中南大学公路勘测设计课件第3-4讲汽车行驶特性ppt课件

1、第二章 汽车行驶特性The driving characteristic of automobile 道路是为汽车行驶效力的，要满足汽车在道道路是为汽车行驶效力的，要满足汽车在道路上行驶平安、迅速、经济、温馨、低公害的要路上行驶平安、迅速、经济、温馨、低公害的要求，就必需从驾驶者、汽车、道路、和交通管理求，就必需从驾驶者、汽车、道路、和交通管理等方面来保证。在上述要素中，道路的线形设计等方面来保证。在上述要素中，道路的线形设计与汽车行驶特性最为亲密。因此，在道道路形设与汽车行驶特性最为亲密。因此，在道道路形设计时，需求研讨汽车在道路上的行驶特性及其对计时，需求研讨汽车在道路上的行驶特性及其对道

2、路设计的详细要求，这是道道路形设计的实际道路设计的详细要求，这是道道路形设计的实际根底。根底。道道路形设计要保证：道道路形设计要保证： 1 保证汽车行驶的稳定性，即保证平安行保证汽车行驶的稳定性，即保证平安行车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需求合理设车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需求合理设置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着力等。力等。 2 尽能够提高车速。尽能够提高车速。 3 保证道路行车畅通，即保证汽车不受阻保证道路行车畅通，即保证汽车不受阻或少受阻。这就需求有足够的视距和路面宽度、或少受阻。这就需求有足够的视距和路面宽度、合理地设置平竖曲

3、线，以及减少道路交叉等。合理地设置平竖曲线，以及减少道路交叉等。 4 尽量满足行车温馨，即采用符合视觉温馨要求的曲线半径，留意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。 本章主要引见汽车的驱动力和行车阻力，汽车的动力特性，汽车的行驶稳定性、制动性和燃油经济性。书中列出了几种有代表性的国产汽车的主要技术性能。汽车的普通构造 发动机 底盘 车身 电气设备汽车的主要技术性能汽车的性能动力性能最高速度加速才干制动才干装载才干爬坡才干燃料耗费运动性能环境性能支配性能稳定性能车外环境噪声、振动车内环境座位软硬、车内的通风换气、湿度及颜色 第一节第一节 汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力 The dri

4、ving motive force and driving resistance一汽车的驱动力一汽车的驱动力 汽车在道路上行驶时，必需有足够的驱力汽车在道路上行驶时，必需有足够的驱力来抑制各种行驶阻力。来抑制各种行驶阻力。 车行驶的驱动力来自它的内燃发动机，其传车行驶的驱动力来自它的内燃发动机，其传力过程如下：力过程如下： 在发动机里热能转化为机械能 有效功率N 曲轴旋转转速为 n，产生扭矩M 经变速和传动，将M传给驱动轮，产生扭矩MK 驱动汽车行 驶。MkK产生驱动轮产生扭矩（热能空气汽油变速传动曲轴旋转有效功率曲轴活塞加热机械能)(1. 发动机曲轴扭矩发动机曲轴扭矩M 如将发动机的功率如将

5、发动机的功率N、扭矩、扭矩M与曲轴转与曲轴转速速n之间的函数关系以曲线表示，那么该之间的函数关系以曲线表示，那么该曲线称为发动机特性曲线。假设发动机节曲线称为发动机特性曲线。假设发动机节流阀全开，即流阀全开，即 高压油泵在最大供油量位置，高压油泵在最大供油量位置，那么此特性曲线称为发动机外特性曲线；那么此特性曲线称为发动机外特性曲线； 假设节流阀部分开启，即部分供油，假设节流阀部分开启，即部分供油，那么称此特性曲线为发动机部分负荷特性那么称此特性曲线为发动机部分负荷特性曲线。曲线。在进展汽车驱动性能分析时，只需研讨外特性曲线参见左图，nmin为发动机的最小稳定任务转速。随着曲轴转速的添加，发动

