第二章汽车行驶理论

1、第二章汽车行驶理论1 第二章第二章 汽车行驶理论汽车行驶理论 汽车行驶理论：是一门在分析汽车行驶基本规律的基汽车行驶理论：是一门在分析汽车行驶基本规律的基 础上，研究汽车行驶原理、使用性能和行驶性能的学科。础上，研究汽车行驶原理、使用性能和行驶性能的学科。 第二章汽车行驶理论2 第二章第二章 汽车行驶理论汽车行驶理论 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力 第三节第三节 汽车的动力性能汽车的动力性能 第四节第四节 汽车行驶的稳定性汽车行驶的稳定性 第五节第五节 汽车的制动性能汽车的制动性能 第二章汽车行驶理论3 第一节第一节 概述概述 一、汽车的一般

2、构造汽车的一般构造 汽车由发动机、底盘、车身和电气设备发动机、底盘、车身和电气设备等四部分组成 第二章汽车行驶理论4 二、汽车的主要技术参数二、汽车的主要技术参数 L一车长；B一车宽；H一车高；L1、L2上一轴距； A1、A2一轮距；S1一前悬；S2一后悬；a1一接近角； a2一离去角 第二章汽车行驶理论5 红旗红旗 CA7300 外形尺寸：外形尺寸： 全长（全长（mm） 4792 总宽（总宽（mm） 1814 总高（总高（mm） 1422 自自 重（重（kg） 1300 总重（总重（kg） 1740 轴距（轴距（mm） 2687 第二章汽车行驶理论6 奥迪奥迪A4 发动机：最大功率（发动机：

3、最大功率（kw/r/min） 162/6300 最大扭矩最大扭矩(N.m/r/min) 230/3200 油耗油耗(L/100km/km/h) 6.8/90 第二章汽车行驶理论7 猎豹CFA6470M 技术性能：技术性能： 最高车速(km/h) 140 最大爬坡能力(%) 30 最小转弯半径(m) 13 第二章汽车行驶理论8 猎豹CFA6470M 变速箱速比变速箱速比ik： 一档 3.967 二档 2.136 三档 1.360 四档 1.000 五档 0.856 倒档 3.578 传动器的速比传动器的速比i0： ： 第二章汽车行驶理论9 三、汽车行驶总的要求：汽车行驶总的要求： 安全、迅速、经

4、济、舒适、低公害安全、迅速、经济、舒适、低公害 （）保证汽车在路上行驶的稳定性 （）尽可能地提高车速 （）保证行车畅通，达到安全、迅速的目的 （）尽量满足行车舒适的要求 第二章汽车行驶理论10 第二节第二节 汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力 user: 第二章汽车行驶理论11 一、汽车的驱动力（牵引力）一、汽车的驱动力（牵引力） 1、牵引力的产生、牵引力的产生: 第二章汽车行驶理论12 有关速比 速比：变速器进出两端的转速之比叫变速比。速比：变速器进出两端的转速之比叫变速比。 ik=n/n1 io=n1/nk n发动机曲轴的转速；发动机曲轴的转速； n1_变速箱输出端的转速；变速箱

5、输出端的转速； nk_驱动轮上的转速驱动轮上的转速 解放解放CA-140的的 ik 一档一档 7.63 二档二档 3.32 三档三档 1.90 四档四档 1.0 五档五档 0.81 倒档倒档 8.27 主传动器的速比主传动器的速比 i0=6.39 采用低速档，速比大，牵引力大，速度小。采用低速档，速比大，牵引力大，速度小。 第二章汽车行驶理论13 2、牵引力的表达式、牵引力的表达式 根据牵引力的表达式还可得到牵引力和速度的关系根据牵引力的表达式还可得到牵引力和速度的关系 结论：在转速一定时，牵引力与车速成反比，因此，在同一发动机条件下，结论：在转速一定时，牵引力与车速成反比，因此，在同一发动机

6、条件下， 高速度和大牵引力是不可兼得的。采用低速档，速比较大，能获得较大的牵高速度和大牵引力是不可兼得的。采用低速档，速比较大，能获得较大的牵 引力和较低的速度；采用高速档，速比较小，能获得较小的牵引力和较高的引力和较低的速度；采用高速档，速比较小，能获得较小的牵引力和较高的 速度。速度。 k kk k k r iiM r M P 00 P M n ii r nr ii n rV k k k k k k 0 00 377. 0 377. 0 1000 602 第二章汽车行驶理论14 二、汽车的行驶阻力二、汽车的行驶阻力 汽车在运动过程中会遇到阻力，这些阻力有来自汽车周围空气介汽车在运动过程中会

