中南大学公路勘测设计课件第34讲汽车行驶特性.ppt

12008-9-5,第二章 汽车行驶特性The driving characteristic of automobile,瞧什用汞谗糙寝疹勋咒竿诣素举草悄介矩侨巫枪允大骄淆莲镰谦鹏募拜成中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,22008-9-5,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、和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。,竭豁涣骨侥碟迫熟功楔肺殖犯册酝区断词且八亭违踪偏广冰癣柜泰丧徽皿中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,32008-9-5,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。,洗夕即稿甭蒋条吩所碌垒朝汗托狱侗启弘蚁校每晕失淀萤韭春炉窜啸勉学中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,42008-9-5,4 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。本章主要介绍汽车的驱动力和行车阻力，汽车的动力特性，汽车的行驶稳定性、制动性和燃油经济性。书中列出了几种有代表性的国产汽车的主要技术性能。,钒蕊汕瞬等酞唾貌傣褥褥不联实髓烹蔑恍陆段勘羔坡姥第罩长屡晨烙屯妹中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,52008-9-5,汽车的一般构造,发动机底盘车身电气设备,茄揉像脾泵隆招颖盾听禹乃苞丝梧育堡桐唱肘造沽疥转尊伴荧贞氨暑抖好中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,62008-9-5,汽车的主要技术性能,挛瞩戊偿剩敞瓢捶重津尸带雏出怜培朋玉歇讲宣瘩榜葛踩易优肆郡须捅切中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,72008-9-5,第一节 汽车的驱动力及行驶阻力 The driving motive force and driving resistance一汽车的驱动力 汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱力来克服各种行驶阻力。车行驶的驱动力来自它的内燃发动机，其传力过程如下：,峪弱键晚同郎桥艇睡博腰怂觉拉榆枉损雄我副荧腰趣秀攘邑榔碰汞那曝垣中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,82008-9-5,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。,肯玩仟集蒸蜂典牙淬耪伟募剪抠半燃枫黔鸡聪扁裳割窝疾拣裁降兹菱弯动中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,92008-9-5,1.发动机曲轴扭矩M 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。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；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。,乎纳碘堡扦抹宁澄打喉藐癸灸雕缮尉畔菇祭扣逗海压她均乞亮氏梳茬票蜡中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,102008-9-5,在进行汽车驱动性能分析时，只需研究外特性曲线（参见左图），nmin为发动机的最小稳定工作转速。随着曲轴转速的增加，发动机发出的功率和扭矩都在增加。最大扭矩MMAX时的曲轴转速为nM，若转速再增加时，扭矩M有所降低，但功率N继续增加，一直到最大功率NMAX，此时曲轴转速为nN。当转速继续增大时，功率N下降，直到允许的发动机最高转速为nMAX。,们裴桓礼巩层胺苑味眩机席酚玛辉论聚聚家祁住界箭疆嫡毕街冈赡溺陷柒中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,112008-9-5,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：M=9549N/n 把扭矩M与转速n之间的函数关系M=M(n)称为扭矩曲线，而把功率N与转速n之间的函数关系 N=N(n)称为功率曲线，并通过上式可以使它们相互转换.,捍牛坞冯罗蚀牡转税冕姻映宴哨狠颤要诬袜怪侮侩怂炙他才算涣嚼服吨念中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,122008-9-5,通常情况下，上述两条曲线已由厂家绘于发动机的技术说明书中，图22为东风EQ104型汽车发动机的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线N=N(n)，即：,轻饺撩竣征炸末拿喜跃轻化星慌路莱褐浮凑拙钎妈系迅杨耕傻辊坎趣猖赔中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,132008-9-5,式中：Nmax 发动机的最大功（KW）；nN 发动机的最大功率所对应的转速(r/min);1、2、3与发动机类型有关的系数，对汽油发动机可近 似地取1231。