3EDD-汽車理論串講課件

汽車理論

Theoryofautomobile

（串講）武漢理工大學汽車工程學院2006年10月喬維高汽車理論

Theoryofautomobil1緒論汽車主要使用性能動力性powerperformance燃油經濟性operatingfueleconomy制動性brakingcharacteristics操縱穩(wěn)定性handlingandstability行駛平順性rideperformance行駛通過性off-roadperformance緒論汽車主要使用性能動力性powerper2第一章汽車動力性汽車的動力性：汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的，所能達到的平均行駛速度?；靖拍睿?/p>

動力性的評價指標汽車的驅動力與各種行駛阻力汽車行駛的驅動—附著條件重點內容：

驅動力-行駛阻力平衡圖

分析汽車動力性的方法動力特性圖

（圖解法）功率平衡圖第一章汽車動力性汽車的動力性：3第1節(jié)汽車動力性指標1.最高車速uamax在水平良好的路面上汽車能達到的最高行駛速度（km/h）。2.加速時間t表示汽車的加速能力。常用：原地起步加速時間超車加速時間3.最大爬坡度imax汽車的上坡能力。以1檔滿載時汽車在良好路面上的最大爬坡度表示。是極限爬坡能力。第1節(jié)汽車動力性指標1.最高車速uamax4第2節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力

根據沿行駛方向作用于汽車的各種外力，可以計算汽車的最高車速、加速度、最大爬坡度。由力平衡關系得：Ft=ΣFFt—驅動力；ΣF—行駛阻力之和汽車行駛方程第2節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力根據沿5一、驅動力

1.定義

發(fā)動機產生的轉矩，經傳動系至驅動輪，轉矩Tt對地面產生圓周力Fo，地面對驅動輪的反作用力Ft即為驅動力。

2.表達式

Ft=Tt/rr—車輪半徑驅動輪轉矩Tt與發(fā)動機轉矩Ttq的關系為：故：一、驅動力1.定義2.表達式63、汽車的驅動力圖發(fā)動機外特性確定的是發(fā)動機輸出轉矩和轉速關系。經傳動系到達車輪后，可表示為驅動力與車速間的關系。3、汽車的驅動力圖7二、汽車的行駛阻力汽車行駛時的各種阻力：滾動阻力——以符號Ff表示；空氣阻力——以符號Fw表示；坡度阻力——以符號Fi表示；加速阻力——以符號Fj表示；因此汽車行駛的總阻力為：∑F=Ff+Fw+Fi+Fj

二、汽車的行駛阻力汽車行駛時的各種阻力：8（一）滾動阻力

可見滾動阻力系數是車輪在一定條件下滾動時所需之推力與車輪負荷之比，即單位汽車重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驅動輪：FX2=Ft－Ff（一）滾動阻力可見滾動阻力系數是9可見滾動阻力系數是車輪在一定條件下滾動時所需之推力與車輪負荷之比，即單位汽車重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驅動輪：由驅動輪的力矩平衡得FX2r=Tt－Tf故FX2=Ft－Ff滾動阻力系數由試驗確定。滾動阻力系數與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構造、材料、氣壓等有關。可見滾動阻力系數是車輪在一定條件下10（二）空氣阻力汽車直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向上的分力稱為空氣阻力。空氣阻力分為壓力阻力（一般轎車占91％）與摩擦阻力（9％）兩部分。壓力阻力又分為四部分：形狀阻力（58％）、干擾阻力（14％）、內循環(huán)阻力（12％）和誘導阻力（7％）?？諝庾枇?

（二）空氣阻力11（三）坡度阻力當汽車上坡行駛時，汽車重力沿坡道的分力表現為汽車坡度阻力Fi，Fi=Gsinα其中，G—作用于汽車上的重力（N），G=mg，m為汽車質量（kg），g為重力加速度。一般路面上坡度較小，此時Fi=Gsinα≈Gtgα

=Gi由于坡度阻力與滾動阻力均屬于與道路有關的阻力，且均與汽車重力成正比，故可把這兩種阻力合在一起稱作道路阻力，以Fψ表示，即Fψ=Ff+Fi=fGcosα+Gsinα，當α不大時，cosα≈1，sinα≈i，Fψ=Gf+Gi=G(f+i)，令f+i=ψ，ψ稱為道路阻力系數Fψ=Gψ。（三）坡度阻力12(四)加速阻力汽車的質量分為平移的質量和旋轉的質量兩部分。把旋轉質量的慣性力偶矩轉化為平移質量的慣性力，并以系數δ作為計入旋轉質量慣性力偶矩后的汽車質量換算系數，因而汽車加速時的阻力:δ——汽車旋轉質量換算系數，（δ>1）；m——汽車質量，單位為kg；——行駛加速度。(四)加速阻力13第3節(jié)汽車驅動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖一、汽車行駛方程式根據上面逐項分析的汽車行駛阻力，可以得到汽車的行駛方程式為：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj或：為清晰而形象地表明汽車行駛時的受力情況及其平衡關系，一般是將汽車行駛方程式用圖解法來進行分析。即在汽車驅動力圖上把汽車行駛中經常遇到的滾動阻力和空氣阻力也算出并畫上，作出汽車驅動力-行駛阻力平衡圖，并以此來確定汽車的動力性。第3節(jié)汽車驅動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖一、汽車行14汽車驅動力-行駛阻力平衡圖表征不同車速時驅動力和行駛阻力之間的關系。特征點：最高車速，僅有滾動阻力和空氣阻力。小于最高車速時，汽車可用剩余驅動力加速或爬坡。需等速行駛時，發(fā)動機可工作在部分負荷特性。汽車驅動力-行駛阻力平衡圖15

1.汽車加速能力的評價在水平良好路面上行駛時能產生的加速度：不易測量。加速時間：用直接檔行駛時，由最低穩(wěn)定速度加速到一定距離或80%umax所需時間。汽車加速度：再利用汽車驅動力-行駛阻力平衡圖可計算出各檔節(jié)氣門全開時的加速度曲線。高檔位時的加速度要小些。由加速度圖可求得從某一車速u1加速至另一較高車速u2所需的時間。1.汽車加速能力的評價汽車加16

因：dt=du/a，故

加速時間由積分計算或圖解積分求出。因：dt=du/a，故172.汽車爬坡能力的確定在良好路面上克服Ff+Fw后用來克服坡度阻力時所能爬上的坡度。此時，du/dt=0，即Fi=Ft-(Ff+Fw)以Gsinα作為坡度阻力，代入表達式，得：

