1、江蘇大學汽車與交通工程學院江蘇大學汽車與交通工程學院交通工程系交通工程系 錢衛東錢衛東（第二章（第二章 汽車行駛理論）汽車行駛理論）Automobile Driving Theory一、填空題1、現代交通運輸由（ ）、（ ）、（ ）、航空、管道等五種運輸方式組成。一、填空題2、根據我國高速公路網規劃，未來我國將建成布局為“7918”的高速公路網絡。其中“7918”是指（ ）、（ ）、（ ）。 一、填空題3、公路工程技術標準（JTG B012003）規定：公路根據功能和適 應 的 交 通 量 分 為 （ ） 、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）五個等級。 一、填空題4、各級公路能適應的年平均日交通量

2、均指將各種汽車折合成（ ）的交通量。 一、填空題5、高速公路為專供汽車（ ）、（ ）行駛并應（ ）出入的多車道公路。一、填空題6、高速公路和具有干線功能的一級公路的設計交通量應按（ ）年預測；具有集散功能的一級公路和二、三級公路的設計交通量應按（ ）年預測。 一、填空題7、設計交通量預測的起算年應為該項目可行性研究報告中的（ ）通車年。一、填空題8、我國公路工程技術標準將設計車輛分為（ ）、（ ）和（ ）三種。 一、填空題9、設計速度是確定公路（ ）的最關鍵參數。 2.1 概述概述2.2 汽車的牽引力及牽引力平衡汽車的牽引力及牽引力平衡2.3 汽車在道路上行駛的穩定性汽車在道路上行駛的穩定性2

3、.4 汽車的制動性能汽車的制動性能2.5 汽車在道路上的行駛軌跡汽車在道路上的行駛軌跡復習思考題復習思考題l研究行駛理論的意義：道路運輸的載運工具主要為利用燃油（汽油、柴油）、電或其它能源作動力，通過輪胎在各種道路上行駛的車輛，如汽車（客車和貨車等）、無軌電車、各種裝卸載運車輛、摩托車等。道路運輸工程設施的規劃和設計，要考慮并滿足這些設施的使用對象載運工具的運行特性要求。l汽車行駛總的要求是安全、迅速、經濟與舒適。必須從駕駛者、汽車、公路和交通管理等方面來保證。u 保證汽車在路上行駛的穩定性，即保證安全行車，不發生翻車、倒溜或側滑。因此需要在研究汽車行駛過程中的力系的平衡條件、分布情況和行車穩

4、定性等的基礎上，合理設置縱、橫坡度和彎道以及提高車輪與路面間附著力。u 盡可能提高車速。評價運輸效率的指標是汽車運輸生產率和運輸成本，平均技術速度是主要影響因素之一。為了提高車速，就需要充分發揮汽車行駛的動力性能，因此在公路設計時必須嚴格控制曲線半徑、最大縱坡及坡長，合理設置超高和緩和曲線，并盡可能地采取大半徑曲線及平緩的縱坡。u 保證公路上的行車暢通。為保證公路上行車不受阻礙或受盡量小阻礙，公路線形設計需要保證平面上有足夠的視距，縱斷面上應正確設計豎曲線，橫斷面上應有足夠的通行寬度。此外，還應盡可能地減少平面交叉以及采取增加交通安全和防止災害等措施。u 盡量滿足行車舒適。線形設計時，需要正確

5、地組合平面線形和縱面線形，以增進駕駛者和乘客在視覺上和心理上的舒適感，采用符合視覺舒順要求的曲線半徑，注意線形與景觀的協調、沿線的植樹綠化等。一一 、車輛類型、尺寸、重量和構造、車輛類型、尺寸、重量和構造1 車輛類型車輛類型 汽車可分為客車和貨車兩大類。客車包括小客車（轎車）、面包車、公共汽車（小型、中型和鉸接式）等。貨車可進一步分為卡車（輕型、中型和重型）和組合式貨車（各種拖掛式貨車）兩類。（1） 小客車小客車 小客車為二軸-四輪車輛，可坐26人，主要作為個人交通工具。按重量和尺寸大小，可分為小型、中型和重型三種。其重量變動于6.818kN 范圍內；車身長度在3.55.6m之間，前后軸的中心

