汽車的通過(guò)性相關(guān)知識(shí)

1、第七章汽車的通過(guò)性摘 要汽車的通過(guò)性 (越野性 )是指汽車能以足夠高的平均車速通過(guò)各種不良道路、無(wú)路地帶和克服各種障礙的能力。本章對(duì)學(xué)習(xí)汽車的通過(guò)性意義進(jìn)行概括性論述，討論汽車的地面通過(guò)性、汽車的幾何通過(guò)性的相關(guān)參數(shù)、分析汽車越過(guò)臺(tái)階、壕溝的能力，在此基礎(chǔ)上分析各種因素對(duì)汽車通過(guò)性的影響，最后通過(guò)一些實(shí)例計(jì)算來(lái)說(shuō)明以上所述理論內(nèi)容的具體應(yīng)用。引 言汽車是一種常用的、高效率的交通運(yùn)輸工具，不同用途的汽車對(duì)通過(guò)性的要求也不同，用戶應(yīng)根據(jù)自己特定的用途選擇具有合適通過(guò)性的汽車。路面條件甚好，所以對(duì)汽車通過(guò)性的要求不突出。農(nóng)林區(qū)、高級(jí)轎車和公共汽車主要在城市行駛，由于礦區(qū)、 建設(shè)工地等使用的車輛和軍用

2、車輛，經(jīng)常行駛在壞路和無(wú)路地面上。因此，要求這些汽車應(yīng)具有良好的通過(guò)性。汽車的通過(guò)性主要決定于汽車的驅(qū)動(dòng)力、附著力等牽引參數(shù)和幾何參數(shù)，也與汽車的平順性、機(jī)動(dòng)性、 視野等性能密切相關(guān)。本章首先從地面通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和土壤的可通過(guò)性兩方面分析汽車的地面通過(guò)性，然后具體介紹了汽車的幾何通過(guò)性參數(shù)和汽車越過(guò)臺(tái)階、壕溝的能力。 在此基礎(chǔ)上， 從汽車結(jié)構(gòu)、車輪和駕駛技術(shù)三個(gè)方面討論了影響汽車通過(guò)性的因素。最后介紹了測(cè)定和比較汽車的通過(guò)性能的試驗(yàn)。第一節(jié)汽車的地面通過(guò)性汽車的地面通過(guò)性是指汽車在松軟地面上的行駛能力。一、地面通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車在松軟地面上能否行駛?cè)Q于汽車行駛的驅(qū)動(dòng)與附著條件，但滿足該條

3、件只是說(shuō)明能否正常行駛，還不能說(shuō)明能力的大小。評(píng)價(jià)汽車行駛能力的大小，通常用牽引性系數(shù)等指標(biāo)。牽引力對(duì)汽車總重力之比稱為牽引性系數(shù)。牽引性系數(shù)用下式表示： =式中為在松軟土壤上行駛時(shí)的土壤阻力。牽引性系數(shù)反映了汽車加速、爬坡、克服道路不平的阻力和牽引掛車或武器裝備的能力。牽引性系數(shù)越大，通過(guò)性越好。二、土壤的可通過(guò)性土壤的可通過(guò)性是土壤支承車輛通過(guò)的能力。美國(guó)學(xué)者貝克(Bekker) 通過(guò)大量研究后建議，用在均布?jí)毫 作用下每單位承載面積的土壤所能產(chǎn)生的凈推力來(lái)衡量，即(C qtg )1(71)qdzL式中C土壤內(nèi)聚力系數(shù)；土壤的內(nèi)摩擦角，tg為內(nèi)摩擦系數(shù)；q土壤單位面積壓力；L 接觸面積長(zhǎng)

4、度；z下陷量 (或稱變形量) 。由式 (7 1) 可繪制出一般土壤的可通過(guò)性曲線，如圖7 1(a)所示。對(duì)于不同類型的土壤， C，值不同即有不同的可通過(guò)性曲線。對(duì)于干砂土，C 0，可通過(guò)曲線從坐標(biāo)原點(diǎn)開始，見圖7 1(b) ；對(duì)于塑料性飽和粘土， 0，可通過(guò)曲線在與縱軸交點(diǎn)處的切線幾乎是水平的，見圖 7 1(c) 。可通過(guò)性曲線簡(jiǎn)單面直觀地表示了土壤的可通過(guò)性及提高通過(guò)性的方法。從圖中可見，在帶有摩擦性的土壤上，適當(dāng)?shù)卦黾悠嚨慕拥乇葔海瑢?duì)提高通過(guò)性有利；而在純粘性土壤上，則應(yīng)減小接地比壓，以利于提高汽車的通過(guò)性。第二節(jié)汽車的幾何通過(guò)性汽車的幾何通過(guò)性是指汽車克服幾何障礙而正常工作的能力。一、

