汽车运用工程基础课件

第一节汽车使用条件一、汽车使用条件汽车使用：或称为汽车技术使用，泛指汽车投入使用后，所涉及到的养、用、管、修等全部技术与管理工作的内容；汽车使用条件：影响汽车完成运输工作的各类外界条件

汽车使用条件主要包括：气候条件、道路条件、运输条件和汽车安全运行技术条件。第一章汽车使用条件及性能指标一、汽车使用条件1．气候条件

我国有高原寒冷和干燥地区、北方寒冷和干燥地区、南方高温和潮湿地区等。北方寒冷干燥

发动机冷起动困难，油耗增加，机件磨损大；风窗玻璃结冰霜；冰雪道路易发生事故；乘员防寒、货物防冻；燃油、润滑油粘度增大等。南方高温潮湿

发动机过热，效率低，油耗增加；燃油气阻和气湿；润滑油液压油粘度下降，导致润滑、密封、制动效果

，潮湿机件、电路易损坏等；高原空气稀薄，气压低

发动机混合气过浓，真空点火调节器失效，冷却水易沸腾，气压制动系统气压不足，驾驶员体力消耗增加等；干燥、风沙大

汽车及各总成运动副磨损加剧；所有恶劣情况下：

均使燃油消耗

，机件磨损

。根据不同地区、不同气候，进行车辆配置选择。汽车运输企业应选用相应的变型车或对标准汽车进行技术改造。一、汽车使用条件2．道路条件定义：由道路状况决定的，并影响汽车运用的因素。汽车运输对道路的要求：①在充分发挥汽车速度特性的情况下，保证车辆安全行驶；②满足该地区对此道路所要求的最大通行能力；③车辆通过方便，乘客感觉舒适；④车辆通过此道路的运行材料消耗量最低。道路条件的主要特征指标：道路通行能力和车辆运行速度。良好路面：车速高，经济性好；崎岖路面：平均车速低，需要经常换挡和制动，油耗高，平顺性差，轮胎磨损快等。一、汽车使用条件1)我国公路分为五个等级①高速公路：分向、分车道，全部控制出入的多车道公路

年平均日交通量（将各种汽车折合成小客车）四道：2.5~5.5万辆;

六道:4.5~8万辆;

八道:6~10万辆。②一级公路分向、分车道，根据需要控制出入的多车道公路，1.5~2.5万辆根据功能和适应的交通量，《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）将我国公路分级③二级公路供汽车行驶的双车道公路，0.5~1.5万辆；④三级公路主要供汽车行驶双车道公路，0.2~0.6万辆；⑤四级公路主要供汽车行驶的双车道或单车道公路；2）等级公路技术条件——技术条件包括：计算行车速度、车道宽度、车道数、路基宽度；最小平曲线半径；凸形竖曲线半径、凹形竖曲线半径、行车视距、最小缓和曲线长、纵坡、纵坡长度、最大纵坡（%）、最小坡长（m）等；路面质量（强度、平整度和粗糙度）。

我国各级公路主要技术指标(JTGB01-2003)见下页表一、汽车使用条件3）道路景观——道路线形设计效果需满足交通要求，线形和谐并与环境融合。4）公路养护水平——评价指标：好路率和养护质量综合值。等级评分为：优LY、良LL、次LC、差LCH。评定项目包括：路面平整、路拱适度、行车顺适、路肩整洁、变坡稳定、标志完善鲜明、行道数齐全等。满分为100分。其中，路面50分，路基20分，其它30分。一、汽车使用条件公路养护等级优良次差总分>90>75>60<60路面>45>38——评定指标：“好路率”和“养护质量综合值”。

