道路勘測(cè)與設(shè)計(jì)第二章汽車行使特性.ppt

第二章汽車行使特性 公路設(shè)計(jì)是以滿足汽車形式的要求為前提的 因此 在公路線形設(shè)計(jì)時(shí) 必須弄清汽車行使對(duì)公路的要求是什么 這就又要求我們了解汽車在公路上是如何行使的 也就是涉及到了汽車的行使特性 汽車行使的總的要求是安全 迅速 經(jīng)濟(jì)與舒適 單就公路線形設(shè)計(jì)方面講 主要從以下幾方面來保證 1 保證汽車在路上行使的穩(wěn)定性 防止發(fā)生翻車 倒溜或側(cè)滑 通過研究汽車行使過程中的平衡 分布及穩(wěn)定性 合理設(shè)置縱橫坡度和彎道以及附著力 2 盡可能提高車速 是評(píng)價(jià)運(yùn)輸工作效率的重要指標(biāo) 通過控制曲線半徑 最大縱坡及坡長(zhǎng) 合理設(shè)置超高和緩和曲線 盡可能采用大半徑曲線及平緩縱坡 3 保證行車通暢 視距保證 豎曲線 4 保證行車舒適 平縱線形組合 最小半徑 綠化 可見 公路線形設(shè)計(jì)與汽車行使時(shí)的性能密切相關(guān) 一 汽車牽引力與行使阻力1 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩M發(fā)動(dòng)機(jī)功率N發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速n扭矩曲線 M 9549N n功率曲線 N Mn 9549 差公式 右邊加圖2 1 1 1汽車的牽引力及行使阻力 2 驅(qū)動(dòng)輪扭矩MkM經(jīng)離合器 變速箱 速比ik 和主傳動(dòng)器 速比i0 兩次變速到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪形成扭矩Mk總變速比為 i0 ik 設(shè)傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率為 T 則Mk M T而nk n i0 ik n 此時(shí)車速V 2 r nk 60 1000 0 377nr km h 由此可知 降速的目的在于增大扭矩 3 汽車牽引力TT Mk 0 377nM T V 3600N T V N 結(jié)論 T要較大 須有較大的總變速比 T 但此時(shí)V降低 故知大的牽引力和高的速度不能兼得 因此 汽車設(shè)置若干個(gè)排檔 以滿足不同的需要 最大 小速度 直接檔 超速檔 4 汽車行使阻力1 空氣阻力Rw KAVV 21 152 滾動(dòng)阻力Rf Gf坡度阻力Ri Gsin Gi sin tg i 道路阻力RR Rf Ri G f i 3 慣性阻力RI Ga g 慣性力系數(shù) 1 二 汽車的運(yùn)動(dòng)方程式和行使條件 1 汽車的運(yùn)動(dòng)方程式牽引平衡方程式T R Rw RR Rz汽車運(yùn)動(dòng)方程式為 方程 2 行駛條件R T Gk 附著系數(shù) 取決于路面的粗糙程度和泥濘程度0 1 0 7 2 2汽車的動(dòng)力特性及加減速行程 1 汽車的動(dòng)力因數(shù)T Rw RR Rz后備牽引力 與構(gòu)造和速度有關(guān) 道路阻力和慣性阻力 路況 行駛狀態(tài) n多公式加一個(gè)圖 2 汽車的行駛狀態(tài) a 公式 臨界速度Vk DmaxV1 Vk時(shí) 穩(wěn)定行駛V1 Vk時(shí) 不穩(wěn)定若阻力過大或過小V1 Vk因此 Vk是汽車穩(wěn)定行駛的最小速度 Vk 2p汽車的最高速度即節(jié)流閥全開 滿載 無掛車 在表面平整堅(jiān)實(shí)的水平路面上穩(wěn)定行駛時(shí)的速度 Vmax 0 377rnmax 差值越大 表明適應(yīng)性越強(qiáng) 例1 已知某道路的滾動(dòng)阻力系數(shù)為0 015 當(dāng)東風(fēng)EQ 140型載重車裝載總重為90 時(shí) 掛IV檔以30km h的速度等速行駛 試求H 1500m海拔高度上所能克服的最大坡度 解 H 1500m時(shí) 1 2 26 10 5 1500 5 3 0 83G G 1 90 1 1 0 83 1 1 0 92查表知D 6 a 0 f 0 015即解 i 0 04 3 汽車的爬坡能力 指汽車在良好路面上等速行駛時(shí)克服了其他行駛阻力后所能爬上的縱坡度 用最大爬坡坡度來評(píng)定 a 0 i D f由于 較大 cos 1 sin tg I故 DImax fcos sin Imax 公式 4 汽車的加減速行程 ds vdt a dv dt 知 ds vdv a設(shè)初速 終速分別為v1 v2 并將v m s 化成v km s 得 Sa 公式 a 公式 則 公式 Dmax B B 0 Dmax Vk V2 V1 Vmax減速行駛 用途 用于求加速最短行程sa和減速最大行程sd繪制最大車速圖 Vk V1 V2 Vp 加速行程Vp V2 V1 Vmax 減速行程 例1 已知 0 8 f 1 若東風(fēng)EQ 140型載重車以80km h的速度開始在3 的坡道上爬坡 當(dāng)該坡道長(zhǎng)為600m時(shí) 求到達(dá)坡頂?shù)乃俣?解 由 f i 0 01 0 03 0 8 0 05由已知得v1 80km h 查加減速行程圖減速 由曲線得 s2 130m 而 s2 d s1 0 8 600 130 610 m 再查減速曲線知 v1 61km h 例2 東風(fēng)EQ 140型汽車在公路上上坡行駛 已知進(jìn)入坡道時(shí)的速度v1 60km h 坡道上f 0 02 今欲不換檔以動(dòng)力上坡 坡道的坡度i 6 則此坡段最長(zhǎng)可設(shè)為多少 解 查動(dòng)力特性圖知汽車以V檔行駛 已知v1 60km h D60 0 03 vk 20km h Dmax 0 04 ik 1 0查表2 5 P24 1 1 2 ik 2 1 0 03 0 04 1 2 1 07s vk 2 v1 2 254 D1 D2 2 f i 1 07 20 2 60 2 254 0 03 0 04 2 0 02 0 06 300 m 本題汽車若以60km h等速爬坡 則此破斷坡度i 設(shè) 1 答案 若不降低車速i D f 0 01 但坡長(zhǎng)不限 例3 試求東風(fēng)EQ 140型滿載汽車在瀝青混凝土里面上以車速35km h行駛時(shí) 可以克服的最大坡度為多少 并驗(yàn)證當(dāng)路面在潮濕狀態(tài)時(shí) 車輪是否產(chǎn)生空轉(zhuǎn)現(xiàn)象 海拔高度H 0 滿載 解 1 取f 0 02 查表2 4 P21 缺東鳳EQ 140的外特性曲線 2 3汽車行駛的穩(wěn)定性 汽車的行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中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 1 汽車行駛的縱向穩(wěn)定性1 縱向傾覆 公式 2 縱向滑移 公式 3 保證 公式 2 橫行穩(wěn)定性 1 力的平衡 公式 2 橫向傾覆 公式 2 橫向傾覆 公式 2 4汽車的制動(dòng)性