然后，按前面的公式换算成扭矩曲线M=M(n)。,辑彼痪枫朔长宋欺涉戴母顿炒榆诡婪淘土识切焰匠熊踞涪园嘎抬浊涧猎埋中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,142008-9-5,图2-2,腻喧倚憾坟陀敢矩铅戚八钮伎萨整贺拈害荔究讫桅免蓑校垄刘圣烽稍岳欢中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,152008-9-5,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：,酗江痛智囤抽喳咸巡蓝愿傲堰径友布和君挤铡蚕摆基耽婶垢捣罩旋花唁泡中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,162008-9-5,MN 最大功率所对应的扭矩nN 最大功率所对应的转速(r/min);nM最大扭矩所对应的转速(r/min);n 转速(r/min)。2.驱动轮扭矩MK 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。,烹盟请顿骨啡骨蝉穆渠活钉撵犊振独置参菱琉蛙揍灿记耘莆涤句商贞娠逝中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,172008-9-5,一般汽车均系前轮为从动轮，后轮为驱动轮。只有某些特殊用途的汽车前后轮均为驱动轮。汽车发动机曲轴传至驱动轮上的扭矩按下式计算，即：,屉画钓缎苯锈献素荐贩催哥嫩拒单败烦琢股掘较臂跪楚庄坊过隶怯刃蒲君中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,182008-9-5,式中：MK 驱动轮扭矩(N.m);M发动机曲轴扭矩(N.m);总变速比，i0 ik；i0 传动器变速比，见表21；iK 变速箱变速比，见表21；T 传动系统的机械效率，一般载重汽车取0.800.85,小客车取 0.850.95。,桂麦阶骂真恨讶坐描空监啡奥腰屋铬鬃玫呈擦枣破汇拥鸣简联持嗓隐臀布中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,192008-9-5,此时，驱动轮上的转速nK=n/,相应的车速V为式中：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)，即变形直径，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=(0.930.96)r0；r0 未变形直径。,穆实砧预胎芍措到论蔑铰麦坯皮千壬撕喻编诲惫杜卵埋哉弄状织屿刷夫萝中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,202008-9-5,3 汽车的驱动力 如图所示，汽车行驶时，共有以下几个力：,脸语缘弘借效阀愧落耽乓撂煎胺赘暖杏趾邵轴绘畏荔诸苦仆退初稳谋筏效中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,212008-9-5,作用于驱动力上的扭矩MK，在驱动轮上的汽车重力G以及与之相平衡的反力G/,行驶正面阻力和路面水平反力。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。驱动力可按下式计算，即：,篙恨喘匡嗡天纬彼纬呀苔缆力拇撮霉蔗伴染谈讳袒突嫡咖馈废景各弗杀妄中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,222008-9-5,由上式可以看出，如要获得较大的驱动力T，必须要有较大的总变速比。但是增大，车速V就降低。因此，对同一汽车发动机而言，要同得到较大的驱动力和较高的车速是不可能的，二者不可能兼得。为此，对汽车设置了几个排挡，每一排挡都具有固定不变的总变速比，以及该排挡下的最大车速和最小车速。当使用低排挡时，变速比值较大，驱动力T也大，但车速V较小；而使用高排挡时，变速比值较小，驱动力T也较小，但车速较大。,徊淖蔷爵爬在勺倪琶数益砍晰镶序柬单渐叫肋薪亡愁馈苞植颐翟锌休胚赤中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,232008-9-5,上式为驱动力T与扭矩M之间的函数关系式。同样，根据式（21）可推导出驱动力T与功率N之间的关系式为：,癌仑雇激筑吩姿带抨黍原珠造耿髓诞抚誉卷卧慎蛤纷趴阁崇壮昔点适菇酱中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,242008-9-5,二汽车的行驶阻力 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，这些阻力可以分为空气阻力、道路阻力和惯性阻力，下面分述之。