第二章 汽车行驶特性

解得：
a Im ax arcsin
2 2 DIm ax f 1 2 DIm ax f
坡道倾角； 式中： aIm ax 最低档所能克服的最大 DIm ax 最低档的最大动力因数 。
1 f
2
用imax=tanaImax计算最大爬坡坡度。
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四. 汽车的行驶稳定性
汽车在行驶过程中，能保持正常行驶状态和方向，不致失 去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力，为汽车的行驶稳定性。 影响汽车行驶稳定性的因素：汽车结构参数、驾驶员操作 技术及道路、环境等外部因素。 （一）汽车行驶的纵向稳定性
Gk i i G
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四. 汽车的行驶稳定性
（二）汽车行驶的横向稳定性
1、汽车在平曲线上行驶时力的平衡 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力， 2 公式为：
Gv F g R
离心力可能使汽车向外侧滑移或倾覆，为保证 行驶稳定性，路面做成外侧高、内侧低呈单向横 坡的形式（横向超高）。车重水平分力X可以抵消 一部分离心力的作用。
1.纵向倾覆
产生纵向倾覆的临界状态：汽车前轮法向 反作用力Z1为零，对O2点取矩并让Z1=0，得：
i0 tga0 l 2/ hg
当坡道倾角a≥a0（或i≥i0），汽车可能发 生纵向倾覆。由上式可以看出纵向稳定性与汽车 重心至后轴的距离l2和重心高度hg有关。
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四. 汽车的行驶稳定性
T R
汽车行驶必要条件（即驱动条件）
汽车能否正常行驶，还要受驱动轮与路面之间附着条件的 制约，即：
T Gk
汽车行驶充分条件 (附着条件)
根据以上汽车行驶条件，对路面提出一定要求，宏观要求 路面平整而坚实，减少滚动阻力；微观上要求路面粗糙而不滑， 以增大附着力。
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三. 汽车的动力特性
2.纵向滑移 后轮驱动的汽车，根据附着条件驱动轮不产生滑移的临界状态是：
sin tg i 则：
G sin Gk
i tg Gk / G
当倾角a≥aφ（或i≥iφ）时，汽车可能发生纵向滑移。
3.纵向稳定性的保证
比较上述两式，可知：iφ<i0，即汽车在坡 道上行驶时，先发生纵向滑移，后发生纵向 倾覆。为保证汽车行驶的纵向稳定性，道路 设计应满足不产生纵向滑移。且避免装载过 高。即：
2.道路阻力
道路阻力是由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡 度而产生的阻力，主要包括滚动阻力和坡度阻力。 滚动阻力 式中：Rf——滚动阻力；
R f Gf cos
G——车辆总重力； f——滚动阻力系数。 式中：Ri——坡度阻力； G——车辆总重力； i——道路纵坡度，上坡为正，下坡为负。
坡度阻力
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五. 汽车的制动性
1、制动平衡方程式
制动器产生制动力P阻止车轮前进，P值取决于轮胎与路 面之间的附着力，其极限值为：
P G
制动力P的方向与汽车运动方向相反。在制动减速时，车 速减小很快，可略去空气阻力影响。所以制动平衡方程式为：
即：
P RR RI 0
G G G a 0 g g a ( )
（二）汽车的构造及主要技术参数（了解）
1.一般构造 2.主要技术参数
质量、长、宽、高、轴距、轮距、最小转弯半径、最高车 速、最大爬坡度等。
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车身 电气设备
底盘
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汽车行驶对道路的基本要求：
安全：保证汽车的行驶稳定性，避免发生翻车、倒溜、侧滑等； 迅速：行驶速度——平均技术速度。 经济：运输成本：低 运输生产率：高 评价汽车运输工作效率的指标有： 汽车运输生产率——周转率 运输成本——油料及轮胎消耗，保养周期 舒适：视觉上：线形美观，赏心悦目，自然环境与景观设计 生理上：平稳、不颠簸，离心力小 心理上：轻松，有安全感，心情愉快。
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三. 汽车的动力特性
动力因数和动力特性图是按海平面及汽车满载情况下 的标准值计算的。 若道路不在海平面上，汽车也不满载，应对动力因数 D进行修正，方法是给D乘以一个修正系数λ（称为动力 因数D的海拔荷载修正系数），其值为：
G G
式中：ξ——海拔系数；查图确定或ξ=[1-2.26*10^(-5)*H]^5.3 G——满载汽车总重； G'——实载汽车总重。
因此，汽车的总行驶阻力R为：
R RW RR RI
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二. 汽车的驱动力及行驶阻力
（三）汽车的运动方程式与行驶条件
1.汽车的运动方程式
汽车在道路上行驶时，当驱动力与各种行驶阻力之和相等 时，称为驱动平衡，驱动平衡式（也称汽车的运动方程式）为：
T R RW RR RI
1.发动机曲轴扭矩
N M 9549 n
式中：M——发动机曲轴的扭矩(N· m)； N——发动机的有效功率（kW）； n——发动机曲轴的转速（r/min）。
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二. 汽车的驱动力及行驶阻力
2、驱动轮扭矩
发动机曲轴扭矩M经两次变速传给驱动轮，在Mk的作用下驱 使车轮滚动前进，将力传至从动轮的轮轴上而使从动轮运动。
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第二章
一. 二. 三. 四. 五.
汽车行驶理论
概述 汽车的驱动力及行驶阻力 汽车的动力特性 汽车的行驶稳定性 汽车的制动性能
一. 概述
（一）研究汽车行驶理论的意义
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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。 汽车行驶对道路的基本要求
RI 2
d I dt
式中：I——旋转部分的转动惯量； d ——旋转部分转动时的角加速度。 dt

