汽車?yán)碚?3實(shí)用教案

1、11.剛性車輪滾動(dòng)(gndng)時(shí)的土壤阻力假設(shè)土壤假設(shè)土壤(trng)對(duì)車輪的反力沿徑向?qū)囕喌姆戳ρ貜较蜍囕嗆囕?ch ln)的受力平衡方程為的受力平衡方程為 土壤壓實(shí)阻力；土壤壓實(shí)阻力；W 垂直載荷；垂直載荷；b 車輪寬度。車輪寬度。第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力，第1頁(yè)/共20頁(yè)第一頁(yè)，共20頁(yè)。2第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力當(dāng)沉陷當(dāng)沉陷(chnxin)量較小時(shí)量較小時(shí)1.剛性(n xn)車輪滾動(dòng)時(shí)的土壤阻力第2頁(yè)/共20頁(yè)第二頁(yè)，共20頁(yè)。3將將z0代入代入 表達(dá)式，得到壓實(shí)土壤表達(dá)式，得到壓實(shí)土壤(trng)阻阻力力 增加車輪增加車輪(ch ln)直徑和寬度都能降低壓實(shí)土壤阻

2、力，但增直徑和寬度都能降低壓實(shí)土壤阻力，但增加車輪加車輪(ch ln)直徑比增加寬度更有效，即直徑越大，沉陷量越直徑比增加寬度更有效，即直徑越大，沉陷量越小。小。思考：思考：SUV越野汽車和轎車相比，哪種車型的輪胎直徑越野汽車和轎車相比，哪種車型的輪胎直徑(zhjng)應(yīng)該更大？為什么？如果汽車在松軟地面上行駛，應(yīng)該更大？為什么？如果汽車在松軟地面上行駛，降低壓實(shí)阻力的有效措施有哪些？降低壓實(shí)阻力的有效措施有哪些？第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力rcFrcF1.剛性車輪滾動(dòng)時(shí)的土壤阻力第3頁(yè)/共20頁(yè)第三頁(yè)，共20頁(yè)。4式中，式中，z0 為沉陷為沉陷(chnxin)量；量；s 為單位體積土壤重量；為單

3、位體積土壤重量；c為粘聚系數(shù)；為粘聚系數(shù)；b為為輪胎寬度。輪胎寬度。 在松軟地面上，除了壓實(shí)土壤阻力外，滾動(dòng)著的車輪前緣將推動(dòng)土在松軟地面上，除了壓實(shí)土壤阻力外，滾動(dòng)著的車輪前緣將推動(dòng)土壤形成壤形成(xngchng)隆起的前緣波，產(chǎn)生推土阻力隆起的前緣波，產(chǎn)生推土阻力 ：式中，式中， 及及 Nr 是土壤是土壤(trng)承載能力系數(shù)；承載能力系數(shù)； 為摩擦角。為摩擦角。第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力第4頁(yè)/共20頁(yè)第四頁(yè)，共20頁(yè)。5式中式中 在很松軟的地面在很松軟的地面(dmin)上，推土阻力上，推土阻力 可用下式估可用下式估算算 及及 是局部是局部(jb)剪切失效時(shí)土壤承載能力系數(shù)；剪切失效時(shí)土

4、壤承載能力系數(shù)；第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力rbF第5頁(yè)/共20頁(yè)第五頁(yè)，共20頁(yè)。6 在泥漿地面在泥漿地面(dmin)，車輛浸入泥漿部分的形狀對(duì)運(yùn)，車輛浸入泥漿部分的形狀對(duì)運(yùn)動(dòng)阻力的影響特別明顯，此時(shí)推土阻力大于壓實(shí)阻力而動(dòng)阻力的影響特別明顯，此時(shí)推土阻力大于壓實(shí)阻力而成為主要矛盾。在有硬底層的粘性泥漿里行駛的車輛，成為主要矛盾。在有硬底層的粘性泥漿里行駛的車輛，推土阻力的大小決定于泥漿的密度推土阻力的大小決定于泥漿的密度、粘度、粘度、行駛速度、行駛速度 以及車輛行走部分浸入泥漿中的尺寸，即以及車輛行走部分浸入泥漿中的尺寸，即式中，式中，CD為泥漿的阻力系數(shù)為泥漿的阻力系數(shù)(xs

