汽車運(yùn)用工程基礎(chǔ)-北大課件

歡迎來到《汽車運(yùn)用工程基礎(chǔ)》課堂汽車運(yùn)用工程基礎(chǔ)主講：趙英勛本課主要內(nèi)容汽車主要使用性能汽車公害與控制汽車運(yùn)行材料的合理使用汽車在特殊條件下的使用汽車更新與選配緒論本課學(xué)習(xí)目的

熟悉汽車主要使用性能，能合理使用汽車、正確評(píng)價(jià)汽車技術(shù)狀況。本課學(xué)習(xí)方法從汽車運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)入手，分析汽車使用性能的影響因素，找出合理使用汽車的對(duì)策教材緒論汽車運(yùn)用工程基礎(chǔ)趙英勛宋新德主編北京大學(xué)出版社，2014年ISBN：

978-7-301-25017-4

此為教材配套的PPT課件第一章汽車的動(dòng)力性

汽車動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車動(dòng)力性分析汽車動(dòng)力性主要影響因素學(xué)習(xí)內(nèi)容：汽車動(dòng)力性汽車的動(dòng)力性良好的路面直線行駛平均行駛速度運(yùn)輸效率等最基本的性能縱向受力行駛方程式動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車動(dòng)力性：指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度，表示汽車以最大可能的平均行駛速度運(yùn)送貨物或乘客的能力?！?－1汽車動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車動(dòng)力性指標(biāo)的要素汽車最大坡度汽車最高車速汽車加速時(shí)間驅(qū)動(dòng)輪輸出功率1、汽車最高車速

汽車最高車速uamax：是指汽車在水平的良好路面（混凝土和瀝青）上滿載行駛所能達(dá)到的最高行駛速度。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車的最高車速有提高的趨勢(shì)。轎車常行駛于良好的路面，追求高的動(dòng)力性，因此轎車的最高車速Vmax較高，其范圍在140～300km／h，我國(guó)中級(jí)轎車的最高車速約為170～230km／h。下表列出多種汽車的最高車速。最高車速uamax

重型貨車（總質(zhì)量>14t）

90km/h

中型貨車（總質(zhì)量6～14t）

100km/h

微型和輕型貨車（總質(zhì)量<6t）

80～

130km/h

城市鉸接客車60～

90km/h

客車125km/h

商用車的速度相對(duì)較低，其主要技術(shù)參數(shù)是載質(zhì)量或載客量。微型（經(jīng)濟(jì)型）轎車（發(fā)動(dòng)排量/L≤1.0）奧拓0.8

120km/h

吉利1.0

120km/h

夏利1.0

137km/h

奇瑞QQ0.8

130km/h

普及（緊湊）型轎車（1.0＜發(fā)動(dòng)排量/L≤

1.6）吉利1.3155km/h

夏利1.3165km/h

羚羊1.3168km/h

西耶那1.5168km/h

賽歐1.6165km/h

波羅1.4172km/h

富康1.6180km/h

捷達(dá)1.6170km/h

飛度1.3手動(dòng)

165km/h

飛度1.3CVT160km/h

飛度1.5手動(dòng)

180km/h

飛度1.5CVT175km/h中高級(jí)轎車2.5＜發(fā)動(dòng)機(jī)排量/L≤4.0凱迪拉克賽威2.8

201km/h奧迪A6L2.8

235km/h寶馬530i

250km/h奔馳E280

250km/h高級(jí)轎車紅旗CA7460185km/h奔馳S600(5.8L)250km/h寶馬760250km/h賓利雅致(6.8L)270km/h邁巴赫(5.5L)250km/h勞斯萊斯幻影(6.7L)240km/h中級(jí)轎車（1.6＜發(fā)動(dòng)機(jī)排量/L≤2.5）普桑1.8

150km/h桑塔納30001.8

185km/h寶來1.8手動(dòng)

206km/h寶來1.8T手動(dòng)

221km/h寶馬318i

214km/h蒙迪歐2.0

205km/h本田雅閣2.0

197km/h本田雅閣2.4

219km/h奧迪A41.8T

220km/h奧迪A42.0

230km/h跑車的最高車速跑車的最高車速跑車的最高車速2、汽車加速時(shí)間

加速時(shí)間：通常用滿載時(shí)的原地起步加速時(shí)間和超車加速時(shí)間來表示汽車的加速能力，單位為s。

原地起步加速時(shí)間是指汽車由Ⅰ檔或Ⅱ檔起步，并以最大的加速?gòu)?qiáng)度，選擇恰當(dāng)?shù)膿Q檔時(shí)機(jī)逐步換至最高檔后到某一預(yù)定距離或車速所需的時(shí)間。一般常用0→100km／h的秒數(shù)來表明汽車的原地起步加速能力其加速時(shí)間越短，則表示加速性能越好。轎車對(duì)原地起步加速時(shí)間特別重視，其加速時(shí)間短。例如，中級(jí)以上轎車起步從0→100km/h所需時(shí)間約為10～17s；高動(dòng)力性的高級(jí)轎車加速時(shí)間更短。

超車加速時(shí)間是指用最高檔或次高檔由30km/h或40km/h全力加速行駛至某一高速所需的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間越短，則表示加速性能越好，超車能力越強(qiáng)，超車時(shí)兩車并行的行程較短，行駛安全性較高。加速時(shí)間t

飛度1.5L12.0s

紅旗CA746010.5s

捍馬H210.0s

寶馬523Li9.6s

奧迪A87.0s

寶馬7506.6s

奔馳S6006.5s寶來1.8M（手動(dòng)擋）/A（自動(dòng)擋）11.1s/12.7s寶來1.8TM（手動(dòng)擋）/A（自動(dòng)擋）9.0s/10.5s手動(dòng)擋汽車的加速時(shí)間更短法拉利

575MMaranello4.2s寶時(shí)捷9113.9s蘭博基尼

Gallardo4.2s（1）原地起步加速時(shí)間0～100km/h的加速時(shí)間60～100km/h（4擋/5擋）10.8s/13.7s80～120km/h（4擋/5擋）10.6s/14.1s思考：從這組數(shù)據(jù)可得到什么信息？寶馬520i

低擋的超車加速能力更強(qiáng)。（2）超車加速時(shí)間3、汽車最大爬坡度imax

最大爬坡度：是指汽車在良好的路面上滿載等速行駛所能通過的最大坡度，顯然它就是汽車最低檔時(shí)的最大爬坡度。汽車的上坡能力用汽車的最大爬坡度imax來表示。由于貨車在各種路面上行駛，故要求具有較高的爬坡能力，一般貨車的imax在30%左右。越野車由于在差路或無路條件下行駛，故應(yīng)有更高的爬坡能力，通常越野車的最大爬坡度在60%左右。轎車通常在較好路面行駛，一般不強(qiáng)調(diào)其爬坡能力，但由于轎車Ⅰ檔的加速能力大，故轎車的爬坡能力也強(qiáng)。坡度的概念貨車滿載

imax=30％越野車

imax=60％車型最大爬坡度imax切諾基30％通用開拓者50％長(zhǎng)豐獵豹70％帕杰羅70％陸虎100％陸地巡洋艦100％一些SUV車型的最大爬坡度最大爬坡度imax4、驅(qū)動(dòng)輪輸出功率驅(qū)動(dòng)輪輸出功率是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系工作過程的輸出參數(shù)，它完全取決于發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率和傳動(dòng)系的機(jī)械效率。常用發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)矩和額定功率時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪輸出功率來評(píng)價(jià)在用汽車的動(dòng)力性?！?－2汽車動(dòng)力性分析汽車動(dòng)力傳動(dòng)過程發(fā)動(dòng)機(jī)離合器、變速器減速器等驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力一、汽車行駛原理1、汽車驅(qū)動(dòng)力TtF0FtuFt=Tt/r式中Ft–

汽車驅(qū)動(dòng)力

Tt–

驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)矩

r-車輪的半徑汽車驅(qū)動(dòng)力及計(jì)算貨車驅(qū)動(dòng)力圖驅(qū)動(dòng)力隨檔位而變驅(qū)動(dòng)力隨車速而變驅(qū)動(dòng)力隨節(jié)氣門位置而變

滾動(dòng)阻力Ff2、汽車的行駛阻力汽車在行駛過程中將會(huì)遇到哪些行駛阻力？如何保證汽車可以加速或爬坡？空氣阻力Fw坡度阻力Fi加速阻力Fj汽車行駛總阻力思考1）滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因車輪滾動(dòng)時(shí)的能量損失是產(chǎn)生滾動(dòng)阻力的根本原因車輪變形；路面變形；汽車振動(dòng)；懸架減振。摩擦阻力輪胎與地面存在縱向、橫向局部滑移；輪胎變形使外胎與內(nèi)胎，內(nèi)胎與胎墊之間摩擦；汽車振動(dòng)時(shí)，鋼板間及各活動(dòng)懸架之間摩擦。滾動(dòng)阻力滾動(dòng)阻力系數(shù)及滾動(dòng)阻力式中f稱為滾動(dòng)阻力系數(shù)，滾動(dòng)阻力系數(shù)通過試驗(yàn)測(cè)得。

f的物理意義是：?jiǎn)挝黄囍亓λ柚屏ΑＦ嚨臐L動(dòng)阻力Ff=Ff1＋Ff2=Gfcosα等速行駛2）松軟路面的滾動(dòng)阻力與硬路面相比，多了附加的滾動(dòng)阻力。這種附加的滾動(dòng)阻力由兩部分組成：一部分是使地面材料壓縮和移動(dòng)，形成輪轍所需的力；另一部分是克服輪轍與輪胎之間摩擦所需的力。松軟路面的附加滾動(dòng)阻力與地面壓強(qiáng)有關(guān)，地面壓強(qiáng)越大，地面變形越甚，輪轍深度越深，滾動(dòng)阻力越大。因此，在松軟路面上降低輪胎氣壓，可有效減少其滾動(dòng)阻力。2）空氣阻力空氣阻力定義：空氣作用在汽車行駛方向上的分力?？諝庾枇M成汽車行駛空氣作用空氣阻力壓力阻力（法向力）摩擦阻力（切向力）形狀阻力內(nèi)循環(huán)阻力誘導(dǎo)阻力干撓阻力形狀阻力58%干撓阻力14%內(nèi)循環(huán)阻力12%誘導(dǎo)阻力7%摩擦阻力9%作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向上的分力（占91％）由于空氣粘性作用在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力空氣阻力空氣阻力的計(jì)算空氣阻力

