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汽车驱动力附着条件

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汽车行驶驱动力、附着条件以及汽车附着力

汽车行驶驱动力、附着条件以及汽车附着力

前轮驱动和后轮驱动时地面法向反力
对后轮取矩，得到
FZ1LFwhwTf1Tf 2 Tj1Tj2 mdduthg
hgmgsinbmgcos 0
hw hg
FZ1

1[mg(b L
f
)cos mgghsinFwhg
mhg
du] dt
6/15
对前轮取矩，得到
FZ2Lam co g sF whwTf1Tf2Tj1Tj2md dh u tg hgmsgi nFwhw0

mg ( b h g f L hg
)
bhgf b
12/15
全轮驱动
F (F Z 1F Z2) F Z
其前提条件是当
FZ1mLg且 bFZ2
mga L
才能充分利用
13/15
前轮、后轮附着利用率
后轮驱动：F 2 a fh g
F L hg
前轮驱动：F1 b fh g
L
F 2

mga
mgfh L
g
F 2

mg ( a
L
1 hg
f
)

mg ( a fh g L hg
)
L
11/15
前驱动
hgf 0
FZmg
F 1
mg
[
b L

hg L
( F 1

Ff
)]
F 1( 1
hg L
)
mg
L
(b
hg
f
)
F 1
15/15
谢谢！
xiexie!
F L hg
通常前驱动汽车的静载 荷大于后轴。 质心的位置可用称重法 确定。

1.3驱动力与附着力解析

1.3驱动力与附着力解析

Ft Z2
全轮驱动的汽车，Zφ是作用于所有驱动轮的地面法向反 作用力。因此，全轮驱动的汽车的附着力较大。
3.汽车行驶的驱动与附着条件
将汽车行驶的驱动条件与附着条件联写，得
Ff Fi Fw Ft Z
汽车行驶的驱动与附着条件，也是汽车行驶的充分与必要 条件。 （必要条件）驱动条件：汽车本身能够产生足够的驱动力 ，发动机能产生足够大的扭矩或功率，足以克服各种行驶 阻力。
sin tan i
2 a
Meik i0m CD Av Gdu Gf Gi r 21.15 gdt
1.3.2汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
1.汽车行驶的驱动条件
Ft F f Fw Fi Ft F f Fw Fi Ft F f Fw Fi
壤，这时附着系数φ的数值不仅取决于轮胎与土壤间的摩擦
作用，同时还取决于土壤的抗强度。只有当嵌入轮胎花纹沟 槽的土壤被剪切脱开基层时，轮胎在接地面积内才产生相对
滑动，车轮发生滑转。
汽车行驶的附着条件可近似地写成：
或
Ft F Ft Z
Zφ——作用于所有驱动轮的地面法向反作用力 双轴汽车后轮驱动时，Zφ=Z2，Z2是后轮的地面法向反作 用力，附着条件为
由于胎面在接地过程中的微小滑
动，胎面上大量的细微花纹可进一步 擦去接角面间的水膜，这样轮胎接地 面积后部可以与路面直接接角，因而 可提供足够的附着力。 宽断面轮胎和子午线轮胎由于与 地面的接触面积增大，附着系数较高。 合成橡胶制成的轮胎也较天然橡胶的 轮胎有较高的附着系数。
F1方程式赛车在不同天气条件下 使用的不同胎面花纹的轮胎
2.轮胎的结构和气压
轮胎的结构： 细而浅的花纹

汽车理论2——附着条件与功率平衡

汽车理论2——附着条件与功率平衡

WBcos b T t L L WBcos b T t L L Tjw2 m2 du dt GW2sin Tf2 从动轮 FZ2
驱动轮
FP2 FX2
Tf2
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
FZ2 FX2
从动轮受力图
Fp2
du = m2 dt + Gw2 sinα + FX 2
FX 2r = Tf 2 +Tjw2
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
中，令
du i = 0, = 0 dt
可得到高速行驶时的后轮驱动汽车的驱动轮的 附着率
Cϕ2 =
Ff 1 + Fw FZs2 − FZw2
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
高速行驶时后轮法向反作用力与切向 反作用力随车速的变化曲线
FZ2 5000 4000
N
CLr=0
CLr=0.15 CLr=0.28
Tt 2 Ψ= Tt1 +Tt 2
前轮驱动的汽车 Ψ =0， 后轮驱动的汽车 Ψ =1
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
根据Ψ 值，忽略滚动阻力、空气阻力与 旋转质量的影响，前后轮的切向反作用 力
1 du ) g dt 1 du ) FX 2 = ΨG(sinα + g dt
FX1 = (1−Ψ)G(sinα +
−FZw2 +G
rf cosα L
汽车行驶的附着条件与汽车的附着 率
hg b FZs1 = G( cosα − sinα) L L
hg a FZs2 = G( cosα + sinα) L L
静态轴荷的法向反作用力，由汽车重力分配 到前、后轴的分量产生。

