道路勘測設計汽車行駛特性演示文稿第一頁，共四十頁。優選道路勘測設計汽車行駛特性第二頁，共四十頁。第一節汽車的驅動力及行駛阻力

汽車動力來源：汽車行駛的驅動力來自它的內燃發動機。在發動機里熱能轉化成機械能經過傳動系變速和傳動，將曲軸的扭矩傳給驅動輪，產生Mk的扭矩驅動汽車驅動輪旋轉，輪胎對路面產生向后的水平推力，則路面對車輛產生向前的推力，驅使汽車行駛。一、汽車的驅動力第三頁，共四十頁。汽車傳動系統第四頁，共四十頁。N-n曲線、M-n曲線、耗油量ge-n曲線發動機轉速特性曲線第五頁，共四十頁。發動機輸出功率P與產生的扭矩M的關系：1.發動機曲軸扭矩M及發動機轉速特性FrM第六頁，共四十頁。式中：Pmax——發動機的最大功率(kW)；

nN——發動機的最大功率所對應的轉速（r／min）發動機轉速特性經驗公式：式中：Mmax——最大扭矩（N·m）；

MP——最大功率所對應的扭矩，

nP——最大功率所對應的轉速（r/min）；

nM——最大扭矩所對應的轉速(r／min)；第七頁，共四十頁。發動機曲軸上的扭矩M經過變速箱（變速比ik）和主傳動器（變速比i0）兩次變速兩次變速的總變速比為：γ=i0·ik；傳動系統的機械效率為ηT<1.0；傳到驅動輪上的扭矩Mk為：

Mk=MγηT驅動輪上的轉速nk為：2.驅動輪扭矩Mk車速V與發電機轉速關系：第八頁，共四十頁。3．汽車的驅動力第九頁，共四十頁。1.空氣阻力汽車在行駛中，迎面空氣質點壓力，車后真空吸力及車身表面摩擦力，總稱為空氣阻力。

二、汽車的行駛阻力式中：K——空氣阻力系數，它與汽車的流線型有關；

ρ——空氣密度，一般ρ=1.2258（N·s2／m4）；

A——汽車迎風面積（或稱正投影面積）（m2）；

v——汽車與空氣的相對速度（m／s），近似取汽車行駛速度。第十頁，共四十頁。

2.道路阻力道路阻力包括滾動阻力和坡度阻力。滾動阻力與汽車總重力成正比，若坡道傾角為α時，其值Rf＝Gfcosα坡道傾角α一般較小，認為cosα≈1，Rf=Gf（N）式中：Rf——滾動阻力（N）；

G——車輛總重力（N）；

f——滾動阻力系數，

(1).滾動阻力第十一頁，共四十頁。Ri=Gi（N）式中：Ri——坡度阻力（N）；

G——車輛總重力（N）；

i——道路縱坡度，上坡為正；下坡為負。(2).坡度阻力道路阻力=滾動阻力+坡度阻力，以RR表示

RR=G（f+i）式中：f+i——道路阻力系數。第十二頁，共四十頁。汽車變速行駛，克服其質量變化產生的慣性力和慣性力矩汽車的質量：平移質量旋轉質量(3).慣性阻力平移質量慣性力旋轉質量慣性力矩第十三頁，共四十頁。慣性阻力計算：式中：δ——慣性力系數（旋轉質量換算系數）。δ＝l＋δ1＋δ2ik2

式中：δ1——汽車車輪慣性力影響系數，δ1=0.03～0.05；

δ2——發動機飛輪慣性力影響系數，小客車δ2=0.05～0.07，載重汽車δ2=0.04～0.05；

ik——變速箱的變速比。汽車的總行駛阻力R為：R=Rw十RR十RI第十四頁，共四十頁。汽車的行駛條件驅動力＝行駛阻力，汽車等速行駛；驅動力＞行駛阻力，汽車加速行駛；驅動力＜行駛阻力，汽車減速行駛，直至停車。汽車行駛的必要條件（即驅動條件）：T≥R三、汽車運動方程與行駛條件第十五頁，共四十頁。驅動力≤輪胎與路面的附著力，即T≤Gk式中：——附著系數，取決于路面的粗糙程度和潮濕泥濘程度。

Gk——驅動輪荷載，小汽車為總重的0.5～0.65倍，載重車為總重的0.65～0.80倍。汽車行駛充分條件：第十六頁，共四十頁。第二節汽車的動力特性及加、減速行程動力特性：反映汽車動力性能指標。汽車動力性能：汽車具有的加速、上坡、最大速度等的性能。汽車的動力性愈好，速度就愈高，能克服行駛阻力也愈大。一、汽車的動力因數汽車運動方程式：T=Rw+RR+RI改變形式，T-Rw=

RR+RIT-Rw--汽車后備驅動力，T、RW只與汽車構造和行駛速度有關。第十七頁，共四十頁。令上式左端為D，即評價不同類型汽車動力性，將上式兩端分別除以車輛總重G，得D--動力因數，表征某型汽車在海平面高程上，滿載情況下，每單位車重克服道路阻力和慣性阻力的性能。第十八頁，共四十頁。道路不在海平面上，汽車不滿載，對動力因數D進行修正。方法乘以一個修正系數λ，

