汽車駕駛技術課件

第一章汽車駕駛的基本知識

§1—1汽車行駛的作用力和使用性能學習目標：1．了解汽車行駛條件和主要作用力。2．熟知汽車性能的評價指標及分類。3．熟知汽車行駛的車輪驅動力和路面附著力。4．了解汽車使用情況對車輛性能的影響。第一章汽車駕駛的基本知識

§1—1汽車行駛的作用力1一、汽車行駛時的受力汽車從靜止到開始運動（起步），再到正常行駛的過程中，都將受到外界各種阻力的影響。這些阻力主要有滾動阻力、空氣阻力、上坡阻力和加速阻力等。要使汽車以一定的速度行駛，則必須從外部對汽車施加一個推力，以克服汽車行駛運動時所遇到的阻力。汽車的動力傳遞如圖1—1—1所示。

一、汽車行駛時的受力汽車從靜止到開始運動（起步），再到正常行2圖1—1—1汽車的動力傳遞圖1—1—1汽車的動力傳遞31．汽車的驅動力汽車發(fā)動機產生的扭矩經傳動系統(tǒng)傳至驅動輪，驅動輪上的扭矩Mt使其對地面產生一個切向作用力（圓周力）Fo，地面同時產生一個作用于驅動車輪上的切向反作用力Ft。這個反作用力即為驅動汽車行駛的外力，稱為汽車的驅動力。Ft與Fo大小相等，方向相反，如圖1—1—2所示。其值為：Ft=式中Mt——作用于驅動輪的扭矩，N·m；r——驅動車輪的半徑，m。1．汽車的驅動力4圖1—1—2汽車的驅動力Mt是發(fā)動機有效扭矩Me經傳動系傳到驅動輪上獲得的。由于傳動系的降速增扭作用，使驅動輪上獲得的扭矩Mt比發(fā)動機有效扭矩Me增大數倍。汽車的驅動力與發(fā)動機的有效扭矩、變速器傳動比、主減速器傳動比和傳動系的機械效率成正比，與驅動車輪的半徑成反比。

圖1—1—2汽車的驅動力Mt是發(fā)動機有52．汽車行駛時的阻力

汽車行駛的阻力有滾動阻力Ff、空氣阻力Fw、上坡阻力Fi和加速阻力Fj，汽車行駛的總阻力為：ΣF＝Ff+Fw+Fi+Fj如圖1—1—3所示，上述阻力中，滾動阻力和空氣阻力在任何行駛條件下均存在。上坡阻力和加速阻力僅在一定行駛條件下存在，在平直道路上等速行駛時沒有上坡阻力和加速阻力。2．汽車行駛時的阻力

汽車行駛的阻力有滾動阻力Ff、空氣阻力6重力驅動力滾動阻力空氣阻力

圖1—1—3汽車行駛的阻力空氣阻力

7（1）滾動阻力滾動阻力產生的原因有：1）道路變形汽車車輪在松軟道路上行駛時會擠壓路面，輪胎與路面間產生摩擦，路面受車輪擠壓產生塑性變形而消耗一定的能量。2）輪胎變形汽車行駛時輪胎會產生變形，在變形、恢復的循環(huán)中，也要消耗一部分能量。滾動阻力Ff與汽車總質量G和汽車滾動系數f成正比。（1）滾動阻力8（2）空氣阻力汽車在空氣中行駛，汽車前面會受到空氣流的“壓力”；汽車車身表面受到空氣流的“摩擦力”；汽車后面因空氣稀薄而形成渦流產生“吸力”；這些壓力、摩擦力、吸力形成了汽車行駛的空氣阻力Fw，圖1—1—4所示。圖1—1—4汽車行駛的空氣阻力（2）空氣阻力汽車在空氣中行駛，汽車前面會受到空氣流的“壓力9（3）上坡阻力如圖1—1—5所示，汽車沿坡道上行時，汽車重力平行于坡道路面的分力起阻礙汽車上坡行駛的作用力，稱為上坡阻力Fi，F(xiàn)i=Gsinθ。道路的坡度越大，上坡阻力越大。圖1—1—5汽車行駛的上坡阻力（3）上坡阻力如圖1—1—5所示，汽車沿坡道上行時，汽車重力10（4）加速阻力汽車加速行駛時，需要克服因其質量加速而產生的慣性力。這個慣性力的作用方向始終與汽車運動方向相反，稱為加速阻力Fj，圖1—1—6所示。汽車加速阻力越小，其加速能力越好。一般小型轎車加速能力強，大型貨車、公交客車加速能力弱。圖1—1—6汽車的加速阻力（4）加速阻力汽車加速行駛時，需要克服因其質量加速而產生的慣113．汽車行駛條件

（1）汽車行駛的驅動條件汽車的驅動力用以克服各種阻力。若汽車的驅動力大于摩擦力、空氣阻力和上坡阻力之和，汽車將加速行駛；或若汽車的驅動力小于三個阻力之和，汽車將減速行駛直至停車。汽車在不同路面狀況和不同運行工況下的受力情況是不同的，見表1—1—1。表1—1—1汽車運行工況與受力分析3．汽車行駛條件

