汽車檢測(cè)診斷技術(shù)與設(shè)備第2章 車的使用性能

學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握汽車主要使用性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。掌握汽車驅(qū)動(dòng)力、各行駛阻力、地面制動(dòng)力的產(chǎn)生及計(jì)算。了解汽車的驅(qū)動(dòng)力——行駛阻力平衡、動(dòng)力平衡、功率平衡。掌握制動(dòng)跑偏、制動(dòng)側(cè)滑的原因及對(duì)汽車方向穩(wěn)定性的影響。了解輪胎的側(cè)偏特性及對(duì)汽車轉(zhuǎn)向特性的影響。掌握汽車的行駛條件。掌握汽車結(jié)構(gòu)和使用因素對(duì)汽車主要使用性能的影響關(guān)系。第2章汽車的使用性能2.1汽車的動(dòng)力性第2章汽車的使用性能

汽車的動(dòng)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(duì)汽車的運(yùn)輸效率有決定性的影響。2.1.1汽車動(dòng)力性的評(píng)價(jià)指標(biāo)第2章汽車的使用性能汽車的動(dòng)力性主要由下列三方面的指標(biāo)來(lái)評(píng)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(guò)程中的加速度j、加速時(shí)間t和加速行程s來(lái)評(píng)定。實(shí)際試驗(yàn)中常用原地起步加速時(shí)間與超車加速時(shí)間來(lái)表明汽車的加速能力。原地起步加速時(shí)間指汽車由第Ⅰ檔起步并以最大的加速?gòu)?qiáng)度（包括選擇恰當(dāng)?shù)膿Q檔時(shí)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(shí)間。超車加速時(shí)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(shí)間。3.汽車的上坡能力汽車的上坡能力用最大爬坡度imax來(lái)評(píng)定。最大爬坡度指汽車滿載時(shí)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。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力第2章汽車的使用性能1.驅(qū)動(dòng)力（1）驅(qū)動(dòng)力的產(chǎn)生及計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳至車輪，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)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(shí)地面給驅(qū)動(dòng)輪一反作用力，此力與汽車運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)汽車前進(jìn)，稱為汽車的驅(qū)動(dòng)力如圖所示，用下式表示：，N（2-1）式中：Mt——作用于驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩，N?m；Me——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，N?m；ik——變速器傳動(dòng)比；io——主減速器傳動(dòng)比；ηT

——傳動(dòng)系機(jī)械效率；

r——驅(qū)動(dòng)輪半徑，m。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力第2章汽車的使用性能（2）影響汽車驅(qū)動(dòng)力的因素①發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Me可以從發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線上查出。發(fā)動(dòng)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(wú)空氣壓縮機(jī)等條件下在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)出的，稱為發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率曲線。帶全部附件時(shí)測(cè)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(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速nemax時(shí)，較試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的功率小10％～15％；在轉(zhuǎn)速為0.5nemax時(shí)，則小2％～6％；轉(zhuǎn)速再低時(shí)兩者相差更小。汽車常在不穩(wěn)定工況下工作，發(fā)動(dòng)機(jī)所能提供的功率一般較穩(wěn)定工況時(shí)下降5％～8％。在進(jìn)行動(dòng)力性估算時(shí)，一般常沿用穩(wěn)定工況時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)所得使用外特性的功率和轉(zhuǎn)矩曲線。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與汽車驅(qū)動(dòng)力成正比，在其它條件不變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，汽車驅(qū)動(dòng)力增大（不超出附著條件時(shí)），動(dòng)力性提高。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力第2章汽車的使用性能②傳動(dòng)系機(jī)械效率發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率Pe經(jīng)傳動(dòng)系傳至驅(qū)動(dòng)輪的過(guò)程中，為了克服傳動(dòng)系各部件的摩擦，必然消耗一部分功率。傳動(dòng)系機(jī)械效率表示傳至驅(qū)動(dòng)輪上的功率與發(fā)動(dòng)機(jī)功率的比值，其表達(dá)式為：（2-2）式中：PT

——傳動(dòng)系功率損失。傳動(dòng)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(dòng)副、軸承、油封等處的摩擦損失。機(jī)械損失與嚙合齒輪的對(duì)數(shù)、傳遞的轉(zhuǎn)矩等因素有關(guān)。液力損失是消耗于潤(rùn)滑油的攪動(dòng)、潤(rùn)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(rùn)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(dòng)效率是在專門(mén)的試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)得的。傳動(dòng)效率受多種因素的影響而有所變化，但對(duì)汽車進(jìn)行動(dòng)力性分析時(shí)，常把傳動(dòng)效率看著一個(gè)常數(shù)。傳動(dòng)效率也與汽車驅(qū)動(dòng)力成正比，傳動(dòng)效率提高，汽車的驅(qū)動(dòng)力隨之提高。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力第2章汽車的使用性能③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(wú)載荷狀態(tài)時(shí)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(shí)，輪心到地面的距離。動(dòng)力半徑是輪胎在負(fù)荷行駛中，當(dāng)傾角為00時(shí)，輪心到地面的距離。滾動(dòng)半徑是車輪在地面上滾動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)半徑，可根據(jù)車輪滾過(guò)的圈數(shù)和汽車駛過(guò)的距離計(jì)算。對(duì)汽車作動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，應(yīng)用動(dòng)力半徑；作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)，應(yīng)用滾動(dòng)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(dòng)力成反比，減小車輪半徑可增大汽車驅(qū)動(dòng)力。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力第2章汽車的使用性能（3）汽車的驅(qū)動(dòng)力圖由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨其轉(zhuǎn)速變化，所以汽車的驅(qū)動(dòng)力將隨汽車的行駛速度而變化。表示汽車驅(qū)動(dòng)力與車速之間函數(shù)關(guān)系的曲線，即Ft－V曲線，稱為汽車的驅(qū)動(dòng)力圖。對(duì)應(yīng)于不同的檔位，有不同的驅(qū)動(dòng)力曲線。由于汽車行駛速度與變速器檔位及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間存在如下關(guān)系：，km/h（2-3）所以在發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性曲線、傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比、傳動(dòng)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(dòng)力圖。如圖所示。以上所作的驅(qū)動(dòng)力為該檔位在該速度下的最大驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度減小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)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)。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)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(shí)，必須克服以下阻力：滾動(dòng)阻力Ff、空氣阻力Fw、上坡阻力Fi和加速阻力Fj。其中滾動(dòng)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(dòng)阻力滾動(dòng)阻力是當(dāng)車輪在路面上滾動(dòng)時(shí)，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(shí)的變形過(guò)程及對(duì)應(yīng)的曲線。滾動(dòng)阻力可用下式表示：，N（2-4）式中：G——汽車重力，N；f——滾動(dòng)阻力系數(shù)。滾動(dòng)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)。其中行駛速度影響較大，高速時(shí)f迅速上升。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)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(shí)，汽車與空氣間形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，空氣作用在汽車上沿其行駛方向上的分力，稱為空氣阻力。①空氣阻力的組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(duì)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?jí)毫ψ枇Φ拇蟛糠?；干擾阻力是車身表面突出物如后視鏡、門(mén)把、引水槽、懸架導(dǎo)向桿、驅(qū)動(dòng)輪等引起的阻力；內(nèi)循環(huán)阻力是發(fā)動(dòng)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(shí)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(duì)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％。②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(duì)速度，km/h。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)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(shí)，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)算式為,N（2-6）式中：G——作用于汽車上的重力，N；α——道路坡度角。i——坡度。由于我國(guó)交通部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Ⅳ級(jí)公路的坡度i≤9％，所以用ｉ取代sinα的誤差不超過(guò)0.5％。2.1.2汽車的驅(qū)動(dòng)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(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)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?jī)刹糠帧＜铀贂r(shí)，不僅要克服平移質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，同時(shí)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(shí)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）式中：δ——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。2.1.3汽車的驅(qū)動(dòng)與附著條件第2章汽車的使用性能1.驅(qū)動(dòng)條件由汽車行駛方程式知，驅(qū)動(dòng)力必須大于滾動(dòng)阻力、空氣阻力和坡道阻力后才能加速行駛。若驅(qū)動(dòng)力小于這三個(gè)阻力之和則汽車無(wú)法開(kāi)動(dòng)，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(gè)條件為：（2-9）上式稱為汽車行駛的驅(qū)動(dòng)條件。但不是汽車行駛的充分條件。驅(qū)動(dòng)力只有在驅(qū)動(dòng)輪與路面不發(fā)生滑轉(zhuǎn)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。即汽車行駛除受驅(qū)動(dòng)條件制約外，還受輪胎與地面附著條件的限制。2.1.3汽車的驅(qū)動(dòng)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(duì)輪胎切向反作用力（不考慮側(cè)向力作用時(shí)）的極限值稱為附著力Fφ。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(xiě)成：式中：Fz——作用于所有驅(qū)動(dòng)輪上的地面法向反作用力，N；φ——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(shí)還取決于土壤的抗剪切強(qiáng)度。2.1.3汽車的驅(qū)動(dòng)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。①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?，輪胎的變形遠(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(shí)，路面的凹凸不平被填充，或路面潮濕時(shí)有水起潤(rùn)滑作用，都使φ下降20％～60％，甚至更多。②輪胎的影響輪胎花紋對(duì)φ值的影響也較大。具有細(xì)而淺花紋的輪胎，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，φ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φ值。輪胎的磨損也會(huì)影響附著能力，隨著胎面花紋深度減小，φ值將顯著下降。降低輪胎氣壓，可使硬路面上φ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(shí)增加車輪輪輞的寬度，則效果更好。對(duì)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)。2.1.3汽車的驅(qū)動(dòng)與附著條件汽車行駛速度提高時(shí)，多數(shù)情況下附著系數(shù)是降低的。這一點(diǎn)對(duì)于汽車的高速制動(dòng)尤為不利。在硬路面上提高行駛速度時(shí)，由于路面微觀凹凸構(gòu)造來(lái)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(shí)，由于接觸面間的水分來(lái)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(dòng)力作用容易破壞土壤的結(jié)構(gòu)，所以提高行駛速度對(duì)附著系數(shù)產(chǎn)生極不利的影響。只有在結(jié)冰的路面上，車速高時(shí)，與輪胎接觸的冰層受壓時(shí)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(huì)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(dòng)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(cè)得的附著系數(shù)值列于表。

