汽车运用工程课件

第一章汽车动力性VehicleTractivePerformace第一章汽车动力性1.0

引言1.1汽车动力性评价指标1.2汽车驱动力和行驶阻力1.3汽车行驶驱动力－附着条件以及汽车附着力1.4汽车驱动力－行驶阻力平衡图1.5汽车功率平衡主要研究内容：分析受力;建立行驶方程式;以图、表（或编程）的形式，按汽车动力性评价指标，确定汽车的动力性。汽车动力性定义

在良好、平直的路面上行驶时所能达到的平均行驶速度。引言1.1汽车动力性评价指标最大车速umax加速时间t最大爬坡度imaxEvaluationCriteriaofVehiclePerformanceMaximumSpeedAccelerationTimeMaximumGradability加速时间评价方法超车加速时间

以最高档或次高档，以amax加速至某一高速所用的时间。原地起步加速时间

由I或II档起步，以amax，并考虑换档时间，一般用0～400m或者0～100km/h的时间表示原地起步的加速时间。Accelerationtime最高车速最高车速，是指汽车在平直的、良好道路（混凝土或柏油）上所能达到的平均最高行驶车速。Max.Speed汽车加速过程曲线图1-2汽车驱动力TractiveForce部分负荷特性：节气门部分开启时，转矩或功率等与转速的关系使用特性曲线：即带有附件时的负荷特性，通常汽油机小15％，而柴油机小10％外特性曲线：节气门(油门)全开时，转矩或功率等与转速的关系发动机的速度特性

图1-3汽油发动机外特性BrakingTorqueBrakingHorsepower发动机过渡工况的速度特性在过渡工况，功率和转矩下降约5%～6%。外特性使用或制作方法表格法（辅助插值）曲线族方法数学模型法n1n2n3…………nnPe1Pe2Pe3…………PenTt1Tt2Tt3…………Ttnbe1be2be3…………ben外特性及负荷特性数学描述图1-4汽油发动机外特性及部分负荷特性发动机负荷特性经验公式传动系机械效率ηT主要损失部件

★变速器和主减速器(含差速器)主要损失形式

★液力损失和机械摩擦损失。液力损失,如搅动和磨擦。它与润滑油品种、温度、转速、油面高度等有关。汽车传动系总成机械效率4～6档变速器ηT=0.966～8档变速器ηT=0.95传动轴ηT=0.98主减速器ηT=0.96(单级)

ηT=0.92(双级)汽车传动系机械效率轿车ηT=0.90~0.92商用车ηT=0.82~0.85越野车ηT=0.80~0.85典型的传动系效率值某汽车变速器的机械效率车轮半径r自由半径r静力半径rs滚动半径rr=rs=r=s/(2πn)

S行驶距离，n转动圈数欧洲车轮委员会rr=F×d/(2π)

其中:子午线轮胎F=3.05

斜交轮胎F=2.99定义：用Ft-ua曲线图来全面地描述汽车的驱动力。若已知外特性曲线、传动系速比、传动系机械效率就可求计算驱动力。汽车的驱动力图汽车行驶阻力滚动阻力Ff:

轮胎内部摩擦产生的迟滞损失。这种迟滞损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶。图1-9轮胎径向变形曲线图1－11滚动阻力系数

轮胎内部摩擦产生迟滞损失，这种损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶。滚动阻力系数车轮在一定条件下，滚动所需要推力Fp1与负荷W1之比，即单位重力的推力：滚动阻力系数阻力偶用滚动阻力描述

滚动阻力无法在受力图上画出，它是一个数值，在受力图上它是切向反力。在实际计算时，可不必考虑阻力偶，而用滚动阻力替代滚动阻力系数的试验确定法

牵引法、滑行法和转鼓法1.速度ua对

f的影响对

f的影响因素

2.

