最新10汽车通过性和平顺性
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汽车的平顺性和通过性
输入 路面不平度 车速 发动机、传动系和车轮等旋 转部件的非平衡干扰
本章将围绕人体对振动的反应和平顺 输出 车身传至人体的加速度 悬架弹簧的动挠度 车轮与路面间的动载荷
性的评价指标、路面不平度的统计特性（振
动系统的输入）、振动系统的动力学分析、 振动系统的输出特性等内容而展开。
评价指标 加权加速度均方根值 撞击悬架限位的概率 行驶安全性
灌木丛、水障等）的能力。
通过性取决于地面的物理和力学性质及汽车的结 构参数和几何参数。 汽车教研室
第四节
汽车通过性的参数
顶起失效：当车辆中间底部
间隙失效：汽车 与地面间的间隙不足 的零件碰到地面而被顶住的情况。 触头失效：当车辆前端触及 地面而不能通过的情况。 托尾失效：当车辆尾部触及 地面而不能通过的情况。
第13章 汽车的平顺性和通过性
什么是汽车平顺性？ 保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境
具有一定舒适程度和保持货物完好的性能。
为什么要研究汽车的平顺性？ 振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康， 影响货物的完整性以及零部件的性能和寿命。
汽车教研室
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第13章 汽车的平顺性和通过性
振动系统 弹性元件 阻尼元件 车身、车轮质量
汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切 线与地面间的夹角。
γ1越大，越不容易发生触头失效。
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第四节 汽车通过性的参数
（4）离去角γ2 汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线 与地面间的夹角。 γ2越大，越不容易发生托尾失效。
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第四节 汽车通过性的参数
汽车教研室
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第一节
行驶平顺性的评价指标
本章将围绕人体对振动的反应和平顺 输出 车身传至人体的加速度 悬架弹簧的动挠度 车轮与路面间的动载荷
性的评价指标、路面不平度的统计特性（振
动系统的输入）、振动系统的动力学分析、 振动系统的输出特性等内容而展开。
评价指标 加权加速度均方根值 撞击悬架限位的概率 行驶安全性
灌木丛、水障等）的能力。
通过性取决于地面的物理和力学性质及汽车的结 构参数和几何参数。 汽车教研室
第四节
汽车通过性的参数
顶起失效：当车辆中间底部
间隙失效：汽车 与地面间的间隙不足 的零件碰到地面而被顶住的情况。 触头失效：当车辆前端触及 地面而不能通过的情况。 托尾失效：当车辆尾部触及 地面而不能通过的情况。
第13章 汽车的平顺性和通过性
什么是汽车平顺性？ 保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境
具有一定舒适程度和保持货物完好的性能。
为什么要研究汽车的平顺性？ 振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康， 影响货物的完整性以及零部件的性能和寿命。
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第13章 汽车的平顺性和通过性
振动系统 弹性元件 阻尼元件 车身、车轮质量
汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切 线与地面间的夹角。
γ1越大，越不容易发生触头失效。
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第四节 汽车通过性的参数
（4）离去角γ2 汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线 与地面间的夹角。 γ2越大，越不容易发生托尾失效。
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第四节 汽车通过性的参数
汽车教研室
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第一节
行驶平顺性的评价指标
第七章 汽车的通过性和行驶平顺性
