汽車檢測診斷技術(shù)與設(shè)備第2章車的使用性能

1、Automobile Electrics學(xué)習(xí)目標(biāo)n掌握汽車主要使用性能的評價指標(biāo)。n掌握汽車驅(qū)動力、各行駛阻力、地面制動力的產(chǎn)生及計(jì)算。n了解汽車的驅(qū)動力行駛阻力平衡、動力平衡、功率平衡。n掌握制動跑偏、制動側(cè)滑的原因及對汽車方向穩(wěn)定性的影響。n了解輪胎的側(cè)偏特性及對汽車轉(zhuǎn)向特性的影響。n掌握汽車的行駛條件。n掌握汽車結(jié)構(gòu)和使用因素對汽車主要使用性能的影響關(guān)系。第2章 汽車的使用性能Automobile Electrics2.1 汽車的動力性第2章 汽車的使用性能 汽車的動力性是汽車最基本、最重要的性能。它直接影響汽車的平均速度，因而對汽車的運(yùn)輸效率有決定性的影響。 Automobile El

2、ectrics2.1.1 汽車動力性的評價指標(biāo)第2章 汽車的使用性能汽車的動力性主要由下列三方面的指標(biāo)來評定：1.汽車的最高車速Vmax汽車的最高車速是指汽車以廠定最大總質(zhì)量狀態(tài)在風(fēng)速3m/s的條件下，在干燥、清潔、平坦的混凝土或?yàn)r青路面上，汽車能夠達(dá)到的最高穩(wěn)定行駛速度。2.汽車的加速能力汽車的加速能力是指汽車在各種使用條件下迅速增加行駛速度的能力。用加速過程中的加速度j、加速時間t和加速行程s來評定。實(shí)際試驗(yàn)中常用原地起步加速時間與超車加速時間來表明汽車的加速能力。原地起步加速時間指汽車由第檔起步并以最大的加速強(qiáng)度（包括選擇恰當(dāng)?shù)膿Q檔時機(jī)）逐步換至高檔后到達(dá)某一預(yù)定的距離或車速所需的時間。

3、超車加速時間指用最高檔或次高檔由某一中等車速全力加速至某一高速所需的時間。3.汽車的上坡能力汽車的上坡能力用最大爬坡度imax來評定。最大爬坡度指汽車滿載時用變速器最低檔位在堅(jiān)硬路面上等速行駛所能克服的最大道路坡度。 Automobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性能1.驅(qū)動力（1）驅(qū)動力的產(chǎn)生及計(jì)算發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系傳至車輪，產(chǎn)生驅(qū)動力矩Mt。該力矩使輪胎支撐面上產(chǎn)生沿地面向后的作用力，同時地面給驅(qū)動輪一反作用力，此力與汽車運(yùn)動方向相同，推動汽車前進(jìn)，稱為汽車的驅(qū)動力如圖所示，用下式表示： ，N （2-1）式中：Mt 作用于驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩，

4、Nm；Me 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩，Nm；ik 變速器傳動比；io 主減速器傳動比；T 傳動系機(jī)械效率； r 驅(qū)動輪半徑，m。riiMrMFTokettAutomobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性能（2）影響汽車驅(qū)動力的因素發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Me可以從發(fā)動機(jī)外特性曲線上查出。發(fā)動機(jī)外特性曲線是在不帶風(fēng)扇、空氣濾清器、消聲器、廢氣凈化器、發(fā)電機(jī)、無空氣壓縮機(jī)等條件下在試驗(yàn)臺上測出的，稱為發(fā)動機(jī)凈功率曲線。帶全部附件時測出的曲線，稱為使用外特性曲線。一般使用外特性曲線上表示的功率，在發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速nemax時，較試驗(yàn)臺上測得的功率小1015；在轉(zhuǎn)速為0.5n

5、emax時，則小26；轉(zhuǎn)速再低時兩者相差更小。汽車常在不穩(wěn)定工況下工作，發(fā)動機(jī)所能提供的功率一般較穩(wěn)定工況時下降58。在進(jìn)行動力性估算時，一般常沿用穩(wěn)定工況時發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)所得使用外特性的功率和轉(zhuǎn)矩曲線。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩與汽車驅(qū)動力成正比，在其它條件不變時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，汽車驅(qū)動力增大（不超出附著條件時），動力性提高。Automobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性能傳動系機(jī)械效率發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率Pe經(jīng)傳動系傳至驅(qū)動輪的過程中，為了克服傳動系各部件的摩擦，必然消耗一部分功率。傳動系機(jī)械效率表示傳至驅(qū)動輪上的功率與發(fā)動機(jī)功率的比值，其表達(dá)式為： （2-2

6、）式中：PT 傳動系功率損失。傳動系功率損失分為機(jī)械損失和液力損失兩類。機(jī)械損失是指齒輪傳動副、軸承、油封等處的摩擦損失。機(jī)械損失與嚙合齒輪的對數(shù)、傳遞的轉(zhuǎn)矩等因素有關(guān)。液力損失是消耗于潤滑油的攪動、潤滑油與旋轉(zhuǎn)零件之間的表面摩擦等功率損失。液力損失與潤滑油的品質(zhì)。溫度、箱體內(nèi)的油面高度以及齒輪等旋轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)速有關(guān)。傳動效率是在專門的試驗(yàn)臺上測得的。傳動效率受多種因素的影響而有所變化，但對汽車進(jìn)行動力性分析時，常把傳動效率看著一個常數(shù)。傳動效率也與汽車驅(qū)動力成正比，傳動效率提高，汽車的驅(qū)動力隨之提高。eTeTeTPPPPP1Automobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛

7、阻力第2章 汽車的使用性能輪胎的半徑充氣輪胎在不同的情況下具有不同的半徑。自由半徑是按規(guī)定氣壓充好氣后，無載荷狀態(tài)時的輪胎半徑。靜力半徑是輪胎充好氣在靜止?fàn)顟B(tài)下受車重作用時，輪心到地面的距離。動力半徑是輪胎在負(fù)荷行駛中，當(dāng)傾角為00時，輪心到地面的距離。滾動半徑是車輪在地面上滾動時的運(yùn)動半徑，可根據(jù)車輪滾過的圈數(shù)和汽車駛過的距離計(jì)算。對汽車作動力學(xué)分析時，應(yīng)用動力半徑；作運(yùn)動學(xué)分析時，應(yīng)用滾動半徑。在一般分析中常不計(jì)它們的差別，統(tǒng)稱車輪半徑。車輪半徑與汽車驅(qū)動力成反比，減小車輪半徑可增大汽車驅(qū)動力。 Automobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性

