第八章 汽車的通過性

1第八章汽車的通過性

汽車的通過性（越野性）是指它能以足夠高的平均車速通過各種壞路和無路地帶（如松軟地面、凹凸不平地面等）及各種障礙（如陡坡、側(cè)坡、壕溝、臺階、灌木叢、水障等）的能力。

通過性又分為支承通過性和幾何通過性。

通過性取決于地面的物理和力學性質(zhì)及汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)。2第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)第八章汽車的通過性

本節(jié)將主要介紹汽車支承通過性的評價指標和影響通過性的汽車幾何參數(shù)。3一、汽車支承通過性評價指標

汽車支承通過性的指標評價：牽引系數(shù)、牽引效率及燃油利用指數(shù)。

單位車重的掛鉤牽引力（凈牽引力）。表明汽車在松軟地面上加速、爬坡及牽引其他車輛的能力?！嚨膾煦^牽引力；G—汽車重力。第七章汽車的通過性1.牽引系數(shù)TC4

驅(qū)動輪輸出功率與輸入功率之比。反映了車輪功率傳遞過程中的能量損失。

單位燃油消耗所輸出的功，。式中，Qt為單位時間內(nèi)的燃油消耗量。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)2.牽引效率（驅(qū)動效率）TE

3.燃油利用指數(shù)Ef式中，

為汽車行駛速度；TW為驅(qū)動輪輸入轉(zhuǎn)矩；ω為驅(qū)動輪角速度；r為驅(qū)動輪動力半徑；

為滑轉(zhuǎn)率。5二、汽車通過性幾何參數(shù)

間隙失效：汽車與地面間的間隙不足而被地面托住，無法通過的情況。

頂起失效：當車輛中間底部的零件碰到地面而被頂住的情況。

觸頭失效：當車輛前端觸及地面而不能通過的情況。

托尾失效：當車輛尾部觸及地面而不能通過的情況。

與間隙失效有關(guān)的汽車整車幾何尺寸，稱為汽車通過性幾何參數(shù)，包括最小離地間隙、縱向通過角、接近角、離去角、最小轉(zhuǎn)彎直徑等。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)6（1）最小離地間隙h

汽車滿載、靜止時，支承平面與汽車上的中間區(qū)域最低點之間的距離。它反映了汽車無碰撞地通過地面凸起的能力。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)7（2）縱向通過角β

汽車滿載、靜止時，分別通過前、后車輪外緣作垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的切平面，兩切平面交于車體下部較低部位時所夾的最小銳角。它表示汽車能夠無碰撞地通過小丘、拱橋等障礙物的輪廓尺寸。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)8（3）接近角γ1

汽車滿載、靜止時，前端突出點向前輪所引切線與地面間的夾角。

γ1越大，越不容易發(fā)生觸頭失效。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)9（4）離去角γ2

汽車滿載、靜止時，后端突出點向后輪所引切線與地面間的夾角。

γ2越大，越不容易發(fā)生托尾失效。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)10（5）最小轉(zhuǎn)彎直徑轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置、汽車以最低穩(wěn)定車速轉(zhuǎn)向行駛時，外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的中心平面在支承平面上滾過的軌跡圓直徑。它表征了汽車能夠通過狹窄彎曲地帶或繞過不可越過的障礙物的能力。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)11（6）轉(zhuǎn)彎通道圓轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置、汽車以最低穩(wěn)定車速轉(zhuǎn)向行駛時，車體上所有點在支承平面上的投影均位于圓周以外的最大內(nèi)圓，稱為轉(zhuǎn)彎通道內(nèi)圓；車體上所有點在支承平面上的投影均位于圓周以內(nèi)的最小外圓，稱為轉(zhuǎn)彎通道外圓。第一節(jié)汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)12第二節(jié)松軟地面的物理性質(zhì)第八章汽車的通過性

本節(jié)將主要介紹土壤的物理性質(zhì)，包括土壤的抗壓性和抗剪性?？箟盒灾苯佑绊懙杰囕v通過時的滾動阻力；抗剪性直接影響到在土壤條件下驅(qū)動輪所能產(chǎn)生的最大驅(qū)動力，即附著力。13一、土壤切應(yīng)力與剪切變形的關(guān)系

對于粘性土壤或雪，最大切應(yīng)力僅與土壤或雪的粘聚性和輪胎與地面的接地面積有關(guān)式中，A為驅(qū)動輪的接地面積；c為土壤或雪的粘聚系數(shù)。第八章汽車的通過性1.粘性土壤的最大土壤推力14

對于摩擦性土壤（干沙、凍結(jié)的粒狀雪），按照庫侖摩擦定律，最大切應(yīng)力與負荷W成正比地增加式中，W為作用在驅(qū)動輪上的垂直載荷，

為摩擦角。第二節(jié)松軟地面的物理性質(zhì)2.摩擦性土壤的最大土壤推力15

大部分土壤既不是純粘性土壤，也不是純摩擦性壤，而是這兩種土壤的混合物，此時最大土壤推力為第二節(jié)松軟地面的物理性質(zhì)3.中性土壤的最大土壤推力16二、半流體泥漿及雪的密度對通過性的影響