（1）汽車行駛的驅動條件12路面狀況運行工況驅動力與行駛阻力關系水平路面減速行駛Ft<Ff＋Fω等速行駛Ft＝Ff＋Fω加速行駛Ft＝Ff＋Fω＋Fj縱向坡道等速上行Ft＝Ff＋Fω＋Fi加速上行Ft＝Ff＋Fω＋Fi＋Fj路面狀況運行工況驅動力與行駛阻力關系水平路面減速行駛Ft<F13增大驅動力只有在驅動輪與路面不發(fā)生滑轉時才有效。在輪胎和路面一定的條件下，驅動力增大到一定程度時，驅動輪將出現(xiàn)滑轉現(xiàn)象。這表明汽車行駛除受驅動條件的制約外，還受輪胎與地面附著條件的限制。地面對輪胎切向反作用力的極限值稱為附著力Fφ，它與地面對驅動輪的法向反作用力FZ成正比。當驅動力Ft大于附著力Fφ時，驅動輪產生滑轉。為了避免車輪滑轉，驅動力要等于或者小于附著力。由此可見，若要汽車在道路上正常行駛，必須同時滿足驅動和附著條件。（2）汽車行駛的附著條件增大驅動力只有在驅動輪與路面不發(fā)生滑轉時才有效。14為避免驅動輪產生滑轉，即附著條件是：Ft<Fφ＝FZφ式中：FZ――作用于所有驅動輪的地面法向反作用力。φ――附著系數，與輪胎結構及路面條件有關。不同路面的附著系數如下圖所示。為避免驅動輪產生滑轉，即附著條件是：15二、汽車的使用性能

汽車使用性能主要包括動力性、經濟性、穩(wěn)定性、制動性、通過性、行駛平順性及加速性等，通過這些性能指標可以評價汽車性能的好壞。1．汽車的動力性汽車的動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。汽車的動力性直接影響汽車的平均速度，對汽車的運輸效率有決定性的影響。（1）汽車的動力性指標1）汽車最高車速汽車滿載時在平直、良好的水泥或瀝青路面上用最高擋行駛可以達到的最高速度，稱為汽車的最高車速。2）汽車的加速能力在各種使用條件下汽車迅速增加行駛速度的能力，稱為汽車的加速能力。評價汽車加速性能的指標有三個，即：加速過程中的加速度aj、加速時間ｔ和加速行程ｓ。aj越大，ｔ、ｓ越短，加速性越好。常用原地起步加速時間與超車加速時間來表明汽車的加速能力。超車加速時間是指用最高擋或次高擋由某一中等車速開始，加速到最高車速的80％時所需的時間（或通過某一段距離所需要的時間）。二、汽車的使用性能

汽車使用性能主要包括動力性、經163）汽車的上坡能力汽車的上坡能力用最大爬坡度來評定。最大爬坡度是指汽車滿載時在良好路面上，用最低擋等速行駛所能克服的最大道路坡度,如圖1－1－7所示。貨車一般在30％（16.5°）左右，越野車一般在60％（30°）左右，轎車發(fā)動機功率較大，其上坡能力較好。圖1—1—7爬坡度3）汽車的上坡能力汽車的上坡能力用最大爬坡度來評定。17（2）汽車動力性的影響因素1）結構因素：主要有發(fā)動機參數、主減速器速比、變速器的擋數和速比、汽車外形和輪胎等。2）使用因素：對汽車動力性影響的主要因素有汽車的技術狀況、駕駛技術、維護質量、運行條件等。2．汽車的通過性汽車的通過性是指汽車在一定裝載質量下，以足夠高的平均車速通過各種路況（凹凸路等）克服各種障礙物的能力，也稱為汽車的越野性。（1）汽車通過性的幾何參數汽車通過性的幾何參數在一定程度上表示汽車可以通過凹凸不平地段和障礙物的能力。通過性的幾何參數主要有：（2）汽車動力性的影響因素181）最小離地間隙h是指汽車（除車輪外）的最低點與路面之間的距離，圖1—1—8所示。它表明汽車無碰撞地越過石塊、土堆和樹樁之類障礙物的能力。圖1—1—8最小離地間隙1）最小離地間隙h是指汽車（除車輪外）的最低點與路面之間192）接近角α從汽車前端最低點向前輪外緣引一條切線，切線與地面形成的夾角稱為接近角，圖1—1—9所示。它表明汽車接近障礙物時不發(fā)生碰撞的可能性。接近角過小，在汽車接近障礙物時，易造成汽車前部碰觸地面，而產生汽車前端被頂起而無法通過的“觸頭失效”現(xiàn)象。汽車的前懸越短，接近角越大，其通過性越好。3）離去角β從汽車后端最低點向后輪外緣引一條切線，切線與地面形成的夾角稱為離去角，圖1—1—9所示。離去角過小，汽車在離開下坡、土堆等障礙時，汽車后端與地面發(fā)生碰擦，而產生汽車后端被托住而無法通過的“拖尾失效”現(xiàn)象。汽車離去角越大，其通過性越好。4）通過角也是表征汽車通過能力的參數，圖1－1－9所示。圖1—1—9接近角、離去角及通過角2）接近角α從汽車前端最低點向前輪外緣引一條切線，切線與205）縱向通過半徑R是指與汽車前后輪及兩軸之間最低點相切圓的半徑，圖1—1—10所示。它表明汽車通過小丘、拱橋等路面時的能力。如果離地間隙過小、縱向通過半徑R過大，在通過小丘、拱橋及凸起路面時，容易發(fā)生車輛中間底部零部件與障礙物物碰觸，而產生汽車被頂起無法通過的“頂起失效”現(xiàn)象?？v向通過半徑越小，其通過性越好。圖1—1—10縱向通過半徑5）縱向通過半徑R是指與汽車前后輪及兩軸之間最低點相切圓216）最小轉彎半徑r：汽車向左或向右轉彎，當轉向盤轉到極限位置時，轉向中心到汽車外側車輪軌跡的兩個最小距離中，數值較大的一個，稱為汽車的最小轉向半徑，圖1—1—11所示。最小轉彎半徑r小，表明轉彎時所占的空間小，汽車轉彎靈活性好。圖1—1—11最小轉彎半徑6）最小轉彎半徑r：汽車向左或向右轉彎，當轉向盤轉到極限位22（2）影響通過性的主要因素