8、能（3）汽車的驅(qū)動力圖由于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨其轉(zhuǎn)速變化，所以汽車的驅(qū)動力將隨汽車的行駛速度而變化。表示汽車驅(qū)動力與車速之間函數(shù)關(guān)系的曲線，即FtV曲線，稱為汽車的驅(qū)動力圖。對應(yīng)于不同的檔位，有不同的驅(qū)動力曲線。由于汽車行駛速度與變速器檔位及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之間存在如下關(guān)系： ， km/h （2-3）所以在發(fā)動機(jī)使用外特性曲線、傳動系統(tǒng)傳動比、傳動系統(tǒng)效率、車輪半徑等參數(shù)已知或確定后，可作出汽車的驅(qū)動力圖。如圖所示。以上所作的驅(qū)動力為該檔位在該速度下的最大驅(qū)動力，當(dāng)節(jié)氣門開度減小時，相對應(yīng)的驅(qū)動力也減小，故曲線下方的區(qū)域都可成為汽車的實(shí)際工作區(qū)。okokiirniirnV377. 010003600602

9、Automobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性能2.汽車的行駛阻力汽車行駛時，必須克服以下阻力：滾動阻力Ff、空氣阻力Fw、上坡阻力Fi和加速阻力Fj。其中滾動阻力Ff、空氣阻力Fw在任何行駛條件（狀況）下總是存在的。（1）滾動阻力滾動阻力是當(dāng)車輪在路面上滾動時，由于兩者間的相互作用力和相應(yīng)變形所引起的能量損失的總稱。如圖所示為輪胎在硬路面上受徑向載荷時的變形過程及對應(yīng)的曲線。滾動阻力可用下式表示： ，N （2-4）式中：G 汽車重力，N； f 滾動阻力系數(shù)。滾動阻力系數(shù)由試驗(yàn)確定。其數(shù)值與路面種類、行駛速度、輪胎結(jié)構(gòu)、材料、氣壓等有關(guān)。其中行駛

10、速度影響較大，高速時f 迅速上升。GfFfAutomobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性能（2）空氣阻力汽車行駛時，汽車與空氣間形成相對運(yùn)動，空氣作用在汽車上沿其行駛方向上的分力，稱為空氣阻力?？諝庾枇Φ慕M成空氣阻力由兩大部分組成：一是作用在汽車外表面上的法向壓力的合力在行駛方向的分力，稱為壓力阻力；二是具有粘度的空氣對汽車表面的摩擦作用產(chǎn)生的阻力，稱為摩擦阻力。壓力阻力又分為四部分：形狀阻力、干擾阻力、內(nèi)循環(huán)阻力和誘導(dǎo)阻力。形狀阻力取決于車身主體的形狀，占壓力阻力的大部分；干擾阻力是車身表面突出物如后視鏡、門把、引水槽、懸架導(dǎo)向桿、驅(qū)動輪等引起

11、的阻力；內(nèi)循環(huán)阻力是發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)、車身內(nèi)通風(fēng)等所需空氣流經(jīng)車體內(nèi)部時構(gòu)成的阻力；誘導(dǎo)阻力是汽車上、下部壓力差在水平方向的分力。對于一般轎車，形狀阻力占58，干擾阻力占14，內(nèi)循環(huán)阻力占12，誘導(dǎo)阻力占7，摩擦阻力占9。空氣阻力的計(jì)算空氣阻力的數(shù)值由下式確定： ，N （2-5）式中：CD 空氣阻力系數(shù)；A 迎風(fēng)面積，m2；V 汽車與空氣的相對速度，km/h。15.212AVCFDwAutomobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性能（3）上坡阻力汽車上坡行駛時，重力沿坡道的分力稱為上坡阻力。如圖2.3所示。圖2.4 汽車的上坡阻力汽車上坡阻力的計(jì)算式

12、為 ,N （2-6）式中：G 作用于汽車上的重力，N；道路坡度角。i坡度。 由于我國交通部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，級公路的坡度i9，所以用取代sin的誤差不超過0.5。 GiGGFitansinAutomobile Electrics2.1.2 汽車的驅(qū)動力與行駛阻力第2章 汽車的使用性能（4）加速阻力 汽車加速行駛時，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動時產(chǎn)生的慣性力，稱為加速阻力。 汽車的質(zhì)量分為平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量兩部分。加速時，不僅要克服平移質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，同時還要克服旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力矩。為計(jì)算方便，一般將加速時旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力矩轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量慣性力，并以作為換算系數(shù)。加速阻力的計(jì)算式為： ，N （2-7） 式

13、中：汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；G 汽車重力，N；g 重力加速度，m/s2；dv/dt汽車行駛加速度，m/s2。 dtdvgGFjAutomobile Electrics2.1.3 汽車的驅(qū)動與附著條件第2章 汽車的使用性能 1.驅(qū)動條件 由汽車行駛方程式知，驅(qū)動力必須大于滾動阻力、空氣阻力和坡道阻力后才能加速行駛。若驅(qū)動力小于這三個阻力之和則汽車無法開動，正在行駛中的汽車將減速直至停車。所以汽車行駛的第一個條件為： （2-9） 上式稱為汽車行駛的驅(qū)動條件。但不是汽車行駛的充分條件。驅(qū)動力只有在驅(qū)動輪與路面不發(fā)生滑轉(zhuǎn)時才能實(shí)現(xiàn)。即汽車行駛除受驅(qū)動條件制約外，還受輪胎與地面附著條件的限制。 iwftF

14、FFFAutomobile Electrics2.1.3 汽車的驅(qū)動與附著條件第2章 汽車的使用性能 2.附著條件（1）附著力 地面對輪胎切向反作用力（不考慮側(cè)向力作用時）的極限值稱為附著力F。硬路面上附著力取決于輪胎與地面間的相互摩擦。軟路面上取決于土壤的抗剪切強(qiáng)度和輪胎與地面的摩擦，主要取決于土壤的抗剪切強(qiáng)度。附著力常寫成： 式中：Fz 作用于所有驅(qū)動輪上的地面法向反作用力，N； 附著系數(shù)。（2）附著系數(shù) 附著系數(shù)表示輪胎與路面的接觸強(qiáng)度，在硬路面上其值大小取決于輪胎與路面的摩擦作用；在軟路面上其值大小不僅取決于輪胎與土壤間的摩擦作用，同時還取決于土壤的抗剪切強(qiáng)度。zFF Automobi

15、le Electrics2.1.3 汽車的驅(qū)動與附著條件第2章 汽車的使用性能附著系數(shù)主要受路面的種類和狀況、輪胎的結(jié)構(gòu)和氣壓，還有其他一些使用因素的影響。路面的影響松軟土壤的抗剪強(qiáng)度較低，其附著系數(shù)較小。潮濕、泥濘的土路、土壤表層因吸水量多抗剪強(qiáng)度更差，附著系數(shù)下降很多，是汽車越野行駛困難的原因之一。堅(jiān)硬路面的附著系數(shù)較大，因?yàn)樵谟猜访嫔希喬サ淖冃芜h(yuǎn)較路面的變形為大，路面的堅(jiān)硬微小凸起部分嵌入輪胎的接觸表面，使接觸強(qiáng)度增大。路面被污物（細(xì)沙、塵土、油污、泥）覆蓋時，路面的凹凸不平被填充，或路面潮濕時有水起潤滑作用，都使下降20 60，甚至更多。輪胎的影響輪胎花紋對值的影響也較大。具有細(xì)而淺