6、机发出的功率和扭矩都在添加。最大扭矩MMAX时的曲轴转速为nM ，假设转速再添加时，扭矩M有所降低，但功率N继续添加，不断到最大功率NMAX ，此时曲轴转速为nN 。当转速继续增大时，功率N下降，直到允许的发动机最高转速为nMAX 。对于不同类型的发动机，其输出的功率不同，故产生的扭矩也不同。它们之间的关系如下： M=9549N/n 把扭矩M与转速n之间的函数关系M=M(n)称为扭矩曲线，而把功率N与转速n之间的函数关系 N=N(n)称为功率曲线，并经过上式可以使它们相互转换.通常情况下，上述两条曲线已由厂家绘于发动机的技术阐明书中，图22为东风EQ104型汽车发动机的外特性曲线有时未给定发动

7、机特性曲线，只给出最大功率NMAX 及其对应的曲轴转速nN ，那么可经过下面的阅历公式近似地计算发动机的功率线N=N(n)，即：2)-(2 (KW) 33221maxNNNnnnnnnNN式中：Nmax 发动机的最大功KW； nN 发动机的最大功率所对应的转速 (r/min) ; 1、2、3与发动机类型有关的系数，对汽油发动机可近 似地取1231。 然后，按前面的公式换算成扭矩曲线M=M(n)。N(马力) M(公斤米)ge克/（马力小时)ge图2-2假好像时给定最大功率NMAX 及其对应的曲轴转速nN ，以及最大 扭矩MMAX及其对应的曲轴转速nM ，那么可用下式直接计算扭矩曲线 M=M(n)

8、，即：(N.m) 9549maxNNnNMMN 最大功率所对应的扭矩nN 最大功率所对应的转速 (r/min) ;nM最大扭矩所对应的转速 (r/min) ;n 转速 (r/min) 。 2. 驱动轮扭矩MK 汽车车轮分为驱动轮和从动轮。驱动轮上有发动机传来的扭矩MK ，在MK 的作用下驱使车轮滚动向前。而从动轮上无扭矩作用，它的滚动是驱动轮上的力经车架传至从动轮的轮轴上而产生运动。普通汽车均系前轮为从动轮，后轮为驱动轮。只需某些特殊用途的汽车前后轮均为驱动轮。 汽车发动机曲轴传至驱动轮上的扭矩按下式计算，即：4)-(2 TKMM式中：MK 驱动轮扭矩 (N.m) ; M发动机曲轴扭矩 (N.

9、m) ; 总变速比，i0 ik ； i0 传动器变速比，见表21； iK 变速箱变速比，见表21； T 传动系统的机械效率，普通载重汽车取0.800.85,小客车取 0.850.95。此时，驱动轮上的转速nK =n/ , 相应的车速V为式中：V汽车行驶速度 (km/h) ; n发动机曲轴转速 (r/min) ; r车轮任务半径 (m) ，即变形直径，它与内胎气压、外胎构造、 路面刚性与平整性、以及荷载有关，普通取r=(0.930.96)r0； r0 未变形直径。 5)-(2 377. 01000602nrnrV3 汽车的驱动力汽车的驱动力 如下图，汽车行驶时，共有以下几个如下图，汽车行驶时，共

10、有以下几个力：力： 路面水平反力行驶方向正阻力作用于驱动力上的扭矩MK ，在驱动轮上的汽车重力G以及与之相平衡的反力G/ ,行驶正面阻力和路面程度反力。把驱动轮上的扭矩MK 用一对力偶Ta和T替代，Ta作用在轮缘上与路面程度反力F相抗衡，T作用在轮轴上推进汽车前进，称为驱动力或牵引力，与汽车行驶阻力R相抗衡。驱动力可按下式计算，即： 由上式可以看出，如要获得较大的驱动力T，必需求有较大的总变速比。但是增大，车速V就降低。因此，对同一汽车发动机而言，要同得到较大的驱动力和较高的车速是不能够的，二者不能够兼得。为此，对汽车设置了几个排挡，每一排挡都具有固定不变的总变速比，以及该排挡下的最大车速和最

11、小车速。当运用低排挡时，变速比值较大，驱动力T也大，但车速V较小；而运用高排挡时，变速比值较小，驱动力T也较小，但车速较大。6)-(2 377. 0TTkMVnrMrMT 上式为驱动力T与扭矩M之间的函数关系式。同样，根据式21可推导出驱动力T与功率N之间的关系式为：7)-(2 3600TVNT二汽车的行驶阻力 汽车在行驶过程中需求不断抑制各种阻力，这些阻力有的来自空气的阻力，有的来自道路摩擦力，有的来自汽车上坡行驶时产生的阻力，有的来自汽车变速行驶时抑制惯性的阻力，这些阻力可以分为空气阻力、道路阻力和惯性阻力，下面分述之。空气阻力 汽车在行驶过程中所受的空气阻力主要包括： 1迎面空气质点的压

