道路规划与几何设计一

道路规划与几何设计

同济大学交通运输学院

第二章汽车行驶理论本章主要内容（共3次）：一、车辆类型、尺寸、重量和构造（1）二、汽车的驱动力（1）及行驶阻力（2）三、汽车的动力特性及加、减速性能（2）四、汽车的安全稳定性及制动性能（3）五、车辆运行费（3）道路运输的载运工具主要为利用燃油（汽油、柴油）、电或其它能源作动力，通过轮胎在各种道路上行驶的车辆，如汽车（客车和货车等）、无轨电车、各种装卸载运车辆、摩托车等。道路运输工程设施的规划和设计，要考虑并满足这些设施的使用对象——载运工具的运行特性要求。例如，工程设施的几何设计要能容纳车辆在体积尺寸和通行能力方面的使用要求，而工程设施的结构设计则要能经受住车辆质量的重复作用等。因此，道路工程的规划和设计人员，虽然不需要了解和掌握运载工具的设计、制造和使用知识，但必须了解它们的运行特性，以便规划和设计出能满足其使用要求的各项工程设施。本章首先介绍车辆（主要是汽车）的类型、尺寸和质量方面的知识，而后进一步介绍同工程设施规划和设计有关的一些运行特性，如行驶阻力、功率、加速和减速性能以及车辆运行费。一、车辆类型、尺寸、重量和构造1车辆类型

汽车可分为客车和货车两大类。客车包括小客车（轿车）、面包车、公共汽车（小型、中型和铰接式）等。货车可进一步分为卡车（轻型、中型和重型）和组合式货车（各种拖挂式货车）两类。（1）小客车

小客车为二轴-四轮车辆，可坐2～6人，主要作为个人交通工具。按重量和尺寸大小，可分为小型、中型和重型三种。其重量变动于6.8～18kN范围内；车身长度在3.5~5.6m之间，前后轴的中心距变动于2.3~3.1m之间，车身后缘到后轴的长度（后悬距离）为0.6~1.5m之间；车身宽度为1.6~2.0m，高度为1.15~1.65m之间。（2）面包车

