汽車行駛性能

1、一、概述一、概述二、汽車的驅(qū)動(dòng)力及行駛阻力二、汽車的驅(qū)動(dòng)力及行駛阻力三、汽車的動(dòng)力特性及加、減速性能三、汽車的動(dòng)力特性及加、減速性能四、汽車的安全穩(wěn)定性及制動(dòng)性能四、汽車的安全穩(wěn)定性及制動(dòng)性能五、汽車燃油經(jīng)濟(jì)性五、汽車燃油經(jīng)濟(jì)性 道路運(yùn)輸工程設(shè)施的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，要考慮并滿足這些設(shè)道路運(yùn)輸工程設(shè)施的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，要考慮并滿足這些設(shè)施的使用對(duì)象施的使用對(duì)象載運(yùn)工具載運(yùn)工具的運(yùn)行特性要求。的運(yùn)行特性要求。 因此，道路工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)人員，雖然不需要了解和因此，道路工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)人員，雖然不需要了解和掌握運(yùn)載工具的設(shè)計(jì)、制造和使用知識(shí)，但必須了解它們的掌握運(yùn)載工具的設(shè)計(jì)、制造和使用知識(shí)，但必須了解它們的

2、運(yùn)行特性運(yùn)行特性，以便規(guī)劃和設(shè)計(jì)出能滿足其使用要求的各項(xiàng)工程，以便規(guī)劃和設(shè)計(jì)出能滿足其使用要求的各項(xiàng)工程設(shè)施。設(shè)施。 本章首先介紹本章首先介紹車輛的類型、尺寸和質(zhì)量車輛的類型、尺寸和質(zhì)量方面的知識(shí)，而方面的知識(shí)，而后進(jìn)一步介紹同工程設(shè)施規(guī)劃和設(shè)計(jì)有關(guān)的一些運(yùn)行特性，后進(jìn)一步介紹同工程設(shè)施規(guī)劃和設(shè)計(jì)有關(guān)的一些運(yùn)行特性，如如: :行駛阻力、功率、加速和減速性能以及車輛運(yùn)行費(fèi)行駛阻力、功率、加速和減速性能以及車輛運(yùn)行費(fèi)。 車輛重量大小，主要影響到對(duì)道路和橋梁的結(jié)構(gòu)承載能車輛重量大小，主要影響到對(duì)道路和橋梁的結(jié)構(gòu)承載能力的要求。車輛總重或軸重越大，對(duì)道路和橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的要求。車輛總重或軸重越大，對(duì)

3、道路和橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的要求越高，同時(shí)，在使用過(guò)程中對(duì)道路和橋梁的損壞越力的要求越高，同時(shí)，在使用過(guò)程中對(duì)道路和橋梁的損壞越嚴(yán)重，因而，所建工程的造價(jià)（投資）和工程的運(yùn)營(yíng)（維護(hù)）嚴(yán)重，因而，所建工程的造價(jià)（投資）和工程的運(yùn)營(yíng)（維護(hù)）費(fèi)用便越高。費(fèi)用便越高。一、車輛的類型一、車輛的類型車型編號(hào)車型編號(hào)代表車型代表車型折算系數(shù)折算系數(shù)車種說(shuō)明車種說(shuō)明1小客車小客車1.0載質(zhì)量小于載質(zhì)量小于2t的貨車和的貨車和19座以下的客車等座以下的客車等2中型車中型車1.519座以上客車與載質(zhì)量大于座以上客車與載質(zhì)量大于2t小于小于7t的貨車的貨車3大型車大型車2.0載質(zhì)量在載質(zhì)量在714t之間的貨車之間的貨車

4、4拖掛車拖掛車3.0載質(zhì)量大于載質(zhì)量大于14t的貨車的貨車我國(guó)公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載為雙輪組單軸我國(guó)公路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載為雙輪組單軸100KN100KN。 二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、萬(wàn)向傳動(dòng)軸、差速器、車輛、驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、萬(wàn)向傳動(dòng)軸、差速器、車輛、驅(qū)動(dòng)輪、制動(dòng)器等。輪、制動(dòng)器等。二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造機(jī)械式傳動(dòng)系一般組成及布置示意圖機(jī)械式傳動(dòng)系一般組成及布置示意圖1-1-離合器離合器 2-2-變速器變速器 3-3-萬(wàn)向節(jié)萬(wàn)向節(jié) 4-4-驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋 5-5-差速器差速器 6-6-半軸半軸 7-7-主減速器主減速器 8-8-傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸

5、二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造2 2、二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造2 2、二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造2 2、二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造2 2、3 3、作用：作用： （1 1）保證起步時(shí)工作平穩(wěn)。）保證起步時(shí)工作平穩(wěn)。 （2 2）行進(jìn)中換擋。）行進(jìn)中換擋。 （3 3）傳動(dòng)系不至于過(guò)載。）傳動(dòng)系不至于過(guò)載。1-1-飛輪飛輪 2-2-從動(dòng)盤(pán)從動(dòng)盤(pán) 3-3-壓盤(pán)壓盤(pán) 4-4-膜片彈簧膜片彈簧二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造作用：減速增扭作用：減速增扭 1-1-輸入軸輸入軸 2-2-軸承軸承 3-3-接合齒圈接合齒圈 4-4-同步環(huán)同步環(huán) 5-5-輸

6、出軸輸出軸 6-6-中間軸中間軸 7-7-接合套接合套 8-8-中間軸常嚙合齒輪中間軸常嚙合齒輪 二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造5 5、作用：柔和接觸、傳動(dòng)作用：柔和接觸、傳動(dòng)1-1-萬(wàn)向節(jié)萬(wàn)向節(jié) 2-2-傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸 3-3-前傳動(dòng)軸前傳動(dòng)軸 4-4-中間支承中間支承二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造6 6、1-1-軸承；軸承；2-2-左外殼；左外殼；3-3-墊片；墊片；4-4-半軸齒輪；半軸齒輪；5-5-墊圈；墊圈；6-6-行星齒輪；行星齒輪； 7-7-從動(dòng)齒輪；從動(dòng)齒輪；8-8-右外殼；右外殼；9-9-十字軸；十字軸；10-10-螺栓螺栓 二、車輛的構(gòu)造二、車輛的構(gòu)造燃料燃料熱能熱能活塞活塞機(jī)械

7、能機(jī)械能產(chǎn)生有效功率產(chǎn)生有效功率N N 曲軸曲軸 產(chǎn)生每分鐘產(chǎn)生每分鐘n n的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩M M 離合器離合器變速器變速器傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸主傳動(dòng)器主傳動(dòng)器差速器等差速器等驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)輪 產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪扭矩產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪扭矩M MK K 有一個(gè)簡(jiǎn)單的公式可以表明功率、牽引力和速度的關(guān)系：有一個(gè)簡(jiǎn)單的公式可以表明功率、牽引力和速度的關(guān)系： 功率（功率（N)N)( (牽引力牽引力) )扭矩扭矩(M)(M)速度速度(V)(V)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線MnNnminnmaxnmaxNmaxM汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性1T2T3T4TT驅(qū)動(dòng)力V車速，汽車驅(qū)動(dòng)力圖

8、汽車驅(qū)動(dòng)力圖 汽車在道路上行駛時(shí)須克服各種阻力，如滾動(dòng)阻力、空氣汽車在道路上行駛時(shí)須克服各種阻力，如滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力、彎道阻力和慣性阻力等。阻力、坡度阻力、彎道阻力和慣性阻力等。 這些阻力一方面與道路的特性有關(guān)，如路面平整程度、坡這些阻力一方面與道路的特性有關(guān)，如路面平整程度、坡度、彎道曲率半徑等，另一方面則隨車輛的運(yùn)行特性而變，如度、彎道曲率半徑等，另一方面則隨車輛的運(yùn)行特性而變，如車輛總重、行駛速度、速度變化速率、車身迎風(fēng)面積和外廓線車輛總重、行駛速度、速度變化速率、車身迎風(fēng)面積和外廓線形等。形等。1 1、空氣阻力、空氣阻力(R(Rw w) ) 汽車行駛時(shí)的空氣阻力包括車輛迎風(fēng)