（3）附著條件顯而易見(jiàn)，地面切向反作用力不能大于附著力，否則會(huì)發(fā)生驅(qū)動(dòng)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0.50～0.700.35～0.450.25～0.450.70～0.800.45～0.550.25～0.400.70～0.800.50～0.600.25～0.45碎石路面干燥潮濕0.50～0.600.30～0.400.60～0.700.40～0.500.60～0.700.40～0.55土路干燥潮濕泥濘0.40～0.500.20～0.400.15～0.250.50～0.600.30～0.400.15～0.250.50～0.600.35～0.500.20～0.30積雪路面松軟壓實(shí)0.20～0.300.15～0.200.20～0.400.20～0.250.20～0.400.30～0.50結(jié)冰路面0.08～0.150.10～0.200.05～0.102.1.4影響汽車動(dòng)力性的主要因素第2章汽車的使用性能1.行駛特性圖（1）驅(qū)動(dòng)力——行駛阻力平衡圖汽車行駛過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)力圖上把汽車行駛中經(jīng)常遇到的滾動(dòng)阻力和空氣阻力也算出并畫(huà)上，就構(gòu)成了汽車驅(qū)動(dòng)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(dòng)力——行駛阻力平衡圖。2.1.4影響汽車動(dòng)力性的主要因素第2章汽車的使用性能（2）動(dòng)力特性圖汽車技術(shù)文獻(xiàn)中常采用動(dòng)力特性圖，即動(dòng)力因數(shù)——車速關(guān)系曲線，如圖所示。動(dòng)力因數(shù)D是綜合評(píng)定汽車動(dòng)力性的參數(shù)，其值為：利用動(dòng)力特性圖可以比較不同車重和空氣阻力的車輛的動(dòng)力性能。2.1.4影響汽車動(dòng)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(dòng)機(jī)發(fā)出的功率始終等于機(jī)械傳動(dòng)損失與全部運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(duì)應(yīng)的車速范圍不同，各檔的驅(qū)動(dòng)功率與車速的關(guān)系曲線亦不同。在圖上再畫(huà)出阻力功率對(duì)車速的關(guān)系曲線，就構(gòu)成了功率平衡圖。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性中的轉(zhuǎn)矩曲線、變速器傳動(dòng)比、主減速比、傳動(dòng)效率、車輪半徑、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(dòng)力——行駛阻力平衡圖、動(dòng)力特性圖和功率平衡圖分析汽車在附著良好路面上的動(dòng)力性能，即確定汽車的最高車速、加速能力和上坡能力。2.1.4影響汽車動(dòng)力性的主要因素第2章汽車的使用性能2.影響汽車動(dòng)力性的主要因素（1）發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大，汽車的動(dòng)力性越好。（2）傳動(dòng)系參數(shù)①主減速器傳動(dòng)比；②變速器檔數(shù)；③變速器傳動(dòng)比；④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(dòng)阻力、上坡阻力和加速阻力均增大，則汽車動(dòng)力性下降。汽車外型影響空氣阻力的大小，對(duì)汽車的動(dòng)力性也有影響。因此，減輕汽車自重和改善汽車外型，會(huì)改善汽車的動(dòng)力性。（4）使用因素汽車的動(dòng)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(guò)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(dòng)力性能，提高運(yùn)輸生產(chǎn)率。2.2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。2.2.1汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)第2章汽車的使用性能

1.評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)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(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系等）裝在同一種汽車上對(duì)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響；后者常用于比較和評(píng)價(jià)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(guó)采用每加侖燃油能行駛的英里數(shù)，即mile/Usgal作為評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)。2.2.1汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)實(shí)用燃料經(jīng)濟(jì)性常用等速行駛100km燃料消耗量來(lái)評(píng)價(jià)，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(cè)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(méi)有全面反映汽車的實(shí)際運(yùn)行情況。各國(guó)都制定了一些典型的循環(huán)行駛工況來(lái)模擬實(shí)際汽車運(yùn)行狀況，并以其100km燃料消耗量來(lái)評(píng)定相應(yīng)行駛工況的燃料經(jīng)濟(jì)性。我國(guó)根據(jù)不同的試驗(yàn)車型制定了不同的試驗(yàn)工況。對(duì)質(zhì)量在3500～14000kg的載貨汽車按6工況進(jìn)行試驗(yàn)；對(duì)城市客車按4工況進(jìn)行試驗(yàn)；對(duì)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(mén)加速行駛500m的加速油耗作為單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，以循環(huán)工況燃料量作為綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)。歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）規(guī)定，要測(cè)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(lái)評(píng)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(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）規(guī)定，要測(cè)量市內(nèi)循環(huán)工況（UDDS）及公路循環(huán)工況（HWFET）的燃料經(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）］2.2.2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(dòng)機(jī)每小時(shí)耗油量GT（kg/h）和平均車速V（km/h）確定：

,kg/100km（2-13）由發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)可知，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效耗油率ge為,g/kW?h則：,L/100km（2-14）式中：ρ——燃油密度，kg/L。汽油取0.742kg/L，柴油取0.830kg/L。Pe——發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率，kW。由汽車功率平衡可知：所以