面包车通常由小客车或轻型卡车的底盘改装而成，可乘坐6～15人。（3）公共汽车

小型公共汽车通常有15～25个座位，供短途运输用，其车身长约为5.5～7.6m，宽为2.0～2.5m。中型公共汽车可为二轴或三轴，车身长9～12m，宽2.4～2.6m，约有45个座位。把半挂车固定地联结在二轴中型公共汽车上，便组成铰接式公共汽车。其长度约为16～18m，宽度为2.6m，包括站立乘客在内约可容纳100人以上。（4）卡标车卡车悉系指啊载货少区和房诚动力砖设备诉装在卫共同炊的车荐架上羡不能藏分开讯的货轧车（悟图2-台1(调a)）寄。卡痒车令包琴括梁二划轴问四锯轮层（竟轻按型巩卡粪车跪）命、沿二牙轴此六码轮蝴、赢三昼轴李（精双涂后德轴扶）嘱和代四刚轴桨（洲三肠后件轴爬）沉卡撤车手四鸟种爱。遮轻棵型医卡帝车痕的妙总芝重络量—般匠小骂于45凳kN，二去轴脖六刃轮玩卡赤车芦的评总径重慈量肺大核都灾在4随5～18逝0k禁N范徒围闪内双，纹而然三滔轴固和蚊四呆轴冷卡希车碍的夫总贞重绪量摆可纺高衰达2弹6测0～3取0岔0柱k稀N。（5）组蒜合港式顽货粥车组熊合缎式叉货恢车万由屡牵帖引声车技或裂卡好车懒同餐一棋个泡或丛多座个业挂祸车列组构合午而坟成楚，巷可块总这称塘为拖挂很车。牵碌引车降和挂语车通择过铰驰接方轿式联视结时梅，彼怪此可亭相对垄转动输，因宣而也容可称凳为铰接钩车。组竿合式矛货车智的总均重量吴一般塞可达结到4约0圈0～5锅0狠0kN，通常抓用于灵长途蚀运输四。挂父车有厅两种曲：后购端有臂一个汇轴或箱多个汗轴但嘴前端纺无轴符的半交挂式虏，其滋前端盏放在汉牵引谷车的纹后端既上，哈并把确一部义分重惊量传握给前妈面牵车引车；前键后锹各羞有亿一围个棒轴积或耀多抄个具轴僚的车全那挂袭式复，殃由驾卡茫车翻或乐带康半身挂再车仰的沙牵看引者车盗拖秋带存，迷但妄不泽把叔重债量缺转裹给狐前恭面。2车章辆母尺国寸爱及茅设命计档车双辆前蹦面仗已龙讲叨过供。3车辆云的重避量车镜辆改的浑重妻量屯通落过览车突轴得和犹车厚轮有传弊递越给福道床路居和瓶桥浪梁肝结督构示物肥。祥汽资车热前仔轴脂的铜轴馋型抚都效为关单庄轴蒸，荡后撕轴崇的渗轴盈型虎可宽采改用铜单酷轴乐、舅双跨联名轴申或枯三绑联授轴木。疲前摘轴境两碌侧眯的药车勒轮愉都阔由新单刊轮番胎撤组淘成谨，南而范后唱轴粮两市侧榨的找轮续胎陪可梁由误单职轮坝胎相或皱双版轮涛胎瞒组件成津。车辆椒重量弦大小从，主笔要影苏响到豪对道忽路和桥桥梁魄的结乡丰构承国载能示力的士要求叼。重钥量特斥性主纺要由优车辆骂总重拘和轴鞠重以傲及轴猛型和候轮型曾表征肆。车守辆总阶重或安轴重瞧越大脉，对诞道路局和桥者梁结终构承公载能银力的唤要求与越高甜，同弊时，玩在使科用过蚂程中采对道气路和华桥梁测的损毯坏越绳严重骑，因掠而，遗所建降工程怎的造颜价（菜投资陕）和棋工程质的运混营（迅维护府）费蜜用便狡越高旗。为绳了兼描顾道酒路建赵设和往运营距部门竹及道堪路使券用者陵双方拉的利针益和来便利暑，对菜道路润上行股驶车姑辆的芽总重舒和轴倾重的盟最高善值进牵行定昆量限快制。各混国与对灶道到路侮上槽行鞋驶婶车累辆知的尝最耗大有轴天重没和锡总饱重些有雄不拨同辽的纷限发定孟。拣单晌轴乱最疑大网允领许板轴像重更变户动并于80戚~1少30限kN；双联私轴最昌大允剖许轴字重变放动于1慰4催0谦~锹2炎1殃0既k可N；三联趁轴最葡大允端许轴挂重变姿动于1沃8悉0踪蝶~悦2块7绿0k巨N。卡车抗的最尘大允婆许总群重变赌动于24朗0~娇40装0k艳N；半提挂震式弹和讯全静挂仇式利货易车定的哗最畅大萌允民许手总侍重慢变公动筑于36降0~候50焦0k托N。我种国争公仅路优部谨门榨规壤定而的锁单龙轴骆最价大怎允创许评轴昨重据为6滥0场k搬N（每侧药单轮违胎）乘或10眨0k颠N（每致侧董双汤轮超胎粉）浊，慨双贞联绑轴票最河大烫允上许幼轴节重利为1项0互0穴k撑N（每侧摇单轮缸胎）舞或18体0k种N（每侧烧双轮形胎）唤，三稼联轴伤最大房诚允许芒轴重健为12嗽0k难N（每苦侧俊单乌轮朗胎社）坏或2购2分0永k彩N（每侧事双轮龟胎）稳；卡武车和猜单拖涌挂货酬车的啄最大被允许椅总重援为40忠0k国N，双舒拖奥挂桂或扎三该拖膜挂绣货缴车牌的粮最磁大新允纸许拴总拦重样为4谣6会0亡k胸N。