好路率Q

：公路养护等级评分值一、汽车使用条件公路养护水平对汽车使用性能的影响养护质量综合值P：

一、汽车使用条件（1）油耗（2）车辆维护费用

表1-4车辆维护费用和道路养护综合值（统计数据）

养护综合值2.482.512.532.582.632.702.78维护费用元/km0.0910.0820.0730.0700.0730.0670.069一、汽车使用条件结论：加强道路养护，可节约车辆维护费用（3）车辆大修里程一、汽车使用条件表1-5河北省某年的好路率和大修里程（万

km）

地区石家庄唐山秦皇岛邯郸邢台保定承德沧州好路率72.476.273.364.368.571.064.973.8大修里程15.9119.6414.7612.076.6415.239.1517.093.运输条件——指影响车辆使用的各种因素，分为货运和客运。货运条件主要包括货物类别、货物运量、货运距离、装卸条件、运输类型和组织特点等。运输工作指标：客（货）运量、运输距离、客（货）运输周转量、运输生产率和运输成本。客运：长短途班线运输、出租车运输、城市公共交通、旅游客运等，基本要求是为旅客提供最佳的方便性。货运：普通货运、危险品运输、专项（工程）运输。一、汽车使用条件一、汽车使用条件①货物类别何谓货物？（从接受承运起到送交收货人止的所有商品或物资）按装卸方法分：堆积、计件和罐装；按运输和保管条件分：普通货物和特殊货物（包括特大、沉重、危险和易腐）；按货物批量分：小批和大批。②货运量货运量/t：完成或需要完成的货物运输数量货物周转量／t.km＝货运量货物运距货运量和货物周转量统称为货物运输量。按托运货物的批量，货运量可分为：零担货物和整车货物（以3t为分界）。大宗货物、小宗货物③货物运距／km

——由装货点至卸货点间的运输距离，影响车辆利用效率指标。短距离：尽量缩短装卸货时间；远距离：要求车辆速度高、载质量大，但车辆的最大轴荷受国家法规限制④货物装卸条件与货物类别、运量、装卸点的稳定性、机械化程度以及装卸机械等有关。⑤货运类型及组织特点有多种分类方法，如长、短途货运，城市货运，城间货运，营运货运，自用货运，分散货运和集中货运等。运输组织特点：主要取决于车辆运行路线，有往复式、环形式和汇集式。⑥客运的基本要求市内客运：采用车厢式多站位车身，通道很宽，车门数目多，地板较低；公路客运：要求有较高的行驶速度和乘坐舒适性。1.运行工况调查

目的：掌握在特定的条件下表征汽车运行工况的各参数变化规律和变化范围，为评价车辆使用的合理性提供依据。

运行工况调查方法：

（1）路试——选择路线，获取交通资料、环境资料，同步测取选定的工况参数，进行数据分析。

运行试验中所作的记录即是汽车运行记录。载货汽车在市区行驶的运行记录图公共汽车运行的速度记录某电动汽车行驶记录仪所记录的市区运行速度图（2）计算机仿真——建立数学模型（汽车动力传动系模型、道路模型、驾驶员模型及交通流干扰模型）；输入道路、交通、环境，汽车及发动机性能资料（包括传动和轮胎），驾驶员驾驶习惯，汽车自由行驶—跟进行驶—超车行驶的概率等数据；通过汽车模拟运行可得到汽车运行工况的各参数变化数据，经过数据分析可得到各参数的统计规律。2.运行工况分析汽车运行工况数据主要用于确定汽车的常用工况，并结合汽车的结构性能评价汽车常用工况的合理性及其对使用效果的影响。表1-6

汽车使用性能的主要指标(1)表1-6

汽车使用性能的主要指标(2)——汽车运用效率及运输成本汽车运用效率：是衡量汽车使用性能指标的一个重要参数。它不能用一个简单的数学公式来定义，而是与很多结构因素有关。汽车运输成本：是衡量汽车使用经济性的一个重要指标。同样不能用一个简单的数学公式来定义，而是与很多结构因素有关。二、评价汽车工作效率的指标汽车运用效率与其结构的关系汽车运输成本与其结构的关系三、容载量1

定义

容载量就是汽车能够装载货物的数量或乘坐旅客的人数。汽车容载量与汽车的装载质量、车厢尺寸、货物密度、座位数和站立乘客的地板面积有关。载客量：微型车、普通级轿车：2~4座；中级以上轿车：4~7座；长途大客车：载客量同于座位数装载量：指硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载质量。碎石路面上行驶应减少15%~25%，越野车为越野行驶时的额定装载量。

