第二章 汽车行驶特性

第二章交通特性及其调查分析前言交通特性与交通调查是交通工程学的一个基本部分，是进行科学、合理的交通规划、设计、运营、管理的前提和基础。

通过对人、车、路交通特性的研究，以便揭示交通规律，据此编制交通规划，设计道路线形和实施交通管理。

交通调查是通过统计、实测与分析判断，掌握交通状态发展趋势及有关交通现象的工作过程。

通过对多种交通现象进行调查，得到准确的数据信息。

所以交通调查可以为交通规划、交通设施建设、交通管理与控制、交通安全、交通环境保护和交通流理论研究等方面服务。

交通调查的对象主要是交通流。

研究交通流量、密度、速度三者之间的关系，可实现交通变量之间的转换，实现控制变量与交通性能指标之间的转换。

本章将先介绍人、车、路的基本特性，其次对交通量、速度、密度及延误调查进行了介绍，最后分析了交通流三者之间的关系。

第一节人、车、路基本特性一、人的交通特性道路交通系统中的人包括驾驶员、乘客和行人。

人是交通系统中的主要参与者，贯穿于交通工程学的各个方面。

例如，汽车的结构、仪表、信号、操作系统应当适合驾驶员操纵，交通标志的大小、颜色、设置地点应考虑驾驶员的视觉机能，道路线形的设计要符合驾驶员的视觉和交通心理特性，制定的交通法规、条例应合情合理等等。

（一）驾驶员的交通特性驾驶员是交通系统中最活跃的因素之一，是影响交通安全与效率的关键要素，驾驶员通过视、听、触觉器官从交通环境中获得信息，经过大脑进行处理，作出反应和判断，再支配手、脚运动器官，操纵汽车，使之按驾驶员的意志在道路上运行。

在这一过程中，驾驶员受到自身一系列生理、心理因素制约的影响，主要通过视觉特性、反应特性、饮酒与疲劳等特性加以表现。

1.视觉特性汽车驾驶员在行车中，驾驶员的眼睛是保证安全行车重要的感觉器官，眼睛的视觉特性与交通安全有密切关系。

对于驾驶员的视觉机能，主要从以下几方面来考察：（1）视力眼睛辨别物体大小的能力称为视力。

视力可分为静视力、动视力。

顾名思义，静视力即指人和视标都在不动状态下检查的视力。

1第二章交通特性2第二章交通特性■内容介绍一、主要内容2.1 人-车-路基本特性2.2 交通量特性2.3 行车速度特性2.4 交通密度特性二、基本要求1．熟悉交通系统三个基本要素的交通特性2．掌握交通流三参数的基本概念、基本特性三、重点与难点1．驾驶员的交通特性2．交通流三参数的基本概念与特性32.4 交通密度特性2.3 行车速度特性2.2 交通量特性2.1 人-车-路基本特性本章主要内容第二章交通特性42.1 人-车-路基本特性环境小汽车、大客车、公共汽车、卡车、摩托车、人力车（自行车、三轮车）出行者、规划设计和管理者等5一、人的交通特性对人的交通特性的研究是以交通心理学为理论基础，研究驾驶员及行人在交通环境中的心理、生理和行为特征。

2.1 人-车-路基本特性（一）驾驶员(Drivers)的交通特性1．驾驶员的职责和要求社会责任感、职业道德、身体素质、心理素养、驾驶技术。

高度的社会责任感——安全意识、遵纪守法良好的职业道德——爱岗敬业、踏实工作良好的身体素质——体质、视力、判断力良好的心理素质——心平气和、文明礼貌熟练的驾驶技术——得心应手62.1 人-车-路基本特性•2004年5月31日起，国家《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》（GB19522-2004）标准正式出台。

•新标准对车辆驾驶人员血液酒精含量临界值作了调整，饮酒驾车由原来的≥30mg/100ml 调整为≥20mg/100ml ，醉酒驾车由原来的100mg/100ml 调整为≥80mg/100ml ，新国家标准的出台无疑加大了处罚的力度。

•据专家估算：20mg/100ml 大致相当于一杯啤酒；80mg/100ml 则相当于3两低度白酒或者两瓶啤酒；而100mg/100ml 就大致相当于半斤低度白酒或者3瓶啤酒。