5、通過(guò)性的幾何參數(shù)因汽車與地面間的間隙不足而被地面障礙物托住無(wú)法通過(guò)的情況，稱為間隙失效。當(dāng)車輛中間底部的零部件碰到地面障礙而被頂住時(shí)，稱為“頂起失效” ；當(dāng)車輛前端或尾部觸及地面障礙而不能通過(guò)時(shí)，則分別稱為“觸頭失效”或“托尾失效”。與間隙失效有關(guān)的汽車整車幾何參數(shù)，稱為汽車的通過(guò)性幾何參數(shù)。例如最小離地間隙、縱向通過(guò)半徑、橫向通過(guò)半徑、接近角、離去角等，如圖7 2 所示。1最小離地間隙hmin最小離地間隙是指汽車除車輪外的最低點(diǎn)與地面間的距離。它表示汽車無(wú)碰撞地超過(guò)石塊、樹樁之類障礙物的能力。汽車的最低點(diǎn)多半在后橋的主減速器外殼、飛輪殼、變速器殼、消聲器、前橋的下邊緣處。由于后橋主減速器齒輪

6、外徑較大一般后橋殼的離地間隙最小。2縱向通過(guò)半徑1 和橫向通過(guò)半徑2縱向通過(guò)半徑1 是在汽車側(cè)視圖上作出的與前、后車輪及兩輪間最低點(diǎn)相切的圓的半徑。橫向通過(guò)半徑2 是在汽車正視圖上所作出的與左、右輪及兩輪中間輪廓相切的圓的半徑。它們表示汽車無(wú)碰撞地通過(guò)小丘、拱橋及凸起路面等障礙物的能力。1 ，2 愈小，則汽車的通過(guò)性愈好。亦可用縱向通過(guò)角來(lái)評(píng)價(jià)汽車的幾何通過(guò)性。3接近角1 與離去角2汽車的接近角是指切于前輪輪胎外緣且垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面的平面與車輛支承平面之間所夾的最大銳角，前軸前方任何固定在車輛上的部件均在此平面的上方。汽車的離去角是指切于后輪輪胎外緣且垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面的平面與車輛支

7、承平面之間所夾的最大銳角位于后軸后方的任何固定在車輛上的部件均在此平面上方。 汽車的接近角與離去角表示汽車接近或離開障礙物或陡坡時(shí)不發(fā)生碰掛的可能性。汽車的最小離地間隙、縱向通過(guò)半徑、接近角和離去角等通過(guò)性幾何參數(shù)，主要由汽車的類型和使用條件而定，其一般范圍見表7 1。4最小轉(zhuǎn)彎直徑 ds min 和內(nèi)輪差d如圖 7 3 所示，轉(zhuǎn)向過(guò)程中當(dāng)轉(zhuǎn)向盤向左和向右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，車輛外轉(zhuǎn)向輪印跡中在車輛支承平面上的軌跡圓直徑中的較大者稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑d smin 。它表示車輛在最小面積內(nèi)的回轉(zhuǎn)能力和通過(guò)狹窄彎曲地帶或繞過(guò)障礙物的能力。前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪印跡中心在車輛支承平面上的軌跡圓直徑之差稱為內(nèi)輪

8、差d 。機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件國(guó)標(biāo)(GB7258 1997) 規(guī)定：機(jī)動(dòng)車的最小轉(zhuǎn)彎直徑，以前外輪軌跡中心為基線測(cè)量其值不得大于24m 。當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑為24m 時(shí)內(nèi)輪差不得大于3.5m。二、汽車越過(guò)臺(tái)階、壕溝的能力汽車在行駛中常常要克服臺(tái)階、壕溝等障礙。 由于此時(shí)車速很低，來(lái)求得汽車越障能力與其參數(shù)間的關(guān)系。圖 7 4 是后輪驅(qū)動(dòng)的四輪汽車越過(guò)硬地面上的臺(tái)階時(shí)的受力情況。由圖故可用解靜力學(xué)平衡方程7 4(a) 可知，前輪 (從動(dòng)輪 )碰到臺(tái)階時(shí)有下列平衡方程式F1 cosfF1 sinF2 0F1 sinF2 fF1 cosG0fF1DF2 L Ga F2D022式中G 汽車總重力；F1臺(tái)階作用