我国区公路零标准苗规定开路面阔设计暑标准枣轴载仁为双僻轮组皆单轴1步0葛0六K谜N。具体绪内容寄应在金路基坟路面润课程雅中讲央述。4汽项车决的摇构疮造ht旬tp海:/泡/w凯ww叙.n厦c挑t写c.c糟n/租w各e绣b次/ji犬ao杆xu菊e/传动怀系、秋行驶笼系、抵转向程系、拜制动蓝系发祝动兽机毫、语离皮合明器供、圆变派速饺箱使、阅万斯向晒传钢动戏轴偶、原差欢速络器域、爷车践辆唯、泉驱仁动巷轮宇、蓝制绍动总器蚁等俱。机械句式传电动系险一般学组成丙及布稍置示辨意图传动你系1-离合身器2长-变勇速脊器3冻-万向疼节4斜-驱动横桥5纪-差忍速猾器6-半孕轴7-主减喷速器8舒-传圾动周轴图爷为刊传验统和的演发避动遗机瓶纵床向鲜安摘装增在打汽赔车贼前皮部稻，沉后低桥训驱损动寒的4输×西2汽船车卸布龙置罚示曾意裹图现。汪发爆动气机宰发谣出侄的冰动组力愧经犁离习合壤器蚂、有变葵速信器谊、禁万察向攻传像动踢装丹置炸传筛到高驱擦动书桥佳。非在障驱盘动摧桥早处胆，碎动聚力耽经铅过俭主震减灵速湖器讲、骂差直速益器舰和察半繁轴炊传健给愈驱做动降车其轮撒。1昆-发动他机2-离兄合裤器3-变速手器4课-变痕速盼器件输求入壤轴5-变盛速泄器昼输芬出轮轴6叼-差速堆器7-车荡速若表需驱裹动愁齿绩轮8-主偏减它速两器舅从壁动轧齿姻轮发动逢机前慰置、框纵置染，前至桥驱谁动，池使得罚变速脂器和剂主减找速器钻连在傲一起救，省籍掉了葬它们懂之间这的万诱向传匹动装宝置。传动茎系：发漏动肆机外芹特碌性导曲侨线燃料闹→热湾能→鞭活塞异、曲听轴→恭机械艰能→悼作功传剩动满系盲：离而合司器邀：作用骄：康（1）互保半证专起个步抬时浓工府作凯平墓稳马。附（2）行宣进中造换挡康。阀（3）传文动系撑不至惨于过偿载。1-飞轮2-从动盘3-压盘4-膜片弹簧传耕动狸系同：变速衡箱：作用浆：减虫速增御扭1艺-输绸入差轴2-轴物承3-接殖合美齿赛圈4-同步盗环5-输败出倡轴6-中谋间终轴7潮-接合税套8-中间碧轴常铜啮合蚁齿轮此变铜速器斧有五旦个前跑进档颈和一历个倒印档，拒由壳喘体、纸第一组轴（认输入书轴）齐、中鸦间轴题、第财二轴末（输灯出轴恒）、梢倒档适轴、治各轴镜上齿匪轮、该操纵旁机构献等几砍部分盲组成顽。传抖动付系补：万向限传动本：作枯用：吧柔和唤接触协、传德动1得-万秃向其节2诞-传厨动邪轴3-前哑传资动摘轴4箱-中间局支承传葛动逢系孝：主传牲动器术、减岸速器贩：作把用：悲①减砌速、印增扭槽，②仪动力贡转9窑0惕°方延向施。1翼-轴飘承帜；2灿-左外宝壳；3-垫呢片欧；4-半幼轴冶齿饮轮辅；5-垫圈附；6侍-行星鱼齿轮渠；7迫-从碗动法齿停轮酬；8-右此外败壳献；9-十字有轴；10刷-螺不栓二、母汽车侮的驱许动力孟及行极驶阻畏力1、昏汽怀车替的魔驱毛动起力燃料拿→热底能→娱活塞邮→机康械能找→[产生触有效偶功率N啄]→曲类轴帆→[产生阴每分五钟n的饼转它速刮旋捏转]→[产屿生梯发五动除机华曲脑轴挣扭求矩M姑]→离庭合迅器督→蛇变设速每器惕→断传锅动占轴业→糊主垄传夏动婶器晋→袜差弯速停器验等诞→载驱粒动郊轮→[产斥生娘驱挂动起轮个扭锄矩MK]功率(N居)，发动贝机功迈率,单保位必千刚瓦(Kw)/马碗力屿（hp）,驱1驱h厅p久=望0蔽.太7根4赚5翅7第k史W袄.扭遗矩(M集),表征兼汽车忆牵引范力的狮大小,单位届牛顿.米/千克.米,1千忘克.米=9栗.8牛顿.米燃油跃消耗(ge),发础动班机奥每潜小边时闻产禽生悬每世千业瓦蝴功化率灾消塘耗悉的要燃消油峰量茂，污单落位前（删克/千启瓦/小时伙）转速(n脑)，单位悟转/分钟有毫一浇个鄙简献单透的矿公萝式叛可直以扎表赤明炒功混率旷、尝牵迷引产力皂和邪速潮度激的终关亚系区：功抛率怎（N败)＝(牵鹅引裳力)扭矩(M绳)典×速库度(V)上述碧四种夫关系唇曲线骗，构堵成了蝴发动跨机转贤速特宇性曲称线（兔发动务机转率速特肃性曲历线）胞，油壤门全及开时布称发挺动机梦外特始性曲欣线，俩否则郑称发得动机班部分昂负荷到特性帆曲线由。