72.1 人-车-路基本特性2．驾驶员的反应操作过程感官（接受外界信息）→感觉（大脑）→知觉（判断）→操作。

82.1 人-车-路基本特性3．驾驶员的生理、心理特性（1）视觉特性(Visual Acuity)根据统计分析，各种感觉器官给驾驶员提供交通信息数的比例是：视觉是驾驶员信息输入最重要的感觉器官。

第2章 汽车行驶特性第1节 汽车的驱动力及行驶阻力• 1)动力性能(dynamic force)• 2)通过性（cross-country power ） • 3)制动性 (braking power)• 4)行驶稳定性(running stability) • 5)行驶平顺性(smooth running) •6)操纵稳定性(operating stability)•第2节 汽车的驱动力及行驶阻力(running resistance)一 汽车的驱动力(driving force)内燃机N —机械能—扭矩M —驱动扭矩MK —牵引N=M •w=M •n •0.1047 M=9.549N/n①．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)二 汽车的行驶阻力2．坡度阻力：汽车爬坡时，重力的分力对行车的阻力由于公路纵坡α较小(α<5°) 所以 R i =G · i道路阻力:R R =G·（i+f)2) 惯性阻力：RI=δ · G · a/g（包括汽车整体质量保持原来的运动状态所产生的线性惯性阻力G · a/g 和由汽车各转动部件加/减速产生的旋转惯性阻力） 3） 空气阻力⑴．空气阻力的产生原因①．汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力。

②．车后的真空吸力③．空气质点与车身表面的摩擦力。

当行驶速度在100KM/h,以上，有时一半的功率用来克服空气阻力。

K —空气阻力系数，它与汽车的流线型有关。

将车速v （m/s ）化为V （Km/h ）并化简，得并化简，得思考题：汽车在平直的公路上作匀速行驶，受哪几种阻力的影响？三. 汽车的运动方程式与行驶条件1.汽车的运动方程式保证汽车在道路上加或等速行驶，T>=R=R W +R R +R I 减速行驶直至停止：T<R=R W +R R +R I 2.汽车的行驶条件● 必要条件：T>=R● 充分条件：T<=ϕ·G K第2节汽车的动力特性(dynamic characterization)及加减速行程一.汽车的动力因数汽车的运动方程:T=R W+R R+R I受速度影响大的合并,即T-R W=R R+R I即:T-R W=G（f+i)+δ•G · a/g令D=(T-R W )/G，ϕ= f+i(D为动力因数，表示单位重力的后备牵引力，ϕ道路阻力系数）牵引力相同，重量轻的汽车具有较好的牵引性能。

课后习题参考答案第二章 汽车行驶特性2.1 已知某条道路的滚动阻力系数为0.015，如果东风EQ －140型载重汽车装载90％时，挂IV 档以30km/h 的速度等速行驶，试求（1）H ＝0，（2）H =1500m 海拔高度上所能克服的最大坡度。

解：f ＝0.015，G /G ′＝1/0.9，负荷率取为：U ＝90％，则 海拔0m 时，海拔系数ξ＝1.0，λ＝（ξ G /G ′）＝1.111 海拔1500m 时，海拔系数ξ＝（1-2.26×105×1500）5.3＝0.833，λ＝0.925 IV 档时，36T max N 32N M 17.036()P =+=7.875710(-)21.15Ug h M M K A G g n n -⎡⎤-⋅--⨯⎢⎥⎣⎦24T Mmax N 2N M 5.305Q =() 2.917510(-)Ug h n M M r G n n --=⨯2-2max max 2-[-] 5.532210(-)N T MN M V M Ugh W M n rG n n ==⨯ 2 5.699%D PV QV W =++=H =0时，000arcsin0.04832.77tan 4.839%i αα=====o故：同理：H ＝1500时，1500150015002.162tan 3.775%i αα===o故：2.3 假定某弯道的最大横向力系数为0.10，则：（1） 当R =500m ，i h ＝5％时，允许最大车速为多少？（2） 当V ＝80km/h ，i h ＝－2%（反超高）时，平曲线半径至少应为多大？ 解；由2h =127V i Rμ-，（1）97.6km /h V ===（2）2280629.92m 127()127(0.100.02)h V R i μ===+⨯- 2.4 设某条道路规定的最大纵坡为5%，当汽车以80km/h 的车速在半径为250m 、超高横坡度为8%的平曲线上行驶时，求折减后的最大纵坡度。

