汽车理论(第五版)课件7.3

1、1,第三节 车辆的挂钩牵引力,第七章 汽车的通过性,本节将分析车辆在松软土壤条件下行驶时所遇到的各种滚动阻力；分析松软地面给履带和驱动轮的土壤推力，从而确定车辆的挂钩牵引力。,返回目录,2,一、车辆在松软地面上的土壤阻力,土壤的压实阻力,推土阻力,轮胎的弹滞损耗阻力,当车辆在松软地面上行驶时，滚动阻力由三部分构成：,第七章 汽车的通过性,3,1.刚性车轮滚动时的土壤阻力,假设土壤对车轮的反力沿径向,车轮的受力平衡方程为, 土壤压实阻力；W 垂直载荷；b 车轮宽度。,第三节 车辆的挂钩牵引力,，,4,第三节 车辆的挂钩牵引力,当沉陷量较小时,1.刚性车轮滚动时的土壤阻力,5,将z0代入 表达式，

2、得到压实土壤阻力,增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加车轮直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小。,思考：SUV越野汽车和轿车相比，哪种车型的轮胎直径应该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，降低压实阻力的有效措施有哪些？,第三节 车辆的挂钩牵引力,1.刚性车轮滚动时的土壤阻力,6,式中，z0 为沉陷量；s 为单位体积土壤重量；c为粘聚系数；b为轮胎宽度。,在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力 ：,式中， 及 Nr 是土壤承载能力系数； 为摩擦角。,第三节 车辆的挂钩牵引力,7,式中,在很松软的地面上，推土阻力 可用下式估

3、算,及 是局部剪切失效时土壤承载能力系数；,第三节 车辆的挂钩牵引力,8,在泥浆地面，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的影响特别明显，此时推土阻力大于压实阻力而成为主要矛盾。在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，推土阻力的大小决定于泥浆的密度、粘度、行驶速度 以及车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即,式中，CD为泥浆的阻力系数，是雷诺数Re的函数， ，h为浸入泥浆的深度；A为浸入泥浆中的面积。,第三节 车辆的挂钩牵引力,9,2.充气轮胎的土壤阻力,当轮胎按照刚性轮一样维持圆形，轮胎圆周上最低点处土壤的支承压力为,由此式确定的pg值称为充气轮胎的临界压力 。,如果 ，轮胎维持圆形。,第三节 车辆的挂钩牵

4、引力,10,pc可由试验测得。,第三节 车辆的挂钩牵引力,11,部分轮缘将变成平面，接地压力为,第三节 车辆的挂钩牵引力,12,轮胎变形t引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹滞损耗阻力 。,单位负荷弹滞损耗阻力,式中，为经验系数。,第三节 车辆的挂钩牵引力,13,3.履带的土壤阻力,如果刚性履带下的土壤压力均匀分布，土壤沉陷量为：,在地上压出一条长 l、宽 b、深 z0 的履带车辙时所作的功为,如果用拉力 将履带拖行水平距离l，所作的功 应该等于上式的功。,在接地压力不变的条件下，增加履带接地长度比加宽履带对减小压实阻力更有效。,第三节 车辆的挂钩牵引力,14,4.前后串联车轮和车轮重复通过时的

5、土壤压实阻力,当车轮第二次通过松软的土壤时，土壤阻力会有所减小。 一般越野汽车都是采用前、后轮距相等，并均为单胎的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力。,第三节 车辆的挂钩牵引力,15,二、松软地面给车辆的土壤推力,1.履带的土壤推力与滑转率,履带获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生的。,思考：在纯摩擦性土壤条件下，推力主要与车辆的什么参数有关？在粘性土壤条件下，推力又受什么因素的影响？,第三节 车辆的挂钩牵引力,16,滑转率可以表明滑转的程度,式中， 为车辆的实际速度； 为车辆的理论速度， =r； r 为履带驱动链轮的的节圆半径，为驱动轮角速度；us 为履带相对地面的滑动速度。,履带某接地点的剪切变形,第三节 车辆的挂钩牵引力,17,单位履带宽的土壤推力等于切应力曲线下包含的面积：,设履带给地面的法向压力均匀分布,长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，这有利于通过性，但履带过长会使转向困难。,第三节 车辆的挂钩牵引力,18,2.驱动轮的土壤推力与滑转率,驱动轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤推力公式来估算。,第三节 车辆的挂钩牵引力,19,其中，法向正压力 由 确定,第三节 车辆的挂钩牵引力,2.驱动轮的土壤推力与滑转率,20,车辆的土壤推力FX与土壤阻力 Fr 之差，称为挂钩牵引力,三、挂钩牵引力,第三节 车辆的挂钩牵