1）輪胎在松軟路面上行駛，降低輪胎氣壓可以使輪胎與地面的接觸面積增加，降低輪胎對路面的單位壓力，增加附著系數。在堅硬路面上行駛時，適當地提高輪胎氣壓，可減少輪胎變形，減少滾動阻力。另外，輪胎胎面花紋對附著系數有很大的影響，應根據不同的使用條件來選擇不同花紋的輪胎。2）駕駛方法駕駛方法對汽車的通過性也有很大影響，駕駛人應針對不同情況采取不同的駕駛方法。3）前、后輪輪距汽車前、后輪的輪距相等，輪胎寬度相同時，后輪可以沿著前輪壓實的輪轍行駛，減少行駛阻力，提高通過性。4）軸荷分配前、后軸的負荷應有適當的比例，前軸負荷應比后軸負荷小些。當前輪的單位壓力比后輪小20％～30％時，可減小在松軟路上的滾動阻力，提高通過性。5）最低穩(wěn)定車速行駛車速降低時地面的抗剪能力較強，可以提高附著系數，使車輪不易打滑。所以，在較差路面行駛時用穩(wěn)定的低速行駛可改善汽車的通過性。（2）影響通過性的主要因素

1）輪胎在松軟路面上行233．汽車的穩(wěn)定性汽車的穩(wěn)定性是指汽車抵抗傾覆和側滑而保持穩(wěn)定行駛的能力。（1）縱向、橫向穩(wěn)定性汽車的縱向穩(wěn)定性是指汽車在縱向坡道上行駛時，車輛保持不繞前或后軸發(fā)生傾覆的能力，圖1—1—12所示。汽車在縱向坡道上行駛，隨著坡度的增大，作用在前軸上的地面法向反作用力不斷減小，縱向穩(wěn)定性會降低。因此，降低汽車重心的高度，防止貨物移動，可提高汽車的縱向穩(wěn)定性。汽車下陡坡時，使用緊急制動或高速行駛中突然撞到大的障礙物，易發(fā)生車輛向前縱向傾覆。汽車上坡時猛然起步或加速，易發(fā)生前輪離開地面，嚴重時車輛向后縱向傾覆。3．汽車的穩(wěn)定性24圖1—1—12汽車縱向穩(wěn)定性圖1—1—13汽車行向穩(wěn)定性汽車的橫向穩(wěn)定性是指汽車抵抗側翻和側滑的能力，圖1—1—13所示。在橫向坡道上行駛時，汽車重心過高或重心過偏，急轉彎時離心力、側向風力和不平道路的側向沖擊等易引起車輛的側翻和側滑。加寬輪距，降低重心，增加胎寬，可以提高汽車的橫向穩(wěn)定性。圖1—1—12汽車縱向穩(wěn)定性圖1—1—13汽25（2）操縱穩(wěn)定性影響因素1）重心位置降低汽車重心的位置可以提高汽車橫向和縱向的穩(wěn)定性。2）汽車的軸距、輪距加長前后軸的軸距可以提高汽車的縱向穩(wěn)定性；加寬輪距，可以提高汽車的橫向穩(wěn)定性。3）道路狀況道路平直、附著系數高、彎道半徑大、縱坡小，彎道外側較高的橫向坡度，均能提高汽車行駛的操縱穩(wěn)定性。4）行駛情況降低汽車在崎嶇山區(qū)、濕滑路面、急彎道的車速，在轉動轉向盤時采用早轉、少轉、緩回等方法來提高操縱穩(wěn)定性。5）轉向系的技術狀況隨著汽車使用時間延長，轉向系機件的磨損加大，原有的幾何尺寸、配合間隙、前輪定位等發(fā)生變化使得轉向系技術狀況變壞，影響汽車的操縱穩(wěn)定性。6）輪胎的技術狀況行駛中，輪胎（尤其是前輪輪胎）爆裂會使汽車急劇偏轉方向；輪胎表面磨損嚴重，使其對路面的附著能力變差，易產生滑動或側滑；修補輪胎易造成的前輪不平衡，輪胎氣壓不足或不均勻，使汽車行駛時發(fā)生擺動而影響汽車操縱穩(wěn)定性。7）汽車的裝載汽車超長、過偏、捆扎不牢等違章裝載都影響汽車的操縱穩(wěn)定性。此外，汽車的制動性和轉向特性也影響其操縱穩(wěn)定性。（2）操縱穩(wěn)定性影響因素1）重心位置降低汽車重心的位264．汽車的經濟性（1）汽車經濟性評價指標1）單位行駛里程燃料消耗量（㎏/100km或L/100km），也稱百公里油耗。該指標只能用于比較同類型汽車的燃料經濟性，也可分析不同部件裝在同一汽車上燃料經濟性。2）單位運輸工作量的燃料消耗量（㎏/100t·km或L/100t·km），也稱百噸公里油耗。該指標可以用來比較不同類型、不同裝載質量汽車的燃料經濟性。（2）影響燃料經濟性的主要因素1）行駛速度由于汽車經濟車速接近中速，中速行駛時比較省油，保持汽車中速行駛是提高燃料經濟性的有效途徑。2）擋位使用在良好路面上盡量用高速擋行駛，高速擋行駛比較省油，但節(jié)氣門開度不能過大，否則發(fā)動機供油控制系統(tǒng)（電腦）會根據節(jié)氣門的開度增加供油量，油耗反而上升。4．汽車的經濟性（1）汽車經濟性評價指標273）汽車的技術狀況為了保持汽車良好技術狀況，必須認真執(zhí)行汽車維修規(guī)范。正確地維護和調整汽車總成部件，降低汽車的行駛阻力。4）駕駛及使用水平保持正常發(fā)動機冷卻液溫度和潤滑油溫度以及傳動系各總成的溫度；保持汽車以接近各擋位的經濟車速行駛，路況允許下采用高速擋行駛；駕駛操作應做到腳快手快，起步、行駛應緩加速，換擋要及時，行駛中采用預見性制動，盡量避免緊急制動。5）運行條件的影響氣溫、海拔高度、道路情況等，對燃料經濟性的影響很大。