9、于前(從動(dòng) )輪的反作用力；F2 后軸負(fù)荷；附著系數(shù)；f 滾動(dòng)阻力系數(shù)。將上列方程中的G ， F1 ， F2 消去。可得如下無(wú)因次方程式f af 1 f D sin1 1fa1 D cos1f DL2 LL2 L2L由圖 7 4 中的幾何關(guān)系可知sin0.5Dhw12hw=D0.5D代人上式并設(shè)硬路面上的f 0，得到hw11 2)1(7D 122a L21a L ( D 2L )1hw式中前輪單位車輪直徑可克服的臺(tái)階高，它表示汽車前輪越過(guò)臺(tái)階的能力。D1由上式可知，L 愈小及 a 愈大，就愈大，hw就愈大，即汽車的前輪也愈容易越過(guò)較DLD1高的臺(tái)階。當(dāng)后輪 (驅(qū)動(dòng)輪 )碰到臺(tái)階時(shí) (圖 7 4

10、b)，其平衡方程式為fF1F2 cosF2 sin0F1F2 sinF2 cosG0F2DF1 L Gb fF1D022式中F1 前軸負(fù)荷；F2 臺(tái)階作用于后(驅(qū)動(dòng) )輪的反作用力。將 sin12hw 及 f0 代人上式，可解得Dhw1111D 2 22hw，后驅(qū)動(dòng)輪單位車輪直徑可克服的臺(tái)階高，它表示汽車后輪越過(guò)臺(tái)階的能力。式中D2由上式可見，后輪越過(guò)臺(tái)階的能力與汽車參數(shù)無(wú)關(guān)，且由于通過(guò)a b，比較式 (7 2)和 (7 3)可知，后輪是限制汽車越過(guò)臺(tái)階的主要因素。同理可得4x 4 汽車在硬地面上越過(guò)臺(tái)階時(shí)的受力情況；經(jīng)分析計(jì)算后可知，hw是隨L 的增加而降D1D低的；增加a 的比值時(shí)，可以使

11、4x 4 汽車前輪越過(guò)臺(tái)L階的能力顯著提高， 甚至可使車輪越過(guò)高度大于其半徑的臺(tái)階。對(duì)后輪來(lái)說(shuō)，a 比值的影響正好與 4x 4 汽車前輪越過(guò)臺(tái)階的情況相反。長(zhǎng)軸距、前軸L負(fù)荷大的汽車 (即 a 較小 )，其后輪越過(guò)臺(tái)階的能力要比前輪大。較大的L 比值時(shí)，無(wú)論汽車的LD總質(zhì)量如何在軸間分配，后輪的越障能力總會(huì)得到改善?？偟恼f(shuō)來(lái)，4x 2 汽車的越障能力要比4x 4 汽車差得多，后輪驅(qū)動(dòng)的4x 2 汽車的越障能力比4x 4 汽車約降低一半。汽車越過(guò)壕溝的情形如圖7 5 所示，可以看出，它與越過(guò)臺(tái)階時(shí)情況相似，因此汽車跨越壕溝的性能也和越過(guò)臺(tái)階的情況一樣，可以用壕溝寬度l d 與車輪直徑D 之比ld

12、來(lái)評(píng)價(jià)。 l dDD與 hw 之間的換算關(guān)系為D= 2 hw2l dhwDDD因此，只要求出汽車越過(guò)垂直障礙的能力hw ，即可由上式確定越過(guò)壕溝的寬度與車輪直徑的比D值 l d ，從而求得能跨越的壕溝寬度。D第三節(jié)影響汽車通過(guò)性的因素汽車的通過(guò)性與汽車的結(jié)構(gòu)及使用條件有關(guān)。一、 汽車結(jié)構(gòu)為了保證汽車的通過(guò)性， 除了要減小行駛阻力外， 還必須提高汽車的驅(qū)動(dòng)力和附著力， 可采用副變速器或分動(dòng)器、液力傳動(dòng)、高摩擦式差速器和驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。1副變速器和分動(dòng)器如第一章所述，降低行駛車速，可以提高附著系數(shù)。 用低速去克服困難地段，可以改善通過(guò)性。在高通過(guò)性汽車的傳動(dòng)系中增設(shè)副變速器或使分動(dòng)器具有低檔