16、花紋的輪胎，在硬路面上有較好的附著能力；具有寬而深花紋的輪胎，在軟路面上使附著能力有所提高。增加胎面的縱向條紋，在干燥的硬路面上，由于接觸面積減小小值有所下降；但在潮濕的路面上有利于擠出接觸面中的水分，改善附著能力。寬斷面和子午線輪胎由于與地面的接觸面積增大，值較高。合成橡膠制成的輪胎也較天然橡膠的輪胎具有較高的值。輪胎的磨損也會影響附著能力，隨著胎面花紋深度減小，值將顯著下降。降低輪胎氣壓，可使硬路面上值略有增加，所以采用低壓胎可獲得較好的附著性能。在松軟路面上，降低輪胎氣壓，則輪胎與土壤的接觸面積增加，胎面凸起部分嵌人土壤的數(shù)目也增多，因而附著系數(shù)顯著提高。如果同時增加車輪輪輞的寬度，則效

17、果更好。對于潮濕的路面，適當(dāng)提高輪胎氣壓，使輪胎與路面的接觸面積減小，有助于擠出接觸面間的水分，使輪胎得以與路面較堅(jiān)實(shí)的部分接觸，因而可提高附著系數(shù)。Automobile Electrics2.1.3 汽車的驅(qū)動與附著條件汽車行駛速度提高時，多數(shù)情況下附著系數(shù)是降低的。這一點(diǎn)對于汽車的高速制動尤為不利。在硬路面上提高行駛速度時，由于路面微觀凹凸構(gòu)造來不及與路面完善地嵌合，所以著系數(shù)有所降低。在潮濕的路面上提高行駛速度時，由于接觸面間的水分來不及排出，所以附著系數(shù)顯著降低。在軟土壤上，由于高速車輪的動力作用容易破壞土壤的結(jié)構(gòu)，所以提高行駛速度對附著系數(shù)產(chǎn)生極不利的影響。只有在結(jié)冰的路面上，車速高

18、時，與輪胎接觸的冰層受壓時間短，因而在接觸面間不容易形成水膜，故附著系數(shù)略有提高。但要特別注意，在冰路上提高行駛速度會使行駛穩(wěn)定性變差。綜上所述，附著系數(shù)受一系列因素的影響，而且有許多因素的變化又很大。在一般動力性計(jì)算中只取附著系數(shù)的平均值。不同類型的輪胎在各種路面上實(shí)際測得的附著系數(shù)值列于表。 （3）附著條件顯而易見，地面切向反作用力不能大于附著力，否則會發(fā)生驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，汽車將不能行駛。故汽車行駛的附著條件為： 第2章 汽車的使用性能路 面輪 胎類型狀態(tài)高壓輪胎低壓輪胎越野輪胎瀝青、混凝土路面干燥潮濕污染0.500.700.350.450.250.450.700.800.450.550.25

19、0.400.700.800.500.600.250.45碎石路面干燥潮濕0.500.600.300.400.600.700.400.500.600.700.400.55土路干燥潮濕泥濘0.400.500.200.400.150.250.500.600.300.400.150.250.500.600.350.500.200.30積雪路面松軟壓實(shí)0.200.300.150.200.200.400.200.250.200.400.300.50結(jié)冰路面0.080.150.100.200.050.10FFtAutomobile Electrics2.1.4 影響汽車動力性的主要因素第2章 汽車的使用性能

20、 1.行駛特性圖（1）驅(qū)動力行駛阻力平衡圖汽車行駛過程中，驅(qū)動力總是與行駛阻力相平衡，這種平衡關(guān)系用方程表達(dá)，稱為驅(qū)動力行駛阻力平衡方程，如式（2-8）。用圖形表達(dá)，即在汽車的驅(qū)動力圖上把汽車行駛中經(jīng)常遇到的滾動阻力和空氣阻力也算出并畫上，就構(gòu)成了汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖。如圖是具有四檔變速器的某汽車的驅(qū)動力行駛阻力平衡圖。Automobile Electrics2.1.4 影響汽車動力性的主要因素第2章 汽車的使用性能（2）動力特性圖汽車技術(shù)文獻(xiàn)中常采用動力特性圖，即動力因數(shù)車速關(guān)系曲線，如圖所示。動力因數(shù)D是綜合評定汽車動力性的參數(shù)，其值為：利用動力特性圖可以比較不同車重和空氣阻力的車輛的

21、動力性能。 dtdvgfGFFDwtsincosAutomobile Electrics2.1.4 影響汽車動力性的主要因素第2章 汽車的使用性能（3）功率平衡圖汽車行駛的每一瞬間發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率始終等于機(jī)械傳動損失與全部運(yùn)動阻力所消耗的功率的總和。這就是汽車的功率平衡。即：功率平衡圖或 （2-12）上式稱為汽車的功率平衡方程式。與驅(qū)動力行駛阻力平衡的處理方式相同，功率平衡方程式也可用圖解法表示。由于不同檔位對應(yīng)的車速范圍不同，各檔的驅(qū)動功率與車速的關(guān)系曲線亦不同。在圖上再畫出阻力功率對車速的關(guān)系曲線，就構(gòu)成了功率平衡圖。當(dāng)發(fā)動機(jī)外特性中的轉(zhuǎn)矩曲線、變速器傳動比、主減速比、傳動效率、車輪半徑、

22、空氣阻力系數(shù)、汽車迎風(fēng)面積及汽車質(zhì)量等參數(shù)確定后，便可利用驅(qū)動力行駛阻力平衡圖、動力特性圖和功率平衡圖分析汽車在附著良好路面上的動力性能，即確定汽車的最高車速、加速能力和上坡能力。 )(1jiwfTePPPPP)36003600sin761403600cos(13dtdvgGVVGAVCVfGPDTeAutomobile Electrics2.1.4 影響汽車動力性的主要因素第2章 汽車的使用性能2.影響汽車動力性的主要因素（1）發(fā)動機(jī)參數(shù) 發(fā)動機(jī)功率越大，汽車的動力性越好。（2）傳動系參數(shù) 主減速器傳動比；變速器檔數(shù)；變速器傳動比；液力變矩器（3）汽車總質(zhì)量及外型 汽車總質(zhì)量增加，滾動阻力、

23、上坡阻力和加速阻力均增大，則汽車動力性下降。汽車外型影響空氣阻力的大小，對汽車的動力性也有影響。因此，減輕汽車自重和改善汽車外型，會改善汽車的動力性。 （4）使用因素 汽車的動力性還在不同程度上受到汽車運(yùn)行條件的影響，如道路、氣候、海拔高度、駕駛技術(shù)、技術(shù)維護(hù)與調(diào)整、交通規(guī)則與運(yùn)輸組織等。在汽車使用過程中，加強(qiáng)維護(hù)，采取正確的駕駛方法，合理的運(yùn)輸組織，以充分發(fā)揮汽車的動力性能，提高運(yùn)輸生產(chǎn)率。 Automobile Electrics2.2 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性第2章 汽車的使用性能 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，是指汽車以最少的燃油消耗完成單位運(yùn)輸工作量的能力，它是汽車的主要使用性能之一。 Automobil

