汽車?yán)碚撝R(shí)

1、第三章 汽車?yán)碚撝R(shí)學(xué)習(xí)要點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1.能正確描述發(fā)動(dòng)機(jī)的有效性能指標(biāo)2.能簡(jiǎn)單敘述發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程與燃燒過(guò)程3.能正確敘述汽車的行駛阻力4.能正確敘述汽車燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)5.能正確敘述汽車跑偏與汽車側(cè)滑的原因技術(shù)點(diǎn)1.會(huì)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率2.會(huì)分析汽油機(jī)負(fù)荷特性曲線3.會(huì)分析汽車燃料經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)4.會(huì)分析汽車制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程和性能 發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源，是將某一種形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，對(duì)外輸出動(dòng)力。 在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程中，能量的轉(zhuǎn)換時(shí)通過(guò)氣缸內(nèi)氣體的壓力、溫度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在工程熱力學(xué)中，把實(shí)現(xiàn)熱能與機(jī)械相互轉(zhuǎn)化

2、的工作物質(zhì)稱為工質(zhì)，工質(zhì)可以是燃料、空氣、或者是兩者相混合的混合氣體。3.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán) 1.實(shí)際循環(huán) 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是由曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈完成一個(gè)工作循環(huán)，分為進(jìn)氣、壓縮、燃燒、膨脹、排氣的五個(gè)過(guò)程。每一循環(huán)都從吸入新鮮氣體，經(jīng)過(guò)壓縮、燃燒釋放出熱量，膨脹推動(dòng)活塞作功，排出廢氣，再進(jìn)行下一次循環(huán)。 通常將工質(zhì)在氣缸中的實(shí)際工作情況用氣體壓力P隨氣缸工作容積V而變化的圖形表示，稱為示功圖（P-V圖），當(dāng)進(jìn)行了一個(gè)工作循環(huán)時(shí)，則的P-V圖上表示出一根封閉的曲線。（1）進(jìn)氣過(guò)程（ra線） 進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。隨著活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，首先是上一循環(huán)留在氣缸中的殘余廢氣（其壓力Pr高于大氣

3、壓力Po）膨脹，壓力由排氣終了壓力Pr降至Pr¡®（Pr¡®低于大氣壓力Po），然后新鮮氣體被吸入氣缸。 （2）壓縮過(guò)程（ac線） 進(jìn)排氣門(mén)均關(guān)閉，活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)，缸內(nèi)工質(zhì)被壓縮，溫度和壓力上升。壓縮過(guò)程的作用是增大工作循環(huán)的溫度差，以獲得最大的膨脹比，提高熱功轉(zhuǎn)換效率，為迅速完成燃燒創(chuàng)造條件，且壓縮后氣體的高溫是保證柴油機(jī)燃料著火的必要條件。（3）燃燒過(guò)程（cz線） 此時(shí)進(jìn)排氣門(mén)均關(guān)閉，活塞位于上止點(diǎn)附近。燃燒過(guò)程的作用是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使工質(zhì)的壓力、溫度升高。放熱能越多，放熱能時(shí)越靠近上止點(diǎn)，熱效率越高。因此，要求燃燒過(guò)程正常、完

4、全、及時(shí)。（4）膨脹過(guò)程(zb線) 進(jìn)排氣門(mén)仍關(guān)閉，高溫、高壓氣體在氣缸內(nèi)膨脹，推動(dòng)活塞由上止點(diǎn)向下止點(diǎn)移動(dòng)，氣體容積不斷增大，壓力與溫度均降低。燃燒氣體所積聚的內(nèi)能，在膨脹過(guò)程中被轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。（5）排氣過(guò)程（br線） 進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)在b點(diǎn)開(kāi)始開(kāi)啟,廢氣迅速排出.當(dāng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，繼續(xù)將廢氣排出缸外。2.循環(huán)的指標(biāo)功 圖3-1-1或圖3-1-2中的封閉曲線分別構(gòu)成了兩個(gè)封閉面積。bczbb表示發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)工質(zhì)對(duì)活塞做功，是正功，成為循環(huán)的指示功。而下部封閉面積brab是進(jìn)、排氣過(guò)程消耗的能量，是負(fù)功，或成為泵氣損失。因此，通過(guò)一次循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的有用功應(yīng)當(dāng)是上部陰影面積bczbb

5、與下部面積brab之差。如果泵氣損失包括在發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損失內(nèi)，可以只用陰影部分表示指示功。3.實(shí)際循環(huán)的熱效率 燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料所放出的熱量，一般只有25%-40%轉(zhuǎn)化為有效功，其余的熱量則以各種不同形式耗散。因此，在整個(gè)實(shí)際循環(huán)中，工質(zhì)燃燒放出的熱量Q不可能全部轉(zhuǎn)換為指示功。所以，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)的熱效率總是小于1。發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際循環(huán)的熱效率： i=Wi/Q 式中：Wi發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的指示功，kJ； Q為得到指示功Wi所消耗的燃料的熱量，kJ。 上述熱效率稱為指示熱效率。 實(shí)際情況表明，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率是不高的，它的大致范圍是：汽油機(jī)，柴油機(jī)。3.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的有效性能指標(biāo) 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)包括

6、指示性能指標(biāo)和有效性能指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)的指標(biāo)性能指標(biāo)是以工質(zhì)對(duì)活塞作功為基礎(chǔ)建立的，用來(lái)評(píng)定工作優(yōu)劣的指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)有效性能指標(biāo)是以曲軸輸出的凈功率為基礎(chǔ)建立的指標(biāo)，用以評(píng)定整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。有效性能指標(biāo)包括有效功率Pe（kW）、轉(zhuǎn)矩Te（N·m）、平均有效壓力Pe（kPa）、有效耗油率ge(g/kw·h)、標(biāo)定指標(biāo)。3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)特性 發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況和使用工況而變化的關(guān)系，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性，通常用曲線表示，稱為特性曲線。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)隨調(diào)整情況而變化的關(guān)系，稱為調(diào)整特性，例如汽油機(jī)的燃料調(diào)J整特性、點(diǎn)火提前角調(diào)整特性、柴油機(jī)噴油提前角調(diào)整特性等；性能指標(biāo)隨使用工況

7、而變化的關(guān)系，稱為使用特性，如速度特性、負(fù)荷特性等。通過(guò)分析特性曲線表示，重點(diǎn)講述發(fā)動(dòng)機(jī)的使用特性（速度特性、負(fù)荷特性）。3.2.1 汽油機(jī)特性1.汽油機(jī)速度特性 研究汽油機(jī)速度特性的目的在于找出汽油機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速情況下，節(jié)氣門(mén)全開(kāi)及部分開(kāi)啟情況下，其動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的變化規(guī)律，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率Pemax，最大轉(zhuǎn)矩Temax和最小燃料消耗率gemin時(shí)的轉(zhuǎn)速，從而可以確定汽油機(jī)在不同的行駛工況處于的最有利的轉(zhuǎn)速范圍。節(jié)氣門(mén)開(kāi)度保持不變，發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率Pe、轉(zhuǎn)矩Te、燃料消耗率ge、隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的關(guān)系叫做發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性。表示這一關(guān)系的曲線，稱為速度特性曲線。節(jié)氣門(mén)全開(kāi)的速度特性叫外特性

