江蘇大學(xué)汽車?yán)碚撜n件

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Theoryofautomobile

駱志高江蘇大學(xué)汽車學(xué)院行駛通過性行駛平順性操縱穩(wěn)定性制動性燃油經(jīng)濟(jì)性動力性汽車使用性能汽車動力性評價(jià)指標(biāo)

(1)汽車的最高車速

uamax

(2)汽車的加速時(shí)間

t

(3)汽車能爬上的最大坡度

imax

Ft=ΣF

Ft=

Ff+Fw+Fi+Fj汽車的驅(qū)動力與行駛阻力汽車的驅(qū)動力Ｆt汽車的動力方程TtF0Ftrua一、驅(qū)動力Ft

驅(qū)動力Ft：發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系傳到驅(qū)動輪，產(chǎn)生驅(qū)動力矩Tt，驅(qū)動輪在Tt的作用下給地面作用一圓周力F0，地面對驅(qū)動輪的反作用力Ft即為驅(qū)動力。TtF0FtruaTt—驅(qū)動力矩；Ttq

—發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩；一、驅(qū)動力Ftig—變速器傳動比；i0—主減速器傳動比；ηT—傳動系的機(jī)械效率。能否解釋為什么汽車低擋的加速能力好于高擋？思考

Ft與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Ttq、變速器傳動比ig、主減速器傳動比i0、傳動系的機(jī)械效率ηT和車輪半徑r等因素有關(guān)。由可知

驅(qū)動力和車速都與發(fā)動機(jī)特性有直接關(guān)系，可以通過發(fā)動機(jī)特性曲線找出驅(qū)動力與車速之間的關(guān)系。發(fā)動機(jī)uaFt

計(jì)算驅(qū)動力是為了確定汽車的動力性指標(biāo)，也即要找出驅(qū)動力和車速的關(guān)系。發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性，即Pe、Ttq、b=f（n）關(guān)系曲線。節(jié)氣門開啟程度的不同外特性曲線部分負(fù)荷特性曲線思考計(jì)算汽車動力性指標(biāo)時(shí)，需要用什么特性曲線？1.發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性寶來轎車發(fā)動機(jī)的基本參數(shù)如下：水冷，直列四缸，每缸五氣門最大功率110kW/5700r/min最大轉(zhuǎn)矩210N·m/1750～4600r/min缸徑×行程81mm×86.4mm壓縮比

9.3:1思考

寶來轎車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出特性是否理想？為什么？

汽車起步加速時(shí)，過早換入高擋（即發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)即換入高擋)是否有利于其加速性？

發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速較低好還是較高好？等速行駛時(shí)PT－傳動系損失的功率。Pin—輸入傳動系的功率；2.傳動系的機(jī)械效率ηT轉(zhuǎn)速機(jī)械損失液力損失轉(zhuǎn)矩齒輪對數(shù)過低，熱容量小過高，攪油損失大油面高度溫度潤滑油品質(zhì)直接擋ηT最高ηT高損失小齒輪對數(shù)少ηT高損失的比重小損失大Ttq大傳動系損失的功率PT主要與哪些因素有關(guān)？

PT思考部件名稱ηT4～6擋變速器95%輔助變速器（副變速器或分動器）95%8擋以上變速器90%單級減速主減速器96%雙級減速主減速器92%傳動軸的萬向節(jié)98%傳動系各部件的傳動效率

自由半徑：車輪處于無載時(shí)的半徑。

靜力半徑rs：汽車靜止時(shí)，車輪中心至輪胎與道路接觸面間的距離。

滾動半徑rr：車輪幾何中心到速度瞬心的距離。3.車輪半徑做出的Ft-ua關(guān)系圖，即驅(qū)動力圖。依據(jù)下面兩式以及發(fā)動機(jī)外特性曲線4.汽車的驅(qū)動力圖奧迪A4轎車驅(qū)動力圖滾動阻力Ff二、汽車的行駛阻力汽車在行駛過程中將會遇到哪些行駛阻力？如何保證汽車可以加速或爬坡？空氣阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj汽車行駛總阻力思考軟路面上硬路面上產(chǎn)生滾動阻力的主要原因輪胎變形輪胎變形和路面變形輪胎變形為什么會產(chǎn)生滾動阻力？

