2023学年完整公开课版行驶阻力

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本章以铲土机械为例说明工程机械的行驶阻力，铲土运输机械行驶作业时，在机械上作用有以下几种阻力，如图所示。风阻力工作阻力滚动阻力加速阻力坡道阻力滚动阻力1、产生滚动阻力的原因滚动阻力

轮式作业机械行驶时，由于轮胎与路面的变形，引起路面对车轮的反作用力偏离车轮纵轴线一个距离（如图）。反力与偏心距a的乘积构成了与车轮转动方向ω相反的一个滚动阻力矩，所以车轮滚动时要消耗能量。滚动阻力车轮在地面上滚动时，可以看到以下现象：（1）地面在垂直方向被压实而形成轮辙；（2）轮胎的弹性轮缘部分周期性地发生变形。使得弹性轮缘各组成部分之间（如帘布层之间、内外胎之间、衬带和轮辋之间等）产生摩擦，轮胎材料内部各质点之间也产生摩擦；（3）轮胎侧面和轮辙侧面相互摩擦；（4）车轮把土向前推移，即所谓“拥土”现象。

在坚实路面上，滚动阻力主要由轮胎变形引起；在松软地面上，滚动阻力主要由地面变形，形成轮辙引起。滚动阻力2、影响滚动阻力的因素（1）土壤的性质土壤的种类，它的含水量和密实程度对车轮的滚动阻力有显著的影响。土壤越松软则轮辙越深，滚动阻力也越大。（2）轮胎的充气压力车轮在土壤上滚动时，其滚动阻力由轮胎和土壤两者的变形所引起。在松软土壤上，土壤变形起主要影响，这时，降低轮胎充气压力可增大轮胎支承面积，从而降低对土壤的比压减小轮辙深度，最终减小滚动阻力。当轮胎充气压力降到一定数值后，滚动阻力反随压力的降低而增大。这是因为增大了的轮胎变形对滚动阻力起主要影响的缘故。因此，在一定条件下有一个对应最小滚动阻力的最佳充气压力。在坚实地面上滚动时，滚动阻力主要是轮胎变形引起的，这时，增加轮胎的充气压力将减小轮胎的变形，从而减小滚动阻力。滚动阻力（3）作用在车轮上垂直地面的载荷当作用在车轮上的垂直载荷增大时，轮胎变形和轮辙深度都要增加，因此滚动阻力也增大。（4）轮胎的尺寸在松软土壤上，增大轮胎的宽度和直径都能增大轮胎支承面积、减小轮辙深度，从而减小滚动阻力。滚动阻力3、整机滚动阻力计算

目前，在工程机械设计中广泛采用基于试验数据的简单公式来计算滚动阻力：式中：Q——车轮上垂直地面的载荷；

f——滚动阻力系数，由试验确定，试验方法（P14图1-11）滚动阻力

机型路面条件轮胎式履带式

机型路面条件轮胎式履带式混凝土0.0180.05坚实土路0.450.07冻结冰雪地0.0230.03～0.04松散土路0.0700.10砾石路0.029—泥泞地、沙地0.09～0.180.10～0.15常见工况下的滚动阻力系数坡道阻力坡道阻力

坡道阻力是作业机械爬坡行驶时，车辆自重产生的沿路面方向的阻力。如图1-12所示。式中Gs

—整机使用重量；

α—坡度角。

Pi=Gssinα

（1-29）道路坡度概念：

道路经常用坡度表示路面倾斜的程度。轮式机械坡道阻力示意图空气阻力空气阻力

机械高速行驶时，由于风力及机械与空气之间的相对运动而产生摩擦和形成涡流，造成能量的损耗。其大小主要与空气密度、机械外形尺寸以及行驶速度等有关。（N）式中:v—行驶速度（km/h）;

S—机械迎风面积（m2），

K—空气阻力系数，N/(m2km2h-2），一般取0.045。其他阻力其他阻力加速阻力和工程机械行驶时，有一个保持等速运动的惯性力，如果要使工程机械加速，就必须克服这一惯性力，也就是加速阻力。加速阻力的大小，等于加速度与汽车质量的乘积。加速度越大，加速阻力也越大。

机械的质量分为平移质量和旋转质量两部分。加速时，不仅平移质量产生惯性阻力，而且旋转质量也要产生惯性阻力矩。因此，为了减少加速阻力，应当尽量减少机械的总质量及其旋转部件的质量。其他阻力工作阻力由于工程机械的工作而增加的行驶阻力称为工作阻力。工程车辆作业时需克服很大的工作阻力，因而其不仅需要具有良好的动力