《道路勘测设计》ch2 汽车行驶特性.ppt

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1、道路勘测设计主讲：廖明军第2章汽车行驶理论本章目的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。研究内容第2章汽车行驶理论2.1概述安全：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

2、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相协调。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。2.1.1汽车行驶对道路的基本要求第2章汽车行驶理论汽车的动力来源：汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。热能->机械能---传动系变速和传动--扭矩驱动轮---路面-水平推力驱使汽车行驶。2.1.2汽车行驶工作原理第2章汽车行驶理论发动机输出的功率N与产生的扭矩M的关系：1．汽车发动机外特性曲线N-n曲线M-n曲线耗油量ge-n

3、曲线第2章汽车行驶理论2.1.2汽车行驶工作原理东风EQ-140发动机外特性曲线汽车传动系统2．牵引力与曲轴扭矩的关系第2章汽车行驶理论2.1.2汽车行驶工作原理（1）发动机扭矩的传递传到传动轴上的扭矩为：Mn=Meikηk经主传动器的半轴而传到汽车驱动轮上的扭矩值为Mk=Mni0η0=Mei0η0ikηk令ηm=η0ηk，ηm称为传动系的机械效率Mk=Mei0ikηm（2）牵引力Ft与曲轴扭矩Me的关系：rk——车轮工作半径，即计入轮胎弹性变形后的车轮半径（m）。它与内胎气压，外胎构造、路面的刚性与平衡性

4、以及车轮上的荷载有关。其值一般为0.93r0～0.96r0，r0为未变形前轮胎的自由半径。第2章汽车行驶理论驱动轮上的转速为：车速V与发电机转速关系：驱动力Ft与行车速度之间的关系式：驱动力Ft与功率Ne之间的关系式：V车速与发电机转速关系：式：第2章汽车行驶理论2.2.1汽车牵引力2.2汽车行驶力学分析1.滚动阻力汽车的轮胎具有弹性，所以当车轮滚动时，轮胎会连续反复地发生变形。Z表示即车轮法向反作用力，与车轮负荷Gk大小相等，方向相反。但法向反作用力Z的作用点较车轮法线前移了一个距离a，因而产生一个滚动阻

5、力距Mf，其值为Mf=Gk·a汽车行驶阻力包括：滚动阻力Ff坡度阻力Fi空气阻力Fw惯性阻力Fj2.2.2汽车行驶阻力第2章汽车行驶理论1.滚动阻力欲使车轮在路上作等速滚动，必须在车轮中心加一推力T1，它与地面切向反作用力构成一力偶矩来克服滚动阻力矩。由平衡条件得：Mf=T1·rkT1=Mf/rk=Gk·a/rk令f=a/rk，则T1=Ga·f或f=T1/Gaf称为滚动阻力系数。由上述可知，滚动阻力系数是车轮在一定条件下滚动时，所需推与车轮负荷之比，即单位车重所需的推力。对整个车辆，为克服滚动阻力矩所必须的

6、推力为T=∑T1=∑Gk·f=Ga·f滚动阻力Ff为：Ff=Ga·f当汽车在坡度角α的公路上行驶时，其车轮负荷变为Ga·cosα，则其滚动阻力为Ff=Ga·cosα·f第2章汽车行驶理论汽车在坡道倾角为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。坡度阻力可用下式计算Ri=±Gasinα因坡道倾角一般较小，认为sinα≈tgα＝i，则Fi=±Gatanα=±Gai（N）式中：Ri——坡度阻力（N）；Ga——车辆总重

7、力（N）；i——道路纵坡度，上坡为正；下坡为负。2.坡度阻力li=5%请计算sinα和tgααhi=h/l第2章汽车行驶理论汽车在行驶中，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。空气阻力分为压力阻力和摩擦阻力，而压力阻力又分为压差阻力、干扰阻力、冷却系阻力和诱导阻力。为了简化计算，采用集中作用的空气阻力FW来代替分布在整个汽车各部位上的阻力。空气阻力FW可用下式计算：3.空气阻力式中：C——流线型系数；ρ——空气密度，kg/m3，一般ρ=1.2258N

8、·s2/m4；A——汽车迎风面面积，m2；vH——汽车与空气相对速度，m/s；n——随车速变化的指数，当vH＜1m/s，n=1；1＜vH＜330m/s，n=2；vH＞330m/s，n=3。第2章汽车行驶理论在汽车行驶中，一般n取2，在地面空气密度变化甚小，可视为常数，将上式的C与ρ的乘积以系数K取代之，在计算中又近似地取相对速度vH等于车速v（m/s），则FW=KAv2=KAV2/13式中：K——空气阻力系数，k