轮胎的结构、材料、帘线对f的影响也很大。子午线轮胎

f

小，天然橡胶

f

低。f的经验公式图1－12驱动轮受力图真正驱动车轮前进的力是地面切向反力Fx2。其在数值上等于汽车驱动力Ft与滚动阻力Ff之差。驱动力与地面纵向（切向）力定义：汽车直线行驶时受到的空气阻力在汽车行驶方向上的分力。分类：压力阻力和摩擦阻力☆压力阻力主要受形状、扰动和诱导阻力组成。☆形状阻力主要与汽车的形状有关，约占58％。空气阻力☆

干扰阻力：汽车突出部件，如后视镜、门把手、导水槽、驱动轴、悬架导向杆等，约占14％。☆

内循环阻力：发动机冷却系、车身通风等气流流过汽车内部，占12％。☆

诱导阻力：空气升力在水平方向的分力，占7％。☆

摩擦阻力：9％。空气阻力Fw正比于气流相对运动的动压力：影响Fw的因素：CD和

A由于乘坐空间的制约A变化不大但CD变化较大，1950~70年

CD=0.4~0.61990年CD=0.25~0.40

概念车CD=0.2CD大小对轿车（高速）汽车的性能影响极大帕萨特

(Passat)CD=0.28★前部低，★过渡平滑，★后部加扰流板，★掠背式，★底部导流，平整化，向后应逐步升高，★整车俯视形状为腰鼓式，★改进通风进口、出口位置，★商用车顶部安装导流罩系统。降低的要点CD汽车降低空气阻力的基本思路坡道阻力

汽车行驶方程式从动轮受力分析从动轮受力分析（续）驱动轮受力分析驱动轮受力分析（续）车体受力分析车体受力分析（续）转动质量换算系数转动质量换算系数(续)小结★汽车行驶方程仅表示各个物理量之间的数量关系★汽车行驶方程有些项并不是外力★

Ft不是作用于车轮的地面（切向）反作用力，仅为了计算方便才将其定义为驱动力★

滚动阻力也不是作用于汽车上的阻力，而是以滚动阻力偶矩的形式作用于车轮上★作用在汽车上的惯性力是mdu/dt而不是mδdu/dt★

飞轮的惯性力矩作用在汽车的横截面上，而不作用于车轮上★

Fj只是代表惯性力和惯性力矩的总效应Adhensiveforce后驱动汽车2.汽车附着力路面 混凝土（干） 混凝土（湿）附着系数0.7~0.8 0.5~0.6路面碎石土路（干）土路（湿）附着系数0.6~0.70.5~0.6 0.2~0.4前轮驱动和后轮驱动时地面反力前轮驱动和后轮驱动时地面法向反力对后轮取矩，得到对前轮取矩，得到驱动力与行驶阻力平衡图定义

为了清晰地描述汽车行驶时受力情况及其平衡关系，通常将平衡方程式用图解方式进行描述，即将驱动力Ft和常见行驶阻力Fw和Ff

绘在同一张图上。图1－25汽车驱动力－行驶阻力平衡图驱动力Ft1.最大速度和部分负荷时的力平衡以及uamax

和部分负荷时的等速2.加速能力3.最大爬坡度2.加速能力

它用aj,但aj不方便评价。通常用加速时间或加速距离来评价。图1-25汽车加速度－速度图加速度aj图1－27加速度倒数曲线由驱动力、滚动阻力和空气阻力，就可按行驶方程式计算加速度及其倒数，从而求得加速时间或者加速距离。☆手工计算时,一般忽略原地起步过程的离合器打滑过程.即假设在最初时刻，汽车已具备起步换档所需的最低车速。☆换档时刻的确定：若I-II加速度曲线相交，则规定在交点处换档；若I-II的加速度曲线不相交，则规定在发动机最高转速处换档；换档时间一般忽略不计（正态分布t=0.2~0.4s)。☆计算加速时间的用途：确定汽车加速能力；传动系最佳匹配；合理选择发动机的排量。注意