在一般動(dòng)力計(jì)算中，認(rèn)為空氣阻力作用在風(fēng)帆中心

式中：CD——空氣阻力系數(shù)，實(shí)驗(yàn)得出；

A——迎面面積，汽車在行駛方向的投影，m2；

ua——相對(duì)速度，km/h。例：

A

典型轎車

1.7～2.10.3～0.41

貨

車

3～70.8～1.0

大

客

車

4～70.5～0.8車型空氣阻力系數(shù)CD

帕薩特0.28

奧迪A40.28

現(xiàn)代0.29

奔馳C級(jí)0.26

奔馳S級(jí)0.27

保時(shí)捷0.31

陸虎覽勝0.38一些常見車型的空氣阻力系數(shù)3）坡度阻力坡度阻力定義汽車上坡行駛汽車重力沿坡道的分力坡度阻力shhgFiGα坡度與坡度角的關(guān)系路面imax高速公路平原微丘區(qū)3%高速公路山嶺重丘區(qū)5%一級(jí)汽車專用公路平原微丘區(qū)5%一級(jí)汽車專用公路平原重丘區(qū)6%四級(jí)公路平原微丘區(qū)6%四級(jí)公路平原重丘區(qū)9%一些常見路面的坡度一般道路的坡度均較小。4）加速阻力加速阻力定義：汽車加速時(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。汽車加速行駛克服加速運(yùn)動(dòng)的慣性力加速阻力汽車質(zhì)量平移質(zhì)量旋轉(zhuǎn)質(zhì)量平移慣性力慣性力偶矩汽車加速行駛汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)

加速阻力加速阻力計(jì)算為便于計(jì)算，把旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力轉(zhuǎn)化為平移質(zhì)量慣性力，以系數(shù)δ作為計(jì)入旋轉(zhuǎn)質(zhì)量后的汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。即：

其中：δ——汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)（δ＞1）；

m——汽車質(zhì)量，Kg；

——行駛加速度，m/s2。

δ的物理意義：將旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力偶矩等效地疊加到平移質(zhì)量慣性力上時(shí)，平移質(zhì)量慣性力應(yīng)擴(kuò)大的倍數(shù)。δ主要與飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量If、車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Iw

和傳動(dòng)系傳動(dòng)比有關(guān)。（N）3、汽車行駛條件1）汽車行駛的驅(qū)動(dòng)條件

＞0，加速＜0，減速或無法行駛＝0，勻速滿足驅(qū)動(dòng)條件汽車就能正常行駛嗎？2）汽車行駛的附著條件驅(qū)動(dòng)力大動(dòng)力性好驅(qū)動(dòng)力大足夠的附著力（切向力）動(dòng)力性好滿足輪胎與地面的附著條件汽車行駛的附著條件附著力定義

定義:無側(cè)向力作用時(shí)，地面對(duì)輪胎切向反作用力的極限值。地面對(duì)輪胎的作用力切向的作用力極限值附著力汽車行駛的附著條件附著力計(jì)算

在硬路面上：附著條件

式中：為附著系數(shù)。對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車：∵，∴由于f較小，汽車行駛附著條件：驅(qū)動(dòng)輪上的切向反力主要與哪些因素有關(guān)？其大小可否通過駕駛員合理控制？思考汽車的驅(qū)動(dòng)與附著條件二、汽車的驅(qū)動(dòng)力平衡1、驅(qū)動(dòng)力平衡汽車驅(qū)動(dòng)力平衡是指汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力恒等于行駛阻力。

汽車的驅(qū)動(dòng)力平衡2、驅(qū)動(dòng)力平衡分析汽車驅(qū)動(dòng)力—行駛阻力平衡圖

在驅(qū)動(dòng)力圖的基礎(chǔ)上，畫出Ff+FW=f(ua)

就是驅(qū)動(dòng)力行駛阻力平衡圖。FfFf+FW汽車的驅(qū)動(dòng)力平衡求解動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)行駛方程式汽車的基本參數(shù)汽車的動(dòng)力性能最高車速加速能力爬坡能力汽車的驅(qū)動(dòng)力平衡確定汽車最高車速

驅(qū)動(dòng)力曲線與Ff十Fw曲線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的車速即為汽車最高車速。驅(qū)動(dòng)力行駛阻力FfFf+FWuamax最高車速行駛時(shí)Fi=0Fj=0Ft=Ff+Fw發(fā)動(dòng)機(jī)以部分負(fù)荷工作即可思考

當(dāng)Ff+FW與Ft5沒有交點(diǎn)時(shí)，如何確定最高車速？此時(shí)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況如何？

確定uamax汽車的驅(qū)動(dòng)力平衡確定汽車加速能力求加速度確定汽車加速能力

汽車的加速度曲線確定汽車加速能力求加速時(shí)間1/a~u

曲線加速時(shí)間矩形積分圖解法求加速時(shí)間

利用汽車加速度倒數(shù)曲線積分求加速時(shí)間BJ130汽車的加速時(shí)間曲線（計(jì)算得到）直接擋加速Ⅱ擋原地起步換擋加速所用時(shí)間較短汽車的驅(qū)動(dòng)力平衡確定汽車爬坡能力驅(qū)動(dòng)力Ft空氣阻力Fw滾動(dòng)阻力Ff爬坡能力等速確定汽車爬坡能力

三、汽車的動(dòng)力特性1、動(dòng)力因數(shù)物理意義

D表示單位車重所具有的剩余驅(qū)動(dòng)力，標(biāo)志著汽車克服的能力，可用于比較不同質(zhì)量、不同空氣阻力的汽車。2、動(dòng)力特性圖思考：動(dòng)力因數(shù)能否反映汽車動(dòng)力性的好壞？已知哪些參數(shù)可做出動(dòng)力特性圖？fuamax1）確定最高車速3、求解動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)

計(jì)算加速度的倒數(shù)，并作出加速度倒數(shù)曲線，圖解積分即可計(jì)算加速時(shí)間。作出加速度曲線2）確定加速能力

由動(dòng)力特性曲線，即可求出各擋的爬坡度圖。3）確定爬坡能力

Ⅰ擋工作時(shí)，爬坡度較大，此時(shí)以imax＝D1max－f

計(jì)算的誤差也較大，可以用下式計(jì)算四、汽車的功率平衡1、功率平衡定義

汽車的功率平衡是指發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率恒等于汽車行駛阻力所消耗的功率與機(jī)械傳動(dòng)損失功率之和。發(fā)動(dòng)機(jī)功率行駛阻力功率滾動(dòng)阻力功率Pf空氣阻力功率Pw坡度阻力功率Pi加速阻力功率Pj傳動(dòng)損失功率汽車的功率平衡2、功率平衡式f的隨車速u的增大，Pf的增加更快Pw是車速u的三次函數(shù)汽車的功率平衡3、功率平衡分析功率平衡圖思考：用功率的概念如何理解汽車的最高車速、加速能力和最大爬坡度？汽車的功率平衡確定最高車速確定后備功率

后備功率節(jié)氣門全開ua/（km/h）

后備功率可用來加速或爬坡，后備功率越大，汽車的動(dòng)力性越好。檔位不同，車速不同，其后備功率不同。汽車的功率平衡確定負(fù)荷率

發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率是指發(fā)動(dòng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下實(shí)際發(fā)出的功率與所能發(fā)出的功率之比值。圖中bc與ac的比值即為汽車在ua1車速下的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率。負(fù)荷率的高低表明了汽車功率的利用程度，負(fù)荷率低，表示汽車功率利用較少，汽車的后備功率較大，此時(shí)汽車具有良好的加速能力或爬坡能力；負(fù)荷率高，表示汽車此時(shí)的功率利用較大，適當(dāng)提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率，可提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性?！?—3影響汽車動(dòng)力性的主要因素汽車動(dòng)力性汽車結(jié)構(gòu)方面汽車使用方面一、汽車結(jié)構(gòu)方面1、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩對(duì)汽車動(dòng)力性影響最大。發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率、最大轉(zhuǎn)矩越大，汽車動(dòng)力性就越好。制造成本大燃油經(jīng)濟(jì)性差附著條件限制發(fā)動(dòng)機(jī)功率過大，也不合理1）發(fā)動(dòng)機(jī)功率的選擇按期望的最高車速選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率

在給定了結(jié)構(gòu)參數(shù)后，按要求的最高車速，即可確定Pemax。按比功率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率

根據(jù)車型及統(tǒng)計(jì)的比功率，乘以總質(zhì)量，即可確定Pemax。汽車的比功率約占發(fā)動(dòng)機(jī)功率的2/52）發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線形狀2、傳動(dòng)系參數(shù)