DEC_03_驱动与牵引性能_07车辆动力性发挥的行驶附着条件

DEC_03_驱动与牵引性能_07车辆动力性发挥的行驶附着条件
本节内容结束
FZ—地面作用在车轮上的法向反 力；
—附着系数，与路面和轮胎都 有关。
后轮驱动时，附着条件是
FX 2 FZ 2
Tt
Tf 2 r
FX 2
FZ 2
附着条件：地面作用在驱动轮上 的切向反力小于驱动轮的附着力。
§3.7 车辆动力性发挥的行驶附着条件 1.车辆行驶的附着条件
由附着条件可得
FX 2
FZ 2
根据上面求得的前、后轴驱动轮的地面法向反作用力与地面切 向反作用力，可以确定前驱动轮或后驱动轮的附着率。
C1

1 Fi Fj
FZS1
G g
hg L
Ff du dt
Ff1
C2
Fi Fj Ff
FZS2
G g
hg L
Ff2 du dt
§3.7 车辆动力性发挥的行驶附着条件
5.全轮驱动车辆受地面条件限制的加速与爬坡能力
令
C 2
FX 2 FZ 2
C 2—后轮驱动汽车驱动轮的附着
率；
后轮驱动汽车的附着条件也可以表 达为
C 2
前轮驱动时，附着条件是
FX1 FZ1
令
C1
FX 1 FZ1
C 1—前轮驱动汽车驱动轮的附着
率；
前轮驱动汽车的附着条件也可以表 达为
C1
§3.7 车辆动力性发挥的行驶附着条件 2.车辆的地面法向反作用力
第七节 车辆动力性发挥的行驶附着条件
本节将介绍附着力、附着条件、附着率等基 本概念，分析汽车在纵向坡道上加速上坡时 的受力 ，确定汽车在不同行驶条件下的附着 率。
§3.7 车辆动力性发挥的行驶附着条件 1.车辆行驶的附着条件
地面对轮胎切向反作用力的极 限值（最大值）即为附着力。

1.4汽车的行驶的附着条件与附着率

1.4汽车的行驶的附着条件与附着率

1.4 汽车的行驶的附着条件与附着率1.4.1 汽车行驶的附着条件2z F 附着力是路面对驱动轮切向反力的极限值，在硬路面上，它与驱动轮法向反作用力成正比，即max X Z F F F ϕϕ==式中，ϕ称为附着系数，它是由路面与轮胎决定的。

由作用在驱动轮上的转矩T 引起的地 t 面切向反作用不能大于附着力，否则将发生驱动轮滑转现象，即对于后轮驱动的汽车222t f X Z T T F F rϕ−=≤这就是汽车行驶的附着条件。

对于前轮驱动汽车，其前驱动轮的附着率亦不能大于地面附着系数。

驱动轮地面法向反作用力与汽车的总体布置、行驶状况及道路的坡度有关。

式中ϕ为附着系数，它与路面的种类和状况、车轮运动状况、胎压及花纹有关，行驶车速对附着系数也有影响。

在一般动力性分析中只取附着系数的平均值，见表1-3。

1.4.2 汽车的附着力与地面法向反作用力汽车的附着力决定于附着系数以及地面作用于驱动轮的法向反作用力。

附着系数主要取决于路面的种类和状况，行驶车速对附着系数也有影响。

图1-13 为汽车加速上坡时的受力图。

图中，G 为汽车重力；α为道路坡度角；g h 为汽车质心高；1f T 、2f T 为作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩；je T 为作用于横置发动机飞轮上的惯性阻力偶矩；1jw T 、2jw T 为作用在前、后车轮上的惯性阻力偶矩；1Zw F 、2Zw F 为作用于车身上并位于前、后轮接地点上方的空气升力；1Z F 、2Z F 为作用在前、后轮上的地面法向反作用力；、为作用在前、后轮上的地面切向反作用力；L 为汽车轴矩；、为汽车质心至前、后轴之距离。