其前提条件是路面良好，克服Fw+Ff

后的全部力都用于克服坡道阻力，即3.利用驱动力-行驶阻力平衡图确定汽车的爬坡能力动力特性图评价汽车动力性动力因数☆档位不同时车速的范围不同，但是功率的大小不变，只是各档的功率曲线对应的车速位置不同。低档时车速低，速度变化区域窄；高档时车速高，所占速度变化区域大。☆滚动阻力功率在低速时近似为直线，而在高速时是二次曲线（低速、货车！）☆空气阻力功率曲线为三次函数☆在低速时以滚动阻力功率为主，而在高速时以空气阻力功率为主。★汽车后备功率越大，汽车的动力性越好。★利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。★功率平衡也可描述汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽车燃油经济性。后备功率离合器打滑过程分析在汽车起步离合器接合过程中，离合器从动盘上的扭矩是随离合器同步时间和接合时转速的变化而变化的。离合器的实际接合过程如右图所示。对离合器的接合过程我们最感兴趣的是离合器从动轴扭矩的增长过程，它是时间t的函数。返回发动机转速离合器从动轴扭矩离合器从动轴转速换档规律★汽车在实际行驶时，货车高档位使用率90%以上。为了合理利用有限的档位，使汽车具有良好动力性和燃料经济性，将传动比间隔由低档到高档逐渐减小的偏等比级数分配各档传动比，使变速器在不同档位工作时发动机的转速范围不同。低档时转速范围宽，而高档时窄，使高档两档之间的重合区域增大。当汽车高速行驶变速器在高档之间换档时，发动机功率下降较小，在发动机工作区内平均功率较大。★就燃料经济性，高档之间的传动比间隔减小，增加了发动机在经济区工作的可能性，可降低燃料消耗量。

换档时刻选择

为了保证汽车的动力性，应使汽车在较低的档位行驶。

换档点的选择问题，应该在两档车速驱动力曲线相交时刻换档。

在保证动力性的换档程序中，以驱动轮上驱动力的大小来判断相邻两个档位之间是否有交叉点。

动力性换档规律换档时刻选择汽车在一定的道路条件下按一定的工况行驶时，某时刻所需驱动功率一定，传动效率变化很小。汽车行驶的燃油消耗量与发动机的比油耗成正比。在经济性换档程序中，以发动机的比油耗作为换档判别依据，保证汽车总是以使发动机比油耗最小的档位行驶。在汽车运行工况中，速度是时间的连续函数，因此在经济性换档程序中，考虑了当前档i以及i+1和i-1档的经济性，从这三个档位中选取比油耗最小的档位作为该时刻变速器的工作档位。

经济性换档规律1.如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度？2.在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？

在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？前者使用是发动机的外特性。即后者利用阻力功率反推求得发动机输出功率2汽车燃料经济性2.1

汽车燃料经济性评价指标2.2汽车燃料经济性计算2.3影响汽车燃料经济性因素汽车使用经济性汽车使用经济性是一种使用性能,是指汽车为完成单位运输量所支付最少费用的能力。它是评价汽车运输企业经营经济效果的综合性指标。我国营运汽车的平均运输成本中，汽车运行材料费(燃料费、润滑油、轮胎费等)所占比率最大（40％以上）。其消耗和节约的研究，对提高汽车使用经济性具有重要作用。

在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。例如，西欧工业发达国家交通运输消耗石油产品的34～45％；美国交通运输部门消耗国内石油产品的52％；我国的交通运输和邮电通讯业消耗的石油产品约占其总量的16％，每年消耗的汽油占其总消耗量的36％，柴油约占27％。2000年我国汽车运输用油料缺口约2000万吨，汽车用汽油和柴油缺口分别达25％和60％。2.1汽车燃料经济性评价指标

汽车运输油耗占运输成本的20％以上。采用燃油附加费改代原有养路费征稽，是和国际惯例接轨的重大举措，有利于我国运输车辆总体提高效益。但是与按车型征收规定养路费相比，征收燃油附加费的办法使得专业运输车辆的燃料成本大幅度增加。据某地区统计，改收燃油附加费同原有的养路费相比成本增加37.5％～44.5％，甚至高达60％以上。