8、。節(jié)氣門(mén)在部分開(kāi)度下測(cè)得的速度特性，稱為部分速度特性，外特性代表了發(fā)動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的最高動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要特性。發(fā)動(dòng)機(jī)作外特性實(shí)驗(yàn)時(shí)，不裝風(fēng)扇、空氣濾清器、散熱器、消聲器、空壓機(jī)等。如果裝上附件所作出的特性叫使用外特性。（1）外特性曲線分析 圖3-2-1所示為BJ492汽油機(jī)的外特性曲線。（2）汽油機(jī)的工作范圍和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作范圍是指在汽車穩(wěn)定行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍。就是說(shuō)，在nm到nB區(qū)間，節(jié)氣門(mén)保持某一開(kāi)度不變，發(fā)動(dòng)機(jī)有能力“自動(dòng)”調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩來(lái)適應(yīng)汽車外界阻力的變化，不需要駕駛員頻繁地改節(jié)氣門(mén)開(kāi)度或換擋。 汽車的行駛阻力總是在不斷變化的。為了表示汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)氣門(mén)全開(kāi)

9、情況下對(duì)外界阻力矩的適應(yīng)能力，常用轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)作為發(fā)動(dòng)機(jī)克服外界阻力能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)： =（Temax-TB）/TB100% 式中：Temax最大轉(zhuǎn)矩； TB標(biāo)定工況下的轉(zhuǎn)矩。 Temax愈大，TB愈小，則愈大，汽車對(duì)外界阻力的適應(yīng)能力愈強(qiáng)。 對(duì)于載貨汽車，它對(duì)各種道路條件的適應(yīng)性要求高，因此應(yīng)選用轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)較大和nM的數(shù)值較低的轉(zhuǎn)矩特性。市內(nèi)公共汽車對(duì)加速性能要求高，要求較大的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)。對(duì)于中、高級(jí)轎車，需要增大高轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，以提高在高車速下的超車能力，因此最大轉(zhuǎn)矩Temax應(yīng)出現(xiàn)在較高轉(zhuǎn)速下。2汽油機(jī)負(fù)荷特性 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，若轉(zhuǎn)速保持一定，其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)隨負(fù)荷而變化的關(guān)系稱為負(fù)荷特性。

10、（1）汽油機(jī)負(fù)荷特性 當(dāng)點(diǎn)火提前角調(diào)整為最佳，汽油機(jī)保持在某一轉(zhuǎn)速下工作時(shí)，逐漸改變節(jié)氣門(mén)開(kāi)度以適應(yīng)外界負(fù)荷，每小時(shí)耗油量GT和耗油率ge隨功率Pe（或Me、Pe）而變化的關(guān)系，稱為汽油機(jī)負(fù)荷特性。汽油機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)是靠改變節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，從而改變進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量來(lái)適應(yīng)負(fù)荷的變化（稱為量調(diào)節(jié)），負(fù)荷特性又節(jié)流特性。圖3-2-2所示為6100Q型車用汽油機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的負(fù)荷特性。1）GT曲線 當(dāng)汽油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，每小時(shí)燃料消耗量GT主要取決于節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和混合氣成分。節(jié)氣門(mén)開(kāi)度由小逐漸加大時(shí)，充入氣缸的混合氣量逐漸增加，GT隨之上升；當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度增大到約為全開(kāi)時(shí)的80%以后，加濃裝置開(kāi)始工作，混合氣

11、變濃，GT上升的速度加快，曲線變陡。GT是遞增曲線。2）ge曲線 油耗率曲線ge與GT曲線不同，存在一個(gè)最小值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)械效率m=0，功率完全用于克服發(fā)動(dòng)機(jī)自身的摩擦損失，油耗率可以認(rèn)為是無(wú)限大。隨著負(fù)荷增加，泵氣損失所占的比例減小，機(jī)械損失所占的比例也相應(yīng)減小，因此使ge逐漸減小。當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度接近全負(fù)荷時(shí)，由于化油器的省油器加入工作，混合氣加濃，提高了有效功率，使燃燒不完全正確，ge曲線愈平坦愈好，這樣在各種負(fù)荷條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性才不會(huì)差別太大。 3.2.2 柴油機(jī)特性 1柴油機(jī)速度特性 當(dāng)柴油機(jī)的油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位置保持不變，柴油機(jī)的有效指標(biāo)Pe、Te、ge、GT，隨轉(zhuǎn)速n的

12、變化關(guān)系稱為柴油機(jī)速度特性。當(dāng)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在標(biāo)定功率的供油量位置時(shí)，稱為外特性。固定在小于標(biāo)定功率供油量的任何位置的速度特性稱為部分速度特性。東風(fēng)EQ6102-1型柴油機(jī)外特性曲線如圖3-2-3所示。 柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線Te都比汽油機(jī)平坦，轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)較小，為5%-10%，柴油機(jī)對(duì)外界阻力變化的適應(yīng)性較差，將使換檔次數(shù)增多。因此在一些車用柴油機(jī)的調(diào)速器內(nèi)裝有校正彈簧（轉(zhuǎn)矩校正器），能在負(fù)荷增大、轉(zhuǎn)速下降時(shí)，使供油量自動(dòng)增加，以提高轉(zhuǎn)矩。采取這樣的措施后，轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備系數(shù)可提高到15%-20%。功率Pe曲線：由于不同轉(zhuǎn)速時(shí)Te變化不大，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，Pe幾乎隨轉(zhuǎn)速n上升成正比的增加。耗油率ge

13、曲線：柴油機(jī)外特性的ge，變化趨勢(shì)與汽油機(jī)相似，也是一凹形曲線，由于v隨轉(zhuǎn)速n的變化比較平坦，使ge曲線凹度較??；由于此致的壓縮比高，其最低耗油率比汽油機(jī)的20%-30%。2柴油機(jī)調(diào)速特性 柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定是非常重要的，而只有當(dāng)柴油機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩與外界阻力矩相平衡時(shí)，才能保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。由上節(jié)中知柴油機(jī)全負(fù)荷速度特性的轉(zhuǎn)矩Te=f(n)曲線比較平坦，柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果保持油量節(jié)氣機(jī)構(gòu)位置不變，柴油機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩就按速度特性變化，當(dāng)外界阻力矩R變化時(shí)，將引起轉(zhuǎn)速大的變化。阻力矩由R1增大到R2時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速將從n1降到n2，由于轉(zhuǎn)速急變，使運(yùn)轉(zhuǎn)極不穩(wěn)定。要使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，就必須人為的控制供油量來(lái)

14、適應(yīng)外界負(fù)荷變化，這不僅使駕駛員疲勞，而且恢復(fù)穩(wěn)定較慢。汽油機(jī)則不同，當(dāng)R增大時(shí)，轉(zhuǎn)速變化較小，能自動(dòng)的發(fā)出較大的矩克服阻力矩，具有自動(dòng)保持穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。由此可見(jiàn)，柴油機(jī)的工作穩(wěn)定性較差。另一方面，當(dāng)柴油機(jī)突然卸去負(fù)荷時(shí)，由于Me曲線平坦，轉(zhuǎn)速急劇上升，循環(huán)供油量隨n上升而增加，進(jìn)一步使轉(zhuǎn)速上升直至超過(guò)標(biāo)定轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)失去控制發(fā)生飛車事故，造成機(jī)件損失。汽油機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性決定了其超速不會(huì)過(guò)大，且運(yùn)動(dòng)件輕巧，短時(shí)超速危害不大。因此柴油機(jī)上必須設(shè)置防止超速的裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)工況是很頻繁的，如起動(dòng)、暖車、中途停車等。由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，柴油機(jī)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)極不穩(wěn)定，易熄火。汽油機(jī)的怠速較穩(wěn)定。所

