第4講汽車行駛特性

1、1第三節(jié) 汽車的行駛穩(wěn)定性 n汽車的行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，在外汽車的行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，在外部因素作用下，汽車尚能保持正常行駛狀態(tài)和方向，部因素作用下，汽車尚能保持正常行駛狀態(tài)和方向，不致失去控制而產(chǎn)生滑移、傾覆等現(xiàn)象的能力。不致失去控制而產(chǎn)生滑移、傾覆等現(xiàn)象的能力。n 穩(wěn)定性：縱向穩(wěn)定性：縱向n 橫向橫向 n 表現(xiàn)：滑移表現(xiàn)：滑移n 傾覆傾覆2n縱向穩(wěn)定性：縱向穩(wěn)定性： 表現(xiàn)：傾覆傾覆n 滑移（倒溜）滑移（倒溜）3n橫向穩(wěn)定性：橫向穩(wěn)定性： 表現(xiàn)：傾覆傾覆n 滑移（側(cè)滑）滑移（側(cè)滑）4n臨界狀態(tài)：汽車前輪法向反作用力臨界狀態(tài)：汽車前輪法向反作用力Z1為零為零 。n Z1

2、L - - Gl2cos0 + + Ghgsin0=0 n Z1L = Gl2cos0 - - Ghgsin0=0 g20hltg 1縱向傾覆縱向傾覆 ：g20hli n結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)坡道傾角當(dāng)坡道傾角0或道路縱坡度或道路縱坡度ii0時(shí)，汽車可能產(chǎn)生縱向傾覆。時(shí)，汽車可能產(chǎn)生縱向傾覆。 52 2縱向滑移（驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)）縱向滑移（驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)）n臨界狀態(tài)：下滑力等于驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力臨界狀態(tài)：下滑力等于驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力n GsinGsin G Gk kn因?yàn)橐驗(yàn)閟insin tgtg = = i i ，則，則縱向滑移臨界狀態(tài)縱向滑移臨界狀態(tài)條件：條件：GGtgikn縱向滑移的極限狀態(tài)縱向滑移的

3、極限狀態(tài)倒溜倒溜發(fā)生條件：發(fā)生條件：n GsinGsin G Gk kn i = tg = n結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)坡道傾角當(dāng)坡道傾角 或道路縱坡度或道路縱坡度ii 時(shí)，時(shí)，汽車可能產(chǎn)生縱向滑移。汽車可能產(chǎn)生縱向滑移。 63 3縱向穩(wěn)定性的保證縱向穩(wěn)定性的保證n 一般一般 接近于接近于1 1，而，而 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1 1，g20hli GGikn 所以，所以， i i i i0 0n 即汽車在坡道上行駛時(shí)，在發(fā)生縱向傾覆之前，即汽車在坡道上行駛時(shí)，在發(fā)生縱向傾覆之前，首先發(fā)生縱向滑移現(xiàn)象。首先發(fā)生縱向滑移現(xiàn)象。n 道路設(shè)計(jì)只要滿足不產(chǎn)生縱向滑移，就可避免道路設(shè)計(jì)只要滿足不產(chǎn)生縱向滑移，就可避免汽車的

4、縱向傾覆現(xiàn)象出現(xiàn)。汽車的縱向傾覆現(xiàn)象出現(xiàn)。n汽車行駛時(shí)縱向穩(wěn)定性的條件為汽車行駛時(shí)縱向穩(wěn)定性的條件為GGiik7二、汽車行駛的橫向穩(wěn)定性二、汽車行駛的橫向穩(wěn)定性n 汽車在平曲線上行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力，其作用汽車在平曲線上行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力，其作用點(diǎn)在汽車的重心，方向水平背離圓心。點(diǎn)在汽車的重心，方向水平背離圓心。 gRGvF2n受力分析：受力分析：n 橫向力橫向力X失穩(wěn)失穩(wěn)n 豎向力豎向力Y穩(wěn)定穩(wěn)定1 1汽車在平曲線上行駛時(shí)力的平衡汽車在平曲線上行駛時(shí)力的平衡n 離心力離心力8n將離心力將離心力F與汽車重力與汽車重力G分解為平行于路面的橫分解為平行于路面的橫向力向力X和垂直于路面的豎向力和垂直于

