道路勘测设计第二章汽车的行驶特性

1、2.1 2.1 汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力2.3 2.3 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性2.4 2.4 汽车的制动性汽车的制动性2.2 2.2 汽车的动力特性汽车的动力特性对于不同类型的发动机，输出功率与扭矩的关系如下：对于不同类型的发动机，输出功率与扭矩的关系如下：图图2-1 2-1 某汽油发动机的外特性曲线某汽油发动机的外特性曲线发动机曲轴扭矩发动机曲轴扭矩N发动机有效功率发动机有效功率发动机曲轴转速发动机曲轴转速9549.nMN nNM9549MNn2.1.12.1.1汽车的驱动力汽车的驱动力(1)(1)发动机曲轴扭矩发动机曲轴扭矩2.1 2.1 汽车的驱动力及行驶阻

2、力汽车的驱动力及行驶阻力（2 2）驱动轮扭矩）驱动轮扭矩汽车驱动轮扭矩汽车驱动轮扭矩发动机曲轴扭矩发动机曲轴扭矩总变速比总变速比传动系统的机械效率，传动系统的机械效率，一般载重车为一般载重车为0.800.800.85，小客车为小客车为0.850.95驱动轮上的转速为：驱动轮上的转速为：相应的车速为：相应的车速为：汽车行驶速度汽车行驶速度发动机曲轴转速发动机曲轴转速车轮工作半径车轮工作半径TkMMnnknrnrV377. 01000602kMMTVnr(3(3）汽车的牵引力）汽车的牵引力图图2-2 2-2 汽车驱动轮受力分析汽车驱动轮受力分析TTTkVNMVnrMrMT3600377. 0发动机

3、功率发动机功率汽车行驶速度汽车行驶速度NV2.1.2 2.1.2 汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力（1 1）空气阻力）空气阻力15.212aWKAVRK空气阻力系数空气阻力系数A汽车迎风面积汽车迎风面积aV汽车与空气的汽车与空气的相对速度相对速度 对汽车列车的空气对汽车列车的空气阻力，一般可按每节挂阻力，一般可按每节挂车的空气阻力为其牵引车的空气阻力为其牵引车的车的20%20%折算。折算。1 1）滚动阻力）滚动阻力（2 2）道路阻力）道路阻力GfRfG汽车总重力汽车总重力f滚动阻力系数滚动阻力系数2 2）坡度阻力）坡度阻力GiRi道路纵坡度道路纵坡度i)(ifGRRif 道路阻力系数道路阻力系数（

4、3 3）惯性阻力）惯性阻力agGRIG汽车总重力汽车总重力g重力加速度重力加速度a汽车的加速度或减速度汽车的加速度或减速度惯性力系数惯性力系数汽车的总行驶阻力为汽车的总行驶阻力为: :IRwRRRR道路阻力为：道路阻力为：IRwRRRRT（1 1）汽车的运动方程式）汽车的运动方程式2.1.3 2.1.3 汽车的运动方程式及行驶条件汽车的运动方程式及行驶条件( (节流阀全开节流阀全开) )IRwRRRRTU( (节流阀部分开启节流阀部分开启) )（2 2）汽车的行驶条件）汽车的行驶条件RT ( (汽车行驶的必要条件汽车行驶的必要条件) )kGT( (汽车行驶的充分条件汽车行驶的充分条件) )附着

5、系数附着系数kG驱动轮荷载驱动轮荷载agGifGRTw)(agifGRTDw)(2.2.1 2.2.1 汽车的动力因数汽车的动力因数（2 2）定义）定义（1 1）动力因数公式）动力因数公式 某汽车在海平面高程上，某汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位车重克服满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。道路阻力和惯性阻力的性能。 2.2 2.2 汽车的动力特性汽车的动力特性图图2-3 2-3 东风东风EQ-140EQ-140动力特性图动力特性图agifD)(动力因数修正值如下：动力因数修正值如下：图图2-4 2-4 海拔系数图海拔系数图GG海拔系数见图，或海拔系数见图，或3 . 55)

6、1026. 21 (HG满载时汽车的总重量满载时汽车的总重量G实际装载时汽车的总实际装载时汽车的总重量重量海拔荷载的修正系数海拔荷载的修正系数当当2.2.2 2.2.2 汽车的行驶状态汽车的行驶状态D时时 0)(Dga加速行驶加速行驶当当D时时 0a等速行驶等速行驶当当D时时 0)(Dga减速行驶减速行驶（1 1）汽车的行驶状态）汽车的行驶状态（2 2）汽车的行驶速度）汽车的行驶速度1 1）平衡速度）平衡速度2 2）临界速度）临界速度3 3）最高速度）最高速度4 4）最小稳定速度）最小稳定速度图图2-5 2-5 平衡速度与行驶状态分析平衡速度与行驶状态分析图图2-6 2-6 某排档动力特性图某

