道路勘测 第二章 汽车的行驶理论

1、 汽车的驱动力汽车的驱动力 汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和传动，将曲轴的扭矩传给驱动轮，产生Mk的扭矩驱动汽车驱动轮旋转，轮胎对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向前的推力，驱使汽车行驶。1-离合器 2-变速器 3-万向节 4-驱动桥 5-差速器 6-半轴 7-主减速器 8-传动轴图为传统的发动机纵向安装在汽车前部，后桥驱动的图为传统的发动机纵向安装在汽车前部，后桥驱动的42汽车布置示意图。发动机发出汽车布置示意图。发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。在驱动桥处，动力经过主减速器、的动力经离合器、变速器、万向传动装置传

2、到驱动桥。在驱动桥处，动力经过主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。差速器和半轴传给驱动车轮。 表征汽车发动机特性的基本指标表征汽车发动机特性的基本指标 有效功率 有效功率指汽车在单位时间内所具有的做功的能力，单位为千瓦（KW）。不同的汽车，发动机性能不同，所发出的有效功率也不同。如在发动机转速为3000时，不同汽车发动机所发出的最大功率分别为： 解放CA141，Nmax=99KW/3000r（135马力）； 黄河JN150，Nmax=117.6kw/1800r； 红旗小轿车CA-772，Nmax=161.8KW/4000r。 转速 转速是指发动机曲轴单位时间内的旋转次数，用每分钟转数（r/mi

3、n）为单位。转速的大小影响汽车行驶的快慢。 扭矩 扭矩是指汽车发动机产生于曲轴上的转动力矩，用牛顿米（N.m ）为单位。汽车发动机扭矩的大小，决定了汽车产生牵引力的大小。 发动机曲轴扭矩发动机曲轴扭矩M 及发动机转速特性及发动机转速特性 发动机输出的功率N与产生的扭矩M的关系TrM260 10009549eeeeeMnMnrNr 汽车的外特征曲线：汽车的外特征曲线： 汽车最大有效功率Ne与曲轴转数ne之间的关系曲线（节气阀全开时，最大供油量）。表示发动机的基本特性。 一般ne较小时，Ne随着ne的增大而增大，当超过一定值后，ne增大，机械损失增大，Ne减小。 该曲线由实验确定，即Me由实验确定

4、 驱动轮的扭距和牵引力：驱动轮的扭距和牵引力： 发动机曲轴上的扭矩Me经过变速箱（速比ik）和主传动器（速比i0）两次变速，两次变速的总变速比为： =i0ik； 传动系统的机械效率为T ，则汽车在坡道上行驶时发生倒溜的现象在倾覆前出现，这样避免了汽车的纵向倾覆。但在运输过程中，装载高度应受到限制。 为避免发生倒溜，即要求tan tan， 即tanGk/G对一般载重汽车，Gk/G=0.60.8，泥泞时取0.2，冰滑时0.1，则泥泞时tan0.120.16， 冰滑时tan 则滑移先于倾覆，反之，倾覆先 于滑移。现代汽车一般 2gbhx2gbhx 汽车的纵横组合向稳定性汽车的纵横组合向稳定性 当汽车

5、行驶在既有纵坡，又有横坡的弯道上时，在下坡时，汽车将产生向合成坡度方向倾斜、滑移甚至倾覆的可能。 设纵坡为 ，横坡为 ，则作用在前轴上的荷载Z1为：)(tani)(tanhiLL2L1GasinGacosGahgZ2Z1LhLGZg)sincos(21离心力分配在前轴上的力F1为：sin221LLgRGF XY作用在前轴上的总荷载，简化后为：)(22211hgigRLLLihLGFZW在平直段上，作用于前轴上的荷载:GLLW2在下坡的平曲线上，荷载的增量为：higRiWWW2在直坡段上：maxii 在曲线段的坡道上，如果仍以最大纵坡作为控制依据，则有：max2iigRihhiRVii1272m

6、ax 汽车的动力因素和行驶性能图：汽车的动力因素和行驶性能图： 汽车的动力性能：汽车的动力性能：指汽车所具有的加速、上坡、最大速度等的性能。汽车的动力性能愈好，速度就愈高，所能克服的行驶阻力也愈大。 汽车的动力因数汽车的动力因数: 汽车行驶的平衡方程: T - Rw= Rf+Ri+Rj 上式等号左端T-Rw称为汽车的有效牵引力有效牵引力，T、RW之值均与汽车的构造和行驶速度有关。 代入表达式:agG) if (GRTWag) if (GRTW 令上式左边为D，称D为动力因素，它表征某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。反映爬坡及加减速的能力。 236001

7、3eTNKFVWVTRDGG 当汽车作等速行驶： D=f+i= 称为道路阻力系数2360013eTNKFVVDG 当排挡一定，发动机转数ne一定时，即可根据下列公式计算不同ne时的V和对应的D。26 0(/)3 .60 .3 7 7kkenkkkrnrrmsVNe：可由外特征曲线求得。 动力特性图动力特性图D-V 关系图关系图 只要某一排挡及曲轴转速确定，即可求出V及对应的D。从而可绘出DV图 通过该图可反过来确定某排挡时的最高速度(a=0)、临界速度（与Dmax对应的速度）、加速度和所能克服的坡度等。 海拔荷载修正系数海拔荷载修正系数: 当道路所在地不在海平面上，汽车也不是满载，由于海拔增高

8、，气压降低，使发动机输出功率、汽车的驱动力及空气阻力都随之降低，所以，应对动力因数D进行修正。方法是给D乘以一个修正系数 称为动力因数D的海拔荷载修正系数，其值为ag) if (DGGG、G：满载与实际载重。式中：海拔系数，见图3-6 汽车的行驶状态汽车的行驶状态：当汽车的动力因数为D，道路阻力为，汽车的行驶状态有以下三种情况： 当D时： 加速行驶 当=D时: a0 等速行驶 当D时： 减速行驶ag) if (D)D(ga0)(Dga0)D(gaif由 得 其中 汽车的爬坡能力：汽车的爬坡能力： 爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时，克服了其他行驶阻力后所能爬上的最大纵坡度。 最大爬坡能力：

9、用最低档作等速行驶时所能克服的最大纵坡度。 此时，0a因fDiitansin1cos，较大，所以sincosmax fD22max22maxmax11arcsinffDfD 车轮制动力车轮制动力 利用制动器内的摩擦阻力矩来形成与汽车运动方向相反的路面对车轮的切向摩擦阻力。 最大制动力等于轮胎与路面间的附着力： 四轮制动汽车：G为全重。l汽车制动性能的评价指标：汽车制动性能的评价指标：l制动减速度制动减速度：忽略空气阻力和汽车牵引力 一般a4m/s2Gp)(0ifgaRRRPjif可得： 制动时间：制动时间： 理论上制动时间为速度从VB等减速行驶到0，则制动时间可按下式计算： 实际制动时间还应考虑驾驶员的反映时间和制动生效时间。通常这两部分时间之和约为ts=1.2s。l制动距离：制动距离：