实行养路费、过路费、过桥费和运管费四费用燃油附加费替代后，某省汽运公司燃料附加费率达60％，增加支出1320万元。出租公司原缴纳养路费220元/车，改为燃料附加费后费用增至1170元/车，仅此项就增加费用4.3倍。

燃油附加费代替养路费后，必将推动汽车更新和换代的速度。所以，节约燃料就意味着汽车运输成本的降低，经济效益的提高。显然，研究汽车燃料经济性对汽车节能的意义重大，例如，同1970年相比，1993年美国汽车平均油耗下降了33％。为此，世界各国都把降低汽车能耗(3L/100km)作为一项基本国策，并成为汽车制造业和交通运输行业的重要课题。

汽车燃料经济性：指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力，它是汽车使用的主要性能之一。

汽车发动机的燃料经济性：通常由有效燃料消耗率be(ge)或有效效率ηe来评价。因其不能反映发动机在具体汽车上的功率利用情况及行驶条件的影响，所以，它不能直接用于评价整车的燃料经济性。2.1.1汽车燃料经济性的评价指标

评价指标

①常选取单位行程的燃料消耗量，即L/100km，或单位运输工作的燃料消耗量，即L/100tkm、L/kpkm。前者用于比较相同容量的汽车燃料经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃料经济性的影响；后者常用于比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性。其数值越大，汽车燃料经济性越差。

②汽车燃料经济性也可用单位量燃料消耗汽车所经过的行程，即km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每加仑燃料能行驶的英里数，即MPG或mile/USgal。其数值越大，汽车燃料经济性越好。

由于汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃料的消耗影响很大，也可采用燃料消耗量Q(单位为L/100km)与有效载荷G

(单位为t)之间的关系曲线，评价在不同道路条件下的汽车燃料经济性，称之为平均燃料运行消耗特性。

测定汽车燃料经济性的试验方法有多种。根据对各种使用因素的控制程度，试验方法可分为以下几类：

不加控制的道路试验；

控制的道路试验；

道路循环试验(包括等速油耗、加速油耗、制动油耗、怠速油耗等)；

在室内实验，如汽车底盘测功机(即转鼓试验台)上的循环试验。2.1.2汽车燃料经济性试验方法对各个影响因素都不加以控制的试验方法，称为“不控制的道路试验”。试验条件中，对被试车辆的维护、调整规范及所用燃料、润滑材料的规格有明确的规定。由于各种使用因素的随机变化，要获得分散度小的数据是困难的。为此，必须用车队进行长距离(10000～16000km)的试验，才能获得可信度较高的数据。这种试验反映了车辆类型、道路条件、交通量、装载质量以及气候等因素对汽车燃料消耗的影响，可用于全面地评价汽车的使用燃料经济性，是一种非常接近实际情况的试验。但试验持续时间很长，试验费用巨大，所以很少采用。

我国过去汽车运输企业采用“使用油耗试验”就是一种“不控制的道路试验”：即在某地区的某汽车运输部门中，把试验车辆投入实际使用，在运行中认真记录汽车行驶里程与油耗量，最后确定平均油耗量。这种试验结果能较好地反映车队的实际情况，但难以真正做到准确地测量，同时也浪费时间。因此，它仅适合车型单一的运输企业使用。在道路试验中测量油耗时，若维持一个或几个因素不变，则称作控制的道路试验。例如，我国海南试验站进行的汽车质量检查试验规定，应在一般路面、恶劣路面和山区公路上测量百公里油耗。试验规范对试验路线有较明确的规定。这种实验除了大致规定了平均速度外，对试验中的交通情况、驾驶习惯以及气温、风等并无规定。这就是一种控制的道路试验。国内外的这种汽车试验是专用试验场道路上进行类似的油耗试验。