6、距變動于2.33.1m之間，車身后緣到后軸的長度（后懸距離）為0.61.5m之間；車身寬度為1.62.0m，高度為1.151.65m之間。（2） 面包車面包車 面包車通常由小客車或輕型卡車的底盤改裝而成，可乘坐615人。（3） 公共汽車公共汽車 小型公共汽車通常有1525個座位，供短途運輸用，其車身長約為5.57.6m，寬為2.02.5m。中型公共汽車可為二軸或三軸，車身長912m，寬2.42.6m，約有45個座位。把半掛車固定地聯結在二軸中型公共汽車上，便組成鉸接式公共汽車。其長度約為1618m，寬度為2.6m，包括站立乘客在內約可容納100人以上。（4）卡車）卡車 卡車系指載貨區和動力設備

7、裝在共同的車架上不能分開的貨車（圖2-1(a)）。卡車包括二軸四輪（輕型卡車）、二軸六輪、三軸（雙后軸）和四軸（三后軸）卡車四種。輕型卡車的總重量般小于45kN，二軸六輪卡車的總重量大都在45180kN范圍內，而三軸和四軸卡車的總重量可高達260300kN。（5） 組合式貨車組合式貨車 組合式貨車由牽引車或卡車同一個或多個掛車組合而成，可總稱為拖掛車拖掛車。牽引車和掛車通過鉸接方式聯結時，彼此可相對轉動，因而也可稱為鉸接車鉸接車。組合式貨車的總重量一般可達到400500 kN，通常用于長途運輸。掛車有兩種：后端有一個軸或多個軸但前端無軸的半掛式，其前端放在牽引車的后端上，并把一部分重量傳給前面

8、牽引車；前后各有一個軸或多個軸的全掛式，由卡車或帶半掛車的牽引車拖帶，但不把重量轉給前面。2 車輛尺寸及設計車輛車輛尺寸及設計車輛3 車輛的重量車輛的重量車輛的重量通過車軸和車輪傳遞給道路和橋梁結構物。汽車前軸的軸型都為單軸，后軸的軸型可采用單軸、雙聯軸或三聯軸。前軸兩側的車輪都由單輪胎組成，而后軸兩側的輪胎可由單輪胎或雙輪胎組成。車輛重量大小，主要影響到對道路和橋梁的結構承載能力的要求。重量特性主要由車輛總重和軸重以及軸型和輪型表征。車輛總重或軸重越大，對道路和橋梁結構承載能力的要求越高，同時，在使用過程中對道路和橋梁的損壞越嚴重，因而，所建工程的造價（投資）和工程的運營（維護）費用便越高。

9、為了兼顧道路建設和運營部門及道路使用者雙方的利益和便利，對道路上行駛車輛的總重和軸重的最高值進行定量限制。 各國對道路上行駛車輛的最大軸重和總重有不同的限定。單軸最大允許軸重變動于80130kN；雙聯軸最大允許軸重變動于140210kN；三聯軸最大允許軸重變動于180270 kN。卡車的最大允許總重變動于240400kN；半掛式和全掛式貨車的最大允許總重變動于360500kN。我國公路部門規定的單軸最大允許軸重為60kN（每側單輪胎）或100kN（每側雙輪胎），雙聯軸最大允許軸重為100kN （每側單輪胎）或180kN（每側雙輪胎），三聯軸最大允許軸重為120kN（每側單輪胎）或220kN（每

10、側雙輪胎）；卡車和單拖掛貨車的最大允許總重為400kN，雙拖掛或三拖掛貨車的最大允許總重為460kN。 我國公路標準規定路面設計標準軸載為雙輪組單軸100KN。 具體內容應在路基路面課程中講述。4 汽車的構造汽車的構造 傳動系、行駛系、轉向系、制動系傳動系、行駛系、轉向系、制動系 發動機、離合器、變速箱、萬向傳動軸、差速器、車輛、驅動輪、制動器等。機械式傳動系一般組成及布置示意圖傳動系傳動系傳動系：傳動系：外特性曲線燃料熱能活塞、曲軸機械能作功傳動系：傳動系：作用： （1）保證起步時工作平穩。（2）行進中換擋。 （3）傳動系不至于過載。1-飛輪 2-從動盤 3-壓盤 4-膜片彈簧傳動系：傳動系