13、，以增加傳動(dòng)系總傳動(dòng)比，使汽車能在極低的速度下穩(wěn)定行駛，以獲得足夠大的驅(qū)動(dòng)力。2液力傳動(dòng)當(dāng)汽車裝有液力耦臺(tái)器或液力變矩器時(shí)，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地以低速(0.5 l h) 行駛，能保證汽車起步時(shí)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩逐漸地增長(zhǎng)，防止土壤破壞和車輪滑轉(zhuǎn)，從而改善了汽車的通過(guò)性。裝有普通機(jī)械傳動(dòng)系的汽車，在松軟地面行駛時(shí)常因換檔而失去通過(guò)性，這是因?yàn)閾Q檔時(shí)需分離離合器，使功率傳遞中斷，而在壞路上行駛速度一般較低，汽車慣性不足以克服較大的行駛阻力，導(dǎo)致停車。采用液力傳動(dòng)則能避免這種現(xiàn)象。3差速器為了保證汽車各驅(qū)動(dòng)輪能以不同角速度旋轉(zhuǎn)，在傳動(dòng)系中常裝有差速器。但采用普通錐齒輪差速器時(shí)， 由于差速器的內(nèi)摩擦力矩很小，可以

14、忽略不計(jì)，故差速器左右半軸的轉(zhuǎn)矩近似相等。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著較差(例如陷入泥濘或在冰面上)產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)時(shí)另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪只能產(chǎn)生與滑轉(zhuǎn)車輪近似相等的驅(qū)動(dòng)力，使總的驅(qū)動(dòng)力受限于較小的附著力，致使汽車因驅(qū)動(dòng)力過(guò)小而失去通過(guò)性。越野汽車常采用高摩擦式差速器(或稱防滑式差速器)，由于差速器的內(nèi)摩擦力矩較大，轉(zhuǎn)矩并非平均分配到各驅(qū)動(dòng)輪上。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪由于附著不足而開始滑轉(zhuǎn)時(shí)則傳給它的轉(zhuǎn)矩受附著力矩限制，而另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩增加，使總的驅(qū)動(dòng)力增加，從而提高了汽車的通過(guò)性。某些越野汽車裝有差速鎖，必要時(shí)將差速器鎖住， 可充分利用兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪與地面間的附著力，使總的驅(qū)動(dòng)力增加，提高通過(guò)性。但汽車在良好路面上行駛時(shí)不

15、應(yīng)該使用差速鎖。這是因?yàn)橛捎诓钏倨魇プ饔檬罐D(zhuǎn)向困難和引起功率循環(huán)，導(dǎo)致半袖過(guò)載、 輪胎磨損加劇及汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性顯著變壞。4驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)（ ASR ）汽車在泥濘路段或冰雪路面行駛時(shí)，因路面的附著系數(shù)較小，常出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)(或空轉(zhuǎn) )的現(xiàn)象。另外，汽車在起步、加速過(guò)程中以及汽車在非對(duì)稱路面(不同附著系數(shù)的路面)上行駛或轉(zhuǎn)彎時(shí)也容易產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力很小， 且抵抗側(cè)向力的能力下降，當(dāng)遇有側(cè)向風(fēng)或橫向斜坡時(shí)，極易使汽車發(fā)生側(cè)滑。目前，隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR 在現(xiàn)代汽車上得到應(yīng)用。汽車驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng) ASR 是制動(dòng)防抱系統(tǒng)ABS 的延伸。 ABS