輪胎的遲滯損失：輪胎在加載變形時(shí)所消耗的能量在卸載恢復(fù)時(shí)不能完全收回，一部分能量消耗在輪胎內(nèi)部摩擦損失上，產(chǎn)生熱量，這種損失稱為輪胎的遲滯損失。1.滾動阻力Ff思考ua加載變形區(qū)卸載變形區(qū)思考由輪胎的遲滯損失圖看，在輪胎徑向變形相同的情況下，地面作用在加載變形區(qū)與卸載變形區(qū)的法向反力是否相等？1）從動輪受力分析FZdFZd’f—滾動阻力系數(shù)令

即路面作用于驅(qū)動輪的切向力FX2比Ft要小。2）驅(qū)動輪受力分析

ua高

f

大

貨車f=0.0076+0.000056ua

3）影響Ff的因素轎車（1）車速ua輪胎的兩個(gè)最重要參數(shù)：極限速度和承載量。

臨界車速（最高車速）

當(dāng)汽車車速超過臨界車速時(shí)，輪胎會出現(xiàn)駐波現(xiàn)象，其周緣呈明顯的波浪狀，且輪胎溫度快速增加。

后果是大量發(fā)熱導(dǎo)致輪胎破損或爆胎。

駐波現(xiàn)象：在高速行駛時(shí)，輪胎離開地面后因變形所產(chǎn)生的扭曲并不立即恢復(fù)，其殘余變形形成了一種波，這就是駐波。此時(shí)輪胎周緣不再是圓形，而呈明顯的波浪形。輪胎剛離開地面時(shí)波的振幅最大，它按指數(shù)規(guī)律沿輪胎圓周衰減。子午線輪胎比斜交輪胎的滾動阻力小20%～30％；滾動阻力與輪胎的簾線（棉、人造絲、尼龍、鋼絲）和橡膠品質(zhì)有關(guān)。（2）輪胎結(jié)構(gòu)（3）氣壓

氣壓越高，輪胎變形及由其產(chǎn)生的遲滯損失就越小，滾動阻力也越小。（4）驅(qū)動力為什么驅(qū)動力系數(shù)很大時(shí)，氣壓越低f越??？Ft

胎面滑移Ff

pa

接地面積胎面滑移滑移引起的Ff

思考上高速公路時(shí)，輪胎氣壓應(yīng)該適當(dāng)高一些。在松軟路面、泥濘路面、雪地行駛時(shí)，可適當(dāng)降低輪胎氣壓。在高速公路上，輪胎變形產(chǎn)生的滾動阻力大還是滑移產(chǎn)生的滾動阻力大？胎壓高輪胎變形小遲滯損失少Ff小胎壓低滑移小Ff小上高速公路前要檢查胎壓，在給定的胎壓范圍內(nèi)，胎壓適當(dāng)高一些好還是低一些好？思考思考路面類型滾動阻力系數(shù)良好的瀝青或混凝土路面0.010~0.018一般的瀝青或混凝土路面0.018~0.020碎石路面0.020~0.025良好的卵石路面0.025~0.030坑洼的卵石路面0.035~0.050壓緊土路干燥的0.025~0.035

雨后的0.050~0.150泥濘土路（雨季或解凍期）0.100~0.250干沙0.100~0.300濕沙0.060~0.150結(jié)冰路面0.015~0.030壓緊的雪道0.030~0.050由輪胎與土壤之間的粘著性所致（5）路面條件表1-2滾動阻力系數(shù)f的數(shù)值離心力前、后輪產(chǎn)生側(cè)偏力側(cè)偏力沿行駛方向產(chǎn)生分力滾動阻力增加（6）轉(zhuǎn)向（1）壓力阻力（占91％）

汽車直線行駛時(shí)受到的空氣作用力在行駛方向的分力稱為空氣阻力。

作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向上的分力。2.空氣阻力FW后視鏡

車身表面的凸起物引起的阻力。2）干擾阻力后視鏡

門把手

滿足冷卻、通風(fēng)等需要，使空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時(shí)構(gòu)成的阻力。4）誘導(dǎo)阻力