11、：作用：減速增扭 傳動系：傳動系：傳動系：傳動系：二、汽車的驅動力二、汽車的驅動力燃料熱能活塞機械能產生有效功率N 曲軸產生每分鐘n的轉速旋轉 產生發動機曲軸扭矩M 離合器變速器傳動軸主傳動器差速器等驅動輪 產生驅動輪扭矩MK 功率(N)，發動機功率,單位千瓦(Kw)/馬力（hp）, 1hp = 0.7457 kW.扭矩(M),表征汽車牽引力的大小,單位牛頓.米/千克.米,1千克.米=9.8牛頓.米燃油消耗(ge),發動機每小時產生每千瓦功率消耗的燃油量，單位（克/千瓦/小時）轉速(n)，單位 轉/分鐘有一個簡單的公式可以表明功率、牽引力和速度的關系： 功率 （N)(牽引力)扭矩(M)速度(V

12、)發動機轉速特性曲線（發動機轉速特性曲線），油門全開時稱發動機外特性曲線，否則稱發動機部分負荷特性曲線。(1)發動機外特性曲線發動機外特性曲線MnNnminnmaxnmaxNmaxM汽油發動機外特性汽油發動機外特性（2）驅動輪扭矩）驅動輪扭矩（3）汽車的牽引力（）汽車的牽引力（T）功率 （N)(牽引力)扭矩(M)速度(V)1） 動力性能：指汽車所具有的牽引力所決定的汽車加速、爬坡和最大速度的性能。汽車的動力性能越好，就會有較高的車速、較好的爬坡能力和加速能力。通過性（又稱越野性）：指汽車在各種道路和無路地帶行駛的能力。汽車通過性能越好，汽車使用的范圍就越廣。 2） 制動性：指汽車強制停車和降低

13、車速的能力。汽車制動性能的好壞，直接關系到行車安全，制動性能好，汽車才能以較高的車速行駛。 3） 行駛穩定性：指汽車遵循駕駛者指定方向行駛的能力。汽車行駛穩定性直接關系到行車的安全。 4） 行行駛平順性：指汽車在不平道路上行駛時，汽車免受沖擊和震動的能力。汽車行駛平順性，對汽車平均技術車速、乘車舒適性、運貨完整性等有很大影響。 5） 操縱穩定性：指汽車是否按駕駛員的意圖控制汽車的的性能。它包括汽車的轉向特性、高速穩定性和操縱輕便性。1.汽車行駛中的受力分析汽車行駛中的受力分析汽車在道路路面上行駛時，汽車牽引力將克服行駛阻力，并受到彎道超高、加減速、制動、路面凹凸不平等因素的影響。汽車運動時所受

14、的力可分為： （1）路面摩擦力路面摩擦力，由汽車輪胎與路面接觸而產生。司機可通過加速、制動而改變作用力，以控制汽車的運行。 （2）因路面凹凸不平而產生的力因路面凹凸不平而產生的力，包括垂直方向及前后、左右的力，它惡化了汽車的耐久性和平順性，影響了行駛的穩定性。 （3）由于路面結構而產生的力由于路面結構而產生的力，包括路拱（超高）側向力、由于路面形狀而產生的力、彎道引起的力。汽車行駛中受力情況與汽車的運動狀態有密切的關系。汽車的運動狀態可分為直線行駛和曲線行駛。（1）汽車在直線上行駛圖2-1所示為后軸啟動的雙軸汽車，在直線坡道上作上坡加速行駛的受力情況。汽車加速上坡行駛時之慣性力 及重力平行于路