5、路面的豎向力Y， GcosFsinYGsinFcosX9 由 于 路 面 橫 向 傾 角由 于 路 面 橫 向 傾 角 一 般 很 小 ， 則一 般 很 小 ， 則sintg=isintg=ih h，cos1cos1，其中，其中i ih h稱為橫向超高稱為橫向超高坡度，坡度，n將離心力將離心力F與汽車重力與汽車重力G分解為平行于路面的橫分解為平行于路面的橫向力向力X和垂直于路面的豎向力和垂直于路面的豎向力Y， 采用橫向力系數(shù)來衡量穩(wěn)定性程度，其意義為單位車采用橫向力系數(shù)來衡量穩(wěn)定性程度，其意義為單位車重的橫向力，即重的橫向力，即GcosFsinYGsinFcosX)igRv(GGigRGvGi

6、FXh2h2hh2igRvGXh2iR127V10橫向傾覆：汽車在平曲線上行駛時(shí)，由于橫向力的橫向傾覆：汽車在平曲線上行駛時(shí)，由于橫向力的作用，使汽車?yán)@外側(cè)車輪觸地點(diǎn)產(chǎn)生向外橫向傾覆。作用，使汽車?yán)@外側(cè)車輪觸地點(diǎn)產(chǎn)生向外橫向傾覆。汽車內(nèi)側(cè)車輪支反力汽車內(nèi)側(cè)車輪支反力N N1 1為為0 0。傾覆力矩等于或大于穩(wěn)定力矩。傾覆力矩等于或大于穩(wěn)定力矩。2.2.橫向傾覆條件分析橫向傾覆條件分析11傾覆力矩：傾覆力矩：XhXhg g橫向傾覆平衡條件分析：橫向傾覆平衡條件分析：2bG2bG)(Fi2bYhn 穩(wěn)定力矩：穩(wěn)定力矩：12傾覆力矩：傾覆力矩：XhXhg g橫向傾覆平衡條件分析：橫向傾覆平衡條件分析

7、：2bGXhggh2bGX2bG2bG)(Fi2bYhn 穩(wěn)定力矩：穩(wěn)定力矩：n 穩(wěn)定、平衡條件：穩(wěn)定、平衡條件：)i2hb127(VRhg2minh2iR127Vn 汽車在平曲線上行駛時(shí)，不產(chǎn)生橫向傾覆的最小平汽車在平曲線上行駛時(shí)，不產(chǎn)生橫向傾覆的最小平曲線半徑曲線半徑R min：133.3.橫向滑移條件分析橫向滑移條件分析n 橫向滑移：汽車在平曲線上行駛時(shí)，因橫向力的存橫向滑移：汽車在平曲線上行駛時(shí)，因橫向力的存在，可能使汽車沿橫向力的方向產(chǎn)生橫向滑移。在，可能使汽車沿橫向力的方向產(chǎn)生橫向滑移。n 橫向力大于輪胎和路面之間的橫向附著力。橫向力大于輪胎和路面之間的橫向附著力。n 極限平衡條件

8、：極限平衡條件：hhGYXhGX橫向滑移穩(wěn)定條件：橫向滑移穩(wěn)定條件：h)i127(VRhh2或144 4橫向穩(wěn)定性的保證橫向穩(wěn)定性的保證n 汽車在平曲線上行駛時(shí)的橫向穩(wěn)定性主要取決于汽車在平曲線上行駛時(shí)的橫向穩(wěn)定性主要取決于橫向力系數(shù)橫向力系數(shù)值的大小。值的大小。n 現(xiàn)代汽車在設(shè)計(jì)制造時(shí)重心較低，一般現(xiàn)代汽車在設(shè)計(jì)制造時(shí)重心較低，一般b2hb2hg g，而而 h h0.5,0.5,即即n 汽車在平曲線上行駛時(shí)，在發(fā)生橫向傾覆之前先產(chǎn)汽車在平曲線上行駛時(shí)，在發(fā)生橫向傾覆之前先產(chǎn)生橫向滑移現(xiàn)象。生橫向滑移現(xiàn)象。n 在道路設(shè)計(jì)中只要保證不產(chǎn)生橫向滑移現(xiàn)象發(fā)生，在道路設(shè)計(jì)中只要保證不產(chǎn)生橫向滑移現(xiàn)象發(fā)

9、生，即可保證橫向穩(wěn)定性。即可保證橫向穩(wěn)定性。 n保證橫向穩(wěn)定性的條件：保證橫向穩(wěn)定性的條件：h)i127(VRhh2或ghh2b15三、汽車行駛的縱橫組合向穩(wěn)定性三、汽車行駛的縱橫組合向穩(wěn)定性n 汽車行駛在具有一定縱坡的小半徑平曲線上時(shí)，較汽車行駛在具有一定縱坡的小半徑平曲線上時(shí)，較直線上增加了一項(xiàng)彎道阻力。直線上增加了一項(xiàng)彎道阻力。n 對(duì)上坡的汽車耗費(fèi)的功率增加，使行車速度降低。對(duì)上坡的汽車耗費(fèi)的功率增加，使行車速度降低。對(duì)下坡的汽車有沿縱橫組合的合成坡度方向傾斜、滑對(duì)下坡的汽車有沿縱橫組合的合成坡度方向傾斜、滑移和裝載偏重的可能，這對(duì)汽車的行駛是危險(xiǎn)的。移和裝載偏重的可能，這對(duì)汽車的行駛是