1X F 2X F a b 若将作用在汽车上的诸力对前、后轮与道路接触面中心取力矩，则得1122cos sin cos cos sin cos g g f g o w Z Zw g g f g o w Z Zw h h I i i I b G du r F G F G L L g L Lr Lr dt L h h I i i I a G du F G F G L L g L Lr Lr dt L frf αααααα⎫⎛⎞⎛⎞=−−+±−−⎪⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎪⎝⎠⎬⎛⎞⎛⎞⎪=+++±−+⎜⎟⎜⎟⎪⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎭∑∑ （1-10） 在式(1-10)中不能再计入对前、后轮与道路接触面中心的距。

汽车行驶的附着条件与汽车的附着率.

汽车行驶的附着条件与汽车的附着率.

FX 2
Tf 2 r
Tjw2 r
Ff 2
Fp 2

m2
du dt
Gw2
sin


Ff
2
忽略
车身受力分析
Fp 2

m2
du dt
Gw2
sin


Ff
2
✓在X方向
Fp1

Fp 2

Fw
WB
sin


mB
du dt
Fp1

Ff
2

Fw

(Gw2
WB
)
sin


(m2

mB
)
du dt
动态分量 空气升力
滚动阻力偶
FZs1

G(cos
b L
sin

hg L
)
FZs 2

G (cos
a L
sin
hg L
)
FZd1
(G g
hg L

I f igi0 rL

Iw ) du rL dt
FZd 2
(G g
hg L

I f igi0 rL

Iw ) du rL dt
第五节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
一、汽车行驶的附着条件
驱动力大
动力性强
驱动力大
足够的附着力 （切向力）
动力性强
满足轮胎与地 面的附着条件
附着力 附着力大小的计算
地面对轮胎的作用力 切向的作用力 极限值
FX max F FZ
公式成立的条件是在 硬路面上。

1.4汽车行驶的附着条件与附着力

1.4汽车行驶的附着条件与附着力
（1）静态轴荷的法向反作用力
FZs1
G
b L
cos
hg L
sin
FZs 2
G
a L
cos
hg L
sin
➢主要与质心位置及 坡度角有关。
（2）动态分量
FZd1
G g
hg L
g G
Iw Lr
g G
If igi0 Lr
du dt
FZd 2
G g
hg L
g G
Iw Lr
g G
If igi0 Lr
du dt
sin
G g
hg L
FZ 2
G
a L
cos
hg L
sin
G g
hg L
Iw Lr
Iw Lr
If igi0 Lr If igi0 Lr
du dt
du dt
FZw1
G
rf L
FZw 2
G
rf L
cos
cos
静态轴荷
动态分量
空气升力 滚阻的作用
12
第12页，共37页。
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
C2
a
q hg
q
LL
➢ C2为加速上坡行驶时要求的地面附着系数
；换言之，当给定路面的附着系数时，汽车能通
过的最大等效坡度为q。
第27页，共37页。
q a L 1 hg
L
27
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
2）前轮驱动汽车
当汽车由后轮驱动时
C2
a
q hg
q
LL
q a L 1 hg
L
同理可得，当汽车由前轮驱动时

