汽車的運行特點

點汽車運行特點精品文檔放心下載感謝閱讀謝謝閱讀感謝閱讀特性及其對道路設計的具體要求，這是道路線形設計的理論基礎。感謝閱讀道路線形設計要保證：1精品文檔放心下載感謝閱讀附著力等。2盡可能提高車速。3保證道路行車暢通，即保證汽車不受阻或少受阻。這就需要謝謝閱讀謝謝閱讀等。4盡量滿足行車舒適，即采用符合視覺舒適要求的曲線半徑，謝謝閱讀注意線形與景觀的協(xié)調、沿線的植樹綠化等。感謝閱讀的行駛穩(wěn)定性、制動性和燃油經濟性。在表2－1中列出了幾種有代精品文檔放心下載表性的國產汽車的主要技術性能。第一節(jié)汽車的驅動力及行駛阻力一、汽車的驅動力汽車在道路上行駛時，必須有足夠的驅力來克服各種行駛阻謝謝閱讀力。汽車行駛的驅動力來自它的內燃發(fā)動機，其傳力過程如下：謝謝閱讀在發(fā)動機里熱能轉化為機械能→有效功率N→感謝閱讀速為nM→M感謝閱讀MK→驅動汽車行駛。1發(fā)動機曲軸扭矩M如將發(fā)動機的功率N、扭矩M與曲軸轉速n之間的函數關系以謝謝閱讀曲線表示，則該曲線稱為發(fā)動機特性曲線。如果發(fā)動機節(jié)流閥全開，感謝閱讀謝謝閱讀謝謝閱讀荷特性曲線。2－精品文檔放心下載1nmin為發(fā)動機的最小穩(wěn)定工作轉速。隨著曲軸轉速的增加，發(fā)動感謝閱讀機發(fā)出的功率和扭矩都在增加。最大扭矩MMAX時的曲軸轉速為nM，謝謝閱讀MN精品文檔放心下載功率NMAX，此時曲軸轉速為nN。當轉速繼續(xù)增大時，功率N下降，感謝閱讀直到允許的發(fā)動機最高轉速為nMAX。精品文檔放心下載同。它們之間的關系如下：式中：M―――發(fā)動機曲軸的扭矩（N.mN―――發(fā)動機的有效功率（KWn―――發(fā)動機曲軸的轉速(r/min)。把扭矩M與轉速n之間的函數關系M=M(n)稱為扭矩曲線，而把謝謝閱讀功率N與轉速n之間的函數關系N=N(n)稱為功率曲線，并通過上式謝謝閱讀謝謝閱讀機的技術說明書中，圖2－2為東風EQ－104型汽車發(fā)動機的外特性感謝閱讀曲線。有時未給定發(fā)動機特性曲線，只給出最大功率NMAX及其對應的感謝閱讀曲軸轉速nN，則可通過下面的經驗公式近似地計算發(fā)動機的功率曲精品文檔放心下載線N=N(n)，即：2nnnNNmax123nNnnNN3(KW)(2-2)式中：Nmax―――發(fā)動機的最大功率（KWnN―――發(fā)動機的最大功率所對應的轉速(r/min);精品文檔放心下載α123感謝閱讀可近似地取α1＝α2＝α3＝1。然后，按前面的公式換算成扭矩曲線M=M(n)。如果同時給定最大功率NMAX及其對應的曲軸轉速nN，以及最大精品文檔放心下載扭矩MMAX及其對應的曲軸轉速nM，則可用下式直接計算扭矩曲線感謝閱讀M=M(n)，即：式中：Mmax―――最大扭矩(N.m);MN―――最大功率所對應的扭矩，即nN―――最大功率所對應的轉速(r/min);精品文檔放心下載nM―――最大扭矩所對應的轉速(r/min);n―――轉速(r/min)。2驅動輪扭矩MK汽車車輪分為驅動輪和從動輪。驅動輪上有發(fā)動機傳來的扭矩感謝閱讀MK，在MK的作用下驅使車輪滾動向前。