汽车完全按规定的车速-时间规范进行的道路试验方法被称为道路循环试验。实验规范中规定换档时刻、制动时间，以及行车速度、加速度、制动减速度等数值。等速行驶油耗试验和怠速油耗试验是这类试验中两种最简单的循环试验方法。

等速行驶百公里油耗试验是一种在广泛采用的最简单的道路循环试验。它不能全面反映汽车运行燃料经济性，只能作为一种比较性的相对指标。等速燃料经济性试验缺乏有关动力性要求的检验指标，容易造成试验汽车动力性要求与燃料经济性匹配不合理的现象；它也不能反映汽车实际行驶中频繁出现的加速、减速等工况。等速百公里燃料经济性试验规范规定：试验在纵坡不大于0.3％的良好路面上，测量路段长度500m(或1000m)。气温0～35°Ｃ，气压740～770mmHg，相对湿度50～95％，风速小于3m/s。汽车技术状况良好。试验前，汽车必须充分预热，使发动机出水温度80～90℃，变速器及驱动桥润滑油温度不低于50℃。试验时，汽车用最高档等速行驶，从车速20km/h开始，以速度间隔10km/h的整倍数，直至该档最高车速的80％，至少测定5点。测定通过500m(或1000m)测量段的耗油量和时间。每种车速往返试验各两次，两次试验之间的时间间隔应尽可能地缩短，以保持稳定的热状况。往返共4次试验结果的油耗量差值不应超过±5％，取4次试验结果的平均值为等速行驶的耗油量。发动机万有特性（等高线）2.加速行驶工况燃油消耗量的计算3.等减速行驶工况燃油消耗的计算4.怠速停车时的燃油消耗量5.整个循环工况的百公里燃油消耗量2.3燃油经济性的影响因素汽车速度：中等速度为佳档位：高档位为佳挂车：负荷增加和质量利用系数增加维护与调整：汽车的技术状况,如前束、滑行距离、制动系发咬、轮胎气压、点火提前角、混合气浓度。使用方面等速百公里油耗汽车结构

轻量化：小型化和使用轻型材料，如铝材和塑料，即质量利用系数增加。

发动机改进：提高热效率和机械效率扩大发动机使用范围发动机增压发动机电控

传动系：增加档位数、使用无级变速器

汽车外形和轮胎：降低CD和子午线轮胎

最小燃油消耗特性：发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。

把各功率下最经济工况的转速和负荷率标明在外特性曲线图上，便得到最小燃油消耗特性。1.如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度？2.在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？本章习题1.如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度？2.在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？

前者使用的是发动机的外特性。即

后者利用阻力功率反推求得发动机输出功率汽车速度：中等速度为佳档位：高档位为佳挂车：负荷增加和质量利用系数增加维护与调整：汽车的技术状况,如前束、滑行距离、制动系发咬、轮胎气压、点火提前角、混合气浓度。使用方面等速百公里油耗汽车结构

轻量化：小型化和使用轻型材料，如铝材和塑料，即质量利用系数增加。

发动机改进：提高热效率和机械效率扩大发动机使用范围发动机增压发动机电控

传动系：增加档位数、使用无级变速器

汽车外形和轮胎：降低CD和子午线轮胎

最小燃油消耗特性：发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。

把各功率下最经济工况的转速和负荷率标明在外特性曲线图上，便得到最小燃油消耗特性。1.如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度？2.在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？本章习题1.如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度？2.在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？

前者使用的是发动机的外特性。即

后者利用阻力功率反推求得发动机输出功率137/53汽车动力传动系参数匹配3.1发动机功率3.2最小传动比3.3最大传动比3.4变速器档数及其传动比3.5动力传动系匹配138/5汽车动力系统汽车动力传动系统主要包括发动机、传动系的变速器和主减速器。汽车动力传动系统参数主要包括发动机功率、变速器档位数与速比、主减速器的型式与速比。对动力传动系进行优化（折衷），以满足汽车对动力性和燃料经济性以及汽车驾驶性的要求。139/51根据最大车速uamax选择Pe2汽车比功率（单位汽车质量具有的功率）3.1发动机功率的确定140/5结论：