2评价指标（1）比载质量（2）装载质量利用系数

以上两个评价指标，表征了汽车结构对各种货物需要的适应能力，它表明某车型装何种货物能够装满车厢，或充分的利用汽车的全部装载能力。

表1-7

列出了某些常见货物的密度。

表1-8

列出了某些国产载货汽车的平均载质量。表1-7

常见散货的密度货物泥煤雪冰白菜马铃薯无烟煤干土密度0.150.200.900.350.680.801.20货物麦甜菜燕麦铁条砖锯材蔬菜密度0.730.650.472.101.500.800.55表1-8常见国产车货厢平均载质量车型额定载质量(kg)单位载质量(kg/m3)黄河JN1150/100黄河JN1150/106东风EQ1090北京BJ1041Q2DG北京BJ1041Q4DG解放CA1140解放CA1049北京BJ1041Q2SG跃进NJ20408000800050002000200080005000150015001451.21451.2932.4867.2632.51264.8941.1942.1276.3四、汽车的质量利用

常用整备质量利用系数来评价汽车质量利用的优劣。

整备质量利用系数是提高现代载货汽车制造技术进步的标志之一。降低汽车的整备质量可提高整备质量利用系数，其主要途径是利用轻型材料，特别是利用应用强度高、质量轻的高强度铝合金和复合塑料。

整备质量利用系数随载质量的增加而增加，表1-9列出了几种常见国产载货汽车的整备质量利用系数。四、使用方便性

汽车使用方便性是汽车的一项综合使用性能。用于表征汽车运行过程中，驾驶员和乘客的舒适性和疲劳程度以及对保证运行货物完好无损装卸货物的适用性。表1-9

几种常见国产车的整备质量利用系数汽车型号整备质量(kg)装载质量(kg)整备质量利用系数(%)北京BJ1041Q2DG北京BJ1041Q4DG北京BJ1041Q2SG跃进NJ2040跃进NJ2040解放CA1091解放CA1140东风EQ1090黄河JN1150/100黄河JN1150/100黄河JN1150/1061900205019703200(无绞盘)3440(有绞盘)4250590040846430680066002000200015001500150050008000100008000800050001.050.980.760.470.441.171.361.221.561.211.561操纵轻便性

操纵轻便性决定了驾驶员的工作条件，对减轻驾驶员的疲劳，保证行车安全，具有重要作用；其评价指标为操纵力、操作次数、驾驶员座位参数与调整参数、驾驶员的视野参数。

2乘客上下车方便性

乘客上下车方便性作为使用方便性之一，影响城市公共汽车站点的停车时间，从而影响汽车的线路运行时间。乘客上下车方便性，主要取决于车门的布置（轿车) 和踏板的结构参数。3装卸货物方便性

装卸货物方便性是指车辆对装卸货物的适应性。它的评价指标是车辆装卸所耗费的时间和劳动力。4紧凑性

紧凑性是评价汽车外形尺寸合理利用的指标，它影响汽车的操纵轻便性、机动性、在受约束的条件下的通过性及停车面积等。5乘客舒适性

汽车乘客舒适性很大程度上取决于座位的结构。座椅的结构参数主要是座位的宽度和深度、靠背高度和倾角以及座椅上乘客的上下自由空间。6最大续驶里程

汽车的最大续驶里程，是指油箱加满后能连续行驶的最大里程。7机动性

机动性为汽车在最小面积内转向和转弯的能力。它表征汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕开不可越过障碍物的能力。第一章汽车动力性2.0

引言2.1

汽车动力性评价指标1.2汽车驱动力和行驶阻力2.3

汽车行驶驱动力－附着条件以及汽车附着力2.4

汽车驱动力－行驶阻力平衡图2.5

汽车功率平衡主要研究内容：分析受力;建立行驶方程式;以图、表（或编程）的形式，按汽车动力性评价指标，确定汽车的动力性。汽车动力性定义

在良好、平直的路面上行驶时所能达到的平均行驶速度。引言2.1汽车动力性评价指标最高车速umax加速时间t最大爬坡度imaxEvaluationCriteriaofVehiclePerformanceMaximumSpeedAccelerationTimeMaximumGradability最高车速最高车速——汽车在水平良好的路面（混凝土或沥青）上所能达到的最高行驶车速。Max.Speed加速时间评价方法超车加速时间