简述汽车驱动力和附着条件之间的关系

简述汽车驱动力和附着条件之间的关系

简述汽车驱动力和附着条件之间的关系
汽车驱动力和附着条件之间有着密切的关系，它们在车辆的性能和操控方面起着至关重要的作用。

首先，汽车驱动力是指引发车辆沿着所选方向前进的力量。

常见的汽车驱动力有内燃机驱动力、电动机驱动力和混合动力驱动力等。

其中，内燃机驱动力通过燃烧燃料产生的能量来推动车辆前进。

而电动机驱动力则是通过电能转化为机械能来驱动车辆。

不同的驱动力系统具有不同的特点和性能，如内燃机具有高功率输出和长续航里程，而电动机则具有低噪音和零排放等优势。

然而，无论是什么类型的驱动力，车辆的附着条件都是驱动力能够充分发挥作用的前提。

附着条件是指车辆轮胎与路面之间的接触状态和摩擦力。

优异的附着条件可以提供良好的牵引力和操控性能，使得驱动力能够更有效地传递到地面，从而提高车辆的加速度和行驶稳定性。

附着条件受到多种因素的影响，包括路面状况、胎压、胎面材料和车速等。

例如，湿滑的路面会降低轮胎与路面之间的摩擦力，从而减少了驱动力的传递效果；胎压过高或过低都会使轮胎的接触面积减小或不均匀，进而影响附着条件的质量。

此外，驱动力和附着条件之间的关系还与车辆的重心分布和悬挂系统等因素有关。

合理的重心分布和悬挂系统设计可以改善车辆的平衡性和操控性能，从而更好地利用驱动力和附着条件的关系。

综上所述，汽车驱动力和附着条件密切相关。

优异的驱动力系统和良好的附着条件相互促进，使得车辆能够更高效地行驶和操控。

因此，在车辆设计和驾驶过程中，需要综合考虑驱动力和附着条件之间的关系，以提供更安全、可靠和高性能的汽车。

1.4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率

1.4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
LL
q b L 1 hg
L
思考：如果a=b， 哪种驱动方式的 等效坡度更大？ 答案：后驱车爬 坡能力更强
30
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
3）四轮驱动汽车
令后轴的转矩分配系数为
Tt2
Tt1 Tt2
驱动方式或
车型
Ψ
前轮驱动
0
后轮驱动
1
Audi
0.5
BMW325i
0.63
a L
cos

hg L
sin


G g
hg L

Iw Lr
Iw Lr

If igi0 Lr If igi0 Lr

du dt
du dt

FZw1

G
rf L
FZw 2

G
rf L

cos

cos


静态轴荷
动态分量=平动+旋转 空气升力 滚阻作用
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率3空气升力184滚动阻力偶矩产生的部分此项较小可以忽略不计忽略旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩之后第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率19三作用在驱动轮上的地面切向反作用力?切向反作用力最大值出现在汽车加速爬坡的工况以下将在此工况下进行分析
第一章 汽车动力性
FX 2

Tf 2 r

Tjw 2 r
Tjw2很小，忽略不计
FX 2 Ff 2
Fp 2

Ff 2
Gw2
sin


m2
du dt
25
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率

朱明zhubob-汽车理论第四节 汽车行驶附着条件

朱明zhubob-汽车理论第四节 汽车行驶附着条件
h ——汽车质心高度
7/17
质心 S
m dv dt
l1
l2
l
Fz.1.d
Fz.2.d
8/17
一、车轮法向反力
3.空气阻力引起的法向反力
前轴Fz .1.w 后轴Fz .2.w
hW FW l hW FW l
hw——空气阻力合力作用点离地高度
9/17
FW
x
Fz.1.w
l
Fz.2.w
10/17
dv ugg dt
16/17
前轮、后轮附着利用率
17/17
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 后轮驱动 前轮驱动 全轮驱动
l1 l 2 l1 l 2 l
附着系数
不同驱动方式汽车的附着利用率曲线
18/17
13/17
二、附着条件限制的加速能力
前轮驱动汽车，驱动轮与路面间的切向反作用力
dv Fx .1 FR .2 m dt
质心 S
h
G
m
dv dt
Fx.1 Fz .1
l1
l2
FR.2 Fz .2
l
14/17
根据附着条件有:
Fx.1=Fz.1μg
由式2-23有
Fz.1 = Gl2/l-mh/l*dv/dt
第四节 汽车行驶附着条件 1. 汽车行驶的驱动－附着条件
1/17
轮胎与地面的附着条件 F Fx max FZ 若Fx FZ ， 则产生滑转现象
Adhensive force
I w2
Tt
d dt
W2
du m2 dt d dt

1-4 汽车行驶的驱动-附着条件

1-4 汽车行驶的驱动-附着条件

湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
1-4 汽车行驶的驱动－附着条件
一、汽车行驶的驱动条件二、汽车行驶的附着条件三、汽车行驶的驱动-附着条件四、汽车的附着力五、汽车的附着率
HBQY
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
ϕ
ϕF F F Z x ==max ϕ称为附着系数。

F ϕ称为附着力，即地面对轮胎切向反作用力的极限值。

二、汽车行驶的附着条件
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
ϕ的值受各种因素的影响，但动力性计算中一般取为常数，如：
良好、干燥路面：0.7~0.8良好、潮湿路面：0.5~0.6良好、湿滑路面：0.2~0.4
附着系数
HBQY
HBQY
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
四、汽车的附着力
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
HBQY
1. 加速、上坡行驶时的附着率
湖北汽车工业学院汽车工程系
HBQY
HBQY
HBQY
为提高汽车的爬坡能力：
1.采用后轮驱动；
2.适当布置重心位置，使驱动轮负荷占较大比例；
3.采用全轮驱动。