24、e Electrics2.2.1 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo)第2章 汽車的使用性能 1.評價指標(biāo) 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性常用一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量，即L/100km，或單位運(yùn)輸工作的燃油消耗量，即L/100tkm作為評價指標(biāo)。前者用于比較相同容量汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，也可用于分析不同部件（如發(fā)動機(jī)、傳動系等）裝在同一種汽車上對汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響；后者常用于比較和評價不同容載量汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。其數(shù)值越大，汽車的經(jīng)濟(jì)性越差。 美國采用每加侖燃油能行駛的英里數(shù)，即mile/Usgal作為評價指標(biāo)。 日本采用每升燃油能行駛的公里數(shù)，即km/L作為評價指標(biāo)。 Automobile Electr

25、ics2.2.1 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo)第2章 汽車的使用性能 2.實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性評價 實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性常用等速行駛100km燃料消耗量來評價，即汽車在額定載荷下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃料消耗量。常測出每隔10km/h或20km/h速度間隔的等速100km燃料消耗量，然后繪制等速百公里燃料消耗量曲線。 但是，等速行駛工況沒有全面反映汽車的實(shí)際運(yùn)行情況。各國都制定了一些典型的循環(huán)行駛工況來模擬實(shí)際汽車運(yùn)行狀況，并以其100km燃料消耗量來評定相應(yīng)行駛工況的燃料經(jīng)濟(jì)性。 我國根據(jù)不同的試驗(yàn)車型制定了不同的試驗(yàn)工況。對質(zhì)量在350014000kg的載貨汽車按6工況進(jìn)行試驗(yàn)；對

26、城市客車按4工況進(jìn)行試驗(yàn)；對轎車按25工況進(jìn)行試驗(yàn)。還規(guī)定以等速100km燃料消耗量和最高檔全節(jié)氣門加速行駛500m的加速油耗作為單項(xiàng)評價指標(biāo)，以循環(huán)工況燃料量作為綜合性評價指標(biāo)。 歐洲經(jīng)濟(jì)委員會（ECE）規(guī)定，要測量車速為90km/h和120km/h的等速100km燃料消耗量和按ECE-R.15循環(huán)工況的100km燃料消耗量，并各取1/3相加作為混合百公里燃料消耗量來評定汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性，即 混合100km油耗（1/3）ECE循環(huán)工況油耗（1/3）90km/h等速油耗（1/3）120km/h等速油耗 美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）規(guī)定，要測量市內(nèi)循環(huán)工況（UDDS）及公路循環(huán)工況（HWFET）的燃

27、料經(jīng)濟(jì)性，并按下式計(jì)算綜合燃料經(jīng)濟(jì)性（mile/gal）。 綜合燃料經(jīng)濟(jì)性1/（0.55/城市循環(huán)燃料經(jīng)濟(jì)性）（0.45/公路循環(huán)燃料經(jīng)濟(jì)性） Automobile Electrics2.2.2 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性計(jì)算第2章 汽車的使用性能 汽車等速100km燃油消耗量Qs可由發(fā)動機(jī)每小時耗油量GT（kg/h）和平均車速V（km/h）確定： , kg/100km （2-13）由發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)可知，發(fā)動機(jī)的有效耗油率ge為 , g/kWh則： , L/100km （2-14）式中：燃油密度，kg/L。汽油取0.742kg/L，柴油取0.830kg/L。Pe發(fā)動機(jī)有效功率，kW。由汽車功率平衡可知：所

28、以 , L/100km （2-15）式（2-15）全面反映了汽車燃油消耗量與發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性、汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)及行駛條件間的關(guān)系，稱為汽車燃油消耗量方程式。它對于分析燃油經(jīng)濟(jì)性有重要指導(dǎo)意義。 100VGQTs1000eTePGgVPgQees10)(1jiwfTePPPPP)1521(360002dtdvgGGiAVCGfgQDTesAutomobile Electrics2.2.3 提高汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的措施第2章 汽車的使用性能目前國內(nèi)外汽車節(jié)油途徑，概括起來有政策性措施、結(jié)構(gòu)措施和技術(shù)管理措施。1.政策性措施政策性措施是制定正確的運(yùn)輸能源政策。包括燃料價格政策，燃料與道路稅收政策、油料分配與獎懲

29、制度、油料管理制度、各種運(yùn)輸方式的合理分配與轉(zhuǎn)換政策、新能源開發(fā)政策、限制油耗及車速的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)等。2.結(jié)構(gòu)措施提高壓縮比；改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)；采用電子控制多點(diǎn)噴射發(fā)動機(jī)和稀薄混合氣的分層燃燒；減少強(qiáng)制怠速油耗；氣缸數(shù)自動可調(diào)機(jī)構(gòu)；汽車輕量化3.技術(shù)管理措施保持發(fā)動機(jī)良好技術(shù)狀況；保持底盤良好技術(shù)狀況；提高駕駛技術(shù)Automobile Electrics2.3 汽車的制動性第2章 汽車的使用性能 汽車的制動性是指汽車行駛時，能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定和下長坡時能維持較低車速的能力。 Automobile Electrics2.3.1 汽車制動性的評價指標(biāo)第2章 汽車的使用性能 汽車的制動性能主

30、要用下列三方面指標(biāo)來衡量： 1.制動效能 制動效能指汽車迅速減速至停車的能力。用制動距離、制動減速度或制動力評定。它是汽車制動性能最基本的評價指標(biāo)。 2.制動效能的恒定性 制動效能的恒定性指抵抗制動效能的熱衰退和水衰退的能力。 3.制動時的方向穩(wěn)定性 制動時的方向穩(wěn)定性是指制動時汽車按照駕駛員給定方向行駛的能力。即是否會發(fā)生制動跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向的能力。 Automobile Electrics2.3.2 制動力學(xué)第2章 汽車的使用性能 1.地面制動力、制動器制動力、附著力及其相互關(guān)系（1）地面制動力汽車制動時，地面作用于車輪的切向力稱為地面制動力Fxb，它是使汽車制動而減速行駛的外力。汽車

31、在良好路面上制動時的車輪受力圖如圖所示。圖中忽略了滾動阻力矩和減速時的慣性力、慣性力矩（它們相對較?。?；M是車輪制動器的摩擦力矩，單位為Nm；Fxb為地面制動力， W為車輪的垂直載荷，F(xiàn)p為車軸對車輪的推力，F(xiàn)z為地面對車輪的法向反作用力，單位均為N。由力矩平衡分析可知： ，N （2-16）式中：r 車輪半徑，m。rMFxbAutomobile Electrics2.3.2 制動力學(xué)第2章 汽車的使用性能（2）制動器制動力在輪胎周緣克服制動器摩擦力矩所需的力稱為制動器制動力F，即： ，N （2-17）（3）地面制動力、制動器制動力、附著力之間的關(guān)系地面制動力是滑動摩擦約束反力，其最大值受附著力