15、以柴油機(jī)需設(shè)置保證怠速穩(wěn)定的裝置。 綜上所述，為保證柴油機(jī)的工作穩(wěn)定性、防止 高速飛車和怠速熄火，必須裝置調(diào)速器。調(diào)速器可根據(jù)負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)噴油泵供油量，使柴油機(jī)在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)速器有全程式和兩極式兩種。調(diào)速特性是指調(diào)速器起作用時(shí)，柴油機(jī)性能指標(biāo)Me、Pe、Ge、GT等隨轉(zhuǎn)速或負(fù)荷變化的規(guī)律。3.柴油機(jī)負(fù)荷特性 圖3-2-5中GT是每小時(shí)的燃料消耗量，由每循環(huán)供油量g所決定。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，負(fù)荷增加，供油量相應(yīng)增加。因此隨著輸出功率的增加，GT曲線是呈上升趨勢(shì)的。 3.3 汽車的動(dòng)力性 汽車的動(dòng)力性是汽車各種性能中最基本、最重要的一種性能，它直接影響汽車的平均技術(shù)速度。汽車行駛的

16、平均速度越高，汽車的運(yùn)輸生產(chǎn)率越高，所以要提高汽車運(yùn)輸生產(chǎn)率，首先要提高汽車的動(dòng)力性。 3.3.1 車的動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo) 汽車的平均行駛速度是汽車動(dòng)力性的總指標(biāo)。汽車的動(dòng)力性主要可由三方面的指標(biāo)來(lái)評(píng)定，即最高車速、加速性能和上坡性能。（1）汽車的最高速度（V amax） 最高車速是指汽車滿載在平直良好路面（混凝土和瀝清）上所能達(dá)到最高行駛速度。對(duì)于長(zhǎng)途運(yùn)輸車輛的平均行駛速度的影響較大。（2）汽車的加速能力 汽車加速能力是指汽車在各種使用條件下迅速增加行駛的能力。它對(duì)于市區(qū)車輛的平均行駛速度有很大影響，特別是轎車對(duì)加速時(shí)間成尤為重視。加速能力在理論分析中用加速度j來(lái)評(píng)定，而在實(shí)際試驗(yàn)中常采用下面二

17、種方法評(píng)定。 1）最高檔和次高檔加速性能 也稱超車加速性能，它是汽車用最高檔或次高檔由某一預(yù)定的中速全力加速至另一預(yù)定高速時(shí)經(jīng)過(guò)的時(shí)間或距離來(lái)評(píng)定。 2）起步連續(xù)換檔加速性能 也稱原地起步加速性能。它是汽車以起步檔起步，并以最大的加速度且選擇恰當(dāng)?shù)膿Q檔時(shí)刻逐步換至最高檔后，加速到某一高速（80%V amax上以）所需時(shí)間與距離來(lái)評(píng)定。（3）汽車的上坡能力 汽車的上坡能力對(duì)于在山區(qū)行駛車輛的平均行駛速度有很大影響，通常用最大爬坡度來(lái)評(píng)定。最大爬坡坡度imax是指汽車滿載時(shí)用變速最低檔位在良好路面上等速行駛所能克服的最大道路縱向坡度。在坡度不長(zhǎng)的道路上，利用汽車加速慣性能通過(guò)的坡度稱極限爬坡度。在

18、各車型中，越野車的imax最大，貨車次之，轎車一般不強(qiáng)調(diào)爬坡度。3.3.2 汽車的驅(qū)動(dòng)力 要確定汽車動(dòng)力性指標(biāo)，首先必須對(duì)汽車的受力情況進(jìn)行分析。因?yàn)槠囇匦旭偡较虻母鞣N運(yùn)動(dòng)狀況，是由作用于汽車行駛方向的各種外力作用的結(jié)果。作用在汽車行駛方向的外力有汽車的驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力。 1、汽車驅(qū)動(dòng)力的產(chǎn)生 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩Te，經(jīng)過(guò)汽車傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪上，此時(shí)作用于驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩Tt便產(chǎn)生一個(gè)對(duì)地面的圓周力F，根據(jù)作用力與反作用力原理，地面也對(duì)驅(qū)動(dòng)輪一個(gè)反作用力Ft，F(xiàn)t即是驅(qū)動(dòng)汽車的外力并稱之為汽車的驅(qū)動(dòng)力，如圖3-3-1，其數(shù)值大小為： Ft=Tt /r N 式中：Tt作用于驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩，N&

19、#183;m； r車輪半徑，m。 若發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的有效轉(zhuǎn)矩為T(mén)e，變速器的傳動(dòng)比為ig ，主減速器傳動(dòng)比為io，傳動(dòng)系的效率為nT，則在驅(qū)動(dòng)輪上得到的轉(zhuǎn)矩Tt為:Ft = Tei gi onT 對(duì)于裝有分動(dòng)、輪邊減速器和液力傳動(dòng)等裝置的汽車，上式應(yīng)計(jì)入相應(yīng)的傳動(dòng)比和機(jī)械效率。 Ft = Tei gi onT /r N 由上式可知，汽車的驅(qū)動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、傳動(dòng)系的各傳動(dòng)比及傳動(dòng)系的機(jī)械效率成正比，與車輪半徑成反比。驅(qū)動(dòng)力F隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T的增大而增大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，驅(qū)動(dòng)力也達(dá)到最大驅(qū)動(dòng)力，即 Ftmax=Temaxigio nT /r2.附著力和附著系數(shù) 由上可知驅(qū)動(dòng)力Ft與發(fā)

20、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te成正比。但實(shí)際上Ft不能隨Te無(wú)限制地增長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)力的極限值還受到輪胎與路面的附著情況的影響。在容易打滑的路面上，即使加大節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，開(kāi)始也會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力過(guò)小，車輪打滑，汽車不能前進(jìn)的現(xiàn)象。地面對(duì)輪胎的切向反作用力的極限值稱為附著力F，地面給驅(qū)動(dòng)輪提供的驅(qū)動(dòng)力的最大值受到附著力的限制，就是說(shuō) Ft F 根據(jù)試驗(yàn)，在硬路面上附著力大小與驅(qū)動(dòng)輪法向反作用力Z成正比。 F=Z 叫做車輪與路面間的附著系數(shù)。附著系數(shù)值與輪胎的花紋、胎壓、路面類型、路面干濕狀況以及行駛車速等有關(guān)。輪胎氣壓愈低，輪胎與地面的接觸面積愈大，因此附著系數(shù)值提高。3.驅(qū)動(dòng)力圖（1）如果驅(qū)動(dòng)輪不滑轉(zhuǎn)，在某一檔位下，發(fā)動(dòng)機(jī)輸

21、出一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，就會(huì)使汽車得到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力和行駛速度。在發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性曲線上確定一個(gè)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)（Te、ne）就可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力和車速點(diǎn)(Ft、va)。根據(jù)與Te對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ne，可計(jì)算得到相應(yīng)的汽車行駛速度。使用同一檔位的若干個(gè)汽車驅(qū)動(dòng)力行駛速度點(diǎn)，可以作出該檔的驅(qū)動(dòng)力曲線圖，各檔的驅(qū)動(dòng)力曲線組成了汽車的驅(qū)動(dòng)力圖。（2）汽車的驅(qū)動(dòng)力圖 表示汽車驅(qū)動(dòng)力與車速之間函數(shù)關(guān)系的曲線，即F-V。曲線，稱為汽車的驅(qū)動(dòng)力圖。它直觀地顯示了驅(qū)動(dòng)力隨車速變化的規(guī)律。對(duì)應(yīng)于不同的檔位，有不同的驅(qū)動(dòng)力曲線。在發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性曲線，傳動(dòng)系傳動(dòng)比、傳動(dòng)系效率、車輪半徑等參數(shù)已知或確定后，可作出汽車的驅(qū)動(dòng)力圖