2.汽車爬坡能力的確定以Gsi18二、動力特性圖動力因數：

將汽車行駛方程除以汽車重力，定義：汽車在各檔下的動力因數與車速的關系曲線稱為動力特性圖。可以此圖分析汽車動力性。D曲線與f曲線間的距離表示汽車的上坡能力。二、動力特性圖動力因數：將汽車行駛方程除以汽車重力，定義19第4節(jié)汽車行駛的驅動-附著條件與汽車的附著力一、汽車行駛的驅動附著條件Fφ≥Ft≥Ff+Fw+Fi第4節(jié)汽車行駛的驅動-附著條件與汽車的附著力一、汽車行駛20三、汽車的附著力與地面反作用力汽車的附著力決定于附著系數和地面作用于驅動輪的法向反作用力。1.附著系數由路面種類、狀況、車速等決定。平均值：良好的混凝土或瀝青路面：干燥時，φ＝0.7~0.8潮濕時，φ＝0.5~0.6土路：干燥時，φ＝0.5~0.6潮濕時，φ＝0.2~0.42.驅動輪地面法向反作用力與汽車的總體布置、車身形狀、行駛狀況、道路坡度有關。三、汽車的附著力與地面反作用力汽車21若不計旋轉質量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩，汽車前、后輪上的地面法向反作用力為：若不計旋轉質量慣性阻力偶矩和滾動阻力偶矩，汽車22四、附著率汽車直線行駛狀況下，充分發(fā)揮驅動力作用時要求的最低附著系數。

四、附著率汽車直線行駛狀況下，充分23第5節(jié)汽車的功率平衡汽車行駛方程式兩邊乘以行駛車速ua，經單位換算整理出汽車功率平衡方程式（單位為kw）汽車運動所消耗的功率有滾動阻力功率Pf、坡度阻力功率Pi、空氣阻力功率Pw、加速阻力功率Pj。

發(fā)動機功率Pe、汽車常遇到的阻力功率與車速的關系曲線——汽車功率平衡圖第5節(jié)汽車的功率平衡汽車行駛方24對應的部分節(jié)氣門開度的發(fā)動機功率曲線為虛線，而發(fā)動機能發(fā)出的功率為，二者之差可用于加速或爬坡，故稱為汽車的后備功率。對應的部分節(jié)氣門開度的發(fā)動機功率曲線為虛線，而發(fā)動機能發(fā)出的25后備功率越大，汽車動力性越好后備功率越大，汽車經濟性越差（發(fā)動機負荷率低，燃油消耗量高）緊湊型轎車各檔位的后備功率后備功率越大，汽車動力性越好緊湊型轎車各檔位的后備功率26第二章汽車的燃油經濟性在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量經濟行駛的能力，稱作汽車的燃油經濟性?；靖拍?汽車燃油經濟性的評價指標汽車燃油經濟性的計算重點內容:等速行駛汽車燃油經濟性的計算影響汽車燃油經濟性的因素第二章汽車的燃油經濟性在保證動力27第1節(jié)汽車燃油經濟性的評價指標汽車的燃油經濟性常用一定運動工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車行駛的里程來衡量。一、等速行駛百公里燃油消耗量常用的一種評價指標，指汽車在額定載荷下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量。常測出每隔10km/h或20km/h速度間隔的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線，稱為等速百公里燃油消耗量曲線，用來評價汽車的燃油經濟性。第1節(jié)汽車燃油經濟性的評價指標28汽車等速百公里燃油消耗量曲線汽車等速百公里燃油消耗量曲線29二、循環(huán)行駛工況百公里燃油消耗量歐洲經濟委員會及我國法定的測定燃油經濟性的循環(huán)行駛工況圖二、循環(huán)行駛工況百公里燃油消耗量歐洲經濟委員會及我國法定的測30循環(huán)工況規(guī)定了車速—時間行駛規(guī)范，例如，何時換擋、何時制動以及行車的速度和加速度等數值。因此在路上試驗比較困難，一般多規(guī)定在室內汽車底盤測功機(轉鼓試驗臺)上進行測試。美國法定的測定燃油經濟性的循環(huán)行駛工況圖循環(huán)工況規(guī)定了車速—時間行駛規(guī)范，例如，何時換擋31三、綜合燃油消耗量歐洲經濟委員會（ECE）規(guī)定，要測量車速為90km/h和120km/h的等速百公里燃油消耗量和按ECE-R.15循環(huán)工況的百公里燃油消耗量，并各取1/3相加作為混合百公里燃油消耗量來評定汽車燃油經濟性。美國環(huán)境保護局(EPA)規(guī)定．要測量城市循環(huán)工況（UDDS）及公路循環(huán)工況（HWFET）的燃油經濟性（單位為每加侖燃油汽車行駛英里數mile/gal），并按下式計算綜合燃油經濟性：三、綜合燃油消耗量32第2節(jié)汽車燃油經濟性的計算1、等速行駛工況燃油消耗量的計算

b——燃油消耗率，單位為g/(kW·h）——燃油的密度（kg/L）g——重力加速度（m/s）整個等速過程行經s的燃油消耗量Q為（mL）第2節(jié)汽車燃油經濟性的計算1、等速行駛工況燃油33折算成等速百公里燃油消耗量為2.等加速行駛工況燃油消耗量的計算3.等減速行駛工況燃油消耗量的計算

4.怠速停車時的燃油消耗量5.整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量

折算成等速百公里燃油消耗量為34一、使用方面（一）行駛車速由發(fā)動機外特性曲線可知,汽車在接近于低速的中等車速時燃油消耗量最低，高速時隨車速增加而迅速增加。這是因為在高速行駛時，雖然發(fā)動機的負荷率較高，但汽車的行駛阻力增加很大而導致百公里油耗增加的緣故。第3節(jié)影響汽車燃油經濟性的因素一、使用方面（一）行駛車速迅速增加。這是因為在高速行駛時，35（二）檔位選擇在同一道路條件與車速下,雖然發(fā)動機發(fā)出的功率相同，但檔位愈低，后備功率愈大，發(fā)動機的負荷率愈低，燃油消耗率愈高，百公里燃油消耗量就愈大，而使用高檔時的情況則相反。（三）掛車的應用（四）正確地保養(yǎng)與調整汽車的調整與保養(yǎng)會影響到發(fā)動機的性能與汽車行駛阻力,所以對百公里油耗有相當的影響。（二）檔位選擇36二、汽車結構方面汽車結構因素對提高燃油經濟性的作用19851990減小整車尺寸35％30%采用輕材料15％20%提高發(fā)動機效率15％15％減小空氣阻力10%10%改進傳動系統10%10%減小滾動阻力5%5%其他10%10%合計100%100%二、汽車結構方面汽車結構因素對提高燃油經濟性的作用19837第三章汽車動力裝置參數的選定汽車動力裝置參數：指發(fā)動機的功率、傳動系的傳動比。它們對汽車的動力性與燃油經濟性有很大影響?；緝热荩喊l(fā)動機功率的選擇最小傳動比的選擇最大傳動比的選擇變速器擋數與各擋傳動比的選擇難點：利用燃油經濟性——加速時間曲線確定動力裝置參數第三章汽車動力裝置參數的選定汽車動力裝置參數：38第1節(jié)發(fā)動機功率的選擇

若給出了期望的最高車速，選擇的發(fā)動機功率應大體等于但不小于以最高車速行駛時行駛阻力功率之和，即：

(1)

