第二章 汽车行驶理论

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。

高速度和大牵引力是不可兼得的。采用低速档，速比较大，能获得较大的牵
引力和较低的速度；采用高速档，速比较小，能获得较小的牵引力和较高的
速度。
整理课件
13
二、汽车的行驶阻力
汽车在运动过程中会遇到阻力，这些阻力有来自汽车周围空气介 质；有来自道路；也有来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力。这些阻力 包括：
滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、和惯性阻力。
主传动器的速比 i0=6.39
采用低速档，速比大，牵引力大，速度小。
整理课件
12
2、牵引力的表达式
PMk Miki0k0
rk
rk
根据牵引力的表达式还可得到牵引力和速度的关系
Vrk 2iki0n16000r0k 0.377nikrki0 0.377nMk0
P
结论：在转速一定时，牵引力与车速成反比，因此，在同一发动机条件下，
（2）表达式：Rw=KAv 2/21.15(N) K___空气阻力系数，与汽车流线型有关
A——汽车迎风面积
V——汽车的行驶速度
（3）存在形式：存在于任何情况下，且永远为正
整理课件
17
3、坡度阻力Ri
（1）产生的原因：重力平行于路面方向的分力与汽车前 进
方向相同或相反。
（2）表达式：Ri= G sinα=Gtgα=G i (3) 存在形式：存在于有坡度的情况下，且上坡为正，下
254s
(V22 V12)
整理课件
32
例：东风EQ—140型的汽车在公路上做上坡行驶，驶入坡道 的速度V1=55km/h，以Ⅳ档行驶。坡道上f=0.02， Ⅳ档惯 性力系数δ取1.159，问 1）现欲不换档以动力上坡，坡道的坡度i为6%，则此 坡段最长可设多长？

7、通过性：指汽车在各种道路和无路地带行驶的能 力。汽车性能越好，其适用范围就越广。
二、汽车行驶对路线的要求
1、保证汽车在路上行驶的稳定性 即保证安全行车，不发生翻车、倒溜或侧滑。因此需要在研
究汽车行驶过程中的力系的平衡条件、分布情况和行车稳定性 等的基础上，合理设置纵、横坡度和弯公以及提高车轮与路面 间附着力。 2、尽可能提高车速。

nM——最大扭矩所对应的转速(r／min)；
2．驱动轮扭矩Mk
发动机曲轴上的扭矩M经过变速箱（速比ik）和主 传动器（速比i0）两次变速
两次变速的总变速比为：γ=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=MγηT 驱动轮上的转速nk为：
nk
第二章 汽车行驶性能
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。
M
发动机转速特性曲线：
将发动机的功率N、扭矩M以及燃油消耗率ge与 发动机的转速n之间的函数关系以曲线表示，则该 曲线称为发动机外特性曲线。
东风EQ-140发 动机外特性曲线
发动机转速特性经验公式：
功率
N

Nmax 1

n nN


2
(
n nN
)2


3
(
n nN
)
3


(kw)

第二章 汽车行驶理论道路必须提供给汽车一个安全、迅速、经济与舒适。

1.安全：①保证汽车不翻车，倒溜或侧滑。

②保证视距、交通组织。

2.速度：保证汽车能充分发挥动力性能。

3.经济：①便捷。

②不使汽车过于耗能。

4舒适：①坐车舒适。

②行车视觉舒适。

第一节 汽车的性能和运动时的受力一、汽车的构造投影仪演示 发动机—转速3000r/nim →V=510km/h扭矩353N ·m ，牵引力784kN离合器—平稳启动、换挡平顺。

变速箱—减速。

万向传动轴，万向节→柔性连接主传动器—动力移动改变90°，减速增大扭矩。

—差速器、车辆。

驱动轮燃料→热能→活塞、曲轴→机械能→作功。

1.发动机每秒发动机Ne 、Me 、ne 都有特定的关系——外特性曲线。

投影仪演示Ne max ——最大功率Me max ——最大扭矩Mp ——最大功率时相应的扭矩n N ——最大功率时相应的转速n M ——最大扭矩时的转速⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=)(33221max kW n n n n n n N N N N N ααα （清华汽车理论） 汽油机 a 1=1 a 2=1 a 3=-1柴油机 0.5 1.5 -10.6 1.4 -1（西公） 载重车 0.75 1.5 -1.25轿 车 0.56 1.55 -1.112.离合器作用：（1）保证起步时工作平稳。

（2）行进中换挡。

（3）传动系不至于过载。

3.变速箱作用：减速增扭传动比：i K 机械效率：n K4.万向传动作用：柔和接触、传动5.（主传动器、减速器）作用：①减速、增扭②动力转90°方向。

减速比：i o机械效率：n o6.驱动轮：二、设计车辆的外形用于设计计算用。

通过统计计算各抽象？设的车轴外形。

三、汽车运动中的受力分析投影仪演示第二节 汽车的牵引力及行驶阻力一、牵引力)(377.0N M Vn M M T T Tkηγγηγ=== 二、行驶阻力T=P f +P w ±P i ±P jP f —滚动阻力P w —空气阻力P i —坡度阻力P j —惯性阻力 即a gG i f G KAV r M U T δλη++⨯+=)(25.212 1.滚动阻力：汽车在道路上行驶时的滚动阻力来源于轮胎表面于路面之间的摩阻滑移，轮胎橡胶在接触表面处的弯曲变形，车轮滚过路表面突出的石子或不平整的破碎路面，车辆从道路的低洼处爬出，推动车轮通过砂、雪或泥地，在轮、轴和组合器轴承处以及变速齿轮中的内部摩阻等。