1）傳動(dòng)效率傳動(dòng)效率直接影響汽車的動(dòng)力性，傳動(dòng)效率越高，傳動(dòng)功率損失越小，傳至驅(qū)動(dòng)輪的有效功率越大，則汽車的動(dòng)力性就越好。正確裝配、調(diào)整傳動(dòng)系部件，合理選用潤(rùn)滑油性能等級(jí)和粘度，在潤(rùn)滑油中加入減磨添加劑，保持傳動(dòng)系具有良好的潤(rùn)滑，對(duì)提高傳動(dòng)效率具有明顯的效果。2）最小傳動(dòng)比最小傳動(dòng)比最高檔行駛最小傳動(dòng)比總傳動(dòng)比主減速器傳動(dòng)比變速器傳動(dòng)比副變速器傳動(dòng)比最小傳動(dòng)比最小傳動(dòng)比變速器的傳動(dòng)比為1主減速器的傳動(dòng)比i0直接擋行駛以汽車最高擋為直接擋為例說明最小傳動(dòng)比不同i0時(shí)的功率平衡圖分析比較后作出選擇：i0過大時(shí)如i01，后備功率大，直接檔加速、爬坡能力大。但最高車速低，負(fù)荷率低，燃油經(jīng)濟(jì)性差；且高速行車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，噪聲大，磨損大。i0過小時(shí)如i03，最高車速最低，后備功率最小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低，負(fù)荷率較高，油耗較低。i0適中時(shí)如i02，最高車速最高，umax=uP2，后備功率較小，負(fù)荷率較高，經(jīng)濟(jì)性較好。3）最大傳動(dòng)比最大傳動(dòng)比最大傳動(dòng)比最大爬坡度附著條件最低穩(wěn)定速度變速器I擋傳動(dòng)比ig1主減速器傳動(dòng)比i0最大傳動(dòng)比的選擇用最大的通過能力求ig1汽車的最大驅(qū)動(dòng)力低速爬坡最大傳動(dòng)比的選擇保證足夠低的越野車速

松軟的路面土壤容易受沖擊破壞影響附著力最大傳動(dòng)比itmax保證最低穩(wěn)定車速umin一般貨車：itmax=35～50，轎車：itmax=12～18

最大傳動(dòng)比確定后，還要計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪的附著條件，檢查附著條件是否滿足上坡或加速的要求。必要時(shí)，可從汽車總體布置和結(jié)構(gòu)入手，改善汽車的附著能力。4）變速器擋數(shù)傳動(dòng)系的擋數(shù)汽車的動(dòng)力性燃油經(jīng)濟(jì)性在高功率附近工作的機(jī)會(huì)在低燃油消耗率區(qū)間工作的機(jī)會(huì)操縱性好擋與擋之間傳動(dòng)比的比值≤1.7~1.8變速器檔數(shù)變速器擋數(shù)比較

從圖中可以看出，變速器擋數(shù)增多，發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率附近高功率工作的機(jī)會(huì)增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率利用率高，后備功率大。變速器檔數(shù)各類車型的擋數(shù)轎車傳統(tǒng)轎車3～4個(gè)前進(jìn)擋；現(xiàn)代轎車常用5個(gè)前進(jìn)擋，含2個(gè)超速擋。貨車中型貨車一般采用5個(gè)擋位；重型貨車、礦用重型車擋位數(shù)多，6～20個(gè)。越野車擋位數(shù)比同噸位貨車多一倍左右。傳動(dòng)系擋數(shù)的多少擋與擋之間傳動(dòng)比的比值≤1.7~1.8擋位數(shù)超過五個(gè)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。加副變速器5）變速器傳動(dòng)比

變速器第1擋、最高擋傳動(dòng)比和擋數(shù)確定后，應(yīng)從提高汽車動(dòng)力性和換擋操縱性入手分配中間各擋的傳動(dòng)比。

最小傳動(dòng)比itmin最大傳動(dòng)比itmax傳動(dòng)系的擋數(shù)中間各擋的傳動(dòng)比<=1.7~1.8變速器傳動(dòng)比確定方法中間各擋的傳動(dòng)比漸近式速比分配等比級(jí)數(shù)分配3、自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器的組成

1）液力自動(dòng)變速器液力變矩器特性綜合式液力變矩器的輸出特性液力變矩器特性綜合式液力變矩器汽車驅(qū)動(dòng)力圖帶鎖止離合器的液力變矩器輸出特性2）機(jī)械無級(jí)變速器

機(jī)械無級(jí)變速器（CVT）是指通過機(jī)械傳動(dòng)無級(jí)控制速比變化的自動(dòng)變速器。現(xiàn)代汽車采用的電控CVT，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合控制，充分發(fā)揮汽車的動(dòng)力性。

CVT的組成及原理1-液壓泵2a-主動(dòng)固定帶輪

2-主動(dòng)可動(dòng)帶輪3-主動(dòng)帶輪液壓缸4-起步裝置5-發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪6-從動(dòng)可動(dòng)帶輪6a-從動(dòng)固定帶輪7-中間減速器8-主減速器與差速器9-金屬傳動(dòng)帶10-從動(dòng)帶輪液壓缸3）雙離合器變速器

雙離合器變速器（DCT）是指在手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，利用兩個(gè)離合器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔而不間斷動(dòng)力傳遞的變速器。雙離合器變速器主要由雙離合器、機(jī)械變速器、自動(dòng)換檔機(jī)構(gòu)和電控液壓控制系統(tǒng)組成。在DCT中，雙離合器由電子控制及液壓推動(dòng)，一個(gè)離合器控制奇數(shù)檔（如：1、3、5和倒檔），一個(gè)離合器控制偶數(shù)檔（如：2、4、6檔）。裝用AMT與DCT汽車的換擋性能比較

與AT相比，DCT屬于機(jī)械傳動(dòng)變速器，其傳動(dòng)效率相對(duì)較高4、空氣阻力系數(shù)影響空氣阻力因素車速：與u2成正比關(guān)系，而功率則與u3成正比關(guān)系。A：與車型有關(guān)，H↓為好。表面：突出物及光潔程度。車身形狀（流線型好）。減少空氣阻力系數(shù)CD的措施發(fā)動(dòng)機(jī)蓋應(yīng)向前下傾1）車身前部降低空氣阻力系數(shù)的措施

面與面交接處的棱角應(yīng)為圓柱狀。

風(fēng)窗玻璃應(yīng)盡可能“躺平”，且與車頂圓滑過渡。

盡量減少燈、后視鏡和門把手等凸出物。

車輪蓋應(yīng)與輪胎相平。

整個(gè)車身應(yīng)向前傾1°～2°。2）整車蘭博基尼整車：整個(gè)車身應(yīng)向前1～2°，如下圖；水平投影應(yīng)為“腰鼓”形，后端稍稍收縮，前端呈半圓形。謳歌瑪莎拉蒂整車：整個(gè)車身應(yīng)向前1～2°，如下圖；水平投影應(yīng)為“腰鼓”形，后端稍稍收縮，前端呈半圓形。

最好采用艙背式或直背式。3）汽車后部艙背式車身:

后窗玻璃與水平線呈25°～50°角的車身，稱為艙背式車身。大于50°角的車身，稱為方背式車身。艙背式直背式車身

直背式車身：后窗玻璃與水平線夾角＜25°的車身，稱為直背式車身或快背式車身。直背式

應(yīng)安裝后擾流板。

當(dāng)車速超過120km/h，尾翼會(huì)自動(dòng)升高160mm，為車身增加30％的下壓力；在車速低于80km/h，尾翼又會(huì)自動(dòng)降低。

應(yīng)安裝后擾流板。

應(yīng)安裝后擾流板。

應(yīng)安裝后擾流板。

應(yīng)安裝后擾流板。

若用折背式，則行李箱蓋板至地面距離應(yīng)高些，長(zhǎng)度要短些。雷克薩斯

后面應(yīng)采用鴨尾式結(jié)構(gòu)。

所有零件應(yīng)在車身下平面內(nèi)且較平整，最好有平滑的蓋板蓋住底部。4）車身底部

仔細(xì)選擇進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置，精心設(shè)計(jì)內(nèi)部風(fēng)道。5）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)5、汽車質(zhì)量汽車質(zhì)量對(duì)汽車動(dòng)力性影響：除空氣阻力外，其他行駛阻力都與汽車質(zhì)量成正比，而動(dòng)力因數(shù)則與汽車質(zhì)量成反比。因此，隨著汽車質(zhì)量的增大，其行駛阻力增加，動(dòng)力因數(shù)降低，汽車的動(dòng)力性下降。減輕汽車整備質(zhì)量的主要措施是：用計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)增加輕質(zhì)材料在汽車上的應(yīng)用比例改善汽車各總成乃至零件的結(jié)構(gòu)，減小結(jié)構(gòu)尺寸和用料量采用承載式車身；提高輪胎的可靠性，去掉備胎等。

6、汽車驅(qū)動(dòng)形式對(duì)汽車動(dòng)力性影響：汽車驅(qū)動(dòng)形式不同，汽車的附著條件就不同，汽車所能獲得的最大驅(qū)動(dòng)力就不同。單軸驅(qū)動(dòng)汽車，一般以后軸作為驅(qū)動(dòng)軸。采用全輪驅(qū)動(dòng)的汽車比單軸驅(qū)動(dòng)汽車具有更好的動(dòng)力性。智能全模式四驅(qū)系統(tǒng)已經(jīng)在轎車上得到了很好的應(yīng)用。