空氣升力在水平方向的投影。3）內(nèi)循環(huán)阻力

由于流經(jīng)車頂?shù)臍饬魉俣却笥诹鹘?jīng)車底的氣流速度，使得車底的空氣壓力大于車頂，從而空氣作用在車身上的垂直方向的壓力形成壓差，這就是空氣升力。思考夏季在高速公路上開空調(diào)省油還是開窗通風(fēng)省油？打開天窗換氣和打開側(cè)窗換氣有何不同？

打開天窗換氣時(shí)，天窗上方的壓力低于車內(nèi)的壓力。（2）摩擦阻力（9％）

由于空氣粘性作用在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。CD—空氣阻力系數(shù)；A—迎風(fēng)面積；ur—相對速度；ρ—空氣密度。（3）空氣阻力FW的計(jì)算發(fā)動機(jī)蓋應(yīng)向前下傾（4）減小CD值要遵循的要點(diǎn)1）車身前部

面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。過渡不理想

面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。

風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過渡。越野車很難做到

風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過渡。

盡量減少燈、后視鏡和門把手等凸出物。

車輪蓋應(yīng)與輪胎相平。

整個(gè)車身應(yīng)向前傾1°～2°。2）整車

水平投影應(yīng)為腰鼓形。

最好采用艙背式或直背式。3）汽車后部

應(yīng)安裝后擾流板。

當(dāng)車速超過120km/h，尾翼會自動升高160mm，為車身增加30％的下壓力；在車速低于80km/h，尾翼又會自動降低。

應(yīng)安裝后擾流板。

后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。

所有零件應(yīng)在車身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。4）車身底部

仔細(xì)選擇進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置，精心設(shè)計(jì)內(nèi)部風(fēng)道。5）發(fā)動機(jī)冷卻通風(fēng)系統(tǒng)冷卻前制動器冷卻前制動器冷卻發(fā)動機(jī)和制動器冷卻后制動器和潤滑系統(tǒng)減小CD值要遵循的要點(diǎn)總結(jié)如下：未來轎車的外形導(dǎo)流板

6）貨車和半掛車的空氣阻力也很重要，不少貨車駕駛室上已裝用導(dǎo)流板等裝置，以減小空氣阻力、節(jié)省燃油。車型空氣阻力系數(shù)CD帕薩特0.28奧迪A40.28現(xiàn)代0.29奔馳C級0.26奔馳S級0.27保時(shí)捷0.31陸虎覽勝0.38一些常見車型的空氣阻力系數(shù)

汽車重力沿坡道的分力。3.坡度阻力Fi路面imax高速公路平原微丘區(qū)3%高速公路山嶺重丘區(qū)5%一級汽車專用公路平原微丘區(qū)5%一級汽車專用公路平原重丘區(qū)6%四級公路平原微丘區(qū)6%四級公路平原重丘區(qū)9%一般道路的坡度均較小。一些常見路面的坡度道路阻力

滾動阻力和坡度阻力之和。一般道路

較小，

≈1，

≈i令f+i=ψ

，ψ為道路阻力系數(shù)平移質(zhì)量的慣性力

旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩

汽車加速行駛時(shí)，克服其質(zhì)量加速運(yùn)動時(shí)的慣性力。δ—旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)IW—車輪轉(zhuǎn)動慣量；If—飛輪轉(zhuǎn)動慣量。4.加速阻力擋位不同，δ值不同

總質(zhì)量越小的車，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)值越大?？傎|(zhì)量不同，δ值不同汽車的驅(qū)動與附著條件

一、汽車行駛的附著條件由作用在驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩Tt引起的地面切向反作用不能大于附著力，否則將發(fā)生驅(qū)動力滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，即對于后輪驅(qū)動的汽車（式1-22）上式就是汽車行駛的附著條件。為附著系數(shù)。上式可寫成（式1-23）汽車驅(qū)動輪的附著率

稱為后輪驅(qū)動汽車驅(qū)動輪的附著率，即（式1-24）對于前輪驅(qū)動汽車，其前驅(qū)動輪的附著率亦不能大于地面附著系數(shù)。附著率是指汽車直線行駛狀況下，充分發(fā)揮驅(qū)動力作用時(shí)要求的最低附著系數(shù)。汽車的附著力與地面法向作用力汽車加速上坡受力圖作用在驅(qū)動輪上的地面切向反作用力