• 车轮接地比压是指车轮对地面的单位压力。车 辆在松软地面上行驶的滚动阻力系数和附着系 数都与车轮接地比压直接有关。 • 车轮接地比压小，轮辙深度小，车轮的行驶阻 力和车轮沉陷失效的概率就小。同样，当汽车 行驶在粘性土壤和松软雪地上时，降低车轮接 地比压可使得车轮接地面积增加，提高地面承 受的剪切力，使车轮不易打滑。 • 车轮接地比压与轮胎气压有关，车轮在硬路面 上承受额定载荷时，其关系式为 p k w p w
（4）前轮距与后轮距
• 当汽车在松软地面上行驶时，各车轮都 需克服形成轮辙的阻力（滚动阻力）。 如果汽车前轮距与后轮距相等，并有相 同的轮胎宽度，则前轮辙与后轮辙重合， 后轮就可沿被前轮压实的轮辙行驶，使 汽车总滚动阻力减小，提高汽车通过性。 所以，多数越野汽车的前轮距与后轮距 相等。
（5）前轮与后轮的接地比压
45～50
25～60 45～60
35～40
25～45 35～45
20～30
16～28 22～42
越野车（乘 用） 客车
210～370
45～50
35～40
20～30
220～370
10～40
6～20
28～44
2.接近角与离去角
• 接近角和离去角，是指自车身前、后突 出点向前、后车轮引切线时，切线与路 面之间的夹角。 • 它表征了汽车接近或离开障碍物(如小丘、 沟洼地等)时，不发生碰撞的能力。 • 接近角和离地角越大，则汽车的通过性 越好。
（3）轮胎气压
• 在松软地面上行驶的汽车，应相应降低轮 胎的气压，以增大轮胎与地面的接触面积， 降低接地比压，从而减小轮胎在松软地面 的沉陷量及滚动阻力，提高土壤推力。 • 在硬路面上行驶时，应适当地提高轮胎气 压，这样可以减小轮胎变形，使行驶阻力 减小。 • 当车轮通过不同路面时，要求不同的轮胎 气压 ，故有“中央充气系统”，但结构复 杂，可靠性差，应用不广。
汽车维修课件——汽车的平顺性和通过性评价
影响汽车通过性的因素
1．汽车的最大驱动力 2．行驶速度 3．汽车轮胎 4．汽车车轮 5．液力传动 6．差速器 7．悬架 8．拖挂 9．驾驶方法
汽车平顺性的评价
平顺性的评价标准
ISO2631-1:1997(E) 《人体承受全身振动评价——第一部分：一般要求》 GB/T4970-1996 《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》
第十章 汽车的平顺性和通过性评价
通过性 汽车在满载情况下能以足够高的平均车速通过各种 坏路、无路地带和克服各种障碍的能力。又称越野性。 (最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角)
平顺性 评价乘坐者的舒适程度，通常指乘客对振动的适应 程度
汽车通过性参数 汽车通过性参数可用最小离地间隙、接近角、离去角和
纵向通过半径等通过性几何参数来描述，主要根据汽车的 类型和使用条件而定。
汽车行驶平顺性参数 汽车行驶平顺性主要取决于车身的振动加速度，自由振
动固有频率、振幅、人--车振动系统的响应特性（或传递 函数）等参数。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通过性几何参数
1．最小离地间隙 2．纵向通过半径 3．接近角与离去角 4．最小转弯半径 5．车轮工作半径
汽车理论：第五章 汽车的平顺性、通过性
▪ 式中，ua为汽车行驶速度；Tw为驱动轮输入转矩； ω为驱动轮角速度；r为驱动轮动力半径；sr为滑 转率。
(3)燃油利用指数Ef
▪ 单位燃油消耗所输出的功。 ▪ 表达式为
Ef=Fdua／Qt
▪ 式中，Qt为单位时间内的燃油消耗量。
▪ 汽车在松软路面上行驶时，车轮与地面之间的附着力要 比在硬质路面上的附着力小得多，所以遇到的滚动阻力 要比硬路面上的大得多。因此，汽车的驱动与附着条件 常得不到满足，而降低了汽车的通过能力。
▪ 表征汽车通过性能的主要参数有汽 车通过性的几何参数及支承与牵引 参数。
▪ 汽车的通过性与汽车其他性能的关系也很密切。如良好 的动力性可提供足够大的驱动力，以克服越野行驶时较 大的道路阻力。
▪ 试验证明，采用子午线轮胎之后，轮胎的静挠度 增加40％以上，使得车身固有频率降低。
▪ 但是，轮胎的刚度过低，会增加车轮的侧向偏离， 影响汽车的操纵稳定性。
▪ 因此，目前有的轮胎在减小径向刚度的同时，其 侧向刚度仍较高。
4、座椅的布置
▪ 座椅的布置对平顺性非常重要。接近车身 中部的座位，其振动比较小，两端的座位 振动幅度较大，所以轿车座位的布置均在 前后轴轴距之内。
第五章 汽车的平顺性
▪ 汽车的平顺性是指保持汽车在行驶过程中 乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性 能对于货车指保持货物完好的性能。
▪ 路面不平是汽车振动的基本输入，故平顺 性主要指路面不平引起的汽车振动，频率 范围约为0.5～25Hz。