7、汽車輪胎汽車行駛時(shí)輪胎的滾動(dòng)阻力和附著性能對(duì)汽車動(dòng)力性產(chǎn)生較大的影響。應(yīng)盡量減少汽車輪胎的滾動(dòng)阻力，同時(shí)增加道路與輪胎間的附著力。在硬路面上行駛的汽車，應(yīng)采用子午線輪胎，細(xì)而淺的花紋，較高的輪胎氣壓；在松軟路面上行駛的汽車，應(yīng)采用粗而深的輪胎花紋，較低的輪胎氣壓。輪胎的尺寸對(duì)動(dòng)力性也有影響。行駛于良好路面上的汽車，輪胎尺寸有減小的趨勢(shì)；采用寬系列輪胎。二、汽車使用方面1、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況2、底盤技術(shù)狀況3、駕駛技術(shù)汽車起步換檔操作車速控制4、汽車行駛條件第二章汽車燃油經(jīng)濟(jì)性

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

汽車燃油經(jīng)濟(jì)特性

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性分析

學(xué)習(xí)內(nèi)容：汽車燃油經(jīng)濟(jì)性燃油經(jīng)濟(jì)性盡量少的燃油消耗一定的動(dòng)力性條件下燃油經(jīng)濟(jì)性好降低汽車的使用費(fèi)用減少進(jìn)口的石油量節(jié)約資源降低CO2等的排放汽車燃油經(jīng)濟(jì)性是指汽車以最少的燃油消耗完成單位運(yùn)輸工作量的能力檢測(cè)燃油消耗評(píng)價(jià)§2-1汽車燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)1．單位行程的燃油消耗量單位行程的燃油消耗量常用一定運(yùn)行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗升數(shù)（L/100km）來表示。它可用來評(píng)價(jià)相同容載量汽車的燃油經(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，其數(shù)值越小，則汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性就越好。我國(guó)及歐洲一般采用L/100km數(shù)作為汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)（1）等速行駛百公里油耗

等速行駛百公里燃油消耗量是常用的一種評(píng)價(jià)指標(biāo)，指汽車在一定載荷下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量，一般是汽車等速行駛一定的里程折算成100km的燃油消耗升數(shù)（L/100km）。在汽車使用說明書上也用等速百公里油耗來評(píng)價(jià)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，下表為幾種車型的等速百公里油耗。車型富康988EL賽歐SL本田雅閣2.3L現(xiàn)代XG30波羅ALi奧迪A4-3.0.寶來1.8T90km/h等速油耗（L/100km）6.55.37.310.45.89.7.6.3幾種車型的90km/h等速百公里油耗汽車燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

（2）循環(huán)工況百公里油耗

循環(huán)工況百公里油耗是按規(guī)定的循環(huán)行駛試驗(yàn)工況來模擬汽車的實(shí)際運(yùn)行工況，折算成100km的燃油消耗量。所模擬的運(yùn)行工況主要有換檔、怠速、加速、減速、等速、離合器脫開等的車速—時(shí)間規(guī)范。我國(guó)乘用車采用十五工況和十三工況循環(huán)，城市客車和雙層客車采用四工況循環(huán)，貨車采用六工況循環(huán)等。循環(huán)工況百公里油耗是一項(xiàng)綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)，能實(shí)際反映汽車的運(yùn)行工況，可全面評(píng)價(jià)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性

在2013年日內(nèi)瓦車展上，大眾汽車公司的XL1量產(chǎn)版正式發(fā)布，這是大眾“1升”系列車的最新款型，其百公里油耗僅為0.9L，具有超高的燃油經(jīng)濟(jì)性，是最經(jīng)濟(jì)省油的汽車。

XL1最高車速可達(dá)160km/h，0→100km/h加速時(shí)間12.7s。XL1采用插電式設(shè)計(jì)，一次充滿電之后，在純電動(dòng)模式下可行駛50km，10升小油箱加滿后，總續(xù)航里程可達(dá)500km。最省油的汽車油耗是多少？XL1量產(chǎn)版XL1量產(chǎn)版車體外表流暢圓潤(rùn)，風(fēng)阻系數(shù)僅為0.189采用油電混合動(dòng)力，由一臺(tái)0.8升48馬力的兩缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和一臺(tái)27馬力的電動(dòng)機(jī)來共同驅(qū)動(dòng)車身長(zhǎng)3888mm、寬1665mm、高1153mm、軸距2224mm，采用標(biāo)準(zhǔn)的兩門兩座布局大燈采用了節(jié)能的LED光源，沒有配置傳統(tǒng)的車外光學(xué)后視鏡，而是在車身門板上設(shè)置了兩個(gè)LCD電子倒車鏡整車采用輕量化設(shè)計(jì)，車身部件大部分由碳纖維材料構(gòu)成，并輔以CFRP高強(qiáng)度增強(qiáng)型的碳纖維塑料的防傾桿來提升剛度，采用輕量化、高性能的陶瓷制動(dòng)盤，設(shè)計(jì)了較薄的座椅及碳纖維面板，整車質(zhì)量?jī)H為795kg。汽車燃料經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.單位運(yùn)輸工作的燃料消耗量單位運(yùn)輸工作量的燃油消耗量是指汽車完成每百噸公里或千人公里運(yùn)輸工作量時(shí)的燃油消耗升數(shù)，單位為L(zhǎng)/（ht·km）或L/（kp·km）。它可用于評(píng)價(jià)不同容載量汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，是運(yùn)輸效率的指標(biāo)之一，其數(shù)值越小，則汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性就越好。汽車運(yùn)輸企業(yè)常用單位運(yùn)輸工作量的燃油消耗量來評(píng)價(jià)企業(yè)運(yùn)輸車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。§2-2汽車燃油經(jīng)濟(jì)特性

汽車燃油消耗方程式方程式是對(duì)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的全面表述，對(duì)研究汽車單位行程燃油消耗具有指導(dǎo)意義。但在具體運(yùn)用時(shí)，由于ge及ηT隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷呈復(fù)雜形式的變化，而且汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性還與交通情況（人、車流密度）、周圍環(huán)境（如氣候等）有關(guān)，故用燃油消耗方程式確定油消常感不便。所以汽車的燃油消耗量多用試驗(yàn)方法測(cè)定。1.汽車燃油消耗方程式2．汽車燃油消耗規(guī)律一般規(guī)律汽車在一定道路條件下行駛時(shí)，有一經(jīng)濟(jì)車速

汽車燃油消耗規(guī)律道路變化時(shí)的油耗規(guī)律

道路阻力系數(shù)越大，汽車消耗在滾動(dòng)阻力和坡度阻力上的能量就越大，汽車的百公里油耗就越大。等速百公里油耗特性擋位不同時(shí)的油耗規(guī)律

汽車在良好的水平路面以不同檔位行駛時(shí)，在相同的車速下，檔位越高，汽車的百公里油耗就越小，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性就越好。因此，在良好的路面上應(yīng)盡量使用高檔位行車。汽油ρ=0.71～0.73kg/L；柴油ρ=0.81～0.83kg/L。汽車以u(píng)a等速行駛時(shí)，折算成等速百公里燃油消耗量3.汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算Ｌ/100km（1）等速行駛工況燃油消耗量計(jì)算由u和

在萬有特性圖上可確定燃油消耗率ge。發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性圖或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性圖和汽車功率平衡圖計(jì)算的基本依據(jù)等速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)提供的功率為等速行駛工況燃油消耗量計(jì)算

設(shè)已知汽車的車速ua

=150km/h，發(fā)動(dòng)機(jī)功率

=43kW，可在萬有特性圖上確定燃油消耗率一ge=270g/(kW·h)。等速行駛工況燃油消耗量計(jì)算（2）等加速行駛的燃油消耗量

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算（3）等減速行駛的燃油消耗量（4）怠速停車時(shí)的燃油消耗量（5）整個(gè)循環(huán)工況的百公里燃油消耗量§2-3汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的的主要影響因素

柴油機(jī)的有效耗油率比汽油機(jī)低20%左右，故柴油汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性比較好，資料表明：汽車裝配柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比裝配汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛節(jié)油在20%左右。另外，加之柴油的價(jià)格低于汽油，這使得柴油車表現(xiàn)出更為優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性。因此，世界各國(guó)都在積極推進(jìn)輕型貨車和轎車的柴油化進(jìn)程，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用具有廣闊的前景。一、汽車結(jié)構(gòu)方面1.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)類型汽車的結(jié)構(gòu)方面發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)的種類確定后，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)就決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。盡可能地提高壓縮比，增加熱效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性得以改善，使發(fā)動(dòng)機(jī)油耗率降低；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、分配和燃燒過程，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；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)的適時(shí)控制，如電子控制燃油噴射系統(tǒng)、電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)、閉缸技術(shù)等，都能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗。汽車的結(jié)構(gòu)方面發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大，汽車的動(dòng)力性通常越好，但汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性往往會(huì)越差。發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率約為80%～90%，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的功率較大，汽車在良好路面以常用車速行駛時(shí)會(huì)遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率，便會(huì)造成有效耗油率增大，使汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性變差。因此，為了節(jié)約燃油，在動(dòng)力性足夠的前提下，不需要追求汽車裝置大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。2.汽車傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)效率

傳動(dòng)系效率越高，則損失于傳動(dòng)系統(tǒng)的能量越少，燃油經(jīng)濟(jì)性越好。機(jī)械式變速器的傳動(dòng)效率比液力自動(dòng)變速器的效率高，因此具有自動(dòng)變速器的汽車其油耗相對(duì)較高。另外，改善潤(rùn)滑油的品質(zhì)對(duì)提高傳動(dòng)效率具有重要作用。超速檔

