第4讲汽车行驶特性

1、1第三节 汽车的行驶稳定性 n汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。n 稳定性：纵向稳定性：纵向n 横向横向 n 表现：滑移表现：滑移n 倾覆倾覆2n纵向稳定性：纵向稳定性： 表现：倾覆倾覆n 滑移（倒溜）滑移（倒溜）3n横向稳定性：横向稳定性： 表现：倾覆倾覆n 滑移（侧滑）滑移（侧滑）4n临界状态：汽车前轮法向反作用力临界状态：汽车前轮法向反作用力Z1为零为零 。n Z1

2、L - - Gl2cos0 + + Ghgsin0=0 n Z1L = Gl2cos0 - - Ghgsin0=0 g20hltg 1纵向倾覆纵向倾覆 ：g20hli n结论：结论：当坡道倾角当坡道倾角0或道路纵坡度或道路纵坡度ii0时，汽车可能产生纵向倾覆。时，汽车可能产生纵向倾覆。 52 2纵向滑移（驱动轮滑转）纵向滑移（驱动轮滑转）n临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力n GsinGsin G Gk kn因为因为sinsin tgtg = = i i ，则，则纵向滑移临界状态纵向滑移临界状态条件：条件：GGtgikn纵向滑移的极限状态纵向滑移的

3、极限状态倒溜倒溜发生条件：发生条件：n GsinGsin G Gk kn i = tg = n结论：结论：当坡道倾角当坡道倾角 或道路纵坡度或道路纵坡度ii 时，时，汽车可能产生纵向滑移。汽车可能产生纵向滑移。 63 3纵向稳定性的保证纵向稳定性的保证n 一般一般 接近于接近于1 1，而，而 远远小于远远小于1 1，g20hli GGikn 所以，所以， i i i i0 0n 即汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆之前，即汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆之前，首先发生纵向滑移现象。首先发生纵向滑移现象。n 道路设计只要满足不产生纵向滑移，就可避免道路设计只要满足不产生纵向滑移，就可避免汽车的

4、纵向倾覆现象出现。汽车的纵向倾覆现象出现。n汽车行驶时纵向稳定性的条件为汽车行驶时纵向稳定性的条件为GGiik7二、汽车行驶的横向稳定性二、汽车行驶的横向稳定性n 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。点在汽车的重心，方向水平背离圆心。 gRGvF2n受力分析：受力分析：n 横向力横向力X失稳失稳n 竖向力竖向力Y稳定稳定1 1汽车在平曲线上行驶时力的平衡汽车在平曲线上行驶时力的平衡n 离心力离心力8n将离心力将离心力F与汽车重力与汽车重力G分解为平行于路面的横分解为平行于路面的横向力向力X和垂直于路面的竖向力和垂直于

5、路面的竖向力Y， GcosFsinYGsinFcosX9 由 于 路 面 横 向 倾 角由 于 路 面 横 向 倾 角 一 般 很 小 ， 则一 般 很 小 ， 则sintg=isintg=ih h，cos1cos1，其中，其中i ih h称为横向超高称为横向超高坡度，坡度，n将离心力将离心力F与汽车重力与汽车重力G分解为平行于路面的横分解为平行于路面的横向力向力X和垂直于路面的竖向力和垂直于路面的竖向力Y， 采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车重的横向力，即重的横向力，即GcosFsinYGsinFcosX)igRv(GGigRGvGi

6、FXh2h2hh2igRvGXh2iR127V10横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。汽车内侧车轮支反力汽车内侧车轮支反力N N1 1为为0 0。倾覆力矩等于或大于稳定力矩。倾覆力矩等于或大于稳定力矩。2.2.横向倾覆条件分析横向倾覆条件分析11倾覆力矩：倾覆力矩：XhXhg g横向倾覆平衡条件分析：横向倾覆平衡条件分析：2bG2bG)(Fi2bYhn 稳定力矩：稳定力矩：12倾覆力矩：倾覆力矩：XhXhg g横向倾覆平衡条件分析：横向倾覆平衡条件分析

7、：2bGXhggh2bGX2bG2bG)(Fi2bYhn 稳定力矩：稳定力矩：n 稳定、平衡条件：稳定、平衡条件：)i2hb127(VRhg2minh2iR127Vn 汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径曲线半径R min：133.3.横向滑移条件分析横向滑移条件分析n 横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。n 横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。n 极限平衡条件