16、 防止制動(dòng)過(guò)程中的車輪抱死，保持汽車制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性和操縱性。ASR 則防止行駛過(guò)程中的車輪打滑(空轉(zhuǎn) )，保持汽車行駛過(guò)程中的方向穩(wěn)定性和操縱性。因此，ASR 是保證驅(qū)動(dòng)一附著條件，維持最佳驅(qū)動(dòng)力，保障汽車的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性的裝置。在現(xiàn)代汽車的ASR 系統(tǒng)中， 電子控制裝置設(shè)有與ASR 的電子控制裝置交換信號(hào)的接口電路，為ASR 系統(tǒng)的應(yīng)用提供了便利條件。ASR 系統(tǒng)也可獨(dú)立裝車使用，不受ABS系統(tǒng)的限制。圖 7 6 為 ASR 系統(tǒng)示意圖。ASR 系統(tǒng)的控制方式有以下三種：對(duì)將要空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制方式；調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，使車輪滑動(dòng)率保持在最佳范圍內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方式

17、；二者的綜合。驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制方式比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方式反應(yīng)速度快，能有效地防止汽車起步時(shí)或者從高附著系數(shù)路面突然進(jìn)入低附著系數(shù)路面時(shí)的車輪空轉(zhuǎn)。制動(dòng)控制方式還能對(duì)每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立控制，其效果相當(dāng)于差速器鎖止裝置的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制方式則是根據(jù)路面狀況，利用燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)間、節(jié)氣門開度來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)短，以提供車輪最佳的驅(qū)動(dòng)力矩。二、 車輪輪胎的氣壓、花紋和尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)汽車在松軟地面上的通過(guò)性有很大的影響。1輪胎氣壓在松軟地面上行駛時(shí)， 降低輪胎氣壓， 可以增加輪胎與地面的接觸面積， 降低地面上單位面積壓力，使輪轍深度減小，滾動(dòng)阻力減少；另外，降低輪胎氣壓，增加接地面積，胎面凸起部分嵌

18、入土壤的數(shù)目也增多，因而附著系數(shù)增加。但在堅(jiān)硬的路面上行駛時(shí)，降低輪胎氣壓，輪胎變形過(guò)大， 導(dǎo)致滾動(dòng)阻力顯著增加，并縮短輪胎壽命。 現(xiàn)代越野汽車常裝有中央充氣系統(tǒng)， 駕駛員在駕駛室內(nèi)可隨時(shí)根據(jù)路面情況調(diào)節(jié)輪胎氣壓，其變化范圍49 440kPa 。2輪胎花紋輪胎花紋可分成三類：通用花紋、混合花紋及越野花紋。通用花紋有縱向肋，花紋細(xì)而淺，適用于較好路面，有較好的附著性和較小的滾動(dòng)阻力。轎車、貨車均可選用此種輪胎。越野花紋寬而深，當(dāng)在松軟地面上行駛時(shí)，嵌入土壤的花紋增加了土壤的剪切面積，從而提高了附著系數(shù)。在潮濕的硬路面上行駛時(shí)，由于只有花紋的凸起部分與地面授觸，使輪胎對(duì)地面有較高的壓強(qiáng)，足以擠出水

19、層，以保持足夠的附著系數(shù)。越野汽車均選用越野花紋輪胎?；旌匣y介于通用花紋與越野花紋之間，適用于城市鄉(xiāng)村之間路面上行駛的汽車使用。通用花紋輪胎自動(dòng)脫泥性很差，當(dāng)輪胎打滑時(shí)，泥土陷入槽中不能脫出，使輪胎胎面變成光滑的表面使附著系數(shù)降低，通過(guò)性變壞。越野花紋脫泥性較好，混合花紋輪胎的脫泥性介于通用花紋與越野花紋輪胎之間。對(duì)于高通過(guò)性汽車采用拱形、橢圓形等特殊結(jié)構(gòu)的輪胎，能從根本上改善輪胎與土壤的接觸情況，提高汽車的通過(guò)性。3防滑鏈在表面為泥濘或冰凍而下層堅(jiān)硬的道路上，提高通過(guò)性的最簡(jiǎn)單方法是在驅(qū)動(dòng)輪上裝防滑鏈，使鏈條直接與地面堅(jiān)實(shí)部分接觸，提高了附著力。4前、后輪距當(dāng)汽車在松軟地面上行駛時(shí)， 各車