變速器設(shè)置超速檔的主要目的是為了節(jié)油，所以超速檔又稱經(jīng)濟(jì)檔。汽車在良好路面若以相同的車速行駛，采用超速檔的負(fù)荷率明顯高于直接檔的負(fù)荷率，只要在高負(fù)荷率下發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣沒有加濃，則發(fā)動(dòng)機(jī)的有效耗油率就會(huì)明顯降低，使汽車較為節(jié)油。汽車的結(jié)構(gòu)措施變速器擋數(shù)

變速器擋數(shù)越多，給汽車行駛提供了更多的檔位選擇機(jī)會(huì)，在同一汽車行駛速度下，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗區(qū)工作的可能性，有利于提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，現(xiàn)代轎車手動(dòng)變速器已基本上采用5檔，大多數(shù)貨車有采用更多檔位的趨勢(shì)。擋位無限多的無級(jí)變速器，在任何條件下提供了使發(fā)動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)工況下工作的可能性，若其傳動(dòng)效率較高，則汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性將能顯著提高。3.汽車整備質(zhì)量

它是汽車設(shè)計(jì)與制造中的重要技術(shù)指標(biāo)。顯然，在汽車最大總質(zhì)量相同的情況下，汽車的整備質(zhì)量越小，相同運(yùn)程的貨運(yùn)量就越大，單位貨運(yùn)量（貨物周轉(zhuǎn)量）的油耗就越少。當(dāng)整備質(zhì)量減少時(shí)，汽車的滾動(dòng)阻力、坡度阻力和加速阻力都將減少，則消耗在這些阻力上的能量相應(yīng)減少，因而汽車的百公里油耗將會(huì)減少。目前，在汽車上廣泛采用輕質(zhì)材料，改進(jìn)汽車結(jié)構(gòu)，優(yōu)化汽車設(shè)計(jì)，以減少汽車整備質(zhì)量，來提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。4.車身流線形

汽車行駛時(shí)，空氣阻力消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率與汽車速度的3次方成正比。汽車速度不高時(shí)，空氣阻力對(duì)汽車的燃油消耗不大，但汽車在高速行駛時(shí)，其空氣阻力消耗的能量很大，汽車的燃油消耗顯著增加。改善車身的外形，優(yōu)化車身的設(shè)計(jì)，以及在車身上加裝各種導(dǎo)流裝置，使空氣阻力系數(shù)減小，從而減少汽車中、高速行駛的空氣阻力，降低空氣阻力消耗的功率，使燃油消耗下降。5.汽車輪胎

輪胎行駛時(shí)產(chǎn)生的滾動(dòng)阻力越小，則汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性就越好。輪胎的種類、結(jié)構(gòu)、氣壓對(duì)滾動(dòng)阻力影響很大。因此，采用子午線輪胎，改善輪胎的結(jié)構(gòu)，選擇合適的輪胎氣壓，可以減少汽車的油耗。大力發(fā)展子午線輪胎，實(shí)現(xiàn)子午線輪胎化是當(dāng)前我國(guó)節(jié)油的有效途徑。二、汽車使用方面1.汽車技術(shù)狀況

保持發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的技術(shù)狀況

保持底盤具有良好的滑行性能

汽車整備質(zhì)量M（kg）單軸驅(qū)動(dòng)車輛滑行距離（m）雙軸驅(qū)動(dòng)車輛滑行距離（m）M＜1000≥130≥1041000≤M≤4000≥160≥1204000＜M≤5000≥180≥1445000＜M≤8000≥230≥1848000＜M≤11000≥250≥200M＞11000≥270≥214

車輛滑行距離要求（30km/h摘檔滑行）2.汽車駕駛技術(shù)減少暖機(jī)時(shí)間正確平穩(wěn)起步操作腳輕手快合理使用檔位選擇中速行車保持適宜的冷卻液溫度利用滑行節(jié)油合理使用制動(dòng)

3.汽車運(yùn)輸組織提高汽車的實(shí)載率采用拖掛運(yùn)輸優(yōu)化用車計(jì)劃三、環(huán)境條件1.道路狀況不同的道路等級(jí)和道路狀況，其行駛阻力存在著較大的差別。阻力越大，油門開度就越大，高速檔行駛的機(jī)會(huì)就越少，而油耗就會(huì)增大。汽車在良好的道路上行駛，車速可以較高，燃油經(jīng)濟(jì)性較好；汽車在較差的道路上行駛，平均技術(shù)速度較低，燃油經(jīng)濟(jì)性較差。環(huán)境條件

2.交通流量在城市條件下，由于交通量的不同，汽車的百公里油耗與平均值相比，可能在10%～20%的范圍內(nèi)變化。

3.氣候條件氣候條件中的氣溫對(duì)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響最明顯。冬季由于氣溫低，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)相對(duì)困難、燃油霧化不良、燃燒速度慢、散熱損失大，汽車各部件的運(yùn)動(dòng)阻力大，傳動(dòng)系統(tǒng)和行駛系統(tǒng)的機(jī)械損失增加，汽車的燃油消耗量增加；氣溫過高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣量下降、容易過熱和產(chǎn)生氣阻等，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒受到影響，油耗量增大，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性下降。第三章汽車制動(dòng)性

汽車制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車制動(dòng)性分析影響汽車制動(dòng)性的主要因素學(xué)習(xí)內(nèi)容：§3－1制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車制動(dòng)性：是指汽車行駛時(shí)，能夠強(qiáng)制地降低車速以至停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和下坡時(shí)維持一定車速的能力。

直接關(guān)系到交通安全保證汽車高效運(yùn)輸

定義

重要性

制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)效能制動(dòng)減速度制動(dòng)距離抗熱衰退性失去轉(zhuǎn)向能力側(cè)滑跑偏抗水衰退性制動(dòng)力

制動(dòng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)

§3－2汽車制動(dòng)性分析一、汽車制動(dòng)狀態(tài)分析汽車制動(dòng)性分析1.制動(dòng)時(shí)車輪的受力1）地面制動(dòng)力制動(dòng)時(shí)車輪的受力分析rWFZFXbFpTμua制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)盤之間的摩擦力輪胎與地面之間的附著力滾動(dòng)阻力偶矩、慣性力偶矩忽略不計(jì)

汽車制動(dòng)性分析2）制動(dòng)器制動(dòng)力rFμTμ制動(dòng)器制動(dòng)力克服制動(dòng)器摩擦力矩所需的力Fμ是指在車輪抬離地面踩制動(dòng)時(shí)，為克服制動(dòng)器摩擦力矩Tμ，在輪胎周緣沿切線方向轉(zhuǎn)動(dòng)車輪所需施加的力制動(dòng)器制動(dòng)力制動(dòng)器制動(dòng)力制動(dòng)器的形式結(jié)構(gòu)尺寸摩擦副的摩擦系數(shù)車輪半徑制動(dòng)踏板力制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)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2.制動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)1)車輪的運(yùn)動(dòng)制動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)純滾動(dòng)邊滾邊滑抱死拖滑沒有制動(dòng)力時(shí)的滾動(dòng)半徑制動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)2)滑移率純滾動(dòng)邊滾邊滑抱死拖滑3.車輪制動(dòng)的最佳狀態(tài)1)硬路面上附著系數(shù)路面的材料及狀況各種路面平均附著系數(shù)

路面峰值附著系數(shù)滑動(dòng)附著系數(shù)路面峰值附著系數(shù)滑動(dòng)附著系數(shù)瀝青或混凝土（干）0.8～0.90.75土路（干）0.680.65瀝青（濕）0.5～0.70.45～0.6土路（濕）0.550.4～0.5混凝土（濕）0.80.7雪（壓緊）0.20.15礫石0.60.55冰0.10.07車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2)最佳制動(dòng)狀態(tài)

車輪抱死狀態(tài)分析附著系數(shù)側(cè)向附著系數(shù)輪胎磨損

車輪滑移率20%左右狀態(tài)附著系數(shù)側(cè)向附著系數(shù)輪胎磨損最佳制動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)時(shí)，各車輪滑移率控制在20%左右，其制動(dòng)距離最短，方向穩(wěn)定性最好，輪胎磨損較少二、汽車制動(dòng)效能分析制動(dòng)過程制動(dòng)減速度地面制動(dòng)力制動(dòng)器的制動(dòng)力附著力地面制動(dòng)力水平路面最大制動(dòng)力1.制動(dòng)力和制動(dòng)減速度水平路面最大強(qiáng)度制動(dòng)裝有ABS汽車最大強(qiáng)度制動(dòng)無ABS汽車最大強(qiáng)度制動(dòng)制動(dòng)減速度充分發(fā)出的平均減速度（MFDD）

MFDD是車輛在制動(dòng)過程中較為穩(wěn)定的數(shù)值，能夠真實(shí)地反映汽車制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際情況。因此，在GB7258－2012《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中，用充分發(fā)出的MFDD作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

0.8u00.1u0u0–ue的距離u0–ub的距離2.制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)過程分析駕駛員接到停車信號(hào)意識(shí)到踩制動(dòng)踏板地面制動(dòng)力起作用蹄片與制動(dòng)鼓之間的間隙制動(dòng)器制動(dòng)力增加至最大松開踏板持續(xù)制動(dòng)過程制動(dòng)過程時(shí)間曲線制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)過程駕駛員行動(dòng)反應(yīng)制動(dòng)器作用制動(dòng)器持續(xù)制動(dòng)放松制動(dòng)器駕駛員反應(yīng)時(shí)間0.3~1.0s制動(dòng)器作用時(shí)間0.2~0.9s持續(xù)制動(dòng)時(shí)間放松制動(dòng)器時(shí)間0.2~1.0s制動(dòng)時(shí)間