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二. 汽车的驱动力及行驶阻力
一般用平移质量惯性力的修正来表示旋转质量惯性 力矩。即： G RI a g 存在情况？
式中：a——汽车加速度；
δ——惯性力系数，主要与飞轮、车轮的转动 惯量及传动比有关。
v2 X G( ih ) 即: gR
X v2 ih G gR
μ称为横向力系数， μ愈大，汽车在平曲线上的稳定性越差。 上式对确定平曲线半径、超高率及评价汽车安全性和舒适性有十分的重 要意义。
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四. 汽车的行驶稳定性
2、横向倾覆条件分析 为使汽车不产生倾覆，必须使倾覆力矩小于稳定力矩。经过整理得出：
X b G 2h g
V2 即：R b 127( ih ) 2hg
利用此式可计算汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径R或 最大允许行驶速度V。
3.横向滑移条件分析 横向力的存在可能使汽车沿横向力方向发生横向滑移。不发生滑移的条 件是(φh为横向附着系数)：

X h G
V2 即：R 127( h ih )
利用上式可计算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。
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四. 汽车的行驶稳定性
4.横向稳定性的保证
由上述两式可知，汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取 决于横向力系数μ值的大小。 根据汽车的构造特点（重心较低），一般 b=2hg，即b/2hg≈1， h 0.5 而 ，所以：
T= Mk/r=0.377nMηT/V 根据扭矩与功率的函数关系，可以推出驱动力与功率之间的关系式： T=0.377nMηT/V=3600NηT/V
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二. 汽车的驱动力及行驶阻力
（二）汽车的行驶阻力
汽车行驶时需要不断克服运动中遇到的各种阻力。
1.空气阻力
汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车后的真空吸 力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气 阻力。可以用下式计算：
操纵稳定性
汽车是否按照驾驶员的意图控制汽车的性能
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二. 汽车的驱动力及行驶阻力
为了研究汽车在道路上的运行状况，需要掌握沿汽车行驶方 向作用于汽车的各种外力，即驱动力和行驶阻力。
（一）汽车的驱动力
汽车在道路上行驶，必须有足够的驱动力克服各种行驶阻力。 汽车行驶的驱动力来自内燃发动机，发动机里热能转化为机 械能，经过一系列的变速和传动，产生Mk的扭矩驱动汽车行驶。
2 KAV 1 2 RW KA 转化为： RW 21.15 2
式中：K ——空气阻力系数，它与汽车的流线型有关； ρ——空气密度，一般ρ=1.2258（N· s2/m4）； A ——汽车迎风面积； ν ——汽车与空气的相对速度，可近似的取汽车的行驶速度。
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二. 汽车的驱动力及行驶阻力
M k MT
式中：Mk——汽车驱动轮扭矩； M——发动机曲轴扭矩； γ——总变速比，γ =io·ik，io为主传动器速比，ik为变速箱速比； ηT——传动系统的机械效率。
3.汽车的驱动力
驱动轮上扭矩=一对力偶Ta和T，Ta作用在轮缘上与路面水 平反力F抗衡，T作用在轮轴上推动汽车前进，称为驱动力（或 称牵引力），与汽车行驶阻力R抗衡。
（二）汽车的爬坡能力
汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时克服了 其他行驶阻力后所能爬上的纵坡度。因α=0，则
i D f
汽车的最大爬坡能力是用最大爬坡坡度评定的。
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。此时应该用下式计算：
DIm ax f cosa sin a

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五. 汽车的制动性
2、制动距离
V V S 254( )
2 1 2 2
汽车的动力性愈好，速度愈高，所能克服的行驶阻力 愈大。本节为道路纵断面设计提供理论依据。
（一）汽车的动力因数