12、力； 2车后真空吸力； 3空气质点与车身外表的摩擦力。 现代汽车行驶速度高，空气阻力对汽车行驶的动力性和燃油经济性影响较大，当行驶速度在100km/h以上时，有时一半功率用来抑制空气阻力。 由空气动力学的研讨与实验结果可知，空气阻力RW可以用下式计算：式中：K空气阻力系数，空气密度，普通1.2258 (N.s2/m4) ; A汽车迎风面积，即正投影面m2； V汽车与空气的相对速度 (m/s) ，可近似地取汽车行驶速度。221vKARW汽车的空气阻力系数与迎风面积 将车速V (m/s)化为V (km/h) ，并化简得： 对于汽车挂车的空气阻力，普通可按每节挂车的空气阻力为其牵引车空气阻力的20计

13、算。 8)-(2 15.21/2KAVRW2mK空气阻力系数空气阻力系数车型车型迎风面积迎风面积 ( ) 小客车小客车载重车载重车大客车大客车7.04.07.00.320.500.601.000.500.80A道路阻力 由道路给行驶的汽车产生的行驶阻力，主要包括滚动阻力和坡度阻力。 1 滚动阻力 车轮在路面上滚动所产生的阻力，称为滚动阻力。它是由路面和轮胎变形引起的，与路面种类、形状、车速、轮胎构造及充气压力等有关。普通情况下，滚动阻力与汽车的总重力成正比，假设坡道倾角为时，其值可按下式计算： 由于坡道倾角普通较小，以为 , 那么cosGfRf0 . 1cos式中：Rf 滚动

14、阻力 (N) ； G车辆总重力 (N) ； f滚动阻力系数，见表24。(N) GfRf各类路面滚动阻力系数f值f路面路面类型类型水泥及沥水泥及沥青混凝土青混凝土路面路面表面平整表面平整的黑色碎的黑色碎石路面石路面碎石路面碎石路面干燥平干燥平整整的土路的土路潮湿不潮湿不平整的平整的土路土路值值0.010.020.020.0250.030.050.040.050.070.152 坡度阻力 汽车在坡道倾角为的道路上行驶时，车重G在平行路面方向的分力为 ，上坡时它与汽车前进方向相反，妨碍汽车的行驶；而下坡时与前进方向一样，助推汽车行驶。坡度阻力可用下式计算 ：因坡道倾角普通较小，以为 ，那么sinGs

15、inGRiitg sinGiRi式中：Ri坡度阻力 (N) ； G车辆总重力 (N) ； i道路纵坡度，上坡为正，下坡为负。 道路阻力为滚动阻力与坡度阻力之和，可按下式计算ifGRR式中：RR道路阻力 (N) ； f+i统称道路阻力系数。 3惯性阻力 汽车变速行驶时，需求抑制其质量变速运动时产生的惯性力和惯性力矩，统称为惯性阻力。 汽车的质量分为平移质量和旋转质量如飞轮、齿轮、传动轴和车轮等两部分。在汽车变速运动时，平移质量产生惯性力，旋转质量产生惯性力矩。平移质量的惯性力 旋转质量的惯性力矩式中：I旋转部分的转动惯量； 旋转部分转动时的角加速度。agGmaRI1dtdIRI2dtd 汽车旋转

16、部分较多，且各部分的转动惯量和角加速度各不一样，计算相当复杂。为简化计算，普通给平移质量惯性力乘以大于1的系数，来近似替代旋转质量惯性力矩的影响，即：式中： RI惯性阻力 (N) ； G车辆总重力 (N) ； g重力加速度 (m/s2) ； a汽车的加速度正值或减速度负值(m/s2) ； 惯性力系数，其值可用下式计算10)-(2 ）（NagGRI1汽车车轮惯性力影响系数，普通10.030.05 ; 2发动机飞轮惯性力的影响系数，普通小客车2 0.050.07,载重汽车2=0.040.05 ; ik变速箱的速比。 这样，汽车的总行驶阻力R为2211kiIRWRRRR 在上述几种阻力中，空气阻力和