前輪驅(qū)動汽車在坡道上加速行駛時(shí)，從動輪、驅(qū)動輪與車身受力切向反作用力對于前軸驅(qū)動的汽車，F(xiàn)X2=Ff2對于后軸驅(qū)動的汽車，F(xiàn)X1=Ff1汽車的附著率附著率是指汽車在直線行駛狀況下，充分發(fā)揮驅(qū)動力作用時(shí)要求的最低附著系數(shù)。對于后輪驅(qū)動的汽車，其后驅(qū)動輪的附著率為：對于前輪驅(qū)動的汽車，其前驅(qū)動輪的附著率為：汽車的附著率曲線(a)(b)汽車的附著率曲線Ⅰ、Ⅱ檔（全力）加速時(shí)相應(yīng)的附著率汽車的驅(qū)動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖

汽車的行駛加速度曲線汽車動力因數(shù)

令為汽車的動力因數(shù)并以符號D表示，則汽車動力特性圖和利用動力特性來確定汽車的動力性汽車的功率平衡

汽車行駛時(shí)，不僅驅(qū)動力和行駛阻力互相平衡，發(fā)動機(jī)功率和汽車行駛的阻力功率也是平衡的。汽車功率平衡圖將汽車行駛方程式兩邊乘以ua，并經(jīng)單位換算得汽車功率平衡方程式（式中功率單位為KW）：第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)指標(biāo)第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性常用一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油能使汽車行駛的里程來衡量。圖2-1汽車等速百公里燃油消耗量曲線等速行駛百公里燃油消耗量是常用的一種評價(jià)指標(biāo)，指汽車在一定載荷下，以最高檔在良好路面等速行駛100km的燃油消耗量。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性美國針對轎車制定了“公司平均燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)”（簡稱CAFE）。CAFE是指一個(gè)公司全部銷售轎車的平均燃油經(jīng)濟(jì)性。若不能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)，公司將被處以罰款。圖2-2CAFE限值的逐年變動情況第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算等速百公里燃油消耗量（L/100km）為式中，b為燃油消耗率[g/(kw·h)]；ρ為燃油的密度（kg/L）；g為重力加速度（m/s2），汽車的ρg可取為6.69~7.15N/L，柴油的ρg可取為7.79~8.13N/L。圖2-3汽油發(fā)動機(jī)萬有特性第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性等加速行駛?cè)加拖牧康挠?jì)算每個(gè)區(qū)間的燃油消耗量為整個(gè)加速過程的燃油消耗量為加速區(qū)間內(nèi)汽車行駛的距離為整個(gè)試驗(yàn)循環(huán)的百公里燃油消耗量為圖2-4等加速燃油消耗量計(jì)算第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素一、使用方面1.行駛車速

汽車在接近低速的中等車速時(shí)燃油消耗量最低，高速時(shí)隨車速的增加而迅速加大。2.檔位的選擇

檔位越高，發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率越高，燃油消耗率越低，百公里燃油消耗量就越大。

第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性3.掛車的應(yīng)用掛車后阻力增加，發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率增加，使燃油消耗率下降，汽車的質(zhì)量利用系數(shù)也較大。4.正確的保養(yǎng)與調(diào)整發(fā)動機(jī)：汽缸壓縮壓力、冷卻系工作、供油系良好技術(shù)狀況、點(diǎn)火系良好技術(shù)狀況。