22、，如圖所示。3.3.3 汽車的行駛阻力 汽車在水平道路上等速行駛時(shí)必須克服來(lái)自地面的滾動(dòng)阻力Ff和來(lái)自空氣的空氣阻力FW。當(dāng)汽車在坡道上上坡行駛時(shí)，還必須克服重力滑沿坡道的分力Fi，稱為坡度阻力。汽車加速行駛時(shí)還需要克服其慣性力Fj，稱為加速阻力。因此汽車行駛的總阻力為： F=Ff+FW+Fi+Fj 上述諸阻力中滾動(dòng)阻力和空氣阻力是在任何行駛條件下均存在的。坡度阻力和加速阻力僅在一定行駛條件下存在。在水平道路上等速行駛時(shí)就沒(méi)有加速阻力和坡度阻力。1滾動(dòng)阻力 滾動(dòng)阻力是指汽車車輪滾動(dòng)時(shí)，主要由于輪胎和地面變形造成的阻礙運(yùn)動(dòng)的力。圖3-3-3表示出汽車滑行時(shí)滾動(dòng)阻力的位置和方向。汽車行駛時(shí)，滾動(dòng)阻

23、力的產(chǎn)生原因如下：（1）道路塑性變形損失 車輪滾動(dòng)時(shí)會(huì)推移土壤，輪胎與路面之間產(chǎn)生摩擦，封受擠壓產(chǎn)生塑性變形等都要消耗一定的能量。（2）輪胎彈性遲滯損失 汽車行駛時(shí)，使輪胎在徑向、切向及側(cè)向都會(huì)產(chǎn)生變形，并處于變形、恢復(fù)的循環(huán)中，其中有一部分能量要消耗在輪胎組織的內(nèi)摩擦上，稱為彈性遲滯損失，使輪胎發(fā)熱，并向大氣散發(fā)出熱量。（3）其它損失 汽車行駛時(shí)還包括從動(dòng)輪軸承、油封處的損失，懸架零件間的摩擦和減振器內(nèi)的損失等。 綜上所述，滾動(dòng)阻力是當(dāng)車輪在路面上滾動(dòng)時(shí)，由于兩者相互作用而產(chǎn)生相應(yīng)變形所產(chǎn)生的能量損失的總稱。 汽車在松軟路面上行駛時(shí)，滾動(dòng)阻力主要是由路面變形引起的； 汽車在硬路面上行駛時(shí)，滾

24、動(dòng)阻力主要是由輪胎變形引起的。 汽車總質(zhì)量愈大，汽車要克服的滾動(dòng)阻力愈大。設(shè)汽車的滾動(dòng)阻力為Ff（N），車重為G（N），則在平路上的關(guān)系式為： Ff=fG(N)式中：f滾動(dòng)阻力系數(shù)。它表示單位車重受到的滾動(dòng)阻力。 汽車在坡道角為a的坡道上，車重給路面的正壓力變?yōu)镚·cosa。坡道滾動(dòng)阻力 Ff=fG·cosa 滾動(dòng)阻力系數(shù)f值由輪胎的結(jié)構(gòu)參數(shù)和道路的性質(zhì)所決定。輪胎氣壓愈高，道路愈平整、堅(jiān)實(shí)，滾動(dòng)阻力系數(shù)f值愈小。滾動(dòng)阻力系數(shù)還受車速的影響，當(dāng)車速小于50km/h，f值變化不大，可以認(rèn)為是常數(shù)。當(dāng)車速大于50km/h，在良好路面上轎車可用下式估算其滾動(dòng)阻力系數(shù)： F=f50

25、1+0.01(va50) 載貨汽車可用下式估算其滾動(dòng)阻力系數(shù)： F=f50+0.000056va 式中：va車速，km/h f50車速小于50km/h的滾動(dòng)阻力系數(shù)。 在車速較低時(shí)，滾動(dòng)阻力構(gòu)成了汽車行駛阻力的主要部分。當(dāng)彎道行駛時(shí)，輪胎發(fā)生側(cè)偏現(xiàn)象，滾動(dòng)阻力會(huì)有較多的增加。2.空氣阻力 汽車行駛時(shí)受到空氣作用力在行駛方向上的分力，稱為空氣阻力?？諝饩哂幸欢ǖ恼扯?，會(huì)與行駛的車身產(chǎn)生摩擦阻力；另一方面，當(dāng)汽車行駛時(shí)，會(huì)擠壓前部的空氣，并在汽車后面會(huì)形成一定程度的真空，產(chǎn)生渦流。圖3-3-4表示汽車受到的空氣壓力和空氣摩擦力的情況。圖3-3-5表示汽車行駛引起空氣擾動(dòng)和渦流的情況。 通過(guò)大量的試

26、驗(yàn)研究得出：在不太高的車速范圍內(nèi)，空氣阻力FW與迎風(fēng)面積A、空氣阻力系數(shù)CD，空氣相對(duì)于汽車的速度v有下列關(guān)系： FW=CDAV2/21.15 N 式中： v空氣相對(duì)于汽車的速度，當(dāng)風(fēng)速為0時(shí)，就是車速km/h； A迎風(fēng)面積，即汽車行駛方向的投影面積，m2； CD空氣阻力系數(shù)。 空氣阻力與車速的平方成正比，車速提高一倍，空氣阻力提搞到四倍。在高速行車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分功率都消耗在克服空氣阻力上。而當(dāng)車速小于30km/h時(shí)，空氣阻力甚至可以略去不計(jì)。汽車的外形對(duì)空氣阻力產(chǎn)生很大的影響。圖3-3-6示出各種外形的汽車的空氣阻力的比較。 駕駛員在使用中應(yīng)注意不要隨意增加破壞車身流線形的機(jī)件。貨物裝載

27、時(shí)盡可能使外形平滑過(guò)渡。使用篷布覆蓋有助于減小空氣阻力系數(shù)。 3.坡度阻力 當(dāng)汽車上坡行駛時(shí)，汽車重力在平行于路面方面的分力，稱為汽車的坡度阻力，用Fi表示，如圖3-3-7所示。 Fi與汽車重力及坡度角的關(guān)系為 Fi=Gsin N 道路坡度常用坡高與底長(zhǎng)之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。即 i=h/s×100%=tg 當(dāng)a10º50º時(shí)，可認(rèn)為 sintgi 故FiGi4.加速阻力 當(dāng)汽車加速行駛時(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力，就是加速阻力Fj。為便于計(jì)算，通常把汽車的質(zhì)量分為平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量?jī)刹糠?。加速時(shí)不僅平移的質(zhì)量產(chǎn)生慣性力，旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量還要產(chǎn)生慣性力偶矩。為便于計(jì)

28、算，一般把旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量的慣性力，并以系數(shù)。作為計(jì)入旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力偶矩后的汽車質(zhì)量換算系數(shù)，因而汽車加速阻力Fj可寫(xiě)成 Fj= G/g·dv/dt N 式中： 汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量旋轉(zhuǎn)換算系數(shù)，（1） G汽車重量，N g重力加速度，m/s2； dv/dt行駛加速度，m/s2。 主要與飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及傳動(dòng)系的傳動(dòng)比關(guān)。3.3.4 汽車行駛的驅(qū)動(dòng)附著條件 當(dāng)汽車行駛過(guò)程中，受到各種行駛阻力的作用。因此，為保證汽車的正常行駛，必須有一定的驅(qū)動(dòng)力，以克服各種行駛阻力。表示汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力之間關(guān)系的等式，稱為汽車的驅(qū)動(dòng)力平衡方程，即 Ft=Ff+FW+Fi+F

