道路勘测设计第二章汽车行驶理论
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G 3、惯性阻力 R ma a 汽车的质量：平移质量——惯性力 I g 旋转质量——惯性力
1
2
G RI RI1 RI 2 a g
RI 2 I
dt
故汽车的总行驶阻力R
R Rw RR RI
汽车的运动方程式与行驶条件
1、汽车的运动方程式 1）驱动平衡 T R Rw RR RI M T kAv2 G 2）方程式： U G ( f i) a r 21.15 g 2、汽车的行驶条件
2008年4月
v Gv X F Gi h Gi h G i h gR gR
2 2
2.曲线上汽车的受力分析
引入横向力系数μ，作为衡量稳定性程度的 指标，其意义为单位车重的横向力，即
X v ih G gR
用V（km/h）表达上述公式，则：
2
V ih 127 R
R T Gk
第二节 汽车的动力特性
• 动力性能：指汽车所具有的加速、上坡、最大速 度等的性能。 • 一、汽车的动力因数 • 1、公式推导： T R R R
w R I
T Rw RR RI
T Rw G( f i)
G a g
(T Rw ) / G ( f i )
一、汽车行驶的纵向稳定性
下坡i（不考虑超高横坡）方向的力： 重力作用在前轴上的荷载W1´
W L G cos l2 G hg sin
' 1
W
' 1
G cos l2 G hg sin L
W1´
一、汽车行驶的纵向稳定性
• 1、纵向倾覆（见P36图2.3.1） Gl cos Ghg sin 0 i tg l 0 ii • hg • 2、纵向滑移（倒溜） G < G sin Gk i tg sin • i i G • 3、纵向稳定性的保证 l G • hg →1 G 1 l G • G < hg 或 i < i0 汽车发生纵向倾覆之前，首先发 生纵向滑移， G i ＝ • i< G
横向稳定性条件分析
横向稳定性的保证 b 1 ， h <0.5 2hg b h < 2 hg 时， h 横向稳定性即可保证。 （滑移发生先于倾覆）
第四节 汽车的制动性
制动性：见40
一、影响制动性的因素： 1、汽车的制动机构 2、人体机能 3、路面状况 二、汽车制动性的评价指标：制动减速度、制动时间、制 动距离 三、汽车制动的全过程 驾驶员反应 制动器起作用 持续制动 放松制动
2
3.横向倾覆条件分析 横向倾覆：汽车在横向力的作用下，可能产生绕外侧车轮触 地点向外倾覆的危险。 Y X
hg b
3.横向倾覆条件分析
横向倾覆条件（倾覆力矩≦稳定力矩）
Xhg Y
X b G 2hg
b b b ( Fih G) G 2 2 2
v2 R b 127 ( ih ) 2hg
二、汽车的行驶状态
4、临界速度Vk 与每一排挡的最大动力系数Dmax相应的速度 5、汽车的最高速度： 指节流阀全开、满载（不带挂车）、在表面平整 坚实水平路段上作稳定行驶时的速度。 6、汽车的最小稳定速度 指满载（不带挂车）在路面平整坚实的水平路段 上，稳定行驶时的最低速度。
三、汽车的爬坡能力
2 0 0
2 0 0
0
k
2
k
k
2
k
二．汽车行驶时的横向稳定性
1.汽车在弯道上行驶所受的离心力
Y
X
二．汽车行驶时的横向稳定性
1.汽车在弯道上行驶所受的离心力
假定：汽车在圆曲线上作匀速圆运 动。 离心力：汽车在弯道上，由于惯性 产生离心力。 作用点：汽车重心 方向：水平 背离圆心 大小：
离心力的影响：对汽车在 平曲线上行驶的稳定性影 响很大，可能产生横向滑 移或横向倾覆。
2008年4月
道路勘Leabharlann Baidu设计
（第二章 汽车行驶理论）
孝感学院城市建设学院 道桥教研室 赵花丽
内容提要
1、汽车的驱动力和行驶阻力 2、汽车的最高行驶速度 3、汽车的最小稳定速 4、汽车的爬坡能力 5、汽车的制动性的含义 6、汽车的纵、横向稳定性