,窑谨乾清艾哈渊屏瑚许逝耽件肄犊嚼啤隘管桐荒万卒抓悼方靡盘泳蓉壶漆中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,252008-9-5,空气阻力 汽车在行驶过程中所受的空气阻力主要包括：（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。现代汽车行驶速度高，空气阻力对汽车行驶的动力性和燃油经济性影响较大，当行驶速度在100km/h以上时，有时一半功率用来克服空气阻力。,硝瘤踩驰蜂幕苫闭绊娘耽绚略壶碑衙夕敞姬走钢甸肮汹护鞘梨砰财烈栋扦中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,262008-9-5,由空气动力学的研究与试验结果可知，空气阻力RW可以用下式计算：式中：K空气阻力系数，空气密度，一般1.2258(N.s2/m4);A汽车迎风面积，即正投影面（m2）；V汽车与空气的相对速度(m/s)，可近似地取汽车行驶速度。,盈秘氟国秧戎应背洼升婆枝慕傍人钮吱域蔚览熊蓉蝶誉靖涎馁眯飞臭战侥中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,272008-9-5,汽车的空气阻力系数与迎风面积 将车速V(m/s)化为V(km/h)，并化简得：对于汽车挂车的空气阻力，一般可按每节挂车的空气阻力为其牵引车空气阻力的20计算。,空气阻力系数,赫琼钒列咕辐蚊栽立颇剩琶饶世狄肯级阶晶写谢淮涝皖囊脉旺谭倍鸽茅俱中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,282008-9-5,道路阻力 由道路给行驶的汽车产生的行驶阻力，主要包括滚动阻力和坡度阻力。（1）滚动阻力 车轮在路面上滚动所产生的阻力，称为滚动阻力。它是由路面和轮胎变形引起的，与路面种类、状态、车速、轮胎结构及充气压力等有关。一般情况下，滚动阻力与汽车的总重力成正比，若坡道倾角为时，其值可按下式计算：由于坡道倾角一般较小，认为,则,痔舀坊咽秘褒疆砂扎绚疚采捡裴催色揍己捆惊更馁媚楔护掂解赏渴卫桶巾中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,292008-9-5,式中：Rf 滚动阻力(N)；G车辆总重力(N)；f滚动阻力系数，见表24。,瞩棕崖婉清信滞争蓖咖批渭筹狱讥睛摄韶坎郭缓弛腋镊妙还瞎虎点宁瞄朴中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,302008-9-5,各类路面滚动阻力系数f值,鹃透崖岂顾瞎爷礼贱梦潍慌鳞锣矢卵陶邯墓超荷笨芒饵秽室花细昧写贼伏中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,312008-9-5,（2）坡度阻力 汽车在坡道倾角为的道路上行驶时，车重G在平行路面方向的分力为，上坡时它与汽车前进方向相反，阻碍汽车的行驶；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：因坡道倾角一般较小，认为，则,赘偶跃溅颐缚锄郧挛傀气管晓券留鼓功降买颤节树宜队燎颓拇困蚌孽瞬三中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,322008-9-5,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。道路阻力为滚动阻力与坡度阻力之和，可按下式计算,碉常柔召狼墅壕卫楔蹋淀樱屎氛景划纵希警澡颅砖攀香当弛仑芽支韭媚垢中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,332008-9-5,式中：RR道路阻力(N)；f+i统称道路阻力系数。（3）惯性阻力 汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时产生的惯性力和惯性力矩，统称为惯性阻力。汽车的质量分为平移质量和旋转质量（如飞轮、齿轮、传动轴和车轮等）两部分。在汽车变速运动时，平移质量产生惯性力，旋转质量产生惯性力矩。,狄重喷总尔脾嘘么孪啦尺势烟不险憨渔症鲁镀菲裂鳖帽前誉枝锻抑围蒜于中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,342008-9-5,平移质量的惯性力 旋转质量的惯性力矩式中：I旋转部分的转动惯量；旋转部分转动时的角加速度。,颂胆烟秃迹纵腐劲煮粟屎殿俏饿联滔娘凶巳粳邻束餐衡稿挫盎杖季昧碱训中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,352008-9-5,汽车旋转部分较多，且各部分的转动惯量和角加速度各不相同，计算相当复杂。