20、輪都需克服形成輪轍的阻力。 如果前后輪距相等， 并且輪胎寬度相同，則前后輪轍重合，后輪就可沿已被前輪壓實(shí)的輪撤行駛，可使總的滾動(dòng)阻力減小，提高了汽車的通過(guò)性。5前后輪的接地壓強(qiáng)試驗(yàn)表明，當(dāng)前后輪距相等的汽車在松軟地面上行駛時(shí)，如果前輪的接地比壓比后輪小20 30，則汽車的滾動(dòng)阻力最小。為此，設(shè)計(jì)時(shí)將載荷按此要求分配于前、后輪，或者使前后輪具有不同的輪胎氣壓。三、 駕駛技術(shù)駕駛技術(shù)對(duì)通過(guò)性有很大影響。通過(guò)沙地、泥濘地、雪地等松軟地面時(shí)，應(yīng)用低速檔保持平穩(wěn)車速， 避免換檔、 加速。用低速檔以保證有較大的驅(qū)動(dòng)力和較低的行駛速度，使附著力提高。換檔、加速容易產(chǎn)生沖擊載荷，使土壤的表面破壞。如果因雙胎間

21、夾泥而滑轉(zhuǎn)可適當(dāng)提高車速，以甩掉夾泥。當(dāng)傳動(dòng)系裝有差速鎖時(shí)汽車進(jìn)入可能滑轉(zhuǎn)區(qū)前，應(yīng)將差速器鎖住。當(dāng)汽車駛離壞路后，應(yīng)脫開差速鎖。第四節(jié)汽車的通過(guò)性試驗(yàn)通過(guò)性試驗(yàn)的目的是測(cè)定或比較汽車的通過(guò)性能。汽車通過(guò)性包括地面通過(guò)性與幾何通過(guò)性，因此通過(guò)性試驗(yàn)的內(nèi)容應(yīng)包括對(duì)這兩類參數(shù)的測(cè)定。汽車通過(guò)性的幾何參數(shù)是在滿載情況下測(cè)定的。有些亦可在按比例畫出并經(jīng)實(shí)踐校正的汽車外形圖上用作圖法求得。測(cè)定最小轉(zhuǎn)彎直徑時(shí)，在前外輪胎面中心裝置噴水針。汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)角低速行駛，用噴水針對(duì)地面噴水，然后對(duì)軌跡進(jìn)行測(cè)量。汽車越野行駛的牽引性能應(yīng)在各種典型的壞路上，尤其是應(yīng)在各種典型的無(wú)路地區(qū)(如泥濘、沼澤、水田、松軟土

22、壤、沙漠、草原、雪地 )進(jìn)行測(cè)定。所測(cè)定的參數(shù)一般包括土壤阻力、汽車的掛鉤牽引力、車輪滑轉(zhuǎn)率以及輪胎在給定胎壓下的接地面積與接地比壓、驅(qū)動(dòng)車輪上的轉(zhuǎn)矩，等等。還應(yīng)進(jìn)行越障性能的試驗(yàn)，以檢驗(yàn)汽車通過(guò)某些典型障礙(如陡坡、側(cè)坡、土丘、壕溝、路溝、彈坑、灌木叢、河流、田埂及臺(tái)階等)的能力。試驗(yàn)前應(yīng)詳細(xì)測(cè)定地面及障礙的物理狀態(tài)，例如有關(guān)土壤參數(shù)(C，等 )和幾何尺寸 (如坡度、垂直障礙高、壕溝寬、泥濘及雪層的厚度及河水深度等）。在通過(guò)性的試驗(yàn)中還常常采用比較試驗(yàn)的方法，將一定數(shù)量 (一般不少于2 輛 )的被試汽車，與同噸位、 同類型的一些樣車的各項(xiàng)通過(guò)性指標(biāo)做試驗(yàn)比較。這類整車比較性試驗(yàn)常常選擇在幾種

23、典型地區(qū) (如寒帶、熱帶、高原地區(qū)及水網(wǎng)地區(qū)等)進(jìn)行。在這些試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)汽車的通過(guò)性進(jìn)行全面地評(píng)價(jià)。汽車通過(guò)性的好壞，最終表現(xiàn)在越野行駛條件下的運(yùn)輸生產(chǎn)率的高低?？梢愿鶕?jù)汽車在各種越野地帶行駛和在水平且干燥的硬路面上行駛時(shí)的最大運(yùn)輸生產(chǎn)率之比值，來(lái)綜合評(píng)定該車的通過(guò)性。即m va max ： mva max式中m 汽車在所測(cè)試的典型越野地帶的裝載質(zhì)量；va max 汽車在該典型地帶上行駛的最高平均車速；m 在水平且干燥的良好硬路面上汽車的最大裝載質(zhì)量；va max 在水平且干燥的良好硬路面上汽車的最高車速。在評(píng)價(jià)汽車的通過(guò)性時(shí)可以同時(shí)考慮單位行程的燃料消耗量。其通過(guò)性的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)為m v