32、的限制。若不考慮制動過程中值的變化，即設(shè)為一常值，則當(dāng)制動踏板力或制動系壓力上升到某一值，而地面制動力達(dá)最大值即等于附著力時，車輪將抱死不動而拖滑。踏板力或制動系壓力再增加，制動器制動力F由于制動器摩擦力矩的增長，仍按直線關(guān)系繼續(xù)上升，但是地面制動力達(dá)到附著力的值后就不再增加了。制動過程中，這三種力的關(guān)系，如圖所示。汽車的地面制動力首先取決于制動器制動力，但同時又受輪胎道路附著條件的限制。所以只有當(dāng)汽車具有足夠的制動器摩擦力矩，同時輪胎與道路又能提供足夠的附著力時，汽車才有足夠的地面制動力而獲得良好的制動性。 rMFAutomobile Electrics2.3.2 制動力學(xué)第2章 汽車的使用

33、性能2.制動力分配（1）理想的制動器制動力分配曲線在任何輪胎地面附著系數(shù)下，汽車在水平路面制動時均能使雙軸汽車前、后軸車輪同時抱死的前、后制動器制動力分配曲線稱為理想制動器制動力分配曲線，通常稱為I曲線，如圖所示。由I曲線可知：不同附著系數(shù)的路面上制動均要達(dá)到前、后軸車輪同時抱死，其前、后制動器制動力的比值也不同。（2）實(shí)際制動器制動力分配曲線與同步附著系數(shù)大多數(shù)兩軸汽車的前、后制動器制動力之比為一固定常值。稱為實(shí)際制動器制動力分配系數(shù)，它等于前輪制動器制動力與汽車總制動器制動力之比，即：故有 （2-18）由上式所作的圖形稱為實(shí)際的前、后輪制動器制動力分配曲線，通常稱為曲線，圖中線與I曲線相交

34、，我們稱線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)0。同步附著系數(shù)說明，前、后制動器制動力為固定比值的汽車，只有在一種附著系數(shù)，即同步附著系數(shù)的路面上制動時才能使前、后輪同時抱死。汽車的實(shí)際制動器制動力分配等于理想制動力分配時，汽車處于較好的制動狀態(tài)，此時輪胎道路附著系數(shù)得到充分的利用。對于只具有前、后制動器制動力的比值為一常數(shù)的制動系統(tǒng)的汽車，只在實(shí)際制動器制動力分配曲線與理想制動器制動力分配曲線的交點(diǎn)處，前、后車輪才會同時接近抱死狀態(tài)，附著性能得到充分利用，在其它各處，若實(shí)際分配曲線在理想曲線下方，當(dāng)制動踏板力足夠大時，會出現(xiàn)前輪先抱死，提前喪失轉(zhuǎn)向能力的情況；反之，若實(shí)際分配曲線在理想曲線

35、上方，則會出現(xiàn)后輪先抱死而使汽車處于不穩(wěn)定的制動狀態(tài)。 2111FFFFF121FFAutomobile Electrics2.3.3 制動效能及制動時的穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能1.制動效能GB72581997機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件（簡稱安全條件）規(guī)定，用制動距離、制動減速度或制動力三者之一來檢驗(yàn)汽車的制動效能。（1）制動距離制動距離是指機(jī)動車在規(guī)定的初速度下急踩制動踏板時，從腳接觸制動踏板時起至車輛停住時為止，車輛駛過的距離。它是評價汽車制動效能最直觀的指標(biāo)。制動減速度j（m/s2）與制動時間t（s）的關(guān)系曲線如圖所示。tO為駕駛員反應(yīng)時間。一般tO為0.31s。t1為制動器的作用時間，

36、是從駕駛員剛踩著制動踏板到汽車出現(xiàn)制動減速度為止所經(jīng)歷的時間。t2為制動力由零增加至穩(wěn)定值，制動減速度由零增至穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時間。常將t1t2稱為制動系的協(xié)調(diào)時間，一般在0.20.9s之間。t3是以穩(wěn)定減速度制動的時間。t4是制動解除時間，一般為0.21s之間。對制動過程影響較大的是t1、t2和t3。制動距離是指t1、t2和t3時間內(nèi)，汽車所駛過的距離。汽車制動距離的理論公式（省略推導(dǎo)過程）為： ，m （2-19）式中：V0制動初速度，km/h。由此可見，決定汽車制動距離的主要因素是：制動系協(xié)調(diào)時間、最大制動減速度、制動的初速度。改進(jìn)制動系結(jié)核，縮短制動系協(xié)調(diào)時間，是減少制動距離的有效措施。

37、max2219 .25216 . 31jVVttSooAutomobile Electrics2.3.3 制動效能及制動時的穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能（2）制動減速度在制動過程中，實(shí)際的制動減速度是個變化的值。一般認(rèn)為制動到抱死狀態(tài)，具有最大的地面制動力，因而產(chǎn)生最大制動減速度。其數(shù)值為： ，m/s2 （2-20）從行駛安全的角度出發(fā)，制動減速度越大，則制動效果越好。制動力越大，則制動減速度越大。制動減速度可以用制動減速度儀來測量，但檢測時，常存在以下幾個問題： 受車輛制動時傾角的影響而使測量精度降低。對不同形式的車輛，同一速度下，制動時的傾角大小不同，其誤差也不同。試驗(yàn)的重復(fù)性差。測試時受

38、路面附著系數(shù)的影響很大。由它測出的減速度是一個整車性能參數(shù)，所以反映不出各車輪的制動力及其分配情況。在GB72581997機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件中不用制動穩(wěn)定減速度來評價制動性能，而是用充分發(fā)出的平均減速度評價汽車制動性能。充分發(fā)出的平均減速度，用符號FMDD表示，其定義如下： ,m/s2 （2-21）式中：V0制動初速度，km/h；Vb0.8V0車輛的速度，km/h；Ve0.1V0車輛的速度，km/h；Sb在速度V0和Vb之間車輛駛過的距離，m；Se在速度V0和Ve之間車輛駛過的距離，m。充分發(fā)出的平均減速度不受測試時車輛傾角的影響，能較準(zhǔn)確地反映車輛的制動速度特性。 gjmax)(92.2

39、522beebSSVVFMDDAutomobile Electrics2.3.3 制動效能及制動時的穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能（3）制動力 制動力是使汽車強(qiáng)制地減速以至停車的最本質(zhì)因素。制動力的變化特征表征了減速度的變化特性，間接地反映了制動距離的變化。因此，用制動力檢驗(yàn)汽車的制動效能是從本質(zhì)上進(jìn)行的檢驗(yàn)方法，能夠全面地評價汽車的制動性能。 采用制動力作制動效能的評價指標(biāo)，還可以在空載情況下，采用試驗(yàn)臺測試的方法來檢驗(yàn)汽車的制動性能。 Automobile Electrics2.3.3 制動效能及制動時的穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能2.制動時的效能穩(wěn)定性制動效能指標(biāo)是在冷態(tài)制動時（即制動器工

40、作溫度在100以下）討論的。在不同的使用環(huán)境下，制動效能會發(fā)生改變，制動效能的穩(wěn)定性就是指抗制動效能下降的能力。（1）熱衰退汽車在高速下制動或短時間內(nèi)連續(xù)制動，尤其是下長坡連續(xù)和緩制動時，都可能由于制動器內(nèi)溫度過高、摩擦系數(shù)下降而導(dǎo)致制動效能降低，這種現(xiàn)象稱為制動效能的熱衰退。熱衰退產(chǎn)生的原因是由于一般石棉材料摩擦襯片由石棉、粘合劑、填料等在高溫下壓制形成的，在制動時，當(dāng)摩擦襯片溫度超過壓制時的溫度后，襯片中的有機(jī)物會分解出一些氣體和液體，它們覆在摩擦表面起潤滑作用，致使摩擦系數(shù)下降。熱衰退對制動效能的影響程度還與制動器的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。抵抗熱衰退的能力，常用一系列連續(xù)制動后，制動效能較冷態(tài)制動

