422 汽車(chē)行駛理論

1、授課時(shí)間2009年3月9日1，2節(jié)授課方式課堂授課授課學(xué)時(shí)no. 42學(xué)時(shí)授課題目第四講：汽車(chē)動(dòng)力特性、汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性、汽車(chē)的制動(dòng)性、燃油經(jīng)濟(jì)性目的與要求：1了解汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性2掌握汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性及汽車(chē)的制動(dòng)性；重點(diǎn)與難點(diǎn)：重 點(diǎn)：1汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性； 2汽車(chē)的制動(dòng)性。 難 點(diǎn)：1汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。授課內(nèi)容摘要：第2章 汽車(chē)行駛理論2.2 汽車(chē)的動(dòng)力特性汽車(chē)的動(dòng)力特性2.3 汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性汽車(chē)行駛的縱向穩(wěn)定性；汽車(chē)行駛的橫向穩(wěn)定性； 2.4 汽車(chē)的制動(dòng)性汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程與制動(dòng)力；汽車(chē)制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)2.5 汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)；影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的因素教 具課 件pp

2、t課件習(xí) 題作 業(yè)作業(yè)：教材p44. 2-1，2-2，2-3課后小結(jié)：2.2 汽車(chē)的動(dòng)力特性第4講：2學(xué)時(shí)圖2.2.3 汽車(chē)某擋的動(dòng)力特性圖2.2.2 車(chē)速特性當(dāng)汽車(chē)的動(dòng)力因數(shù)為d，道路阻力為，汽車(chē)的行駛狀態(tài)有以下三種情況：1. 道路條件一定時(shí)的最高車(chē)速最高車(chē)速就是指在良好的路面條件情況下，穩(wěn)定行駛的汽車(chē)所能夠達(dá)到的最大行駛速度。dv/dt=0，則d=直線與d=f（v）曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度vc，即為在道路阻力為時(shí)，汽車(chē)可能的最大行駛速度。2. 臨界速度 對(duì)某一排擋的動(dòng)力特性曲線，動(dòng)力因數(shù)d均有一定的使用范圍，且存在一個(gè)最大值dmax，如圖2.2.3中的d 點(diǎn)，其所對(duì)應(yīng)的速度vk稱為該檔的臨界

3、速度。 3. 最高速度最高車(chē)速就是指在良好的路面條件情況下，穩(wěn)定行駛的汽車(chē)所能夠達(dá)到的最大行駛速度。dv/dt=0，則d=直線與d=f（v）曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度vc，即為在道路阻力為時(shí)，汽車(chē)可能的最大行駛速度。 4. 最小穩(wěn)定速度 汽車(chē)的最小穩(wěn)定速度是指汽車(chē)滿載（不帶掛車(chē)）在路面平整堅(jiān)實(shí)的平直路段上，以最低檔（i檔）行駛時(shí)的臨界速度，而且以該速度行駛時(shí)，傳動(dòng)系不發(fā)生顫動(dòng)或敲擊聲，在突然踏下加速它板時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。2.2.3 汽車(chē)的爬坡性能 1. 汽車(chē)的最大爬坡度最大爬坡度：指汽車(chē)在堅(jiān)硬路面上用最低檔作等速行駛時(shí)所能克服的最大坡度。 cos1，sintgi， dmax=fcos+sin （略去

4、海拔荷載系數(shù)）解此三角函數(shù)方程式，得最大坡角：圖2.2.4 汽車(chē)動(dòng)力上坡 則汽車(chē)的最大爬坡度為：imax=tanmax 式中：max用最低排擋可爬的最大坡度角； dmax最低排擋的最大動(dòng)力因數(shù)； imax最大爬坡度；2. 汽車(chē)的動(dòng)力上坡假定汽車(chē)用一個(gè)排擋動(dòng)力上坡，以速度v1駛?cè)肫露?，并以速度v2駛出坡段，則可能克服的坡度i1和相應(yīng)的坡長(zhǎng)s1，由速度v1和v2在動(dòng)力特性圖上，可求得相應(yīng)的動(dòng)力因數(shù)值d1和d2，則由公式可得相應(yīng)的加速度 為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)汽車(chē)在整個(gè)坡道上行駛時(shí)為勻減速行駛，則可近似地取其平均值為jv即兩邊同時(shí)乘以vdt=ds，得 式中：i1汽車(chē)變速行駛時(shí)所能克服的坡度； s1汽車(chē)變速

