汽车理论73实用教案

1、11.刚性车轮滚动(gndng)时的土壤阻力假设土壤假设土壤(trng)对车轮的反力沿径向对车轮的反力沿径向车轮车轮(ch ln)的受力平衡方程为的受力平衡方程为 土壤压实阻力；土壤压实阻力；W 垂直载荷；垂直载荷；b 车轮宽度。车轮宽度。第三节 车辆的挂钩牵引力，第1页/共20页第一页，共20页。2第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力当沉陷当沉陷(chnxin)量较小时量较小时1.刚性(n xn)车轮滚动时的土壤阻力第2页/共20页第二页，共20页。3将将z0代入代入 表达式，得到压实土壤表达式，得到压实土壤(trng)阻阻力力 增加车轮增加车轮(ch ln)直径和宽度都能降低压实土壤阻

2、力，但增直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加车轮加车轮(ch ln)直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小。小。思考：思考：SUV越野汽车和轿车相比，哪种车型的轮胎直径越野汽车和轿车相比，哪种车型的轮胎直径(zhjng)应该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，应该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，降低压实阻力的有效措施有哪些？降低压实阻力的有效措施有哪些？第三节 车辆的挂钩牵引力rcFrcF1.刚性车轮滚动时的土壤阻力第3页/共20页第三页，共20页。4式中，式中，z0 为沉陷为沉陷(chnxin)量；量；s 为单位体积土壤重量；为单

3、位体积土壤重量；c为粘聚系数；为粘聚系数；b为为轮胎宽度。轮胎宽度。 在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动土在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动土壤形成壤形成(xngchng)隆起的前缘波，产生推土阻力隆起的前缘波，产生推土阻力 ：式中，式中， 及及 Nr 是土壤是土壤(trng)承载能力系数；承载能力系数； 为摩擦角。为摩擦角。第三节 车辆的挂钩牵引力第4页/共20页第四页，共20页。5式中式中 在很松软的地面在很松软的地面(dmin)上，推土阻力上，推土阻力 可用下式估可用下式估算算 及及 是局部是局部(jb)剪切失效时土壤承载能力系数；剪切失效时土

4、壤承载能力系数；第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力rbF第5页/共20页第五页，共20页。6 在泥浆地面在泥浆地面(dmin)，车辆浸入泥浆部分的形状对运，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的影响特别明显，此时推土阻力大于压实阻力而动阻力的影响特别明显，此时推土阻力大于压实阻力而成为主要矛盾。在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，成为主要矛盾。在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，推土阻力的大小决定于泥浆的密度推土阻力的大小决定于泥浆的密度、粘度、粘度、行驶速度、行驶速度 以及车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即以及车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即式中，式中，CD为泥浆的阻力系数为泥浆的阻力系数(xs

5、h)，是雷诺数，是雷诺数Re的的函数，函数， ，h为浸入泥浆的深度；为浸入泥浆的深度；A为浸入泥浆中为浸入泥浆中的面积。的面积。第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力第6页/共20页第六页，共20页。72.充气轮胎的土壤(trng)阻力 当轮胎按照刚性当轮胎按照刚性(n xn)轮一样维持圆形，轮轮一样维持圆形，轮胎圆周上最低点处土壤的支承压力为胎圆周上最低点处土壤的支承压力为 由此式确定的由此式确定的pg值称为充气值称为充气(chn q)轮胎的临轮胎的临界压力界压力 。 如果如果 ，轮胎维持圆形。，轮胎维持圆形。第三节 车辆的挂钩牵引力第7页/共20页第七页，共20页。8pc可由试验(shy

6、n)测得。第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力第8页/共20页第八页，共20页。9部分轮缘部分轮缘(ln yun)将变成平面，接地压力将变成平面，接地压力为为第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力第9页/共20页第九页，共20页。10 轮胎变形轮胎变形t引起的弹滞损失是充气引起的弹滞损失是充气(chn q)轮胎滚动时轮胎滚动时的弹滞损耗阻力的弹滞损耗阻力 。单位负荷单位负荷(fh)弹弹滞损耗阻力滞损耗阻力 式中，式中，为经验为经验(jngyn)(jngyn)系数。系数。第三节 车辆的挂钩牵引力第10页/共20页第十页，共20页。113.履带的土壤(trng)阻力 如果如果(rgu)刚性履