17、滚动阻力永为正值，亦即在汽车行驶的任何情况下都存在；坡度阻力当上坡时为正值，平坡为零，下坡为负值；而惯性阻力那么是：加速为正值，等速为零，减速为负值。三汽车的运动方程式与行驶条件 1.汽车的运动方程式 汽车在道路上行驶时，必需有足够的驱动力来抑制各种行驶阻力。 当驱动力与汽车总行驶阻力相等的时候，称为驱动平衡。其驱动平衡方程式即汽车运动方程式为：IRWRRRRT 驱动力可按式26计算，该式为节流阀全开的情况。假设节流阀部分开启，要对驱动力T进展修正。修正系数用U表示，称为负荷率。即： 式中：U负荷率，取U8090。 将有关公式代入式212，那么汽车的运动方程为 ：rMUTT2.汽车的行驶条件

18、汽车在道路上行驶，当驱动力等于总行驶阻力时，汽车就等速行驶；当驱动力大于总行驶阻力时，汽车就加速行驶；当驱动力小于总行驶阻力时，汽车就减速行驶，直至停车。所以，要使汽车行驶，必须具有足够的驱动力来抑制各种行驶阻力。即：13)-(2 15.212agGifGKAVrMUT 上式是汽车行驶的必要条件，即驱动条件。 只需足够的驱动力还不能保证汽车的正常行驶。假设驱动轮与路面之间的附着力不够大，车轮将在路面上打滑，不能行进。14)-(2 RT 路面类型路面状况干燥潮湿泥泞冰滑水泥混凝土路面0.70.5/沥青混凝土路面0.60.4/过渡式及低级路面0.1资料：各类路面上附着系数的平均值

19、 第二节 汽车的动力特性及加、减速行程cars power characteristic and accelerate or decelerate journey 汽车的动力性能系指汽车所具有的加速、上坡、最大速度等性能。汽车的动力性越好，速度就越高，所能抑制的行驶阻力也就越大。本节主要引见汽车的最高速度、最小稳定速度以及汽车的加、减速行程，为道路的纵断面设计提供根据。一、 汽车的动力因数 cars power factor为便于分析，将式212作如下改动上式等号左端 即驱动力与空气阻力之差称为汽车力后备驱动力，其值与汽车的构造和行驶速度有关；等号右端为道路阻力RR与惯性阻力RI之和，其值主要

20、与动力情况和汽车的行驶方式有关，将右端行驶阻力表达式代入，得： IRWRRRTWRT将上式两端同时除以车辆总重G，得： (2-16)令上式右端为D，即 (2-17) D称为动力因数，它表征某种类型的汽车在海平面高程上，满载的情况下，每单位车重抑制道路阻力和惯性阻力的性能。将有关公式代入式217，得agGifGRTWagifGRTWGRTDW显然，D可以表示为车速V的二次函数，即式中GKAVrGUMGRGTDTW15.212GKAVrVnnnMMMrGUMMNNT15.21377. 0222maxmaxWQVPVD215.21036. 7123max3KAnnrMMUGPMNNT 为运用方便，可

21、用曲线表示D与V的函数关系，称为动力特性图。表24为东风EQ104载重汽车原始数据，图24为东风EQ104载重汽车的动力特性图。利用该图可以查出各排挡下不同车速对应的动力因数值。NMNMTMMnnGrnUQmax222305. 522maxmaxMMNNTnnnMMMrGUW 动力因数和动力特性是按海平面及汽车满载情况下的规范值绘制的。假设道路所在地不在海平面上，汽车也不是满载，由于海拔增高，气压降低，使发动机的输出功率、汽车的驱动力及空气阻力都随之降低。所以，应对动力因数进展修正，方法是给D乘上一个修正系数，即GG式中：海拔系数，见图25； G满载时汽车的总重力 (N) ； G实践装载时汽车

22、的总重力 (N) 。 那么：二、汽车的行驶形状 Cars running state1 道路阻力系数由式219可得式中：道路阻力系数， 。 agifDDgaif 汽车的行驶形状有以下三种情况： 当0 加速行驶 当D时 a0 等速行驶 当D时 a V1 时，汽车将减速行驶，直到V1为止；当V VK 的速度行驶时，假设道路阻力额外添加如道路部分坡度增大，路面出现坑凹或松软等，汽车可以自动在原来排挡上降低车速，以获得较大的道路因数D值来抑制额外阻力，待阻力消逝后，汽车可自动增速到V1 的行驶速度，这种形状称为稳定行驶。当汽车采用V20时即 时 (2-27) 当 时，为加速行程；当 时 ，为减速行程