10、危險(xiǎn)的。16n汽車行駛在縱坡為汽車行駛在縱坡為i(tg)i(tg)和超高橫坡為和超高橫坡為i ih h（tgtg）的）的下坡路段上，作用在前軸上荷載下坡路段上，作用在前軸上荷載W W1 1為為cosL)sinhcosl (GWg2117n離心力離心力F F分配在前軸上的荷載分配在前軸上的荷載W W2 2為為singRLlGvW22218 在平直路段上，作用于前軸的荷載在平直路段上，作用于前軸的荷載W W為為n 前軸總荷載前軸總荷載W為為 :)igRLvlLihl(GWWWh22g221GLlW2n 在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與WW的比值的比值為為h22g

11、igRvilhWWWIn 對(duì)載重汽車，一般對(duì)載重汽車，一般hg/l21，則，則 h2igRviI19直坡道上直坡道上i ih h00則則I=iI=i。即汽車沿直坡道下坡時(shí)，前軸。即汽車沿直坡道下坡時(shí)，前軸荷載增量與在平直路段前軸荷載的比率等于該路段的荷載增量與在平直路段前軸荷載的比率等于該路段的縱坡度。在曲線上如果也以直線上相同大小的最大縱縱坡度。在曲線上如果也以直線上相同大小的最大縱坡坡i imaxmax作為控制，則有下式成立作為控制，則有下式成立縱坡折減：縱坡折減：n 最大縱坡在平曲線上的折減計(jì)算方法：最大縱坡在平曲線上的折減計(jì)算方法： maxh2iigRvih2maxiR127Vii20

12、第四節(jié)第四節(jié) 汽車的制動(dòng)性汽車的制動(dòng)性 n 汽車的制動(dòng)性是指汽車行駛中強(qiáng)制降低車速以至停汽車的制動(dòng)性是指汽車行駛中強(qiáng)制降低車速以至停車，或在下坡時(shí)能保持一定速度行駛的能力。車，或在下坡時(shí)能保持一定速度行駛的能力。 n一、汽車制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)一、汽車制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo) n評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)性的指標(biāo)：制動(dòng)效能（制動(dòng)距離）評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)性的指標(biāo)：制動(dòng)效能（制動(dòng)距離）n 制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性n 制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性 n二、制動(dòng)距離：二、制動(dòng)距離：n制動(dòng)距離是汽車從制動(dòng)生效到汽車完全停住，這段制動(dòng)距離是汽車從制動(dòng)生效到汽車完全停住，這段時(shí)間內(nèi)所走的距離。時(shí)間內(nèi)所走的距離。

13、21汽車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力汽車制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力P P取決于輪胎與路面之間的附著取決于輪胎與路面之間的附著力。在附著系數(shù)較小的路面上，若制動(dòng)力大于附著力。在附著系數(shù)較小的路面上，若制動(dòng)力大于附著力，車輪將在路面上滑移，易使制動(dòng)方向失去控制。力，車輪將在路面上滑移，易使制動(dòng)方向失去控制。所以所以P P值的極限值為值的極限值為 P = GP = G 汽車在部分滑動(dòng)部分滾動(dòng)的情況下附著力最大。汽車在部分滑動(dòng)部分滾動(dòng)的情況下附著力最大。制動(dòng)平衡方程式為制動(dòng)平衡方程式為 ： P + RP + RR R + R+ RI I = 0 = 0 （忽略空氣阻力）（忽略空氣阻力）n1.1.制動(dòng)平衡方程式制動(dòng)平衡方程式0agGGG)(ga222.制動(dòng)距離制動(dòng)距離 制動(dòng)距離：制動(dòng)距離：)(gdtdva)(254VVS222121VVvdv)g(vdtSdv)g(dt23汽車完成運(yùn)輸工作所消耗的燃汽車完成運(yùn)輸工作所消耗的燃油量稱為燃油消耗量，燃油經(jīng)油量稱為燃油消耗量，燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常用一定運(yùn)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常用一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的燃行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽油消耗量或一定燃油量能使汽車行駛的里程來衡量。車行駛的里程來衡量。 已知發(fā)動(dòng)機(jī)的功率已知發(fā)動(dòng)機(jī)的功率V V和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n n后，后，可在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)獲得的發(fā)可在