海拔荷載修正系數λ:λ--動力因數D的海拔荷載修正系數，其值為:或ξ=（1-2.26×10-5H）5.3其中，H——海拔高度（m）；

G——滿載時汽車的總重力（N）；

G’——實際裝載時汽車的總重力（N）。式中：ξ——海拔系數，第十九頁，共四十頁。式中：ξ——海拔系數，見圖2-5第二十頁，共四十頁。當汽車的動力因數為D，道路阻力為ψ，汽車的行駛狀態有以下三種情況：當ψ＜D時：加速行駛二、汽車的行駛狀態由得當ψ=D時:a＝0等速行駛當ψ>D時：減速行駛式中：ψ——道路阻力系數，第二十一頁，共四十頁。平衡速度：任意的D＝ψ相應等速行駛的速度，用VP表示。臨界速度：每一排檔最大動力因數Dmax對應的速度，用Vk表示。汽車的行駛狀態第二十二頁，共四十頁。汽車的最高、最小速度汽車最高速度：節流閥全開、滿載（不帶掛車）、在表面平整堅實水平路段上作穩定行駛時的速度。某一排檔的最高速度Vmax

：汽車最小穩定速度：滿載（不帶掛車）在平整堅實的路面，水平路段上，穩定行駛時的最低速度（即臨界速度Vk）。第二十三頁，共四十頁。第三節汽車的行駛穩定性汽車行駛穩定性: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和方向，不致失去控制而產生滑移、傾覆等現象的能力。

穩定性：縱向橫向

表現：傾覆滑移第二十四頁，共四十頁?？v向穩定性：表現：傾覆滑移（倒溜）第二十五頁，共四十頁。橫向穩定性：表現：傾覆滑移（側滑）第二十六頁，共四十頁。一、汽車行駛的縱向穩定性臨界狀態：汽車前輪法向反作用力Z1為零。

Z1L-Gl2cosα0+Ghgsinα0=0Z1L=Gl2cosα0-Ghgsinα0=01．縱向傾覆：第二十七頁，共四十頁。2．縱向滑移（驅動輪滑轉）臨界狀態：下滑力等于驅動輪與路面的附著力

Gsinα＝Gk因為sinα

tgα=i，則縱向滑移臨界狀態條件：結論：當坡道傾角α≥α或道路縱坡度i≥i時，汽車可能產生縱向滑移。第二十八頁，共四十頁。3．縱向穩定性的保證一般接近于1，而遠遠小于1，所以，i<i0即汽車在坡道上行駛時，在發生縱向傾覆之前，首先發生縱向滑移現象。道路設計只要滿足不產生縱向滑移，就可避免汽車的縱向傾覆現象出現。汽車行駛時縱向穩定性的條件為：第二十九頁，共四十頁。二、汽車行駛的橫向穩定性汽車在平曲線上行駛時會產生離心力，其作用點在汽車的重心，方向水平背離圓心。受力分析：橫向力X——失穩豎向力Y——穩定1．汽車在平曲線上行駛時力的平衡離心力第三十頁，共四十頁。將離心力F與汽車重力G分解為平行于路面的橫向力X和垂直于路面的豎向力Y，第三十一頁，共四十頁。由于路面橫向傾角α一般很小，則sinα≈tgα=ih，cosα≈1，其中ih稱為橫向超高坡度采用橫向力系數來衡量穩定性程度，單位車重的橫向力，即第三十二頁，共四十頁。橫向傾覆：汽車在平曲線上行駛時，由于橫向力的作用，使汽車繞外側車輪觸地點產生向外橫向傾覆。汽車內側車輪支反力N1為0。傾覆力矩等于或大于穩定力矩。2.橫向傾覆條件分析第三十三頁，共四十頁。傾覆力矩：Xhg橫向傾覆平衡條件分析：穩定力矩：第三十四頁，共四十頁。傾覆力矩：Xhg橫向傾覆平衡條件分析：穩定力矩：穩定、平衡條件：汽車在平曲線上行駛時，不產生橫向傾覆的最小平曲線半徑Rmin第三十五頁，共四十頁。3.橫向滑移條件分析橫向滑移：汽車在平曲線上行駛時，因橫向力的存在，可能使汽車沿橫向力的方向產生橫向滑移。橫向力大于輪胎和路面之間的橫向附著力。極限平衡條件：橫向滑移穩定條件：第三十六頁，共四十頁。4．橫向穩定性的保證汽車在平曲線上行駛時的橫向穩定性主要取決于橫向力系數μ值的大小?，F代汽車在設計制造時重心較低，一般b≈2hg，而h<0.5,即汽車在平曲線上行駛時，在發生橫向傾覆之前先產生橫向滑移現象。在道路設計中只要保證不產生橫向滑移現象發