,L/100km（2-15）式（2-15）全面反映了汽車燃油消耗量與發(fā)動(dòng)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(duì)于分析燃油經(jīng)濟(jì)性有重要指導(dǎo)意義。2.2.3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(guó)內(nèi)外汽車節(jié)油途徑，概括起來(lái)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(jià)格政策，燃料與道路稅收政策、油料分配與獎(jiǎng)懲制度、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(kāi)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①提高壓縮比；②改進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)；③采用電子控制多點(diǎn)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)和稀薄混合氣的分層燃燒；④減少?gòu)?qiáng)制怠速油耗；⑤氣缸數(shù)自動(dòng)可調(diào)機(jī)構(gòu)；⑥汽車輕量化3.技術(shù)管理措施①保持發(fā)動(dòng)機(jī)良好技術(shù)狀況；②保持底盤(pán)良好技術(shù)狀況；③提高駕駛技術(shù)2.3汽車的制動(dòng)性第2章汽車的使用性能

汽車的制動(dòng)性是指汽車行駛時(shí)，能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定和下長(zhǎng)坡時(shí)能維持較低車速的能力。

2.3.1汽車制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)第2章汽車的使用性能

汽車的制動(dòng)性能主要用下列三方面指標(biāo)來(lái)衡量：1.制動(dòng)效能制動(dòng)效能指汽車迅速減速至停車的能力。用制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度或制動(dòng)力評(píng)定。它是汽車制動(dòng)性能最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。2.制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)效能的恒定性指抵抗制動(dòng)效能的熱衰退和水衰退的能力。

3.制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性是指制動(dòng)時(shí)汽車按照駕駛員給定方向行駛的能力。即是否會(huì)發(fā)生制動(dòng)跑偏、側(cè)滑或失去轉(zhuǎn)向的能力。2.3.2制動(dòng)力學(xué)第2章汽車的使用性能

1.地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力、附著力及其相互關(guān)系（1）地面制動(dòng)力汽車制動(dòng)時(shí)，地面作用于車輪的切向力稱為地面制動(dòng)力Fxb，它是使汽車制動(dòng)而減速行駛的外力。汽車在良好路面上制動(dòng)時(shí)的車輪受力圖如圖所示。圖中忽略了滾動(dòng)阻力矩和減速時(shí)的慣性力、慣性力矩（它們相對(duì)較小）；Mμ是車輪制動(dòng)器的摩擦力矩，單位為N·m；Fxb為地面制動(dòng)力，

W為車輪的垂直載荷，F(xiàn)p為車軸對(duì)車輪的推力，F(xiàn)z為地面對(duì)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。2.3.2制動(dòng)力學(xué)第2章汽車的使用性能（2）制動(dòng)器制動(dòng)力在輪胎周緣克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力稱為制動(dòng)器制動(dòng)力Fμ，即：，N（2-17）（3）地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力、附著力之間的關(guān)系地面制動(dòng)力是滑動(dòng)摩擦約束反力，其最大值受附著力的限制。若不考慮制動(dòng)過(guò)程中φ值的變化，即設(shè)為一常值，則當(dāng)制動(dòng)踏板力或制動(dòng)系壓力上升到某一值，而地面制動(dòng)力達(dá)最大值即等于附著力時(shí)，車輪將抱死不動(dòng)而拖滑。踏板力或制動(dòng)系壓力再增加，制動(dòng)器制動(dòng)力Fμ由于制動(dòng)器摩擦力矩的增長(zhǎng)，仍按直線關(guān)系繼續(xù)上升，但是地面制動(dòng)力達(dá)到附著力的值后就不再增加了。制動(dòng)過(guò)程中，這三種力的關(guān)系，如圖所示。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(dòng)器摩擦力矩，同時(shí)輪胎與道路又能提供足夠的附著力時(shí)，汽車才有足夠的地面制動(dòng)力而獲得良好的制動(dòng)性。2.3.2制動(dòng)力學(xué)第2章汽車的使用性能2.制動(dòng)力分配（1）理想的制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)時(shí)均能使雙軸汽車前、后軸車輪同時(shí)抱死的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線稱為理想制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)均要達(dá)到前、后軸車輪同時(shí)抱死，其前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值也不同。（2）實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)器制動(dòng)力之比為一固定常值。β稱為實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)，它等于前輪制動(dòng)器制動(dòng)力與汽車總制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)器制動(dòng)力分配曲線，通常稱為β曲線，圖中β線與I曲線相交，我們稱β線與I曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)φ0。同步附著系數(shù)說(shuō)明，前、后制動(dòng)器制動(dòng)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(dòng)時(shí)才能使前、后輪同時(shí)抱死。汽車的實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)力分配等于理想制動(dòng)力分配時(shí)，汽車處于較好的制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)輪胎——道路附著系數(shù)得到充分的利用。對(duì)于只具有前、后制動(dòng)器制動(dòng)力的比值為一常數(shù)的制動(dòng)系統(tǒng)的汽車，只在實(shí)際制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線與理想制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線的交點(diǎn)處，前、后車輪才會(huì)同時(shí)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(dòng)踏板力足夠大時(shí)，會(huì)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上方，則會(huì)出現(xiàn)后輪先抱死而使汽車處于不穩(wěn)定的制動(dòng)狀態(tài)。2.3.3制動(dòng)效能及制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性第2章汽車的使用性能1.制動(dòng)效能GB7258—1997機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件（簡(jiǎn)稱安全條件）規(guī)定，用制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度或制動(dòng)力三者之一來(lái)檢驗(yàn)汽車的制動(dòng)效能。（1）制動(dòng)距離制動(dòng)距離是指機(jī)動(dòng)車在規(guī)定的初速度下急踩制動(dòng)踏板時(shí)，從腳接觸制動(dòng)踏板時(shí)起至車輛停住時(shí)為止，車輛駛過(guò)的距離。它是評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)效能最直觀的指標(biāo)。制動(dòng)減速度j（m/s2）與制動(dòng)時(shí)間t（s）的關(guān)系曲線如圖所示。tO為駕駛員反應(yīng)時(shí)間。一般tO為0.3～1s。t1為制動(dòng)器的作用時(shí)間，是從駕駛員剛踩著制動(dòng)踏板到汽車出現(xiàn)制動(dòng)減速度為止所經(jīng)歷的時(shí)間。t2為制動(dòng)力由零增加至穩(wěn)定值，制動(dòng)減速度由零增至穩(wěn)定值所經(jīng)歷的時(shí)間。常將t1＋t2稱為制動(dòng)系的協(xié)調(diào)時(shí)間，一般在0.2～0.9s之間。t3是以穩(wěn)定減速度制動(dòng)的時(shí)間。t4是制動(dòng)解除時(shí)間，一般為0.2～1s之間。對(duì)制動(dòng)過(guò)程影響較大的是t1、t2和t3。制動(dòng)距離是指t1、t2和t3時(shí)間內(nèi)，汽車所駛過(guò)的距離。汽車制動(dòng)距離的理論公式（省略推導(dǎo)過(guò)程）為：，m（2-19）式中：V0——制動(dòng)初速度，km/h。由此可見(jiàn)，決定汽車制動(dòng)距離的主要因素是：制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間、最大制動(dòng)減速度、制動(dòng)的初速度。改進(jìn)制動(dòng)系結(jié)核，縮短制動(dòng)系協(xié)調(diào)時(shí)間，是減少制動(dòng)距離的有效措施。2.3.3制動(dòng)效能及制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性第2章汽車的使用性能（2）制動(dòng)減速度在制動(dòng)過(guò)程中，實(shí)際的制動(dòng)減速度是個(gè)變化的值。一般認(rèn)為制動(dòng)到抱死狀態(tài)，具有最大的地面制動(dòng)力，因而產(chǎn)生最大制動(dòng)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(dòng)減速度越大，則制動(dòng)效果越好。制動(dòng)力越大，則制動(dòng)減速度越大。制動(dòng)減速度可以用制動(dòng)減速度儀來(lái)測(cè)量，但檢測(cè)時(shí)，常存在以下幾個(gè)問(wèn)題：①受車輛制動(dòng)時(shí)傾角的影響而使測(cè)量精度降低。對(duì)不同形式的車輛，同一速度下，制動(dòng)時(shí)的傾角大小不同，其誤差也不同。②試驗(yàn)的重復(fù)性差。③測(cè)試時(shí)受路面附著系數(shù)的影響很大。④由它測(cè)出的減速度是一個(gè)整車性能參數(shù)，所以反映不出各車輪的制動(dòng)力及其分配情況。在GB7258－1997《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中不用制動(dòng)穩(wěn)定減速度來(lái)評(píng)價(jià)制動(dòng)性能，而是用充分發(fā)出的平均減速度評(píng)價(jià)汽車制動(dòng)性能。充分發(fā)出的平均減速度，用符號(hào)FMDD表示，其定義如下：