29、j 上式說(shuō)明了汽車行駛中驅(qū)動(dòng)力與各行駛阻力的平衡關(guān)系，其平衡關(guān)系不同，則汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同。 若Fj=Ft-(Ff+FW+Fi )>0，即Ft> Ff+FW+Fi時(shí)，汽車將加速行駛。 若Fj=Ft-(Ff+FW+Fi )=0，即Ft= Ff+FW+Fi時(shí)，汽車將等速行駛。 若Fj=Ft-(Ff+FW+Fi )<0，即Ft< Ff+FW+Fi時(shí)，汽車將無(wú)法起步或減速行駛直至停車。所以汽車行駛的一個(gè)條件為 FtFf+FW+Fi被稱為汽車的驅(qū)動(dòng)條件，但還不是汽車行駛的充分條件。隨著行駛阻力的增加，開(kāi)大節(jié)氣門(mén)，地面會(huì)產(chǎn)較大的驅(qū)動(dòng)力Ft，但Ftmax可能受到車輪與地面附著力F的限

30、制，即 F tmaxF=G 式中：G驅(qū)動(dòng)輪上的垂直作用載荷。 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力Ft增加到F時(shí)，就達(dá)到Ft的最大值。這時(shí)即使發(fā)動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩，但車輪產(chǎn)生“打滑”，發(fā)動(dòng)機(jī)更大的轉(zhuǎn)矩發(fā)揮不來(lái)，車輪得到的驅(qū)動(dòng)力也就不再增加了。上式是汽車行駛必須滿足的第二個(gè)條件附著條件。將汽車的驅(qū)動(dòng)條件與附著條件聯(lián)系，則得 Ff+FW+FiFfF 這就是汽車行駛的必要和充分條件，稱為汽車行駛的驅(qū)動(dòng)附著條件。3.4 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)是汽車的主要使用性能之一。它是指汽車以最小的燃料消耗完成單位運(yùn)輸工作的能力，常用汽車行駛100km(L/100km)所消耗的燃料量來(lái)評(píng)價(jià)。 由于汽車的燃料消耗量與發(fā)動(dòng)機(jī)類型、結(jié)

31、構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝水平、調(diào)整狀態(tài)、燃油品質(zhì)、道路條件及交通狀況、氣候、駕駛技術(shù)等同許多種因素有關(guān)。因此，燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)值要根據(jù)道路試驗(yàn)或室內(nèi)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)評(píng)定，也可以通過(guò)理論分析進(jìn)行估算。 3.4.1 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)有評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)行燃料消耗指標(biāo)，考核指標(biāo)等三大類。 1評(píng)價(jià)指標(biāo) 評(píng)價(jià)指標(biāo)用來(lái)評(píng)價(jià)各車型的燃料經(jīng)濟(jì)性。在我國(guó)通常用汽車行駛100km所消耗的燃料升數(shù)即L/100km作為計(jì)量單位，記作Qs。注：對(duì)使用說(shuō)明書(shū)所列燃料消耗量指標(biāo)，難以互相比較燃料經(jīng)濟(jì)性的好壞。2.運(yùn)行燃料消耗量指標(biāo) 汽車在使用中，其燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)是運(yùn)行燃料消耗量指標(biāo)。它是運(yùn)輸企業(yè)根據(jù)國(guó)家，地區(qū)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)給

32、駕駛員下達(dá)的完成某一運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)所用燃料量的控制指標(biāo)。3.考核指標(biāo) 汽車制造廠或改裝廠的車型燃料消耗量考核指標(biāo)。 汽車制造廠或改裝廠生產(chǎn)的某車型燃料消耗量考核指標(biāo)是比燃料消耗量q。3.4.2 提高汽車燃料經(jīng)濟(jì)性能措施1使用技術(shù)方面 對(duì)于一定的車型而言，一般通過(guò)改善汽車的技術(shù)狀況，提高駕駛員的操作技術(shù)水平來(lái)降低燃料的耗量，提高汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性。（1）保持汽車良好的滑行性能 保持汽車良好的滑行性能，則底盤(pán)消耗的功就少，燃料消耗必然下降，這就可保持汽車具有良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。反之，若傳動(dòng)系齒輪嚙合間隙過(guò)小，軸承、油封過(guò)緊，前輪定位失準(zhǔn)，輪胎氣壓，蹄、鼓間隙過(guò)小等，都會(huì)使滑行性能下降，行駛阻力增加，燃料

33、經(jīng)濟(jì)性變化。（2）保持發(fā)動(dòng)機(jī)良好的技術(shù)狀況 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況良好，不僅使汽車具有良好動(dòng)力性，同時(shí)也具有良好的燃料經(jīng)濟(jì)性。 1）定期檢查并保持足夠高的氣缸壓縮壓力。若氣缸壓力不足不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性下降，也使燃料速度減慢，致使燃料速度減慢，致使燃料經(jīng)濟(jì)性下降。 2）保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫為80-90時(shí)，燃料消耗率最低。轉(zhuǎn)矩和功率最高。 3）保持點(diǎn)火系的良好技術(shù)狀況。保證足夠的電火花能量、 適合的點(diǎn)火時(shí)刻、真空自動(dòng)提前及離心自動(dòng)提前裝置的正常工作、高速不斷火等，均有利于提高燃料經(jīng)濟(jì)性。（3）提高駕駛技術(shù) 良好的駕駛技術(shù)可以大大降低汽車的燃料消耗量。不同技術(shù)水平的駕駛員在相同使用條件下駕駛同

34、一類型的汽車，其燃料消耗量可相差20%-40%。欲降低燃料消耗量，除合理起動(dòng)、預(yù)熱、起步及行駛中要緩加速保持正常的冷卻水溫度、安全、合理的使用制動(dòng)外，在檔位選擇及車速控制方面常采用以下方法。 1）在良好的路面上，汽車在一定車速范圍內(nèi)，既可以用最高檔行駛，也可用次高檔行駛，應(yīng)選用最高檔行駛。 2）汽車以接近各種檔位的經(jīng)濟(jì)車速行駛： 汽車滿載用最高檔在平直良好的路面上，以某一車速Vaj等速行駛的百公里燃料消耗的升數(shù)Qs最少，Vaj稱為技術(shù)經(jīng)濟(jì)車速。 3）在良好道路上，采用加速滑行技術(shù)： 汽車在高檔上加速至較高的車速后，脫檔滑行至較低的車速，再掛該檔加速，這種加速與脫檔滑行交替的駕駛方法，稱為加速滑

35、行法。 4）合理采用拖掛運(yùn)輸方式，提高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率，降低燃料消耗率，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面（1）合理選用汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 1）選用功率適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī) 在轉(zhuǎn)速一定的條件下，負(fù)荷率較高時(shí)，汽車在加濃裝置起作用之前，有效燃料消耗率較低，發(fā)動(dòng)機(jī)在中等轉(zhuǎn)速較高負(fù)荷率下工作時(shí)，其燃料經(jīng)濟(jì)性較好。選用發(fā)動(dòng)機(jī)功率過(guò)大，則負(fù)荷率下降，燃料經(jīng)濟(jì)性變差；過(guò)小，則影響汽車的功力性。 2）擴(kuò)大選用柴油機(jī)的范圍 柴油機(jī)比汽油機(jī)熱效率高，特別是在部分負(fù)荷時(shí)柴油機(jī)的有效燃料消耗率較低。這一點(diǎn)對(duì)車用發(fā)動(dòng)車尤為有利。目前柴油機(jī)的燃料消耗率比汽油機(jī)平均約低20%-45%，且柴油機(jī)價(jià)格較低，發(fā)動(dòng)機(jī)排污較少。因此，目前擴(kuò)大選用柴油