5、h)，是雷諾數(shù)，是雷諾數(shù)Re的的函數(shù)，函數(shù)， ，h為浸入泥漿的深度；為浸入泥漿的深度；A為浸入泥漿中為浸入泥漿中的面積。的面積。第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力第6頁(yè)/共20頁(yè)第六頁(yè)，共20頁(yè)。72.充氣輪胎的土壤(trng)阻力 當(dāng)輪胎按照剛性當(dāng)輪胎按照剛性(n xn)輪一樣維持圓形，輪輪一樣維持圓形，輪胎圓周上最低點(diǎn)處土壤的支承壓力為胎圓周上最低點(diǎn)處土壤的支承壓力為 由此式確定的由此式確定的pg值稱為充氣值稱為充氣(chn q)輪胎的臨輪胎的臨界壓力界壓力 。 如果如果 ，輪胎維持圓形。，輪胎維持圓形。第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力第7頁(yè)/共20頁(yè)第七頁(yè)，共20頁(yè)。8pc可由試驗(yàn)(shy

6、n)測(cè)得。第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力第8頁(yè)/共20頁(yè)第八頁(yè)，共20頁(yè)。9部分輪緣部分輪緣(ln yun)將變成平面，接地壓力將變成平面，接地壓力為為第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力第9頁(yè)/共20頁(yè)第九頁(yè)，共20頁(yè)。10 輪胎變形輪胎變形t引起的彈滯損失是充氣引起的彈滯損失是充氣(chn q)輪胎滾動(dòng)時(shí)輪胎滾動(dòng)時(shí)的彈滯損耗阻力的彈滯損耗阻力 。單位負(fù)荷單位負(fù)荷(fh)彈彈滯損耗阻力滯損耗阻力 式中，式中，為經(jīng)驗(yàn)為經(jīng)驗(yàn)(jngyn)(jngyn)系數(shù)。系數(shù)。第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力第10頁(yè)/共20頁(yè)第十頁(yè)，共20頁(yè)。113.履帶的土壤(trng)阻力 如果如果(rgu)剛性履

7、帶下的土剛性履帶下的土壤壓力均勻分布，土壤沉陷量壤壓力均勻分布，土壤沉陷量為：為：在地上在地上(d shn)壓出一條長(zhǎng)壓出一條長(zhǎng) l、寬、寬 b、深、深 z0 的履帶車轍時(shí)所作的履帶車轍時(shí)所作的功為的功為 如果用拉力如果用拉力 將履帶拖行水平距將履帶拖行水平距離離l，所作的功，所作的功 應(yīng)該等于上式應(yīng)該等于上式的功。的功。 在接地壓力不變的條件下，增加履帶接地長(zhǎng)度比加寬履帶對(duì)減小壓實(shí)阻力更有效。第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力第11頁(yè)/共20頁(yè)第十一頁(yè)，共20頁(yè)。124.前后串聯(lián)車輪和車輪重復(fù)通過(guò)(tnggu)時(shí)的土壤壓實(shí)阻力 當(dāng)車輪第二次通過(guò)松軟的土壤時(shí)，土壤阻力會(huì)有所當(dāng)車輪第二次通過(guò)松軟的土壤時(shí)，

