道路勘测与设计第二章汽车行使特性.ppt

第二章汽车行使特性 公路设计是以满足汽车形式的要求为前提的 因此 在公路线形设计时 必须弄清汽车行使对公路的要求是什么 这就又要求我们了解汽车在公路上是如何行使的 也就是涉及到了汽车的行使特性 汽车行使的总的要求是安全 迅速 经济与舒适 单就公路线形设计方面讲 主要从以下几方面来保证 1 保证汽车在路上行使的稳定性 防止发生翻车 倒溜或侧滑 通过研究汽车行使过程中的平衡 分布及稳定性 合理设置纵横坡度和弯道以及附着力 2 尽可能提高车速 是评价运输工作效率的重要指标 通过控制曲线半径 最大纵坡及坡长 合理设置超高和缓和曲线 尽可能采用大半径曲线及平缓纵坡 3 保证行车通畅 视距保证 竖曲线 4 保证行车舒适 平纵线形组合 最小半径 绿化 可见 公路线形设计与汽车行使时的性能密切相关 一 汽车牵引力与行使阻力1 发动机曲轴扭矩M发动机功率N发动机曲轴转速n扭矩曲线 M 9549N n功率曲线 N Mn 9549 差公式 右边加图2 1 1 1汽车的牵引力及行使阻力 2 驱动轮扭矩MkM经离合器 变速箱 速比ik 和主传动器 速比i0 两次变速到达驱动轮形成扭矩Mk总变速比为 i0 ik 设传动系统的机械效率为 T 则Mk M T而nk n i0 ik n 此时车速V 2 r nk 60 1000 0 377nr km h 由此可知 降速的目的在于增大扭矩 3 汽车牵引力TT Mk 0 377nM T V 3600N T V N 结论 T要较大 须有较大的总变速比 T 但此时V降低 故知大的牵引力和高的速度不能兼得 因此 汽车设置若干个排档 以满足不同的需要 最大 小速度 直接档 超速档 4 汽车行使阻力1 空气阻力Rw KAVV 21 152 滚动阻力Rf Gf坡度阻力Ri Gsin Gi sin tg i 道路阻力RR Rf Ri G f i 3 惯性阻力RI Ga g 惯性力系数 1 二 汽车的运动方程式和行使条件 1 汽车的运动方程式牵引平衡方程式T R Rw RR Rz汽车运动方程式为 方程 2 行驶条件R T Gk 附着系数 取决于路面的粗糙程度和泥泞程度0 1 0 7 2 2汽车的动力特性及加减速行程 1 汽车的动力因数T Rw RR Rz后备牵引力 与构造和速度有关 道路阻力和惯性阻力 路况 行驶状态 n多公式加一个图 2 汽车的行驶状态 a 公式 临界速度Vk DmaxV1 Vk时 稳定行驶V1 Vk时 不稳定若阻力过大或过小V1 Vk因此 Vk是汽车稳定行驶的最小速度 Vk 2p汽车的最高速度即节流阀全开 满载 无挂车 在表面平整坚实的水平路面上稳定行驶时的速度 Vmax 0 377rnmax 差值越大 表明适应性越强 例1 已知某道路的滚动阻力系数为0 015 当东风EQ 140型载重车装载总重为90 时 挂IV档以30km h的速度等速行驶 试求H 1500m海拔高度上所能克服的最大坡度 解 H 1500m时 1 2 26 10 5 1500 5 3 0 83G G 1 90 1 1 0 83 1 1 0 92查表知D 6 a 0 f 0 015即解 i 0 04 3 汽车的爬坡能力 指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其他行驶阻力后所能爬上的纵坡度 用最大爬坡坡度来评定 a 0 i D f由于 较大 cos 1 sin tg I故 DImax fcos sin Imax 公式 4 汽车的加减速行程 ds vdt a dv dt 知 ds vdv a设初速 终速分别为v1 v2 并将v m s 化成v km s 得 Sa 公式 a 公式 则 公式 Dmax B B 0 Dmax Vk V2 V1 Vmax减速行驶 用途 用于求加速最短行程sa和减速最大行程sd绘制最大车速图 Vk V1 V2 Vp 加速行程Vp V2 V1 Vmax 减速行程 例1 已知 0 8 f 1 若东风EQ 140型载重车以80km h的速度开始在3 的坡道上爬坡 当该坡道长为600m时 求到达坡顶的速度 解 由 f i 0 01 0 03 0 8 0 05由已知得v1 80km h 查加减速行程图减速 由曲线得 s2 130m 而 s2 d s1 0 8 600 130 610 m 再查减速曲线知 v1 61km h 例2 东风EQ 140型汽车在公路上上坡行驶 已知进入坡道时的速度v1 60km h 坡道上f 0 02 今欲不换档以动力上坡 坡道的坡度i 6 则此坡段最长可设为多少 解 查动力特性图知汽车以V档行驶 已知v1 60km h D60 0 03 vk 20km h Dmax 0 04 ik 1 0查表2 5 P24 1 1 2 ik 2 1 0 03 0 04 1 2 1 07s vk 2 v1 2 254 D1 D2 2 f i 1 07 20 2 60 2 254 0 03 0 04 2 0 02 0 06 300 m 本题汽车若以60km h等速爬坡 则此破断坡度i 设 1 答案 若不降低车速i D f 0 01 但坡长不限 例3 试求东风EQ 140型满载汽车在沥青混凝土里面上以车速35km h行驶时 可以克服的最大坡度为多少 并验证当路面在潮湿状态时 车轮是否产生空转现象 海拔高度H 0 满载 解 1 取f 0 02 查表2 4 P21 缺东凤EQ 140的外特性曲线 2 3汽车行驶的稳定性 汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中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 1 汽车行驶的纵向稳定性1 纵向倾覆 公式 2 纵向滑移 公式 3 保证 公式 2 横行稳定性 1 力的平衡 公式 2 横向倾覆 公式 2 横向倾覆 公式 2 4汽车的制动性