15、面的分力 （即坡度阻力）作用在汽車的重心 上，作用方向與汽車行駛方向相反。 空氣阻力 可視為作用在汽車正面風壓中心的集中力。此外，在汽車上尚有汽車重力垂直于路面之分力 。作用在汽車上的力除上述的外，還有路面對汽車的反作用力；汽車車輪上的法向反作用力 Z1及Z2，它與接觸面垂直，并通過車輪中心；滾動阻力矩 Mf1及Mf2，其作用方向與車輪回轉方向相反，由前所述知滾動阻力矩值為sinaGdtdvgGagCwPcosaGkfrfZM11kfrfZM22汽車車輪上的切向反作用力X1 及X2 作用在車輪與路面的接觸面上，并與車輪接觸面的切線方向一致，從動輪的切向反作用力X1 的作用方向與汽車行駛方向相反

16、，而驅動輪的 切線反作用力的作用方向則與汽車行駛方向相同，慣性力矩MJ1 及MJ2 的作用方向與車輪的回轉方向相反。GasinGacosGaZ2Pj1Z1Mf1X1PwMj1Mf2iX2Mj2圖2-1汽車直線上坡行駛的受力示意圖 cos21aGZZfGfGPakfcoskfkakffrPrfGrfZZMMcos)(2121則 （21）LhPMMhPhGfrLGZwwjjgjgaka21121sin)(cosLhPMMhPhGfrLGZwwjjgjgaka21112sin)(cos（22）由以上式（2-1），（2-2）可知，當汽車行駛時，作用在汽車前后輪上的法向反作用力不僅與汽車結構參數（如、

17、L1、L2、hg、等）有關，而且隨汽車運動情況而變化。汽車在上坡行駛時，反作用力Z1 減小，而Z2 增大；下坡行駛時，則相反。空氣阻力使反作用力Z1 減小，而Z2 增大，其差別隨風壓中心高度的增高而加大。作用在汽車前輪（從動輪）的切向反作用力X1 為kjrMfZX/111（23）而作用在汽車后輪（驅動輪）的切向反作用力X2 為fZrMMXkje222（24）如果將汽車的諸作用力分別對前輪接地點及后輪及地點取矩，并考慮到BGacosGasinZ1PgysinY1Y1PjycosCgZ1hs圖2-2汽車在橫坡道上曲線行駛的受力圖（2）汽車在曲線上行駛 圖2-2所示為汽車在有橫坡的道路上作曲線行駛的

18、受力情況。圖中汽車的重力 和慣性力 作用在汽車的重心 Cg上，由于橫坡的存在，此時作用在汽車上的側向力除力 外，尚有汽車重力平行于路面的分力 。 如對汽車左邊車輪與公路接觸面中點的連線取矩，則可得 aGjyPcosaGsin0cossin2sincos2BZhPBPhGBGrgjyjygaa解上式可得汽車右輪上所受的法向反作用力BhPBPhGBGZgjyjygaarcossin2sincos2（25）同理可得汽車左輪上所受的法向反力 BhPBPhGBGZgjyjygaarcossin2sincos2（26）aGLfGasinPjycosLbCsYfMjz圖2-3汽車曲線行駛的側向力和反作用力

19、圖2-3所示為汽車在有橫坡的公路上作曲線行駛時的受力情況（俯視圖），圖中除側向力及慣性矩MJZ外，其它作用力及反作用力均未繪出。如對汽車后軸中心取矩，則按平衡條件可得 0cossinjzbjybafMLPLGLY解上式可得作用在汽車前軸車輪的側向反作用力 LMLGLPYjzbabjyfsincos（27）同理可得作用在汽車后軸車輪的側向反作用力為 LMLGLPYjzfafjybsincos（28）式中：MJZ汽車在曲線上行駛時之慣性力矩。 2.牽引力的產生及傳遞 汽車的行駛需要克服各種行駛阻力，因而必須具備足夠的動力牽引力，汽車行駛時牽引力來自內燃發動機。燃料在發動機內燃燒，將熱能轉變為機械能