而從動輪上無扭矩作用，它謝謝閱讀感謝閱讀感謝閱讀后輪均為驅動輪。汽車發(fā)動機曲軸傳至驅動輪上的扭矩按下式計算，即：MKMT(2-4)式中：MK―――驅動輪扭矩(N.m);M―――發(fā)動機曲軸扭矩(N.m);γ―――總變速比，γ＝i0ik；i0―――傳動器變速比，見表2－1；iK―――變速箱變速比，見表2－1；ηT―――傳動系統(tǒng)的機械效率，一般載重汽車取0.80~0.85,感謝閱讀小客車取0.85~0.95。此時，驅動輪上的轉速nK=n/γ,相應的車速V為精品文檔放心下載式中：V―――汽車行駛速度(km/h);n―――發(fā)動機曲軸轉速(r/min);r―――車輪工作半徑(m)謝謝閱讀胎構造、路面剛性與平整性、以及荷載有關，一般取感謝閱讀r=(0.93~0.96)r0；r0―――未變形直徑，見表2－2。3汽車的驅動力如圖2－3所示，汽車行駛時，共有以下幾個力：作用于驅動力精品文檔放心下載上的扭矩MK，在驅動輪上的汽車重力G以及與之相平衡的反力G/,精品文檔放心下載行駛正面阻力和路面水平反力。把驅動輪上的扭矩MK用一對力偶Ta和T代替，Ta作用在輪緣上精品文檔放心下載與路面水平反力FT謝謝閱讀R相抗衡。驅動力可按下式計算，感謝閱讀即T謝謝閱讀V感謝閱讀感謝閱讀感謝閱讀謝謝閱讀較大，驅動力T也大，但車速V精品文檔放心下載較小，驅動力T也較小，但車速較大。上式為驅動力T與扭矩M2－感謝閱讀NT3600TV(2-7)1）可推導出驅動力T與功率N之間的關系式為：二、汽車的行駛阻力汽車在行駛過程中需要不斷克服各種阻力，這些阻力有的來自感謝閱讀精品文檔放心下載謝謝閱讀空氣阻力、道路阻力和慣性阻力，下面分述之。1空氣阻力汽車在行駛過程中所受的空氣阻力主要包括：（1）迎面空氣質點的壓力；（2）車后真空吸力；（3）空氣質點與車身表面的摩擦力。現代汽車行駛速度高，空氣阻力對汽車行駛的動力性和燃油經精品文檔放心下載100km/h謝謝閱讀服空氣阻力。由空氣動力學的研究與試驗結果可知，空氣阻力RW可以用下式謝謝閱讀計算：式中：K―――空氣阻力系數，參見表2－3；ρ―――空氣密度，一般ρ＝1.2258(N.s2/m4);精品文檔放心下載A―――汽車迎風面積，即正投影面積（m2V―――汽車與空氣的相對速度(m/s)，可近似地取汽車行駛謝謝閱讀速度。將車速V(m/s)化為V(km/h)，并化簡得：謝謝閱讀(2-8)感謝閱讀引車空氣阻力的20％計算。2道路阻力由道路給行駛的汽車產生的行駛阻力，主要包括滾動阻力和坡謝謝閱讀度阻力。（1）滾動阻力車輪在路面上滾動所產生的阻力，稱為滾動阻力。它是由路面謝謝閱讀精品文檔放心下載謝謝閱讀為α時，其值可按下式計算：由于坡道傾角一般較小，認為,則式中：Rf―――滾動阻力(N)；G―――車輛總重力(N)；f―――滾動阻力系數，見表2－4。（2）坡度阻力汽車在坡道傾角為α的道路上行駛時，車重G在平行路面方向精品文檔放心下載感謝閱讀坡時與前進方向相同，助推汽車行駛。坡度阻力可用下式計算：感謝閱讀因坡道傾角一般較小，認為，則式中：Ri―――坡度阻力(N)；G―――車輛總重力(N)；i―――道路縱坡度，上坡為正，下坡為負。道路阻力為滾動阻力與坡度阻力之和，可按下式計算：(2-9)式中：RR―――道路阻力(N)；f+i―――統(tǒng)稱道路阻力系數。