▪ 汽车行驶时，发动机、传动系和车轮等旋 转部件激发汽车的振动。
▪ 这里主要就道路状况和汽车的技术状况等因素对 汽车子顺性的影响加以论述。
▪ 道路不平是引起汽车振动的主要原因，对汽车行 驶平顺性的影响很大。当汽车在不平路面上行驶 时，车身和前后车桥都经常承受来自道路的冲击 作用。对一定类型的汽车来说，振动的强烈程度 取决于道路状况和行驶速度。
汽车性能与使用第5章汽车通过性和平顺性
– 越窄，通过性越好。
几款SUV通过性比较
倾覆失效
越野汽车在通过较大的侧坡或纵坡，可能导致汽车 的倾覆失效。 在侧坡上直线行驶时，当坡度大到重力通过一侧车 轮中心，而另一侧车轮的地面法向反作用力等于零时， 则车辆将发生侧翻。
B tanβ = 2h g
式中β——汽车不发生倒翻的极限角。 为了防止侧翻，汽车的质心应尽量降低，轮距应尽
• 表征：
– 汽车可无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。
– 纵向通过角越大，汽车的通过性越好。
最小转弯直径
• 【定义】：
– 车辆行驶过程中，方向盘 向左或向右转到极限位臵 时，车辆外转向轮在其支 撑面上的轨迹圆直径。
最小转弯直径
表征：
车辆在最小面积内的回转能力和通过狭窄弯 曲地带或绕过障碍物的能力 转弯时机动性能
雪地、冰面、沼泽等地面的能力。
第1节 汽车通过性
一． 通过性的概念 二． 轮廓通过性参数（评价指标） 三． 影响通过性的因素
二、轮廓通过性参数
【间隙失效】
在越野行驶时，由于汽车与不规则地面的间 隙不足，可能出现汽车被托住而无法通过的 现象，称为间隙失效。
间隙失效主要有三种形式：
顶起失效是车辆中间底部的零件碰到地面，
>8000 汽车总质量 <2000 <6500 <8000 /kg ≤5 ≤2～3 ≤1.5～ ≤0.5～1 最低稳定车 速/（km/h） 2.5
2．汽车车轮
–轮胎花纹 –增大轮胎直径和宽度 –选择合适的轮胎气压 –减少滚动阻力
（1）轮胎花纹
正确选择轮胎花纹，可以提高在一定路面上的通过
性 越野汽车的轮胎具有宽而深的花纹 ：
在湿路面上行驶时，由于只有花纹的凸起部 分与地面接触，使轮胎对地面有较高的单位 压力，足以挤出水层 ； 在松软地面上行驶时，轮胎下陷，嵌入土壤 的花纹凸起的数目增加，与地面接触面积及 土壤剪切面积都迅速增加，因而，同样能保 证有较好的附着性能。
汽车运用工程 第6章 汽车通过性和汽车平顺性
3 汽车车轮
车轮对汽车通过性有着决定性的影响，为了 提高汽车的通过性，必须正确选择轮胎的花纹尺 寸、结构参数、气压等，使汽车行驶滚动阻力较 小，附着能力较大。
1） 轮胎花纹
轮胎花纹对附着系数有很大影响。正确地选择轮胎花纹，对提高 汽车在一定类型地面上的通过性有很大作用。越野汽车的轮胎具有宽 而深的花纹。
3） 轮胎的气压
在松软地面上行驶的汽车，应相应降低轮胎气 压，以增大轮胎与地面的接触面积，降低接地比压 ，从而减小轮胎在松软地面的沉陷量及滚动阻力， 提高土壤推力。
为了提高越野汽车通过松软地面的能力，而在 硬路面上行驶时又不致引起大的滚动阻力和影响 轮胎寿命，可装用轮胎中央充气系统，使驾驶员 能根据道路情况，随时调节轮胎气压。
4） 前轮距与后轮距
当汽车在松软地面上行驶时，各车轮都需克服形成轮辙的阻力(滚动阻力)。如 果汽车前轮距与后轮距相等，并有相同的轮胎宽度，则前轮辙与后轮辙重合， 后轮就可沿被前轮压实的轮辙行驶，使汽车总滚动阻力减小，提高汽车通过性 。所以，多数越野汽车的前轮距与后轮距相等。
5） 前轮与后轮的接地比压
1 汽车的最大单位驱动力
由于汽车越野行驶的阻力很大，为了充分利用地面提供的挂钩牵 引力，保证汽车通过性，除了减少行驶阻力外，还必须增加汽车的最 大单位驱动力。
2 行驶速度
当汽车低速行驶降时，土壤剪切和车轮滑转的倾向减少。因此， 用低速行驶克服困难地段，可改善汽车的通过性。为此，越野汽车传动 系最大总传动比一般较大。越野汽车最低稳定车速可按表6-2选取，其 值随汽车总质量而定。也可由发动机的最低稳定转速求得汽车的最低稳 定行驶速度
第六章 汽车通过性 及平顺性
6-1 汽车通过性
定义：汽车在一定载荷下，以足够高的平均速度通过 坏路或无路地带（松软地、砂地、雪地、坎坷路面）和克 服各种障碍的能力。
操纵稳定性、平顺性、通过性试验
阶跃试验要求很大的场地，试验中要特别注意安全。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(四) 汽车回正能力试验 汽车回正能力试验要在平坦的场地上进行。令汽车沿半径为