141/5142/5在选择最小传动比时，要考虑最高档（直接档）有足够的动力性，即动力因数。143/4货车的最大爬坡度约为30％，

约为16.7°。144/4145/9

轻型和中型货车比功率小，一般采用五档变速器。重型货车档位数多于六档，采用副变速器。

汽车各档传动比大体采用等比级数分配。146/9147/9148/9由此可倒出n档变速器的各档传动比：149/9q=const的优点如下：150/9151/9若每次均将转速提高到n2换档，只要发动机降低到n1，离合器就能无冲击地接合。由于符合人的操作习惯，这样布档能方便驾驶员加速时换档操作。按等比级数分配传动比也在于可充分地利用发动机的功率，提高发动机的动力性。汽车需要大功率时，若档位传动比分配得当，就可使发动机经常在接近外特性最大功率范围内运转。从而相对增加汽车后备功率，提高汽车加速和爬坡能力。小结152/72.变速器与主减速器传动比的确定153/7154/7155/73发动机排量、变速器与主减速器传动比156/7157/64.3汽车制动效能及其恒定性4.1

汽车制动性的评价指标4.2车轮制动时的受力学分析汽车的制动性4.4制动时汽车行驶方向稳定性4.5前后制动器制动力分配比例AutomotiveBrakingPerformance158/6定义：汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。另外,也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。汽车制动性是汽车的重要使用性能之一。它属于汽车主动安全的范畴。行车制动俗称脚制动或脚刹车。驻车制动俗称手刹车或手制动。159/6三个评价指标

制动效能（含制动距离和制动减速度）；

制动效能的恒定性（抗衰退性能）；

制动时汽车方向稳定性（包括抗跑偏、抗侧滑和保持转向能力的性能）。制动效能的定义

在良好的路面上，汽车以规定的初始车速以规定的踏板力制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能的最基本指标。4.1汽车制动性的评价指标EvaluationCriteriaofBrakingPerformance160/6

制动效能的恒定性

抗热衰退性能：汽车在高速行驶或下长坡道时制动性能的保持程度。

抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的保持能力

汽车制动时的方向稳定性的评价：常用制动时汽车按给定路径行驶的能力。

制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力时，则汽车将偏离给定的行驶路径。这时，汽车的制动方向稳定性能不佳。161/12图4－1制动时车轮受力条件162/123地面制动力、制动器制动力与附着力的关系地面制动力首先取决与制动器制动力，但同时受到地面附着条件的限制，它们同时大才好。163/12仔细观察汽车的制动过程可发现，轮胎留在地面上的印痕从车轮滚动到滑动是一个渐变的过程。第一阶段：单纯滚动，印痕的形状基本与轮胎胎面花纹相一致。第二阶段：边滚边滑－可辨别轮胎花纹的印痕，但花纹逐渐模糊，轮胎胎面相对地面发生一定的相对滑动，随着滑动成分的增加，花纹越来越模糊。第三阶段：拖滑－车轮抱死拖滑，粗黑印痕，看不出花纹。4硬路面上的附着系数164/12不同滑动率轮胎印迹变化规律165/12随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它通常用滑动率S表示。

图4－3166/12图4－3167/12滑动率s:车轮运动中从滚动至滑动过程滑动成分所占的比例现象分析168/12各种路面平均附着系数169/12

道路的类型、路况

汽车运动速度

轮胎结构、花纹、材料附着系数的影响因素AdhisiveCoefficient170/12

轮胎的磨损会影响其附着能力。

路面的宏观结构应有一定的不平度而有自排水能力；路面的微观结构应是粗糙且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面与胎面直接接触。