3慣性阻力汽車變速行駛時，需要克服其質量變速運動時產生的慣性力和精品文檔放心下載慣性力矩，統(tǒng)稱為慣性阻力。精品文檔放心下載感謝閱讀量產生慣性力矩。平移質量的慣性力旋轉質量的慣性力矩式中：I―――旋轉部分的轉動慣量；―――旋轉部分轉動時的角加速度。汽車旋轉部分較多，且各部分的轉動慣量和角加速度各不相同，感謝閱讀1的系謝謝閱讀數δ，來近似代替旋轉質量慣性力矩的影響，即：(N)(2-10)式中：RI―――慣性阻力(N)；G―――車輛總重力(N)；g―――重力加速度(m/s2)；a―――汽車的加速度（正值）或減速度（負值）(m/s2)；感謝閱讀δ―――慣性力系數，其值可用下式計算(2-11)δ1―――汽車車輪慣性力影響系數，一般δ1＝0.03~0.05;精品文檔放心下載δ2―――發(fā)動機飛輪慣性力的影響系數，一般小客車δ2＝精品文檔放心下載0.05~0.07,載重汽車δ2=0.04~0.05;精品文檔放心下載ik―――變速箱的速比，查表2－1。這樣，汽車的總行駛阻力R為謝謝閱讀感謝閱讀坡為負值；而慣性阻力則是：加速為正值，等速為零，減速為負值。感謝閱讀三、汽車的運動方程式與行駛條件1汽車的運動方程式汽車在道路上行駛時，必須有足夠的驅動力來克服各種行駛阻感謝閱讀感謝閱讀平衡方程式（即汽車運動方程式）為（2－12）2－6感謝閱讀TU感謝閱讀荷率。即式中：U―――負荷率，取U＝80～90％。將有關公式代入式（2－12(2-13)2汽車的行駛條件汽車在道路上行駛，當驅動力等于總行駛阻力時，汽車就等速謝謝閱讀感謝閱讀總行駛阻力時，汽車就減速行駛，直至停車。所以，要使汽車行駛，感謝閱讀必須具有足夠的驅動力來克服各種行駛阻力。即（2－14）上式是汽車行駛的必要條件，即驅動條件。謝謝閱讀謝謝閱讀感謝閱讀行駛的充分條件是驅動力小于或等于輪胎與路面之間的附著力，即精品文檔放心下載（2－15）式中：GK―――驅動輪荷載，一般情況下，小汽車為總重的50~65%;謝謝閱讀載重汽車為總重的65~80%；φ―――附著系數，查表2－5。第二節(jié)汽車的動力特性及加、減速行程謝謝閱讀感謝閱讀精品文檔放心下載為道路的縱斷面設計提供依據。一、汽車的動力因數為便于分析，將式（2－12）作如下改變上式等號左端（即驅動力與空氣阻力之差）稱為汽車的謝謝閱讀力RR與慣性阻力RI之和，其值主要與動力狀況和汽車的行駛方式有精品文檔放心下載關，將右端行駛阻力表達式代入，得：將上式兩端同時除以車輛總重G，得：(2-16)令上式右端為D，即(2-17)D謝謝閱讀感謝閱讀代入式（2－17顯然，D可以表示為車速V的二次函數，即(2-18)式中：D與V謝謝閱讀表2－4為東風EQ－1042－4為東風EQ－104精品文檔放心下載謝謝閱讀動力因數值。動力因數和動力特性是按海平面及汽車滿載情況下的標準值繪謝謝閱讀謝謝閱讀精品文檔放心下載D乘上一個修正系數λ，感謝閱讀即式中：ξ―――海拔系數，見圖2－5；G―――滿載時汽車的總重力(N)；G/―――實際裝載時汽車的總重力(N)。則(2-19)二、汽車的行駛狀態(tài)1道路阻力系數由式（2－19）可得(2-20)式中：ψ―――道路阻力系數，。