道路勘測(cè) 第二章 汽車的行駛理論

1、 汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)力 汽車行駛的驅(qū)動(dòng)力來自它的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)里熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能經(jīng)過傳動(dòng)系變速和傳動(dòng)，將曲軸的扭矩傳給驅(qū)動(dòng)輪，產(chǎn)生Mk的扭矩驅(qū)動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，輪胎對(duì)路面產(chǎn)生向后的水平推力，則路面對(duì)車輛產(chǎn)生向前的推力，驅(qū)使汽車行駛。1-離合器 2-變速器 3-萬向節(jié) 4-驅(qū)動(dòng)橋 5-差速器 6-半軸 7-主減速器 8-傳動(dòng)軸圖為傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)縱向安裝在汽車前部，后橋驅(qū)動(dòng)的圖為傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)縱向安裝在汽車前部，后橋驅(qū)動(dòng)的42汽車布置示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出汽車布置示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力經(jīng)離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置傳到驅(qū)動(dòng)橋。在驅(qū)動(dòng)橋處，動(dòng)力經(jīng)過主減速器、的動(dòng)力經(jīng)離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置傳

2、到驅(qū)動(dòng)橋。在驅(qū)動(dòng)橋處，動(dòng)力經(jīng)過主減速器、差速器和半軸傳給驅(qū)動(dòng)車輪。差速器和半軸傳給驅(qū)動(dòng)車輪。 表征汽車發(fā)動(dòng)機(jī)特性的基本指標(biāo)表征汽車發(fā)動(dòng)機(jī)特性的基本指標(biāo) 有效功率 有效功率指汽車在單位時(shí)間內(nèi)所具有的做功的能力，單位為千瓦（KW）。不同的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)性能不同，所發(fā)出的有效功率也不同。如在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為3000時(shí)，不同汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)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(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速是指發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸單位時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，用每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（r/mi

3、n）為單位。轉(zhuǎn)速的大小影響汽車行駛的快慢。 扭矩 扭矩是指汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生于曲軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，用牛頓米（N.m ）為單位。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的大小，決定了汽車產(chǎn)生牽引力的大小。 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩M 及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率N與產(chǎn)生的扭矩M的關(guān)系TrM260 10009549eeeeeMnMnrNr 汽車的外特征曲線：汽車的外特征曲線： 汽車最大有效功率Ne與曲軸轉(zhuǎn)數(shù)ne之間的關(guān)系曲線（節(jié)氣閥全開時(shí)，最大供油量）。表示發(fā)動(dòng)機(jī)的基本特性。 一般ne較小時(shí)，Ne隨著ne的增大而增大，當(dāng)超過一定值后，ne增大，機(jī)械損失增大，Ne減小。 該曲線由實(shí)驗(yàn)確定，即Me由實(shí)驗(yàn)確定

4、 驅(qū)動(dòng)輪的扭距和牽引力：驅(qū)動(dòng)輪的扭距和牽引力： 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的扭矩Me經(jīng)過變速箱（速比ik）和主傳動(dòng)器（速比i0）兩次變速，兩次變速的總變速比為： =i0ik； 傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率為T ，則汽車在坡道上行駛時(shí)發(fā)生倒溜的現(xiàn)象在傾覆前出現(xiàn)，這樣避免了汽車的縱向傾覆。但在運(yùn)輸過程中，裝載高度應(yīng)受到限制。 為避免發(fā)生倒溜，即要求tan tan， 即tanGk/G對(duì)一般載重汽車，Gk/G=0.60.8，泥濘時(shí)取0.2，冰滑時(shí)0.1，則泥濘時(shí)tan0.120.16， 冰滑時(shí)tan 則滑移先于傾覆，反之，傾覆先 于滑移?，F(xiàn)代汽車一般 2gbhx2gbhx 汽車的縱橫組合向穩(wěn)定性汽車的縱橫組合向穩(wěn)定性 當(dāng)汽車

5、行駛在既有縱坡，又有橫坡的彎道上時(shí)，在下坡時(shí)，汽車將產(chǎn)生向合成坡度方向傾斜、滑移甚至傾覆的可能。 設(shè)縱坡為 ，橫坡為 ，則作用在前軸上的荷載Z1為：)(tani)(tanhiLL2L1GasinGacosGahgZ2Z1LhLGZg)sincos(21離心力分配在前軸上的力F1為：sin221LLgRGF XY作用在前軸上的總荷載，簡(jiǎn)化后為：)(22211hgigRLLLihLGFZW在平直段上，作用于前軸上的荷載:GLLW2在下坡的平曲線上，荷載的增量為：higRiWWW2在直坡段上：maxii 在曲線段的坡道上，如果仍以最大縱坡作為控制依據(jù)，則有：max2iigRihhiRVii1272m