对于高速行驶的汽车：
1.通过改善车身形状或增加辅助装置，降低Cl，
以减小附着率；
2.可通过总布置，调整前、后轴轴荷来减小附着率。

湖北汽车工业学院汽车工程系。

5- 汽车行驶的驱动与附着条件

5- 汽车行驶的驱动与附着条件

Ft ≤ Fϕ X 2 ≤ Z 2ϕ
匀速行驶时，Tt − Tf 2 = X ≤ Z ϕ 2 2
r
思考
驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关？其 大小可否通过驾驶员合理控制？
5
第三节 汽车行驶的驱动与附着条件
3.附着率
地面切向反作用力 由附着条件可得
X2 ≤ϕ Z2
令 Cϕ 2
X2 = Z2
附着率 地面法向反作用力
13
第三节 汽车行驶的驱动与附着条件
（一）地面与车轮的法向作用力
1.汽车在水平路面上静止 2.其他条件下
Gb cos α ( Ft − Ff )hg = − Z1 L L
b Z =G L
' 1
a Z =G L
' 2
Ga cos α ( Ft − Ff )hg = Z2 + L L
轴荷再分配现象：汽车上坡加速时，前轴荷减小，后轴荷 增大，后轴附着力随之增大，有利于保证所需要的驱动力 的发挥，因此对后轴驱动的汽车有利。
18
第三节 汽车行驶的驱动与附着条件
（2）胎面花纹 思考 胎面与 ϕ 的关系？
光面胎和带花纹的轮胎在干燥硬路面上的附着系数 有何不同？ 轮胎花纹起什么作用？ 轮胎 排水性好，又要抓地性好 沟槽越多排水性越强，湿地表现越 好，但实际接地面积也会减少，抓 地力会相对减少。
19
第三节 汽车行驶的驱动与附着条件
C ϕ 2—后轮驱动汽车驱动 轮的附着率； 后轮驱动汽车的附着条件 也可以表达为 Cϕ 2 ≤ ϕ
附着率：汽车直线行驶时， 充分发挥驱动力作用时要 求的最低附着系数
附着率越小或路面附着系数越大 ，附着条件越容易满足。
6
前轮驱动时， 如果 X1小、Z1大，则 Cϕ1 小，附着条件 容易得到满足。

1.3驱动力与附着力

1.3驱动力与附着力

m1=0.8～1.4，m2=1.2～0.7
重心高度hg 轴距L 重心到前轴的距离a
确定轴负荷分配系数的重要数据
由试验测得
汽车行驶的附着条件可近似地写成：
Ft F
或
Ft Z
Zφ——作用于所有驱动轮的地面法向反作用力
双轴汽车后轮驱动时，Zφ=Z2，Z2是后轮的地面法向反作 用力，附着条件为
Ft Z2
全轮驱动的汽车，Zφ是作用于所有驱动轮的地面法向反 作用力。因此，全轮驱动的汽车的附着力较大。
3.汽车行驶的驱动与附着条件
1.3驱动力与附பைடு நூலகம்力
1.3.1汽车的驱动力平衡方程
表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称为汽车的 驱动力平衡方程
Ft Ff Fw Fi Fj
Meiki0m fG cos CD Ava2 G sin Gdv
r
21.15
gdt
cos 1 sin tan i
宽断面轮胎和子午线轮胎由于与 地面的接触面积增大，附着系数较高。 合成橡胶制成的轮胎也较天然橡胶的 轮胎有较高的附着系数。
F1方程式赛车在不同天气条件下 使用的不同胎面花纹的轮胎
轮胎磨损： 胎面花纹深度减小，附着系数将显著下降。
轮胎气压： 硬路面，降低气压，附着系数略有增加。 松软路面上，降低气压，轮胎与土壤的接触面积增大，
Meiki0m Gf CD Ava2 Gi Gdu
r
21.15
gdt
1.3.2汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
1.汽车行驶的驱动条件
Ft Ff Fw Fi Ft Ff Fw Fi Ft Ff Fw Fi
行驶条件：