汽車的行駛狀態(tài)有以下三種情況：當ψ<D時a>0加速行駛當ψ＝D時a＝0等速行駛當ψ>D時a<0減速行駛2平衡速度汽車等速行駛的速度稱為平衡速度，用VP表示，可用下述方法精品文檔放心下載求得：因為則解此方程，得(2-21)平衡速度有如下物理意義：如圖2－6所示，若汽車在道路阻力謝謝閱讀系數為的坡道上行駛時，與對應的平衡速度為V1。當汽車的行駛速謝謝閱讀度V>V1時，汽車將減速行駛，直到V1為止；當V<V1時，汽車將精品文檔放心下載加速行駛，直到V1為止。3臨界速度（最小穩(wěn)定速度）每一排擋都存在各自的最大動力因數Dmax感謝閱讀VK謝謝閱讀力特性圖上查得，也可用下式計算：由dD/dV=0，得(2-22)如圖2－7所示，當時，汽車可采用V1或V2的任意速度行駛。精品文檔放心下載臨界速度的物理意義如下：當采用V1>VK的速度行駛時，若道感謝閱讀精品文檔放心下載汽車可以自動在原來排擋上降低車速，以獲得較大的道路因數D值，謝謝閱讀來克服額外阻力，待阻力消失后，汽車可自動提高車速到V1的行駛感謝閱讀速度，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)定行駛。當汽車采用V2<VK的速度行駛時，精品文檔放心下載D精品文檔放心下載感謝閱讀穩(wěn)定狀態(tài)。因此，臨界速度VK是汽車穩(wěn)定行駛的最小極限速度。一精品文檔放心下載般情況下，在某一排擋下汽車都采用大于臨界速度VK的速度行駛，精品文檔放心下載以便克服額外阻力而連續(xù)行駛。4最高速度精品文檔放心下載謝謝閱讀速度，可按下式計算：(2-23)式中：nmax―――汽車發(fā)動機的最大轉數(r/min)。謝謝閱讀感謝閱讀大，表示汽車對道路阻力的適應性越強。三、汽車的爬坡能力1爬坡能力汽車的爬坡能力是指汽車在良好路面上等速行駛時，克服了其精品文檔放心下載它行駛阻力后所能爬上的最大縱坡度。因a=0，由式（2－19）可得感謝閱讀(2-24)謝謝閱讀爬坡能力越強。2最大爬坡能力汽車的最大爬坡能力是用最大爬坡坡度來衡量的。最大爬坡坡謝謝閱讀度是指汽車在堅硬路面上用最低擋作等速行駛時所能克服的最大坡謝謝閱讀謝謝閱讀計算，即解此三角函數方程式，得(2-25)式中：―――最低擋所能克服的最大坡道傾角；f―――滾動阻力系數；―――最低擋的最大動力因數。則，最大爬坡坡度為四、汽車的加、減速行程1加、減速行程計算公式由ds=vdt及加、減速度a=dv/dt(m/s2)，得謝謝閱讀設汽車初速度為V1，及終速度為V2，對上式積分，并將車速精品文檔放心下載v(m/h)化成V(km/h)，得將代入，得(2-26)令,，則方程（2－26）的解分為下述幾種情況：（1）B>0時（即）時(2-27)當時，為加速行程；當時，為減速行程。（2）B＝0（即）時(2-28)因，只能減速行駛，且。（3）B>0（即）時(2-29)式中arctg以弧長即。當時，為減速行程。2加、減速行程圖為使用方便，根據已知數據將加、減速行程繪成圖，以備查用。感謝閱讀圖2－8為東風EQ－140型載重汽車加、減速行程圖。圖中左下到右感謝閱讀精品文檔放心下載坐標繪制，橫坐標為距離行程λS，單位為m；縱坐標為車速，單位精品文檔放心下載為km/h。曲線上數字代表道路阻力系數(%)。