8、：极限平衡条件：hhGYXhGX横向滑移稳定条件：横向滑移稳定条件：h)i127(VRhh2或144 4横向稳定性的保证横向稳定性的保证n 汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数横向力系数值的大小。值的大小。n 现代汽车在设计制造时重心较低，一般现代汽车在设计制造时重心较低，一般b2hb2hg g，而而 h h0.5,0.5,即即n 汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象。生横向滑移现象。n 在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生，在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发

9、生，即可保证横向稳定性。即可保证横向稳定性。 n保证横向稳定性的条件：保证横向稳定性的条件：h)i127(VRhh2或ghh2b15三、汽车行驶的纵横组合向稳定性三、汽车行驶的纵横组合向稳定性n 汽车行驶在具有一定纵坡的小半径平曲线上时，较汽车行驶在具有一定纵坡的小半径平曲线上时，较直线上增加了一项弯道阻力。直线上增加了一项弯道阻力。n 对上坡的汽车耗费的功率增加，使行车速度降低。对上坡的汽车耗费的功率增加，使行车速度降低。对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜、滑对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜、滑移和装载偏重的可能，这对汽车的行驶是危险的。移和装载偏重的可能，这对汽车的行驶是

10、危险的。16n汽车行驶在纵坡为汽车行驶在纵坡为i(tg)i(tg)和超高横坡为和超高横坡为i ih h（tgtg）的）的下坡路段上，作用在前轴上荷载下坡路段上，作用在前轴上荷载W W1 1为为cosL)sinhcosl (GWg2117n离心力离心力F F分配在前轴上的荷载分配在前轴上的荷载W W2 2为为singRLlGvW22218 在平直路段上，作用于前轴的荷载在平直路段上，作用于前轴的荷载W W为为n 前轴总荷载前轴总荷载W为为 :)igRLvlLihl(GWWWh22g221GLlW2n 在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与WW的比值的比值为为h22g

11、igRvilhWWWIn 对载重汽车，一般对载重汽车，一般hg/l21，则，则 h2igRviI19直坡道上直坡道上i ih h00则则I=iI=i。即汽车沿直坡道下坡时，前轴。即汽车沿直坡道下坡时，前轴荷载增量与在平直路段前轴荷载的比率等于该路段的荷载增量与在平直路段前轴荷载的比率等于该路段的纵坡度。在曲线上如果也以直线上相同大小的最大纵纵坡度。在曲线上如果也以直线上相同大小的最大纵坡坡i imaxmax作为控制，则有下式成立作为控制，则有下式成立纵坡折减：纵坡折减：n 最大纵坡在平曲线上的折减计算方法：最大纵坡在平曲线上的折减计算方法： maxh2iigRvih2maxiR127Vii20

12、第四节第四节 汽车的制动性汽车的制动性 n 汽车的制动性是指汽车行驶中强制降低车速以至停汽车的制动性是指汽车行驶中强制降低车速以至停车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。 n一、汽车制动性的评价指标一、汽车制动性的评价指标 n评价汽车制动性的指标：制动效能（制动距离）评价汽车制动性的指标：制动效能（制动距离）n 制动效能的热稳定性制动效能的热稳定性n 制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性 n二、制动距离：二、制动距离：n制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。时间内所走的距离。

13、21汽车制动时，制动力汽车制动时，制动力P P取决于轮胎与路面之间的附着取决于轮胎与路面之间的附着力。在附着系数较小的路面上，若制动力大于附着力。在附着系数较小的路面上，若制动力大于附着力，车轮将在路面上滑移，易使制动方向失去控制。力，车轮将在路面上滑移，易使制动方向失去控制。所以所以P P值的极限值为值的极限值为 P = GP = G 汽车在部分滑动部分滚动的情况下附着力最大。汽车在部分滑动部分滚动的情况下附着力最大。制动平衡方程式为制动平衡方程式为 ： P + RP + RR R + R+ RI I = 0 = 0 （忽略空气阻力）（忽略空气阻力）n1.1.制动平衡方程式制动平衡方程式0agGGG)(ga222.制动距离制动距离 制动距离：制动距离：)(gdtdva)(254VVS222121VVvdv)g(vdtSdv)g(dt23汽车完成运输工作所消耗的燃汽车完成运输工作所消耗的燃油量称为燃油消耗量，燃油经油量称为燃油消耗量，燃油经济性的评价指标通常用一定运济性的评价指标通常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。车行驶的里程来衡量。 已知发动机的功率已知发动机的功率V V和转速和转速n n后，后，可在发动机台架试验获得的发可在