23、WPQB42WQVPVy2maxD2122ln2ln2196.12VVBQPVBQPVBQygPSPKVVVV21max12VVVVP2B0即 时 (2-28)因 ，只能减速行驶，且 。maxD212ln296.12VVVPQPVQQgPSmaxDmax12VVVVK3B0即 时 (2-29)式中arctg以弧长即。当 时，为减速行程。maxD212ln2196.12VVBQPVarctgBQygPSmax12VVVVK2 加、减速行程图 为运用方便，根据知数据将加、减速行程绘成图，以备查用。图28为东风EQ140型载重汽车加、减速行程图。图中左下到右上的曲线为加速行程，左上到右下的曲线为减速

24、行程。本图采用直角坐标绘制，横坐标为间隔行程S，单位为m；纵坐标为车速，单位为km/h。曲线上数字代表道路阻力系数 (%)。 3 加、减速行程图的用法图29为恣意两条加、减速行程曲线，/if 其主要用法有两种： 1知道路阻力系数 (%)、初速度V1和终速度V2，求加速最短行程Sa和减速最大行程Sd。即 2知道路阻力系数 (%)、初速度V1、加速最短行程Sa 或减速最大行程Sd，求终速度V2。在行程图上可直接查得。/if 121515VVaSSS128080VVdSSS/if 第三节 汽 车 的 行 驶 稳 定 性 Stability of going of the automobile 汽车的

25、行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外界不利要素的影响下，尚能保性两种；从丧失稳定性持正常行驶形状和方向，不致失去控制而产生滑移或倾覆等的才干。 汽车行驶的稳定性从不同方向来看，可有纵向稳定性和横向稳定的方式来看可有滑动稳定性和倾覆稳定性两种。分析和确保汽车行驶的稳定性对于合理设计汽车的构造尺寸、正确设计公路、保证行车平安、提高运输消费率、减轻驾驶员的疲劳强度，有着非常重要的意义。影响汽车行驶稳定性主要有以下三方面的要素：1. 汽车本身的构造参数。2. 驾驶员的要素。如驾驶员开车时的思想集中情况、反映快慢、技术熟练程度、动作灵敏程度等要素对驾驶员能否作出准确判别、及时采取措施使汽车趋与稳定有直接

26、关系。3. 道路与环境等外部要素。汽车行驶的纵向稳定性汽车行驶的纵向稳定性Vertical stability that the automobile goes 图图210为汽车等速上坡时的受力图为汽车等速上坡时的受力图:惯性阻力为零，因上坡时车速低可惯性阻力为零，因上坡时车速低可, 忽略空忽略空气阻力和滚动阻力图中气阻力和滚动阻力图中G汽车汽车 总重力总重力,为为坡道倾角，坡道倾角，hg为重心高度为重心高度,Z1和和Z2为作用为作用在前、后轮上的法向反作用力在前、后轮上的法向反作用力,X1和和X2为为作前后轮上的切向反作用力作前后轮上的切向反作用力,L为汽车轴为汽车轴距距,l1和和l2为汽车

27、重心至前后轴的间隔为汽车重心至前后轴的间隔,O点点为汽车重心为汽车重心,O1 和和O2为前、汽车行驶的纵为前、汽车行驶的纵向稳定性后轮与路面接触点。向稳定性后轮与路面接触点。L2 L1 LZ1Z2GG cosG sinhgO1O2vX1X2纵纵 向向 倾倾 覆覆 (Topple vertically) 产生纵向倾覆的临界形状是汽车前轮法产生纵向倾覆的临界形状是汽车前轮法向反作用力向反作用力Z1 为零，此时汽车能够绕为零，此时汽车能够绕O2点点发生倾覆景象。对发生倾覆景象。对O2点取矩并让点取矩并让Z1 0，得得 式中：式中：a。 Z1为零时的极限倾角；为零时的极限倾角； i 。Z1为零时道路的