概述：
• • • • • • • • • • • • • • • 一、研究汽车行驶理论的意义（就公路线形设计方面讲） 1、保证汽车在路上行驶的稳定性 2、尽可能提高车速 3、保证行车畅通 4、尽量满足行车舒适 二、汽车的行驶性能 1、动力性能 2、通过性（越野性） 3、制动性 4、行驶稳定性 5、行驶平顺性 6、操纵稳定性 三、汽车的一般构造 1、发动机、底盘、车身、电气设备四部分组成 2、主要技术参数：整车装备质量、最大总质量、最大装载质量、轴载质量（ 空载、满载）、车长、车宽、车高、轴距、轮距、前悬和后悬、最小转弯半径 、最高车速、最大爬坡度、最小离地间隙、接近角与离去角。
a g
令
D
T Rw G
，其中D为动力系数。
一、汽车的动力因数
2、动力系数的含义 某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位 车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。
D PV 2 QV W
其中P、Q、W见P24。 3、动力特性图： 用曲线表示D与V的函数关系的图形。 运用：1）求得汽车在某一道路条件下等速行驶 的最大速度； 2）求算汽车的加速性能； 3）求算汽车的爬坡性能。
1、定义：指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其 它行驶阻力后所能爬上的纵坡度。
i D f
2、最大爬坡度：指汽车在坚硬路面上用最低档作等 速行驶时所能克服的最大坡度。
第三节 汽车的行驶稳定性
• 汽车的行驶稳定性：见P36 • 影响汽车行驶稳定性的因素有： 1、汽车本身的结构参数 2、驾驶员的操作技术 3、道路与环境等（作用于汽车的外部因素）
4.横向滑移条件分析
横向滑移：汽车在横向力的作用下，可能产生沿横向力方 向的侧向滑移。 稳定条件：横向力大于或等于轮胎与路面之间的横向附着 力。即：
X Y h G h
φh——横向附着系数
X h G
R
127 h ih
V2
利用此式可计算出汽车在平曲线上行驶时，不产生横 向滑移的最小平曲线半径R或最大允许行驶速度V。
一、汽车的动力因数
4、动力因数D的海拔荷载修正系数： G （因为海拔不在海平面；汽车不满载） G ——海拔系数 G——满载时汽车的总重力 G ——实际装载时汽车的总重力
二、汽车的行驶状态
1、道路阻力系数：
f i
2、 与D和行驶状态的关系 <D时， g ( D ) >0 a 加速 ＝D时， a ＝0 等速 >D时， a g (D ) <0 减速 3、平衡速度VP 与任意的 ＝D相应等速行驶的速度。
第一节 汽车的驱动力及行驶阻力
• 一、汽车的驱动力 驱动力来源于汽车的内燃发动机。 • 二、汽车的行驶阻力 汽车受力：路面摩擦力；因路面凹凸不平产 生的力；因路面结构而产生的力（路拱、表面形 状、弯道等）。 阻力：空气阻力Rw 道路阻力RR 惯性阻力RI
汽车的行驶阻力
1、空气阻力 R 1 kAv 2 kAv ( N ) w 2 21.15 注：对汽车列车的空气阻力，一般可按每节挂车的空气 阻力为其牵引车的20％折算。 2、道路阻力 Rf Gf cos Gf 滚动阻力Rf 坡度阻力Ri Ri G sin Gi RR G( f i)
Gv 2 F gR
超高：为了减少离心力的作用，保证汽车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲 线上的路面做成外侧高、内侧低呈单向横披的形式，称为横向超高。
2.曲线上汽车的受力分析 将离心力F和车重分解为平行于路面的横向 力和垂直于路面的竖向力，即： 横向力： X＝Fcosα－GSinα 竖向力： Y＝FSinα＋Gcosα α很小，可以认为sinα≈tgα＝ih ，cosα≈1 ， ih称为横向超高坡度
