《汽车行驶理论》PPT课件.ppt

第2章 汽车行驶理论,教学内容： 汽车的爬坡能力； 汽车行驶的稳定性； 汽车制动性能。,（第4讲）,重点解决的问题： 道路设计中如何保证汽车行驶的稳定性？ 汽车的制动是怎样实现的？ 如何评价汽车的制动性能？,2.2 汽车的动力特性,2.2.1 动力因数和动力特性图 1. 动力因素,动力因数D：某型汽车在海平面高度上，满载情况下，单位车重所具有的后备牵引力（又叫单位车重所具有的牵引潜力）。,2. 动力特性图:,动力因数D与车速V间的关系曲线，称为动力特性图,汽车动力因数与行驶速度之关系曲线,2.2.2 车速特性,，假设=1，,由,1. 道路条件一定时的最高车速,2. 临界速度,3. 汽车的最高速度,4. 汽车的最小稳定速度,最大爬坡度：指汽车在坚硬路面上用最低档作等速行驶时所能克服的最大坡度。 cos1，sintgi， Dmax=fcos+sin （略去海拔荷载系数） 解此三角函数方程式，得最大坡角：,2.2.3 汽车的爬坡能力,汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其它行驶阻力后所能爬上的纵坡度。,， dv/dt=0，则 i = D - f,则汽车的最大爬坡度为：imax=tanmax,假定汽车用一个排挡动力上坡，以速度驶入坡段，并以速度V2驶出坡段，则可能克服的坡度i1和相应的坡长S1， 由速度Vt和V2在动力特性图上，可求得相应的动力因数值D1和D2，则由公式可得相应的加速度,2. 汽车的动力上坡,假定汽车用一个排挡动力上坡，以速度驶入坡段，并以速度V2驶出坡段，则可能克服的坡度i1和相应的坡长S1， 由速度Vt和V2在动力特性图上，可求得相应的动力因数值D1和D2，则由公式可得相应的加速度,因vdt = ds， dt = ds / v,代入上式得：,2. 汽车的动力上坡,汽车变速行驶时所能克服的坡长：,汽车变速行驶时所能克服的坡度 ：,2. 汽车的动力上坡,2.3 汽车的行驶稳定性,汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。 稳定性：纵向稳定性 横向稳定性 表 现：滑移 倾覆,纵向倾覆,纵向滑移或倒溜,汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。 稳定性：纵向稳定性 横向稳定性 表 现：滑移 倾覆,横向倾覆,横向滑移,2.3 汽车的行驶稳定性,2.3.1 汽车行驶的纵向稳定性,临界状态：汽车前轮法向反作用力Z1为零 。,1纵向倾覆 ：,L2和h的数值在汽车设计中考虑，其比值L2 / h1，i10%， 因此，汽车的纵向倾覆稳定性是很容易满足的。,2纵向滑移（驱动轮滑转）,临界状态条件：下滑力等于驱动轮与路面的附着力 GsinZ2,结论：当坡道倾角或道路纵坡度ii时，汽车可能产生纵向滑移。 在泥泞时 =0.2，冰滑时 =0.1 ，因此汽车不产生倒溜的条件一般是i0.10.2（泥泞时）。 汽车不产生滑移的条件一般是i0.130.15（泥泞时）。,2纵向滑移（驱动轮滑转）,临界状态条件：下滑力等于驱动轮与路面的附着力 GsinZ2,临界状态条件：下滑力等于驱动轮与路面的附着力,纵向滑移的极限状态倒溜发生条件：,结论：当坡道倾角或道路纵坡度i时，汽车可能产生倒溜。,2纵向滑移（驱动轮滑转）,倒溜：汽车整体向后滑动，（前后轮刹车均不起作用）。,3保证纵向稳定性的条件,道路纵坡度 i ,2.3.2 汽车行驶的横向稳定性,汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。,1汽车在平曲线上行驶受到的横向作用力：,离心力,2.3.2 汽车行驶的横向稳定性,汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。