3加、減速行程圖的用法圖2－9為任意兩條加、減速行程曲線，其主要用法有兩種：謝謝閱讀（1(%)V1和終速度V2精品文檔放心下載短行程Sa和減速最大行程Sd。即（2）已知道路阻力系數(%)、初速度V1、加速最短行程λSa或精品文檔放心下載減速最大行程λSd，求終速度V2。在行程圖上可直接查得。精品文檔放心下載第三節(jié)汽車的行駛穩(wěn)定性精品文檔放心下載精品文檔放心下載覆等的能力。精品文檔放心下載謝謝閱讀感謝閱讀計公路、保證行車安全、提高運輸生產率、減輕駕駛員的疲勞強度，感謝閱讀有著十分重要的意義。影響汽車行駛穩(wěn)定性主要有以下三方面的因素：1汽車本身的結構參數。2謝謝閱讀謝謝閱讀時采取措施使汽車趨于穩(wěn)定有著直接關系。3道路與環(huán)境等外部因素。一、汽車行駛的縱向穩(wěn)定性圖2－10為汽車等速上坡時的受力圖，慣性阻力為零，因上坡精品文檔放心下載G謝謝閱讀坡道傾角，hg為重心高度，Z1和Z2為作用在前、后輪上的法向反作謝謝閱讀用力，X1和X2為作用在前、后輪上的切向反作用力，L為汽車軸距，謝謝閱讀l1和l2O點為汽車重心，O1和O2為前、謝謝閱讀后輪與路面接觸點。1縱向傾覆產生縱向傾覆的臨界狀態(tài)是汽車前輪法向反作用力Z1為零，此感謝閱讀時汽車可能繞O2點發(fā)生傾覆現象。對O2點取矩并讓Z1＝0，得謝謝閱讀則(2-30)式中：α0―――Z1為零時的極限傾角；i0―――Z1為零時道路的縱坡度。2感謝閱讀－30）可知，縱向傾覆的穩(wěn)定性主要與汽車重心至后軸的距離l2和謝謝閱讀重心高度hg有關。l2越大，hg越低，汽車的縱向穩(wěn)定性越好。感謝閱讀2縱向滑移對于后輪驅動的汽車，根據附著條件，驅動力不產生滑移的臨謝謝閱讀界狀態(tài)是因為，則(2-31)式中：αφ―――產生縱向滑移臨界狀態(tài)時坡道的傾角；iφ―――產生縱向滑移臨界狀態(tài)時道路縱坡度；GK―――驅動輪荷載；G―――汽車總重力；φ―――附著系數，查表2－5。滑移。iφ的大小主要取決于驅動輪荷載GK與汽車總重力G的比值，謝謝閱讀謝謝閱讀另一方面要增加車輪與路面的附著力。3縱向穩(wěn)定性保證分析式（2－30）和（2－311，而遠謝謝閱讀遠小于1，所以或謝謝閱讀感謝閱讀感謝閱讀汽車行駛的縱向穩(wěn)定條件為(2-32)感謝閱讀證縱向行駛的穩(wěn)定性。但在運輸中裝載過高時，由于重心高度hg的感謝閱讀感謝閱讀制。二、汽車行駛的橫向穩(wěn)定性汽車行駛時，常受到橫向力的影響，例如重力、慣性力等的精品文檔放心下載精品文檔放心下載或橫向傾覆。為保證行車安全，必須分析和研究汽車行駛的橫向精品文檔放心下載穩(wěn)定性。1汽車在平曲線上行駛時力的平衡汽車在平曲線上行駛時會產生離心力，其作用點在汽車重心，精品文檔放心下載其方向水平背離圓心。汽車離心力的大小與行駛速度的平方成正比，精品文檔放心下載而與平曲線半徑成反比，計算公式為式中：F―――離心力（NR―――平曲線半徑（mv―――汽車行駛速度（m/s謝謝閱讀感謝閱讀精品文檔放心下載2－11精品文檔放心下載感謝閱讀由汽車輪胎與路面之間的橫向摩擦力與之平衡。