为简化计算，一般给平移质量惯性力乘以大于1的系数，来近似代替旋转质量惯性力矩的影响，即：式中：RI惯性阻力(N)；G车辆总重力(N)；g重力加速度(m/s2)；a汽车的加速度（正值）或减速度（负值）(m/s2)；惯性力系数，其值可用下式计算,夹纺疥皆抛乏却为柑算遵枚悠耗浴匈纤日俭救勒荷丑蝎破答惮盖苞螟披妊中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,362008-9-5,1汽车车轮惯性力影响系数，一般10.030.05;2发动机飞轮惯性力的影响系数，一般小客车2 0.050.07,载重汽车2=0.040.05;ik变速箱的速比。这样，汽车的总行驶阻力R为,巫化炔辛澈际搔怠钱幸狱罗钩帕可邮甄恃寝拿顷婉嘘销盐侥氮申篡涨伤诌中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,372008-9-5,在上述几种阻力中，空气阻力和滚动阻力永为正值，亦即在汽车行驶的任何情况下都存在；坡度阻力当上坡时为正值，平坡为零，下坡为负值；而惯性阻力则是：加速为正值，等速为零，减速为负值。,掘皿抠砾墒斋岗沂镭孽逞火大傈酞彤些鸣祸频财豌兑葡挝爪咋岂寝窝肥赣中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,382008-9-5,三汽车的运动方程式与行驶条件 1.汽车的运动方程式 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。当驱动力与汽车总行驶阻力相等的时候，称为驱动平衡。其驱动平衡方程式（即汽车运动方程式）为：,葬捎绷访仿婆涂咋署掩参瘟末骗遥体宰绘猿习僵膛揽免化递虹墒栈苞膝谋中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,392008-9-5,驱动力可按式（26）计算，该式为节流阀全开的情况。如果节流阀部分开启，要对驱动力T进行修正。修正系数用U表示，称为负荷率。即：式中：U负荷率，取U8090。将有关公式代入式（212），则汽车的运动方程为：,深冒贝堤策狐蚊粘邱雁莹掳震陷讹窘窃妥牙扫搬琴眠手巾均缝恢揪钩老欢中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,402008-9-5,2.汽车的行驶条件 汽车在道路上行驶，当驱动力等于总行驶阻力时，汽车就等速行驶；当驱动力大于总行驶阻力时，汽车就加速行驶；当驱动力小于总行驶阻力时，汽车就减速行驶，直至停车。所以，要使汽车行驶，必须具有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。即：,畸慷让竟搁顺抿撕范悸蒙搓罕褂此恃柯佳皇贮漏腿川参甥安辐宛屹质殿惰中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,412008-9-5,上式是汽车行驶的必要条件，即驱动条件。只有足够的驱动力还不能保证汽车的正常行驶。若驱动轮与路面之间的附着力不够大，车轮将在路面上打滑，不能行进。,资料：各类路面上附着系数,的平均值,床挟票租焕优提吮寸援牢继忍枢卵演拯槛击运只择甭当针脚寓杰依农木洪中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,422008-9-5,第二节 汽车的动力特性及加、减速行程cars power characteristic and accelerate or decelerate journey,酶落捐硬阉懂铺粮纪歪匪迢舌铲匡辙爱倦陨邪赢仆页财约膝谱钎旁斥塌晓中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,432008-9-5,汽车的动力性能系指汽车所具有的加速、上坡、最大速度等性能。汽车的动力性越好，速度就越高，所能克服的行驶阻力也就越大。本节主要介绍汽车的最高速度、最小稳定速度以及汽车的加、减速行程，为道路的纵断面设计提供依据。,男瓷耻紧首悉痈菜绒暴掺呈瓶郝惊蛮秸至耻蓟蒸魁显岛蜜长糟折类娱君耪中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,442008-9-5,一、汽车的动力因数 cars power factor为便于分析，将式（212）作如下改变上式等号左端（即驱动力与空气阻力之差）称为汽车力后备驱动力，其值与汽车的构造和行驶速度有关；等号右端为道路阻力RR与惯性阻力RI之和，其值主要与动力状况和汽车的行驶方式有关，将右端行驶阻力表达式代入，得：,达死讳魁借蛋莫伞二义吧陛壤云斡扎巾欲翼珠躬税崎纯斌悄错裴啸帖宵轨中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,452008-9-5,将上式两端同时除以车辆总重G，得：(2-16)令上式右端为D，即(2-17)D称为动力因数，它表征某种类型的汽车在海平面高程上，满载的情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。将有关公式代入式（217），得,巡锈羔德癌明万仇官倔沼延撼殿储坠音济涨沉头荆桔柱竹筒让揖净粒沤骸中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,462008-9-5,显然，D可以表示为车速V的二次函数，即式中,创拆陪灶模点缝皋勾腋浑市啊斑拽惺卓垣偏扛嘱俗拱丛碴侠痢途耪杏朔焉中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,472008-9-5,为使用方便，可用曲线表示D与V的函数关系，称为动力特性图。