在實際工作中，利用汽車比功率是單位汽車總質量具有的發(fā)動機功率，比功率的常用單位為kW/t，可由下式求得汽車比功率為

第1節(jié)發(fā)動機功率的選擇若給出了期望的39第2節(jié)最小傳動比的選擇

主減速比的選擇1.最高車速uamaxi0=4.62時，阻力功率曲線正好與發(fā)動機功率曲線2交在其最大功率點上。若相當發(fā)動機最大功率時的車速稱為up，則有uamax2=up2，此時uamax2=89km/h。第2節(jié)最小傳動比的選擇主減速比的選擇402、在選定最小傳動比時，要考慮到最高檔行駛時汽車應有足夠的動力性能，即應有足夠的最高檔動力因數D0max。最小傳動比itmin即一般汽車的i0與D0max有如下關系最小傳動比還受到駕駛性能的限制駕駛性能是包括平穩(wěn)性在內的加速性，指動力裝置的轉矩響應、噪聲和振動。由駕駛員通過主觀評價來確定。2、在選定最小傳動比時，要考慮到最高檔行駛時41第3節(jié)最大傳動比的選擇

確定最大傳動比時，要考慮三方面的問題：最大爬坡度或I檔最大動力因數D1max，附著力以及汽車最低穩(wěn)定車速。1、就普通汽車而言，傳動系最大傳動比itmax是變速器頭檔傳動比ig1與主減速器傳動比i0-的乘積。當i0已知時確定傳動系最大傳動比也就是確定變速器I檔傳動比。

ig1≥

第3節(jié)最大傳動比的選擇確定最大傳動比時，要422、傳動比后按下式驗算附著條件求附著力Fψ時，可取附著系數Ψ=0.5~0.62、傳動比后按下式驗算附著條件43第4節(jié)傳動系擋數與各擋傳動比的選擇1.考慮動力性檔位數多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率附近高功率的機會，提高了汽車的加速與爬坡能力。2.考慮燃油經濟性檔位數多，增加了發(fā)動機在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，降低了油耗。3.考慮擋與擋之間的傳動比比值比值過大會造成換擋困難。一般認為比值不宜大于1.7~~1.8。因此，如最大傳動比與最小傳動比之比值越大，擋位數也應越多。第4節(jié)傳動系擋數與各擋傳動比的選擇44

實際上對于檔位較少（5檔以下）的變速器，各檔傳動比之間的比值并非正好相等，主要考慮到各檔利用率差別很大的緣故。較高檔位相鄰兩檔間的傳動比的間隔應小些，特別是最高檔和次高檔之間更小。即：實際上對于檔位較少（5檔以下）的變速器，各檔傳動比45第4章汽車的制動性汽車的制動性：是指人為地強制汽車在短距離內減速以至停車且維持行駛方向穩(wěn)定性、下長坡時能維持一定車速和保證汽車較長時間停放在斜坡上的能力。汽車的制動性是評價汽車安全性能的主要指標。一、制動性能評價指標二、制動時車輪的受力分析三、汽車的制動效能及其恒定性四、制動時汽車的方向穩(wěn)定性五、前后制動器制動力的比例關系第4章汽車的制動性汽車的制動性：是指人為地強制汽車在短距46制動性能主要是以下三個方面：①

制動效能：指在良好路面上，汽車以一定初速制動到停車的制動距離，或制動時汽車的減速度。②

制動效能的恒定性：汽車高速行駛或下長坡連續(xù)制動時制動效能保持的程度?？篃崴ネ诵阅埽褐苿悠鳒囟壬吆笾苿有鼙３值某潭取？顾ネ诵阅埽浩嚿嫠旭偤笾苿訒r制動效能保持的程度。③制動時汽車的方向穩(wěn)定性：制動時汽車按給定路徑行駛的能力：跑偏、側滑、失去轉向能力第1節(jié)制動性能的評價指標制動性能主要是以下三個方面：①

制動效能：指在良好路面上，47第2節(jié)制動時車輪受力分析地面制動力Fxb、Fμ、Fψ的關系。第2節(jié)制動時車輪受力分析地面制動力Fxb、Fμ、Fψ的關系48純滾動時： Vω=γ·ωS=0純拖滑時：ω=0 S=100%邊滑邊滾： 0<S<100%純滾動時： Vω=γ·ωS=0純拖滑時：49有側偏時制動力系數與滑移率的關系曲線側向力系數垂直載荷側向力有側偏時制動力系數與滑移率的關系曲線側向力系數垂直載荷側向力503、影響附著系數ψ的因素：路面狀況，輪胎結構及花紋，汽車速度等。（1）道路材料（2）路面狀況干燥、潮濕；3、影響附著系數ψ的因素：（2）路面狀況51（3）車速車速越高，附著系數越小。（4）載荷車速一定時，載荷越大，附著系數降低。（5）胎面花紋的磨損程度干燥路面：磨損越大，附著系數越大；潮濕路面：磨損越大，附著系數越小。（3）車速52（6）輪胎的種類和氣壓子午線輪胎附著系數>斜交線輪胎。（7）氣候因素瀝青路面：氣溫越高，附著系數越大；水泥路面：氣溫越高，附著系數越小。（6）輪胎的種類和氣壓53第3節(jié)汽車的制動效能及其恒定性汽車的制動效能是指汽車迅速降低車速直至停車的能力，評價制動效能的指標有制動減速度制動距離，制動力和制動時間。制動效能制動減速度ab制動距離s第3節(jié)汽車的制動效能及其恒定性汽車的制動效能是54

附著系數與路面結構，輪胎型式，花紋有關，乘客可以接受的制動減速度不大于1.5-2m/s2，對于可預見的停車，應盡量用滑行而不用制動。這樣可以減少汽車行走系零件的損壞和降低耗油量。制動減速度反映了地面制動力，它與制動器的制動力及附著力有關。1.制動減速度

附著系數與路面結構，輪胎型式，花紋有關，乘客可以接55

制動距離是評價汽車制動性能最直觀的參數，制動距離是指汽車以一定的初速度從駕駛員踩著制動踏板開始到汽車停住為止所駛過的距離。2.制動距離

制動距離是評價汽車制動性能最直觀的參數，制動56(1)制動距離的分析汽車的制動過程(1)制動距離的分析汽車的制動過程57制動過程駕駛員行動反應制動器作用制動器持續(xù)制動放松制動器駕駛員反應時間0.3~1.0s制動器作用時間0.2~0.9s持續(xù)制動時間放松制動器時間0.2~1.0s制動過程駕駛員行動反應制動器作用制動器持續(xù)制動放松制動器駕駛58汽車的制動距離制動器起作用時間液壓制動系真空助力制動系氣壓制動系汽車列車制動系<=0.1s<=0.3~0.9s<=2s<=0.3~0.9s<=0.4s汽車的制動距離制動器液壓制動系真空助力制動系氣壓制動系汽車列59制動距離制動器起作用下的距離s2制動器持續(xù)作用下的距離s3S2的計算（制動器起作用階段）(2)制動距離的計算制動距離制動器起作用下的距離s2制動器持續(xù)作用下的距離s3S60S3的計算（制動器持續(xù)作用階段）ue~0（單位換算后）S3的計算（制動器持續(xù)作用階段）ue~0（單位換算后）61(3)決定制動距離的主要因素：制動器起作用的時間；最大制動減速度（或制動器最大制動力）；制動時的車速。制動距離是全面的綜合性的評價指標，比較直觀，路試測量方便，試驗重復性好。(3)決定制動距離的主要因素：制動器起作用的時間；最大623.制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指制動器抗熱衰退的能力。制動器熱衰退是指制動器溫度上升后，摩擦力矩將顯著下降的現象。在有些復雜工況下（如下長坡、高速連續(xù)制動）制動器溫度常在300℃以上，這時出現熱衰退。3.制動效能的恒定性制動效能的恒定性主要指制動器抗熱衰退的633EDD_汽車理論串講課件64第4節(jié)制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動跑偏：制動時汽車自動向左或向右偏向行駛。制動側滑：指制動時汽車的某一軸或兩軸發(fā)生橫向移動。前輪失去轉向能力：指彎道制動時，汽車不再按原來彎道行駛而沿彎道切線方向駛出以及直線行駛制動時轉動方向盤汽車仍按直線方向行駛的現象。第4節(jié)制動時汽車的方向穩(wěn)定性制動跑偏：制動時汽車自動向左或65