28、纵坡度。为零时道路的纵坡度。 0sincos002gGhGlghltgi200(2-30)2. 纵纵 向向 滑滑 移移Slip and move vertically 对于后轮驱动的汽车，根据附着条件，驱对于后轮驱动的汽车，根据附着条件，驱动力不产生滑移的临界形状是动力不产生滑移的临界形状是: 式中： 产生纵向滑移临界形状时坡道的倾角；KGGsin那么那么itgsinGGtgiK (2-31) 产生纵向滑移临界形状时; 当坡道倾角或道路纵坡度 时，汽车能够发生纵向滑移。 i的大小主要取决于驱动轮荷载GK与汽车总重力G的比值，以及附着系数值，因此，要防止汽车滑移一方面要添加汽车分量，另一方面要添

29、加车轮与路面的附着力。 3. 纵向 稳 定 性 保 证Vertical stability guaranteeing 分析式230和231，普通 接近于1,而远远小于1，所以 或 也就是说，汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆前先, 发生纵向滑移景象。为保证汽车行驶的纵向稳定性，道路设计应满足不产生纵向滑移为条件，这样，也就防止了汽车的纵向倾覆景象。所以，汽车行驶的纵向稳定条件为ghl/2GGK/gKhlGG20ii (2-32) 只需设计的道路纵坡度满足上式条件，当汽车满载时 普通都能保证纵向行驶的稳定性。但在运输中装载过高 时，由于重心高度hg的增大，有能够破坏纵向稳定性条件，所以，应对汽车

30、装载高度有所限制。GGiiK二二. 汽汽 车车 行行 驶驶 的的 横横 向向 稳稳 定定 性性Horizontal stability that the automobile goes 汽车行驶时，常遭到横向力的影响，汽车行驶时，常遭到横向力的影响，例如重力、惯性力等的横向分力。因此，例如重力、惯性力等的横向分力。因此，汽车行驶时，在横向力作用下有能够产生汽车行驶时，在横向力作用下有能够产生横向滑移或横向倾覆。为保证行车平安，横向滑移或横向倾覆。为保证行车平安，必需分析和研讨汽车行驶的横向稳定性。必需分析和研讨汽车行驶的横向稳定性。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Bal

31、ance of strength while going on the flat curve of automobile 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车重心其作用点在汽车重心,其方向程度背叛圆心。其方向程度背叛圆心。汽车离心力的大小与行驶速度的平方成正汽车离心力的大小与行驶速度的平方成正比比,而与平曲线半径成反比，计算公式为而与平曲线半径成反比，计算公式为式中：F离心力N； R平曲线半径m v汽车行驶速度m/s。RvgGF2 在平曲线上行驶的汽车，离心力对其稳定性的影响很大，它可使汽车向外侧滑移或倾覆。为了减少离心力的作用，保证汽车在平曲线上

32、稳定行驶，必需使平曲线上路面做成外侧高、内侧低，呈单向横坡方式，称为横向超高。如图211所示，汽车行驶在具有超高的平曲线上时，其车重的程度分力可以抵消一部分离心力的作用，其他部分由汽车轮胎与路面之间的横向摩擦力与之平衡。 将离心力F与汽车重力G分解为平行于路面的横向力X和垂直于路面的竖向力Y，即 由于路面横向倾角普通较小，那么 其中称为横向超高坡度简称超高率，所以sincosGFXcossinGFY1cos,sinhitgihhhigRvGGigRGvGiFX22122hhhigRvGGigRGvGFiY 横向力X是汽车行驶的不稳定要素，竖向力是稳定因 素。就横向力而言，只从其值的大小是无法反

33、映不同分量 汽车的稳定程度。例如，5KN的横向力假设作用在小汽车上，能够使其横向倾覆或滑移，而作用在重型载重汽车上能够是平安的。于是采用横向力系数来衡量稳定性程度，其定义为单位车重的横向力，即将车速v(m/s)化为V(km/h)，那么higRvGX2式中：R平曲线半径m； 横向力系数； V行车速度km/h； ih横向超高坡度。 上式表达了横向力系数与车速、平曲线半径及超高之间的关系。车速V越大、平曲线半径R越小、横向超高坡度 ih越小，那么横向力系数越大，汽车的横向稳定性就越差。此式对确定平曲线半径、超高率及评价汽车在平曲线上行驶时的平安性和温馨性有非常重要的意义。2.横 向 倾 覆 条 件