底盤：傳動系總成間隙、前輪定位角、軸距、正常制動間隙、胎壓、各部分潤滑。二.汽車結(jié)構(gòu)方面1.縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性2.發(fā)動機(jī)1).提高現(xiàn)有汽油發(fā)動機(jī)的熱效率和機(jī)械效率。2).擴(kuò)大柴油發(fā)動機(jī)的應(yīng)用范圍（1996年西歐柴油轎車的市場份額已達(dá)到21.5%）3).增壓化（目前常提供選用的增壓汽油機(jī)，采用增壓的柴油機(jī)已很普遍）4).廣泛采用電子計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（如電控柴油機(jī)噴射系統(tǒng)、柴油機(jī)的高壓共軌系統(tǒng)、可變進(jìn)氣流量控制和可變配氣相位控制等。）3.傳動系傳動系的檔位增多后，增加了選用合適檔位使發(fā)動機(jī)處經(jīng)濟(jì)工作狀況的機(jī)會，有利于提高燃油經(jīng)濟(jì)性。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性4.汽車外形與輪胎外形：降低CD值是節(jié)約燃油的有效途徑。圖2-6CD值降低導(dǎo)致的燃油節(jié)省程度輪胎：汽車對輪胎提出各種要求如強(qiáng)度、耐磨性及要求它保證動力經(jīng)濟(jì)性等各種使用性能?，F(xiàn)在公認(rèn)子午線輪胎的綜合性能最好。第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇第一節(jié)發(fā)動機(jī)功率的選擇1.根據(jù)最高車速選擇發(fā)動機(jī)功率（式3-1）在給定m、CD、A、f、ηT的值，便能求出應(yīng)有功率的數(shù)值。2.比功率

汽車的比功率是單位汽車總重量具有的發(fā)動機(jī)功率，比功率的常用單位為kW/t。（式3-2）第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇第二節(jié)最小轉(zhuǎn)動比的選擇汽車大多數(shù)時(shí)間是以最高擋行駛的，即用最小傳動比的擋位行駛。因此，最小傳動比的選定很重要。傳動系的總傳動比是傳動系中各部件傳動比的乘積（式3-3）下面主要討論變速器最小傳動比為1時(shí)的汽車最小傳動比，即主減速器傳動比i0的選擇。

式中，ig為變速器傳動比，i0為主減速器傳動比，ic為分動器或副變速器傳動比。第三章動力裝置參數(shù)選擇后備功率當(dāng)i0＜i2時(shí)，汽車的后備功率較小，燃油經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)i0＞i2時(shí)，汽車的后備功率較大，燃油經(jīng)濟(jì)性差。

過去多數(shù)汽車將最小傳動比選擇使得uamax=uP或uP稍小于uamax，近年來為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，出現(xiàn)了減小最小傳動比的趨勢，即令uP稍大于uamax。

第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇第三節(jié)最大傳動比的選擇確定最大傳動比，主要考慮三方面的問題：1.最大爬坡度2.附著率3.汽車最低穩(wěn)定車速

最大傳動比是汽車為I擋時(shí)傳動系的總傳動比，因主減速器傳動比是固定的，通常汽車沒有分動器和輪邊減速器，因此，只要確定I擋傳動比即可。第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇汽車爬大坡時(shí)車速很低，可忽略空氣阻力，汽車最大驅(qū)動力應(yīng)為（式3-4）（式3-5）（式3-6）對于越野汽車還應(yīng)考慮最低穩(wěn)定車速（式3-7）一般貨車的最大爬坡度約為30%，即α≈16.7°。第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇第四節(jié)轉(zhuǎn)動系檔數(shù)與各檔傳動比的選擇增加檔位數(shù)會改善汽車的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，但是檔與檔之間的傳動比值不宜大于1.7~1.8。汽車各擋傳動比大體采用等比級數(shù)分配。（式3-8）采用等比級數(shù)分配有以下優(yōu)點(diǎn)：1.駕駛員換檔操作方便。圖3-2換擋過程中車速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇2.還便于和副變速器結(jié)合構(gòu)成更多檔位的變速器。實(shí)際上，對于檔位較少的變速器，各檔傳動比之間的比值常常并不是剛好相等。這主要是考慮到各擋利用率差很大的緣故。汽車主要是用較高檔位行駛，所以高檔位相鄰兩檔間的傳動比間隙應(yīng)小些，特別是最高檔與次高檔之間更應(yīng)小些。因此，實(shí)際上各檔傳動比常按下面的關(guān)系分布。（式3-9）第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇第五節(jié)利用燃油經(jīng)濟(jì)性—加速時(shí)間曲線確定動力參數(shù)1.主減速器傳動比的確定