制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間：是指在緊急制動(dòng)時(shí)，從踏板開始動(dòng)作至車輛減速度（或制動(dòng)力）達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的充分發(fā)出的平均減速度（或制動(dòng)力）75%時(shí)所需的時(shí)間。顯然，制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間是制動(dòng)器作用時(shí)間t2的主要部分。3.制動(dòng)距離制動(dòng)距離定義制動(dòng)距離是指汽車在規(guī)定的道路條件、規(guī)定的初始車速下緊急制動(dòng)時(shí)，從腳接觸制動(dòng)踏板起至汽車停住時(shí)止汽車駛過的距離。

制動(dòng)距離制動(dòng)器起作用下的距離s2制動(dòng)器持續(xù)作用下的距離s3制動(dòng)距離制動(dòng)距離分析汽車的制動(dòng)距離起始的制動(dòng)速度制動(dòng)器的起作用時(shí)間最大制動(dòng)減速度附著力制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)踩踏板的速度制動(dòng)距離s制動(dòng)器的狀態(tài)制動(dòng)力路面附著條件車輛的狀態(tài)制動(dòng)距離減少制動(dòng)距離措施

改進(jìn)制動(dòng)系結(jié)構(gòu)；減少制動(dòng)器起作用時(shí)間；采用附著性能良好的輪胎；加裝防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等都可使制動(dòng)距離縮短，提高制動(dòng)效果。汽車的制動(dòng)距離三、制動(dòng)效能的恒定性分析制動(dòng)效能熱衰退現(xiàn)象制動(dòng)器的溫度冷制動(dòng)熱衰退<100°C＞300℃，甚至600～700℃摩擦力矩下降制動(dòng)效能的恒定性抗熱衰退性能1．抗熱衰退性能

制動(dòng)效能的恒定性影響因素制動(dòng)器摩擦系數(shù)當(dāng)200℃為0.3～0.4，溫度升高時(shí)，其摩擦系數(shù)大幅下降。制動(dòng)器結(jié)構(gòu)為了進(jìn)行定量比較，采用制動(dòng)效能因數(shù)這一指標(biāo)kef

，其kef越大，則摩擦系數(shù)對(duì)制動(dòng)器的影響就越大，抗熱衰退性能就越差；kef

越小，抗熱衰退性能就越好。盤式制動(dòng)器抗熱衰退性最好。

2．抗水衰退性能

汽車制動(dòng)器涉水時(shí)，制動(dòng)效能的保持程度，稱為制動(dòng)器的抗水衰退性能。

四、制動(dòng)方向穩(wěn)定性分析方向穩(wěn)定性含義制動(dòng)過程制動(dòng)跑偏制動(dòng)側(cè)滑前輪失去轉(zhuǎn)向能力制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性向左、向右偏駛一軸或兩軸橫向移動(dòng)不能按照給定方向行駛1.制動(dòng)跑偏定義制動(dòng)時(shí)汽車自動(dòng)向左或向右偏駛的現(xiàn)象稱為制動(dòng)跑偏。

制動(dòng)跑偏原因左、右車輪，特別是轉(zhuǎn)向軸的左、右車輪制動(dòng)器制動(dòng)力不相等。

制動(dòng)跑偏受力圖FX1lFX1rFX2lFX2rFju2u1FY1FY2制動(dòng)跑偏原因懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向桿系運(yùn)動(dòng)干涉

a）未制動(dòng)時(shí)b）制動(dòng)時(shí)前軸轉(zhuǎn)動(dòng)角2.制動(dòng)側(cè)滑制動(dòng)側(cè)滑原因車輪抱死拖滑使其喪失抵抗側(cè)向力的能力。側(cè)向力作用是側(cè)滑的根源。較高的制動(dòng)初始速度為側(cè)滑提供了有利條件。輪胎與路面的附著系數(shù)小為側(cè)滑提供了可靠條件。制動(dòng)跑偏可加劇側(cè)滑，它為側(cè)滑提供了較大的側(cè)向力。

定義制動(dòng)時(shí)汽車某一軸車輪或兩軸車輪發(fā)生橫向滑動(dòng)的現(xiàn)象稱為制動(dòng)側(cè)滑。制動(dòng)側(cè)滑單軸制動(dòng)側(cè)滑分析前軸側(cè)滑

Fj的作用效果將減少或阻止前軸的側(cè)滑。前軸側(cè)滑對(duì)汽車前進(jìn)方向的改變不大，汽車處于一種穩(wěn)定狀態(tài)。ABCFjuBuAOαFy前軸側(cè)滑受力圖制動(dòng)側(cè)滑后軸側(cè)滑

Fj的作用效果將加劇后軸的側(cè)滑。因此，后軸側(cè)滑后軸側(cè)滑是一種不穩(wěn)定的、危險(xiǎn)的工況，它嚴(yán)重威協(xié)行車安全。

ABCFjuBuAαOFy后軸側(cè)滑受力圖3.失去轉(zhuǎn)向能力定義彎道制動(dòng)時(shí)汽車不再按原來的彎道行駛而沿彎道切線方向駛出，而直線行駛制動(dòng)時(shí)雖然轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤但汽車仍按直線方向行駛的現(xiàn)象稱為失去轉(zhuǎn)向能力。原因汽車失去轉(zhuǎn)向能力通常是前輪制動(dòng)抱死而不能承受側(cè)向力引起的。五、前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配前、后軸制動(dòng)器制動(dòng)力分配載荷情況道路附著系數(shù)制動(dòng)過程前輪先抱死拖滑后輪再抱死拖滑后輪先抱死拖滑前輪再抱死拖滑前、后輪同時(shí)抱死拖滑前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系制動(dòng)時(shí)汽車受力圖GFjabLFZ1FZ2FXb1FXb2hg對(duì)后輪接地點(diǎn)取矩對(duì)前輪接地點(diǎn)取矩

地面法向反作用力前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系

對(duì)于前后輪都抱死情況

前、后輪的法向反作用力分別為前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系前、后輪同時(shí)抱死前輪制動(dòng)器制動(dòng)力后輪制動(dòng)器制動(dòng)力理想的前、后輪制動(dòng)器制動(dòng)力分配附著條件的充分利用、方向穩(wěn)定性較為有利

理想的前、后制動(dòng)器制動(dòng)力分配前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系前、后輪同時(shí)抱死的條件I曲線方程前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線I曲線與坐標(biāo)軸成-45°的一組平行線經(jīng)過原點(diǎn)的一組射線不同的φ理想的制動(dòng)器制動(dòng)力分配地面制動(dòng)力關(guān)系前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系I曲線前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系實(shí)際前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配前后制動(dòng)器制動(dòng)力之比為一固定值制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)實(shí)際的前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配曲線β曲線

制動(dòng)力分配系數(shù)前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系β線與I曲線前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系同步附著系數(shù)I曲線β曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)同步附著系數(shù)汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)汽車的制動(dòng)性能固定制動(dòng)力分配的汽車只有一種附著系數(shù)時(shí)才能達(dá)到前后輪同時(shí)抱死前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系不同路面上制動(dòng)過程分析

當(dāng)時(shí)，汽車制動(dòng)時(shí)總是前輪先抱死，后輪后抱死，是一種穩(wěn)定工況。

當(dāng)時(shí)，汽車制動(dòng)時(shí)總是后輪先抱死，前輪后抱死，易發(fā)生后軸側(cè)滑而使汽車失去方向穩(wěn)定性，是一種不穩(wěn)定工況。

當(dāng)時(shí)，汽車制動(dòng)時(shí)總是前后輪同時(shí)抱死，汽車具有良好的制動(dòng)效能和方向穩(wěn)定性，是一種較為理想的制動(dòng)工況。前、后制動(dòng)器制動(dòng)力比例關(guān)系同步附著系數(shù)的選擇

同步附著系數(shù)一般根據(jù)車型及使用條件來選擇。對(duì)于經(jīng)常在多雨的山區(qū)彎多的路面行駛的汽車，同步附著系數(shù)應(yīng)選低些，以避免制動(dòng)時(shí)前輪失去控制方向的能力。對(duì)于高速行駛的汽車，同步附著系數(shù)應(yīng)選高些，保證制動(dòng)時(shí)讓前輪先抱死，以避免高速制動(dòng)時(shí)后軸側(cè)滑的危險(xiǎn)。對(duì)于一般汽車，應(yīng)與經(jīng)常行駛的路面附著系數(shù)相當(dāng)，以保證汽車在經(jīng)常行駛的路面制動(dòng)具有良好的制動(dòng)效能和方向穩(wěn)定性。目前，汽車同步附著系數(shù)的取值，轎車約為0.6～0.9，貨車約為0.5～0.8?！?－3影響汽車制動(dòng)性的主要因素1．制動(dòng)系管路布置雙管路制動(dòng)系統(tǒng)的布置1－制動(dòng)總泵；2－一套管路；3－另一套管路影響汽車制動(dòng)性的主要因素

2．車輪制動(dòng)器車輪制動(dòng)器是制動(dòng)力的源泉，若要具有良好的制動(dòng)效能，必須要有足夠的制動(dòng)器制動(dòng)力。制動(dòng)器制動(dòng)力則取決于車輪制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)型式、技術(shù)狀況和制動(dòng)系的工作介質(zhì)壓力等。車輪制動(dòng)器不但應(yīng)能產(chǎn)生足夠大的制動(dòng)力，同時(shí)還應(yīng)有較好的制動(dòng)效能恒定性。盤式制動(dòng)器效能恒定性好。