41、時下降的程度來表示。國際標(biāo)準(zhǔn)草案ISO/DIS6597推薦，以一定車速連續(xù)制動15次，每次的制動強(qiáng)度為3m/s2，最后的制動效能應(yīng)不低于規(guī)定的冷試驗(yàn)制動效能（5.8m/s2）的60，條件是制動踏板力不變。（2）水衰退制動器摩擦表面浸水后，將因水的潤滑作用使摩擦系數(shù)下降，并使汽車制動效能降低，這種現(xiàn)象稱為制動效能的水衰退。汽車制動時產(chǎn)生的熱量可使摩擦片干燥，因而制動器浸水后，經(jīng)過若干次（一般為515次）制動后，制動器可逐漸恢復(fù)浸水前的性能。 Automobile Electrics2.3.3 制動效能及制動時的穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能3.制動時的方向穩(wěn)定性一般稱汽車在制動過程中維持直線行駛的

42、能力或按預(yù)定彎道行駛的能力為汽車制動時的方向穩(wěn)定性。在制動過程中由于跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向能力而導(dǎo)致汽車方向不穩(wěn)，從而引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。（1）制動跑偏汽車直線行駛制動時，在轉(zhuǎn)向盤固定不動的條件下，汽車有自動向左側(cè)或向右側(cè)偏駛的現(xiàn)象，稱為制動跑偏。制動跑偏的主要原因是汽車左右車輪、特別是轉(zhuǎn)向軸左右車輪制動力不相等造成的；也會由于在制動時，汽車懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動學(xué)上不協(xié)調(diào)，發(fā)生桿系間的運(yùn)動干涉，致使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)造成跑偏。各制動器摩擦副表面狀態(tài)的變化，路面和輪胎狀況的不同以及制動器調(diào)整不當(dāng)?shù)仍?，在制動時轉(zhuǎn)向軸左右車輪的制動力Fx1l、Fx1r總有一些差異，它們對各自主銷形成的力矩不相等（

43、如圖2.13所示），且方向相反。而轉(zhuǎn)向桿系中存在間隙及桿件彈性的影響，即使轉(zhuǎn)向盤不動，也會引起轉(zhuǎn)向輪向力矩大的方向偏轉(zhuǎn)一個角度，使汽車有輕微的轉(zhuǎn)向跑偏。左右車輪制動力不相等，還會引起前后軸的地面?zhèn)认蚍醋饔昧y1、Fy2，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪主銷有后傾時，F(xiàn)y1會對轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生一偏轉(zhuǎn)力矩，增大了車輪的偏轉(zhuǎn)，使跑偏加強(qiáng)。轉(zhuǎn)向桿系與懸架桿系在運(yùn)動上的干涉主要是設(shè)計(jì)原因造成的，引起制動跑偏的方向是固定的，通過正確設(shè)計(jì)基本可以避免。為了限制制動跑偏，用制動力檢驗(yàn)制動效能時，要求前軸左、右輪制動力之差不大于該軸軸荷的5，后軸左、右輪制動力之差不大于該軸軸荷的10。 Automobile Electrics2.3.3

44、制動效能及制動時的穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能（2）制動側(cè)滑制動時汽車的一軸或兩軸發(fā)生橫向滑移的現(xiàn)象稱為制動側(cè)滑。側(cè)滑的條件制動過程中車輪側(cè)滑的受力情況如圖所示。該輪所受垂直載荷為W,地面法向反作用力 為Fz,制動器摩擦力矩為M，所產(chǎn)生的地面制動力為Fxb。由于側(cè)向風(fēng)、道路橫坡引起的側(cè)向力及轉(zhuǎn)彎時的離心力的作用，車輪上作用的側(cè)向力為Fy,相應(yīng)地面?zhèn)认蚍醋饔昧閅。制動過程中車輪受側(cè)向力作用時，地面產(chǎn)生側(cè)向反力Y。由附著條件知，在地面切向反力和側(cè)向反力并存時，兩者的合力R不能超出附著力，否則將產(chǎn)生側(cè)滑。因此在地面制動力Fxb的作用下，不產(chǎn)生側(cè)滑所承受的側(cè)向力為： F （2-22）上式表明，車輛抵

45、抗側(cè)滑的能力與作用在車輪上的地面制動力有關(guān)。當(dāng)?shù)孛嬷苿恿εc車輪和地面的附著力相等時，即使是微小的側(cè)向力都將引起車輪的側(cè)向滑移。 22)(xbZFFAutomobile Electrics2.3.3 制動效能及制動時的穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能汽車單軸側(cè)滑的穩(wěn)定性分析如圖a）為汽車前軸側(cè)滑時的運(yùn)動簡圖，直線行駛的汽車制動時，若前輪抱死而后輪滾動，則前軸在側(cè)向力的作用下發(fā)生側(cè)滑。汽車前輪中點(diǎn)的速度方向?qū)⑵x汽車縱軸線，其夾角為。而后軸中點(diǎn)的速度方向未改變。汽車作類似轉(zhuǎn)彎的運(yùn)動，其瞬時回轉(zhuǎn)中心為速度VA、VB兩垂線的交點(diǎn)O，由此產(chǎn)生的離心慣性力為Fj，其作用效果總是起抵消側(cè)向力的作用，消減側(cè)滑。且

46、一旦側(cè)向力消失，F(xiàn)j有使汽車自動回正的作用。因此，僅前軸抱死產(chǎn)生的側(cè)滑在汽車前進(jìn)方向上的改變不大。但前輪抱死時，因側(cè)向附著系數(shù)為零，不能產(chǎn)生任何地面?zhèn)认蚍醋饔昧Γ噯适мD(zhuǎn)向能力。如圖2.15b）為汽車后軸側(cè)滑時的運(yùn)動簡圖，此時后輪抱死而前輪滾動。若在側(cè)向力作用下后軸發(fā)生側(cè)滑，則側(cè)滑方向與慣性力Fj的方向基本一致。于是慣性力加劇后軸側(cè)滑；后軸進(jìn)一步側(cè)滑又促使慣性力增大。如此下去，汽車將產(chǎn)生甩尾，甚至調(diào)頭。制動側(cè)滑試驗(yàn)表明：制動過程中，只有前輪抱死，汽車基本上沿直線減速行駛，汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)，但汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。若后輪比前輪提前一定時間（如對試驗(yàn)中的汽車為0.5s以上）先抱死拖滑，且車速超過某一