7、带下的土刚性履带下的土壤压力均匀分布，土壤沉陷量壤压力均匀分布，土壤沉陷量为：为：在地上在地上(d shn)压出一条长压出一条长 l、宽、宽 b、深、深 z0 的履带车辙时所作的履带车辙时所作的功为的功为 如果用拉力如果用拉力 将履带拖行水平距将履带拖行水平距离离l，所作的功，所作的功 应该等于上式应该等于上式的功。的功。 在接地压力不变的条件下，增加履带接地长度比加宽履带对减小压实阻力更有效。第三节 车辆的挂钩牵引力第11页/共20页第十一页，共20页。124.前后串联车轮和车轮重复通过(tnggu)时的土壤压实阻力 当车轮第二次通过松软的土壤时，土壤阻力会有所当车轮第二次通过松软的土壤时，

8、土壤阻力会有所减小。减小。 一般越野汽车都是采用一般越野汽车都是采用(ciyng)前、后轮距相等，前、后轮距相等，并均为单胎的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力。并均为单胎的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力。第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力第12页/共20页第十二页，共20页。13二、松软地面(dmin)给车辆的土壤推力1.履带(ldi)的土壤推力与滑转率履带获得的推力是由于履带获得的推力是由于(yuy)地面土壤被履刺推动、剪切而产生的。地面土壤被履刺推动、剪切而产生的。思考：在纯摩擦性土壤条件下思考：在纯摩擦性土壤条件下，推力主要与车辆的什么参数有推力主要与车辆的什么参数有关？

9、在粘性土壤条件下关？在粘性土壤条件下，推力推力又受什么因素的影响？又受什么因素的影响？第三节 车辆的挂钩牵引力第13页/共20页第十三页，共20页。14 滑转率可以表明滑转率可以表明(biomng)滑滑转的程度转的程度式中，式中， 为车辆的实际速度；为车辆的实际速度； 为车辆的理论为车辆的理论(lln)速度，速度， =r； r 为履带驱动链轮的的节圆半径，为履带驱动链轮的的节圆半径，为驱动轮角速度；为驱动轮角速度；us 为履带相对地面的滑动速度。为履带相对地面的滑动速度。履带履带(ldi)某接地点的剪切某接地点的剪切变形变形第三节 车辆的挂钩牵引力autu第14页/共20页第十四页，共20页。

10、15 单位履带单位履带(ldi)宽的土壤推力等于切应宽的土壤推力等于切应力曲线下包含的面积：力曲线下包含的面积： 设履带设履带(ldi)给地面的法向压力均匀分布给地面的法向压力均匀分布 长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，这有长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，这有利于通过利于通过(tnggu)性，但履带过长会使转向困难。性，但履带过长会使转向困难。第三节 车辆的挂钩牵引力第15页/共20页第十五页，共20页。162.驱动轮的土壤(trng)推力与滑转率 驱动轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤推驱动轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤推力公式力公式(gngsh)来估算。来估算

11、。第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力第16页/共20页第十六页，共20页。17其中其中(qzhng)，法向正压力，法向正压力 由由 确定确定第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力2.驱动轮的土壤(trng)推力与滑转率第17页/共20页第十七页，共20页。18车辆的土壤推力车辆的土壤推力FX与土与土壤阻力壤阻力 Fr 之差，称为之差，称为(chn wi)挂钩牵引力挂钩牵引力三、挂钩(gugu)牵引力第三节 车辆(chling)的挂钩牵引力土壤条件、接地面积和产生的驱动力相土壤条件、接地面积和产生的驱动力相同的条件下，不同行走机构的滑动率同的条件下，不同行走机构的滑动率类型类型滑动率滑动率(%)直径大宽度小的轮胎直径大宽度小的轮胎40直径小宽度大的轮胎直径小宽度大的轮胎100履带履带