15 m的圆周行驶，调整车速使侧向加速度达4m/s２，然后 突然松开转向盘，在回正力矩作用下，前轮将要回复到直线 行 摆驶 角。 速记 度录ωr这，个整过理程出的ω时r-t间曲t线、。车速u、转向盘转角δsw和横 对于最高车速超过100km/h的汽车，还要进行高速回正性 能试验，试验车速为最高车速的70%。令汽车以试验车速 直线行驶，随后驾驶员转动转向盘使侧向加速度达到2 m/s2，然后突然松开转向盘作回正试验。 回正试验是表征和测定汽车自曲线回复到直线行驶的过渡过 程，是测定自由操纵力输入的基本性能试验。回正能力是汽 车操纵稳定性的一个重要方面，一辆没有回正能力的汽车， 或基本上回不到正中(即有较大一点的残余横摆角速度)，或 回正过程中行驶方向往复摆动的汽车，驾驶员和乘客都是不 满意的。
试验中记录转向盘转角及转向盘转矩，并按双纽线路径每一周 整理出如图5-5-2所示的转向盘转矩-转向盘转角曲线。通常以 转向盘最大转矩、转向盘最大作用力及转向盘作用功等来评价 转向轻便性。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(二) 稳态转向特性试验
稳态转向特性试验的目的是测定汽车对转向盘转角输入达到 稳定行驶状态时汽车的稳态横摆响应。我国主要采用定转向 盘转角试验法。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(五) 转向盘角脉冲试验 通常以汽车横摆角速度频率特性来表征汽车的动特性。因此，
频率特性的测量成为一个重要的试验。这个试验要确定给转 向盘正弦角位移输入时，输出(汽车横摆角速度)与输入的振 幅比与相位差。通过直接给转向盘正弦角位移输入来测量汽 车的频率特性是很困难的，因为一方面准确的正弦输入难以 做到，而且要在几个固定车速下给转向盘以不同频率的正弦 输入也是很费时间的。所以，经常是用转向盘角位移脉冲试 验来确定汽车的频率特性。进行这种试验时，给等速行驶的 汽车-转向盘角位移脉冲输入，记录下输入的角脉冲与输出的 汽车横摆角速度，参看图5-5-4。通过求得输入、输出的富 氏变换，便可确定频率特性。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(四) 汽车回正能力试验 汽车回正能力试验要在平坦的场地上进行。令汽车沿半径为
15 m的圆周行驶，调整车速使侧向加速度达4m/s２，然后 突然松开转向盘，在回正力矩作用下，前轮将要回复到直线 行 摆驶 角。 速记 度录ωr这，个整过理程出的ω时r-t间曲t线、。车速u、转向盘转角δsw和横 对于最高车速超过100km/h的汽车，还要进行高速回正性 能试验，试验车速为最高车速的70%。令汽车以试验车速 直线行驶，随后驾驶员转动转向盘使侧向加速度达到2 m/s2，然后突然松开转向盘作回正试验。 回正试验是表征和测定汽车自曲线回复到直线行驶的过渡过 程，是测定自由操纵力输入的基本性能试验。回正能力是汽 车操纵稳定性的一个重要方面，一辆没有回正能力的汽车， 或基本上回不到正中(即有较大一点的残余横摆角速度)，或 回正过程中行驶方向往复摆动的汽车，驾驶员和乘客都是不 满意的。
试验中记录转向盘转角及转向盘转矩，并按双纽线路径每一周 整理出如图5-5-2所示的转向盘转矩-转向盘转角曲线。通常以 转向盘最大转矩、转向盘最大作用力及转向盘作用功等来评价 转向轻便性。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(二) 稳态转向特性试验
稳态转向特性试验的目的是测定汽车对转向盘转角输入达到 稳定行驶状态时汽车的稳态横摆响应。我国主要采用定转向 盘转角试验法。
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操纵稳定性、平顺性、通过性试验
(五) 转向盘角脉冲试验 通常以汽车横摆角速度频率特性来表征汽车的动特性。因此，
频率特性的测量成为一个重要的试验。这个试验要确定给转 向盘正弦角位移输入时，输出(汽车横摆角速度)与输入的振 幅比与相位差。通过直接给转向盘正弦角位移输入来测量汽 车的频率特性是很困难的，因为一方面准确的正弦输入难以 做到，而且要在几个固定车速下给转向盘以不同频率的正弦 输入也是很费时间的。所以，经常是用转向盘角位移脉冲试 验来确定汽车的频率特性。进行这种试验时，给等速行驶的 汽车-转向盘角位移脉冲输入，记录下输入的角脉冲与输出的 汽车横摆角速度，参看图5-5-4。通过求得输入、输出的富 氏变换，便可确定频率特性。
汽车行驶平顺性和通过性
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7．汽车的道路条件
路面不平是汽车行驶振动的主要原因。因此，提 高道路的级别，改善路面质量，减少路面的不平度， 可以减少对汽车的冲击，使汽车的振动强度降低， 从而改善乘坐舒适性，为汽车的高速行驶、高效运 输创造条件。
26
§5－2 汽车通过性