47、數(shù)值（試驗(yàn)車速為48km/h）時，只要有輕微的側(cè)向力作用，車輛就會發(fā)生后軸側(cè)滑，汽車急劇轉(zhuǎn)動，甚至完全調(diào)頭。因此，從保證汽車方向穩(wěn)定性的角度出發(fā)，首先不能出現(xiàn)只有后軸車輪抱死或后軸車輪比前軸車輪先抱死的情況，以防止后軸側(cè)滑。其次，盡量減少只有前輪抱死或前后輪都抱死的情況，以維持汽車的轉(zhuǎn)向能力。最理想的制動就是避免任何車輪抱死，以確保制動時的方向穩(wěn)定性。 Automobile Electrics2.3.4 提高汽車制動性的措施第2章 汽車的使用性能1.改進(jìn)汽車的結(jié)構(gòu)、控制制動力分配為防止制動時后軸抱死而發(fā)生危險的側(cè)滑，線應(yīng)在I曲線下方。為減少前輪失去轉(zhuǎn)向能力的傾向和提高制動系效率，線越接近I曲線

48、越好。為達(dá)到此目的，現(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)中裝有各種壓力調(diào)節(jié)裝置。如限壓閥、比例閥、載荷控制比例閥、載荷控制限壓閥等。為了充分發(fā)揮輪胎與地面間的潛在附著能力，全面滿足對汽車制動性的要求，汽車上已采用了多種型式的制動防抱死裝置，從而使汽車在制動時不僅有較強(qiáng)的抗后軸側(cè)滑的能力，保證汽車的行駛方向穩(wěn)定性，而且有良好的轉(zhuǎn)向操縱性。由于利用了峰值附著系數(shù)，也能充分發(fā)揮制動效能，提高制動減速度和縮短制動距離。2.保持車輪制動器的良好性能車輪制動器的摩擦副、制動鼓的構(gòu)造和材料，對制動器的摩擦力矩和制動效能的熱衰退都有很大影響。在設(shè)計(jì)制造中應(yīng)選用好的結(jié)構(gòu)型式及材料，在使用維修中注意摩擦片的選用和制動器的調(diào)整。保持摩

49、擦片的表面清潔。3.提高駕駛技術(shù)經(jīng)驗(yàn)證明，在制動時，如迅速交替地踩下制動踏板，即可提高其制動效果。在緊急制動時，如能急速踩下制動踏板，則制動系的協(xié)調(diào)時間將縮短，從而縮短制動距離。在滑溜路面上不可猛踩制動踏板，以免導(dǎo)致側(cè)滑。在汽車下長坡時合理利用發(fā)動機(jī)制動，可在行車中顯著地減少車輪制動器的使用次數(shù)，保持車輪制動器處于低溫而能發(fā)揮最大制動效果的狀態(tài)，以備緊急制動時使用。高等級公路上行駛應(yīng)盡量減少不必要的制動。4.改善道路附著條件提高道路的附著系數(shù)。汽車在冰雪路面上行駛時，應(yīng)加裝防滑鏈。 Automobile Electrics2.3.5 汽車防抱死理論簡介第2章 汽車的使用性能 汽車是陸地行駛車輛

50、中機(jī)動性極強(qiáng)的交通工具，它行駛的路面條件十分復(fù)雜，當(dāng)行駛在雨、雪氣候條件下的濕滑路面時，為了躲避障礙，或?yàn)榱朔乐棺肺才鲎沧鰬?yīng)急制動時，汽車有可能發(fā)生側(cè)滑甩尾。如果左、右車輪分別行駛在雪后一側(cè)積雪路面和一側(cè)已經(jīng)清掃露出地面的路段上，或正行駛在彎道處，汽車有可能產(chǎn)生急轉(zhuǎn)調(diào)頭，或駛?cè)肽嫘熊嚨?，或滑移出路面，呈現(xiàn)不穩(wěn)定的失控狀態(tài)。 防抱死制動系統(tǒng)簡稱ABS(Anti-Lock Brake System),是基于汽車輪胎與路面之間的附著特性而開發(fā)的高技術(shù)制動系統(tǒng)。它從防止制動過程中車輛“抱死”的要求出發(fā)，防止應(yīng)急制動過程中出現(xiàn)前述不穩(wěn)定工況，達(dá)到提高汽車行駛穩(wěn)定性和方向操縱性為目的的主動安全性裝置。 A

51、utomobile Electrics2.3.5 汽車防抱死理論簡介第2章 汽車的使用性能1.附著系數(shù)與滑移率特性滑移率s定義為車速與輪速之差對車速之百分比，其值可按下式計(jì)算： （2-23）式中：v0汽車車速，m/s；車輪角速度，rad/s；r 車輪半徑，m。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)輪胎在路面上滑動時，將改變輪胎與路面之間的附著系數(shù)，因而也改變汽車的制動力。在各種路面上，附著系數(shù)與滑移率s構(gòu)成的典型函數(shù)關(guān)系如圖所示。由圖可以看出，不同滑移率時所對應(yīng)的附著系數(shù)值是不一樣的，關(guān)于汽車輪胎的附著系數(shù)與滑移率可得出如下結(jié)論：（1）滑移率s100時，縱向附著系數(shù)不大，而側(cè)向附著能力幾乎盡失，這意味著汽車將失去制動穩(wěn)

52、定性與轉(zhuǎn)向操縱性。（2）滑移率s1520范圍內(nèi)，可以同時得到較大的縱向和側(cè)向附著能力，是安全制動的理想工作區(qū)域。最大縱向附著系數(shù)稱為峰值附著系數(shù)p。（3）滑移率從零到最大縱向附著系數(shù)對應(yīng)的滑移率范圍為穩(wěn)定區(qū)域。這一區(qū)域的滑移率并不能表明輪胎與地面間發(fā)生了真正的相對滑動，滑移率大于零的原因是輪胎的滾動半徑由于輪胎胎面在地面制動力作用下受到拉伸發(fā)生微量的伸長而變大的緣故（4）滑移率從最大縱向附著系數(shù)對應(yīng)的滑移率到s100的范圍為不穩(wěn)定區(qū)域，滑移率一旦超過1520后便會很快地進(jìn)入到車輪抱死（s100）的狀態(tài)。顯然，為了使應(yīng)急制動具有最大的制動效能，應(yīng)當(dāng)充分利用峰值附著系數(shù)p產(chǎn)生最大的制動減速度。但是

53、，控制過程不可避免地存在壓力遲滯效應(yīng)。因此，應(yīng)急制動過程應(yīng)循環(huán)工作于峰值附著系數(shù)左右側(cè)的穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)之間，這樣才可能獲得最大的制動力，也具有較大的抗側(cè)滑能力。ABS系統(tǒng)就是用滑移率s作為參數(shù)，調(diào)節(jié)制動壓力以控制車輪轉(zhuǎn)速，達(dá)到防抱死制動的目的。 Automobile Electrics2.3.5 汽車防抱死理論簡介第2章 汽車的使用性能 2.防抱死系統(tǒng)簡介 ABS系統(tǒng)一般由輪速傳感器、電子控制器和壓力調(diào)節(jié)器三部分組成。 輪速傳感器的作用是測出與車輪共同旋轉(zhuǎn)的齒圈的轉(zhuǎn)速及其變化，產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)速成正比的交流信號，傳送到電子控制器。 電子控制器具有運(yùn)算功能，它接收輪速傳感器的交流信號，計(jì)算出車輪速