以最高档或次高档，以amax加速至某一高速所用的时间。原地起步加速时间

由I或II档起步，以amax，并考虑换档时间，一般用0～400m或者0～100km/h的时间表示原地起步的加速时间。Accelerationtime汽车加速过程曲线图1-2汽车驱动力TractiveForce部分负荷特性：节气门部分开启时，转矩或功率等与转速的关系外特性曲线：节气门(油门)全开时，转矩或功率等与转速的关系发动机的速度特性

图1-3汽油发动机外特性BrakingTorqueBrakingHorsepower发动机过渡工况的速度特性在过渡工况，功率和转矩下降约5%～6%。外特性使用或制作方法表格法（辅助插值）曲线族方法数学模型法n1n2n3…………nnPe1Pe2Pe3…………PenTt1Tt2Tt3…………Ttnbe1be2be3…………ben外特性及负荷特性数学描述图1-4汽油发动机外特性及部分负荷特性外特性曲线：通常是在试验台上未带水泵、发电机等条件下测得。使用外特性曲线：即带有全部附件时的负荷特性，通常汽油机较外特性小15％左右，而柴油机小10％左右。外特性与使用外特性图1-6发动机外特性和使用外特性传动系机械效率ηT主要损失部件

★变速器和主减速器(含差速器)主要损失形式

★液力损失和机械摩擦损失。液力损失：如搅动和磨擦。它与润滑油品种、温度、转速、油面高度等有关。

机械损失：齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失传动系机械效率的确定通常，传动系机械效率是在专门的试验台上测得的，下图为某变速器在四档（直接档）、五档（超速档）工作时的传动效率。问题：为什么四档的效率较五档大？同一档位转矩增加时，润滑油损失减小，效率高；转速低时，搅油损失小，传动效率高。1-1200r/min,2-1600r/min3-1900r/min,4-2200r/min汽车传动系总成机械效率4～6档变速器ηT=0.966～8档变速器ηT=0.95传动轴ηT=0.98主减速器ηT=0.96(单级)

ηT=0.92(双级)汽车传动系机械效率轿车ηT=0.90~0.92商用车ηT=0.82~0.85越野车ηT=0.80~0.85典型的传动系效率值某汽车变速器的机械效率车轮半径r自由半径r静力半径rs滚动半径

rr=S/(2πn)

S—滚动距离，n—滚动圈数欧洲车轮委员会rr=F×d/(2π)

其中:子午线轮胎F=3.05

斜交轮胎F=2.99动力学分析时，用静力半径

；运动学分析时，用滚动半径。常不计它们的差别，而认为：rr=rs=r定义：用Ft-ua曲线图来全面地描述汽车的驱动力。若已知外特性曲线、传动系传动比、传动系机械效率就可以计算驱动力。汽车的驱动力图汽车行驶阻力滚动阻力Ff:

轮胎内部摩擦产生的迟滞损失。这种迟滞损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶。图1-9轮胎径向变形曲线图1－11从动轮滚动阻力系数

轮胎内部摩擦产生迟滞损失，这种损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶。滚动阻力系数车轮在一定条件下，滚动所需要推力Fp1与负荷W1之比，即单位重力的推力：滚动阻力系数阻力偶用滚动阻力描述

滚动阻力无法在受力图上画出，它是一个数值，在受力图上它是切向反力。在实际计算时，可不必考虑阻力偶，而用滚动阻力替代图1－12驱动轮受力图真正驱动车轮前进的力是地面切向反力Fx2。数值上等于汽车驱动力Ft与滚动阻力Ff之差。驱动力与地面纵向（切向）力滚动阻力系数的试验确定法

牵引法、滑行法和转鼓法1.速度ua对

f的影响对

f的影响因素

2.