,m/s2（2-21）式中：V0——制動(dòng)初速度，km/h；Vb——0.8V0車輛的速度，km/h；Ve——0.1V0車輛的速度，km/h；Sb——在速度V0和Vb之間車輛駛過(guò)的距離，m；Se——在速度V0和Ve之間車輛駛過(guò)的距離，m。充分發(fā)出的平均減速度不受測(cè)試時(shí)車輛傾角的影響，能較準(zhǔn)確地反映車輛的制動(dòng)速度特性。2.3.3制動(dòng)效能及制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性第2章汽車的使用性能（3）制動(dòng)力制動(dòng)力是使汽車強(qiáng)制地減速以至停車的最本質(zhì)因素。制動(dòng)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(dòng)距離的變化。因此，用制動(dòng)力檢驗(yàn)汽車的制動(dòng)效能是從本質(zhì)上進(jìn)行的檢驗(yàn)方法，能夠全面地評(píng)價(jià)汽車的制動(dòng)性能。采用制動(dòng)力作制動(dòng)效能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，還可以在空載情況下，采用試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試的方法來(lái)檢驗(yàn)汽車的制動(dòng)性能。2.3.3制動(dòng)效能及制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性第2章汽車的使用性能2.制動(dòng)時(shí)的效能穩(wěn)定性制動(dòng)效能指標(biāo)是在冷態(tài)制動(dòng)時(shí)（即制動(dòng)器工作溫度在100℃以下）討論的。在不同的使用環(huán)境下，制動(dòng)效能會(huì)發(fā)生改變，制動(dòng)效能的穩(wěn)定性就是指抗制動(dòng)效能下降的能力。（1）熱衰退汽車在高速下制動(dòng)或短時(shí)間內(nèi)連續(xù)制動(dòng)，尤其是下長(zhǎng)坡連續(xù)和緩制動(dòng)時(shí)，都可能由于制動(dòng)器內(nèi)溫度過(guò)高、摩擦系數(shù)下降而導(dǎo)致制動(dòng)效能降低，這種現(xiàn)象稱為制動(dòng)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(dòng)時(shí)，當(dāng)摩擦襯片溫度超過(guò)壓制時(shí)的溫度后，襯片中的有機(jī)物會(huì)分解出一些氣體和液體，它們覆在摩擦表面起潤(rùn)滑作用，致使摩擦系數(shù)下降。熱衰退對(duì)制動(dòng)效能的影響程度還與制動(dòng)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(dòng)后，制動(dòng)效能較冷態(tài)制動(dòng)時(shí)下降的程度來(lái)表示。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案ISO/DIS6597推薦，以一定車速連續(xù)制動(dòng)15次，每次的制動(dòng)強(qiáng)度為3m/s2，最后的制動(dòng)效能應(yīng)不低于規(guī)定的冷試驗(yàn)制動(dòng)效能（5.8m/s2）的60％，條件是制動(dòng)踏板力不變。（2）水衰退制動(dòng)器摩擦表面浸水后，將因水的潤(rùn)滑作用使摩擦系數(shù)下降，并使汽車制動(dòng)效能降低，這種現(xiàn)象稱為制動(dòng)效能的水衰退。汽車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量可使摩擦片干燥，因而制動(dòng)器浸水后，經(jīng)過(guò)若干次（一般為5～15次）制動(dòng)后，制動(dòng)器可逐漸恢復(fù)浸水前的性能。2.3.3制動(dòng)效能及制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性第2章汽車的使用性能3.制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性一般稱汽車在制動(dòng)過(guò)程中維持直線行駛的能力或按預(yù)定彎道行駛的能力為汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。在制動(dòng)過(guò)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(dòng)跑偏汽車直線行駛制動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)向盤(pán)固定不動(dòng)的條件下，汽車有自動(dòng)向左側(cè)或向右側(cè)偏駛的現(xiàn)象，稱為制動(dòng)跑偏。制動(dòng)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(dòng)力不相等造成的；也會(huì)由于在制動(dòng)時(shí)，汽車懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上不協(xié)調(diào)，發(fā)生桿系間的運(yùn)動(dòng)干涉，致使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)造成跑偏。各制動(dòng)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(dòng)器調(diào)整不當(dāng)?shù)仍?，在制?dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向軸左右車輪的制動(dòng)力Fx1l、Fx1r總有一些差異，它們對(duì)各自主銷形成的力矩不相等（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(pán)不動(dòng)，也會(huì)引起轉(zhuǎn)向輪向力矩大的方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使汽車有輕微的轉(zhuǎn)向跑偏。左右車輪制動(dòng)力不相等，還會(huì)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(shí)，F(xiàn)y1會(huì)對(duì)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(dòng)上的干涉主要是設(shè)計(jì)原因造成的，引起制動(dòng)跑偏的方向是固定的，通過(guò)正確設(shè)計(jì)基本可以避免。為了限制制動(dòng)跑偏，用制動(dòng)力檢驗(yàn)制動(dòng)效能時(shí)，要求前軸左、右輪制動(dòng)力之差不大于該軸軸荷的5％，后軸左、右輪制動(dòng)力之差不大于該軸軸荷的10％。2.3.3制動(dòng)效能及制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性第2章汽車的使用性能（2）制動(dòng)側(cè)滑制動(dòng)時(shí)汽車的一軸或兩軸發(fā)生橫向滑移的現(xiàn)象稱為制動(dòng)側(cè)滑。①側(cè)滑的條件制動(dòng)過(guò)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(dòng)器摩擦力矩為Mμ，所產(chǎn)生的地面制動(dòng)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(shí)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(dòng)過(guò)程中車輪受側(cè)向力作用時(shí)，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(shí)，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(dòng)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，車輛抵抗側(cè)滑的能力與作用在車輪上的地面制動(dòng)力有關(guān)。當(dāng)?shù)孛嬷苿?dòng)力與車輪和地面的附著力相等時(shí)，即使是微小的側(cè)向力都將引起車輪的側(cè)向滑移。2.3.3制動(dòng)效能及制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性第2章汽車的使用性能②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(shí)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，直線行駛的汽車制動(dòng)時(shí)，若前輪抱死而后輪滾動(dòng)，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α。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(dòng)，其瞬時(shí)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。且一旦側(cè)向力消失，F(xiàn)j有使汽車自動(dòng)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(shí)，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?，汽車喪失轉(zhuǎn)向能力。如圖2.15b）為汽車后軸側(cè)滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，此時(shí)后輪抱死而前輪滾動(dòng)。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(dòng)側(cè)滑試驗(yàn)表明：制動(dòng)過(guò)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(shí)間（如對(duì)試驗(yàn)中的汽車為0.5s以上）先抱死拖滑，且車速超過(guò)某一數(shù)值（試驗(yàn)車速為48km/h）時(shí)，只要有輕微的側(cè)向力作用，車輛就會(huì)發(fā)生后軸側(cè)滑，汽車急劇轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)就是避免任何車輪抱死，以確保制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。2.3.4提高汽車制動(dòng)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(dòng)力分配為防止制動(dòng)時(shí)后軸抱死而發(fā)生危險(xiǎn)的側(cè)滑，β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(dòng)系效率，β線越接近I曲線越好。