8、土壤阻力會(huì)有所減小。減小。 一般越野汽車都是采用一般越野汽車都是采用(ciyng)前、后輪距相等，前、后輪距相等，并均為單胎的形式，以減小在松軟地面上行駛時(shí)的阻力。并均為單胎的形式，以減小在松軟地面上行駛時(shí)的阻力。第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力第12頁(yè)/共20頁(yè)第十二頁(yè)，共20頁(yè)。13二、松軟地面(dmin)給車輛的土壤推力1.履帶(ldi)的土壤推力與滑轉(zhuǎn)率履帶獲得的推力是由于履帶獲得的推力是由于(yuy)地面土壤被履刺推動(dòng)、剪切而產(chǎn)生的。地面土壤被履刺推動(dòng)、剪切而產(chǎn)生的。思考：在純摩擦性土壤條件下思考：在純摩擦性土壤條件下，推力主要與車輛的什么參數(shù)有推力主要與車輛的什么參數(shù)有關(guān)？

9、在粘性土壤條件下關(guān)？在粘性土壤條件下，推力推力又受什么因素的影響？又受什么因素的影響？第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力第13頁(yè)/共20頁(yè)第十三頁(yè)，共20頁(yè)。14 滑轉(zhuǎn)率可以表明滑轉(zhuǎn)率可以表明(biomng)滑滑轉(zhuǎn)的程度轉(zhuǎn)的程度式中，式中， 為車輛的實(shí)際速度；為車輛的實(shí)際速度； 為車輛的理論為車輛的理論(lln)速度，速度， =r； r 為履帶驅(qū)動(dòng)鏈輪的的節(jié)圓半徑，為履帶驅(qū)動(dòng)鏈輪的的節(jié)圓半徑，為驅(qū)動(dòng)輪角速度；為驅(qū)動(dòng)輪角速度；us 為履帶相對(duì)地面的滑動(dòng)速度。為履帶相對(duì)地面的滑動(dòng)速度。履帶履帶(ldi)某接地點(diǎn)的剪切某接地點(diǎn)的剪切變形變形第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力autu第14頁(yè)/共20頁(yè)第十四頁(yè)，共20頁(yè)。

10、15 單位履帶單位履帶(ldi)寬的土壤推力等于切應(yīng)寬的土壤推力等于切應(yīng)力曲線下包含的面積：力曲線下包含的面積： 設(shè)履帶設(shè)履帶(ldi)給地面的法向壓力均勻分布給地面的法向壓力均勻分布 長(zhǎng)而窄的履帶比短而寬的履帶的滑轉(zhuǎn)率小，這有長(zhǎng)而窄的履帶比短而寬的履帶的滑轉(zhuǎn)率小，這有利于通過(guò)利于通過(guò)(tnggu)性，但履帶過(guò)長(zhǎng)會(huì)使轉(zhuǎn)向困難。性，但履帶過(guò)長(zhǎng)會(huì)使轉(zhuǎn)向困難。第三節(jié) 車輛的掛鉤牽引力第15頁(yè)/共20頁(yè)第十五頁(yè)，共20頁(yè)。162.驅(qū)動(dòng)輪的土壤(trng)推力與滑轉(zhuǎn)率 驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)情況比履帶復(fù)雜，一般采用履帶的土壤推驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)情況比履帶復(fù)雜，一般采用履帶的土壤推力公式力公式(gngsh)來(lái)估算。來(lái)估算

11、。第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力第16頁(yè)/共20頁(yè)第十六頁(yè)，共20頁(yè)。17其中其中(qzhng)，法向正壓力，法向正壓力 由由 確定確定第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力2.驅(qū)動(dòng)輪的土壤(trng)推力與滑轉(zhuǎn)率第17頁(yè)/共20頁(yè)第十七頁(yè)，共20頁(yè)。18車輛的土壤推力車輛的土壤推力FX與土與土壤阻力壤阻力 Fr 之差，稱為之差，稱為(chn wi)掛鉤牽引力掛鉤牽引力三、掛鉤(gugu)牽引力第三節(jié) 車輛(chling)的掛鉤牽引力土壤條件、接地面積和產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力相土壤條件、接地面積和產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力相同的條件下，不同行走機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)率同的條件下，不同行走機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)率類型類型滑動(dòng)率滑動(dòng)率(%)直徑大寬度小的輪胎直徑大寬度小的輪胎40直徑小寬度大的輪胎直徑小寬度大的輪胎100履帶履帶