當(dāng)i0較大時(shí)，加速時(shí)間較短但是燃油經(jīng)濟(jì)性下降；當(dāng)i0較小時(shí)，加速時(shí)間延長燃油經(jīng)濟(jì)性改善。若選擇i0為2.6作為主減速器傳動比則能兼顧汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性與動力性。圖3-4燃油經(jīng)濟(jì)性-加速時(shí)間曲線1.92.22.62.93.63.43.1第三章汽車動力裝置參數(shù)選擇3.發(fā)動機(jī)、變速器與主減速器傳動比的確定

圖3-7(a)是一輛轎車在同一變速器條件下，選用三種不同排量發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性-加速曲線。圖3-7（b）上畫出了該轎車裝用三種具有不同傳動比的四檔變速器時(shí)的“最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性曲線”。圖3-7（a）圖3-7（b）第四章汽車制動性制動性：汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時(shí)能維持一定車速的能力。第一節(jié)制動性的評價(jià)指標(biāo)第二節(jié)制動時(shí)車輪的受力第三節(jié)汽車的制動效能及其恒定性第四節(jié)制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性第五節(jié)前后制動器制動力的比例關(guān)系第四章汽車制動性第一節(jié)制動性的評價(jià)指標(biāo)汽車的制動性主要由下列三個(gè)方面來評價(jià)：1）制動效能，即制動距離與制動減速度。2）制動效能的恒定性，即抗熱衰退性能。3）制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。第四章汽車制動性第二節(jié)制動時(shí)車輪的受力一、地面制動力概念：地面提供給車輪用來阻礙汽車運(yùn)動的力。（式4-1）圖4-1車輪再制動時(shí)的受力情況第四章汽車制動性地面制動力取決于兩個(gè)摩擦副的摩擦力：（1）制動器內(nèi)制動摩擦片與制動鼓或制動盤間的摩擦力。（2）輪胎與地面間的摩擦力（附著力）。第四章汽車制動性二、制動器制動力概念：在輪胎周緣為了克服制動器摩擦力矩所需的力。（式4-2）第四章汽車制動性

注意：制動器制動力僅由制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)決定，即取決于制動器的形式、結(jié)構(gòu)尺寸、制動器摩擦副的摩擦因數(shù)以及車輪半徑，并與制動踏板力，即制動系的液壓或空氣壓力成正比。第四章汽車制動性三、地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關(guān)系假設(shè)：車輪的運(yùn)動為滾動與抱死拖滑。當(dāng)時(shí)，（式4-3）當(dāng)時(shí)，（式4-4）第四章汽車制動性圖4-2制動過程中地面制動力、制動器制動力及附著力的關(guān)系第四章汽車制動性四、硬路面上的附著系數(shù)一般用滑動率s來說明制動過程中滑動成分的多少。（式4-5）s=0時(shí)，純滾動；s=100%，純滑動；0<s<100%,邊滾邊滑第四章汽車制動性附著系數(shù)的數(shù)值主要取決于道路的材料、路面的狀況與輪胎結(jié)構(gòu)、胎面花紋、材料以及汽車運(yùn)動的速度等因素。增大輪胎與地面的接觸面會提高附著能力。因此，低氣壓、寬斷面和子午線輪胎的附著系數(shù)要較一般輪胎為高。第四章汽車制動性第三節(jié)汽車的制動效能及其恒定性

汽車的制動效能：指汽車迅速降低車速直至停車的能力。評定制動效能的指標(biāo)是制動距離和制動減速度。第四章汽車制動性一、制動距離與制動減速度制動距離：指汽車速度為時(shí)，從駕駛員開始操縱制動控制裝置（制動踏板）到汽車完全停住為止所駛過的距離。

(式4-6)