為達(dá)到此目的，現(xiàn)代汽車制動(dòng)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(duì)汽車制動(dòng)性的要求，汽車上已采用了多種型式的制動(dòng)防抱死裝置，從而使汽車在制動(dòng)時(shí)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(dòng)效能，提高制動(dòng)減速度和縮短制動(dòng)距離。2.保持車輪制動(dòng)器的良好性能車輪制動(dòng)器的摩擦副、制動(dòng)鼓的構(gòu)造和材料，對(duì)制動(dòng)器的摩擦力矩和制動(dòng)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(dòng)器的調(diào)整。保持摩擦片的表面清潔。3.提高駕駛技術(shù)經(jīng)驗(yàn)證明，在制動(dòng)時(shí)，如迅速交替地踩下制動(dòng)踏板，即可提高其制動(dòng)效果。在緊急制動(dòng)時(shí)，如能急速踩下制動(dòng)踏板，則制動(dòng)系的協(xié)調(diào)時(shí)間將縮短，從而縮短制動(dòng)距離。在滑溜路面上不可猛踩制動(dòng)踏板，以免導(dǎo)致側(cè)滑。在汽車下長(zhǎng)坡時(shí)合理利用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，可在行車中顯著地減少車輪制動(dòng)器的使用次數(shù)，保持車輪制動(dòng)器處于低溫而能發(fā)揮最大制動(dòng)效果的狀態(tài)，以備緊急制動(dòng)時(shí)使用。高等級(jí)公路上行駛應(yīng)盡量減少不必要的制動(dòng)。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(shí)，應(yīng)加裝防滑鏈。2.3.5汽車防抱死理論簡(jiǎn)介第2章汽車的使用性能汽車是陸地行駛車輛中機(jī)動(dòng)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(shí)，為了躲避障礙，或?yàn)榱朔乐棺肺才鲎沧鰬?yīng)急制動(dòng)時(shí)，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)肽嫘熊嚨溃蚧瞥雎访?，呈現(xiàn)不穩(wěn)定的失控狀態(tài)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ABS(Anti-LockBrakeSystem),是基于汽車輪胎與路面之間的附著特性而開(kāi)發(fā)的高技術(shù)制動(dòng)系統(tǒng)。它從防止制動(dòng)過(guò)程中車輛“抱死”的要求出發(fā)，防止應(yīng)急制動(dòng)過(guò)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(dòng)安全性裝置。2.3.5汽車防抱死理論簡(jiǎn)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(duì)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；ω——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(dòng)時(shí)，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(dòng)力。在各種路面上，附著系數(shù)φ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(shí)所對(duì)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s＝100％時(shí)，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(dòng)穩(wěn)定性與轉(zhuǎn)向操縱性。（2）滑移率s＝15％～20％范圍內(nèi)，可以同時(shí)得到較大的縱向和側(cè)向附著能力，是安全制動(dòng)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)φp。（3）滑移率從零到最大縱向附著系數(shù)對(duì)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(duì)滑動(dòng)，滑移率大于零的原因是輪胎的滾動(dòng)半徑由于輪胎胎面在地面制動(dòng)力作用下受到拉伸發(fā)生微量的伸長(zhǎng)而變大的緣故（4）滑移率從最大縱向附著系數(shù)對(duì)應(yīng)的滑移率到s＝100％的范圍為不穩(wěn)定區(qū)域，滑移率一旦超過(guò)15％～20％后便會(huì)很快地進(jìn)入到車輪抱死（s＝100％）的狀態(tài)。顯然，為了使應(yīng)急制動(dòng)具有最大的制動(dòng)效能，應(yīng)當(dāng)充分利用峰值附著系數(shù)φp產(chǎn)生最大的制動(dòng)減速度。但是，控制過(guò)程不可避免地存在壓力遲滯效應(yīng)。因此，應(yīng)急制動(dòng)過(guò)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(dòng)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(dòng)壓力以控制車輪轉(zhuǎn)速，達(dá)到防抱死制動(dòng)的目的。2.3.5汽車防抱死理論簡(jiǎn)介第2章汽車的使用性能2.防抱死系統(tǒng)簡(jiǎn)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(cè)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(hào)，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(hào)，計(jì)算出車輪速度、滑移率和車輪的加、減速度，并對(duì)這些信號(hào)加以分析后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出制動(dòng)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(dòng)壓力的增減，從而調(diào)節(jié)制動(dòng)器制動(dòng)力矩，使之與地面附著狀況相適應(yīng)，防止制動(dòng)車輪被抱死。2.4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。2.4.1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(duì)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(shí)，車輪與地面間沒(méi)有滑動(dòng)，車輪的運(yùn)動(dòng)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(shí)，車輪發(fā)生側(cè)向滑動(dòng)。若側(cè)滑速度為ΔV，車輪的運(yùn)動(dòng)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FY沒(méi)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(shuō)明此現(xiàn)象，我們討論兩種情況：一是車輪靜止不滾動(dòng)。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(cuò)開(kāi)Δh，但仍平行于，如圖a)所示。二是車輪滾動(dòng)。接觸印跡的中心線不只是與車輪平面中心線錯(cuò)開(kāi)一定距離，而且不再平行。與的夾角α，即為側(cè)偏角。車輪就是沿方向滾動(dòng)的，如圖b)所示。2.4.1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(guò)30～5O時(shí)，Y與α成線性關(guān)系。汽車正常行駛時(shí)，側(cè)偏角一般不超過(guò)4O～5O，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(guò)大時(shí)，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(guò)高后剛度不再變化。側(cè)偏剛度絕對(duì)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(jiǎn)圖2.4.2汽車的轉(zhuǎn)向特性第2章汽車的使用性能1.無(wú)側(cè)向偏離時(shí)汽車的轉(zhuǎn)向特性汽車前輪轉(zhuǎn)角為δ時(shí)，汽車的轉(zhuǎn)向簡(jiǎn)圖如圖。由圖可知，汽車的轉(zhuǎn)向半徑（從瞬時(shí)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)δ不大時(shí)，若δ用弧度表示，可認(rèn)為tanδ≈δ，故公式可簡(jiǎn)化為（2-26）2.有側(cè)向偏離時(shí)汽車的轉(zhuǎn)向特性由圖2.20可知，有側(cè)向偏離時(shí)汽車的轉(zhuǎn)向半徑為：（2-27）式中：α1、α2——前、后軸車輪產(chǎn)生的側(cè)偏角。當(dāng)δ不大，α1、α2也較小時(shí)，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)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α1＝α2，則R＝RO，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α1＞α2，則R＞RO，稱汽車具有不足轉(zhuǎn)向性。（3）如果α1＜α2，則R＜RO，稱汽車具有過(guò)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。2.4.3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(shí)，可能出現(xiàn)兩種情況：其一是在某一坡度下，驅(qū)動(dòng)力超出附著力而滑轉(zhuǎn)，汽車無(wú)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(shí)應(yīng)先出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)，因而無(wú)法上坡，從而避免縱翻，由此得到汽車縱向穩(wěn)定性條件為：＞Φ