5、行駛時(shí)所能克服的坡長(zhǎng)； v、v分別為以m/s和km/h為單位計(jì)的速度值。2.3 汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性圖2.3.1 汽車(chē)在直坡道上的受力分析汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性是指汽車(chē)在行駛過(guò)程中，在外部因素作用下，汽車(chē)尚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。穩(wěn)定性：縱向橫向表現(xiàn)：滑移傾覆2.3.12.3.1汽車(chē)行駛的縱向穩(wěn)定性1. 縱向傾覆 ：1臨界狀態(tài)：汽車(chē)前輪法向反作用力z1為零 。, 一般l2和h的數(shù)值在汽車(chē)設(shè)計(jì)中考慮，其比值l2 / h1，因此，一般來(lái)說(shuō)汽車(chē)的縱向傾覆穩(wěn)定條件是很容易滿足的。 2縱向滑移（驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)）臨界狀態(tài)：下滑力等于驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力如圖2.3.1，對(duì)前輪著

6、地點(diǎn)a取矩即可得到后輪垂直反力： 則 因比較小，可略去不計(jì)，并且，所以 gsinjjgk，因?yàn)閟injtgj= ij，則縱向滑移的極限狀態(tài)倒溜發(fā)生條件：gsinjjgij= tgj = j結(jié)論：當(dāng)坡道傾角j或道路縱坡度iij時(shí)，汽車(chē)可能產(chǎn)生縱向滑移。 在泥濘時(shí)j=0.2，冰滑時(shí)j =0.1 ，因此汽車(chē)不產(chǎn)生倒溜的條件一般是i0.10.2（泥濘時(shí)）。汽車(chē)不產(chǎn)生滑移的條件一般是i0.130.15（泥濘時(shí)）。2.3.2 汽車(chē)行駛的橫向穩(wěn)定性1汽車(chē)在平曲線上行駛受到的橫向作用力：圖2.3.2 汽車(chē)在曲線上行駛的受力分析汽車(chē)在平曲線上行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力，其作用點(diǎn)在汽車(chē)的重心，方向水平背離圓心。 汽車(chē)在平

7、曲線上行駛時(shí)受到的平行與路面方向的橫向力總和x汽車(chē)在平曲線上行駛時(shí)，受到得法向作用力總和y為：橫向力系數(shù)：橫向力x與法向反力y的比值。 2. 汽車(chē)在曲線上行駛的穩(wěn)定性分析 （1）橫向傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩和穩(wěn)定力矩的極限平衡狀態(tài)是： ，當(dāng)滿足下式條件時(shí)，汽車(chē)在平曲線上行駛就不會(huì)產(chǎn)生傾覆。（2）橫向滑移穩(wěn)定橫向滑移：當(dāng)橫向力x大于輪胎和路面之間的橫向附著力x時(shí)，汽車(chē)將發(fā)生產(chǎn)生橫向滑移。汽車(chē)不發(fā)生橫向滑移的條件是： 汽車(chē)在橫向滑移極限平衡狀態(tài)時(shí)最大可能的車(chē)速和最小曲線半徑為： ，3橫向穩(wěn)定性的保證汽車(chē)在平曲線上行駛時(shí)的橫向穩(wěn)定性主要取決于橫向力系數(shù)值的大小?，F(xiàn)代汽車(chē)在設(shè)計(jì)制造時(shí)重心較低，一般b2hg，