將離心力F與汽車重力G分解為平行于路面的橫向力X和垂直于謝謝閱讀路面的豎向力Y，即由于路面橫向傾角α一般較小，則,其中稱為橫向超高坡度（簡謝謝閱讀橫向力X感謝閱讀精品文檔放心下載5KN精品文檔放心下載精品文檔放心下載程度，其定義為單位車重的橫向力，即將車速v(m/s)化為V(km/h)，則(2-33)式中：R―――平曲線半徑（mμ―――橫向力系數；V―――行車速度（km/hih―――橫向超高坡度。上式表達了橫向力系數與車速、平曲線半徑及超高之間的關系。感謝閱讀車速V越大、平曲線半徑R越小、橫向超高坡度ih越小，則橫向力精品文檔放心下載精品文檔放心下載高率及評價汽車在平曲線上行駛時的安全性和舒適性有十分重要的謝謝閱讀意義。2橫向傾覆條件分析汽車在平曲線上行駛時，由于橫向力的作用，可能使汽車繞外精品文檔放心下載謝謝閱讀覆力矩小于或等于穩(wěn)定力矩，即一般情況下，比G小得多，可忽略不計，則(2-34)式中：b―――汽車輪距（mhg―――汽車重心高度（m將式（2－34）代入式（2－23）并整理，得(2-35)利用上式可以確定：（1）汽車在平曲線上行駛時，若已知汽車運行速度V，則可計謝謝閱讀算汽車不產生橫向傾覆的最小平曲線半徑R；（2R和橫向超高坡度ih精品文檔放心下載產生橫向傾覆的最大允許行駛速度。3橫向滑移條件分析汽車在平曲線上行駛時，因橫向力的存在，可能使汽車沿橫向精品文檔放心下載感謝閱讀于或等于輪胎與路面之間的橫向附著力，即(2-36)式中：―――橫向附著系數，一般：，φ見表2－5。將式（2－36）代入式（2－33）并整理，得(2-37)精品文檔放心下載滑移的最小平曲線半徑R或最大允許行駛速度V。4橫向穩(wěn)定性的保證由式（2－34）和式（2－36）可知，汽車在平曲線上行駛時的感謝閱讀謝謝閱讀謝謝閱讀謝謝閱讀謝謝閱讀時采用的μ值滿載式（2－36）的條件，一般在滿載的情況下都能保謝謝閱讀謝謝閱讀控制超高。三、汽車行駛的縱橫組合向穩(wěn)定性汽車行駛在具有一定坡度的小半徑平曲線上時，較直線上增加感謝閱讀感謝閱讀精品文檔放心下載和裝載偏重的可能，這對汽車的行駛是相當危險的。因此，對坡度、感謝閱讀曲線半徑和行車速度等都要嚴格控制。如圖2－12i(tgα)和橫向超高坡度精品文檔放心下載為ih(tgβ)的下坡路段上，作用在前軸上的荷載W1為精品文檔放心下載離心力F分配在前軸上的荷載W2為則，前軸總荷載為因傾角α和β都很小，上式可以簡化為在平直路段上，作用于前軸的荷載W/為在有平曲線的坡道上，前軸荷載增加量與W/的比值為對載重汽車，一般，則在直坡道上，則I=I。即汽車沿直坡道下坡時，前軸荷載增加謝謝閱讀精品文檔放心下載也以直線上相同大小的最大縱坡imax作為控制，則有下式成立，即感謝閱讀將v(m/s)化成V(km/h)并整理，得(2-38)式中：imax―――汽車允許最大縱坡度；R―――平曲線半徑（m）V―――行車速度（km/hih―――橫向超高坡度。感謝閱讀（1）汽車在有坡度的平曲線上行駛時，若已知汽車運行速度V謝謝閱讀和平曲線半徑R，則可計算汽車穩(wěn)定行駛的最大縱坡度i；精品文檔放心下載（2）若已知平曲線半徑R和縱坡度i，則可計算汽車穩(wěn)定行駛感謝閱讀的最大允許行駛速度V；（3）若已知汽車運行速度V和縱坡度i，則可計算汽車穩(wěn)定行