大氣溫度影響發(fā)動機進氣溫度，在高原地區(qū)行駛，由于空氣稀薄，進氣量不足，發(fā)動機動力性、燃料經濟性下降；道路情況和交通流量等對汽車燃料消耗量影響也很大。3）汽車的技術狀況為了保持汽車良好技術狀況，必須認真執(zhí)285．汽車的制動性汽車行駛中，視情況需要能夠強制性地降低車速以致停車和下長坡時保持一定行駛速度的能力，稱為汽車的制動性。也就是汽車在最短時間（距離）內強制停車的效能。（1）制動性的評價指標1）制動效能指汽車迅速減速直至停車的能力。制動距離和制動力作為評價制動效能的指標。制動距離是指行駛中汽車從駕駛員踏制動踏板開始到完全停止，汽車所駛過距離。它是確保行車安全最直觀、最重要的指標。它與汽車行駛速度、輪胎與路面附著系數、裝載質量、制動力等有關。2）制動效能的恒定性指汽車在高速時制動或下長坡連續(xù)制動時，制動器溫度顯著升高而制動效能的保持程度。既制動器抵抗熱衰退的能力，稱制動效能的恒定性。它與制動器結構和摩擦副材料有關。3）制動方向的穩(wěn)定性指汽車在制動時不發(fā)生方向跑偏、側滑或失去轉向的能力。5．汽車的制動性29（2）影響汽車制動性的因素1）汽車裝載質量汽車裝載質量影響到軸間載荷和輪胎附著力的大小，制動距離會由于裝載質量不同而有差異。實踐證明，裝載質量越大，制動距離會相應增長。2）制動的初速度制動初速度高，通過制動消耗的運動能量就大，制動距離就長；制動初速度越高，通過制動器轉化的熱量就越多，導致制動器溫度越高，制動摩擦副熱衰退越嚴重，制動力明顯減弱，制動距離增長。3）車輪制動器車輪制動器摩擦副材料對于制動器的摩擦力矩和制動效能的熱衰退有很大影響；制動摩擦副表面不清潔、摩擦副間隙過大等，造成制動反應時間延長，制動距離增加。下長坡制動時應采取降溫措，減緩制動器性能的熱衰退。4）道路情況不同的路面輪胎附著系數不同，制動時產生的地面制動力也不同。附著系數越大，相同車速下，制動距離就越短，反之就越長。5）多用發(fā)動機的牽阻制動是指松抬加速踏板，但不脫離開發(fā)動機，利用發(fā)動機的壓縮行程產生的壓縮阻力，內摩擦力和進排氣阻力對驅動輪形成制動作用。汽車下長坡和預見性制動時常采用發(fā)動機作為輔助制動器。（2）影響汽車制動性的因素306）ABS制動裝置制動時車輪處在即將抱死而未抱死的狀態(tài)（車輪邊滾動邊滑動），制動力最大，制動效能最佳（ABS自動防抱死制動系統(tǒng)），圖1—1—14所示。圖1—1—14ABS制動裝置性能比較6）ABS制動裝置制動時車輪處在即將抱死而未抱死的狀316．汽車行駛的平順性汽車行駛時，路面不平會引起振動。汽車行駛時對路面不平度的隔振特性稱為汽車的平順性。（1）平順性的評價1）車身的振動頻率車身的振動頻率大約在60～85次/min時與人習慣行走的振動頻率基本一致。車身的固有頻率低于40次/min，人有暈車的感覺；當頻率高于150次/min，人有明顯的沖擊感。2）加速度人體的生理反應除受車身振動頻率影響外，還受加速度的限制。在某些振動頻率下，人體能夠承受的加速度比較大，而在另一些振動頻率下，人體承受的加速度比較小。（2）汽車行駛的平順性影響因素1）道路的影響汽車在不平路面上行駛，車身和前后車橋都承受來自地面的沖擊作用。汽車振動的強烈程度取決于道路狀況和行駛速度。汽車沿不平度交替變化的路面行駛時可引起強迫振動。當強迫振動頻率與汽車固有頻率接近或相等時，便會發(fā)生共振。6．汽車行駛的平順性322）車身振動頻率的影響因素車身固有振動頻率影響因素有懸掛質量和懸架剛度。潤滑不良使得鋼板彈簧片之間的摩擦阻力增大，造成懸架剛度增加，車身的振動頻率增大，汽車的平順性變壞。懸架承載質量影響車身的振動頻率。貨車滿載比空載時，平順性好，原因是滿載時汽車懸掛上的質量比空車大，振動頻率比空車小。懸掛裝置中采用減振器，對車身的自振頻率影響不大，但能使車身振動位移迅速衰減，縮短振動時間。7．汽車的加速性汽車加速性能是指汽車在平直良好路面上用一擋或二擋起步，以最大的加速度、用最恰當地時機換擋，逐步換至最高擋位后達到某一預定距離或速度所需要的時間。加速過程中加速時間和距離越短、加速度越大，汽車加速性能就越好。常用原地起步加速性和超車加速性來評價。原地起步加速性：是指汽車由靜止狀態(tài)起步，以最大的加速度加速，并且以最恰當的時機換擋，逐步由低擋到高擋達到某一預定的距離或速度所需要的時間。通常用0—400m所需要時間或用0—100Km／h所需要的加速時間來表示。超車加速性：是指汽車用最高擋或次高擋由某一預定的車速（該擋最低穩(wěn)定車速）全力加速至某一預定高速所需要的時間。這段時間越短，說明超車加速性能越強，可減少超車過程中兩車并行時間，有利于汽車安全行駛。2）車身振動頻率的影響因素車身固有振動頻率影響因素有懸掛33第一章汽車駕駛的基本知識