增大轮胎与地面的接触面积可提高附着能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附着系数大。

滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响制动、转向能力。

潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类。171/10不同制动工况时的地面制动力172/102制动距离分析173/10174/10175/10176/10177/10178/10制动系作用时间对制动距离影响制动系作用时间是影响制动距离的重要因素！179/16180/16定义：制动时前、后车轮同时抱死时的前后制动器制动力分配关系曲线。前后车轮同时抱死的条件：2理想的前、后制动器制动力分配曲线替换181/16182/16183/16184/16

制动力分配系数

线与理想的制动器制动力分配曲线I的交点处的附着系数为同步附着系数

0。

同步附着系数说明，前后制动器制动力为固定比值的汽车，只能在一种路面上，即在同步附着系数的路面上才能保证前、后轮同时抱死。

同步附着系数也可用解析方法求出。185/16用解析方法求同步附着系数186/164前后制动力比值，在不同路面上的制动过程187/16188/16空载时总是后轮先抱死。满载或超载一般是前轮先抱死。r线组f线组β189/16r线组f线组β190/16利用附着系数与附着效率191/16192/165汽车操纵稳定性5.1

概述5.2轮胎侧偏特性5.3线性二自由度汽车模型对前轮角输入响应5.4汽车操纵稳定性与悬架、转向系的关系定义：在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。意义操纵方便性高速安全性行驶方向直线转弯干扰路不平侧风货物或乘客偏载1内容输入：角输入、力输入响应：时域响应、频域响应。横摆角速度频率响应特性回正性转向半径转向轻便性直线行驶性（侧向风稳定性、路面不平稳定性、弯道行驶性）典型行驶工况极限行驶性能5.1概述2车辆坐标系及时域响应

汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响应。

转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行驶，急剧转动转向盘，然后维持转角不变，即对汽车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过程后进入等速圆周行驶工况。

转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应的瞬间运动响应。

稳态转向特性：不足转向、中性转向、过度转向。转向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同车速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增大，中性转向的汽车转向半径不变，而过度转向的汽车转向半径逐渐减小。汽车时域响应是把汽车作为开环控制系统的控制特性。驾驶员－汽车系统是一个闭环控制系统：在汽车行驶过程中，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车做转向运动。路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的行驶。驾驶员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体感知的汽车运动状况（输出参数），经过头脑的分析、判断（反馈），修正其对转向盘的操纵。如此不断地反复循环，操纵汽车行驶前进。主观评价法:凭借主观感觉的评价转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：

3.评价方法

客观评价法：用测试仪器测物理参数：概念最大侧偏力的影响因素附着条件

及垂直载荷FZ轮胎胎面花纹、材料、结构、充气压力路面材料、结构、潮湿程度车轮外倾角3.轮胎结构、工作条件与侧偏特性尺寸↑的轮胎，k↑

；子午线轮胎接地面宽，k大；钢丝比尼龙轮胎k大；扁平率：轮胎断面高度与断面宽度之比H

/B

↓，

k↑

；在一定范围内，载荷↑（FZ

↑），k↑

。但载荷↑太大时，k↓；轮胎充气压力

↑，k↑

；行驶车速对k影响较小；潮湿特别在积水时，k↓很大。附着椭圆一定侧偏角下，驱动力或制动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，这是由于轮胎侧线弹性有所改变的关系。当纵向力相当大时，侧偏力显著下降，接近附着极限时，切向力已耗去大部分附着力，而侧向力能利用的附着力很小。4回正力矩5轮胎外倾角对侧偏力的作用电子稳定控制Y向力平衡对质心取矩2前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态响应－－等速圆周运动2.1稳态响应的评价指标：稳态横摆角速度增益或转向灵敏度2稳态响应的三种类型过度转向Over-Steering不足转向Under-Steering中性转向Neutral-Steering当汽车以很低的速度和/或很大转向半径行驶时，侧偏角很小，即则有特征车速临界车速

过度转向汽车车速达到临界车速时将失去稳定性。因为只要一个很小的转角，横摆角速度增益r/就趋于无穷大。

因为假设纵向速度为优先值，根据纵向速度与角速度的关系可知，汽车的转向半径极小，这样汽车必定发生激转而发生侧滑或侧翻。过度转向特性的问题

3.几个表征稳态响应的参数Ackmann角转向半径比值静态裕度静态储备系数1.