制動距離與制動踏板力、路面附著條件、車輛載荷、發(fā)動機(jī)是否結(jié)合等許多因素有關(guān)。第四章汽車制動性制動減速度：指制動時(shí)車速對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。它反映了地面制動力的大小，因此與制動器制動力（車輪滾動時(shí)）及附著力（車輪抱死拖滑時(shí)）有關(guān)。若允許汽車的前、后車輪同時(shí)抱死，則（式4-8）在不同路面上，汽車能達(dá)到的減速度為：（式4-7）第四章汽車制動性在評價(jià)汽車的制動性能時(shí)，我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采用平均減速度的概念，即（式4-9）第四章汽車制動性二、制動距離的分析從制動的全過程來看，包括駕駛員見到信號后作出行動反應(yīng)、制動器起作用、持續(xù)制動和放松制動器四個(gè)階段。制動距離：指開始踩著制動踏板到完全停車的距離。包括制動器起作用和持續(xù)制動兩個(gè)階段中汽車駛過的距離s2和s3.圖4-5汽車的制動過程第四章汽車制動性制動距離：決定汽車制動距離的主要因素：制動器起作用的時(shí)間、最大制動減速度即附著力（或最大制動器制動力）以及起始制動車速。故改進(jìn)制動系機(jī)構(gòu)，減少制動器起作用時(shí)間，是縮短制動距離的一項(xiàng)有效措施。由公式可知：附著力（或制動器制動力）越大、起始制動車速越低，制動距離越短。（式4-10）第四章汽車制動性三、制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指的是抗熱衰退性能。制動器抗熱衰退性能一般用一系列連續(xù)制動時(shí)制動效能的保持程度來衡量。根據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBT24007-89，要求以一定車速連續(xù)制動15次，每次的制動強(qiáng)度為,最后的制動效能應(yīng)不低于規(guī)定的冷試驗(yàn)制動效能的60%。山區(qū)行駛的貨車和高速行駛的轎車，對抗熱衰退性能有更高的要求。一些國家規(guī)定，大型貨車必須裝備輔助制動器，以保持山區(qū)行駛的制動效能。第四章汽車制動性抗熱衰退性能與制動器摩擦副材料及制動器結(jié)構(gòu)有關(guān)。制動器的熱衰退性能不僅受摩擦材料摩擦因數(shù)下降的影響，而且同制動器的結(jié)構(gòu)形式有密切關(guān)系。常用制動效能因數(shù)與摩擦因數(shù)的關(guān)系曲線來說明各種類型制動器的效能及其穩(wěn)定程度。制動效能因數(shù)是單位制動輪缸推力所產(chǎn)生的制動器摩擦力，即，式中，r為制動鼓半徑。第四章汽車制動性第四節(jié)制動時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性方向穩(wěn)定性：指汽車在制動過程中維持直線行駛或按預(yù)定彎道行駛的能力。制動跑偏：制動時(shí)汽車自動向左或向右偏駛。前輪失去轉(zhuǎn)向能力：指彎道制動時(shí)汽車不再按原來的彎道行駛而沿彎道切線方向駛出；直線行駛制動時(shí)，雖然轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤但汽車仍按直線方向行駛的現(xiàn)象。第四章汽車制動性一、汽車的制動跑偏制動時(shí)汽車跑偏的原因有兩個(gè)：1）汽車左、右車輪，特別是前軸左、右車輪（轉(zhuǎn)向輪）制動器的制動力不相等。2)制動時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動學(xué)上的不協(xié)調(diào)（互相干涉）。圖4-6制動跑偏時(shí)的受力圖圖4-7懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動學(xué)上的不協(xié)調(diào)引起的制動跑偏第四章汽車制動性以上四項(xiàng)試驗(yàn)可以總結(jié)為兩點(diǎn)：1）制動過程中，若是只有前輪抱死或前輪先抱死拖滑，汽車基本上沿直線向前行駛（減速停車）；汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)，但喪失轉(zhuǎn)向能力。2）若后輪比前輪提前一點(diǎn)時(shí)間（如對試驗(yàn)中的汽車為0.5s以上）先抱死拖滑，且車速超過某一數(shù)值（如試驗(yàn)中的汽車車速超過48km/h）時(shí)，汽車在輕微的側(cè)向力作用下就會發(fā)生側(cè)滑。路面越滑、制動距離和制動時(shí)間越長，后軸側(cè)滑越劇烈。第四章汽車制動性ABuaubOCFj