§1—1汽車行駛的作用力和使用性能學習目標：1．了解汽車行駛條件和主要作用力。2．熟知汽車性能的評價指標及分類。3．熟知汽車行駛的車輪驅動力和路面附著力。4．了解汽車使用情況對車輛性能的影響。第一章汽車駕駛的基本知識

§1—1汽車行駛的作用力34一、汽車行駛時的受力汽車從靜止到開始運動（起步），再到正常行駛的過程中，都將受到外界各種阻力的影響。這些阻力主要有滾動阻力、空氣阻力、上坡阻力和加速阻力等。要使汽車以一定的速度行駛，則必須從外部對汽車施加一個推力，以克服汽車行駛運動時所遇到的阻力。汽車的動力傳遞如圖1—1—1所示。

一、汽車行駛時的受力汽車從靜止到開始運動（起步），再到正常行35圖1—1—1汽車的動力傳遞圖1—1—1汽車的動力傳遞361．汽車的驅動力汽車發(fā)動機產生的扭矩經傳動系統(tǒng)傳至驅動輪，驅動輪上的扭矩Mt使其對地面產生一個切向作用力（圓周力）Fo，地面同時產生一個作用于驅動車輪上的切向反作用力Ft。這個反作用力即為驅動汽車行駛的外力，稱為汽車的驅動力。Ft與Fo大小相等，方向相反，如圖1—1—2所示。其值為：Ft=式中Mt——作用于驅動輪的扭矩，N·m；r——驅動車輪的半徑，m。1．汽車的驅動力37圖1—1—2汽車的驅動力Mt是發(fā)動機有效扭矩Me經傳動系傳到驅動輪上獲得的。由于傳動系的降速增扭作用，使驅動輪上獲得的扭矩Mt比發(fā)動機有效扭矩Me增大數倍。汽車的驅動力與發(fā)動機的有效扭矩、變速器傳動比、主減速器傳動比和傳動系的機械效率成正比，與驅動車輪的半徑成反比。

圖1—1—2汽車的驅動力Mt是發(fā)動機有382．汽車行駛時的阻力

汽車行駛的阻力有滾動阻力Ff、空氣阻力Fw、上坡阻力Fi和加速阻力Fj，汽車行駛的總阻力為：ΣF＝Ff+Fw+Fi+Fj如圖1—1—3所示，上述阻力中，滾動阻力和空氣阻力在任何行駛條件下均存在。上坡阻力和加速阻力僅在一定行駛條件下存在，在平直道路上等速行駛時沒有上坡阻力和加速阻力。2．汽車行駛時的阻力