汽车通过性：指汽车在一定的装载质量下，能以足够 高的平均速度通过各种坏路及无路地带和克服各种障 碍的能力。如通过松软地面（土壤、沙漠、雪地、沼 泽）、坎坷不平地段和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、 台阶、水障）等。
第五章 汽车行驶平顺性和通过性
学习内容：
汽车行驶平顺性 汽车通过性
§5－1 汽车行驶平顺性
汽车行驶平顺性是指汽车在行驶过程中，能保证乘 员在所处的振动环境里具有一定的舒适度，以及保持 所运货物完整无损的性能。它又称为乘座舒适性。
随着人类物质生活水平的提高，人们对汽车的舒适 性要求也越来越高。因此，汽车行驶平顺性是现代高 速、高效率汽车的一个重要性能。
6
人体坐姿受振模型
3个输入点12个轴向振动
7
各轴向频率加权函数（渐进线）
各轴向0.5～80Hz的频率加权函数
8
频率加权函数、轴加权系数
位置
坐标轴名称
频率加权函数
轴加权系数 k
xs
ys
座椅支撑面
zs
rx
ry
rz
xb
靠背
yb
zb
xf
脚
yf
zf
wd
1.00
wd
1.00
wk
1பைடு நூலகம்00
we
0.63m/rad
悬挂质量 悬挂质量增加，平顺性变好，减少则平顺性变差。 为保证汽车空载或轻载时的行驶平顺性，汽车最好 使用非线性悬架或变刚度悬架。
7．汽车的道路条件
路面不平是汽车行驶振动的主要原因。因此，提 高道路的级别，改善路面质量，减少路面的不平度， 可以减少对汽车的冲击，使汽车的振动强度降低， 从而改善乘坐舒适性，为汽车的高速行驶、高效运 输创造条件。
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§5－2 汽车通过性
汽车通过性：指汽车在一定的装载质量下，能以足够 高的平均速度通过各种坏路及无路地带和克服各种障 碍的能力。如通过松软地面（土壤、沙漠、雪地、沼 泽）、坎坷不平地段和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、 台阶、水障）等。
第五章 汽车行驶平顺性和通过性
学习内容：
汽车行驶平顺性 汽车通过性
§5－1 汽车行驶平顺性
汽车行驶平顺性是指汽车在行驶过程中，能保证乘 员在所处的振动环境里具有一定的舒适度，以及保持 所运货物完整无损的性能。它又称为乘座舒适性。
随着人类物质生活水平的提高，人们对汽车的舒适 性要求也越来越高。因此，汽车行驶平顺性是现代高 速、高效率汽车的一个重要性能。
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人体坐姿受振模型
3个输入点12个轴向振动
7
各轴向频率加权函数（渐进线）
各轴向0.5～80Hz的频率加权函数
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频率加权函数、轴加权系数
位置
坐标轴名称
频率加权函数
轴加权系数 k
xs
ys
座椅支撑面
zs
rx
ry
rz
xb
靠背
yb
zb
xf
脚
yf
zf
wd
1.00
wd
1.00
wk
1பைடு நூலகம்00
we
0.63m/rad
悬挂质量 悬挂质量增加，平顺性变好，减少则平顺性变差。 为保证汽车空载或轻载时的行驶平顺性，汽车最好 使用非线性悬架或变刚度悬架。
汽车行驶平顺性
② 检查各频带的加速度均方差是否都保 持在界限值之下。
一、汽车行驶平顺性的评价指标
2.1/3倍频带分别评价法
1/3倍频带上限频率fu与下限频率的比值为
1 3
fu / fl 2
中心频率为
fc
(6-28)
fu / fl 2 fl
1 6
(6-29)
一、汽车行驶平顺性的评价指标
2.1/3倍频带分别评价法
上限频率、下限频率与中心频率的关系为
f u 1.12 f c (6-30) f l 0.89 f c
分析带宽为
f f u 标
2.1/3倍频带分别评价法
将振动传至人体加速度p(f)的功率谱密度Gp( f )，对 所对应的1/3倍频带各中心频率fci在带宽Δfi区间积分， 得到各个1/3倍频带的加速度均方根值分量σpi，即
σ pi =
1.12 f ci
第六章 汽车通过性和汽车平顺性
第一节 汽车通过性 第二节 汽车行驶平顺性
汽车行驶平顺性是指汽车在一般行驶速度范
围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而 引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运载
货物完整无损的性能。由于行驶平顺性主要
是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐
舒适性。