制動跑偏的原因有兩個：1)汽車左、右輪，特別是前軸左、右車輪制動器制動力不相等。2)制動時懸架導向桿系與轉向系拉桿在運動學上的不協調。1、汽車制動跑偏制動跑偏的原因有兩個：1)汽車左、右輪，特別是前軸左、右車66引起左右輪制動力不等的原因：1)制動器的技術狀況2)左右輪荷重不等，出現制動力差。引起左右輪制動力不等的原因：1)制動器的技術狀況2)左右輪荷67第二原因:EQ140在試制過程中，在緊急制動時，總是向右跑偏，在車速30km/h時，最嚴重的跑偏距離為1.7m，分析原因主要是轉向節(jié)上節(jié)臂處的球頭銷（C點）離前軸中心線太高，且鋼板彈簧的剛度又太小造成的。第二原因:EQ140在試制過程中，在緊急制動68后來改進了設計，使C點下降，球頭銷位移是減少，轉向節(jié)偏轉也減少了，同時加強前鋼板彈簧剛度，基本消除了跑偏現象。后來改進了設計，使C點下降，球頭銷位移是減少，轉691)若只有前輪抱死或先抱死，處于穩(wěn)定狀態(tài)，但失去轉向能力。2)后輪比前輪提前一定時間(0.5S以上)先抱死，發(fā)生側滑。由試驗結果得到：2、汽車側滑與失去轉向能力1)若只有前輪抱死或先抱死，處于穩(wěn)定狀態(tài)，但失去轉向能力。270下面從受力分析前、后輪制動抱死情況：前軸側滑受力圖ABCFjuBuAOα下面從受力分析前、后輪制動抱死情況：前軸側滑受力圖ABCFj71后軸側滑受力圖ABCFjuBuAαO后軸側滑受力圖ABCFjuBuAαO72第5節(jié)前后制動器制動力的比例關系

分析前、后制動器制動力分配的比例。1、地面對前、后車輪的法向反作用力2、理想的前、后制動器制動力分配曲線3、制動力分配系數與同步附著系數4、汽車在各種路面上制動過程的分析第5節(jié)前后制動器制動力的比例關系731、地面對前、后車輪的法向反作用力圖中忽略了滾動阻力偶矩，空氣阻力以及旋轉質量調速時的慣性力偶矩。其受力圖為。1、地面對前、后車輪的法向反作用力圖中忽略了滾動74

若在不同附著系數的路面上制動，其前、后輪都抱死，則：

若在不同附著系數的路面上制動，其前、后輪都抱死，752、理想的前、后制動器制動力分配曲線（1）函數法得出I曲線在任意附著系數ψ的平路上，前、后輪同時制動抱死的條件是：

a、前、后輪制動器制動力之和等于整車的附著力；b、前、后輪制動器制動力分別等于各自的附著力。2、理想的前、后制動器制動力分配曲線（1）函數法得出I曲線76將前、后輪的法向反作用力代入上式按此系數關系式作出的曲線，即為理想的前、后輪制動器動力分配曲線，簡稱I曲線。將前、后輪的法向反作用力代入上式按此系數關系式作出的77（2）用作圖法可求出I曲線：按Fμ1+Fμ2=G，取不同的，作一組與坐標軸成45°的直線。（2）用作圖法可求出I曲線：按Fμ1+Fμ2=G，取不同78只要給定了G、a、b、hg就可作出I曲線。

車輪抱死時：Fμ1=Fxb1=F1,Fμ2=Fxb2=Fψ1,

I曲線為前、后車輪同時抱死的F1和F2關系曲線。

只要給定了G、a、b、hg就可作出I曲線。

車輪抱死時：Fμ793、制動力分配系數與同步附著系數

目前許多汽車的前、后制動器動力之比為一固定常值，常用前制動器制動力與汽車總制動器制動力之比來表明分配的比例。此比例稱為制動器制動力分配系數以β表示。3、制動力分配系數與同步附著系數目前許多汽車的前、80

β線與I曲線（滿載）交于B點，我們稱交點處的附著系數ψo為同步附著系數。同步附著系數說明，前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在一種附著系數；即在同步附著系數路面上制動時才能使前、后輪同時抱死。同步附著系數的解析法：此時因前、后軸同時抱死，則：此式為同步附著系數與制動器制動力分配系數β的關系。o同步附著系數說明，前、后制動器制動力為固定比813EDD_汽車理論串講課件824、汽車在各種路面上制動過程的分析利用I曲線和β線的配合，就可以分析汽車在各種路面上的制動情況，為便于分析前、后輪的情況，再介紹兩組線。f線組：表示在各種值路面上只有前輪抱死時的前、后輪地面制動力的分配關系。γ線組：表示在各種值路面上只有后輪抱死時的前、后軸地面制動力的分配關系。4、汽車在各種路面上制動過程的分析利用I曲線和β線83(1)求f線組，當前輪抱死時此式為不同值路面上前輪抱死的前、后輪地面制動力關系式。(1)求f線組，當前輪抱死時此式為不同值路面上前84(2)求r線組，當后輪抱死時此式為不同值路面上后輪抱死的前、后輪地面制動力關系式。(2)求r線組，當后輪抱死時此式為不同值路面上后85由此得到f線組和r線組曲線：由此得到f線組和r線組曲線：86當>0時，設在=0.7b.當<0時，設在=0.3當>0時，b.當<0時，875、利用附著系數與制動效率最高制動減速度即將出現車輪抱死沒有任何車輪抱死制動強度路面附著系數路面附著系數前后輪同時抱死充分的利用了附著條件5、利用附著系數與制動效率最高制動即將出現車輪抱死沒有任何車88利用附著系數制動強度z時地面制動力法向反作用力利用附著系數制動強度z時地面制動力法向反作用力89（被）利用附著系數制動強度附著條件發(fā)揮充分制動力分配合理（被）利用附著系數制動強度附著條件制動力90利用附著系數總大于或等于制動強度利用附著系數與制動強度的關系曲線利用附著系數總大于或等于制動強度利用附著系數與制動強度的關系91制動效率與附著系數曲線制動效率與附著系數曲線92限壓閥比例閥6、目前采用的制動調節(jié)裝置