1
2
G RI RI1 RI 2 a g
RI 2 I
dt
故汽车的总行驶阻力R
R Rw RR RI
汽车的运动方程式与行驶条件
1、汽车的运动方程式 1）驱动平衡 T R Rw RR RI M T kAv2 G 2）方程式： U G ( f i) a r 21.15 g 2、汽车的行驶条件
2008年4月
v Gv X F Gi h Gi h G i h gR gR
2 2
2.曲线上汽车的受力分析
引入横向力系数μ，作为衡量稳定性程度的 指标，其意义为单位车重的横向力，即
X v ih G gR
用V（km/h）表达上述公式，则：
2
V ih 127 R
R T Gk
第二节 汽车的动力特性
• 动力性能：指汽车所具有的加速、上坡、最大速 度等的性能。 • 一、汽车的动力因数 • 1、公式推导： T R R R
w R I
T Rw RR RI
T Rw G( f i)
G a g
(T Rw ) / G ( f i )
一、汽车行驶的纵向稳定性
下坡i（不考虑超高横坡）方向的力： 重力作用在前轴上的荷载W1´
W L G cos l2 G hg sin
' 1
W
' 1
G cos l2 G hg sin L
W1´
一、汽车行驶的纵向稳定性
• 1、纵向倾覆（见P36图2.3.1） Gl cos Ghg sin 0 i tg l 0 ii • hg • 2、纵向滑移（倒溜） G < G sin Gk i tg sin • i i G • 3、纵向稳定性的保证 l G • hg →1 G 1 l G • G < hg 或 i < i0 汽车发生纵向倾覆之前，首先发 生纵向滑移， G i ＝ • i< G
横向稳定性条件分析
横向稳定性的保证 b 1 ， h <0.5 2hg b h < 2 hg 时， h 横向稳定性即可保证。 （滑移发生先于倾覆）
第四节 汽车的制动性
制动性：见40
一、影响制动性的因素： 1、汽车的制动机构 2、人体机能 3、路面状况 二、汽车制动性的评价指标：制动减速度、制动时间、制 动距离 三、汽车制动的全过程 驾驶员反应 制动器起作用 持续制动 放松制动
2
3.横向倾覆条件分析 横向倾覆：汽车在横向力的作用下，可能产生绕外侧车轮触 地点向外倾覆的危险。 Y X
hg b
3.横向倾覆条件分析
横向倾覆条件（倾覆力矩≦稳定力矩）
Xhg Y
X b G 2hg
b b b ( Fih G) G 2 2 2
v2 R b 127 ( ih ) 2hg
二、汽车的行驶状态
4、临界速度Vk 与每一排挡的最大动力系数Dmax相应的速度 5、汽车的最高速度： 指节流阀全开、满载（不带挂车）、在表面平整 坚实水平路段上作稳定行驶时的速度。 6、汽车的最小稳定速度 指满载（不带挂车）在路面平整坚实的水平路段 上，稳定行驶时的最低速度。
三、汽车的爬坡能力
2 0 0
2 0 0
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k
2
k
k
2
k
二．汽车行驶时的横向稳定性
1.汽车在弯道上行驶所受的离心力
Y
X
二．汽车行驶时的横向稳定性
1.汽车在弯道上行驶所受的离心力
假定：汽车在圆曲线上作匀速圆运 动。 离心力：汽车在弯道上，由于惯性 产生离心力。 作用点：汽车重心 方向：水平 背离圆心 大小：
离心力的影响：对汽车在 平曲线上行驶的稳定性影 响很大，可能产生横向滑 移或横向倾覆。
2008年4月
道路勘Leabharlann Baidu设计
（第二章 汽车行驶理论）
孝感学院城市建设学院 道桥教研室 赵花丽
内容提要
1、汽车的驱动力和行驶阻力 2、汽车的最高行驶速度 3、汽车的最小稳定速 4、汽车的爬坡能力 5、汽车的制动性的含义 6、汽车的纵、横向稳定性
概述：