汽车作为一个复杂的多质量振动系统，其车身 通过悬架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通 过弹性轮胎与道路接触，发动机、驾驶室等也 以橡胶垫固定于车架上。 在激振力作用(如道路不平而引起的冲击和加速、 减速时的惯性力等)以及发动机与传动轴等振动 时，系统将发生复杂的振动。
这种振动对乘员的生理反应和所运货物的完整 性产生不利的影响；乘员也会因此必须调整身 体姿势，加剧产生疲劳的趋势。
模块十一-汽车的通过性和舒适性
式中 ——侧向附着系数。 当侧坡角的正切值，等于侧向附着系数时，汽车发生整车 侧滑。通常认为，与其发生侧翻，不如发生侧滑。即应满 足:
同理，可导出纵向倾覆的条件。它也取决于重心高度与重心 至前轴或后轴的距离。
（三）通过性的影响因素
1．行驶速度 当汽车的行驶速度降低时，土壤的剪切和车轮滑转的倾向减少。因此，用低速行 驶克服困难地段，也可改善汽车的通过性。为此，越野汽车传动系最大总传动比 一般较大， 越野汽 车最低稳定车速可按表11-１选取，其值随汽车总质量而定。
（二）影响汽车行驶平顺性的因素
汽车是由多质量组成的复杂振动系统。为了便于分析，需要进行简化。在 研究振动时、常将汽车视为由被此相联系的悬挂质量与非悬挂质量所组成。
汽车的悬挂质量由车身、车架及其上的总成所构成。该质量由减振器和悬 架弹簧与车轴、车轮相连。车轮、车轴构成非悬挂质量，车轮再经过具有一定 弹性和阻尼的轮胎支承路面上。
悬架结构、轮胎、悬挂质量和非悬挂质量是影响汽车平顺性的重要因素。
1．悬架结构
悬架结构主要指弹性元件、导向装置与减振装置，其中弹性元件与悬架系统 中阻尼对平顺性影响较大。
1)弹性元件 将汽车车身看成一个在弹性悬架上作单自由度振动的质量时，减 少悬架刚度，可降低车身的固有频率，提高汽车行驶的平顺性。但是，如果增加 高频的非悬挂质量的振动位移，大幅度的车轮振动，有时会使车轮离开地面，在 紧急制动时，会产生严重的汽车“点头”现象。为解决这一问题，可采取一些相 应措施，如采用具有非线性特性的变刚度悬架，即悬架的刚度随载荷而变，这样 可以使得在载荷变化时，保持车身振动的固有频率不变，从而获得良好的平顺性。 悬挂的非线性弹性特性，可以通过下述办法来实现：
3．差速器
为了保证各驱动车轮能以不同的角度旋转，在传动系统装有差速器。但 普通的齿轮差速器，由于它有使驱动车轮之间转矩平均分配的特性，当某一 驱动车轮陷入泥泞或冰雪路面上时，得到较小的附着力，则与之对应的另一 驱动车轮，也只能以同样小的附着力限制其驱动力。为了避免这种情况的发 生，某些越野汽车上装有差速锁，以便必要时能锁止差速器。
同理，可导出纵向倾覆的条件。它也取决于重心高度与重心 至前轴或后轴的距离。
（三）通过性的影响因素
1．行驶速度 当汽车的行驶速度降低时，土壤的剪切和车轮滑转的倾向减少。因此，用低速行 驶克服困难地段，也可改善汽车的通过性。为此，越野汽车传动系最大总传动比 一般较大， 越野汽 车最低稳定车速可按表11-１选取，其值随汽车总质量而定。
（二）影响汽车行驶平顺性的因素
汽车是由多质量组成的复杂振动系统。为了便于分析，需要进行简化。在 研究振动时、常将汽车视为由被此相联系的悬挂质量与非悬挂质量所组成。
汽车的悬挂质量由车身、车架及其上的总成所构成。该质量由减振器和悬 架弹簧与车轴、车轮相连。车轮、车轴构成非悬挂质量，车轮再经过具有一定 弹性和阻尼的轮胎支承路面上。
悬架结构、轮胎、悬挂质量和非悬挂质量是影响汽车平顺性的重要因素。
1．悬架结构
悬架结构主要指弹性元件、导向装置与减振装置，其中弹性元件与悬架系统 中阻尼对平顺性影响较大。
1)弹性元件 将汽车车身看成一个在弹性悬架上作单自由度振动的质量时，减 少悬架刚度，可降低车身的固有频率，提高汽车行驶的平顺性。但是，如果增加 高频的非悬挂质量的振动位移，大幅度的车轮振动，有时会使车轮离开地面，在 紧急制动时，会产生严重的汽车“点头”现象。为解决这一问题，可采取一些相 应措施，如采用具有非线性特性的变刚度悬架，即悬架的刚度随载荷而变，这样 可以使得在载荷变化时，保持车身振动的固有频率不变，从而获得良好的平顺性。 悬挂的非线性弹性特性，可以通过下述办法来实现：
3．差速器
为了保证各驱动车轮能以不同的角度旋转，在传动系统装有差速器。但 普通的齿轮差速器，由于它有使驱动车轮之间转矩平均分配的特性，当某一 驱动车轮陷入泥泞或冰雪路面上时，得到较小的附着力，则与之对应的另一 驱动车轮，也只能以同样小的附着力限制其驱动力。为了避免这种情况的发 生，某些越野汽车上装有差速锁，以便必要时能锁止差速器。
汽车的通过性和汽车的平顺性.ppt
通常取：kw 1.05 ~ 1.20 ,其取值取决于轮胎的刚度。
三、汽车倾覆失效
*越野汽车在通过障碍时，过大的侧坡 或纵坡会导致汽车倾覆失效。
1、侧翻失效条件：坡度大到使重力通过一侧车 轮接地中心，而另一侧车轮的地面法向反作用力 等于零时，则汽车将发生侧翻。
故： hBg