目前采用的制動調節(jié)裝置有限壓閥，比例閥、ABS。

（1）調節(jié)閥感載比例閥限壓閥比例閥6、目前采用的制動調節(jié)裝置

目前采用的93制動效率最大制動強度利用附著系數制動效率地面附著條件的利用程度制動力分配的合理性車輪不抱死時摩擦因數制動效率最大制動強度利用附著系數制動效率地面附著條件的制動力943EDD_汽車理論串講課件95ABS的作用縮短制動距離改善制動過程的方向穩(wěn)定性保持制動過程的操縱穩(wěn)定性減輕駕駛員的緊張程度延長輪胎的使用壽命(2)ABS：ABS的作用縮短制動距離改善制動過程的方向穩(wěn)定性保持制動過程96ABS提高操縱穩(wěn)定性防止側滑ASR/TCS防滑控制系統ABS提高操縱穩(wěn)定性防止側滑ASR/TCS防滑控制系統97滑移率與附著系數的關系滑移率與附著系數的關系98第五章汽車操縱穩(wěn)定性汽車操縱穩(wěn)定性汽車的主要性能之一第五章汽車操縱穩(wěn)定性汽車操縱穩(wěn)定性汽車的主要性能之一99a.汽車正確遵循駕駛員通過操縱機構所給定的方向的能力;操縱穩(wěn)定性b.汽車抵抗企圖改變行駛方向干擾、保持穩(wěn)定行駛方向的能力。不能過分降低車速或造成駕駛員疲勞。第1節(jié)概述a.汽車正確遵循駕駛員通過操縱機構所給定的方向的能力100車輛坐標系和汽車主要運動形式車輛坐標系和汽車主要運動形式101輪胎坐標系第2節(jié)輪胎的側偏特性輪胎坐標系第2節(jié)輪胎的側偏特性102輪胎的側偏現象輪胎的側偏現象103在側偏角<5時，側偏力和側偏角成線性關系。這時，式中，k稱為側偏剛度（N/rad）。為曲線在=0處的斜率。按輪胎坐標系，側偏力和側偏角總是反號，故側偏剛度總是負值。輪胎的側偏特性在側偏角<5時，側偏力和側偏角成線性關系。這104輪胎結構與側偏特性的關系*垂直載荷的影響：垂直載荷增大，k增大。但垂直載荷太大k反而減小。*輪胎形式和結構參數的影響：a.子午線胎比斜交胎側偏剛度高。b.扁平比（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側偏剛度大。c.胎壓大，則側偏剛度大，但胎壓太大側偏剛度基本不變。試驗時，可能通過改變減少胎壓改變穩(wěn)態(tài)試驗結果。輪胎結構與側偏特性的關系*垂直載荷的影響：105路面對側偏特性的影響路面干濕程度的影響

路面越濕，最大側偏力越小。薄水層的影響

路面有薄水層時，輪胎可能會完全失去側偏力，這稱為“滑水”現象。路面對側偏特性的影響路面干濕程度的影響106輪胎不對稱受力產生的回正力矩輪胎不對稱受力產生的回正力矩1073EDD_汽車理論串講課件108有外傾角時的輪胎滾動有外傾角時的輪胎滾動109外傾側向力與外傾角的關系

外傾側向力

有外傾角時的輪胎側偏特性外傾側向力與外傾角的關系外傾側向力有外傾角時的輪胎側偏特110第3節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應汽車模型的簡化*忽略轉向系統的影響，直接以前輪轉角為輸入。*不考慮振動、側傾、俯仰運動，認為汽車只作平行于地面的運動；*不考慮輪胎切向力、外傾角、空氣阻力的影響；*忽略左右輪胎載荷變化引起的側偏特性變化；*忽略輪胎回正力矩；*認為輪胎側偏特性處于線性范圍；*認為汽車沿x軸速度不變。第3節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應汽車模型的111二自由度汽車模型二自由度汽車模型112汽車平面運動方程汽車平面運動方程113式中：k1，k2為前后輪胎側偏剛度（已知）；

1，2為前后輪胎側偏角(未知)；

a，b為汽車前后軸到質心的水平距離(已知)。汽車受到的y向外力和繞z軸的外力矩為式中：k1，k2為前后輪胎側偏剛度（已知）；汽車受到的y向外114式中：k1，k2為前后輪胎側偏剛度（已知）；

1，2為前后輪胎側偏角(未知)；

a，b為汽車前后軸到質心的水平距離(已知)。式中：k1，k2為前后輪胎側偏剛度（已知）；115式中：為前輪轉角（已知）；

為前輪速度與x軸夾角(未知)。

又有式中：為前輪轉角（已知）；又有116式中，v和r為待求的時間函數。

汽車平面運動方程為式中，v和r為待求的時間函數。汽車平面運動方程為117汽車穩(wěn)態(tài)響應汽車穩(wěn)態(tài)響應118汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線119K=0時，汽車穩(wěn)態(tài)響應為中性轉向。這時，即轉向半徑，但這是在汽車無側偏時的結果。理由見汽車理論P120。因此，中性轉向汽車加速時，轉向半徑不變。汽車中性轉向K=0時，汽車穩(wěn)態(tài)響應為中性轉向。這時，汽車中性轉向1203EDD_汽車理論串講課件121K>0稱為不足轉向。不足轉向汽車加速時，和中性轉向時比，根據穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較小，即較小。但因R=，故不足轉向汽車轉向半徑隨車速增大而增大。汽車不足轉向K>0稱為不足轉向。不足轉向汽車加速時，和中性轉向時比，根據122特征車速uch稱為特征車速

K<0稱為過多轉向。過多轉向汽車加速時，和中性轉向相比，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較大，但R=，故轉向半徑隨車速增大而減小。顯然，當時，=。這時較小的前輪轉角都會導致激轉而翻車。為了保持良好的操縱穩(wěn)定性，汽車都應當具有適度的不足轉向。汽車過多轉向特征車速uch稱為特征車速K<0稱為過多轉向。過多轉向汽車123三種穩(wěn)態(tài)響應三種穩(wěn)態(tài)響應124汽車質心位置的影響根據上式，質心靠后，a增大，b減小，K減?。╧1，k2為負），故不足轉向減小。影響穩(wěn)態(tài)響應特性的因素:胎壓的影響在一定范圍內，胎壓減小則側偏剛度減小。根據上式，后輪胎壓降低會導致K減小，使不足轉向減小。前輪胎壓降低會導致K增大，使不足轉向增大。汽車質心位置的影響影響穩(wěn)態(tài)響應特性的因素:胎壓的影響125輪胎結構的影響子午線胎比斜交胎側偏剛度高。扁平比（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側偏剛度大。前輪側偏剛度增大，則不足轉向減小。后輪側偏剛度增大，則不足轉向增加。影響穩(wěn)態(tài)響應特性的因素:增加前懸架角剛度或減少后懸架角剛度，會增加汽車不足轉向。懸架角剛度對穩(wěn)態(tài)特性的影響輪胎結構的影響影響穩(wěn)態(tài)響應特性的因素:懸架角剛度對穩(wěn)態(tài)特性的126表征穩(wěn)態(tài)響應的參數1、前后側偏角絕對值之差故>0時，K>0不足轉向<0時，K<0過多轉向=0時，K=0中性轉向表征穩(wěn)態(tài)響應的參數1、前后側偏角絕對值之差故>0時，K>0127當側向加速度大于0.3-0.4g后，前后側偏角之差和側向加速度一般進入非線性區(qū)域。在大側向加速度下，許多汽車穩(wěn)態(tài)特性發(fā)生顯著變化。當側向加速度大于0.3-0.4g后，前后側偏角之差和側向加速1282、轉向半徑比若R>R0時，K>0不足轉向若R=R0時，K=0中性轉向若R<R0時，K<0過多轉向2、轉向半徑比若R>R0時，K>0不足轉向1293、靜態(tài)貯備系數