9、面處的空氣直接作汽車行駛時(shí)的空氣阻力包括車輛迎風(fēng)面處的空氣直接作用、空氣越過(guò)車輛表面（包括車底）的摩阻力以及車后的局用、空氣越過(guò)車輛表面（包括車底）的摩阻力以及車后的局部真空。部真空。15.212122KAVuAKRw3 3、坡度阻力、坡度阻力(R(Ri i) ) 汽車在坡道上行駛時(shí)，車輛受到其重量平行于坡面的分汽車在坡道上行駛時(shí)，車輛受到其重量平行于坡面的分力的作用。力的作用。iGGRisin2 2、滾動(dòng)阻力、滾動(dòng)阻力(R(Rf f) ) 汽車在道路上行駛時(shí)的滾動(dòng)阻力來(lái)源于輪胎表面于路面汽車在道路上行駛時(shí)的滾動(dòng)阻力來(lái)源于輪胎表面于路面之間的摩阻滑移，輪胎橡膠在接觸表面處的彎曲變形，車輪之間的

10、摩阻滑移，輪胎橡膠在接觸表面處的彎曲變形，車輪滾過(guò)路表面突出的石子或不平整的破碎路面，車輛從道路的滾過(guò)路表面突出的石子或不平整的破碎路面，車輛從道路的低洼處爬出，推動(dòng)車輪通過(guò)砂、雪或泥地，在輪、軸和組合低洼處爬出，推動(dòng)車輪通過(guò)砂、雪或泥地，在輪、軸和組合器軸承處以及變速齒輪中的內(nèi)部摩阻等。器軸承處以及變速齒輪中的內(nèi)部摩阻等。fGfGRfcos 以上均與道路狀況有關(guān)，且與總重力成正比，表示為道路以上均與道路狀況有關(guān)，且與總重力成正比，表示為道路阻力：阻力：ifGRR4 4、慣性阻力、慣性阻力(R(RI I) ) 汽車行駛速度變化（加速或減速）時(shí)，車輛受到運(yùn)動(dòng)慣汽車行駛速度變化（加速或減速）時(shí)，車

11、輛受到運(yùn)動(dòng)慣性阻力的作用。此慣性阻力是車輛重量及加速或減速速率的性阻力的作用。此慣性阻力是車輛重量及加速或減速速率的函數(shù)。函數(shù)。 由上述各項(xiàng)阻力的關(guān)系式可以看出，除空氣阻力外，其它由上述各項(xiàng)阻力的關(guān)系式可以看出，除空氣阻力外，其它各項(xiàng)阻力均各項(xiàng)阻力均與車輛的總質(zhì)量成正比與車輛的總質(zhì)量成正比；而空氣阻力還與；而空氣阻力還與車輛的行車輛的行駛速度或速度平方成正比駛速度或速度平方成正比。因此，。因此，車輛總質(zhì)量車輛總質(zhì)量和和行駛速度行駛速度是影是影響行駛阻力大小的兩項(xiàng)最主要的因素。響行駛阻力大小的兩項(xiàng)最主要的因素。IRwRRRR 綜合上述各項(xiàng)阻力，車輛在路上的總行駛阻力為：綜合上述各項(xiàng)阻力，車輛在路

12、上的總行駛阻力為：agGRIT=R,T=R,勻速；勻速； TR,TR,加速；加速； TR,TR,減速。減速。IRwRRRRT1 1、平衡方程式、平衡方程式驅(qū)動(dòng)輪荷載；驅(qū)動(dòng)輪荷載； 附著力系數(shù)附著力系數(shù)2 2、行駛條件、行駛條件RT 條件一：驅(qū)動(dòng)力大于等于總阻力條件一：驅(qū)動(dòng)力大于等于總阻力KGF條件二：驅(qū)動(dòng)力小于等于附著力條件二：驅(qū)動(dòng)力小于等于附著力FT G二二 、汽車動(dòng)力性能及加、減速行駛、汽車動(dòng)力性能及加、減速行駛 汽車的動(dòng)力性能系指汽車所具有的加速、上坡、最大速度汽車的動(dòng)力性能系指汽車所具有的加速、上坡、最大速度等的性能，動(dòng)力性能越好，速度就越高，所能克服的阻力就大。等的性能，動(dòng)力性能越好

13、，速度就越高，所能克服的阻力就大。這里為縱斷面設(shè)計(jì)提供依據(jù)。這里為縱斷面設(shè)計(jì)提供依據(jù)。1 1、汽車的動(dòng)力特性圖、汽車的動(dòng)力特性圖2 2、汽車的行駛狀態(tài)、汽車的行駛狀態(tài) 汽車的動(dòng)力因數(shù)汽車的動(dòng)力因數(shù)D D，它表示某型汽車在海平面上，滿載情，它表示某型汽車在海平面上，滿載情況下，每單位車重克服道路阻力和慣性阻力的性能。況下，每單位車重克服道路阻力和慣性阻力的性能。KVVmaxVmaxD某檔動(dòng)力特性圖某檔動(dòng)力特性圖maxmax377. 0nrV3 3、汽車的爬坡能力、汽車的爬坡能力4 4、汽車的加減速行程、汽車的加減速行程 查圖確定（見(jiàn)教材查圖確定（見(jiàn)教材P37 圖圖2-8）222Im2ImIm11