6、ax 汽車的動(dòng)力因素和行駛性能圖：汽車的動(dòng)力因素和行駛性能圖： 汽車的動(dòng)力性能：汽車的動(dòng)力性能：指汽車所具有的加速、上坡、最大速度等的性能。汽車的動(dòng)力性能愈好，速度就愈高，所能克服的行駛阻力也愈大。 汽車的動(dòng)力因數(shù)汽車的動(dòng)力因數(shù): 汽車行駛的平衡方程: T - Rw= Rf+Ri+Rj 上式等號(hào)左端T-Rw稱為汽車的有效牽引力有效牽引力，T、RW之值均與汽車的構(gòu)造和行駛速度有關(guān)。 代入表達(dá)式:agG) if (GRTWag) if (GRTW 令上式左邊為D，稱D為動(dòng)力因素，它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。反映爬坡及加減速的能力。 236001

7、3eTNKFVWVTRDGG 當(dāng)汽車作等速行駛： D=f+i= 稱為道路阻力系數(shù)2360013eTNKFVVDG 當(dāng)排擋一定，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)ne一定時(shí)，即可根據(jù)下列公式計(jì)算不同ne時(shí)的V和對(duì)應(yīng)的D。26 0(/)3 .60 .3 7 7kkenkkkrnrrmsVNe：可由外特征曲線求得。 動(dòng)力特性圖動(dòng)力特性圖D-V 關(guān)系圖關(guān)系圖 只要某一排擋及曲軸轉(zhuǎn)速確定，即可求出V及對(duì)應(yīng)的D。從而可繪出DV圖 通過該圖可反過來確定某排擋時(shí)的最高速度(a=0)、臨界速度（與Dmax對(duì)應(yīng)的速度）、加速度和所能克服的坡度等。 海拔荷載修正系數(shù)海拔荷載修正系數(shù): 當(dāng)?shù)缆匪诘夭辉诤Ｆ矫嫔?，汽車也不是滿載，由于海拔增高

8、，氣壓降低，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、汽車的驅(qū)動(dòng)力及空氣阻力都隨之降低，所以，應(yīng)對(duì)動(dòng)力因數(shù)D進(jìn)行修正。方法是給D乘以一個(gè)修正系數(shù) 稱為動(dòng)力因數(shù)D的海拔荷載修正系數(shù)，其值為ag) if (DGGG、G：滿載與實(shí)際載重。式中：海拔系數(shù)，見圖3-6 汽車的行駛狀態(tài)汽車的行駛狀態(tài)：當(dāng)汽車的動(dòng)力因數(shù)為D，道路阻力為，汽車的行駛狀態(tài)有以下三種情況： 當(dāng)D時(shí)： 加速行駛 當(dāng)=D時(shí): a0 等速行駛 當(dāng)D時(shí)： 減速行駛ag) if (D)D(ga0)(Dga0)D(gaif由 得 其中 汽車的爬坡能力：汽車的爬坡能力： 爬坡能力是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最大縱坡度。 最大爬坡能力：

9、用最低檔作等速行駛時(shí)所能克服的最大縱坡度。 此時(shí)，0a因fDiitansin1cos，較大，所以sincosmax fD22max22maxmax11arcsinffDfD 車輪制動(dòng)力車輪制動(dòng)力 利用制動(dòng)器內(nèi)的摩擦阻力矩來形成與汽車運(yùn)動(dòng)方向相反的路面對(duì)車輪的切向摩擦阻力。 最大制動(dòng)力等于輪胎與路面間的附著力： 四輪制動(dòng)汽車：G為全重。l汽車制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：汽車制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：l制動(dòng)減速度制動(dòng)減速度：忽略空氣阻力和汽車牽引力 一般a4m/s2Gp)(0ifgaRRRPjif可得： 制動(dòng)時(shí)間：制動(dòng)時(shí)間： 理論上制動(dòng)時(shí)間為速度從VB等減速行駛到0，則制動(dòng)時(shí)間可按下式計(jì)算： 實(shí)際制動(dòng)時(shí)間還應(yīng)考慮駕駛員的反映時(shí)間和制動(dòng)生效時(shí)間。通常這兩部分時(shí)間之和約為ts=1.2s。l制動(dòng)距離：制動(dòng)距離：