3、靜態(tài)貯備系數130

當a’=a時，汽車質心和cn重合，S.M.=0,,K=0當a’>a時，汽車質心在cn前，S.M.>0,,K>0當a<a’時，汽車質心在cn后，S.M.<0,,K<0當a’=a時，汽車質心和cn重合，S.M.=0,131瞬態(tài)響應

瞬態(tài)響應132表征瞬態(tài)響應的幾個參數小轎車的固有頻率f0(=0/2)在0.8-1.2Hz之間。固有頻率高些較好。1、波動的固有頻率0表征瞬態(tài)響應的幾個參數小轎車的固有頻率f0(=0/2)在1332、阻尼比小了超調量大，故大些較好。2、阻尼比小了超調量大，故大些較好。1343、反應時間反應時間指r第一次到達穩(wěn)定值的時間。小些較好。3、反應時間反應時間指r第一次到達穩(wěn)定值的時間。1354、達到第一峰值的時間達到第一峰值的時間小些較好。4、達到第一峰值的時間達到第一峰值的時間小些較好。136當穩(wěn)定性因數K<0(過多轉向)且車速瞬態(tài)響應的穩(wěn)定條件是不穩(wěn)定的。其它是穩(wěn)定的。當穩(wěn)定性因數K<0(過多轉向)且車速瞬態(tài)響應的穩(wěn)定條件是不穩(wěn)137汽車的側傾1）車廂側傾軸車廂相對地面轉動的瞬時軸線稱為車廂側傾軸。它與前后軸處的垂直斷面的交點稱為前、后側傾中心。它由懸架導向機構決定，可由圖解或實驗求得。第4節(jié)汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系汽車的側傾1）車廂側傾軸車廂相對地面轉動的瞬138單橫臂獨立懸架上車廂的側傾中心單橫臂獨立懸架上車廂的側傾中心139雙橫臂獨立懸架上車廂的側傾中心雙橫臂獨立懸架上車廂的側傾中心1402）懸架側傾角剛度

懸架側傾角剛度指車廂側傾時單位轉角下懸架系統給車廂的總彈性恢復力矩。式中

T--總彈性恢復力矩

r--車廂側傾角2）懸架側傾角剛度懸架側傾角剛度指車廂側傾1413）車廂側傾角

車廂側傾角指車廂繞側傾軸的轉角，它是影響汽車操縱穩(wěn)定性的一個重要參數。它也影響乘員感覺，車廂側傾角過大，乘員會很不舒適。過小則說明側傾角過大，凸凹不平路面對汽車單邊沖擊很大，同時會影響駕駛員路感。3）車廂側傾角車廂側傾角指車廂繞側傾軸的轉角，它是142式中，Mr是側傾力矩，K

r是懸架總的側傾角剛度。側傾力矩由下列三部分組成：1)懸掛質量離心力引起的側傾力矩2)側傾后懸掛質量重力引起的側傾力矩3)獨立懸架非懸掛質量離心力引起的側傾力矩式中，Mr是側傾力矩，Kr是懸架總的側傾角剛度。143車廂側傾角計算式中，Mr是側傾力矩，K

r是懸架總的側傾角剛度。車廂側傾角計算式中，Mr是側傾力矩，Kr是懸架總的側144側傾轉向

車廂側傾引起的車輪轉向稱為側傾轉向，或稱軸轉向。側傾轉向會增加或減少不足轉向量。側傾轉向車廂側傾引起的車輪轉向稱為側傾轉向，或145變形轉向懸架導向裝置變形引起的車輪轉向稱為變形轉向。變形轉向懸架導向裝置變形引起的車輪轉向稱為變形轉向。146第六章汽車平順性路面汽車人第六章汽車平順性路面汽車人147平順性的評價標準評價標準

ISO2631-1:1997(E)《人體承受全身振動評價——第一部分：一般要求》GB/T4970-1996《汽車平順性隨機輸入行駛試驗方法》所考慮的振動ISO2631-1規(guī)定，舒適性評價時，考慮座椅支承處的3個線振動和3個角振動，靠背和腳支承處各3個線振動，共12個軸向振動。健康影響評價時，僅考慮座椅支承處的3個線振動xs、ys、zs。第一節(jié)人體對振動的反應和平順性的評價第六章汽車平順性平順性的評價標準評價標準 第一節(jié)人體對振動的反應和平順性的148第二節(jié)路面不平度的統計特征路面不平度的功率譜密度1.x(t)功率譜密度Gx(f)的意義Gx(f)表示x(t)的平均功率E[x2(t)]在頻率域的分布。2.路面不平度q(I)的功率譜密度Gq(n)的意義Gq(n)表示.路面不平度q2(I)的平均值E[q2(I)]的空間頻率分布。第二節(jié)路面不平度的統計特征路面不平度的功率譜密度1.x(1493.路面不平度的功率譜密度式中

n—空間頻率，m-1

n0—0.1m-1

Gq(n0)—路面不平度系數(m2/m-1)

w—頻率指數，一般取為23.路面不平度的功率譜密度式中150第三節(jié)

汽車振動系統的簡化、單質量系統振動第三節(jié)汽車振動系統的簡化、單質量系統振動151汽車振動模型1）總質量保持不變

m2f+m2r+m2c=m22）質心位置不變

m2fa-m2rb=03）轉動慣量不變得到：汽車振動模型1）總質量保持不變得到：152從而得汽車單質量振動系統模型：當懸掛質量分配系數：有m2c=0從而得汽車單質量振動系統模型：當懸掛質量分配系數：有m2c=153汽車單自由度振動方程（1）令2n=C/m2，20=K/m2，齊次方程變?yōu)槠噯巫杂啥日駝臃匠蹋?）令2n=C/m2，20=K/1540稱為系統固有圓頻率，定義阻尼比方程的解為0稱為系統固有圓頻率，定義阻尼比155單自由度自由振動衰減曲線單自由度自由振動衰減曲線156汽車單質量系統頻響函數令代入上式，得汽車單質量系統頻響函數令代入上式，得1573EDD_汽車理論串講課件158汽車單質量系統幅頻特性上式模（幅頻特性）為（1）在0<0.75的低頻段，既不減振也不增振。阻尼比影響不大。（2）在0.75<的共振段，出現峰值，阻尼比大時峰值低。增振。（3）在>=的高頻段，=時=1。>時，<1。減振。阻尼比較小時衰減更多。汽車單質量系統幅頻特性上式模（幅頻特性）為（1）159雙軸汽車平順性模型雙軸汽車平順性模型160平順性分析的振動響應量有3種：1、車身振動加速度2、懸架動撓度（涉及限位行程、懸架擊穿）3、車輪與路面間的動載荷平順性分析的振動響應量平順性分析的振動響應量有3種：平順性分析的振動響應量161車身加速度功率譜密度函數車身加速度功率譜密度函數用于：a.了解振動加速度功率頻譜的分布。b.求加速度均方根值或加權均方根值評價汽車平順性。車身加速度功率譜密度函數車身加速度功率譜密度函數用于：162當=1時，前式變?yōu)?/p>

