汽车理论余志生第七章

1、 1. 汽车的通过性（越野性）汽车的通过性（越野性）: 是指汽车能以足是指汽车能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带及各种障够高的平均车速通过各种坏路和无路地带及各种障碍的能力。碍的能力。 2. 汽车的通过性主要取决于地面的物理性质及汽车的通过性主要取决于地面的物理性质及汽车的结构参数和几何参数。汽车的结构参数和几何参数。 3根据地面对汽车通过性影响的原因，汽车根据地面对汽车通过性影响的原因，汽车的通过性分为支承通过性和几何通过性。的通过性分为支承通过性和几何通过性。 第一节第一节 汽车通过性评价指标及几何参汽车通过性评价指标及几何参数数 1.汽车支承通过性评价指标汽车支承通过性评价指标

2、汽车的支承通过性汽车的支承通过性评价指标有：评价指标有： 牵引系牵引系数、牵引效率及燃油利用指数三项。数、牵引效率及燃油利用指数三项。 （1）牵引系数牵引系数TCTC： 单位车重的挂钩牵引力单位车重的挂钩牵引力（净牵引力）。（净牵引力）。 它表明汽车在它表明汽车在松软地面上加速、爬坡及牵引其松软地面上加速、爬坡及牵引其他车辆的能力。他车辆的能力。式中，式中，FdFd为汽车的挂钩牵引力；为汽车的挂钩牵引力；G G为汽车重力。为汽车重力。 （2）牵引效率（驱动效率）牵引效率（驱动效率）TETE： 驱动轮输出驱动轮输出功率与输入功率之比。功率与输入功率之比。式中，式中，u ua a为汽车行驶速度；为

3、汽车行驶速度；TwTw为驱动轮输入转矩；为驱动轮输入转矩；为驱动轮角速度；为驱动轮角速度；r r为驱动轮动力半径；为驱动轮动力半径；s sr r为滑为滑转率。转率。 （3）燃油利用指数燃油利用指数E Ef f： 单位燃油消耗单位燃油消耗所输出的功。所输出的功。式中，式中，Q Qt t为单位时间内的燃油消耗量。为单位时间内的燃油消耗量。 2. 汽车通过性几何参数汽车通过性几何参数 （1）间隙失效间隙失效: 由于汽车与地面间的间隙不足由于汽车与地面间的间隙不足而被地面托住、无法通过的情况，称为间隙失效。而被地面托住、无法通过的情况，称为间隙失效。 间隙失效间隙失效分为顶起失效、触头失效和托尾失效。

4、分为顶起失效、触头失效和托尾失效。 1）顶起失效顶起失效: 当车辆中间底部的零件碰到地面当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住时，称为而被顶住时，称为“顶起失效顶起失效”； 2）触头失效和托尾失效触头失效和托尾失效: 当车辆前端或尾部触当车辆前端或尾部触及地面而不能通过时，则分别称为及地面而不能通过时，则分别称为“触头失效触头失效”和和“托尾失效托尾失效”。 （2）汽车通过性的几何参数汽车通过性的几何参数: 与间隙失效有关与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸。的汽车整车几何尺寸。 通过性的几何参数通过性的几何参数主要有：最小离地间隙、纵向主要有：最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径

5、、转弯通道通过角、接近角、离去角、最小转弯直径、转弯通道圆等。圆等。 1）纵向通过角）纵向通过角: 汽车在满载、静止时，分别通过前后车轮汽车在满载、静止时，分别通过前后车轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面，当两切平面交于车外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面，当两切平面交于车体下部较低部位时所形成的最小锐角，称为纵向通过角。体下部较低部位时所形成的最小锐角，称为纵向通过角。 纵向通过角表示汽车通过小丘、拱桥等障碍物时不发生碰纵向通过角表示汽车通过小丘、拱桥等障碍物时不发生碰撞的能力。撞的能力。 最小离地间隙、纵向通过角越大，汽车的通过性越好。最小离地间隙、纵向通过角越大，汽车的通过性越好。

6、 2）转弯通道圆转弯通道圆: 汽车以最低稳定汽车以最低稳定车速在平路上行驶，转向盘转到极限位车速在平路上行驶，转向盘转到极限位置时，车体上的所有点在地面上的投影置时，车体上的所有点在地面上的投影所形成的圆环称为转弯通道圆。所形成的圆环称为转弯通道圆。 转弯通道圆的内外半径差值为汽车转弯通道圆的内外半径差值为汽车极限转弯时所占的道路空间宽度。极限转弯时所占的道路空间宽度。转弯转弯通道圆越小，汽车的通过性越好。通道圆越小，汽车的通过性越好。第二节第二节 松软地面的物理性质松软地面的物理性质 土壤切应力与剪切变形的关系土壤切应力与剪切变形的关系 1车轮产生的最大驱动力由车轮产生的最大驱动力由两部分两