• • • • • • • • • • • • • • • 一、研究汽车行驶理论的意义（就公路线形设计方面讲） 1、保证汽车在路上行驶的稳定性 2、尽可能提高车速 3、保证行车畅通 4、尽量满足行车舒适 二、汽车的行驶性能 1、动力性能 2、通过性（越野性） 3、制动性 4、行驶稳定性 5、行驶平顺性 6、操纵稳定性 三、汽车的一般构造 1、发动机、底盘、车身、电气设备四部分组成 2、主要技术参数：整车装备质量、最大总质量、最大装载质量、轴载质量（ 空载、满载）、车长、车宽、车高、轴距、轮距、前悬和后悬、最小转弯半径 、最高车速、最大爬坡度、最小离地间隙、接近角与离去角。
a g
令
D
T Rw G
，其中D为动力系数。
一、汽车的动力因数
2、动力系数的含义 某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位 车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。
D PV 2 QV W
其中P、Q、W见P24。 3、动力特性图： 用曲线表示D与V的函数关系的图形。 运用：1）求得汽车在某一道路条件下等速行驶 的最大速度； 2）求算汽车的加速性能； 3）求算汽车的爬坡性能。
1、定义：指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其 它行驶阻力后所能爬上的纵坡度。
i D f
2、最大爬坡度：指汽车在坚硬路面上用最低档作等 速行驶时所能克服的最大坡度。
第三节 汽车的行驶稳定性
• 汽车的行驶稳定性：见P36 • 影响汽车行驶稳定性的因素有： 1、汽车本身的结构参数 2、驾驶员的操作技术 3、道路与环境等（作用于汽车的外部因素）
4.横向滑移条件分析
横向滑移：汽车在横向力的作用下，可能产生沿横向力方 向的侧向滑移。 稳定条件：横向力大于或等于轮胎与路面之间的横向附着 力。即：
X Y h G h
φh——横向附着系数
X h G
R
127 h ih
V2
利用此式可计算出汽车在平曲线上行驶时，不产生横 向滑移的最小平曲线半径R或最大允许行驶速度V。
一、汽车的动力因数
4、动力因数D的海拔荷载修正系数： G （因为海拔不在海平面；汽车不满载） G ——海拔系数 G——满载时汽车的总重力 G ——实际装载时汽车的总重力
二、汽车的行驶状态
1、道路阻力系数：
f i
2、 与D和行驶状态的关系 <D时， g ( D ) >0 a 加速 ＝D时， a ＝0 等速 >D时， a g (D ) <0 减速 3、平衡速度VP 与任意的 ＝D相应等速行驶的速度。
第一节 汽车的驱动力及行驶阻力
• 一、汽车的驱动力 驱动力来源于汽车的内燃发动机。 • 二、汽车的行驶阻力 汽车受力：路面摩擦力；因路面凹凸不平产 生的力；因路面结构而产生的力（路拱、表面形 状、弯道等）。 阻力：空气阻力Rw 道路阻力RR 惯性阻力RI
汽车的行驶阻力
1、空气阻力 R 1 kAv 2 kAv ( N ) w 2 21.15 注：对汽车列车的空气阻力，一般可按每节挂车的空气 阻力为其牵引车的20％折算。 2、道路阻力 Rf Gf cos Gf 滚动阻力Rf 坡度阻力Ri Ri G sin Gi RR G( f i)
Gv 2 F gR
超高：为了减少离心力的作用，保证汽车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲 线上的路面做成外侧高、内侧低呈单向横披的形式，称为横向超高。
2.曲线上汽车的受力分析 将离心力F和车重分解为平行于路面的横向 力和垂直于路面的竖向力，即： 横向力： X＝Fcosα－GSinα 竖向力： Y＝FSinα＋Gcosα α很小，可以认为sinα≈tgα＝ih ，cosα≈1 ， ih称为横向超高坡度