36、機(jī)已成為汽車的發(fā)展方向之一。（2）優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 1）提高壓縮比是提高汽車機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性的主要措施。 2）采用直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)和稀薄混合氣的分層燃燒，以改善混合氣的形成、分配和燃燒過(guò)程。 3）應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)適時(shí)控制，是提高汽車燃料經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性的有效措施。（3）用強(qiáng)制怠速節(jié)油裝置（4）采用閉缸技術(shù) 閉缸技術(shù)常采用關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)的方法使氣缸停止工作。它不但可以提高負(fù)荷率，而且可以減少泵氣損失和驅(qū)動(dòng)氣門(mén)機(jī)構(gòu)的功率損失，節(jié)省燃料效果明顯。（5）采用超速檔 變速器設(shè)置超速檔的主要目的是節(jié)油，所以超速檔又稱經(jīng)濟(jì)檔。（6）減輕汽車整備質(zhì)量 汽車的滾動(dòng)阻力、上坡阻力和加速阻力均與汽車總質(zhì)量成正比。

37、減輕汽車整車質(zhì)量可使汽車總質(zhì)量下降，阻力功率減少，使燃料消耗下降。（7）提高汽車外形流線型程度 改善汽車的外形，使空氣阻力系數(shù)CD值減少，可以減少中高速行駛的空氣阻力，降低空氣阻力功率消耗，使燃料消耗下降.（8）采用子午線輪胎 由于子午線輪胎的特別結(jié)構(gòu)，使其滾動(dòng)阻力系數(shù)較普通斜交輪胎減少，而且越是高速差別越大，其節(jié)省燃料可達(dá)6%-8%，節(jié)省燃料效果明顯。 3.5 汽車的制動(dòng)性 汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車速的能力，稱為汽車的制動(dòng)性。制動(dòng)性的好壞直接影響行車安全。制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)及制動(dòng)時(shí)的車輪受力 1.制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)（1）制動(dòng)效能，即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度；

38、（2）制動(dòng)效能的恒定性，即抗熱衰退性能；（3）制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性，即制動(dòng)時(shí)汽車不發(fā)生跑偏、側(cè)滑以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。 制動(dòng)效能是指在良好路面上，汽車以一定初速度制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減速度。它是制動(dòng)性能最基本評(píng)價(jià)指標(biāo)。 汽車高速行駛或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能保持的程度，稱為抗熱衰退性能。2.制動(dòng)時(shí)車輪的受力 行駛中的汽車要降低車速或停車，必須受到與行駛方向相反的外力作用。這個(gè)外力只能由地面和空氣提供。但由于空氣阻力相對(duì)較小，所以實(shí)際上外力主要是由地面提供的，稱之為地面制動(dòng)力。地面制動(dòng)力越大，制動(dòng)減速度越大，制動(dòng)距離也越短，所以地面制動(dòng)力對(duì)汽車制動(dòng)性具有決定性影響。（1）地面制

39、動(dòng)力 圖3-5-1畫(huà)出了在良好的硬路面上制動(dòng)時(shí)車輪的受力情況。圖中滾動(dòng)阻力偶矩和減速時(shí)的慣性力、慣性力偶矩均忽略不計(jì)。T是車輪制動(dòng)器中摩擦片與制動(dòng)鼓或盤(pán)相對(duì)滑轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩，單位為N/m；Fxb是地面制動(dòng)力，單位為N；W為車輪垂直載荷、TP為車軸對(duì)車輪的推力、FZ為地面對(duì)車輪的法向反作用力，它們的單位均為N。 顯然，從力矩平衡得到： Fxb=Tu/r 式中：r車輪半徑，m。 地面制動(dòng)力Fxb是使汽車減速行駛的外力，其大小取決于兩個(gè)摩擦力：一個(gè)是制動(dòng)器內(nèi)制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)鼓（或制動(dòng)盤(pán)間）的摩擦力，一個(gè)是輪胎與地面間的摩擦力（即附著力）。（2）制動(dòng)器的制動(dòng)力 在輪胎周緣為了克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力

40、稱為制動(dòng)器制動(dòng)力，以符號(hào)F表示。它相當(dāng)于把汽車架離地面，并踩住制動(dòng)踏板，在輪胎周緣沿切線方向推動(dòng)車輪直至它能轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力，顯然： Fu=Tu/r 式中：Tu制動(dòng)器的摩擦力矩，N·m。 由此可知，制動(dòng)器制動(dòng)力僅由制動(dòng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定，即取決于制動(dòng)器的形式、結(jié)構(gòu)尺寸、制動(dòng)器摩擦力的摩擦因數(shù)以及車輪半徑，并與制動(dòng)踏板力，即制動(dòng)系的液壓或空氣壓力成正比。（3）地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與附著力之間的關(guān)系 在制動(dòng)時(shí)，若只考慮車輪的運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)與抱死拖滑兩種狀況，當(dāng)制動(dòng)踏板力較小時(shí)，制動(dòng)器摩擦力矩不大，地面與輪胎之間的摩擦力即地面制動(dòng)力，足以克服制動(dòng)器摩擦力矩而使車輪滾動(dòng)。顯然，車輪滾動(dòng)時(shí)的地面制動(dòng)力

41、就等于制動(dòng)器制動(dòng)力，且隨踏板力增長(zhǎng)成正比地增長(zhǎng)。（見(jiàn)圖3-5-2）。但地面制動(dòng)力是滑動(dòng)摩擦的約束反力，它的值不能超過(guò)附著力，即： FxbF=FZ 或最大地面制動(dòng)力 FXbmax 為 FXbmax= FZ 當(dāng)制動(dòng)器踏板力FP或制動(dòng)系液壓力p上升到某一值（圖3-5-2中為制動(dòng)液壓力Pa），地面制動(dòng)力Fxb到附著力Fu值時(shí)，車輪好抱死不轉(zhuǎn)而出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象。制動(dòng)系液壓力p>pa時(shí)，制動(dòng)器制動(dòng)力F由于制動(dòng)器摩擦力矩的增長(zhǎng)而仍按直線關(guān)系繼續(xù)上升。但是，若作用在車輪上的法向載荷為常數(shù)，地面制動(dòng)力達(dá)到附著力F的值后就不再增加。 由此可見(jiàn)，汽車的地面制動(dòng)力首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力，但同時(shí)又受地面附著條件的限制

42、，所以只有汽車具有足夠的制動(dòng)器制動(dòng)力，同時(shí)地面又能提供高的附著力時(shí)，才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。3.5.2 汽車的制動(dòng)效能及其恒定性 汽車的制動(dòng)效能是指汽車迅速降低行駛速度直至停車的能力。評(píng)價(jià)制動(dòng)效能的指標(biāo)有制動(dòng)減速、制動(dòng)距離。 1制動(dòng)減速度 制動(dòng)減速度是檢驗(yàn)汽車制動(dòng)效能的最基本指標(biāo)之一，其大小趨勢(shì)影響制動(dòng)距離的長(zhǎng)短。 制動(dòng)減速度的大小反映了地面制動(dòng)的大小，因此它與制動(dòng)器制動(dòng)力（車輪滾動(dòng)時(shí)）及地面附著力（車輪抱死拖滑時(shí)）有關(guān)。由于實(shí)際制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)器制動(dòng)力與駕駛員踩制動(dòng)踏板力直接相關(guān)，因此制動(dòng)減速j又與制動(dòng)踏板力F有關(guān)。圖3-5-3是實(shí)際沒(méi)得的制動(dòng)踏板力與制動(dòng)減速度及制動(dòng)時(shí)間的關(guān)系曲線。該圖反