附着条件名词解释

附着条件名词解释

附着条件名词解释
1、前轮先达到附着条件,那么前轮先抱死；这时候会失去转向能力,但是不会发生后轮抱死拖滑,所以说是一种稳定工况；
2、后轮先达到附着极限,那么后轮抱死拖滑,有可能造成侧滑和甩尾,危险工况。

附着条件没有充分利用的意思是前后轮没有同时达到附着极限,只有前后轮同时达到附着极限,即同时抱死的时候就算是附着条件利用的最好。

汽车理论课本上有个I曲线,也就是理想制动力分配曲线,在这个曲线上的点是按照理想情况来的,前后轮同时抱死的情况,附着条件利用的最好。

当前后轮同时抱死的时候,假如地面附着条件是0.6,那么整车制动强度是Z=0.6是吧?制动减速度是0.6g,对吧?假如前后轮没有同时抱死,前轮先抱死吧,后轮还没达到附着极限,也就是附着条件还没利用充分,后轮还不回打滑,前轮已经抱死拖滑了,此时整车制动强度时小于0.6的,制动减速度小于0.6g。

你好好研究透制动器制动力、地面制动力、附着率、制动强度、曲线、同步附着系数等名词之间的关系就懂了的,特别是制动分析曲线那个图,非常非常重要!。

汽车行驶的附着条件与汽车的附着率(汽车理论第五版)

汽车行驶的附着条件与汽车的附着率(汽车理论第五版)

三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
切向反作用力最大值出现在汽车加速爬坡的工况， 以下将在此工况下进行分析。
25
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 将整车分解为车身、驱动轮（前轮）、从动轮（后轮）三部分，分别分析其受力。
26
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
du Fp 2 m2 Gw 2 sin FX 2 dt
思考：如果路面附着系数 0.7 ，两种轿车1挡的动
力性可否得到充分发挥？
36
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
2. 高速行驶时的附着率
FX 2 C 2 FZ 2 Ff 1 Fw Fi Fj G hg du FZs2 FZw 2 g L dt
du 0 dt
FX 1 Ff 2 Fw Fi Fj
FX 2 Ff 1 Fw Fi Fj
29
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
四、附着率
汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的
最低附着系数。
1. 加速、上坡行驶时的附着率 1）后轮驱动汽车
FX 2 C 2 FZ 2 Ff 1 Fw Fi Fj G hg du FZs2 FZw2 g L dt
将 Fp1 Ff 2 Fw (WB Gw 2 ) sin (mB m2 )
du dt
du FX 1 Ff 2 Fw G sin m dt
代入得
Ff 2 Fw Fi Fj
注意 Fj 与Fj的区别 当汽车由前轮驱动时
同理可得：
当汽车由后轮驱动时
1 FZw1 CLf Aur2 2
FZw 2

汽车行驶的附着条件与汽车的附着率

汽车行驶的附着条件与汽车的附着率

Hale Waihona Puke G ghg Ldu dt
忽略坡度阻力和加速阻力
C 2

Ff 1 Fw FZs 2 FZw2
0.99
通过改善车身形状，或者增加一 些辅助的空气动力装置，可以降低 空气升力系数，达到减小附着率改 善操纵稳定性与动力性的目的。也 可以通过调整汽车的整体布置，变 动前后轴的载荷来减小驱动轮的附 着率。
C 2

a
q hg
q
LL
a q L
1 hg
L
✓加速上坡行驶时的附着率（前轮驱动）
C1

b
q hg
q
LL
C1
等效坡度
b q L
1 hg
L
✓高速行驶时的附着率
后驱动轮的附着率
C 2

FX 2 FZ 2

Ff 1 Fw Fi Fj'
FZs 2

FZw2
驱动轮受力分析
✓在X方向
FX 1

Fp1

Gw1
sin


m1
du dt
Fp1 Ff 2 Fw (Gw2 WB ) sin

(m2

mB
)
du dt
FX 1

Ff
2

Fw

G
sin


m
du dt
FX1 Ff 2 Fw Fi Fj'
与Fj区别
后轮驱动汽车 作用在驱动轮上的切向作用力
动态分量 空气升力
滚动阻力偶
FZs1

G(cos
b L

汽车行驶的附着条件

汽车行驶的附着条件
FX 2 Ff 1 Fw Fi Fj'
四、附着率
附着率
直线行驶 充分发挥驱动力 最低的附着系数
汽车的行驶工况
附着率的计算
附着率
地面切向反作用力 地面法向反作用力
✓加速上坡行驶时的附着率（后轮驱动）
后驱动轮的附着率
C 2