7、排档动力特性图D（极限速度）（极限速度）（临界速度）（临界速度）2.2.3 2.2.3 汽车的爬坡能力汽车的爬坡能力sincosmax, 1 fD222max, 1max, 1max, 111arcsinfffDmax, 1maxtaniDfi值较大因为最大爬坡坡度为：最大爬坡坡度为： 最大爬坡能力是指汽车在坚硬路面上用最低档作等速最大爬坡能力是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。行驶时所能克服的最大坡度。2.3 2.3 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性2.3.1 2.3.1 汽车行驶的纵向稳定性汽车行驶的纵向稳定性（1 1）纵向倾覆）纵向倾覆（2 2）纵向滑移（驱动轮滑

8、转）纵向滑移（驱动轮滑转）图图2-7 2-7 汽车等速上坡受力示意图汽车等速上坡受力示意图（3 3）纵向稳定性的保证）纵向稳定性的保证0cossin200lGhGgghltgi200kGGsin.sinGGikGGiik2.3.2 2.3.2 汽车行驶的横向稳定性汽车行驶的横向稳定性（1 1）汽车在平曲线上行驶时力的平衡）汽车在平曲线上行驶时力的平衡gRGvF21 1）离心力）离心力图图2-8 2-8 曲线上汽车的受力分析曲线上汽车的受力分析2 2）超高）超高 为了减小离心为了减小离心力的影响，保证汽力的影响，保证汽车在平曲线上稳定车在平曲线上稳定行驶，必须使平曲行驶，必须使平曲线上路面做成外

9、侧线上路面做成外侧高、内侧低呈单向高、内侧低呈单向横坡的形式，称为横坡的形式，称为横向超高。横向超高。 3 3）力的方程）力的方程图图2-9 2-9 曲线上汽车的受力分析曲线上汽车的受力分析cossinsincosGFYGFX)(22hhhigRvGGigRGvGiFXhigRvGX2hiRV1272横向力系数如下：横向力系数如下：GFiYh（2 2）横向倾覆条件分析）横向倾覆条件分析2)(2bGFibYXhhg图图2-9 2-9 曲线上汽车的受力分析曲线上汽车的受力分析ghbGX2)2(1272hgihbVR（3 3）横向滑移条件分析）横向滑移条件分析hhGYXhGX)(1272hhiVRh

10、GXghhb2（4 4）横向稳定性的保证）横向稳定性的保证2.3.3 2.3.3 汽车行驶的纵横组合向稳定性汽车行驶的纵横组合向稳定性图图2-10 2-10 汽车下坡平曲线上受力图汽车下坡平曲线上受力图hiRVii1272max直线上最大纵坡maxi2.4.1 2.4.1 汽车的制动性的定义汽车的制动性的定义 汽车的制动性是指汽车在行驶中强制降低车速以至汽车的制动性是指汽车在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。停车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。2.4.2 2.4.2 汽车的制动性的评价指标汽车的制动性的评价指标 评价汽车制动性的指标主要有制动效能、制动效能评

11、价汽车制动性的指标主要有制动效能、制动效能的热稳定性及制动时汽车的方向稳定性。的热稳定性及制动时汽车的方向稳定性。 制动效能是指在良好路面上，汽车迅速降低车速直制动效能是指在良好路面上，汽车迅速降低车速直至停车的制动距离，这是制动性能最基本的评价指标。至停车的制动距离，这是制动性能最基本的评价指标。2.4 2.4 汽车的制动性汽车的制动性2.4.3 2.4.3 制动距离制动距离（1 1）制动平衡方程式）制动平衡方程式GP 0IRRRP)(ga（2 2）制动距离）制动距离)(2542221VVS当汽车最终停止时当汽车最终停止时)(25421VS 1 1、已知某条道路的滚动阻力系数为、已知某条道路

12、的滚动阻力系数为0.0150.015，当东风，当东风EQ-140EQ-140型载重车装载后为满载总重的型载重车装载后为满载总重的90%90%，挂，挂档以档以30km/h30km/h的速度等速行驶，试求的速度等速行驶，试求H=1500mH=1500m海拔高度上所能海拔高度上所能克服的最大坡度。克服的最大坡度。 2 2、已知、已知习题二习题二, 8 . 0%1f，若东风，若东风EQ-140EQ-140型重车以型重车以80km/h80km/h的速度开始在的速度开始在3%3%的坡道上爬坡，当该坡道长为的坡道上爬坡，当该坡道长为600m600m时，求达到坡顶的车速。时，求达到坡顶的车速。 3 3、假定某弯道的最大横向力系数为、假定某弯道的最大横向力系数为0.100.10，则（，则（1 1）当）当R=500mR=500m，i ih h=5%=5%时，允许最大车速为多少？（时，允许最大车速为多少？（2 2）当）当V=80km/hV