率。
第二章 汽车行驶理论
3.坡度阻力（重力在平行路面方向的分力）
Pi Ga sin Pi Ga i N
N(上坡为正，下坡为负)
10 sin tan i
汽车行驶理论最新课件
2） 制动性：指汽车强制停车和降低车速的能力。汽车制动性能 的好坏，直接关系到行车安全，制动性能好，汽车才能以较高的 车速行驶。
转速是指发动机曲轴单位时间内的旋转次数，用每分钟转数（r/min）为 单位。转速的大小影响汽车行驶的快慢。
（ ③扭矩
扭矩是指汽车发动机产生于曲轴上的转动力矩，用牛顿米（N.m ）为单 位。汽车发动机扭矩的大小，决定汽了车行汽驶理车论产最新生牵引力的大小。
④转动角速度 指单位时间内发动机曲轴转动的角度，单位是弧度/秒（rad/s）。
（2）发动机有效功率Ne和曲轴扭矩Me的关系
发动机内燃料燃烧产生的热能，通过活塞、曲轴转化为机械能，产生 有效功率 N，e 驱使曲轴以每分钟 n的e 转速旋转，产生扭矩 M，e 再 经过一系列的变速、传动，在驱动轮上产生扭矩 M k 推动汽车前进。 由功率的基本功式：
Ne Me/1000
2ne /60
如对汽车后轴中心取矩，则按平衡条件可得
Y fL G a L b s i P n jL y b co M js z 0
解上式可得作用在汽车前轴车轮的侧向反作用力
Yf P jy L bco sG L aL bs in M jz
（2—7）
同理可得作用在汽车后轴车轮的侧向反作用力为
Y bP jy Lf co sG L aLf s in M jz
①有效功率
有效功率指汽车在单位时间内所具有的做功的能力，单位为千瓦（KW）。 不同的汽车，发动机性能不同，所发出的有效功率也不同。如在发动机转 速为3000时，不同汽车发动机所发出的最大功率分别为：解放CA—141， Nmax=99KW/3000r（135马力）；黄河JN—150，Nmax=117.6kw/1800r；红旗 小轿车CA-772，Nmax=161.8KW/4000r。 （ ②转速
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Y C cos Ga sin
Y C Ga i0
很小，则cos 1,sin tg i0
C
Ga g
v2 R
GV 2 127 R
Y
GaV 2 127 R
Ga
i0
Ga
V2 127 R
i0
汽车横向稳定性不取决于 Y 的绝对值，而取决于横向力与车重的比值
-------叫横向力系数(lateral force coefficient)，即：
规定超高横坡 iB 、合成坡度 ih 等指标的依据之一。
§ 2.4 汽车在道路上行驶的稳定性
2.汽车行驶的横向稳定(lateral stability)
（1）汽车在曲线上行驶所产生的横向作用力
§ 2.4 汽车在道路上行驶的稳定性
2.汽车行驶的横向稳定(lateral stability)
内
外
法向力： Z Ga cos C sin （大）Z Ga cos C sin （小） 横向力：Y C cos Ga sin （小）Y C cos Ga sin (大)
§ 2.3 汽车在道路上行驶的稳定性
汽车行驶的稳定性(running stability) -----指汽车在
行驶过程中，受外部因素作用，而不发生侧滑、倾 覆现象的能力。 – 按方向分： 纵向稳定性 \ 横向稳定性 – 丧失稳定的方式分：滑动稳定性 \ 倾覆稳定性
影响因素： ① 汽车本身的结构参数； ② 驾驶员的因素； ③ 作用于汽车的外因。
（2-27）
Z1 0
tan 0
L2 hg
>>1
45º 100％
§ 2.4 汽车在道路上行驶的稳定性
1.汽车行驶的纵向稳定(longitudinal stability)
(3)纵向倒溜
下滑力= Ga sin ，附着力= Z 2 将（2-28）带入得
Ga sin
Ga cos L1 Ga sin hg
Y Ga
V2 127R
i0
§ 2.4 汽车在道路上行驶的稳定性
2.汽车行驶的横向稳定(lateral stability)
(2)横向倾覆
倾覆力矩： Yhg (C cos Ga sin )hg
稳定力矩：
Z
b 2
(Ga
c
o
s
C
s
i
n )
b 2
由极限平衡条件，则
Yhg
(Ga
cos
C sin) b
(3)横向滑移
滑动力=Y 抗滑力= Ga 横
Y Ga 横 Βιβλιοθήκη 横= Y = Ga
根据实验与经验的总结，一般可采用
纵=0.7~0.8 横=0.6~0.7
§ 2.4 汽车在道路上行驶的稳定性
2.汽车行驶的横向稳定(lateral stability)
(4)横向滑移横向稳定性的保证
1）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值的大 小。 2）横向倾覆和滑移的条件分别是：
Z1
Ga
c
o
s L2
L
Ga
s
i
nhg
（2-27）
2）对前轮着地点 A 取矩，则可得后轮垂直反力：
Z2L
Ga
cos
L1
Ga
sinhg
Z2
Ga
cos
L1
L
Ga
sin hg
（2-28）
1.汽车行驶的纵向稳定(longitudinal stability)
(2)纵向倾覆
Z1
Ga
cosL2
L
Ga
s in hg
2
(Ga
b Ci0 ) 2
（2-33）
式中，其中 b 为汽车轮距；C i0 与 Ga 相比甚小，可忽略不计，则
Yhg
Ga
b 2
，
Y b
Ga 2hg
（2-34）
由式（2-34）即可得到汽车不产生倾覆的稳定条件为
b
2hg
（2-35）
§ 2.4 汽车在道路上行驶的稳定性
2.汽车行驶的横向稳定(lateral stability)
X b
G 2hg
X G
h
现代汽车在设计制造时重心较低，一般
而 h 0.5
所以
h
b 2hg
。
b 2hg
，即
b 1 2hg
，
可见，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象，为此，在道路设计中 应保证汽车不产生横向滑移，同时也就保证了横向倾覆的稳定性。
3） 装载过高时可能发生倾覆现象。
t a n Gd L2
Ga
hg
（2-26）
例如一般载重车满载时， Gd 0.66 ~ 0.76 ， Ga
附着系数 见表所示，泥泞时可为 0.2，冰滑时为 0.1，带入式（2-26），则 泥泞时： tan 0.132 ~ 0.152 冰滑时： tan 0.060 ~ 0.076
这就是确定最大纵坡 imax=9%（四级公路山岭重丘区）、
汽车的行驶稳定性
纵向滑移 纵向稳定性
纵向倾覆
横向稳定性
纵向滑移 纵向倾覆
纵坡、重心、 先后
横坡、速度、 弯道半径、先后
1.汽车行驶的纵向稳定(longitudinal stability)
(1)汽车在直坡道上的受力分析
1）对后轮着地点 B 取矩，则可求得前轮垂直反力：
Z1L Ga cosL2 Ga sin hg
L
t a n
L1
hg t a n
L
（2-24）
因 h, tan 较小，可略去不计，并且
L1 L
Gd Ga
，
tan
L1
L
Gd Ga
§ 2.4 汽车在道路上行驶的稳定性
1.汽车行驶的纵向稳定(longitudinal stability)
(4)纵向稳定性的保证
要求公路纵坡满足：
tan tan tan 0 亦即