24、a max： mva maxQQ式中Q 汽車在典型越野行駛地帶的單位燃料消耗量；Q 汽車在水平且干燥的良好硬路面上行駛時(shí)的單位行程燃料消耗量。實(shí)例如何確定汽車汽車接近角、離去角和縱向通過(guò)角？一、 簡(jiǎn)單方法如圖 7-7 所示，通過(guò)測(cè)量H 和 L ，則有H1=arctanL1由于a =+于是a = arctanH1+(7-3)L1圖 7-7 汽車接近角的計(jì)算圖 7-8 三個(gè)角的簡(jiǎn)化計(jì)算采用類似的方法，也可以確定離去角d 和縱向通過(guò)角r 。汽車前部、 后部及中部的最低點(diǎn)很容易找出，這些點(diǎn)距離前后輪胎中心接地點(diǎn)的水平尺寸也容易測(cè)量。只要確定了這些尺寸，就可以得到接近角a 、離去角 d和縱向通過(guò)角r 的

25、近似值。但不難看出，這種方法存在一定的誤差。因此，簡(jiǎn)單方法精度較低。二、準(zhǔn)確方法如圖 7-7 所示，在四邊形OABE 中作 AB 的平行線FG 。 在三角形DEF 中，有DFtana =EF而DFH 1(r01OG)H 1r01r1 cos aEFL1EGL1r1 sina所以tanH 1r01 r1 cos aar1 sin aL1整理得L1 sin a ( H 1 r01 ) cos a r1(7-4)令m tan a 2則有2sin a2m2 ,cosa1m21m1m設(shè)bH 1r01于是，式（ 7-4）變?yōu)?L 1mb 1m2r11 m21m2即(br1 )m22L 1mbr10解出L

26、1L12b2r12mbr1因此L1L12(H 1r02 )2r12a 2arctanr01r1（7-5）H1同理，可以得出確定d及r的公式L2L22(H 2r02) 2r22d 2arctanr02r2（ 7-6）H 2r 2arctanL3L23(H 3r01 ) 2r12arctanL4L24( H 3r02 ) r22 （ 7-7）H 3r01r1H 3r02r2式中， r01 、 r02前、后輪胎靜力半徑；r1、 r2前、后輪胎自然半徑；H1 接近角測(cè)量點(diǎn)到地面的距離；H 2 離去角到測(cè)量點(diǎn)的距離；H 3 縱向通過(guò)角測(cè)量點(diǎn)到地面的距離；L 1 接近角測(cè)量點(diǎn)到前軸的水平距離；L 2 離去

27、角測(cè)量點(diǎn)到前軸的水平距離；L 3、L 4 縱向通過(guò)角測(cè)量點(diǎn)到前、后軸的水平距離。只要測(cè)出 ri 、 roi 、 Hj 、 Lj （ i=1,2j=1,2,3,4 ）之值，就可以算出接近角a、離去角 d 和縱向通過(guò)角 r，如圖 7-8。總 結(jié)本章闡明了地面通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和土壤的可通過(guò)性，介紹了汽車的幾何通過(guò)性參數(shù)和汽車越過(guò)臺(tái)階、壕溝的能力，討論了汽車結(jié)構(gòu)、車輪和駕駛技術(shù)等影響汽車通過(guò)性的因素，還對(duì)汽車的地面通過(guò)性與幾何通過(guò)性試驗(yàn)方法進(jìn)行了介紹，并通過(guò)實(shí)例來(lái)說(shuō)明汽車通過(guò)性理論在實(shí)踐中的應(yīng)用。汽車的通過(guò)性影響因素主要是汽車的結(jié)構(gòu)及使用條件。為了保證汽車的通過(guò)性，除了要減小行駛阻力外，還必須提高汽車的驅(qū)動(dòng)力和附著力，可采用副變速器或分動(dòng)器