20、，因此牽引力取決于發動機的性能。有效功率 有效功率指汽車在單位時間內所具有的做功的能力，單位為千瓦（KW）。不同的汽車，發動機性能不同，所發出的有效功率也不同。如在發動機轉速為3000時，不同汽車發動機所發出的最大功率分別為：解放CA141，Nmax=99KW/3000r（135馬力）；黃河JN150，Nmax=117.6kw/1800r；紅旗小轎車CA-772，Nmax=161.8KW/4000r。 轉速 轉速是指發動機曲軸單位時間內的旋轉次數，用每分鐘轉數（r/min）為單位。轉速的大小影響汽車行駛的快慢。 扭矩 扭矩是指汽車發動機產生于曲軸上的轉動力矩，用牛頓米（N.m ）為單位。汽車發

21、動機扭矩的大小，決定了汽車產生牽引力的大小 轉動角速度 指單位時間內發動機曲軸轉動的角度，單位是弧度/秒（rad/s）。（2）發動機有效功率Ne和曲軸扭矩Me的關系 發動機內燃料燃燒產生的熱能，通過活塞、曲軸轉化為機械能，產生有效功率 ，驅使曲軸以每分鐘 的轉速旋轉，產生扭矩 ，再經過一系列的變速、傳動，在驅動輪上產生扭矩 推動汽車前進。由功率的基本功式：eNeneMkM1000/eeMN 60/2en9549/)601000/(2eeeeenMnMNeeenNM 9549即或 （29） 如將發動機所發出的功率、扭矩以及單位燃料消耗量與發動機曲軸的轉速之間的函數關系以曲線表示，則此曲線稱為發動

22、機轉速特性曲線，或發動機特性曲線。如果此曲線是當節氣閥全開（或最大供油量）時所得，則稱為發動機外特性曲線。而在節氣閥部分開啟（或部分供油量）時所得的曲線，則稱為發動機的部分負荷特性曲線或發動機的節流特性曲線。n m inn Mn NMe(N.m )N e(K w )Mne (r/m in )n m a xN圖 2 - 4 某 汽 油 發 動 機 的 外 特 征 曲 線 示 意 圖 當研究汽車牽性能時，在發動機特性圖上可省去單位燃料消耗量。如圖2-4所示為某一汽油發動機的外特性曲線。圖中 為發動機的最小穩定工作轉速，隨著轉速的提高，發動機所發出的扭矩和功率都在增加。當曲軸轉速為 時，發動機扭矩達

23、到最大值 ，如進一步提高曲軸轉速則發動機扭矩將下降，但發動機功率仍將繼續增加，直至其最大值 。如再繼續提高曲軸轉速，則發動機所發出的功率由于汽缸充氣惡化，機械損失等原因將逐漸降低。此時發動機的磨損甚為劇烈，故一般發動機設計均使其最大轉速不大于最大功率時轉速的1025%。minnMnmaxMmaxN（3）驅動輪扭矩 及牽引力kMtP汽車的動力傳遞為：動力扭矩（發動機）離合器變速箱傳動軸（萬向節頭軸）主傳動器及車軸驅動輪，即發動機曲軸扭矩 通過離合器、變速箱，隨所用排擋的變速比 和機械效率 ，傳至萬向節頭軸上的扭矩為 ，此時 。萬向節頭軸上的扭矩 再傳至主傳動器，并隨主傳動器的減速比率 及機械效率

24、 ，經車軸傳到驅動輪上的扭矩為 ，此時 ，取 有 。eMkiknMkkeniMMnM0i0kM0000kkenkiiMiMM0kMMkekiiMM0汽車行駛時，共受以下幾個力（如圖2-5）：作用于汽車驅動輪上的扭矩 ，汽車重力G及與之相平衡的反力 ，行駛阻力T，路面水平反力F。驅動輪上的扭矩 可用一對力偶和P代替，P作用在輪緣上與路面水平反力F平衡，作用在輪軸上推動汽車前進，與汽車的行駛阻力抗衡。所以kMkMkekktriiMrMP010006020iinrVkek)/(377. 00hkmiirnkke又=所以有牽引力 )(3600377. 0NVNMVnPMeMeet如果要求汽車具有較大的