汽車行駛的阻力有滾動阻力Ff、空氣阻力39重力驅動力滾動阻力空氣阻力

圖1—1—3汽車行駛的阻力空氣阻力

40（1）滾動阻力滾動阻力產生的原因有：1）道路變形汽車車輪在松軟道路上行駛時會擠壓路面，輪胎與路面間產生摩擦，路面受車輪擠壓產生塑性變形而消耗一定的能量。2）輪胎變形汽車行駛時輪胎會產生變形，在變形、恢復的循環(huán)中，也要消耗一部分能量。滾動阻力Ff與汽車總質量G和汽車滾動系數f成正比。（1）滾動阻力41（2）空氣阻力汽車在空氣中行駛，汽車前面會受到空氣流的“壓力”；汽車車身表面受到空氣流的“摩擦力”；汽車后面因空氣稀薄而形成渦流產生“吸力”；這些壓力、摩擦力、吸力形成了汽車行駛的空氣阻力Fw，圖1—1—4所示。圖1—1—4汽車行駛的空氣阻力（2）空氣阻力汽車在空氣中行駛，汽車前面會受到空氣流的“壓力42（3）上坡阻力如圖1—1—5所示，汽車沿坡道上行時，汽車重力平行于坡道路面的分力起阻礙汽車上坡行駛的作用力，稱為上坡阻力Fi，F(xiàn)i=Gsinθ。道路的坡度越大，上坡阻力越大。圖1—1—5汽車行駛的上坡阻力（3）上坡阻力如圖1—1—5所示，汽車沿坡道上行時，汽車重力43（4）加速阻力汽車加速行駛時，需要克服因其質量加速而產生的慣性力。這個慣性力的作用方向始終與汽車運動方向相反，稱為加速阻力Fj，圖1—1—6所示。汽車加速阻力越小，其加速能力越好。一般小型轎車加速能力強，大型貨車、公交客車加速能力弱。圖1—1—6汽車的加速阻力（4）加速阻力汽車加速行駛時，需要克服因其質量加速而產生的慣443．汽車行駛條件

（1）汽車行駛的驅動條件汽車的驅動力用以克服各種阻力。若汽車的驅動力大于摩擦力、空氣阻力和上坡阻力之和，汽車將加速行駛；或若汽車的驅動力小于三個阻力之和，汽車將減速行駛直至停車。汽車在不同路面狀況和不同運行工況下的受力情況是不同的，見表1—1—1。表1—1—1汽車運行工況與受力分析3．汽車行駛條件

（1）汽車行駛的驅動條件45路面狀況運行工況驅動力與行駛阻力關系水平路面減速行駛Ft<Ff＋Fω等速行駛Ft＝Ff＋Fω加速行駛Ft＝Ff＋Fω＋Fj縱向坡道等速上行Ft＝Ff＋Fω＋Fi加速上行Ft＝Ff＋Fω＋Fi＋Fj路面狀況運行工況驅動力與行駛阻力關系水平路面減速行駛Ft<F46增大驅動力只有在驅動輪與路面不發(fā)生滑轉時才有效。在輪胎和路面一定的條件下，驅動力增大到一定程度時，驅動輪將出現(xiàn)滑轉現(xiàn)象。這表明汽車行駛除受驅動條件的制約外，還受輪胎與地面附著條件的限制。地面對輪胎切向反作用力的極限值稱為附著力Fφ，它與地面對驅動輪的法向反作用力FZ成正比。當驅動力Ft大于附著力Fφ時，驅動輪產生滑轉。為了避免車輪滑轉，驅動力要等于或者小于附著力。由此可見，若要汽車在道路上正常行駛，必須同時滿足驅動和附著條件。（2）汽車行駛的附著條件增大驅動力只有在驅動輪與路面不發(fā)生滑轉時才有效。47為避免驅動輪產生滑轉，即附著條件是：Ft<Fφ＝FZφ式中：FZ――作用于所有驅動輪的地面法向反作用力。φ――附著系數，與輪胎結構及路面條件有關。不同路面的附著系數如下圖所示。為避免驅動輪產生滑轉，即附著條件是：48二、汽車的使用性能

汽車使用性能主要包括動力性、經濟性、穩(wěn)定性、制動性、通過性、行駛平順性及加速性等，通過這些性能指標可以評價汽車性能的好壞。1．汽車的動力性汽車的動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。汽車的動力性直接影響汽車的平均速度，對汽車的運輸效率有決定性的影響。（1）汽車的動力性指標1）汽車最高車速汽車滿載時在平直、良好的水泥或瀝青路面上用最高擋行駛可以達到的最高速度，稱為汽車的最高車速。2）汽車的加速能力在各種使用條件下汽車迅速增加行駛速度的能力，稱為汽車的加速能力。評價汽車加速性能的指標有三個，即：加速過程中的加速度aj、加速時間ｔ和加速行程ｓ。aj越大，ｔ、ｓ越短，加速性越好。常用原地起步加速時間與超車加速時間來表明汽車的加速能力。超車加速時間是指用最高擋或次高擋由某一中等車速開始，加速到最高車速的80％時所需的時間（或通過某一段距離所需要的時間）。二、汽車的使用性能