道路勘测设计杨少伟课后答案最全的版本第三版课后习题参考答案第二章 汽车行驶特性2.1 已知某条道路的滚动阻力系数为0.015，如果东风EQ －140型载重汽车装载90％时，挂IV 档以30km/h 的速度等速行驶，试求（1）H ＝0，（2）H =1500m 海拔高度上所能克服的最大坡度。

解：f ＝0.015，G /G ′＝1/0.9，负荷率取为：U ＝90％，则海拔0m 时，海拔系数ξ＝1.0，λ＝（ξ G /G ′）＝1.111海拔1500m 时，海拔系数ξ＝（1-2.26×105×1500）5.3＝0.833，λ＝0.925IV 档时，36T max N 32N M 17.036()P =+=7.875710(-)21.15Ug h M M K A G g n n -⎡⎤-⋅--⨯⎢⎥⎣⎦24T Mmax N 2N M 5.305Q =() 2.917510(-)Ug h n M M r G n n --=⨯ 2-2max max 2-[-] 5.532210(-)N TMN M V M Ugh W M n rG n n ==⨯2 5.699%D PV QV W =++=H =0时，222220001.111 5.699100.0151 1.111(5.66910)0.015arcsin0.04832.77tan 4.839%i αα--⨯⨯-⨯-⨯⨯+=====故：同理： H ＝1500时，1500150015002.162tan 3.775%i αα===故：2.3 假定某弯道的最大横向力系数为0.10，则： （1） 当R =500m ，i h ＝5％时，允许最大车速为多少？（2） 当V ＝80km/h ，i h ＝－2%（反超高）时，平曲线半径至少应为多大？ 解；由2h=127Vi Rμ-， （1）127()127(0.100.05)50097.6km /hh V i R μ=+⋅=⨯+⨯=（2）2280629.92m127()127(0.100.02)h V R i μ===+⨯-2.4 设某条道路规定的最大纵坡为5%，当汽车以80km/h 的车速在半径为250m 、超高横坡度为8%的平曲线上行驶时，求折减后的最大纵坡度。

汽车运行特点道路是为汽车行驶服务的，要满足汽车在道路上行驶安全、迅速、经济、舒适、低公害的要求，就必须从驾驶者、汽车、道路、和交通管理等方面来保证。

在上述因素中，道路的线形设计与汽车行驶特性最为密切。

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对道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础。

道路线形设计要保证：1 保证汽车行驶的稳定性，即保证安全行车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需要合理设置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着力等。

2尽可能提高车速。

3保证道路行车畅通，即保证汽车不受阻或少受阻。

这就需要有足够的视距和路面宽度、合理地设置平竖曲线，以及减少道路交叉等。

4 尽量满足行车舒适，即采用符合视觉舒适要求的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。

本章主要介绍汽车的驱动力和行车阻力，汽车的动力特性，汽车的行驶稳定性、制动性和燃油经济性。

在表2－1中列出了几种有代表性的国产汽车的主要技术性能。

第一节汽车的驱动力及行驶阻力一、 汽车的驱动力汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱力来克服各种行驶阻 力。

汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机，其传力过程如下：在发动机里热能转化为机械能 → 有效功率N → 曲轴旋转（转速为n ），产生扭矩M → 经变速和传动，将M 传给驱动轮，产生扭矩M K → 驱动汽车行驶。

1 发动机曲轴扭矩M如将发动机的功率N 、扭矩M 与曲轴转速n 之间的函数关系以 曲线表示，则该曲线称为发动机特性曲线。

如果发动机节流阀全开，即高压油泵在最大供油量位置，则此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节流阀部分开启，即部分供油，则称此特性曲线为发动机部分负荷特性曲线。

在进行汽车驱动性能分析时，只需研究外特性曲线（参见图2－1），n min 为发动机的最小稳定工作转速。

随着曲轴转速的增加，发动机发出的功率和扭矩都在增加。

最大扭矩M MAX 时的曲轴转速为n M ，若转速再增加时，扭矩M 有所降低，但功率N 继续增加，一直到最大功率N MAX ，此时曲轴转速为n N 。