25、牽引力，則必須采用較大的變速比ik.i0，但ik.i0隨著的增大，車速V會降低，因此汽車設有幾個排檔，各檔具有固定的變速比或最大速度值。采用低速檔，能獲得較大的牽引力和較低車速，采用高速檔，能獲得較高的車速和較小的牽引力。圖 2-5 驅 動 輪 的 受 力 分 析GFGMkTVGPtFGPTVrkPt2PtPtPt4Pt3V圖 2-6汽 車 的 牽 引 特 性 圖圖2-6是由發動機特性曲線轉換得到的汽車牽引特性曲線。圖中Pt1、Pt2、Pt3和Pt4分別表示一、二、三、檔及直接檔時汽車牽引力與汽車行駛速度的關系曲線。汽車的牽引特性對研究汽車的牽引性能至關重要，如汽車的牽引力與行駛速度的關系，不

26、同檔位汽車牽引力的變化，汽車的最大行駛速度、最大加速度、最大爬坡度等都必須借助牽引特性加以分析研究。 3.汽車的行駛阻力 汽車運動時需要不斷克服運動中所遇到的各種阻力。這些阻力或來自汽車賴以行駛的路面，或來自汽車周圍的介質空氣，通常前者稱之為滾動阻力（Pf），而后者稱為空氣阻力（Pw）。此外，汽車上坡行駛時，所需克服的汽車重力在平行于路面方向的分力稱為坡度阻力（Pi）；汽車加速行駛時，所需克服慣性的阻力，稱為慣性阻力（Pj）。 上述這些阻力中，滾動阻力和空氣阻力存在于任何條件下，因而在汽車運動時，為克服這些阻力經常需要消耗發動機一定的功率。坡度阻力和慣性阻力則存在于某種行駛條件下。例如汽車在水

27、平路上作等速行駛時，坡度阻力和慣性阻力均不存在；若在縱坡路上作變速行駛，就有坡度阻力和慣性阻力。用于克服上坡時的坡度阻力和加速時的慣性阻力所消耗的功率，在下坡和滑行時尚能部分利用，此時阻力Pi和Pj將是負值，也就成了汽車的驅動力。 汽車在道路上行駛時的滾動阻力來源于輪胎表面于路面之間的摩阻滑移，輪胎橡膠在接觸表面處的彎曲變形，車輪滾過路表面突出的石子或不平整的破碎路面，車輛從道路的低洼處爬出，推動車輪通過砂、雪或泥地，在輪、軸和組合器軸承處以及變速齒輪中的內部摩阻等。fPfGfGPfcos 汽車行駛時的空氣阻力包括車輛迎風面處的空氣直接作用、空氣越過車輛表面（包括車底）的摩阻力以及車后的局部真

28、空。15.212122KAVuAKPw 在具有縱向坡度的公路上，當汽車上坡時，重力在平行路面方向的分力與汽車行進的方向相反，阻礙汽車行駛，此稱為坡度阻力或上坡阻力；下坡時，其重力在平行路面方向的分力與汽車行進的方向相同，形成了坡度助力。坡度阻力與車重力和公路的坡度角有關。 圖2-7 坡度阻力GaiGacosGasiniGGRisin汽車變速行駛時，需要克服變速運動所產生的慣性阻力和慣性力矩，這就是慣性阻力。慣性阻力由兩部分組成：（1）汽車加速或減速前進產生的慣性力；（2）汽車上機械轉動部分（飛輪、離合器、車輪等）因加速或減速旋轉產生的回轉慣性力矩。 亦即 式中：汽車回轉質量換算系數，與車速、變

29、速比有關。 汽車車輪慣性影響系數；發動機飛輪慣性影響系數。agGPj11221ki 由上述各項阻力的關系式可以看出，除空氣阻力外，其它各項阻力均與車輛的總質量成正比；而除了坡度阻力和慣性阻力外，其它各項阻力還與車輛的行駛速度或速度平方成正比。因此，車輛總質量和行駛速度是影響行駛阻力大小的兩項最主要的因素。jwiftPPPPP dtdvgGKFViGfGriiMaaakMke1320(1)牽引平衡(1)牽引平衡 必要條件是：汽車的牽引力必須大于等于汽車的行駛阻力。 充分條件是：牽引力必須小于或等于輪胎與路面間的最大摩擦力（即附著力） RP FP KGF附著程度的好壞主要取決于輪胎與地面在接觸處變