FX 2 FZ 2

Ff 1 Fw Fi Fj'
FZ1
G(cos
b L
sin
hg L
) (G g
hg L

I f igi0 rL

I rL
w
)
du dt

FZw1

G
c
osf
r L
静态分 量
动态分量
滚动阻力 偶
对前轮与路面的接触中心取矩
FZ 2L
(Tf 1
Tf
2)
FZw2L (m
du dt
hg
Tje
Tjw1
Tf1 FZ1
mdu/dt Gsina Tjw1 hg
FZw2
FX1
FX2
a Gcosa b
Tjw2 Tαf2
L
FZ2
对后轮与路面的接触中心取矩
FZ1L

(Tf 1
Tf
2)

FZw1L

(m
du dt
hg
Tje
Tjw1
Tjw2 )

G sinhg

G cosb

0
整理后得
空气升 力
C 2

a
q hg
q
LL
a q L

4.3 汽车行驶驱动力、附着条件以及汽车附着力

4.3 汽车行驶驱动力、附着条件以及汽车附着力


s
s
uu aj
21/33
加速度aj
a j1
a j2
a j3
a j4
F f Fw
m
f
车速ua，km / h
图1-25 汽车加速度－速度图
22/33
ua ua max
1/ a j
速度ua
ui u const
加速时间曲线
1 a j1
图1－27
1 a j2
1 a j3
du 1 加速度： a j ( Ft F f Fw ) dt m 则加速度倒数曲线为 du dt t aj