54、度、滑移率和車輪的加、減速度，并對這些信號加以分析后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出制動壓力控制指令。 壓力調(diào)節(jié)器接受到電子控制器的指令后，由壓力調(diào)節(jié)器中的電磁閥直接或間接地控制制動壓力的增減，從而調(diào)節(jié)制動器制動力矩，使之與地面附著狀況相適應(yīng)，防止制動車輪被抱死。 Automobile Electrics2.4 汽車的操縱穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能 汽車的操縱穩(wěn)定性是指駕駛員以最少的修正而能維持汽車按給定的方向行駛的能力以及汽車具有抵抗力圖改變其行駛方向的外界干擾的能力。 汽車的操縱穩(wěn)定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度，也決定著高速汽車的行駛安全性，成為現(xiàn)代汽車的重要使用性能之一。 Automobile

55、 Electrics2.4.1 輪胎的側(cè)偏特性第2章 汽車的使用性能 1.輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象汽車行駛中，由于某種原因（如路面的側(cè)向傾斜、側(cè)向風(fēng)或曲線行駛的離心力等）受到側(cè)向力的作用，則車輪中心將作用有側(cè)向力Fy，相應(yīng)地在地面上產(chǎn)生地面?zhèn)认蚍醋饔昧，也稱側(cè)偏力。在此情況下，對于剛性車輪而言，可能發(fā)生兩種情況：（1）當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧ξ催_(dá)到車輪與地面間的附著極限時，車輪與地面間沒有滑動，車輪的運(yùn)動軌跡仍沿車輪中心平面的方向。 （2）當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧_(dá)到車輪與地面的附著極限時，車輪發(fā)生側(cè)向滑動。若側(cè)滑速度為V，車輪的運(yùn)動方向便沿合成速度V的方向，偏離了車輪中心平面的方向。實(shí)際的車輪具有側(cè)向彈性，即使

56、FY沒有達(dá)到附著極限，車輪行駛方向也將偏離車輪平面的方向，這就是彈性輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象。為了說明此現(xiàn)象，我們討論兩種情況：一是車輪靜止不滾動。由于車輪有側(cè)向彈性，輪胎發(fā)生側(cè)向變形，輪胎胎面與地面接觸印跡的中心線與車輪平面中心線不重合，錯開h，但仍平行于，如圖a)所示。二是車輪滾動。接觸印跡的中心線不只是與車輪平面中心線錯開一定距離，而且不再平行。與的夾角，即為側(cè)偏角。車輪就是沿方向滾動的，如圖b)所示。 Automobile Electrics2.4.1 輪胎的側(cè)偏特性第2章 汽車的使用性能2.側(cè)偏特性由試驗(yàn)得出的側(cè)偏力側(cè)偏角曲線稱為輪胎的側(cè)偏特性，如圖所示。曲線表明，側(cè)偏角不超過305O時，Y與

57、成線性關(guān)系。汽車正常行駛時，側(cè)偏角一般不超過4O5O，可以認(rèn)為側(cè)偏角與側(cè)偏力成線性關(guān)系。即： （2-24）式中：K側(cè)偏剛度，N/rad。側(cè)偏剛度是決定操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù)，其數(shù)值與輪胎尺寸、型式、結(jié)構(gòu)參數(shù)、氣壓、輪胎上的垂直載荷等有關(guān)。尺寸較大的輪胎有較高的側(cè)偏剛度；子午線輪胎的側(cè)偏剛度較普通輪胎高；扁平率小的寬輪胎側(cè)偏剛度大。輪胎的側(cè)偏剛度隨垂直載荷的增加而加大，但垂直載荷過大時，輪胎產(chǎn)生很大的徑向變形，側(cè)偏剛度反而有所減小。隨著輪胎氣壓的增加，側(cè)偏剛度增大，但氣壓過高后剛度不再變化。側(cè)偏剛度絕對值越大，在同樣側(cè)偏力作用下，產(chǎn)生的側(cè)偏角越小，相應(yīng)的操縱穩(wěn)定性越好。圖2.20 汽車的轉(zhuǎn)向簡圖

58、KYAutomobile Electrics2.4.2 汽車的轉(zhuǎn)向特性第2章 汽車的使用性能1.無側(cè)向偏離時汽車的轉(zhuǎn)向特性汽車前輪轉(zhuǎn)角為時，汽車的轉(zhuǎn)向簡圖如圖。由圖可知，汽車的轉(zhuǎn)向半徑（從瞬時回轉(zhuǎn)中心O至汽車縱軸線AB之間的距離）與前輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系為： （2-25）式中：L軸距，m。當(dāng)不大時，若用弧度表示，可認(rèn)為tan，故公式可簡化為 （2-26）2.有側(cè)向偏離時汽車的轉(zhuǎn)向特性由圖2.20可知，有側(cè)向偏離時汽車的轉(zhuǎn)向半徑為： （2-27）式中：1、2 前、后軸車輪產(chǎn)生的側(cè)偏角。當(dāng)不大，1、2也較小時，得： （2-28）3.穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性分析比較式（2-26）、（2-28）可知，由于前、后車輪側(cè)

59、偏角的影響，使得R與RO有所不同。前、后車輪側(cè)偏角之間可能存在三種關(guān)系，因而汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性有三種：（1）如果12，則RRO，稱汽車具有中性轉(zhuǎn)向性。圖2.21 汽車等速上坡受力圖（2）如果12，則RRO，稱汽車具有不足轉(zhuǎn)向性。（3）如果12，則RRO，稱汽車具有過多轉(zhuǎn)向性。具有適度不足轉(zhuǎn)向特性的汽車才有良好的操縱穩(wěn)定性。因此，在使用中一般前輪充氣壓力較后輪低，以確保汽車的不足轉(zhuǎn)向性。 tanLRoLRo21tan)tan(LR)(21LRAutomobile Electrics2.4.3 汽車的縱向、橫向穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能 1.汽車的縱向傾覆 汽車在縱向坡道上上行時，可能出現(xiàn)兩種情

60、況：其一是在某一坡度下，驅(qū)動力超出附著力而滑轉(zhuǎn)，汽車無法行駛；其二是在某一坡度下，前輪的地面法向反作用力減小到零，汽車將失去操縱，并可能產(chǎn)生縱向翻倒。 為保證汽車縱向穩(wěn)定性，上坡時應(yīng)先出現(xiàn)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，因而無法上坡，從而避免縱翻，由此得到汽車縱向穩(wěn)定性條件為： （2-29） 對于前輪驅(qū)動型汽車，其縱向穩(wěn)定性條件為：L0ghbghbAutomobile Electrics2.4.3 汽車的縱向、橫向穩(wěn)定性第2章 汽車的使用性能 2.汽車的側(cè)翻 汽車在彎道行駛時，由于受到側(cè)向力的作用，將引起汽車側(cè)向不穩(wěn)定。其一，當(dāng)側(cè)向力達(dá)到附著極限時，將產(chǎn)生側(cè)滑；其二，側(cè)向力將引起左、右車輪地面法向反作用力的改變，