道路勘測與設(shè)計第二章汽車行使特性.ppt

第二章汽車行使特性 公路設(shè)計是以滿足汽車形式的要求為前提的 因此 在公路線形設(shè)計時 必須弄清汽車行使對公路的要求是什么 這就又要求我們了解汽車在公路上是如何行使的 也就是涉及到了汽車的行使特性 汽車行使的總的要求是安全 迅速 經(jīng)濟(jì)與舒適 單就公路線形設(shè)計方面講 主要從以下幾方面來保證 1 保證汽車在路上行使的穩(wěn)定性 防止發(fā)生翻車 倒溜或側(cè)滑 通過研究汽車行使過程中的平衡 分布及穩(wěn)定性 合理設(shè)置縱橫坡度和彎道以及附著力 2 盡可能提高車速 是評價運輸工作效率的重要指標(biāo) 通過控制曲線半徑 最大縱坡及坡長 合理設(shè)置超高和緩和曲線 盡可能采用大半徑曲線及平緩縱坡 3 保證行車通暢 視距保證 豎曲線 4 保證行車舒適 平縱線形組合 最小半徑 綠化 可見 公路線形設(shè)計與汽車行使時的性能密切相關(guān) 一 汽車牽引力與行使阻力1 發(fā)動機(jī)曲軸扭矩M發(fā)動機(jī)功率N發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速n扭矩曲線 M 9549N n功率曲線 N Mn 9549 差公式 右邊加圖2 1 1 1汽車的牽引力及行使阻力 2 驅(qū)動輪扭矩MkM經(jīng)離合器 變速箱 速比ik 和主傳動器 速比i0 兩次變速到達(dá)驅(qū)動輪形成扭矩Mk總變速比為 i0 ik 設(shè)傳動系統(tǒng)的機(jī)械效率為 T 則Mk M T而nk n i0 ik n 此時車速V 2 r nk 60 1000 0 377nr km h 由此可知 降速的目的在于增大扭矩 3 汽車牽引力TT Mk 0 377nM T V 3600N T V N 結(jié)論 T要較大 須有較大的總變速比 T 但此時V降低 故知大的牽引力和高的速度不能兼得 因此 汽車設(shè)置若干個排檔 以滿足不同的需要 最大 小速度 直接檔 超速檔 4 汽車行使阻力1 空氣阻力Rw KAVV 21 152 滾動阻力Rf Gf坡度阻力Ri Gsin Gi sin tg i 道路阻力RR Rf Ri G f i 3 慣性阻力RI Ga g 慣性力系數(shù) 1 二 汽車的運動方程式和行使條件 1 汽車的運動方程式牽引平衡方程式T R Rw RR Rz汽車運動方程式為 方程 2 行駛條件R T Gk 附著系數(shù) 取決于路面的粗糙程度和泥濘程度0 1 0 7 2 2汽車的動力特性及加減速行程 1 汽車的動力因數(shù)T Rw RR Rz后備牽引力 與構(gòu)造和速度有關(guān) 道路阻力和慣性阻力 路況 行駛狀態(tài) n多公式加一個圖 2 汽車的行駛狀態(tài) a 公式 臨界速度Vk DmaxV1 Vk時 穩(wěn)定行駛V1 Vk時 不穩(wěn)定若阻力過大或過小V1 Vk因此 Vk是汽車穩(wěn)定行駛的最小速度 Vk 2p汽車的最高速度即節(jié)流閥全開 滿載 無掛車 在表面平整堅實的水平路面上穩(wěn)定行駛時的速度 Vmax 0 377rnmax 差值越大 表明適應(yīng)性越強(qiáng) 例1 已知某道路的滾動阻力系數(shù)為0 015 當(dāng)東風(fēng)EQ 140型載重車裝載總重為90 時 掛IV檔以30km h的速度等速行駛 試求H 1500m海拔高度上所能克服的最大坡度 解 H 1500m時 1 2 26 10 5 1500 5 3 0 83G G 1 90 1 1 0 83 1 1 0 92查表知D 6 a 0 f 0 015即解 i 0 04 3 汽車的爬坡能力 指汽車在良好路面上等速行駛時克服了其他行駛阻力后所能爬上的縱坡度 用最大爬坡坡度來評定 a 0 i D f由于 較大 cos 1 sin tg I故 DImax fcos sin Imax 公式 4 汽車的加減速行程 ds vdt a dv dt 知 ds vdv a設(shè)初速 終速分別為v1 v2 并將v m s 化成v km s 得 Sa 公式 a 公式 則 公式 Dmax B B 0 Dmax Vk V2 V1 Vmax減速行駛 用途 用于求加速最短行程sa和減速最大行程sd繪制最大車速圖 Vk V1 V2 Vp 加速行程Vp V2 V1 Vmax 減速行程 例1 已知 0 8 f 1 若東風(fēng)EQ 140型載重車以80km h的速度開始在3 的坡道上爬坡 當(dāng)該坡道長為600m時 求到達(dá)坡頂?shù)乃俣?解 由 f i 0 01 0 03 0 8 0 05由已知得v1 80km h 查加減速行程圖減速 由曲線得 s2 130m 而 s2 d s1 0 8 600 130 610 m 再查減速曲線知 v1 61km h 例2 東風(fēng)EQ 140型汽車在公路上上坡行駛 已知進(jìn)入坡道時的速度v1 60km h 坡道上f 0 02 今欲不換檔以動力上坡 坡道的坡度i 6 則此坡段最長可設(shè)為多少 解 查動力特性圖知汽車以V檔行駛 已知v1 60km h D60 0 03 vk 20km h Dmax 0 04 ik 1 0查表2 5 P24 1 1 2 ik 2 1 0 03 0 04 1 2 1 07s vk 2 v1 2 254 D1 D2 2 f i 1 07 20 2 60 2 254 0 03 0 04 2 0 02 0 06 300 m 本題汽車若以60km h等速爬坡 則此破斷坡度i 設(shè) 1 答案 若不降低車速i D f 0 01 但坡長不限 例3 試求東風(fēng)EQ 140型滿載汽車在瀝青混凝土里面上以車速35km h行駛時 可以克服的最大坡度為多少 并驗證當(dāng)路面在潮濕狀態(tài)時 車輪是否產(chǎn)生空轉(zhuǎn)現(xiàn)象 海拔高度H 0 滿載 解 1 取f 0 02 查表2 4 P21 缺東鳳EQ 140的外特性曲線 2 3汽車行駛的穩(wěn)定性 汽車的行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中能保持正常行駛狀態(tài)和方向 不致失去控制而產(chǎn)生滑移 傾覆等現(xiàn)象的能力 1 汽車行駛的縱向穩(wěn)定性1 縱向傾覆 公式 2 縱向滑移 公式 3 保證 公式 2 橫行穩(wěn)定性 1 力的平衡 公式 2 橫向傾覆 公式 2 橫向傾覆 公式 2 4汽車的制動性