汽車使用性能主要包括動力性、經493）汽車的上坡能力汽車的上坡能力用最大爬坡度來評定。最大爬坡度是指汽車滿載時在良好路面上，用最低擋等速行駛所能克服的最大道路坡度,如圖1－1－7所示。貨車一般在30％（16.5°）左右，越野車一般在60％（30°）左右，轎車發(fā)動機功率較大，其上坡能力較好。圖1—1—7爬坡度3）汽車的上坡能力汽車的上坡能力用最大爬坡度來評定。50（2）汽車動力性的影響因素1）結構因素：主要有發(fā)動機參數、主減速器速比、變速器的擋數和速比、汽車外形和輪胎等。2）使用因素：對汽車動力性影響的主要因素有汽車的技術狀況、駕駛技術、維護質量、運行條件等。2．汽車的通過性汽車的通過性是指汽車在一定裝載質量下，以足夠高的平均車速通過各種路況（凹凸路等）克服各種障礙物的能力，也稱為汽車的越野性。（1）汽車通過性的幾何參數汽車通過性的幾何參數在一定程度上表示汽車可以通過凹凸不平地段和障礙物的能力。通過性的幾何參數主要有：（2）汽車動力性的影響因素511）最小離地間隙h是指汽車（除車輪外）的最低點與路面之間的距離，圖1—1—8所示。它表明汽車無碰撞地越過石塊、土堆和樹樁之類障礙物的能力。圖1—1—8最小離地間隙1）最小離地間隙h是指汽車（除車輪外）的最低點與路面之間522）接近角α從汽車前端最低點向前輪外緣引一條切線，切線與地面形成的夾角稱為接近角，圖1—1—9所示。它表明汽車接近障礙物時不發(fā)生碰撞的可能性。接近角過小，在汽車接近障礙物時，易造成汽車前部碰觸地面，而產生汽車前端被頂起而無法通過的“觸頭失效”現(xiàn)象。汽車的前懸越短，接近角越大，其通過性越好。3）離去角β從汽車后端最低點向后輪外緣引一條切線，切線與地面形成的夾角稱為離去角，圖1—1—9所示。離去角過小，汽車在離開下坡、土堆等障礙時，汽車后端與地面發(fā)生碰擦，而產生汽車后端被托住而無法通過的“拖尾失效”現(xiàn)象。汽車離去角越大，其通過性越好。4）通過角也是表征汽車通過能力的參數，圖1－1－9所示。圖1—1—9接近角、離去角及通過角2）接近角α從汽車前端最低點向前輪外緣引一條切線，切線與535）縱向通過半徑R是指與汽車前后輪及兩軸之間最低點相切圓的半徑，圖1—1—10所示。它表明汽車通過小丘、拱橋等路面時的能力。如果離地間隙過小、縱向通過半徑R過大，在通過小丘、拱橋及凸起路面時，容易發(fā)生車輛中間底部零部件與障礙物物碰觸，而產生汽車被頂起無法通過的“頂起失效”現(xiàn)象?？v向通過半徑越小，其通過性越好。圖1—1—10縱向通過半徑5）縱向通過半徑R是指與汽車前后輪及兩軸之間最低點相切圓546）最小轉彎半徑r：汽車向左或向右轉彎，當轉向盤轉到極限位置時，轉向中心到汽車外側車輪軌跡的兩個最小距離中，數值較大的一個，稱為汽車的最小轉向半徑，圖1—1—11所示。最小轉彎半徑r小，表明轉彎時所占的空間小，汽車轉彎靈活性好。圖1—1—11最小轉彎半徑6）最小轉彎半徑r：汽車向左或向右轉彎，當轉向盤轉到極限位55（2）影響通過性的主要因素

1）輪胎在松軟路面上行駛，降低輪胎氣壓可以使輪胎與地面的接觸面積增加，降低輪胎對路面的單位壓力，增加附著系數。在堅硬路面上行駛時，適當地提高輪胎氣壓，可減少輪胎變形，減少滾動阻力。另外，輪胎胎面花紋對附著系數有很大的影響，應根據不同的使用條件來選擇不同花紋的輪胎。2）駕駛方法駕駛方法對汽車的通過性也有很大影響，駕駛人應針對不同情況采取不同的駕駛方法。3）前、后輪輪距汽車前、后輪的輪距相等，輪胎寬度相同時，后輪可以沿著前輪壓實的輪轍行駛，減少行駛阻力，提高通過性。4）軸荷分配前、后軸的負荷應有適當的比例，前軸負荷應比后軸負荷小些。當前輪的單位壓力比后輪小20％～30％時，可減小在松軟路上的滾動阻力，提高通過性。5）最低穩(wěn)定車速行駛車速降低時地面的抗剪能力較強，可以提高附著系數，使車輪不易打滑。所以，在較差路面行駛時用穩(wěn)定的低速行駛可改善汽車的通過性。（2）影響通過性的主要因素