（1）迅发鸽动硬机冠外倚特吸性损曲校线功率橡曲线扭赤矩俩曲聚线最小纹转速最大巾转速汽油蛮发动窜机外仿特性（2）坟驱词动菜轮毅扭殖矩（3）汇汽蒸车信的遥牵插引遣力党（T）功雄率摇（N谊)＝(牵引咬力)扭喝矩(M飘)跌×速岂度(V如)Mk用力卧偶T和Ta表示贵，Ta平衡甜路面视反作晕用力F，T平衡径汽车双阻力R有关韵计算其的汇喊总：(1导)M和N的关锁系（齿公式2岩-辩1）(丹2萝)r和V的败关卡系鄙（刮公扫式2局-匆5）(驾3御)T和V的虎关优系管（营公浇式2叠-夫6摄,氧2谷-落7）汽车瘦驱动渡力图2、汽很车的桶行驶四阻力汽车坝在道属路上箩行驶拿时须析克服士各种蹲阻力避，如飞滚动欣阻力严、空讨气阻裂力、甘坡度军阻力蜘、弯扑道阻艳力和覆惯性拴阻力嗓等。颜这些赠阻力维一方醋面与汉道路熔的特屠性有恨关，控如路须面平幅整程库度、响坡度洁、弯利道曲害率半传径等版，另坏一方狭面则银随车节辆的桂运行屡特性菜而变镰，如虾车辆生总重土、行产驶速东度、猴速度面变化竹速率困、车雹身迎行风面陶积和极外廓末线形歼等。（1）空枣气阻辣力(Rw)汽车猪行驶资时的拐空气羞阻力美包括鸣车辆少迎风仙面处瞎的空染气直围接作定用、疫空气祝越过盒车辆渣表面磁（包滑括车育底）敏的摩养阻力宗以及吧车后深的局召部真秋空。（3）坡膛度阻店力(Ri)汽车体在坡惑道上稀行驶桶时，趋车辆跑受到援其重偶量平虏行于泳坡面绸的分穷力的绵作用谢。（2）滚秋动阻烈力(Rf)汽廊车抵在随道投路畅上狠行法驶术时菊的互滚投动缩慧阻库力项来驴源砖于铺轮服胎栗表营面喂于词路尝面梦之误间时的刺摩书阻躲滑魂移俩，侵轮纪胎打橡匪胶涂在逢接箭触前表京面竿处怒的坡弯乘曲堂变券形乞，涛车嫁轮哲滚徒过孕路现表掌面环突垮出骗的击石剧子对或旬不奋平充整寒的济破第碎断路坝面督，悟车阔辆裕从蒙道阵路好的串低劈燕洼蓝处鞭爬吃出束，勒推舌动规车劳轮采通兴过沸砂惊、臣雪喘或振泥究地治，志在网轮依、贱轴业和藏组悔合敞器敬轴吼承渠处葱以钉及寺变顿速扒齿点轮覆中石的类内罩部哈摩农阻楼等积。以上伐均与物道路葱状况拴有关亡，且锐与总宵重力纷成正秃比，慕表示嫂为道婚路阻尝力：（5）本惯较性类阻灰力(RI)汽娃车拥行舰驶携速粘度适变治化版（幕加绿速碎或岸减弱速递）吵时拐，要车躲辆叹受粱到体运僻动室惯筒性色阻袖力症的撇作浊用及。杆此炒惯摔性吼阻肃力类是吨车汇辆获重种量辛及粮加纷速游或叶减捞速带速躁率坛的郑函狡数弃。式中置，Rm为车铺辆总轰行驶邀阻力那，k轮g。在罩车顿辆率下娱坡撞或唇减冤速事行桥驶滨时小，缺式揪中仁的雨坡泉度纳阻系力唇或乓惯剃性蒸阻踢力失为控负趴值呆。由锡上棍述跨各跌项裹阻目力谢的码关表系幕式渣可亦以垫看耍出急，壁除获空晒气仆阻事力病外俘，眼其侵它遇各子项慢阻蒜力食均巾与赛车泻辆慎的岗总亭质害量芳成纯正熊比共；沸而类除催了娃坡辉度渴阻舍力怒和亚惯谈性泡阻暖力纯外廊，阶其受它叮各依项土阻榴力邪还霞与渡车驳辆榨的降行条驶迅速撞度摸或逮速卵度浴平聚方貌成召正敌比丢。略因箭此高，胀车减辆湾总党质世量半和肌行计驶夺速莫度魂是劲影历响螺行孟驶基阻莫力浆大刮小统的忙两钳项卵最境主列要坊的饲因黑素另。综合猴上述爬各项幕阻力丙，车懂辆在姓路上墨的总地行驶客阻力飘为：T袍=少R允,匀速万；T卖>针R宫,加速师；T<销R,减喂速,考虑浑到部蛮分开任启，贵使用恢负荷率率U修炕正惹，畏并滚带隆入摩有制：3、尘汽朵车盒的俱平垒衡阔方限程采式土和衰行糖驶声条贝件（1）调平婚衡方党程迷式驱赞动开轮原荷俘载荒；吊附附着从力垫系需数（2）行饿驶钟条猜件条件判一：精驱动目力大聪于等距于总斑阻力条挎件亏二傻：后驱扫动冈力枝小仪于冤等希于壶附长着送力三精、汽军车动棍力性校能及猛加、值减速亏行驶汽车私的动藏力性悉能系膏指汽靠车所冻具有忆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