14、arcsinffDfDaaxaxax一、汽車的行駛穩(wěn)定性一、汽車的行駛穩(wěn)定性1 1、汽車的縱向穩(wěn)定性、汽車的縱向穩(wěn)定性條件：勻速、慣性阻力為條件：勻速、慣性阻力為0 0，低速，忽略空氣阻力和滾動(dòng)阻力，低速，忽略空氣阻力和滾動(dòng)阻力（1）傾覆穩(wěn)定性：）傾覆穩(wěn)定性：（2）滑移穩(wěn)定性：）滑移穩(wěn)定性：ghltgaii200kGaGsinGGtgaiik（3 3）穩(wěn)定性保證：）穩(wěn)定性保證：發(fā)生縱向傾覆前，先發(fā)生滑移。原因是：發(fā)生縱向傾覆前，先發(fā)生滑移。原因是：GGtgaiik1,12GGhlkg2 2、汽車的橫向穩(wěn)定性（曲線上）、汽車的橫向穩(wěn)定性（曲線上）原因：離心力的原因，部分靠超高產(chǎn)生的重力分量抵消，

15、其余原因：離心力的原因，部分靠超高產(chǎn)生的重力分量抵消，其余靠橫向摩擦力抵消?？繖M向摩擦力抵消。gRGvF2（1 1）傾覆穩(wěn)定性：）傾覆穩(wěn)定性：（2 2）滑移穩(wěn)定性：）滑移穩(wěn)定性：XYhgihbVR21272hhiVR1272（3 3）穩(wěn)定性保證：）穩(wěn)定性保證：發(fā)生橫向傾覆前，先發(fā)生滑移。原因：發(fā)生橫向傾覆前，先發(fā)生滑移。原因：)7 . 06 . 0(h5.0,12hghb3 3、汽車的縱橫組合穩(wěn)定性、汽車的縱橫組合穩(wěn)定性上坡速度降低，耗費(fèi)增加，而下坡上坡速度降低，耗費(fèi)增加，而下坡存在合成坡度，比較危險(xiǎn)。存在合成坡度，比較危險(xiǎn)。hiRVii1272max路面與輪胎之間的附著系數(shù)；路面與輪胎之間的

16、附著系數(shù)；道路阻力系數(shù)道路阻力系數(shù) f+if+i IRwRRRRT要制動(dòng)就施加制動(dòng)力要制動(dòng)就施加制動(dòng)力P P：方向與前進(jìn)方向相反，略去風(fēng)阻力。方向與前進(jìn)方向相反，略去風(fēng)阻力。0IRRRPGPGRRagGRI勻速行駛：勻速行駛：制動(dòng)性能使用制動(dòng)距制動(dòng)性能使用制動(dòng)距離來(lái)評(píng)價(jià)：離來(lái)評(píng)價(jià)：2542221VVS25421VS制動(dòng)到停止：制動(dòng)到停止： 02V制動(dòng)距離：制動(dòng)距離： 汽車燃安油經(jīng)濟(jì)性汽車燃安油經(jīng)濟(jì)性 燃油消耗雖然同汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率密切相關(guān)，但很大程度燃油消耗雖然同汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率密切相關(guān)，但很大程度上也受到道路和交通狀況的影響。上也受到道路和交通狀況的影響。 燃油消耗隨燃油消耗隨行駛速度行駛速度而變化，呈兩端高中間低的規(guī)律，即而變化，呈兩端高中間低的規(guī)律，即低速和高速行駛時(shí)油耗大，中速行駛時(shí)油耗相對(duì)較低。隨著路低速和高速行駛時(shí)油耗大，中速行駛時(shí)油耗相對(duì)較低。隨著路段段縱坡縱坡的增大，由于需消耗部分功率以克服坡度阻力，燃油消的增大，由于需消耗部分功率以克服坡度阻力，燃油消耗迅速增加。而在耗迅速增加。而在彎道彎道上行駛時(shí)，由于需克服彎道阻