30、形后相互摩擦的情況。附著系數主要與下述因素有關：（1）路面的粗糙程度和潮濕泥濘程度；（2）輪胎花紋和輪胎氣壓；（3）車速；（4）荷載。車速越高，路表面光滑而潮濕，則附著系數越低。 汽車的動力性能是指汽車所具有的加速、上坡、最大速度等性能。改善汽車的動力性能，可以提高運輸生產率和降低運輸成本，這是汽車設計者的任務；對于公路設計者來講，其任務是了解在公路上行駛的主要車型的動力性能，使所設計的公路能很好地發揮汽車的動力性能。 等號左邊的稱為汽車的有效牽引力（或后備牽引力），其值與汽車的構造和行駛速度有關；等號右邊各項阻力與道路狀況及行駛方式有關，一般不受行駛速度的影響。對（2-18）式兩側除以汽車總

31、重，就得到汽車單位重量的無量綱牽引平衡方程，消去了汽車構造系數的影響。 dtdvgGifGPPaawt)( 式中左邊代表汽車單位重量的有效牽引力；右邊為汽車的動力性能，這個數值稱為動力因數，用表示，表征汽車克服道路阻力和慣性阻力的能力，隨車速而變化。 dtdvgifGPPDawt汽車的行駛狀態汽車的行駛狀態汽車的動力因數D，它表示某型汽車在海平面上，滿載情況下，沒單位車重克服道路阻力和慣性阻力的性能。KVVmaxVmaxD某檔動力特性圖某檔動力特性圖maxmax377. 0nrV222Im2ImIm11arcsinffDfDaaxaxax 燃油消耗雖然同汽車發動機的效率密切相關，但很大程度上也

32、受到道路和交通狀況的影響。燃油消耗隨行駛速度而變化，呈兩端高中間低的規律，即低速和高速行駛時油耗大，中速行駛時油耗相對較低。隨著路段縱坡的增大，由于需消耗部分功率以克服坡度阻力，燃油消耗迅速增加。而在彎道上行駛時，由于需克服彎道阻力，燃油消耗相應增大，轉彎角度越大，油耗增加得越多，并且，行駛速度越高，油耗的增長率越大。此外，隨著路面不平整程度的增加，由于滾動阻力的增加，燃油消耗增大。綜合上述因素的影響，汽車的燃油消耗量可采用下述一般關系式表示： 汽車行駛穩定性是指汽車在行駛過程中，受外部因素作用下，尚能保持或很快恢復原行駛狀態和方向，不至于失去控制而發生側滑、傾覆等現象的能力。 汽車行駛的穩定

33、性從不同方向來看，有縱向穩定性和橫向穩定性兩種。從喪失穩定的方式來看，有滑動穩定性和傾覆穩定性兩種。分析和確保汽車行駛的穩定性對于合理設計汽車結構尺寸、正確設計公路、保證行車安全、提高運輸生產率、減輕駕駛員的疲勞強度，有著十分重要的意義。1汽車本身的結構參數。如汽車的整體布置、幾何參數、質量參數、輪胎特性、前后懸架的形式等，對汽車行駛的穩定性都有著決定性的影響。2駕駛員的因素。如駕駛員開車時的思想集中狀況、反應快慢、技術熟練程度、動作靈敏程度等因素對于駕駛員能否做出準確判斷、及時采取措施使汽車趨于穩定、確保行車穩定有著直接關系。3作用于汽車的外部因素。主要是汽車和路面間的相互作用因素（如公路的