車輛在半流體泥漿中所受到的阻力除與其行駛速度、浸入面積等有關(guān)外，還與泥漿的密度ρ及阻力系數(shù)CD有關(guān)，ρ及CD越大，阻力也越大。

車輛在雪地的通過性，與雪的密度及厚度有關(guān)。如果雪層厚度小于汽車的離地間隙，車輛可以通過，與雪的密度無關(guān)。如果雪的厚度大于汽車離地間隙的150%時，輕型汽車可在密度大于350kg/m3的雪地上通過，重型汽車可在密度大于500kg/m3的雪地上通過。這里均指沒有滲過水的雪，滲有水的雪密度大，但強度卻很低。第二節(jié)松軟地面的物理性質(zhì)17第三節(jié)車輛的掛鉤牽引力第八章汽車的通過性

本節(jié)將分析車輛在松軟土壤條件下行駛時所遇到的各種滾動阻力；分析松軟地面給履帶和驅(qū)動輪的土壤推力，從而確定車輛的掛鉤牽引力。18一、車輛在松軟地面上的土壤阻力土壤的壓實阻力推土阻力輪胎的彈滯損耗阻力

當車輛在松軟地面上行駛時，滾動阻力由三部分構(gòu)成：第七章汽車的通過性19

增加車輪直徑和寬度都能降低壓實土壤阻力，但增加車輪直徑比增加寬度更有效，即直徑越大，沉陷量越小。第三節(jié)車輛的掛鉤牽引力1.剛性車輪滾動時的土壤阻力202.前后串聯(lián)車輪和車輪重復(fù)通過時的土壤壓實阻力

當車輪第二次通過松軟的土壤時，土壤阻力會有所減小。一般越野汽車都是采用前、后輪距相等，并均為單胎的形式，以減小在松軟地面上行駛時的阻力。第三節(jié)車輛的掛鉤牽引力21

車輛的土壤推力FX與土壤阻力Fr之差，稱為掛鉤牽引力二、掛鉤牽引力第三節(jié)車輛的掛鉤牽引力土壤條件、接地面積和產(chǎn)生的驅(qū)動力相同的條件下，不同行走機構(gòu)的滑動率類型滑動率(%)直徑大寬度小的輪胎40直徑小寬度大的輪胎100履帶10

在松軟土壤條件下，相對于運動方向窄長的接地面積比較理想。22第四節(jié)間隙失效的障礙條件第八章汽車的通過性

本節(jié)將介紹頂起失效和觸頭失效兩種間隙失效情況下的障礙條件。23一、頂起失效的障礙條件第八章汽車的通過性

汽車通過由兩個相交平面形成的凸起障礙時，障礙頂點A的軌跡為直徑等于Dr的圓，Dr稱為地隙直徑。24一、頂起失效的障礙條件第八章汽車的通過性

當h<0時，發(fā)生頂起失效；h=0時，是汽車通過障礙的極限尺寸。此時，BAC所對的角即為汽車的縱向通過角。25第五節(jié)汽車越過臺階、壕溝的能力第八章汽車的通過性

越野行駛中的汽車常常要克服臺階、壕溝等障礙，這時由于車速很低，可用靜力學平衡方程來求得障礙物與汽車參數(shù)間的關(guān)系。26第六節(jié)汽車越過臺階、壕溝的能力4×2汽車的越障能力要比4×4差很多。4×4汽車的越障能力與a/L的比值有關(guān)，基本取值如圖中的陰影所示。27第六節(jié)汽車的通過性試驗第八章汽車的通過性28第八章汽車的通過性一、通過性試驗的主要內(nèi)容汽車幾何參數(shù)的測定掛鉤牽引性能的測定通過性試驗的內(nèi)容包括：29

通過性幾何參數(shù)在滿載情況下測定，也可在按比例畫出并經(jīng)實踐校正的汽車外形圖上用作圖法求得。

汽車越野行駛的掛鉤牽引性能應(yīng)在各種典型的壞路下，尤其應(yīng)在各種典型的無路地區(qū)進行測定，如泥濘、沼澤、水田、松軟土壤、沙漠、草原、雪地等。所測定的參數(shù)包括土壤阻力、汽車的掛鉤牽引力、汽車行駛的滑轉(zhuǎn)率以及輪胎在給定胎壓下的接地面積與接地比壓、驅(qū)動車輪上的轉(zhuǎn)矩等。

還應(yīng)進行越障性能的試驗，以檢驗汽車通過某些典型障礙的能力，如陡坡、側(cè)坡、凸嶺、路溝、壕溝、彈坑、灌木叢、河流、土坎、田埂及臺階等。第六節(jié)汽車的通過性試驗30二、土壤參數(shù)的測定

測量土壤參數(shù)常用貝氏儀，由加載裝置、測試裝置和數(shù)據(jù)采集及處理裝置三部分組成。第七節(jié)汽車的通過性試驗31二、土壤參數(shù)的測定