du aj
du F j aj dt m
u aj
离散化处理后 t
t
20/33
du ds du 或者a j dt ds dt udu 1 ( Ft F f Fw ) ds m u udu ds du s aj aj
对后轮取矩，得到
6/33
对前轮取矩，得到
7/33
8/33
9/33
10/33
mga hg F 2 [ ( F 2 F f )] L L hg mga mgfhg F 2 F 2 L L mg ( a f ) mg( a fh ) g L F 2 hg L hg 1 L
Ttq3 n3 Ft3 ua3 Ft3 ua3 Ff Fw
…… …… …… …… …… …… …… ……
24/33
Ttqm n1m Ftm uam Ftm uam Ff Fw
I档 II 档
Fj aj Fj aj t
Fj1 a1 Fj1 a1 t1
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3/120
后驱动汽车 i=2
Rear drive axle MV
Fx2 Ft Ff 2 FZ 2 Ft ( f )FZ 2 f Ft FZ 2
这是汽车行驶的第二个条件！
FZ2 驱动轮地面法向反作用力
Fz2Reaction of ground on traction tire, i.e. It is controlling the second condition that MV drives. generally
FZ1
m g L2 L
且FZ 2
m g L1 L
才能充分利用
Then it can fully make use of
17/120
前轮、后轮驱动附着利用率
Utilization of MV adhesives with front or rear axle drive
后轮驱动： F 2 L1 fhg L1
Ff Fw Fi Ft FZ
is the necessary and full conditions that the MV drives.
Ff Fw Fi Ft FZ
汽车行驶的必要充分条件
4/120
2. 汽车附着力 MV adhesive force
F FZ
在硬路面上， 主要取决路面的种类和状况，也与 ua
hg L
(m
du dt
Fi
Fw )
面
FZ10 FZ
FZ 2
mgL1 L
hg L
(m
du dt
Fi
Fw )
FZ 20 FZ
F
hg L
(Fj
Fi
Fw
)
第一项是静载荷 第二项是动载荷
结论：轴距增加和重心高度小，动载荷减小。
10/120
Static load on axleຫໍສະໝຸດ FZ10mgL2 L
前轮静载荷
L1 fhg L hg
F 2
≈ mgL1 L -hg
mgL1
L
是否考虑动负荷 是
否
14/120
前驱动 For rear drive
F Z mg
F1 FZ1
F1
m
gL2 L
hg L
( F1
Ff
)
F1(1
hg L
)
mg
L
( L2
hg
f
)
F1
mg (L2 hg f L hg
)
f
15/120
有关。On the hard roadway, it depends mainly on the category and conditions of road surface, also is relevant with the velocity 路面类型 混凝土（干） 混凝土（湿） 附着系数 0.7~0.8 0.5~0.6 路面类型 碎石 土路（干） 土路（湿） 附着系数 0.6~0.7 0.5~0.6 0.2~0.4
Road Reactions on front/rear drive tire
对后轮中心取矩，得到前轮地面法向力FZ1
Torque received on rear axle , given
FZ1L
Fw hw
Tf
Tj
m
du dt
hg
hgG sin
L2G
cos
0
G=mg hw hg
FZ1
G(L2
adhesion adhesive force
Driving traction－adhesive condition
m
du dt
Ft
(Ff
汽车行驶必要条件: m
Fw
du dt
Fi )
0
Essential condition for vehicle driving :
Ft (Ff Fw Fi )
5/120
前轮驱动和后轮驱动时的地面反力
Fw
ua
du
dt
du
hw
m
Tj1 dt mg sin
hg
Tf 1
Tj2
FX 1
Tf 2
hw hg
FZ1
mg
L1
cos mg
L L2
FZ 2
FX 2
6/120
FZ1L
T
Fw hw
m
du dt
hg
hgmg
sin
L2m g
cos
0
T Tf1 Tf 2 Tj1 Tj2
第一章 汽车动力性
1.1 汽车动力性评价指标 1.2 汽车驱动力和行驶阻力 1.3 汽车驱动力－附着条件以及附着力 1.4 汽车驱动力－行驶阻力平衡图 1.5 汽车功率平衡
1/120
1.3 汽车行驶的驱动-附着条件及附着力
Driving traction, adhesive condition
1.汽车行驶驱动－附着条件
static load front tire
FZ 20
mgL1 L
后轮静载荷
static load rear tire
Dynamic load on axle
前后轮的动载荷(动轴荷、动负荷)
FZ
hg L
(Fj
Fi
Fw )
前轴减 后轴增
11/120
Ft Ff Fw Fi Fj
Ftmax F
RWD
F L hg L hg
前轮驱动： F1 L2 fhg L2
FWD
F L hg L hg
通常前驱动汽车(轿车)的前轴静载荷大于后轴。 质心的位置可用称重法确定。
L1 L2 FZ1 FZ 2
Usually for front drive MV , the static load of front axle larger then that of rear axle. The position of the mass center can be determined by means of weighing.
前驱动地面附着力
adhesive force of front drive
F1
mg
L
L2 fhg
hg
L2 fhg L hg
F1
≈ mgL2 L hg
mgL2
L
是否考虑动负荷 是
否
16/120
全轮驱动：For 4WD(AWD)
F (FZ1 FZ 2 ) FZ mg
其前提条件是当： Prior condition
18/120
100
90
Adhesive utilization
80
附
70
着
60
利
50 40
用
30
后轮驱动 RWD
率
20
前轮驱动 FWD
10
全轮驱动 4WD (AWD)
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
附着系数 Adhesive factor
不同驱动形式汽车的附着利用率曲线
Adhesive utilization depending on drive type
ua du
dt
hw hg Fw
m du
Tj1 d t m g sin
hg
Tf 1
Tj2
Fx1
FZ1
mg
L1
cos
mg
L2
L
Tf 2
Fx2
FZ 2
L=wheel base B=wheel track
FZ 2L
T
Fw hw
m
du dt
hg
hgmg
sin
L1m
g
cos
0
7/120
前轮驱动和后轮驱动时的地面法向反力
rf
)
cos
Ghg sin L
Fw hg
δmhg
du dt
只要汽车运动， FZ1 !
8/120
对前轮取矩求后轮地面法向力FZ2，得到
Torque received on front axle, given
FZ 2L
L1G
cos
Fw hw
Tf
Tj
m
du dt
hg
hgG sin
Fw hw
0
cos 1,sin i
F Ff Fw Fi Fj Fj Fw Fi＝F－Ff F
由此得到 Getting from above equations
FZ1
mgL2 L
hg L
(F
Ff
)
FZ 2
mgL1 L
hg L
(F
Ff
)
F
Ft hg
L
这就是货车采用后驱的原因！ 12/120
后驱动 For rear drive
19/120
F 2 FZ 2
F mg
F2
mgL1 L
hg L
F 2 Ff
F 2
hg
L
F 2
mgL1
mgfhg L
F2
mg
L
L1
1 hg
fhg
mg L1 fhg L hg
L
13/120
后驱动地面附着力
Adhesive force of rear drive
F2
mg L1 - fhg L -hg
FZ 2
1 L
(L1G
cos
Fw hw
rfG
cos
mhg
du dt
Ghg
sin
)