Ghg
sin
G
B cos ,
1
L1
L1 /L
/L
g
r
/
L
2
可见，L / r越小和L1 / L越大，即汽车前轮越容 易越过较高的台阶。
后轮：
hW 1 1
r r
vamax
6.48gBR hg
3、侧滑失效：在大侧坡角度的坡道上也可能发生侧滑，
其失效临界条件为： G cos 'l G sin ', 即： tg ' l
通常认为，与其发生侧翻，不如发生侧滑。
所以，应满足：
',即：B
2hg
l
4、汽车越过台阶、壕沟的能力（P171）
前轮(从动轮)碰到台阶时 的平衡方程式为： FZ' 1 cos fr FZ' 1 sin g Fz2 0 FZ' 1 sin fr FZ' 1 cos Fz2 0
的能力。
在松软地面上行驶时，汽车驱动轮对地面施加向后的水 平力，使地面发生剪切变形，相应的剪切变形所构成的 地面水平反作用力，被称为土壤推力。它常比在一般硬 路面上的附着力要小得多。
汽车在松软地面上行驶时也受到土壤阻力的作用。土壤 阻力，是指轮胎对土壤的压实作用、推移作用而产生的 压实阻力、推土阻力，以及充气轮胎变形引起的弹性迟 滞损耗阻力。它要比在硬路面上的滚动阻力大得多。因 此，它们经常不能满足汽车行驶附着条件的要求，这是 松软地面限制汽车行驶的主要原因。
三、汽车倾覆失效
*越野汽车在通过障碍时，过大的侧坡 或纵坡会导致汽车倾覆失效。
1、侧翻失效条件：坡度大到使重力通过一侧车 轮接地中心，而另一侧车轮的地面法向反作用力 等于零时，则汽车将发生侧翻。
故： hBg
Ghg
sin
G
B cos ,
1
L1
L1 /L
/L
g
r
/
L
2
可见，L / r越小和L1 / L越大，即汽车前轮越容 易越过较高的台阶。
后轮：
hW 1 1
r r
vamax
6.48gBR hg
3、侧滑失效：在大侧坡角度的坡道上也可能发生侧滑，
其失效临界条件为： G cos 'l G sin ', 即： tg ' l
通常认为，与其发生侧翻，不如发生侧滑。
所以，应满足：
',即：B
2hg
l
4、汽车越过台阶、壕沟的能力（P171）
前轮(从动轮)碰到台阶时 的平衡方程式为： FZ' 1 cos fr FZ' 1 sin g Fz2 0 FZ' 1 sin fr FZ' 1 cos Fz2 0
的能力。
在松软地面上行驶时，汽车驱动轮对地面施加向后的水 平力，使地面发生剪切变形，相应的剪切变形所构成的 地面水平反作用力，被称为土壤推力。它常比在一般硬 路面上的附着力要小得多。
汽车在松软地面上行驶时也受到土壤阻力的作用。土壤 阻力，是指轮胎对土壤的压实作用、推移作用而产生的 压实阻力、推土阻力，以及充气轮胎变形引起的弹性迟 滞损耗阻力。它要比在硬路面上的滚动阻力大得多。因 此，它们经常不能满足汽车行驶附着条件的要求，这是 松软地面限制汽车行驶的主要原因。
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整理，得
B 2hg
g
2-纵翻
汽车在纵坡上直线行
驶时，当坡度大到使重力
通过后车轴接地中心，而
Gcosβ
Gsinβ 前车轴上的地面法向反作
G L2
β
用力等于零时，为汽车将 发生纵翻的临界值。
2-纵翻
G sin *hgG co *s L 2
Gcosβ
Gsinβ
G L2
β
tan L2
hg
arctanL2
➢它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障 碍物的能力。
内轮差：转 向轴与末轴 的内轮轨迹 中心在车辆 支承面上的 轨迹圆之差
（5）转弯通道圆 ➢转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时， 车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内 圆，称为转弯通道内圆；车体上所有点在支承平面上的投影 均位于圆周以内的最小外圆，称为转弯通道外圆。
（3）纵向通过角β ➢汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作 垂直于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车 体下部较低部位时所夹的最小锐角。 ➢它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍 物的轮廓尺寸。
（4）最小转弯直径 d m i n 和内轮差
➢转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时， 外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径。