34、分 析Topple condition analysis horizontally 汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，能够 汽车绕外使侧车轮接触点产生向外倾覆的危险。为使汽车不产生倾覆，必需使倾覆力矩小于或等于稳定力矩，即22bGFibYXhhg普通情况下，比G小得多，可忽略不计，那么 (2-34)式中：b汽车轮距m hg汽车重心高度m。将式234代入式223并整理，得 (2-35)ghbGX2hgihbVR21272利用上式可以确定：1汽车在平曲线上行驶时，假设知汽车运转速度V，那么可计算汽车不产生横向倾覆的最小平曲线半径R； 2假设知平曲线半径R和横向超高坡度ih ，那么可计算汽车不

35、产生横向倾覆的最大允许行驶速度。3.横 向 滑 移 条 件 分 析Move condition analysis horizontally and slipperily 汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，能够使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。为使汽车不产生横向滑移必需使横向力小于或等于轮胎与路面之间的横向附着即 (2-36)hhGYXhGX式中： 横向附着系数，普通： ，见表25。 (2-37) 同样,利用上式可以计算出汽车在平曲线上行驶同时，不产生横向滑移的最小平曲线半径R或最大允许行驶速度V。h7 .06 .0hhhiVR12724.横横 向向 稳稳 定定 性性 的的 保保 证证Ass

36、urance of the horizontal stability由式由式234和式和式236可知，汽车可知，汽车在平曲线在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于上行驶时的横向稳定性主要取决于值的值的大小。现代汽车大小。现代汽车 在设计制造时，普通重心较低，在设计制造时，普通重心较低，即，即 而而 所以所以也就是汽也就是汽 车在平曲线上行驶时，在发生横车在平曲线上行驶时，在发生横 ghb212ghb5.0hghhb2向倾覆之前，先产生横向滑移 景象。为此,在道路设计时应首先保证汽车不产生横向滑移，同时也就保证了横向倾覆的稳定性。只需设计时采用的值满载式236的条件，普通在满载的情况下都能保证行

37、车的横向稳定性。但在装载过高时，能够发生横向倾覆,应严厉控制超高。三三. 汽汽 车车 行行 驶驶 的的 纵纵 横横 组组 合合 向向 稳稳 定定 性性The automobile goes to make it up to the stability 汽车行驶在具有一定坡度的小半径平曲线汽车行驶在具有一定坡度的小半径平曲线上时，较直上时，较直 线上添加了一项弯道阻力。线上添加了一项弯道阻力。对上坡的汽车来说，耗费的率添加，行车对上坡的汽车来说，耗费的率添加，行车速度降低。对下坡的汽车来说，速度降低。对下坡的汽车来说， 有沿纵、有沿纵、横组合横组合 坡度方向倾斜、滑移坡度方向倾斜、滑移 和装载偏

38、重的和装载偏重的能够，这对汽车的行驶是相当危险的。因能够，这对汽车的行驶是相当危险的。因此，对坡度、此，对坡度、 曲线半径和行车速度等都要曲线半径和行车速度等都要 严厉控制。严厉控制。 如图212所示，汽车行驶在纵坡度为i(tg)和横向超高坡度为ih (tg)的下坡路段上，作用在前轴上的荷载W1为 离心力F分配在前轴上的荷载W2为 那么，前轴总荷载为cossincos21LhlGWgsin222LlgRGvWsincossincos22221gRLlvLhlGWWWg 因倾角和都很小，上式可以简化为 在有平曲线的坡道上，前轴荷载添加量与W/的比值为 在平直路段上，作用于前轴的荷载W/为对载重汽车，普通hgigRLlvLihlGW222GLlW2hgigRvilhWWWI221/2lhg 那么 在直坡道上那么I=I。 即汽车沿直坡道下坡时,前轴荷载添加量与在 直路段前轴荷载的比率 等于该路段的纵坡度。 higRviI20hiL1LL2GGsinGcosOhg 曲线上假设也以直线上一样大小的最大纵坡imax作为控制，那么有下式成立，即将v(m/s)化成V(km/h)并整理，得式中：imax汽车允许最大纵坡度； R平曲线半径m V行车速度km/h； ih横向超高坡度。max2iigRvihhiRVii1272max上