（2-29）對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)型汽車，其縱向穩(wěn)定性條件為：L＞02.4.3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(shí)，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(shí)，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，當(dāng)一側(cè)車輪的地面法向反作用力為零時(shí)，汽車將側(cè)向翻倒。如圖為汽車在具有橫向坡度β的彎道上等速行駛的受力圖。隨著轉(zhuǎn)彎車速的提高，離心力增大，側(cè)滑和側(cè)翻的趨勢(shì)都在增大，這兩種情況都是汽車行駛中應(yīng)避免的失控現(xiàn)象，比較起來(lái)側(cè)翻更危險(xiǎn)，因此應(yīng)使側(cè)滑發(fā)生在先，由此得到汽車側(cè)向穩(wěn)定性條件為：

＞（2-30）上式又稱為汽車的側(cè)向穩(wěn)定性系數(shù)

2.4.4汽車轉(zhuǎn)向輪的擺振與穩(wěn)定第2章汽車的使用性能有的車輛在不平的路面上行駛，當(dāng)車速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，前軸在垂直平面內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的角振動(dòng)，同時(shí)轉(zhuǎn)向輪在水平面內(nèi)繞主銷擺振，這種現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，車輪可跳離地面，駕駛員無(wú)法扶穩(wěn)激烈擺動(dòng)的方向盤(pán)，這將嚴(yán)重影響行駛安全。1.前軸角振動(dòng)引起轉(zhuǎn)向輪擺振汽車行駛中，車輪受路面不平的沖擊，前軸在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生角振動(dòng)，使具有較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的車輪旋轉(zhuǎn)平面的方位改變，由于陀螺儀效應(yīng)的影響，引起轉(zhuǎn)向輪在水平平面內(nèi)繞主銷左右擺振。其規(guī)律是：左前輪上升時(shí)，轉(zhuǎn)向輪向右偏轉(zhuǎn)；左前輪下降時(shí)，轉(zhuǎn)向輪向左偏轉(zhuǎn)；右前輪上升時(shí)，轉(zhuǎn)向輪向左偏轉(zhuǎn)；右前輪下降時(shí)，轉(zhuǎn)向輪向右偏轉(zhuǎn)。在轎車上，為了消除陀螺儀效應(yīng)的影響，采用了左、右輪獨(dú)立懸架。如圖a）的等長(zhǎng)雙簧桿獨(dú)立懸架，在車輪上下跳動(dòng)時(shí)，沒(méi)有造成車輪旋轉(zhuǎn)平面方位的改變，因而不產(chǎn)生繞主銷的擺振。但是車輪跳動(dòng)時(shí)，輪距的變化較大，這會(huì)增加輪胎的磨損，所以目前多采用圖b）中所示的不等長(zhǎng)雙橫桿結(jié)構(gòu)。如果車輪上下跳動(dòng)時(shí)，不發(fā)生旋轉(zhuǎn)平面方位的變化，則不能視為前輪繞定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)，因而不會(huì)發(fā)生由車輪跳動(dòng)引起的擺振。

2.4.4汽車轉(zhuǎn)向輪的擺振與穩(wěn)定第2章汽車的使用性能2.車輪不平衡引起轉(zhuǎn)向輪擺振如圖所示，當(dāng)車輪總成的質(zhì)量中心C與旋轉(zhuǎn)中心O不重合時(shí)，稱為靜態(tài)不平衡。這時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生離心力Fj，其分力Fjx是周期性干擾力，它直接引起前輪繞主銷的擺振；另一分力Fjy也是周期性的干擾力，它使前軸產(chǎn)生角振動(dòng)，由于陀螺效應(yīng)會(huì)引起前輪的擺振。當(dāng)左、右輪的偏心質(zhì)量處于相隔180o位置時(shí)，擺振更為嚴(yán)重。即使是質(zhì)量中心C與旋轉(zhuǎn)中心O重合，但質(zhì)量的分布對(duì)車輪的中心平面不對(duì)稱，離心力的合力為零，而離心力的合力矩不為零，這時(shí)車輪處于動(dòng)不平衡狀態(tài)。在車輪旋轉(zhuǎn)中，合力矩的方向不斷變化，對(duì)主銷產(chǎn)生周期性的干擾力矩，使轉(zhuǎn)向輪繞主銷擺振。為了減少擺振，車輪應(yīng)經(jīng)動(dòng)平衡試驗(yàn)，使車輪總成的不平衡度達(dá)到規(guī)定的要求。使用中變形的輪輞、翻新的外胎和補(bǔ)過(guò)的內(nèi)胎，不平衡度較大，不應(yīng)用在前輪上。2.4.5影響汽車操縱穩(wěn)定性的主要因素第2章汽車的使用性能1.車輪定位參數(shù)車輪定位參數(shù)包括主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、前輪外傾角和前輪前束，主要指前輪定位?，F(xiàn)在許多車輛除前輪定位外，后輪也有外傾角和前束，即四輪定位，以提高汽車高速行駛的操縱穩(wěn)定性。車輪定位參數(shù)的設(shè)置能使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生一定的回正力矩，同時(shí)使得主銷軸線與路面的交點(diǎn)到車輪中心平面與地面交線的距離減小，降低了駕駛員施加于轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力，提高了汽車的轉(zhuǎn)向輕便性和行駛穩(wěn)定性。車輪定位不準(zhǔn)確，將造成汽車行駛跑偏、轉(zhuǎn)向輪擺振、轉(zhuǎn)向沉重或“發(fā)飄”等，因此，在用汽車車輪定位參數(shù)應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)整，使其達(dá)到規(guī)定值，以保證良好的操縱穩(wěn)定性。2.驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力汽車的不足——過(guò)多轉(zhuǎn)向特性取決于很多因素，但輪胎的側(cè)偏特性是最主要的，而側(cè)偏特性又受車輪上的縱向力的影響，因?yàn)榭v向力的大小影響著車輪上最大側(cè)偏力的數(shù)值，最大側(cè)偏力越大，汽車的極限性能越好。驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力都是作用在汽車上的縱向力。在直線行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力過(guò)大使驅(qū)動(dòng)輪過(guò)度滑轉(zhuǎn)，制動(dòng)力過(guò)大使制動(dòng)輪抱死拖滑。在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力若與側(cè)向力同時(shí)存在，則其合力不能超過(guò)附著極限。通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)力的大?。ㄈ鏏SR）和制動(dòng)力的大小（如ABS）可以保證輪胎與地面的接觸狀態(tài)處于極限工況以內(nèi)。2.5汽車的舒適性第2章汽車的使用性能