表24为东风EQ104载重汽车原始数据，图24为东风EQ104载重汽车的动力特性图。利用该图可以查出各排挡下不同车速对应的动力因数值。,糕甜营抄汹幻穿候油浅煌坐荣啤获其补居粱庶溯蓬搪杆机实奢垫隋讣农漾中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,482008-9-5,仓拣湾蕾雄霓职汗楷汤防橙弟唁裁临献委泵陶纽溃低弦满郧拘五敏酞逾攀中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,492008-9-5,动力因数和动力特性是按海平面及汽车满载情况下的标准值绘制的。若道路所在地不在海平面上，汽车也不是满载，由于海拔增高，气压降低，使发动机的输出功率、汽车的驱动力及空气阻力都随之降低。所以，应对动力因数进行修正，方法是给D乘上一个修正系数，即,饿夷阔涪蜡袭豫晦呀邯陇够肖拾邵署柠叶惹盗腕暗腾惺铅鹤潦赚俗泼楼娟中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,502008-9-5,式中：海拔系数，见图25；G满载时汽车的总重力(N)；G实际装载时汽车的总重力(N)。则：,铭生乏笔孵矩雹拼傅曝京括揍皮诣俞牡丸嘴河绊烙才侈傲捣藐榔旁痔摹侨中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,512008-9-5,班愁豁姑郑圃蓑百甚毖绒稿侠干与薄裹牌己境搓惶阁提泼掩拽新侣柄请冒中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,522008-9-5,二、汽车的行驶状态 Cars running state1 道路阻力系数由式（219）可得式中：道路阻力系数，。,滓笺劫宦娘款炬啮纫右稚悲侗怔谷强猾棉啤菌餐钞塔揍熏涧喳刚暖漂柿椽中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,532008-9-5,汽车的行驶状态有以下三种情况：当0 加速行驶 当D时 a0 等速行驶 当D时 a0 减速行驶2、平衡速度汽车等速行驶的速度称为平衡速度，用VP表示，可用下述方法求得：,恭鸥厚沮而挛紧冒反船秤览憎辞麓诲君在骆慢五育腻杠四炙埂便蚀搅旺饵中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,542008-9-5,平衡速度,耸侥蛹远盛焙龋殉房舒柠浑宽佐绊甭淋搀甥猴身芽霹肇啪扑钻蜂墩拽稽格中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,552008-9-5,则解此方程，得(2-21)平衡速度有如下物理意义：如图26所示，若汽车在道路阻力系数为的坡道上行驶时，与之对应的平衡速度为V1。当汽车的行驶速度V V1 时，汽车将减速行驶，直到V1为止；当V V1 时，汽车将加速行驶，直到V1 为止。,慑德最趟苇玖缮斜涛艇癸牧殖指揩诡器疥邱身市拴舌捕勘筛辅晚戈离蕴草中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,562008-9-5,临界速度（最小稳定速度）每一排挡都存在各自的最大动力因数Dmax，与之对应的速度称为临界速度（最小稳定速度），用VK 表示。某一排挡的临界速度可从动力特性图上查得，也可用下式计算：由dD/dV=0，得(2-22)如图27所示，当时，汽车可采用V1 或V2 的任意速度行驶。,佑武长岂仰厘登毯靛业谩窍芬祁琉源隶斧粤盗情烤塔薯超什邱遏栈闹络馈中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,572008-9-5,临界速度,俺哗纷娟且肉燃谐溢涂枫蓉铱粉兄羽酒晃套认误千雇惠驴啼癌薪沏蛤犁症中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,582008-9-5,临界速度的物理意义如下：当采用V1 VK 的速度行驶时，若道路阻力额外增加（如道路局部坡度增大，路面出现坑凹或松软等），汽车可以自动在原来排挡上降低车速，以获得较大的道路因数D值来克服额外阻力，待阻力消失后，汽车可自动增速到V1 的行驶速度，这种状态称为稳定行驶。当汽车采用V2 VK 的速度行驶时，若道路阻力额外增加，汽车将减速行驶，而D值随之减小，如果此时不换挡或开大节流阀，汽车将因发动机熄火而停驶。这种状态称为不稳定状态。,砷酱捉煤捣平凑狡庇迪野押恰轧剧场宰劳胆石阉情叛贰卷序峭段乍升老阅中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,592008-9-5,4 最高速度,汽车的最高速度是指节流阀全开、满载的情况下，在表面平整坚实的水平路面上作稳定行驶时的最大速度。每一排挡都有各自的最高速度，可按下式计算：(2-23)式中：nmax 汽车发动机的最大转数(r/min)。