车身侧倾轴线：车厢相对地面转动时瞬时轴线。

侧倾中心：侧倾轴线通过车厢在前后轴处横断面的瞬时转动中心。

侧倾中心的位置由悬架的导向机构所决定。

可用解析和图解两种方法获得侧倾中心。

图解方法是利用可逆原理，即假设车厢不动而地面相对车厢发生转动，求出地面相对车厢的瞬时转动中心，它也是车厢的侧倾中心。汽车的外倾无侧向力有侧向力商用车轿车悬架的侧倾角刚度t-tires-spring车身质量非悬挂质量

车厢的侧倾角：车厢在侧向力的作用下绕侧倾轴线的转角。车厢侧倾角是操纵稳定性和汽车平顺性的重要参数。

侧倾角

r

影响汽车

r

动态和稳态响应，是操纵稳定性的重要评价指标。

r

过大，会使驾驶员感觉不稳定、不安全、不舒服。

r

过小，在不平路面车厢冲击大。

汽车稳态圆周运动时，车厢的侧倾角为2.车厢的侧倾角悬挂质量离心力引起的侧倾力矩侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩汽车作稳态圆周运动时其侧倾力矩侧倾时前后左右车轮垂直载荷的变化悬架作用于车身的恢复力矩注意：力是标量还是矢量左右车轮载荷重新分配后的轮胎侧倾刚度

在侧倾力矩的作用下，汽车左右车轮的垂直载荷发生变化，这将导致轮胎的侧偏特性变化而使汽车稳态转向特性发生变化。

左右车轮垂直载荷差别越大，侧偏刚度越小。

若前轴左右车轮的垂直载荷变化大，则趋于不足转向。后轴左右车轮的垂直载荷变化大，则为趋于过多转向。

车轮左右载荷的变动取决于：侧倾角刚度、悬挂质量、非悬挂质量、质心位置、前后悬挂侧倾中心位置等。注意！！！

车厢侧倾时，车轮外倾角的三种变化形式：保持不变；沿着地面侧向力方向倾斜；沿着地面侧向力作用方向相反的方向倾斜。3.车厢侧倾时车轮外倾角的变化车厢侧倾时车轮外倾角的变化侧倾转向是在侧向力作用下，车厢发生侧倾，而引起车轮偏转，即车轮围绕垂直轴线或转向节主销转动。后轴转向是因悬架杆系的运动学关系所产生的车轮转向角。侧倾干涉转向是转向轴因转向杆系和悬架杆系运动学关系干涉所产生的车轮转向角变动。轴转向是发生侧倾转向时，车轴发生的绕垂直轴线的转动。运动学侧偏是车轴和车轮围绕垂直轴线的转动与轮胎侧偏之效果一样。4侧倾转向后轴的轴转向对稳态转向特性的影响在侧倾作用下板簧悬架的轴转向侧倾力作用结果无侧倾力作用变形转向：悬架导向杆系元件在各种力和力矩作用下的弹性变形可能引起车轮围绕主销或垂直地面的轴线的转动。5悬架导向元件变形转向6.回正力矩变形转向角侧倾时，转向系统与悬架的运动干涉将引起转向轮侧倾干涉转向。7转向系和横摆角速度稳态响应的关系非独立悬架双横臂单纵臂烛式单横臂，ay较小单横臂，ay较大返回概述车身和车轮双质量系统的振动人体对振动的响应以及平顺性汽车振动系统的简化及单质量系统的振动路面统计特性第六章汽车平顺性6.16.26.36.46.56.1概述振动：路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。保持振动环境的舒适性，以保持驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良好的心理状态和准确灵敏的反应。汽车的平顺性影响“人－汽车”系统的操纵稳定性以及行驶安全性。平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。评价方法：