8、而 jx0.5,即汽車(chē)在平曲線上行駛時(shí)，在發(fā)生橫向傾覆之前先產(chǎn)生橫向滑移現(xiàn)象。在道路設(shè)計(jì)中只要保證不產(chǎn)生橫向滑移現(xiàn)象發(fā)生，即可保證橫向穩(wěn)定性。 保證橫向穩(wěn)定性的條件：2.4 汽車(chē)的制動(dòng)性汽車(chē)的制動(dòng)性是指汽車(chē)行駛中強(qiáng)制降低車(chē)速以至停車(chē)，或在下坡時(shí)能保持一定速度行駛的能力。2.4.1 汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程與制動(dòng)力 車(chē)輪制動(dòng)是利用制動(dòng)器內(nèi)的摩擦阻力矩來(lái)形成汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相反的路面對(duì)車(chē)輪的切向摩擦阻力，簡(jiǎn)稱為車(chē)輪制動(dòng)力ft。在極限狀態(tài)下，汽車(chē)的最大制動(dòng)力取決于輪胎與路面間的附著力。其值等于車(chē)輪對(duì)地面的垂直荷載g與輪胎和路面的摩擦系數(shù)的乘積，即：ftmax=gj 汽車(chē)在部分滑動(dòng)部分滾動(dòng)的情況下附著力最大。制動(dòng)平

9、衡方程式為：-ft = ff fi+fwfj ft +ff fi+fj =0 （忽略空氣阻力）2.4.2 汽車(chē)制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)汽車(chē)制動(dòng)性的指標(biāo)：制動(dòng)效能（制動(dòng)距離） 制動(dòng)效能的熱穩(wěn)定性 制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性 1. 制動(dòng)減速度： 在路面干燥（j=0.50.7）狀態(tài)下計(jì)算出減速度可達(dá)79。在實(shí)際使用中，過(guò)大的制動(dòng)減速度不僅要增加燃料消耗和輪胎磨損，而且還會(huì)使乘客感到不舒適和貨物在車(chē)廂內(nèi)碰撞。因此，一般情況下不應(yīng)使制動(dòng)間速度大于1.52.5，只有在緊急情況下，制動(dòng)減速度才超過(guò)4。 2.制動(dòng)時(shí)間 ，駕駛者開(kāi)始得到制動(dòng)訊號(hào)起，到制動(dòng)器完全發(fā)生作用為止，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間。這段時(shí)間取決于駕駛者的反映時(shí)

10、間和制動(dòng)生效時(shí)間兩項(xiàng)之和。在公路設(shè)計(jì)時(shí)，常取這兩部分時(shí)間之和為1.02.5s。 3. 制動(dòng)距離：制動(dòng)距離是指汽車(chē)以速度v1行駛時(shí)，從駕駛員發(fā)現(xiàn)障礙物，并判斷是否剎車(chē)到汽車(chē)安全停止所行駛的距離ss。 若制動(dòng)到汽車(chē)安全停止時(shí)v2=0，則制動(dòng)距離ss為： 若考慮到駕駛者的反映時(shí)間和制動(dòng)生效時(shí)間，以及實(shí)際使用中有時(shí)制動(dòng)不充分等情況，可采用一個(gè)使用系數(shù)（或簡(jiǎn)稱為制動(dòng)系數(shù)）k予以修正。此時(shí)汽車(chē)制動(dòng)減速行駛的全部制動(dòng)距離應(yīng)為： 2.5 汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性汽車(chē)完成運(yùn)輸工作所消耗的燃油量稱為燃油消耗量，燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常用一定運(yùn)行工況下汽車(chē)行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車(chē)行駛的里程來(lái)衡量。2.5.1 汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)有兩類，一類是以行駛一定里程(或一定運(yùn)量)所消耗的能量來(lái)衡量，如每行駛100km的耗油量(kg)、每噸公里運(yùn)量的耗油量(kg)等。另一類是消耗單位燃料所行駛的里程，如每公斤燃料所行駛的里程(km)。上述指標(biāo)與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。通常用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率qe表示。燃料消耗率是指發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出每千瓦小時(shí)功率的燃料消耗量。已知發(fā)動(dòng)機(jī)的功率n和轉(zhuǎn)速n后，可在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性圖上查出燃油消耗率ge。2.5.2 影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的因素 1汽車(chē)使用方面 主要與汽車(chē)的行駛速度、擋位選擇、掛車(chē)的應(yīng)用、正確調(diào)整保養(yǎng)等因素有關(guān)。這