汽車的舒適性是指行駛中的汽車，對(duì)其乘員身心影響程度的評(píng)價(jià)。舒適性的好壞，主要取決于行駛平順性、噪聲和空氣調(diào)節(jié)等因素。2.5.1汽車的行駛平順性第2章汽車的使用性能汽車的行駛平順性是指保持汽車在行駛過(guò)程中乘員所處的振動(dòng)和沖擊環(huán)境在一定舒適度范圍內(nèi)的性能。對(duì)于載貨汽車還包括保持貨物完好的性能。1.人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)機(jī)械振動(dòng)對(duì)人體的影響，取決于振動(dòng)的頻率、強(qiáng)度、作用方向和持續(xù)時(shí)間，而且每個(gè)人的心理與身體素質(zhì)不同，對(duì)振動(dòng)的敏感程度有很大差異。人體對(duì)上下振動(dòng)忍耐性最強(qiáng)，其次是前后振動(dòng)，對(duì)左右振動(dòng)最敏感。人體上下振動(dòng)的共振點(diǎn)大約在4Hz～8Hz，水平振動(dòng)的共振點(diǎn)大約在1Hz～2Hz。如果在共振點(diǎn)上加振，人的抗振能力會(huì)嚴(yán)重下降。研究汽車行駛平順性實(shí)際上要解決兩方面的問(wèn)題：一是如何避免汽車這個(gè)“振動(dòng)系統(tǒng)”的“共振”現(xiàn)象；二是使“振動(dòng)系統(tǒng)”輸出的振動(dòng)頻率避開(kāi)人體敏感的范圍，振動(dòng)加速度不超過(guò)人體所能承受的強(qiáng)度。2.行駛平順性的評(píng)價(jià)目前對(duì)行駛平順性的評(píng)價(jià)仍以人的主觀感覺(jué)為最終依據(jù)。盡管20世紀(jì)30年代以來(lái)在這一方面進(jìn)行了許多試驗(yàn)研究工作，但難以得到公認(rèn)的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)。直到1974年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在綜合大量有關(guān)人體全身振動(dòng)研究成果的基礎(chǔ)上，制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631《人體承受全身振動(dòng)評(píng)價(jià)指南》，該標(biāo)準(zhǔn)是人體承受全身振動(dòng)評(píng)價(jià)國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。（1）ISO2631的評(píng)價(jià)方法國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631用加速度均方根值給出了在l－80Hz振動(dòng)頻率范圍內(nèi)人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三個(gè)不同界限：①暴露極限；②疲勞一工效降低界限TFD；③舒適降低界限TCD（2）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)行駛平順性的評(píng)價(jià)方法我國(guó)參照ISO2631制定了GB4970-85《汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法》和GB5902-86《汽車平順性單脈沖輸入行駛試驗(yàn)方法》，以此來(lái)評(píng)價(jià)汽車的平順性。GB4970-85《汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法》用于測(cè)定汽車在隨機(jī)不平的路面上行駛時(shí)振動(dòng)對(duì)乘員及貨物的影響。因?yàn)殡S機(jī)輸入是汽車行駛中遇到的最基本的情況，所以這種試驗(yàn)是評(píng)定汽車行駛平順性的最主要的試驗(yàn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以“疲勞一工效降低界限”

