道路勘测设计课件6

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1、第二章汽车行驶理论TheRunningTheoryofAutomobile第一节概述Overview道路是为汽车行驶服务的，要满足汽车在道路上行驶安全、迅速、经济、舒适、低公害的要求，就必须从驾驶者、汽车、道路、交通管理等方面来保证。在上述因素中，道路的线形设计与汽车行驶特性最为密切。因此，在道路线形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及其对道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础。道路线形设计要保证：1保证汽车行驶的稳定性，即保证安全行车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需要合理设置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着力等。2尽可能提高车速。3保证道路行

2、车畅通，即保证汽车不受阻或少受阻。这就需要有足够的视距和路面宽度、合理地设置平竖曲线，以及减少道路交叉等。4尽量满足行车舒适，即采用符合视觉舒适要求的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。第二节汽车的驱动力及行驶阻力TheDrivingForceandRunningResistance汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机，其传力过程如下：在发动机里热能转化为机械能→有效功率N→曲轴旋转（转速为n），产生扭矩M→经变速和传动，将M传给驱动轮，产生扭矩MK→驱动汽车行驶。一、汽车的驱动力TheDriv

3、ingForce1.发动机曲轴扭矩MTheenginecrankshafttorqueM发动机特性曲线：如将发动机的功率N、扭矩M与曲轴转速n之间的函数关系以曲线表示，则该曲线称为发动机特性曲线。发动机外特性曲线:如果发动机节流阀全开，即高压油泵在最大供油量位置，则此特性曲线称为发动机外特性曲线；发动机部分负荷特性曲线:如果节流阀部分开启，即部分供油，则称此特性曲线为发动机部分负荷特性曲线。对于不同类型的发动机，其输出的功率不同，故产生的扭矩也不同。它们之间的关系如下：式中：M―――发动机曲轴的扭矩（N.m）；N―――发动机的有效功率（KW）；n―――发动机曲轴的

4、转速(r/min)。东风EQ6100－I型发动机外特性曲线有时未给定发动机特性曲线，只给出最大功率NMAX及其对应的曲轴转速nN，则可通过下面的经验公式近似地计算发动机的功率曲线N=N(n)，即：如果同时给定最大功率NMAX及其对应的曲轴转速nN，以及最大扭矩MMAX及其对应的曲轴转速nM，则可用下式直接计算扭矩曲线M=M(n)，即：2.驱动轮扭矩MKTheTractionTorque汽车车轮分为驱动轮和从动轮。驱动轮上有发动机传来的扭矩MK，在MK的作用下驱使车轮滚动向前。而从动轮上无扭矩作用，它的滚动是驱动轮上的力经车架传至从动轮的轮轴上而产生运动。汽车发动机

5、曲轴传至驱动轮上的扭矩按下式计算：式中：MK―――驱动轮扭矩(N.m);M―――发动机曲轴扭矩(N.m);γ―――总变速比，γ＝i0ik；i0―――传动器变速比；iK―――变速箱变速比；ηT―――传动系统的机械效率，一般载重汽车取0.80~0.85,小客车取0.85~0.95。驱动轮上的转速nK=n/γ,相应的车速V:式中：V―――汽车行驶速度(km/h);n―――发动机曲轴转速(r/min);r―――车轮工作半径(m)，即变形半径，它与内胎气压、外胎构造、路面刚性与平整性、以及荷载有关，一般取r=(0.93~0.96)r0；r0―――未变形半径。3.汽车

6、的驱动力TheDrivingForce汽车驱动轮受力分析把驱动轮上的扭矩MK用一对力偶Ta和T代替，Ta作用在轮缘上与路面水平反力F相抗衡，T作用在轮轴上推动汽车前进，称为驱动力（或牵引力），与汽车行驶阻力R相抗衡。二、汽车的行驶阻力TheRideResistance汽车在行驶过程中需要不断克服各种阻力，这些阻力有的来自空气的阻力，有的来自道路摩擦力，有的来自汽车上坡行驶时产生的阻力，有的来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力，这些阻力可以分为滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和惯性阻力。1.滚动阻力RollingResistance车轮在路面上滚动所产生的阻力，称为滚动阻力

7、。一般情况下，滚动阻力与汽车的总重力成正比，若坡道倾角为α时，其值可按下式计算：由于坡道倾角一般较小，认为,则式中：Rf―――滚动阻力(N)；G―――车辆总重力(N)；f―――滚动阻力系数，见表2.1。路面类型水泥及沥青表面平整黑碎石路面干燥平整潮湿不平混凝土路面色碎石路面的土路整的土路f值0.01~0.020.02~0.0250.03~0.050.04~0.050.07~0.15各类路面滚动阻力系数f值表2.12.空气阻力AirResistance（1）迎面空气质点的压力（2）车后真空吸力（3）空气质点与车身表面的摩擦力由空气动力学的研究与试验结果

8、可知，空气