43、映了從駕駛員接受緊急制動(dòng)信號(hào)開(kāi)始，到制動(dòng)結(jié)束的全過(guò)程。制動(dòng)全過(guò)程的分析（1）駕駛員反應(yīng)時(shí)間t1 圖中a點(diǎn)表現(xiàn)出現(xiàn)危險(xiǎn)信號(hào)，開(kāi)始計(jì)算時(shí)間。此時(shí)駕駛員并沒(méi)有立即行動(dòng)，而要經(jīng)過(guò)1后才意識(shí)到應(yīng)進(jìn)行緊急制動(dòng)。駕駛員移動(dòng)右腳步再經(jīng)過(guò)2后踩著制動(dòng)踏板（對(duì)應(yīng)圖中的b點(diǎn)）。從a點(diǎn)到b點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間 t1=1+1 稱為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，這段時(shí)間一般為。（2）制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間（即制動(dòng)器的作用時(shí)間）t2 B點(diǎn)之后，隨著駕駛員踩下踏板，踏板力迅速增大，到d點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大值。但由于制動(dòng)系管中壓力的提高以及制動(dòng)器蹄片與制動(dòng)鼓間隙的消除需時(shí)間，所以經(jīng)過(guò)2，即到c點(diǎn)，地面制動(dòng)力=2+2。稱為制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間（又稱制動(dòng)器作用時(shí)間）。制動(dòng)

44、系協(xié)調(diào)時(shí)間一方面取決于駕駛員踩踏板的速度，另一方面要受制動(dòng)系結(jié)構(gòu)型式的影響。t2一般在之間。（3）持續(xù)制動(dòng)時(shí)間t3 從e點(diǎn)到f點(diǎn)，駕駛員保持制動(dòng)踏板力不變，制動(dòng)減速度基本保持不變，這段時(shí)間t3稱之為持續(xù)制動(dòng)時(shí)間。（4）制動(dòng)釋放時(shí)間t4 到f點(diǎn)駕駛員松開(kāi)踏板，但制動(dòng)力的消除還需要一段時(shí)間。這段時(shí)間t4稱為制動(dòng)釋放時(shí)間。t4一般須之間。這段時(shí)間過(guò)長(zhǎng)一方面會(huì)耽誤隨后起步行駛的時(shí)間；另一方面在制動(dòng)過(guò)程中若出現(xiàn)因車輪抱死而使汽車失去控制，駕駛員采取措施放松制動(dòng)踏板時(shí)制動(dòng)力不及時(shí)釋放，危及安全。 由上述分析可知，在制動(dòng)過(guò)程中，實(shí)際的制動(dòng)減速度是個(gè)變化的值。安全技術(shù)條件規(guī)定的制動(dòng)減速度標(biāo)準(zhǔn)，是指緊急制動(dòng)過(guò)程

45、中的持續(xù)制動(dòng)時(shí)間t3階段應(yīng)達(dá)到的制動(dòng)減速度值。粗略地分析，對(duì)于普通車制動(dòng)系統(tǒng)，在持續(xù)制動(dòng)階段，可以認(rèn)為前、后車輪均抱死。此時(shí)制動(dòng)減速度達(dá)到最大值jmax，并與路面附著系數(shù)存在下列關(guān)系： Jmax=s·g 式中：s滑動(dòng)附著系數(shù) G重力加速度2.制動(dòng)距離 制動(dòng)距離是評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)性能最直觀的參數(shù)。它是指汽車以一定的初速度緊急制動(dòng)，從駕駛員踩上制動(dòng)踏板開(kāi)始到完全停車所行駛的距離，即包括制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間t2和持續(xù)制動(dòng)時(shí)間t3兩個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)汽車駛過(guò)的距離。3.制動(dòng)效能的恒定性 上述的制動(dòng)效能指標(biāo)指的是制動(dòng)器工作溫度在100 以下的冷制動(dòng)狀態(tài)下的指標(biāo)。在下長(zhǎng)坡和高速連續(xù)制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器溫度常在300以

46、上，有時(shí)甚至高達(dá)600-700 ，這時(shí)制動(dòng)器的摩擦力矩顯著降低，制動(dòng)效能指標(biāo)明顯下降，這種現(xiàn)象稱為制動(dòng)器的衰退現(xiàn)象。制動(dòng)效能的恒定性主要是指制動(dòng)器抗熱衰退能力。 衡量抗熱衰退性能一般以連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能占冷制動(dòng)效能的百分?jǐn)?shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。一般制動(dòng)情況下，摩擦片的溫度不會(huì)超過(guò)其生產(chǎn)時(shí)的最高溫度，摩擦片與制動(dòng)鼓的摩擦片溫度超過(guò)其生產(chǎn)時(shí)的是高溫度，摩擦片內(nèi)的有機(jī)物在高溫下發(fā)生分解，產(chǎn)生氣體和液體，在摩擦表面形成的有潤(rùn)滑作用的薄膜，使摩擦系數(shù)下降，即出現(xiàn)熱衰退。 試驗(yàn)表明：當(dāng)蹄片溫度達(dá)到436-440時(shí)，制動(dòng)量的摩擦力矩只有冷制動(dòng)時(shí)的23%。制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式與抗衰退性也有密切的關(guān)系。采用開(kāi)式結(jié)構(gòu)的盤(pán)式制動(dòng)

47、器熱容易散發(fā)到大氣中去，因此抗熱衰性能較好。3.5.3 制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性 汽車在制動(dòng)過(guò)程中，維持原來(lái)直線行駛或按預(yù)定彎道行駛的能力稱為汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。汽車在制動(dòng)過(guò)程中喪失方向穩(wěn)定性問(wèn)題歸納起來(lái)有：制動(dòng)跑偏、制動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)前輪失去轉(zhuǎn)向能力。1制動(dòng)跑偏 制動(dòng)跑偏是制動(dòng)時(shí)汽車自動(dòng)向左或向右偏駛而脫離原來(lái)的行駛方向的現(xiàn)象。主要有兩個(gè)因素引起制動(dòng)跑偏：一是汽車左右車輪的制動(dòng)力不相等（包括是左右車輪制動(dòng)力在增長(zhǎng)過(guò)程中不等）；二是懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向桿系在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)。 為了限制制動(dòng)跑偏，用制動(dòng)力檢驗(yàn)制動(dòng)效能，要求前軸左、右輪制動(dòng)力差不大于該軸軸荷5%，后軸左、右制動(dòng)力之差不大于該軸軸荷的8%

48、。2制動(dòng)側(cè)滑與制動(dòng)轉(zhuǎn)向能力的喪失 側(cè)滑是指制動(dòng)時(shí)汽車的某一軸或兩軸發(fā)生橫向滑移。最危險(xiǎn)的情況是高速制動(dòng)時(shí)發(fā)生后軸側(cè)滑，此時(shí)汽車常發(fā)生不規(guī)則的急劇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而失去控制，引起惡性效能事故。 制動(dòng)跑偏與制動(dòng)側(cè)滑有區(qū)別也有聯(lián)系。區(qū)別在于制動(dòng)跑偏時(shí)雖然行駛方向出現(xiàn)了偏離，但車輪與地面沒(méi)有產(chǎn)生橫向的相對(duì)滑移現(xiàn)象；聯(lián)系在于嚴(yán)重的跑偏有時(shí)會(huì)引起后軸側(cè)滑，易于發(fā)生側(cè)滑的汽車往往存在跑偏現(xiàn)象。 制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向能力的喪失是指彎道制動(dòng)時(shí)，汽車不再按原來(lái)的彎道行駛而沿切線方向駛出，或直線行駛制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向盤(pán)不能改變方向仍按直線行駛的現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因是轉(zhuǎn)向輪抱死失去控制方向的作用。 前輪先抱死制動(dòng)，喪失控制方向的能力，這是顯而易見(jiàn)