3．制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置固定比值的前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配β曲線I曲線制動(dòng)效率低前輪可能抱死喪失轉(zhuǎn)向能力后輪可能抱死產(chǎn)生側(cè)滑制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置載荷比例閥比例閥危險(xiǎn)工況變比值的前后制動(dòng)器制動(dòng)力分配…制動(dòng)力調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)原則：盡量使β線在I線下方；盡量使β線靠近I線制動(dòng)力的調(diào)節(jié)限壓閥制動(dòng)力的調(diào)節(jié)比例閥制動(dòng)力的調(diào)節(jié)感載比例閥制動(dòng)力的調(diào)節(jié)感載射線閥4．汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)

汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（Anti-LockBrakingSystem）是指汽車在制動(dòng)過程中防止車輪制動(dòng)抱死拖滑的控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱ABS。ABS對(duì)汽車的制動(dòng)性產(chǎn)生重要影響?？s短制動(dòng)距離改善制動(dòng)過程的方向穩(wěn)定性減輕駕駛員的緊張程度延長(zhǎng)輪胎的使用壽命1）ABS的理論依據(jù)2）ABS基本組成ABS主要由輪速傳感器、ABS電控單元（即ABSECU）、ABS壓力調(diào)節(jié)器和警告燈等組成

3）ABS工作原理4）ABS的合理使用

緊急制動(dòng)時(shí)，將制動(dòng)踏板一腳踩到底，始終不放松在溜滑路面行車緊急制動(dòng)時(shí)，應(yīng)將制動(dòng)踏板踩到底，不用點(diǎn)制動(dòng)駕駛ABS車輛制動(dòng)時(shí)，也應(yīng)謹(jǐn)慎從事，不可粗心大意當(dāng)ABS出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)汽車的制動(dòng)操作應(yīng)與未裝ABS的汽車相同5．電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)基本概念

電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（ElectricBrakeforceDistribution）簡(jiǎn)稱EBD，它是ABS的附加裝置，用來改善和提高ABS的功效。

EBD在制動(dòng)時(shí)可根據(jù)每個(gè)車輪的附著條件，合理分配和平衡每個(gè)車輪的有效制動(dòng)力，縮短制動(dòng)距離，改善制動(dòng)平衡，配合ABS提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)EBD工作原理高速計(jì)算機(jī)在汽車制動(dòng)的瞬間，利用傳感器分別對(duì)汽車4個(gè)車輪的不同地面附著狀態(tài)進(jìn)行感應(yīng)、計(jì)算，得出不同的附著力數(shù)值，進(jìn)而控制4個(gè)車輪的制動(dòng)裝置以不同的方式和力度實(shí)施制動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)中快速調(diào)整，使制動(dòng)力與附著力相匹配，從而保證車輛在制動(dòng)過程中平穩(wěn)、安全地行駛。EBD特點(diǎn)汽車緊急制動(dòng)時(shí)，EBD在ABS之前進(jìn)行動(dòng)作，自動(dòng)根據(jù)重力和路面條件，去分配和平衡每個(gè)車輪的制動(dòng)力，而當(dāng)ABS起作用時(shí)，可獲得最大制動(dòng)效能和良好的方向穩(wěn)定性。這樣，可克服ABS低選控制時(shí)犧牲部分制動(dòng)效能或高選控制時(shí)降低方向穩(wěn)定性的不足。6．制動(dòng)輔助系統(tǒng)基本概念制動(dòng)輔助系統(tǒng)（BrakeAssistSystem）簡(jiǎn)稱BAS，它可優(yōu)化緊急制動(dòng)操作過程中車輛的制動(dòng)能力，改善汽車的操縱性。尤其是對(duì)力不從心、猶豫不決、反應(yīng)遲鈍的駕駛者，在緊急情況下制動(dòng)，具有重要的幫助作用。制動(dòng)輔助系統(tǒng)BAS原理

BAS通過駕駛者踩踏制動(dòng)踏板的速率和制動(dòng)壓力增長(zhǎng)的速率來理解和判斷制動(dòng)行為。系統(tǒng)時(shí)刻監(jiān)控制動(dòng)踏板的運(yùn)動(dòng)，一旦監(jiān)測(cè)到踩踏制動(dòng)踏板的速度陡增，而且駕駛者繼續(xù)大力踩踏制動(dòng)踏板，或察覺到制動(dòng)踏板的制動(dòng)壓力恐慌性的急速增加，BAS會(huì)在幾毫秒內(nèi)啟動(dòng)，建立最大的制動(dòng)壓力，使制動(dòng)減速度很快上升到最大值產(chǎn)生最大的制動(dòng)力。BAS特點(diǎn)響應(yīng)速度快、制動(dòng)距離短7．汽車質(zhì)心位置

汽車質(zhì)心位置發(fā)生改變，會(huì)引起前后輪地面制動(dòng)力和同步附著系數(shù)發(fā)生變化，從而影響汽車的制動(dòng)性能。

8．汽車裝載質(zhì)量對(duì)于前后輪制動(dòng)器制動(dòng)力具有固定比值的汽車，滿載同步附著系數(shù)最大，隨著裝載質(zhì)量的下降，則同步附著系數(shù)逐漸減小。因此，對(duì)于空載或輕載的汽車，制動(dòng)時(shí)易導(dǎo)致后輪先抱死而發(fā)生危險(xiǎn)的側(cè)滑。汽車制動(dòng)距離與裝載質(zhì)量有關(guān)。裝載質(zhì)量3t以上的汽車，每增加載質(zhì)量1t，其制動(dòng)距離約增大0.5～1.0m。9．道路與輪胎

道路和輪胎的附著力限制了最大制動(dòng)力。制動(dòng)初速度相同時(shí)，路面越好，附著系數(shù)越大，最大制動(dòng)力越大，制動(dòng)距離就越短。輪胎的結(jié)構(gòu)，諸如輪胎花紋、胎面曲率、輪胎直徑和寬度等對(duì)附著系數(shù)都有影響。細(xì)而淺花紋的輪胎，在硬路面上滾動(dòng)有較大的附著系數(shù)；寬而深花紋的輪胎，在軟路面上滾動(dòng)可獲得較大的附著系數(shù)。寬系列輪胎、低氣壓輪胎在硬路面上行駛，與路面具有較大的接觸面積，可獲得較大的附著系數(shù)。輪胎花紋被磨損后，胎面與路面微觀突起間的機(jī)械嚙合作用、嵌入作用減少，使附著系數(shù)降低。10．發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)與排氣制動(dòng)

山區(qū)行駛的車輛下長(zhǎng)坡時(shí)，為避免車輪制動(dòng)器長(zhǎng)時(shí)間工作而發(fā)生過熱，造成制動(dòng)效果降低，或冬季行駛在冰雪路面上，為避免左右輪制動(dòng)力不等而引起側(cè)滑，常用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)或排氣制動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)與排氣制動(dòng)制動(dòng)說明：

制動(dòng)方法制動(dòng)原理適用場(chǎng)合注意事項(xiàng)11．駕駛技術(shù)第四章汽車操縱穩(wěn)定性

汽車行駛穩(wěn)定性汽車轉(zhuǎn)向特性影響汽車操縱穩(wěn)定性的因素學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、汽車側(cè)向穩(wěn)定性

側(cè)向穩(wěn)定性：汽車抵抗側(cè)翻和側(cè)滑的能力。若汽車轉(zhuǎn)彎行駛滿足一定條件，則不會(huì)產(chǎn)生側(cè)向翻車和滑移。

1.不側(cè)滑的最高車速設(shè)汽車在彎道行駛時(shí)，不發(fā)生側(cè)向滑移的最高車速為§4-1汽車行駛穩(wěn)定性側(cè)向穩(wěn)定性畫受力圖分析（汽車在橫向坡度角為β的路面等速向右轉(zhuǎn)向行駛）側(cè)向穩(wěn)定性汽車在側(cè)向坡道上行駛側(cè)滑的臨界條件

Fyl=Fzl、Fyr=Fzr

或Fyl+Fyr=（Fzl+Fzr）

其方程如下：

FCcosβ－Gsinβ=（FCsinβ+Gcosβ）當(dāng)汽車沿半徑為R之圓周等速行駛時(shí)有整理方程得側(cè)滑前所允許達(dá)到的最高車速為：2.不側(cè)翻的最高車速設(shè)汽車在彎道行駛時(shí)，不發(fā)生側(cè)向翻車的最高車速為側(cè)向穩(wěn)定性汽車在側(cè)向坡道上行駛側(cè)翻的臨界條件當(dāng)Fzr=0時(shí)，汽車可能失去側(cè)向穩(wěn)定而向左側(cè)翻，其不側(cè)翻的條件為:

FCcosβhg≤FCsinβB/2+GcosβB/2+Gsinβhg

當(dāng)汽車沿半徑為R之圓周等速行駛時(shí)有:

利用以上兩式解得：3.汽車側(cè)向穩(wěn)定性條件

翻車和側(cè)滑相比，翻車導(dǎo)致的后果更為嚴(yán)重。因此，為使行車安全，應(yīng)使側(cè)滑發(fā)生在側(cè)翻之前，即：＜這樣汽車一旦側(cè)滑，車速就不可能提高，因而保證不會(huì)翻車。由此推得的結(jié)論是：式中的B/（2hg）稱為汽車側(cè)向穩(wěn)定性系數(shù)，它反映了汽車抗側(cè)翻的能力。該式表明：當(dāng)側(cè)向穩(wěn)定性系數(shù)大于路面附著系數(shù)時(shí)，汽車側(cè)翻不可能發(fā)生。因此，汽車的輪距越大，質(zhì)心高度越低，側(cè)向穩(wěn)定性系數(shù)越大，則汽車抗側(cè)翻的穩(wěn)定性就越好。4.汽車側(cè)向穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)GB7258-2012《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中規(guī)定：客車在靜態(tài)狀態(tài)下，向左側(cè)和右側(cè)傾斜最大側(cè)傾穩(wěn)定角不允許小于28°；罐式汽車和罐式掛車在滿載、靜態(tài)狀態(tài)下，向左側(cè)和右側(cè)傾斜最大側(cè)傾穩(wěn)定角不允許小于23°；以下車輛在空載、靜態(tài)狀態(tài)下，向左側(cè)和右側(cè)傾斜最大側(cè)傾穩(wěn)定角：總質(zhì)量為整備質(zhì)量的1.2倍以下的車輛不允許小于30°，總質(zhì)量不小于整備質(zhì)量的1.2倍的專用作業(yè)車和輪式專用機(jī)械車不允許小于32°；其他汽車不允許小于35°。二、汽車縱向穩(wěn)定性

汽車縱向穩(wěn)定性：指汽車上坡或下坡時(shí)，汽車抵抗繞后軸或前軸翻車的能力。當(dāng)?shù)缆返目v向坡度角較大時(shí)，汽車重力沿縱向坡道的分力可能導(dǎo)致汽車的縱翻。因汽車上坡比下坡更容易縱翻，且后輪驅(qū)動(dòng)汽車容易縱翻。因此，下面以4×2后輪驅(qū)動(dòng)汽車等速上坡為例說明汽車不產(chǎn)生縱翻的條件。1.汽車不縱翻的最大道路坡度汽車上坡時(shí)的受力分析后輪驅(qū)動(dòng)、勻速上坡、令Fw=0，Tf=0汽車等速上坡受力圖縱向穩(wěn)定性不縱翻的最大道路坡度角αmax當(dāng)FZ1=0時(shí)，失去轉(zhuǎn)向能力，并可能產(chǎn)生縱向翻倒。為不致縱翻，路面縱向坡度角：

α＜αmax由上式知：b↑，hg↓，αmax則越大，越不易縱翻。2.驅(qū)動(dòng)輪不滑轉(zhuǎn)的最大道路坡度角

設(shè)后輪剛發(fā)生滑轉(zhuǎn)的的道路坡度角為由受力圖知：聯(lián)立解得：=arctan

α＞時(shí)，汽車上坡，驅(qū)動(dòng)輪就滑轉(zhuǎn)

3.汽車縱向穩(wěn)定性條件

（后輪驅(qū)動(dòng)）滑轉(zhuǎn)應(yīng)在縱翻之前發(fā)生，即：正常裝載情況下，上式能滿足。下述情況應(yīng)注意：裝運(yùn)重心高的貨物。hg↑

裝點(diǎn)太靠后，使b↓

路面條件差，縱向坡度角較大。一般汽車因a＞b，故下坡時(shí)縱翻的危險(xiǎn)性較小。＜＜§4-2汽車轉(zhuǎn)向特性

概念一、輪胎的側(cè)偏特性1.輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象不僅影響車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)使輪胎的滾動(dòng)損失增加，并加劇了輪胎的磨損，是不利的，但它是不可避免的。輪胎側(cè)偏示意圖

概念2.輪胎的側(cè)偏特性側(cè)向力Fy和側(cè)偏角α的關(guān)系輪胎的側(cè)偏特性

在側(cè)偏角不超過可4°～5°時(shí)，側(cè)偏力Fy與側(cè)偏角α成線性關(guān)系，可由下式表示：式中k—側(cè)偏剛度，其單位為N/（°）或N/rad，它表示輪胎側(cè)偏一度或一弧度所需的側(cè)偏力。

α通常在3°以內(nèi)，一般不超過5°。αFy12FZφ輪胎的側(cè)偏特性1－子午線輪胎；2－普通斜交輪胎輪胎的側(cè)偏特性輪胎的側(cè)偏特性輪胎側(cè)偏引起的回正力矩回正力矩產(chǎn)生原理

回正力矩—側(cè)偏角曲線3.輪胎側(cè)偏特性的影響因素輪胎的結(jié)構(gòu)形式

半徑尺寸↑的輪胎，k↑

；子午線輪胎接地面寬，k大；鋼絲輪胎比尼龍輪胎k大；扁平率：輪胎斷面高度與斷面寬度之比H

/B

↓，

k↑

，如下圖：輪胎側(cè)偏特性的影響因素輪胎充氣壓力

輪胎充氣壓力對(duì)輪胎側(cè)偏剛度具有顯著影響。輪胎充氣壓力↑，k↑

輪胎側(cè)偏特性的影響因素輪胎的垂直載荷

在一定范圍內(nèi)，載荷↑（FZ

↑），k↑，但載荷↑太大時(shí)，k↓附著橢圓一定側(cè)偏角下，驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力增加時(shí)，側(cè)偏力逐漸有所減小，這是由于輪胎側(cè)向彈性有所改變的關(guān)系。當(dāng)縱向力相當(dāng)大時(shí)，側(cè)偏力顯著下降，接近附著極限時(shí)，切向力已耗去大部分附著力，而側(cè)向力能利用的附著力很小。

地面的切向反作用力輪胎側(cè)偏特性的影響因素路面狀況

路面粗糙程度、干濕狀況對(duì)輪胎的側(cè)偏特性，尤其對(duì)最大側(cè)偏力有很大影響。試驗(yàn)證明，粗糙的路面使最大側(cè)偏力增加；干路面上的最大側(cè)偏力比濕路面大；當(dāng)路面有薄水層時(shí)，車速達(dá)到一定值，會(huì)出現(xiàn)“滑水”現(xiàn)象而完全喪失側(cè)偏力。

二、汽車轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)1.剛性車輪轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系根據(jù)圖中的轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系可推得：

R0=L/tanδ

當(dāng)前輪轉(zhuǎn)角不大時(shí)，

tanδ≈δ，δ用弧度表示，于是上式可寫成：

R0=L/δ

2.彈性車輪轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系設(shè)前輪轉(zhuǎn)過δ角后作穩(wěn)態(tài)等速圓周行駛，在離心力作用下，前后車輪均受到側(cè)向力的作用，其彈性車輪產(chǎn)生了側(cè)偏現(xiàn)象，前、后軸車輪產(chǎn)生的側(cè)偏角為α1、α2，相應(yīng)的速度方向變?yōu)閡1′、u2′，轉(zhuǎn)向瞬心變?yōu)镺′，轉(zhuǎn)向半徑變?yōu)镽，根據(jù)圖中的轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系可推得：

R=L/[tan（δ-α1）+tanα2]

當(dāng)轉(zhuǎn)角不大（高速行駛δ不大）時(shí)，tan（δ-α1）+tanα2≈δ－α1＋α2，則有：

R=L/[δ-（α1－α2）]

結(jié)論：

彈性車輪汽車處于轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由于輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象，使汽車的運(yùn)動(dòng)軌跡不同于剛性車輪。三、汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性

汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性：指轉(zhuǎn)向工況不隨時(shí)間而變的汽車行駛狀況，即沒有外界擾動(dòng)，車速恒定，轉(zhuǎn)向盤指令固定不變，汽車的輸出運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)。

1.汽車模型車輛坐標(biāo)系

簡(jiǎn)化的汽車模型☆忽略轉(zhuǎn)向系影響，直接以前輪轉(zhuǎn)角作為輸入；☆汽車只進(jìn)行平行于地面的平面運(yùn)動(dòng)，而忽略懸架的作用；☆汽車前進(jìn)（縱軸）速度不變，只有沿y軸的側(cè)向速度和繞z軸橫擺運(yùn)動(dòng)；☆

驅(qū)動(dòng)力不大，對(duì)側(cè)偏特性無影響；☆忽略空氣阻力；☆忽略左右輪胎因載荷變化引起輪胎特性的變化；☆忽略回正力矩的變化。2.穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

操縱汽車時(shí)，可以將汽車看成一個(gè)能施加輸入信號(hào)的控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員所給出的前輪轉(zhuǎn)角δ是對(duì)系統(tǒng)的輸入，而汽車的輸出運(yùn)動(dòng)如等速圓周運(yùn)動(dòng)就是系統(tǒng)的響應(yīng)。通常將穩(wěn)態(tài)橫擺角速度ωz視為系統(tǒng)響應(yīng)的一個(gè)重要參數(shù)。常用輸出與輸入的比值，如穩(wěn)態(tài)橫擺角速度與前輪轉(zhuǎn)角之比來評(píng)價(jià)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。稱為穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也稱轉(zhuǎn)向靈敏度。

的計(jì)算如下：

假定汽車在水平道路作等速圓周運(yùn)動(dòng)

穩(wěn)態(tài)響應(yīng)考慮到轉(zhuǎn)向角δ較小，得

由側(cè)偏力與側(cè)偏角的關(guān)系可得前、后軸相應(yīng)的側(cè)偏角穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

故可得橫擺角速度增益式中K―穩(wěn)定性因數(shù)（s2/m2）

汽車橫擺角速度增益與穩(wěn)定性因數(shù)K緊密相關(guān)，K是表征汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個(gè)重要參數(shù)。3.轉(zhuǎn)向特性類型若將彈性車輪的轉(zhuǎn)向半徑