（共振峰值）

顯然固有頻率越低，峰值越低。此外，低頻段阻尼比越大，越小。高頻段阻尼比越大，越大。二者效果相反，須折衷。當=1時，前式變?yōu)椋ü舱穹逯担╋@然固有頻率越低，峰值越163車輪與路面間相對動載荷幅頻特性對單質量系統它與簧載荷重量G的比值稱為相對動載荷這和車身振動加速度基本一樣，只差一常數g。故可用同樣公式求均方根值（標準差），求離地概率。車輪與路面間相對動載荷幅頻特性對單質量系統它與簧載荷重量G164懸架彈簧動撓度的幅頻特性懸架彈簧動撓度復振幅為，故頻響函數把頻響函數代入上式，得幅頻特性為

懸架彈簧動撓度的幅頻特性懸架彈簧動撓度復振幅為1653EDD_汽車理論串講課件1661、固有頻率越低，車身振動加速度均方根值越低，平順性越好。但固有頻率太低，會導致汽車載荷變化時車身高度變化過大、懸架“擊穿”和乘員暈車；2、汽車懸架阻尼比不能過大或過小，有一最佳值，在0.2和0.4之間。平順性和固有頻率、阻尼比的關系1、固有頻率越低，車身振動加速度均方根值越低，平順性越好。但167第四節(jié)車身與車輪雙質量系統的振動第四節(jié)車身與車輪雙質量系統的振動1683EDD_汽車理論串講課件1693EDD_汽車理論串講課件1703EDD_汽車理論串講課件1713EDD_汽車理論串講課件1723EDD_汽車理論串講課件1733EDD_汽車理論串講課件1743EDD_汽車理論串講課件1753EDD_汽車理論串講課件1763EDD_汽車理論串講課件177第五節(jié)雙軸汽車的振動第五節(jié)雙軸汽車的振動178第六節(jié)“人體-座椅”系統的振動第六節(jié)“人體-座椅”系統的振動179

汽車的通過性（越野性）：是指汽車在一定裝載質量下能以足夠高的平均速度通過各種壞路、無路地帶（松軟的土壤、沙漠、雪地、沼澤等），坎坷不平地段和克服各種障礙（陡坡、側坡、臺階、壕溝等）的能力。第七章汽車的通過性汽車的通過性（越野性）：是指汽車在一定裝載質量180汽車的通過性支承通過性幾何通過性支承通過性：以足夠高的車速通過壞路和無路地帶的能力幾何通過性：以足夠高的車速通過各種障礙的能力汽車的通過性支承通過性幾何通過性支承通過性：以足夠高的車速通181第一節(jié)

汽車通過性的評價指標

一、汽車支承通過性評價指標1、掛鉤牽引力Fd掛鉤牽引力Fd等于驅動力Ft取與滾動阻力的合力ΣFf之差：Fd=Ft–ΣFf掛鉤牽引力Fd用來評價汽車加速，上坡及牽引拖車的能力。第一節(jié)汽車通過性的評價指標

一、汽車支承182

2、牽引系數TC牽引系數TC等于掛鉤牽引力Fd對汽車總重力G之比，即：牽引系數是用來評價不同總重力的越野汽車的牽引性能。

在一定的土壤條件下，若Tc<0，汽車不能通過。若TC>0汽車能通過。2、牽引系數TC牽引系數是用來評價不同總重力的越野汽車的183

3、牽引效率TE牽引效率TE等于車輪上輸出功率與輸入功率之比值：TE值是反映車輪輪胎性能的無周次量，TE值越大，車輪的輸出功率越大。

TE是對汽車的功力性和經濟的總評價。3、牽引效率TETE值是反映車輪輪胎性能184

4、燃料利用指數Ef燃料利用指數Ef是單位燃料消耗量所輸出的有用功Ef是越野汽車在松軟路面上行駛時燃料經濟性的評價指標。在滑轉率較低時，燃料利用率較高，隨著滑轉率增加，消耗于滑轉阻力的燃料增多，輸出功減少，Ef很快下降。

4、燃料利用指數EfEf是越野汽車在松軟路面上行駛時燃185汽車通過性幾何參數：與是隙失效有關的汽車整車幾何尺寸。這些參數包括最小離地間隙h，縱向通過角β、接近角r1、離去角r2、最小轉彎直徑dmin。最小離地間隙h縱向通過角接近角1離去角2最小轉彎半徑dmin轉彎通道圓二、汽車通過性幾何參數汽車通過性幾何參數：與是隙失效有關的汽車整車幾何尺寸。這些參186汽車通過性幾何參數汽車通過性幾何參數1871、輪胎氣壓在松軟路面上行駛，降低胎壓可使輪胎接地面積增加，減少滾動阻力，提高附著系數。2、輪胎花紋輪胎花紋寬而深可提高松軟路面的附著系數，但滑行噪聲增大。影響通過性的使用因素1、輪胎氣壓影響通過性的使用因素1883、拱形輪胎超低壓拱形輪胎在專用越野車上得到廣泛應用，其斷面寬度比普通輪胎大2-3倍。拱形輪胎車輛在沙漠、雪地、沼澤等具有良好的通過性，但在硬路面上行駛會過早磨損。4、駕駛方法通過沙漠、雪地、泥沼地時應用低檔，盡量保持直線行駛。有差速鎖時將其鎖住，駛離滑轉區(qū)后再脫開，以免轉向困難。3、拱形輪胎1891、前、后輪距等輪距、單胎布置、增多驅動軸數有利于提高通過性。2、軸荷分配使前輪單位壓力比后輪小20%-30%，可減少松軟路上的阻力。3、最低穩(wěn)定車速車速低，土壤抗剪切能力較強，可提高附著系數。因此應用低速通過困難地段?？捎迷龃髠鲃颖冉档妥畹头€(wěn)定車速。影響通過性的結構因素1、前、后輪距影響通過性的結構因素1904、差速鎖差速鎖可使兩側車輪按各自附著力分配驅動力，可按各自附著力分配驅動力矩，可大大提高汽車通過性。5、涉水能力解決汽車電器的水密封問題。4、差速鎖191第二節(jié)松軟地面的物理性質土壤剪切力與剪切變形的關系第二節(jié)松軟地面的物理性質土壤剪切力與剪切變形的關系192第三節(jié)車輛的掛鉤牽引力車輛的土壤推力FX與土壤阻力Fr之差，稱為掛鉤牽引力。即Fd=FX-Fr它表示土壤的強度儲備，用來使車輛加速、上坡、克服道路不平的阻力或牽引其它車輛。第三節(jié)車輛的掛鉤牽引力車輛的土壤推力FX與土壤阻力Fr之193一、頂起失效的障礙條件第四節(jié)間隙失效的障礙條件汽車頂起失效的障礙條件：與頂起失效有關的參數：縱向通過半徑、橫向通過半徑、最小離地間隙。一、頂起失效的障礙條件第四節(jié)間隙失效的障礙條件汽車頂起失194二、頂觸頭失效的障礙條件汽車觸頭失效的障礙條件：與觸頭失效有關的參數：接近角、離去角。二、頂觸頭失效的障礙條件汽車觸頭失效的障礙條件：與觸頭失效有195一、4x2汽車第五節(jié)汽車越過臺階和壕溝的能力前輪（從動輪）：后輪（驅動輪）：一、4x2汽車第五節(jié)汽車越過臺階和壕溝的能力前輪（從動輪196二、4x4汽車二、4x4汽車197三、汽車越過壕溝的能力ld為壕溝寬。三、汽車越過壕溝的能力ld為壕溝寬。198演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！199汽車理論