49、的。但為什么前輪先抱死不易產(chǎn)生劇烈側(cè)滑，后輪先抱死易產(chǎn)生“甩尾”現(xiàn)象呢？下面從受力的情況分析汽車前輪抱死拖滑和后輪抱死拖滑兩種情況。圖3-5-5a表示前軸抱死的情況。在制動(dòng)時(shí)，如果受到偶然的側(cè)向力Fy的作用，前輪在側(cè)向力作用下，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，前軸A點(diǎn)的速度VA偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。汽車將繞O點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，作圓周運(yùn)動(dòng)的物體在質(zhì)心受到離心慣性力Fj作用，F(xiàn)j和側(cè)向力Fy方向相反，F(xiàn)j有抵消側(cè)向力減小側(cè)滑的作用，具有自動(dòng)回正的穩(wěn)定作用。這是一種穩(wěn)定狀態(tài)。 圖3-5-5b后軸側(cè)滑所示。在偶然的側(cè)向力Fy作用，后軸中點(diǎn)的速度vb，汽車?yán)@O點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，離心慣性力Fj和側(cè)向力F方向基本相同，結(jié)果使后軸側(cè)滑更為

50、嚴(yán)重。后軸側(cè)滑的過(guò)程可以看作后軸繞前軸的運(yùn)動(dòng)。側(cè)滑轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小決定于兩個(gè)因素：一是制動(dòng)前的車速，車速愈高，側(cè)滑時(shí)間愈長(zhǎng)，轉(zhuǎn)過(guò)的角度愈大；二是道路的附著系數(shù)。在冰雪路面，附著系數(shù)小，在同樣的制動(dòng)初速度下，制動(dòng)過(guò)程加長(zhǎng)，側(cè)滑時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)側(cè)滑轉(zhuǎn)動(dòng)遇到的阻力減小，側(cè)滑轉(zhuǎn)過(guò)的角度大。在冰雪路面，高速行車制動(dòng)，汽車由于側(cè)滑，有時(shí)掉頭180º。因此說(shuō)后軸先抱死側(cè)滑是一種不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)側(cè)滑時(shí)，應(yīng)立即放松制動(dòng)踏板，把轉(zhuǎn)向盤(pán)朝側(cè)滑的一方轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)汽車的位置擺正后，平穩(wěn)地把轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)到原來(lái)位置。 以上討論的是汽車在直線行駛條件下制動(dòng)狀況，在彎道行駛也會(huì)得到類似的結(jié)果。另外，若前、后輪同時(shí)抱死，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)

51、重的側(cè)滑現(xiàn)象，但將喪失轉(zhuǎn)向的能力。 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先抱死的情況，以防止危險(xiǎn)的后軸側(cè)滑。其次，盡量少出現(xiàn)只有前軸車輪抱死或前、后輪都處于滾動(dòng)狀態(tài)，這樣就可以確保制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。但對(duì)于普通行車制動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)際是以實(shí)現(xiàn)前、后輪同時(shí)抱死為目標(biāo)，以求較好好地利用附著系數(shù)，縮短制動(dòng)距離。3.6 汽車的穩(wěn)定性 汽車的穩(wěn)定性是指汽車抗傾翻和抗滑移的能力以及汽車能按照駕駛員給定的方向行駛和抵抗外界干擾、保持穩(wěn)定行駛的能力。汽車穩(wěn)定性是汽車安全行駛的主要性能。3.6.1 汽車的縱向和橫向穩(wěn)定性1汽車的縱向穩(wěn)定性 汽車的縱向行駛穩(wěn)定性是指汽車在縱向坡道

52、上行駛具有的抗傾翻和抗滑移的能力。 從圖3-6-1可以看出，汽車在坡道角為的縱向坡道上行駛，前輪地面反作用力Z1和汽車重力的分力Gsina傾翻力矩，力圖使汽車朝所示的方向繞A點(diǎn)（后輪的著地點(diǎn)傾翻點(diǎn)）翻轉(zhuǎn)。當(dāng)角足夠大時(shí)，就有可能發(fā)生翻轉(zhuǎn)?？梢宰C明，汽車不發(fā)生翻轉(zhuǎn)的極限坡度角為： Tanmax=b/hg b是汽車質(zhì)心到汽車后軸中心之間距離，hg汽車的質(zhì)心高度。上式說(shuō)明汽車的質(zhì)心愈低，質(zhì)心位置離傾翻點(diǎn)越遠(yuǎn)，汽車不致于傾翻的極限坡度愈大。汽車的縱向翻傾是很危險(xiǎn)的，應(yīng)當(dāng)極力避免。2.汽車的橫向行駛穩(wěn)定性 汽車的橫向穩(wěn)定性是指汽車抗側(cè)向傾翻和側(cè)滑的能力。橫向坡度、側(cè)向風(fēng)、彎道行駛的汽車離心力是引起側(cè)翻的主

53、要原因。圖3-6-2示出汽車在橫向坡道上的受力圖。汽車重力的分力Gsin力圖使汽車沒(méi)坡道下滑或者繞A點(diǎn)傾翻。而汽車重力的分力Gcos對(duì)A點(diǎn)的力矩阻力傾翻。當(dāng)a角足夠大時(shí)，下滑力Gsin產(chǎn)生的力矩大于Gcos產(chǎn)生的力矩，汽車就會(huì)產(chǎn)生傾翻。產(chǎn)生橫向傾翻的極限坡度。 Tanmax=B/2hg 式中：B汽車輪矩； hg汽車質(zhì)心高度。與縱向穩(wěn)定性相似，滿足汽車橫向側(cè)滑發(fā)生在側(cè)翻之前的條件是： B/2hg> 3.6.2 汽車的轉(zhuǎn)向特性 1輪胎的側(cè)偏特性 汽車輪胎是具有一定徑向和側(cè)向彈性充氣輪胎在受到側(cè)向力作用下滾動(dòng)時(shí)，將因側(cè)向變形而引起側(cè)向偏離。輪胎的側(cè)偏特性主要是指?jìng)?cè)偏力，回正力矩與側(cè)偏角的關(guān)系。

54、 由于輪胎的變形，車輪實(shí)際滾動(dòng)方向并不是沿著車輪平面方向滾動(dòng)，而是與車輪平面方向成一個(gè)角度（如圖3-6-3箭頭方向）滾動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為彈性輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象。角度a是由于側(cè)向力引起的，稱為側(cè)偏角。產(chǎn)生側(cè)偏角a時(shí)的地面?zhèn)认蜃饔昧?，稱為側(cè)偏力Ya。 沒(méi)有彈性的剛性輪胎在側(cè)向力作用下沒(méi)有側(cè)偏角。彈性的側(cè)偏性質(zhì)用側(cè)偏剛度K來(lái)表示，單位是kN/rad。 側(cè)偏力Y與側(cè)偏角關(guān)系是 Y=k · 試驗(yàn)證明，輪輞寬度，輪胎氣壓和車輪的垂直載荷等的增加，引起側(cè)偏剛度k增加；子午線輪胎比普通斜交輪胎的側(cè)偏剛度大。2轉(zhuǎn)向特性 由于輪胎是彈性的，當(dāng)汽車在彎道行駛時(shí)，汽車的離心力對(duì)車輪施加側(cè)向力，使前、后輪胎都產(chǎn)生側(cè)向變形。設(shè)前輪的側(cè)偏角1，后輪的側(cè)偏角為2，且2>1，前軸中點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)B角。O點(diǎn)為轉(zhuǎn)向平心位置。雖然導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)過(guò)相同的角度B，但由于輪胎有彈性，當(dāng)1>2時(shí)，實(shí)際的轉(zhuǎn)向半徑變?yōu)镽