34、縱向、橫向坡度，路面附著情況等）以及汽車作不等速行駛和曲線行駛時慣性力的作用。 汽車在行駛過程中，隨著運動狀態的改變，作用在前后車輪上的法向反作用力亦有相應的變化。若汽車在某一運動狀態下，前輪的法向反作用力為零時，則汽車將發生前軸車輪離地而導致縱向傾覆。當后輪的法向反作用力為零時，根據附著條件，其牽引力將不復存在，汽車喪失行駛能力。此兩種情況均為汽車的縱向失穩，導致汽車縱向傾覆或倒溜 GasinBZ2GaGacosL1AZ1hL2L圖 2-8 汽 車 行 駛 的 縱 向 穩 定 汽車行駛時，常受側向力的作用及影響，如重力、慣性力等的側向分力。 汽車在側向力的作用下，當車輪的側向反作用力達到附著

35、力時，汽車將沿著側向力的作用方向滑移； 側向力同時將引起左右車輪法向反作用力的改變，當一側車輪上的法向反作用力變為零時，汽車將發生側向翻車。 因而，汽車行駛時，在側向力作用下有可能產生橫向滑移或橫向傾覆。為保證行車的安全穩定，必須分析研究行駛的橫向穩定性。CcosCCsinGasinGacosGai0i0GacoshgCcosGasinCsinGaC曲 線 外 側曲 線 內 側圖 2-9 汽 車 在 曲 線 上 行 駛 的 橫 向 力切 向 力側 向 力P=G驅圖 2-10 曲 線 行 駛 驅 動 輪 上 的 作 用 力 在傾覆極限狀態時，帶入式（2-30）即得到汽車在曲線上行駛時不發生傾覆的

36、最大車速和最小平曲線半徑 02min0max22ihbgvRihbgRvgg 汽車的制動性是指汽車在行駛中強制降低車速以至停車，或在下坡時保持一定速度行駛的能力。 汽車制動性能的好壞，直接關系到汽車行駛的安全，只有當汽車具有良好的制動性能時，才能保證行車安全，提高汽車的行駛速度，充分發揮汽車的其它使用性能，以提高其平均行駛速度，從而獲得較高的運輸生產率。 汽車的制動過程就是人為地增加汽車的行駛阻力使汽車的動能或位能（當汽車下坡行駛時）轉化為其他形式的能（一般為熱能）。車輪制動是利用制動器內的摩擦阻力矩來形成與汽車運動方向相反的路面對車輪的切向摩擦阻力，簡稱為車輪制動力。 車輪制動力隨制動摩擦阻

37、力矩的增加而增加（這時車輪仍然處于滾動狀態），它等于車輪對地面的垂直載力G與輪胎和地面的摩擦系數的乘積。可見，車輛在制動過程中，地面與輪胎之間的摩擦力不斷在增長。 大量試驗證明，一個彈性輪胎在路面上滾動過程中制動時，其摩擦系數不是理論上的純滾動狀態下達到最大值，而是在部分滑動時才達到最大值。若用滑移率（ ，式中分別為車輪平移的線速度、車輪角速度、工作半徑）來代表滑移與滾動的百分比，則彈性輪胎能傳遞的最大切向力發生在滑移率為20%左右。滑移率20%是個極值點，在這個點上摩擦系數達到最大值。再繼續滑移，將形成一種不穩定狀態，摩擦系數將迅速下降到全滑移時的摩擦系數。為了說明彈性輪胎的這種特性，把橡膠輪胎的摩擦系數確切地稱為道路附著系數。100 vwrvk汽車在制動過程中，隨車輪制動力的不斷增長，輪胎的滾動也不斷增加滑移量。這種滑移現象，在堅硬的路面上則逐漸出現有清晰的輪胎花紋印痕（通常稱為“壓印”）。從輪胎局部滑移到全滑移的過程中，輪胎花紋的黑印長度逐漸增加達到連成一片（通常稱為“拖印”）。這時，車輪已被制動器抱死。當車輪制動力已達到附著力的極限時（抱死），滾動阻力消失，制動器已不能吸收能量，汽車原有的能量均消耗于輪胎與路面之間的摩擦而轉化為熱能，使輪胎劇烈發熱而降低了胎面的強度，造成附著系數的降低和胎面劇烈的磨損。除此之外，車輪抱死