东南大学道路勘测设计课件-第二章汽车行驶理论.ppt

1,第二章 汽车行驶理论,汽车行驶理论：是一门在分析汽车行驶基本规律的基 础上，研究汽车行驶原理、使用性能和行驶性能的学科。,2,第二章 汽车行驶理论 第一节 概述 第二节 汽车的驱动力及行驶阻力 第三节 汽车的动力性能 第四节 汽车行驶的稳定性 第五节 汽车的制动性能,3,第一节 概述,一、汽车的一般构造 汽车由发动机、底盘、车身和电气设备等四部分组成,4,二、汽车的主要技术参数,L一车长；B一车宽；H一车高；L1、L2上一轴距； A1、A2一轮距；S1一前悬；S2一后悬；a1一接近角； a2一离去角,5,红旗CA7300 外形尺寸： 全长（mm） 4792 总宽（mm） 1814 总高（mm） 1422 自 重（kg） 1300 总重（kg） 1740 轴距（mm） 2687,6,奥迪A4 发动机：最大功率（kw/r/min） 162/6300 最大扭矩(N.m/r/min) 230/3200 油耗(L/100km/km/h) 6.8/90,7,猎豹CFA6470M 技术性能： 最高车速(km/h) 140 最大爬坡能力(%) 30 最小转弯半径(m) 13,8,猎豹CFA6470M 变速箱速比ik： 一档 3.967 二档 2.136 三档 1.360 四档 1.000 五档 0.856 倒档 3.578 传动器的速比i0：,9,三、汽车行驶总的要求： 安全、迅速、经济、舒适、低公害 （）保证汽车在路上行驶的稳定性 （）尽可能地提高车速 （）保证行车畅通，达到安全、迅速的目的 （）尽量满足行车舒适的要求,10,第二节 汽车的驱动力及行驶阻力,user:,11,一、汽车的驱动力（牵引力） 1、牵引力的产生:,12,有关速比,速比：变速器进出两端的转速之比叫变速比。 ik=n/n1 io=n1/nk n发动机曲轴的转速； n1_变速箱输出端的转速； nk_驱动轮上的转速 解放CA-140的 ik 一档 7.63 二档 3.32 三档 1.90 四档 1.0 五档 0.81 倒档 8.27 主传动器的速比 i0=6.39 采用低速档，速比大，牵引力大，速度小。,13,2、牵引力的表达式 根据牵引力的表达式还可得到牵引力和速度的关系 结论：在转速一定时，牵引力与车速成反比，因此，在同一发动机条件下， 高速度和大牵引力是不可兼得的。采用低速档，速比较大，能获得较大的牵 引力和较低的速度；采用高速档，速比较小，能获得较小的牵引力和较高的 速度。,14,二、汽车的行驶阻力 汽车在运动过程中会遇到阻力，这些阻力有来自汽车周围空气介 质；有来自道路；也有来自汽车变速行驶时克服惯性的阻力。这些阻力 包括： 滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、和惯性阻力。,15,1、滚动阻力Rf （1）产生的原因：轮胎与路面接触面之间产生摩檫要消耗 部分功率，另外，路面不平整而造成轮胎震动和撞击引起功 率消耗。 （2）表达式：Rf=G f cos G车辆总重力 f滚动阻力系数，与路面类型、轮胎结构、 行驶速度有关。 （3）存在形式：存在于任何情况下,16,滚动阻力系数,17,2、空气阻力Rw （1）产生的原因：汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力、车后的真空吸力、空气质点与车身表面的摩檫力而产生的阻碍汽车行驶的力。 （2）表达式：Rw=KAv 2/21.15(N) K_空气阻力系数，与汽车流线型有关 A汽车迎风面积 V汽车的行驶速度 （3）存在形式：存在于任何情况下，且永远为正,18,3、坡度阻力Ri （1）产生的原因：重力平行于路面方向的分力与汽车前进 方向相同或相反。 （2）表达式：Ri= G sin=Gtg=G i (3) 存在形式：存在于有坡度的情况下，且上坡为正，下 坡为负 注：由于滚动阻力和坡度阻力都与道路状况有关，且都与车重成正比，所以将它们统称为道路阻力，用RR表示。 RR=G(f+i),19,4、惯性阻力Rj （1）产生的原因：汽车变速行驶时，需要克服其质量变速 运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力。 （2）表达式： (3) 存在形式：存在于变速运动中，且加速为正，减速为负。,20,三、汽车的牵引平衡方程（运动方程）和汽车行驶的充要条件,1、汽车的牵引平衡方程： 为了使汽车运动，汽车的牵引力必须与汽车运动时所受到的各项阻力之和相平衡。 P=R=RW+Rf+Ri+Rj 这个公式即为汽车的牵引平衡方程。,21,2、汽车行驶的必要条件 PR 3、汽车行驶的充分条件 P 4、汽车行驶的充要条件,22,附着系数,23,讨论： 由汽车行驶的充要条件可知：要提高汽车的效率，主 要从哪几方面入手？,24,第三节 汽车的动力性能,汽车的动力性能：是汽车所具有的加速、上坡、最大速度等性能。 动力性能的评价指标：最高速度、最低稳定速度、最大爬坡度以 及加速、滑行能力等。,25,一、动力因素及动力特性图,1、动力因素 （1）表达式： （2）含义： 动力因素表征某型汽车在海平面高程上，满载情况下，单位车重所具有的有效牵引力。用D表示。,26,2、动力特性图 （1）动力特性图概念： （2）动力特性图的作用： （3）动力特性图的分析：,27,东风EQ-140动力特性图,V（km/h）,D（%）,P34,28,（2）动力特性图的作用： 某一行驶条件下所能保持的速度和所采用的排挡 等速行驶时某一排挡下汽车所能克服的纵坡度 近似决定在小于最高速度行驶下，所能发出的加速度,29,1、东风EQ140汽车，在海平面高程，满载情况下行驶， 如滚动阻力系数f为0.02,纵坡为7%，问等速上坡时汽车所 能维持的速度？,30,2、东风EQ-140汽车，在海平面高程上满载时，如行驶速 度为20km/h，滚动阻力系数f为0.02，求上坡所能克服的 纵坡度。,31,（3）动力特性图的分析,32,二、汽车的爬坡性能,汽车的爬坡性能：是指汽车克服坡度的能力。 汽车爬坡性能好坏的评价指标：最大爬坡度 1、等速上坡时的最大爬坡度 2、汽车动力上坡时的最大爬坡度,33,例：东风EQ140型的汽车在公路上做上坡行驶，驶入坡道的速度V1=55km/h，以档行驶。坡道上f=0.02， 档惯性力系数取1.159，问 1）现欲不换档以动力上坡，坡道的坡度i为6%，则此 坡段最长可设多长？ 2）若要求行驶速度不过分降低，驶出坡道的速度为 V2=40km/h，并已知坡道长度为300米，则此坡段 可设多大坡度？,34,第三节 汽车的行驶稳定性,含义： 汽车行驶的稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作 用下，尚能保持或者很快自行恢复原行驶状态和方向，而不致发生 丧失控制产生侧滑、倾覆等现象的能力。 影响汽车行驶稳定性的因素： 1、汽车本身的结构参数 2、驾驶者的操作过程 3、作用于汽车的外部因素 不稳定现象：纵向（倾覆、倒溜） 横向 （倾覆、滑移）,35,一、汽车行驶的纵向稳定性,36,对后轮着地点O2取矩： 对前轮着地点O1取矩：,37,1、纵向倾覆,38,2、纵向滑移（倒溜） 纵向滑移的极限坡度：,39,3、纵向稳定性的保证 纵向稳定性的保证： 或,40,二、汽车行驶的横向稳定性,41,汽车在弯道内侧行驶,42,1、汽车在弯道上行驶的受力分析,43,2、横向倾覆,44,横向倾覆的极限条件： 当 或 或 时，横向发生倾覆,45,3、横向滑移 横向力=Y,46,横向滑移的极限条件： 当 ，横向发生滑移,47,4、横向稳定性的保证,48,三、汽车行使的纵横向组合稳定性,49,第四节 汽车的制动性能,汽车的