7、部分组成组成：由：由土壤内聚力产生的土壤内聚力产生的，与，与车轮的车轮的接触面积有关接触面积有关；由；由土壤的摩擦力土壤的摩擦力产生的，产生的，与与车轮的载荷车轮的载荷成正比。成正比。 2. 土壤推力：土壤推力： 在驱动力作用下，由在驱动力作用下，由地面剪切变形而产生的反力作用在车轮上，地面剪切变形而产生的反力作用在车轮上，称为土壤推力。称为土壤推力。 （1）对于）对于粘性土壤粘性土壤或或雪雪最大土壤推力最大土壤推力式中：式中：A驱动轮胎（履带）的接地面积；驱动轮胎（履带）的接地面积； c土壤（或雪）的粘聚系数。土壤（或雪）的粘聚系数。 粘性土壤或雪的最大土壤推力仅与粘性土壤或雪的最大土壤推力

8、仅与土壤或雪土壤或雪的粘聚性的粘聚性及轮胎（履带）的及轮胎（履带）的接地面积有关接地面积有关，而，而与轮胎（履带）给地面的与轮胎（履带）给地面的垂直载荷无关垂直载荷无关 （2）对于）对于摩擦性土壤摩擦性土壤，最大土壤推力，最大土壤推力 式中：式中： 摩擦角；摩擦角； w为车轮的载荷。为车轮的载荷。 要要增大驱动力增大驱动力，需要，需要增加车轮载荷增加车轮载荷。 （3）一般土壤一般土壤最大土壤推力最大土壤推力 用土壤用土壤剪切强度测量仪剪切强度测量仪对土壤进行测对土壤进行测试，可找出该试，可找出该土壤的粘聚系数及摩擦角土壤的粘聚系数及摩擦角。 第三节车轮在松软地面上的土壤阻力和第三节车轮在松软地

9、面上的土壤阻力和 车辆的挂钩牵引力车辆的挂钩牵引力 1车轮在车轮在松软土壤松软土壤上滚动，土壤和轮胎都会上滚动，土壤和轮胎都会产产生变形生变形。由于车轮对土壤的。由于车轮对土壤的压实和推移压实和推移作用，作用，产生产生压实阻力压实阻力和和推土阻力推土阻力；轮胎的变形产生；轮胎的变形产生迟滞损耗迟滞损耗阻力阻力。 2 刚性车轮刚性车轮在松软土壤上滚动遇到的阻力，在松软土壤上滚动遇到的阻力，主要是主要是土壤压实阻力土壤压实阻力和和推土阻力推土阻力。 （1） 压实阻力：压实阻力： 刚性车轮在松软地面上滚动，刚性车轮在松软地面上滚动，土壤垂直变形消耗的功，称为土壤压实阻力。土壤垂直变形消耗的功，称为土

10、壤压实阻力。 （2） 推土阻力推土阻力 在松软地面上，滚动的车轮推在松软地面上，滚动的车轮推移隆起的土壤而消耗的一部分功，称为推土阻力。移隆起的土壤而消耗的一部分功，称为推土阻力。 3. 充气车轮充气车轮的土壤阻力的土壤阻力 （1）充气弹性车轮在）充气弹性车轮在松软地面上松软地面上滚动时，轮胎和土壤滚动时，轮胎和土壤都将都将发生变形发生变形，它会遇到，它会遇到压实阻力压实阻力、推土阻力推土阻力和和轮胎迟滞轮胎迟滞损耗阻力损耗阻力。 （2）随着土壤）随着土壤坚实度坚实度和和轮胎充气压力轮胎充气压力的不同，轮胎将的不同，轮胎将出现出现两种滚动情况：两种滚动情况： 1）若土壤很松软若土壤很松软，轮胎

11、充气压力及胎体刚度产生的压，轮胎充气压力及胎体刚度产生的压力之和大于土壤对轮胎圆周最低点的支承压力，则充气轮胎力之和大于土壤对轮胎圆周最低点的支承压力，则充气轮胎像刚性轮胎一样滚动；像刚性轮胎一样滚动； 2）若土壤比较坚实若土壤比较坚实，胎面接地部分将被压成平面。，胎面接地部分将被压成平面。 所以，要确定充气轮胎的压实阻力，所以，要确定充气轮胎的压实阻力，首先首先应确定轮胎是应确定轮胎是按按刚性轮刚性轮还是按还是按弹性轮弹性轮在土壤上滚动。在土壤上滚动。 4滑转：滑转： 土壤在提供推力时发生剪切变土壤在提供推力时发生剪切变形，故车辆驱动轮或履带的接地面相对于地面形，故车辆驱动轮或履带的接地面相对于地面有向后的滑动，称有向后的滑动，称“滑转滑转”。滑转既影响平均车速，又影响燃料消耗，滑转既影响平均车速，又影响燃料消耗， 5车辆的挂钩牵引力车辆的挂钩牵引力 挂钩牵引力为土壤挂钩牵引力为土壤推力与土壤阻力之差，是表征汽车通过性的主推力与土壤阻力之差，是表征汽车通过性的主要参数。要参数。 车辆的挂钩牵引力是在车辆的挂钩牵引力是在挂钩上测量的挂钩上测量的，表，表示土壤的示土壤的强度储备强度储备，用来使车辆，用来使车辆加速、爬坡、加速、爬坡、克服路面障碍克服路面障碍及及牵引车辆牵引车辆和和武器装备武器装备。第四节第四节 影响汽车通过性的结构因素及提高汽车通