Theoryofautomobile

（串講）武漢理工大學汽車工程學院2006年10月喬維高汽車理論

Theoryofautomobil200緒論汽車主要使用性能動力性powerperformance燃油經濟性operatingfueleconomy制動性brakingcharacteristics操縱穩(wěn)定性handlingandstability行駛平順性rideperformance行駛通過性off-roadperformance緒論汽車主要使用性能動力性powerper201第一章汽車動力性汽車的動力性：汽車在良好路面上直線行駛時由汽車受到的縱向外力決定的，所能達到的平均行駛速度?；靖拍睿?/p>

動力性的評價指標汽車的驅動力與各種行駛阻力汽車行駛的驅動—附著條件重點內容：

驅動力-行駛阻力平衡圖

分析汽車動力性的方法動力特性圖

（圖解法）功率平衡圖第一章汽車動力性汽車的動力性：202第1節(jié)汽車動力性指標1.最高車速uamax在水平良好的路面上汽車能達到的最高行駛速度（km/h）。2.加速時間t表示汽車的加速能力。常用：原地起步加速時間超車加速時間3.最大爬坡度imax汽車的上坡能力。以1檔滿載時汽車在良好路面上的最大爬坡度表示。是極限爬坡能力。第1節(jié)汽車動力性指標1.最高車速uamax203第2節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力

根據沿行駛方向作用于汽車的各種外力，可以計算汽車的最高車速、加速度、最大爬坡度。由力平衡關系得：Ft=ΣFFt—驅動力；ΣF—行駛阻力之和汽車行駛方程第2節(jié)汽車的驅動力與行駛阻力根據沿204一、驅動力

1.定義

發(fā)動機產生的轉矩，經傳動系至驅動輪，轉矩Tt對地面產生圓周力Fo，地面對驅動輪的反作用力Ft即為驅動力。

2.表達式

Ft=Tt/rr—車輪半徑驅動輪轉矩Tt與發(fā)動機轉矩Ttq的關系為：故：一、驅動力1.定義2.表達式2053、汽車的驅動力圖發(fā)動機外特性確定的是發(fā)動機輸出轉矩和轉速關系。經傳動系到達車輪后，可表示為驅動力與車速間的關系。3、汽車的驅動力圖206二、汽車的行駛阻力汽車行駛時的各種阻力：滾動阻力——以符號Ff表示；空氣阻力——以符號Fw表示；坡度阻力——以符號Fi表示；加速阻力——以符號Fj表示；因此汽車行駛的總阻力為：∑F=Ff+Fw+Fi+Fj

二、汽車的行駛阻力汽車行駛時的各種阻力：207（一）滾動阻力

可見滾動阻力系數是車輪在一定條件下滾動時所需之推力與車輪負荷之比，即單位汽車重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驅動輪：FX2=Ft－Ff（一）滾動阻力可見滾動阻力系數是208可見滾動阻力系數是車輪在一定條件下滾動時所需之推力與車輪負荷之比，即單位汽車重力所需之推力，Ff=Wf＝Tf/r。驅動輪：由驅動輪的力矩平衡得FX2r=Tt－Tf故FX2=Ft－Ff滾動阻力系數由試驗確定。滾動阻力系數與路面的種類、行駛車速以及輪胎的構造、材料、氣壓等有關。可見滾動阻力系數是車輪在一定條件下209（二）空氣阻力汽車直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向上的分力稱為空氣阻力?？諝庾枇Ψ譃閴毫ψ枇Γㄒ话戕I車占91％）與摩擦阻力（9％）兩部分。壓力阻力又分為四部分：形狀阻力（58％）、干擾阻力（14％）、內循環(huán)阻力（12％）和誘導阻力（7％）。空氣阻力:

（二）空氣阻力210（三）坡度阻力當汽車上坡行駛時，汽車重力沿坡道的分力表現為汽車坡度阻力Fi，Fi=Gsinα其中，G—作用于汽車上的重力（N），G=mg，m為汽車質量（kg），g為重力加速度。一般路面上坡度較小，此時Fi=Gsinα≈Gtgα

=Gi由于坡度阻力與滾動阻力均屬于與道路有關的阻力，且均與汽車重力成正比，故可把這兩種阻力合在一起稱作道路阻力，以Fψ表示，即Fψ=Ff+Fi=fGcosα+Gsinα，當α不大時，cosα≈1，sinα≈i，Fψ=Gf+Gi=G(f+i)，令f+i=ψ，ψ稱為道路阻力系數Fψ=Gψ。（三）坡度阻力211(四)加速阻力汽車的質量分為平移的質量和旋轉的質量兩部分。把旋轉質量的慣性力偶矩轉化為平移質量的慣性力，并以系數δ作為計入旋轉質量慣性力偶矩后的汽車質量換算系數，因而汽車加速時的阻力:δ——汽車旋轉質量換算系數，（δ>1）；m——汽車質量，單位為kg；——行駛加速度。(四)加速阻力212第3節(jié)汽車驅動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖一、汽車行駛方程式根據上面逐項分析的汽車行駛阻力，可以得到汽車的行駛方程式為：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj或：為清晰而形象地表明汽車行駛時的受力情況及其平衡關系，一般是將汽車行駛方程式用圖解法來進行分析。即在汽車驅動力圖上把汽車行駛中經常遇到的滾動阻力和空氣阻力也算出并畫上，作出汽車驅動力-行駛阻力平衡圖，并以此來確定汽車的動力性。第3節(jié)汽車驅動力—行駛阻力平衡圖與動力特性圖一、汽車行213汽車驅動力-行駛阻力平衡圖表征不同車速時驅動力和行駛阻力之間的關系。特征點：最高車速，僅有滾動阻力和空氣阻力。小于最高車速時，汽車可用剩余驅動力加速或爬坡。需等速行駛時，發(fā)動機可工作在部分負荷特性。汽車驅動力-行駛阻力平衡圖214

1.汽車加速能力的評價在水平良好路面上行駛時能產生的加速度：不易測量。加速時間：用直接檔行駛時，由最低穩(wěn)定速度加速到一定距離或80%umax所需時間。汽車加速度：再利用汽車驅動力-行駛阻力平衡圖可計算出各檔節(jié)氣門全開時的加速度曲線。高檔位時的加速度要小些。由加速度圖可求得從某一車速u1加速至另一較高車速u2所需的時間。1.汽車加速能力的評價汽車加215

因：dt=du/a，故