7、遇到阻力，这些阻力有来自汽车周围空气介 质；有来自道路；也有来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力。这些阻力质；有来自道路；也有来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力。这些阻力 包括：包括： 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、和惯性阻力滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、和惯性阻力。 第二章汽车行驶理论15 1、滚动阻力、滚动阻力Rf （1）产生的原因：轮胎与路面接触面之间产生摩檫要消耗）产生的原因：轮胎与路面接触面之间产生摩檫要消耗 部分功率，另外，路面不平整而造成轮胎震动和撞击引起功部分功率，另外，路面不平整而造成轮胎震动和撞击引起功 率消耗。率消耗。 （2）表达式：）表达式：Rf=G f cos G车辆总重力

8、车辆总重力 f滚动阻力系数，与路面类型、轮胎结构、滚动阻力系数，与路面类型、轮胎结构、 行驶速度有关。行驶速度有关。 （3）存在形式：存在于任何情况下）存在形式：存在于任何情况下 第二章汽车行驶理论16 滚动阻力系数滚动阻力系数 路面类型路面类型滚动阻力系数滚动阻力系数 水泥混凝土及沥青混凝土水泥混凝土及沥青混凝土 路面路面 0.010.020.010.02 表面平整的碎石路面表面平整的碎石路面0.020.030.020.03 碎石路面碎石路面0.030.050.030.05 干躁平整的土路干躁平整的土路0.040.050.040.05 潮湿不平整的土路潮湿不平整的土路0.070.150.07

9、0.15 沙沙0.150.30.150.3 第二章汽车行驶理论17 2、空气阻力、空气阻力Rw （1）产生的原因：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压）产生的原因：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压 力、车后的真空吸力、空气质点与车身表面的摩檫力而产力、车后的真空吸力、空气质点与车身表面的摩檫力而产 生的阻碍汽车行驶的力。生的阻碍汽车行驶的力。 （2）表达式：）表达式：Rw=KAv 2/21.15(N) K_空气阻力系数，与汽车流线型有关空气阻力系数，与汽车流线型有关 A汽车迎风面积汽车迎风面积 V汽车的行驶速度汽车的行驶速度 （3）存在形式：存在于任何情况下，且永远为正）存在形式：存在于任何情

10、况下，且永远为正 第二章汽车行驶理论18 3、坡度阻力、坡度阻力Ri （1）产生的原因：重力平行于路面方向的分力与汽车前）产生的原因：重力平行于路面方向的分力与汽车前 进进 方向相同或相反。方向相同或相反。 （2）表达式：）表达式：Ri= G sin=Gtg=G i (3) 存在形式：存在于有坡度的情况下，且上坡为正，下存在形式：存在于有坡度的情况下，且上坡为正，下 坡为负坡为负 注：由于滚动阻力和坡度阻力都与道路状况有关，且都与车注：由于滚动阻力和坡度阻力都与道路状况有关，且都与车 重成正比，所以将它们统称为道路阻力，用重成正比，所以将它们统称为道路阻力，用RR表示。表示。 RR=G(f+i

11、) 第二章汽车行驶理论19 4、惯性阻力、惯性阻力Rj （1）产生的原因：汽车变速行驶时，需要克服其质量变速）产生的原因：汽车变速行驶时，需要克服其质量变速 运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力。运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力。 （2）表达式：）表达式： (3) 存在形式：存在于变速运动中，且加速为正，减速为负。存在形式：存在于变速运动中，且加速为正，减速为负。 dt dv g G R j 第二章汽车行驶理论20 三、汽车的牵引平衡方程（运动方程）三、汽车的牵引平衡方程（运动方程） 和汽车行驶的充要条件和汽车行驶的充要条件 1、汽车的牵引平衡方程：、汽车的牵引平衡方程： 为了使汽

12、车运动，汽车的牵引力必须与汽车运动时所为了使汽车运动，汽车的牵引力必须与汽车运动时所 受到的各项阻力之和相平衡。受到的各项阻力之和相平衡。 P=R=RW+Rf+Ri+Rj 这个公式即为汽车的牵引平衡方程。这个公式即为汽车的牵引平衡方程。 第二章汽车行驶理论21 2、汽车行驶的必要条件、汽车行驶的必要条件 PR 3、汽车行驶的充分条件、汽车行驶的充分条件 P 4、汽车行驶的充要条件、汽车行驶的充要条件 G RPG 第二章汽车行驶理论22 附着系数附着系数 路 面 类 型 路 面 状 况 干 躁潮 湿泥 泞冰 滑 水泥混凝 土路面 0.70.5/ 沥青混凝 土路面 0.60.4/ 沥青表处 路面

13、0.40.2/ 中、低级 路面 0.50.30.20.1 第二章汽车行驶理论23 讨论：讨论： 由汽车行驶的充要条件可知：要提高汽车的效率，主由汽车行驶的充要条件可知：要提高汽车的效率，主 要从哪几方面入手？要从哪几方面入手？ 第二章汽车行驶理论24 第三节第三节 汽车的动力性能汽车的动力性能 汽车的动力性能：汽车的动力性能：是汽车所具有的加速、上坡、最大速度等性能。 动力性能的评价指标：动力性能的评价指标：最高速度、最低稳定速度、最大爬坡度以 及加速、滑行能力等。 第二章汽车行驶理论25 一、动力因素及动力特性图一、动力因素及动力特性图 1、动力因素、动力因素 （1）表达式：）表达式： （2