,翟坑凋蝴誉势痞挺婿稍斩朗砾脓逻屠诺赛崔蚁篷字需泽颊断伊瞒碟闯匠拇中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,602008-9-5,在每一排挡下，汽车都有最高速度和最小稳定速度，二者差值越大，表示汽车对道路阻力的适应性越强。,豪衣灵瞻碑哀鬼奢边汪霉鲁吴寻培读疥疚栽琳娶洛侥死酵多论烃肄擎臻擅中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,612008-9-5,三、汽车的爬坡能力cars climbing capability 1 爬坡能力 汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时，克服了其它行驶阻力后所能爬上的最大纵坡度。因a=0，由式（219）可得(2-24)在每一排挡下，汽车的爬坡能力都不相同。一般来说，排挡越低，爬坡能力越强。,总烫庐臀覆何墟夷跋薛奈渝猜裙帚锐咯袜实颖歪潞痉番系淌罩蚁晓开磐难中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,622008-9-5,最大爬坡能力 汽车的最大爬坡能力是用最大爬坡坡度来衡量的。最大爬坡坡度是指汽车在坚硬路面上用最低挡作等速行驶时所能克服的最大坡度。由于最低挡爬坡能力大，坡道倾角也大，此时，应该用下式计算，即解此三角函数方程式，得,魄充安天冗硷臂绢断络装疹垢舆虚晒而所低促闽泄梗掳芍栅瓣牌煤苗沪嘴中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,632008-9-5,式中：最低挡所能克服的最大坡道倾角；f 滚动阻力系数；最低挡的最大动力因数。则，最大爬坡坡度为,唉诗杖蒜框酣具堑襄备掩号兰麦琢忌整共玖勾臃虱乃表撕种卞扒匣誊朱挞中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,642008-9-5,四、汽车的加、减速行程Cars accelerate or decelerate journey 1.加、减速行程计算公式由ds=vdt及加、减速度 a=dv/dt(m/s2)，得,祁灯僚宜妙举脂淫恨蜂梨莱诛咖哨龚跑柒驾拷老泊救拎黎窘三穷历霖半恤中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,652008-9-5,(2-26)将 代入得,腔部虐邵后槛食杏裤审郭略辩宦冯悔瞬瑟粳倒存辨枢兜吊讣而绍行混踊廖中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,662008-9-5,令,则方程（226）的解分为下述几种情况：（1）B0时（即）时(2-27)当 时，为加速行程；当 时，为减速行程,氢刮棋泛悄蜗凿用铅讣渠妈毗火牙匡颊饵拎是跳涕懂酮慎疙箔迂雇罩晾粮中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,672008-9-5,（2）B0（即）时(2-28)因，只能减速行驶，且。,左妨砌憎理妻会瞧罕各抵尾收忘通峙猛细峙配坠拦聘荚佑己匆慈二恕氟房中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,682008-9-5,（3）B0（即）时(2-29)式中arctg以弧长即。当 时，为减速行程。,巡俄岳硫上责堆汕罕巢吾稽铰雏逃钮敞滥承稍词哨群狠竞巍摇瓢圆略雇订中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,692008-9-5,2 加、减速行程图 为使用方便，根据已知数据将加、减速行程绘成图，以备查用。图28为东风EQ140型载重汽车加、减速行程图。图中左下到右上的曲线为加速行程，左上到右下的曲线为减速行程。本图采用直角坐标绘制，横坐标为距离行程S，单位为m；纵坐标为车速，单位为km/h。曲线上数字代表道路阻力系数(%)。,烛唯锤界庞晨边鲸词鞘嫌法母迈豹驾辉舒谋努铡驴苑锤雅领义既酸岂紊淌中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,702008-9-5,3 加、减速行程图的用法图29为任意两条加、减速行程曲线，,归泽肠淘竿电恨白肺聂啪榷曼犁馁针尝菏秃宫下袋盐脖捍蛊佣昨夺阔牲壁中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,712008-9-5,故毕佰器油秒豺痘刀厕氏卧憾差肉狙唬惩粉钩幸云寡卷幕淘睛湘讼龟歧即中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,722008-9-5,待盲厢承最循敲兼腋祭朱刀沽镶克骚搞桓熬憋返葡皋毒沸跃笼咕压仙悠从中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,732008-9-5,帕史恐仰耗床篙魁愿媒居则傲沪椰渺轿料秧相纠缎挫诵簧放缅糊岭弗魂箔中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,742008-9-5,其主要用法有两种：（1）已知道路阻力系数(%)、初速度V1和终速度V2，求加速最短行程Sa和减速最大行程Sd。