,汽车在平曲线上行驶时受到的平行与路面方向的横向力X：,1汽车在平曲线上行驶受到的横向作用力：,离心力,汽车在平曲线上行驶时，受到得法向作用力Y为：,横向力系数：横向力X与法向反力Y的比值。,Y,Y,X,X,（1）横向倾覆稳定性 倾覆力矩和稳定力矩的极限平衡状态是：,2. 汽车在曲线上行驶的稳定性分析,当满足 条件时，汽车在平曲线上行驶就不会产生倾覆。,（1）横向倾覆稳定性 倾覆力矩和稳定力矩的极限平衡状态是：,2. 汽车在曲线上行驶的稳定性分析,当满足 条件时，汽车在平曲线上行驶就不会产生倾覆。,（2）横向滑移稳定,横向滑移：当横向力X大于轮胎和路面之间的横向附着力X时，汽车将发生产生横向滑移。,汽车不发生横向滑移的条件是：,汽车在横向滑移极限平衡状态时最大可能的车速和最小曲线半径为：,3横向稳定性的保证,汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数值的大小。 现代汽车在设计制造时重心较低，一般b2hg，而 x0.5,即,汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象。 在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生，即可保证横向稳定性。 保证横向稳定性的条件：,车轮制动力FT：制动器内的摩擦阻力 路面对车轮的切向摩擦阻力。 在极限状态下，汽车的最大制动力取决于轮胎与路面间的摩擦力，即： FTmax = G 汽车在部分滑动部分滚动的情况下摩擦系数最大。 制动平衡方程式为：-Ft = Rf Ri+RwRj Ft +Rf Ri+Rj =0 （忽略空气阻力）,汽车的制动性是指汽车行驶中强制降低车速以至停车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。 2.4.1 汽车的制动过程与制动力,2.4 汽车的制动性,2.4.2 汽车制动性的评价指标,评价汽车制动性的指标：制动效能（制动距离） 制动效能的热稳定性 制动时汽车的方向稳定性 1. 制动减速度：,在路面干燥（=0.50.7）状态下计算出减速度可达79。 一般情况下不应使制动间速度大于1.52.5，只有在紧急情况下，制动减速度才超过4。,2.制动时间:,反映时间和制动生效时间： 在公路设计时，常取这两部分时间之和为1.02.5s。,3. 制动距离：,若制动到汽车安全停止时V2=0，则制动距离SS为：,制动距离是指汽车以速度V1行驶时，从驾驶员发现障碍物，并判断是否刹车到汽车安全停止所行驶的距离SS。,考虑驾驶者的反应时间和制动生效时间的全部制动距离：,2.5.1 汽车的燃油经济性评价指标 （1）行驶一定里程(或一定运量)所消耗的燃料 如每行驶100km的耗油量(kg) 每吨公里运量的耗油量(kg)等。 （2）消耗单位燃料所行驶的里程 如每公斤燃料所行驶的里程(km) 发动机的燃料消耗率qe：指发动机发出每千瓦小时功率的燃料消耗量。,2.5 汽车的燃油经济性,1汽车使用方面 主要与汽车的行驶速度、挡位选择、挂车的应用、正确调整保养等因素有关。这些属于汽车运用与维修研究课题。 2汽车结构方面 主要从改进汽车发动机、提高燃油质量、改进润滑油质量、改进传动系统、改进底盘及车身设计等方面着手。这些属于汽车设计研究的课题。 3道路设计方面 从道路线形和结构上设计着手，提高道路路面质量和线形标准，对节省燃油消耗有着十分重要的意义，这是道路设计的一个重要任务。,2.5.2 影响汽车燃料经济性的因素,结 论,1. 保证汽车行驶的稳定性的道路条件： 汽车行驶稳定性包括纵向稳定性和横向稳定性两种情况。 汽车在爬坡过程中有纵向倾覆和纵向滑移（倒溜）两种危险。为保证纵向稳定性，必须满足道路纵坡度i小于驱动轮与路面的摩擦系数2=G2/G条件。 汽车在曲线上行驶有横向倾覆和横向滑移两种危险。为保证横向稳定性，必须满足横向力系数值小于车轮与路面的横向摩擦系数x条件。 2. 汽车的制动力来源：