a.前輪抱死，后輪滾動離心力Fj的方向與側(cè)滑方向相反，會抑制滑動。

因此前輪側(cè)滑是一種穩(wěn)定工況。圖4-10前輪抱死側(cè)滑圖第四章汽車制動性ABubCFj

慣性力Fj的方向與側(cè)滑方向一致，會加劇后軸側(cè)滑。后軸側(cè)滑又加劇慣性力Fj，汽車將急劇轉(zhuǎn)動。b.后輪抱死，前輪滾動因此后軸側(cè)滑是一種危險(xiǎn)工況。圖4-11后輪抱死側(cè)滑圖第四章汽車制動性要求：

a.不出現(xiàn)后輪不抱死或后輪先于前輪抱死。

b.少出現(xiàn)前輪抱死或前、后輪都抱死的情況。第四章汽車制動性第五節(jié)前、后制動器制動力的比例關(guān)系制動器制動力足夠時(shí)，會出現(xiàn)如下三種情況：1）前輪先抱死拖滑，然后后輪抱死拖滑。2）后輪先抱死拖滑，然后前輪抱死拖滑。3）前、后輪同時(shí)抱死拖滑。第四章汽車制動性由上式畫成的曲線，即為前、后車輪同時(shí)抱死時(shí)前、后輪制動器制動力的關(guān)系曲線——理想的前、后輪制動器制動力分配曲線，簡稱I

曲線。圖4-13理想前、后制動器制動力分配曲線第四章汽車制動性同步附著系數(shù)說明，前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在一種附著系數(shù)，即同步附著系數(shù)路面上制動時(shí)才能使前、后車輪同時(shí)抱死。圖4-14一貨車的線與曲線第四章汽車制動性FXb1FXb2f線組r線組I

r線組：簡稱后輪打滑線，是后輪抱死，前輪沒抱死時(shí)，在各種值路面上的前、后地面制動力關(guān)系曲線。圖4-16r線組制動效率最大制動強(qiáng)度利用附著系數(shù)制動效率地面附著條件的利用程度制動力分配的合理性車輪不抱死時(shí)摩擦因數(shù)第四章汽車制動性第四章汽車制動性七.制動防抱死裝置制動防抱死裝置（Anti-LockBrakeSystem，ABS）是這樣一種裝置，它通過不斷地降低、保持和增加制動力矩，力圖使車輪滑動率盡可能在15%-20%范圍之內(nèi)。圖4-23附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系圖七.制動防抱死裝置1.ABS基本組成及工作過程第四章汽車制動性圖4-24典型的ABS系統(tǒng)各種ABS的結(jié)構(gòu)形式和工作過程并不完全相同，但都是通過對趨于抱死車輪的制動壓力進(jìn)行自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)，來防止車輪發(fā)生抱死。1.ABS只是在汽車的速度超過一定以后（5km/h或8km/h），才會對制動過程中趨于抱死的車輪進(jìn)行防抱死制動壓力調(diào)節(jié)。2.在制動過程中，只有當(dāng)被控制車輪趨于抱死時(shí)，ABS才會對其制動壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.ABS具有自診斷功能，一旦出現(xiàn)故障，自動關(guān)閉。第四章汽車制動性ABS的作用縮短制動距離改善制動過程的方向穩(wěn)定性保持制動過程的操縱穩(wěn)定性減輕駕駛員的緊張程度延長輪胎的使用壽命第四章汽車制動性第四章汽車制動性圖4-27兩種情況制動狀況的比較第五章汽車操縱穩(wěn)定性汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。汽車對轉(zhuǎn)向信號以及對外界干擾信號的響應(yīng)。有轉(zhuǎn)向角位移輸入和力輸入，橫擺角速度，側(cè)向加速度，轉(zhuǎn)向輕便性，典型工況響應(yīng)，還有極限性能等。有時(shí)域和頻域響應(yīng)有穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)圖5-2汽車的三種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性第五章汽車操縱穩(wěn)定性圖5—3轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的汽車瞬態(tài)響應(yīng)第五章汽車操縱穩(wěn)定性

圖5-4人—汽車系統(tǒng)簡圖輪胎的側(cè)偏特性與轉(zhuǎn)向系的關(guān)系與懸架的關(guān)系與傳動系的關(guān)系人—汽車閉路系統(tǒng)第五章汽車操縱穩(wěn)定性

第二節(jié)