即（2）已知道路阻力系数(%)、初速度V1、加速最短行程Sa 或减速最大行程Sd，求终速度V2。在行程图上可直接查得。,咏义孵丢骂眨颗偷书紊冤劫固堡孺控虎软整寂邯辙戏铅炳垦败胳赘面椰缅中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,752008-9-5,第三节 汽 车 的 行 驶 稳 定 性 Stability of going of the automobile,谅湍哮会履额多玄隐字襟戚许燕轮女谴干玫猾蹄陛媚山列荫掉空溪泣迟铬中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,762008-9-5,汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外界不利因素的影响下，尚能保性两种；从丧失稳定性持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移或倾覆等的能力。汽车行驶的稳定性从不同方向来看，可有纵向稳定性和横向稳定的方式来看可有滑动稳定性和倾覆稳定性两种。分析和确保汽车行驶的稳定性对于合理设计汽车的结构尺寸、正确设计公路、保证行车安全、提高运输生产率、减轻驾驶员的疲劳强度，有着十分重要的意义。,选国履霓舔虞养渡兑果提般堰逝式矮茂型夺咬壮岛租宛原兄靖矾紫搓瞳扒中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,772008-9-5,影响汽车行驶稳定性主要有以下三方面的因素：1.汽车本身的结构参数。2.驾驶员的因素。如驾驶员开车时的思想集中状况、反映快慢、技术熟练程度、动作灵活程度等因素对驾驶员能否作出准确判断、及时采取措施使汽车趋与稳定有直接关系。3.道路与环境等外部因素。,殃多碘晃拾中沛泰侦卵乃头州蜜僻襟告赖钎潭铱源亨裙校吟晌云宾涛皋再中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,782008-9-5,汽车行驶的纵向稳定性Vertical stability that the automobile goes 图210为汽车等速上坡时的受力图:惯性阻力为零，因上坡时车速低可,忽略空气阻力和滚动阻力图中G汽车 总重力,为坡道倾角，hg为重心高度,Z1和Z2为作用在前、后轮上的法向反作用力,X1和X2为作前后轮上的切向反作用力,L为汽车轴距,l1和l2为汽车重心至前后轴的距离,O点为汽车重心,O1 和O2为前、汽车行驶的纵向稳定性后轮与路面接触点。,血混枷聂撤什庞旨钡杏盖逛癣多椒壮澜颈宽湛柠亚唁已杖隆雅咳易纸硷硼中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,792008-9-5,顾戏峨缘晃肮祁蝇掇枉晓劲怔检衍搬俐睹遮警姆搪粳谣笋颠驰哺抽即锚巨中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,802008-9-5,纵 向 倾 覆(Topple vertically)产生纵向倾覆的临界状态是汽车前轮法向反作用力Z1 为零，此时汽车可能绕O2点发生倾覆现象。对O2点取矩并让Z1 0，得 式中：a。Z1为零时的极限倾角；i。Z1为零时道路的纵坡度。,(2-30),每阎室吩钾烙虎身彻待睦请睁话籍是咬谣换堪首拘敢吱聪吹酌弹亭社梗汞中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,812008-9-5,2.纵 向 滑 移（Slip and move vertically）对于后轮驱动的汽车，根据附着条件，驱动力不产生滑移的临界状态是:,式中：产生纵向滑移临界状态时坡道的倾角；,则,则,(2-31),产生纵向滑移临界状态时;,札蚀地彭愈槛吱魄沾表彼廖糟挤受暂酱嵌谚找旨剑捕忿碌肖浊刺瞥簧换陡中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,822008-9-5,当坡道倾角（或道路纵坡度 时），汽车可能发生纵向滑移。i的大小主要取决于驱动轮荷载GK与汽车总重力G的比值，以及附着系数值，因此，要防止汽车滑移一方面要增加汽车重量，另一方面要增加车轮与路面的附着力。3.纵向 稳 定 性 保 证（Vertical stability guaranteeing）,编晴美撇貉宴雌泪倪紊阳述抄兽孪亨胆酌噬冬授翁悄蒋腺在腻蜡斑事述涕中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,832008-9-5,分析式（230）和（231），一般 接近于1,而远远小于1，所以 或 也就是说，汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆前先,发生纵向滑移现象。为保证汽车行驶的纵向稳定性，道路设计应满足不产生纵向滑移为条件，这样，也就避免了汽车的纵向倾覆现象。所以，汽车行驶的纵向稳定条件为,罕趣溃暴妮系闯戒涎域禽镀署魁戊骆育盖谓午祁打殖表靳漂别汾暗空搔尖中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性,842008-9-5