《道路纵断面》ppt课件

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1、§3—1概述—沿着道路中线竖向剖面的展开图即为道路纵断面图。纵断面设计：在路线纵断面图上研究路线线位高度及坡度变化情况的过程。任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。依据：汽车的动力特性、道路等级、当地的自然地理条件以及工程经济性等。第三章道路纵断面地面线：根据中线上各桩点的高程而点绘的一条不规则的折线；设计线：表达路基设计高程的规则的连续线，包括直线和曲线。路线纵断面图构成地面高程：中线上地面点高程。设计高程：一般公路，路基未设加宽超高前的路肩边缘的高程。设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。路基高

2、度：横断面上设计高程与地面高程之高差。路堤：设计高程大于地面高程。路堑：设计高程小于地面高程。纵断面设计内容：坡度及坡长竖曲线§3—2汽车动力性能道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。汽车运动基本规律及对公路的要求，指导公路设计；保证公路的使用品质、服务等级。汽车行驶理论是公路线形设计的理论基础。研究内容：研究汽车的驱动力和行驶阻力；分析汽车运动的基本规律；研究汽车主要动力性能分析影响汽车主要使用性能的因素。汽车行驶对道路的基本要求：安全：保证汽车的行驶稳定性，避免发生翻车、倒溜、侧滑等；迅速：行驶速

3、度——平均技术速度。经济：运输成本：低运输生产率：高评价汽车运输工作效率的指标有：汽车运输生产率——周转率运输成本——油料及轮胎消耗，保养周期舒适：视觉上：线形美观，赏心悦目，自然环境与景观设计生理上：平稳、不颠簸，离心力小心理上：轻松，有安全感，心情愉快。一、汽车的驱动力汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和传动，将曲轴的扭矩传给驱动轮，产生的扭矩Me驱动汽车的驱动轮旋转，车轮对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向前的推力，驱使汽车行驶。发动机输出的功率N

4、e与产生的扭矩Me的关系：1．发动机曲轴扭矩Me其中：ne为发动机曲轴转数，r/min汽车的最大有效功率Ne与曲轴转数ne的之间的关系曲线是发动机的基本特征，称为汽车的外特征曲线N-n曲线、M-n曲线发动机转速特性曲线发动机曲轴上的扭矩Me需要经过变速箱（速比ik）和主传动器（速比i0）两次变速后传递到驱动轮上；两次变速的总变速比为：γ=i0·ik；传动系统的总机械效率为ηm<1.0；传到驱动轮上的扭矩Mk为：Mk=Meγηm2．驱动轮扭矩Mk转速与车速驱动轮上的转速nk为：车速V与发动机转速关系：3．

5、汽车的驱动力汽车发动机产生的转矩，经传动系传至驱动轮上。此时作用于驱动轮上的转矩Mk可以用一对力偶Pk代替，而地面对车轮的反作用力Pt即为驱动汽车的外力，称为汽车的驱动力。MkPkPkPtrkrk-----车轮工作半径如果不考虑阻力，汽车驱动力为：1．空气阻力汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气阻力。式中：k——空气阻力系数，它与汽车的流线型和空气密度ρ有关，一般ρ=1.2258（N·s2／m4）；查表3-2F——汽车迎风面积（或称正投

6、影面积）（m2）；v、V——汽车与空气的相对速度（m/s、km/h），可近似地取汽车的行驶速度。二、汽车的行驶阻力道路阻力是由弹性轮胎变形、道路的不同路面、及纵坡度而产生的阻力，主要包括滚动阻力和坡度阻力。（1）滚动阻力弹性轮胎反复变形时，其材料内部发生摩擦要消耗一部分功率。在柔性路面上汽车行驶时汽车的不仅轮胎变形，而且路面也会变形，其接触面之间产生摩擦要消耗部分功率（路面支反力前移，与车轮重力形成反向力矩）。另外，由于路面的不平整而造成轮胎震动和撞击引起部分功率的消耗。2．道路阻力滚动阻力与汽车的总重

7、力成正比，若坡道倾角为α时，其值可用下式计算。Rf＝fGcosα由于坡道倾角α一般较小，认为cosα≈1，则Rf=fG（N）式中：Rf——滚动阻力（N）；G——车辆总重力（N）；f——滚动阻力系数，它与路面类型、轮胎结构、轮胎气压和行驶速度等有关，一般应由试验确定，在一定类型的轮胎和一定车速范围内，可视为只和路面状况有关的常数，见表3-3。汽车在坡道倾角为α的道路上行驶时，车重G在平行于路面方向的分力为Gsinα，上坡时它与汽车前进方向相反，阻碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。坡度阻力可

8、用下式计算Ri=Gsinα因坡道倾角一般较小，认为sinα≈tanα＝i，则Ri=Gi（N）式中：Ri——坡度阻力（N）；G——车辆总重力（N）；i——道路纵坡度，上坡为正；下坡为负。（2）坡度阻力RR=G（f+i）式中：f+i——统称道路阻力系数。滚动阻力和坡度阻力均与道路状况有关，且都与汽车的总重力成正比，将它们统称为道路阻力，以RR表示道路阻力系数汽车变速行驶时，需要克服其质量变通运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力，用Rj表示。