1）輪胎在松軟路面上行563．汽車的穩(wěn)定性汽車的穩(wěn)定性是指汽車抵抗傾覆和側滑而保持穩(wěn)定行駛的能力。（1）縱向、橫向穩(wěn)定性汽車的縱向穩(wěn)定性是指汽車在縱向坡道上行駛時，車輛保持不繞前或后軸發(fā)生傾覆的能力，圖1—1—12所示。汽車在縱向坡道上行駛，隨著坡度的增大，作用在前軸上的地面法向反作用力不斷減小，縱向穩(wěn)定性會降低。因此，降低汽車重心的高度，防止貨物移動，可提高汽車的縱向穩(wěn)定性。汽車下陡坡時，使用緊急制動或高速行駛中突然撞到大的障礙物，易發(fā)生車輛向前縱向傾覆。汽車上坡時猛然起步或加速，易發(fā)生前輪離開地面，嚴重時車輛向后縱向傾覆。3．汽車的穩(wěn)定性57圖1—1—12汽車縱向穩(wěn)定性圖1—1—13汽車行向穩(wěn)定性汽車的橫向穩(wěn)定性是指汽車抵抗側翻和側滑的能力，圖1—1—13所示。在橫向坡道上行駛時，汽車重心過高或重心過偏，急轉彎時離心力、側向風力和不平道路的側向沖擊等易引起車輛的側翻和側滑。加寬輪距，降低重心，增加胎寬，可以提高汽車的橫向穩(wěn)定性。圖1—1—12汽車縱向穩(wěn)定性圖1—1—13汽58（2）操縱穩(wěn)定性影響因素1）重心位置降低汽車重心的位置可以提高汽車橫向和縱向的穩(wěn)定性。2）汽車的軸距、輪距加長前后軸的軸距可以提高汽車的縱向穩(wěn)定性；加寬輪距，可以提高汽車的橫向穩(wěn)定性。3）道路狀況道路平直、附著系數高、彎道半徑大、縱坡小，彎道外側較高的橫向坡度，均能提高汽車行駛的操縱穩(wěn)定性。4）行駛情況降低汽車在崎嶇山區(qū)、濕滑路面、急彎道的車速，在轉動轉向盤時采用早轉、少轉、緩回等方法來提高操縱穩(wěn)定性。5）轉向系的技術狀況隨著汽車使用時間延長，轉向系機件的磨損加大，原有的幾何尺寸、配合間隙、前輪定位等發(fā)生變化使得轉向系技術狀況變壞，影響汽車的操縱穩(wěn)定性。6）輪胎的技術狀況行駛中，輪胎（尤其是前輪輪胎）爆裂會使汽車急劇偏轉方向；輪胎表面磨損嚴重，使其對路面的附著能力變差，易產生滑動或側滑；修補輪胎易造成的前輪不平衡，輪胎氣壓不足或不均勻，使汽車行駛時發(fā)生擺動而影響汽車操縱穩(wěn)定性。7）汽車的裝載汽車超長、過偏、捆扎不牢等違章裝載都影響汽車的操縱穩(wěn)定性。此外，汽車的制動性和轉向特性也影響其操縱穩(wěn)定性。（2）操縱穩(wěn)定性影響因素1）重心位置降低汽車重心的位594．汽車的經濟性（1）汽車經濟性評價指標1）單位行駛里程燃料消耗量（㎏/100km或L/100km），也稱百公里油耗。該指標只能用于比較同類型汽車的燃料經濟性，也可分析不同部件裝在同一汽車上燃料經濟性。2）單位運輸工作量的燃料消耗量（㎏/100t·km或L/100t·km），也稱百噸公里油耗。該指標可以用來比較不同類型、不同裝載質量汽車的燃料經濟性。（2）影響燃料經濟性的主要因素1）行駛速度由于汽車經濟車速接近中速，中速行駛時比較省油，保持汽車中速行駛是提高燃料經濟性的有效途徑。2）擋位使用在良好路面上盡量用高速擋行駛，高速擋行駛比較省油，但節(jié)氣門開度不能過大，否則發(fā)動機供油控制系統(tǒng)（電腦）會根據節(jié)氣門的開度增加供油量，油耗反而上升。4．汽車的經濟性（1）汽車經濟性評價指標603）汽車的技術狀況為了保持汽車良好技術狀況，必須認真執(zhí)行汽車維修規(guī)范。正確地維護和調整汽車總成部件，降低汽車的行駛阻力。4）駕駛及使用水平保持正常發(fā)動機冷卻液溫度和潤滑油溫度以及傳動系各總成的溫度；保持汽車以接近各擋位的經濟車速行駛，路況允許下采用高速擋行駛；駕駛操作應做到腳快手快，起步、行駛應緩加速，換擋要及時，行駛中采用預見性制動，盡量避免緊急制動。5）運行條件的影響氣溫、海拔高度、道路情況等，對燃料經濟性的影響很大。大氣溫度影響發(fā)動機進氣溫度，在高原地區(qū)行駛，由于空氣稀薄，進氣量不足，發(fā)動機動力性、燃料經濟性下降；道路情況和交通流量等對汽車燃料消耗量影響也很大。3）汽車的技術狀況為了保持汽車良好技術狀況，必須認真執(zhí)615．汽車的制動性汽車行駛中，視情況需要能夠強制性地降低車速以致停車和下長坡時保持一定行駛速度的能力，稱為汽車的制動性。也就是汽車在最短時間（距離）內強制停車的效能。（1）制動性的評價指標1）制動效能指汽車迅速減速直至停車的能力。制動距離和制動力作為評價制動效能的指標。制動距離是指行駛中汽車從駕駛員踏制動踏板開始到完全停止，汽車所駛過距離。它是確保行車安全最直觀、最重要的指標。它與汽車行駛速度、輪胎與路面附著系數、裝載質量、制動力等有關。2）制動效能的恒定性指汽車在高速時制動或下長坡連續(xù)制動時，制動器溫度顯著升高而制動效能的保持程度。