TFD

和“舒適降低界限”TCD為人體承受振動(dòng)能力的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)；以TFD和TCD與車速的關(guān)系曲線——車速特性來(lái)評(píng)價(jià)汽車的平順性。其中轎車和客車用“舒適降低界限”車速特性TCD—V來(lái)評(píng)價(jià)，貨車用“疲勞一工效降低界限”車速特性TFD—V來(lái)評(píng)價(jià)，并對(duì)試驗(yàn)條件及車速范圍作了相應(yīng)的規(guī)定。GB5902-86《汽車平順性單脈沖輸入行駛試驗(yàn)方法》用于測(cè)定汽車駛過(guò)單凸塊時(shí)的沖擊對(duì)乘員及貨物的影響。（3）用車身振動(dòng)的固有頻率評(píng)價(jià)試驗(yàn)表明，為了保持汽車具有良好的行駛平順性，車身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)為人體所習(xí)慣的步行時(shí)，身體上、下運(yùn)動(dòng)的頻率，它約為60～85次/分（1～1.6Hz）。2.5.1汽車的行駛平順性第2章汽車的使用性能3.影響汽車行駛平順性的主要因素（1）懸架結(jié)構(gòu)減小懸架剛度，降低固有頻率，可以減少由于不平路面而引起乘員承受的加速度值，這是改善平順性的基本措施。對(duì)于載荷變化較大的公共汽車和載貨汽車，為滿足不同載荷對(duì)懸架剛度的不同需要，常采用非線性懸架，即變剛度懸架。為避免出現(xiàn)“共振”，前、后懸架的固有頻率應(yīng)避開(kāi)激振頻率。另外，由于來(lái)自路面的激振先作用于前輪，然后才作用到后輪，為減輕由此引起的縱向角振動(dòng)，前懸架的固有頻率應(yīng)略低于后懸架，亦即前懸架剛度略低于后懸架。（2）懸架阻尼懸架系統(tǒng)的阻尼主要來(lái)自減振器、鋼板彈簧葉片之間的摩擦以及輪胎變形時(shí)橡膠分子間的摩擦。其作用是使車身的振動(dòng)迅速衰減，減小傳遞給乘員和貨物的振動(dòng)加速度，縮短振動(dòng)時(shí)間，改善行駛平順性，還能改善車輪與道路的接觸狀況，防止車輪跳離地面，提高操縱穩(wěn)定性。在使用中，應(yīng)防止減振器失效及彈簧片生銹鎖住，影響行駛平順性。（3）輪胎輪胎對(duì)行駛平順性的影響主要取決于輪胎的徑向剛度，適當(dāng)減小輪胎徑向剛度，可以改善行駛平順性。在使用中，通過(guò)動(dòng)平衡試驗(yàn)消除輪胎的動(dòng)不平衡現(xiàn)象，也是保證行駛平順性的必要措施。（4）座椅座椅的布置對(duì)平順性有較大的影響。接近車身中部的座位振幅較小，前、后兩端的座位振幅較大。載貨汽車和公共汽車，為了減少水平前后方向的振幅，座位在高度方向上應(yīng)盡量縮小與重心間的距離。座墊也有一定減振作用。座墊的剛度和阻尼要作適當(dāng)選擇，以使人——座椅系統(tǒng)的固有頻率避開(kāi)人體最敏感的4－8Hz范圍，同時(shí)應(yīng)使阻尼系數(shù)達(dá)到0.2以上。（5）非懸架質(zhì)量非懸架質(zhì)量對(duì)汽車的平順性有較大的影響，其質(zhì)量的大小直接影響到傳遞到車身上的沖擊力。質(zhì)量越小，沖擊力越小，反之將加大。非懸架質(zhì)量對(duì)行駛平順性的影響，常用非懸架質(zhì)量與懸架質(zhì)量之比m／M來(lái)評(píng)價(jià)，此比值轎車一般在10.5％－14.5％之間，以小些為好。2.5.2汽車噪聲第2章汽車的使用性能汽車給世界帶來(lái)了現(xiàn)代物質(zhì)文明，但同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)境噪聲污染等社會(huì)問(wèn)題。當(dāng)人們暴露于噪聲污染中時(shí)，噪聲無(wú)論從生理上還是心理上，都在無(wú)時(shí)無(wú)刻地影響著人的正常工作、生活和身體健康。為了保護(hù)環(huán)境，針對(duì)汽車噪聲，各國(guó)政府已頒布了相關(guān)的法規(guī)，對(duì)其加以限制。各大汽車廠家也在積極地采取措施，盡量減少汽車給環(huán)境造成的噪聲污染。1.噪聲類型及發(fā)生源根據(jù)汽車噪聲對(duì)環(huán)境的影響，可將汽車噪聲分為車外噪聲和車內(nèi)噪聲。（1）車外噪聲車外噪聲是指汽車各部分噪聲輻射到車外空間的那部分噪聲，其噪聲源主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、排氣噪聲、輪胎噪聲、制動(dòng)噪聲和傳動(dòng)系噪聲等。車外噪聲主要影響車外道路兩旁的聲學(xué)環(huán)境。（2）車內(nèi)噪聲車內(nèi)噪聲是指車箱外的汽車各部分噪聲通過(guò)各種聲學(xué)途徑傳入車內(nèi)的那部分噪聲，以及汽車各部分振動(dòng)通過(guò)各種振動(dòng)傳遞路徑激發(fā)車身板件的結(jié)構(gòu)振動(dòng)向車箱內(nèi)輻射的噪聲。通過(guò)聲學(xué)途徑傳入車內(nèi)的汽車噪聲來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、排氣噪聲、空氣動(dòng)力學(xué)噪聲、輪胎噪聲和傳動(dòng)系噪聲等。通過(guò)振動(dòng)途徑激發(fā)車身板件振動(dòng)的汽車激振源包括發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、傳動(dòng)系振動(dòng)和路面振動(dòng)等。車內(nèi)噪聲主要影響車內(nèi)的聲學(xué)環(huán)境。2.噪聲的度量（1）聲壓聲壓是聲學(xué)中表示聲音強(qiáng)弱的指標(biāo)。當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí)，引起空氣壓力的起伏變化，這個(gè)壓力的變化量稱之為聲壓，聲音越大，聲壓也越大。由于以聲壓計(jì)量數(shù)值太大，使用起來(lái)不方便，加之人們對(duì)聲音強(qiáng)弱變化的感覺(jué)與聲壓的相對(duì)變化量有關(guān)，故實(shí)際上采用了對(duì)聲音作相對(duì)變化比較的無(wú)量綱單位“聲壓級(jí)”來(lái)作為噪聲的測(cè)量單位。聲壓級(jí)的單位是分貝（dB），其定義為，dB(2-31)式中：LP——聲壓級(jí),dB；P——聲壓,Pa；P0——基準(zhǔn)聲壓（取2×10-5）,Pa。采用聲壓級(jí)之后，就將相差一百萬(wàn)倍的可聽(tīng)聲壓范圍，簡(jiǎn)化成0～120dB的聲壓級(jí)變化，它既符合人耳對(duì)聲音的主觀感覺(jué)，也便于表示。2.5.2汽車噪聲第2章汽車的使用性能3.噪聲的控制降低噪聲，并不是簡(jiǎn)單地降低聲源強(qiáng)度或聲的傳播，而是要在滿足各種制約條件要求下，提出不同方案，并作出最佳的選擇。為了降低噪聲，應(yīng)設(shè)計(jì)激振力小，或即使產(chǎn)生振動(dòng)卻不易形成噪聲的結(jié)構(gòu)。比如為了凈化排放氣體，采用了高壓燃料噴射裝置而導(dǎo)致了激振力增大，為此必須采取相應(yīng)的低噪聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施。對(duì)于隔聲方法，因材料、位置、隔聲結(jié)構(gòu)等的不同其效果亦不同。一般都是在不改動(dòng)各部件總成的基本結(jié)構(gòu)和對(duì)其他性能的影響盡可能小的條件下來(lái)進(jìn)行限聲的。在確定隔聲方法之前，應(yīng)仔細(xì)調(diào)查噪聲特性，然后在保證輕量化的基礎(chǔ)上采取成本最低的有效對(duì)策。（1）發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的改善下列方法可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲及由發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)引起的其他噪聲：改造發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程以降低燃燒爆發(fā)的沖擊；降低由此沖擊產(chǎn)生的激后力引起的導(dǎo)致噪聲的發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的振動(dòng)；降低由活塞的上下運(yùn)動(dòng)、曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)引起的不平衡力以及降低發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械振動(dòng)等。（2）降低輻射噪聲為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)表面產(chǎn)生的輻射噪聲，不僅要降低激勵(lì)力，而且應(yīng)改善結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，達(dá)到即使有激勵(lì)力，也不易產(chǎn)生噪聲的效果。例如通過(guò)用仿真計(jì)算方法推測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、油底盤(pán)表面產(chǎn)生的輻射噪聲，用振動(dòng)特性優(yōu)化方法，采取在輕量化基礎(chǔ)上達(dá)到最佳效果的措施。（3）降低排氣噪聲在利用消聲器降低排氣出口的噪聲方法方面，隨著仿真計(jì)算方法精度的提高，可以達(dá)到在不增加排氣阻力條件下改善消聲效果的水平。另一方面在排氣口對(duì)排氣噪聲施加相位差為1800的次級(jí)聲源，達(dá)到降低噪聲效果的主動(dòng)消聲器也正在開(kāi)發(fā)研究中。（4）降低輪胎噪聲隨著輪胎測(cè)試技術(shù)及仿真技術(shù)的進(jìn)步，其噪聲的產(chǎn)生機(jī)理逐漸得到掌握。通過(guò)改善胎面形狀、橡膠材質(zhì)等，已使輪胎噪聲有較大改善。由于等速行駛噪聲中，輪胎噪聲占主要部分，因此有必要同時(shí)對(duì)路面狀況進(jìn)行改善，但這方面的工作更為困難。（5）測(cè)試技術(shù)、分析技術(shù)、數(shù)值仿真通過(guò)測(cè)試技術(shù)及分析技術(shù)的提高，對(duì)噪聲現(xiàn)象能更明確的理解，再結(jié)合用聲全息方法探測(cè)聲源，邊界元法進(jìn)行聲場(chǎng)分析等成果，能夠更合理有效地采取降低噪聲措施。2.5.3汽車空氣調(diào)節(jié)第2章汽車的使用性能汽車空氣調(diào)節(jié)是指對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即不管車外的天氣情況如何，將車內(nèi)的溫度、濕度和清潔度都保持在一定的舒適范圍內(nèi)。1.人體對(duì)溫度的感覺(jué)人體在不斷地產(chǎn)生和散發(fā)熱量，當(dāng)兩者取得平衡而維持體溫36℃時(shí)人就會(huì)感到舒適，若散熱過(guò)多，人會(huì)感覺(jué)“冷”；多余的熱量不能及時(shí)散發(fā)，人會(huì)感到“熱”。試驗(yàn)表明，人體對(duì)溫度的感覺(jué)主要受環(huán)境溫度、濕度和風(fēng)速三項(xiàng)因素的影響。2.舒適的溫度、濕度范圍人體感到舒適的環(huán)境溫度隨其工作內(nèi)容、體質(zhì)狀況、性別、年齡和衣著等方面變化，還要受季節(jié)、晝夜等自然環(huán)境變化的影響。綜合這些因素，冬季人體感到舒適的溫度范圍為16℃～20℃，濕度為55％－70％；夏季溫度范圍為19℃～23℃，濕度60％－75％。3.對(duì)空氣清潔度的要求車廂內(nèi)空氣的潔凈程度對(duì)舒適性產(chǎn)生重要影響。由于車廂內(nèi)乘員所擁有的空間有限，人所吸入的氧氣80％變成二氧化碳排出，另外人體散發(fā)出的氣味，燃油蒸汽、汽車廢氣、道路塵埃的滲入等，都會(huì)導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量惡化，影響乘員健康。對(duì)車內(nèi)空氣清潔度的指標(biāo)是按照車廂內(nèi)二氧化碳的濃度來(lái)評(píng)定的，一般允許車內(nèi)的二氧化碳濃度為0．5％，最好控制在0．l％以下。4.空氣調(diào)節(jié)汽車空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)三大功能：一是換氣；二是調(diào)節(jié)溫度和濕度；三是凈化空氣。換氣是空氣調(diào)節(jié)的最基本的功能。要保持每個(gè)乘員應(yīng)有0．3～0．5m3／min的換氣量，使車內(nèi)二氧化碳濃度在正常的范圍內(nèi)。要合理布置空氣的出、入口，提高換氣質(zhì)量和效率。汽車外部的空氣入口設(shè)置在正壓力大的部位，車內(nèi)氣體的出口設(shè)置在負(fù)壓大的部位。轎車的進(jìn)氣口一般開(kāi)在前擋風(fēng)玻璃下的機(jī)罩上，排氣口開(kāi)在后排座位的車側(cè)。在使用中應(yīng)注意對(duì)空氣進(jìn)、出口及通道進(jìn)行清潔維護(hù)，以免堵塞而影響換氣質(zhì)量。除了適宜的溫度外，溫度的分布情