汽车在侧坡上直线 行驶时，当坡度大到使 重力通过一侧车轮接地 中心，而另一侧车轮上 的地面法向反作用力等 于零时，为汽车将发生 侧翻的临界值。
1-侧翻
GcosB 2Gsinhg 整理，得 tan B
2hg
汽车不发生侧翻的横向坡度角为
arctan(B )
2hg
（1）
B越大，hg越小，越不容易发生侧向翻倒，其稳定性也越好。
汽车行驶的附着条件:
Fx gFz
满足牵引支承条件:
m gg m a g m a g (f i)
K m /m a/g (f i)/g
二、牵引支承通过性
③车辆接地比压 指车轮对地面的单位压力。 在松软路面上行驶的滚动阻力系数和附着系数 都与车轮接地比压直接有关。
复习
轮廓通过性 汽车通过性
hg
2-纵滑
汽车发生纵滑的临界状态
G sin G co * s
Gcosβ
Gsinβ
G L2
β
tan
arctan
2-汽车的纵翻与纵滑
汽车不发生纵翻的纵向坡度角为
arctanL2
hg
（1）
汽车不发生极限侧滑的纵向坡度角 为：
arctan（2）
汽车爬坡时，宁肯让驱动轮滑转而不希望纵翻发生，满足滑转
轮胎宽度↑ 接地比压↓ ③轮胎气压
四、影响汽车通过性的因素
3、汽车车轮 ④前轮距和后轮距（相等） ⑤前轮和后轮的接地比压
先于纵翻的条件为： L 2 hg
3-水平坡路高速转弯行驶
汽车在高速圆 周行驶时，当车速 或者转向角度达到 一定值时，汽车也 将发生侧翻。
3-水平坡路高速转弯行驶
两侧车轮的地面 法向反作用力分别为：
Fz1
G 2
Fjlhg B
Fz2
G 2
Fjlhg B
在即将侧翻的临界状态下，左侧车轮法向反作用力
10汽车通过性和平顺性
第一节 汽车通过性
汽车通过性：
影响通过性的主要因素：
汽车以足够高的平均车速 汽车的几何参数； 通过各种坏路和无路地带 也与汽车的其它使用性能 (如松软地面、坎坷不平地 (如动力性、平顺性、机 段)和各种障碍（陡坡、侧 动性、稳定性、视野性) 坡 、 壕 沟 、 台 阶 、 灌 木 丛 、有关。 水障）的能力。
汽车不发生侧滑的车速为 v 12.96gRg
侧滑先于侧翻的条件为：
6.48gRB hg
12.96gRg
整理，得
B 2hg
g
侧向坡上或水平弯道路面转弯行驶，汽车侧滑先于侧翻的条 件是一样的。
四、影响汽车通过性的因素
1、汽车的最大单位驱动力 为了保证通过性，除减少行驶阻力外，还必须增
加最大单位驱动力。
1-侧滑
汽车发生侧滑的临界状态
GgcosGsin 整理，得 tang 汽车不发生侧滑的横向坡度角为
arctang （2）
1-侧翻与侧滑
汽车不发生侧翻的横向坡度角为
arctan(B )
2hg
（1）
汽车不发生侧滑的横向坡度角为
arctang
（2）
侧滑先于侧翻的条件为：
arctanB( 2hg
)
arctang
为什么汽车怕托底？
1）发动机油底壳和 变速器底壳 2）三元催化器内部 是陶瓷载体 3）油箱 4）制动油管 5）悬挂系统
二、牵引支承通过性
支承通过性——描述汽车顺利通过松软路面 等的能力。
附着质量 附着质量系数 车辆接地比压
二、牵引支承通过性
①附着质量mμ 指轮式车辆驱动轴载质量mμ ②附着质量系数Kμ 为车辆附着质量mμ与总质量ma之比.
最小离地间隙 纵向通过角 接近角 离去角
牵引支承通过性Байду номын сангаас
附着质量 附着质量系数 车辆接地比压
汽车行驶的附着条件:
Fx gFz
满足牵引支承条件:
m gg m a g m a g (f i)
K m /m a/g (f i)/g
复习
侧坡或纵坡倾覆失效 通过性破坏
高速曲线行驶侧翻
三、汽车倾覆失效
轮胎花纹 轮胎直径和宽度 轮胎气压 前轮距和后轮距 前轮和后轮的接地比压 驱动车轮数量
四、影响汽车通过性的因素
3、汽车车轮
①轮胎花纹-宽而深的花纹
潮湿路面：轮胎单位压力 大，有利于挤出花纹内水分。 松软路面：接地面积大， 附着性能好。
四、影响汽车通过性的因素
3、汽车车轮
②轮胎直径和宽度
轮胎直径↑接地比压↓（接触面积↑单位压力↓车 辙↓）土壤阻力小，减少滑转。但车轮惯性↑重心↑ 价格↑
FxGmax(TtqiG gi0rT)max
四、影响汽车通过性的因素
2、汽车行驶车速 当汽车低速行驶时，土壤的剪切和车轮滑转的
倾向减少。因此在某些路段需要使用低速挡位。与 低速挡相对应的为传动系的最大传动比的选择。
vamin0.377nigeim'ii0nr
四、影响汽车通过性的因素
3、汽车车轮
汽车车轮
为0，即：
GB 2
Fjl
hg
Fjl
G 12.96g
va2 R
汽车不侧翻的最大允许车速为：
vamax
6.48gBR(km/h) hg
3-水平坡路高速转弯行驶
汽车发生侧滑的临界状态
Fjl
G 12.96g
va2 R
Gg
汽车不发生侧滑的车速为
v 12.96gRg
3-水平坡路高速转弯行驶
汽车不发生侧翻的车速为 v 6.48 gRB hg