14、）含义：）含义： 动力因素表征某型汽车在海平面高程上，满载 情况下，单位车重所具有的有效牵引力。用D表示。 dt dv g ifD 第二章汽车行驶理论26 2、动力特性图、动力特性图 （1）动力特性图概念：）动力特性图概念： （2）动力特性图的作用：）动力特性图的作用： （3）动力特性图的分析：）动力特性图的分析： 第二章汽车行驶理论27 东风EQ-140动力特性图 0 5 10 15 20 25 30 35 40 V（km/h） D（%） P34 第二章汽车行驶理论28 （2）动力特性图的作用：）动力特性图的作用： 某一行驶条件下所能保持的速度和所采用的排挡 等速行驶时某一排挡下汽车所能克服

15、的纵坡度 近似决定在小于最高速度行驶下，所能发出的加速度 第二章汽车行驶理论29 1、东风EQ140汽车，在海平面高程，满载情况下行驶， 如滚动阻力系数f为0.02,纵坡为7%，问等速上坡时汽车所 能维持的速度？ 第二章汽车行驶理论30 2、东风EQ-140汽车，在海平面高程上满载时，如行驶速 度为20km/h，滚动阻力系数f为0.02，求上坡所能克服的 纵坡度。 第二章汽车行驶理论31 （3）动力特性图的分析）动力特性图的分析 0 5 10 15 20 25 30 35 40 第二章汽车行驶理论32 二、汽车的爬坡性能二、汽车的爬坡性能 汽车的爬坡性能：汽车的爬坡性能：是指汽车克服坡度的能力

16、。 汽车爬坡性能好坏的评价指标：汽车爬坡性能好坏的评价指标：最大爬坡度 1、等速上坡时的最大爬坡度、等速上坡时的最大爬坡度 2、汽车动力上坡时的最大爬坡度汽车动力上坡时的最大爬坡度 2 22 maxmax max 1 1 arcsin f fDfD i f DD 2 21 )( 254 2 1 2 2 VV s 第二章汽车行驶理论33 例：东风EQ140型的汽车在公路上做上坡行驶，驶入坡道 的速度V1=55km/h，以档行驶。坡道上f=0.02， 档惯 性力系数取1.159，问 1）现欲不换档以动力上坡，坡道的坡度i为6%，则此 坡段最长可设多长？ 2）若要求行驶速度不过分降低，驶出坡道的速度

17、为 V2=40km/h，并已知坡道长度为300米，则此坡段 可设多大坡度？ 第二章汽车行驶理论34 第三节第三节 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性 含义：含义： 汽车行驶的稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作汽车行驶的稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作 用下，尚能保持或者很快自行恢复原行驶状态和方向，而不致发生用下，尚能保持或者很快自行恢复原行驶状态和方向，而不致发生 丧失控制产生侧滑、倾覆等现象的能力。丧失控制产生侧滑、倾覆等现象的能力。 影响汽车行驶稳定性的因素：影响汽车行驶稳定性的因素： 1、汽车本身的结构参数、汽车本身的结构参数 2、驾驶者的操作过程、驾驶者的操作过程 3、作

18、用于汽车的外部因素、作用于汽车的外部因素 不稳定现象：纵向（倾覆、倒溜）不稳定现象：纵向（倾覆、倒溜） 横向横向 （倾覆、滑移）（倾覆、滑移） 第二章汽车行驶理论35 一、汽车行驶的纵向稳定性一、汽车行驶的纵向稳定性 第二章汽车行驶理论36 对后轮着地点对后轮着地点O2取矩：取矩： 对前轮着地点对前轮着地点O1取矩：取矩： L hGLG Z hGLGLZ g g sincos sincos 2 1 21 L hGLG Z hGLGLZ g g sincos sincos 1 2 12 第二章汽车行驶理论37 1、纵向倾覆、纵向倾覆 g h L i 2 00 tan0 1 Z 第二章汽车行驶理论

19、38 2、纵向滑移（倒溜）、纵向滑移（倒溜） 纵向滑移的极限坡度： G G L L i k1 tan 2 sin Z G 附着力 下滑力 第二章汽车行驶理论39 3、纵向稳定性的保证、纵向稳定性的保证 纵向稳定性的保证： 或 0 0 iii 第二章汽车行驶理论40 二、汽车行驶的横向稳定性二、汽车行驶的横向稳定性 第二章汽车行驶理论41 汽车在弯道内侧行驶汽车在弯道内侧行驶 第二章汽车行驶理论42 1、汽车在弯道上行驶的受力分析、汽车在弯道上行驶的受力分析 sincosGFY iRV i V R i R V i gR v G Y 127 127 127 2 22 第二章汽车行驶理论43 2、横向倾覆、横向倾覆 2 b G hY