轮胎的结构、材料、帘线对f的影响也很大。子午线轮胎

f

小，天然橡胶

f

低。f的经验公式

一、车轮滚动阻力FRFg—轮胎滚动阻力；Fs—路面阻力；FQ—轮胎侧偏引起的阻力。1.轮胎滚动阻力Fg

1)弹簧轮模型——通常以弹簧轮模型解释轮胎变形产生阻力（变形、与地面摩擦）的原因。在硬路面上，变形阻力是轮胎滚动阻力的主要组成。

(a)弹性车轮在硬路面上的滚动一、车轮滚动阻力FR弹性物质的迟滞损失

(b)迟滞损失造成的反力合力中心前移

2）轮胎滚动阻力各成分构成比例随车速的变化关系一、车轮滚动阻力FR变形阻力占90~95%，摩擦阻力占2~10%，轮胎空气阻力所占比例很小。轮胎滚动阻力在144km/h（40m/s）以上时增加较快，162km/h(45m/s)以上增加更快，180km/h(50m/s)达到某一临界车速时急剧增加，轮胎发生驻波现象，轮胎周缘不再是圆形而呈现明显的波浪形。出现驻波后，不但滚动阻力显著增加，轮胎的温度也很快增加到100度以上，胎面与轮胎帘布层脱落，几分钟内就会出现爆破现象，对高速行驶的车辆极为危险。一、车轮滚动阻力FR3）轮胎滚动阻力系数fg的定义单位轮荷的轮胎滚动阻力来定义无因次的滚动阻力系数fg

Fg——轮胎滚动阻力

Z——轮胎载荷,可用FZ表示一、车轮滚动阻力FR即根据力矩平衡式：从而：一、车轮滚动阻力FR4）轮胎滚动阻力同车轮上的力及力矩的关系结论：滚动阻力与偏心距和轮胎半径有关一、车轮滚动阻力FR2.各种路面上车轮滚动的附加阻力1）由路面不平产生的附加阻力fb：悬架系统的变形形成阻尼功并转化为热能，产生附加阻力，通常情况下可以忽略一、车轮滚动阻力FR2）由路面变形（柔性路面）产生的附加阻力一、车轮滚动阻力FR3）积水路面上的阻力轮胎排水产生排水阻力:

h—水层厚度；b—轮胎宽度；ρ—水的密度；v—挤水速度。排水阻力系数fs=Fs/Z，与车速的关系见后图

一、车轮滚动阻力FR一、车轮滚动阻力FR

3.轮胎侧偏引起的附加阻力侧偏附加阻力系数fQ=FQ/Z前束角为δ时，FQ1=2Ysinδ/2侧偏附加阻力FQ=YsinαY——侧向力；α——侧偏角。一、车轮滚动阻力FR4.车轮阻力系数各分量与车速的关系一、车轮滚动阻力FR在实际计算中可由下表中选用。一、车轮滚动阻力FR从而有：

最后有：二、空气阻力FW长方体试验，给出了CW与气流速度、物体特征尺寸等因素的关系。汽车直线行驶时受到的空气阻力在汽车行驶方向上的分力。分类：压力阻力和摩擦阻力☆压力阻力主要受形状、扰动和诱导阻力组成。☆形状阻力主要与汽车的形状有关，约占58％。☆计算公式为：二、空气阻力FW图中雷诺数：

试验表明：圆角半径对阻力影响很大。当圆角半径选择适当，空气阻力系数可以降低到0.15左右。在无风条件下，va的单位为km/h；A的单位为m2；一般ρ=1.2258N·s2·m-4，则：二、空气阻力FW二、空气阻力FW50~70年代初，轿车CW在0.4~0.6左右；70年代能源危机后，为降低油耗，各国都致力于降低CW值；90年代，不少轿车的CW值已降到0.3甚至更低。如Passat轿车的CW已低到0.28；新设计车型:0.30以下.1.空气阻力的组成压差阻力、诱导阻力、表面阻力、内部阻力二、空气阻力FW1）压差阻力空气阻力Fw正比于气流相对运动的动压力，作用在汽车外形表面上的法向力的合力在行驶方向的分力，约占9%。2）诱导阻力——车辆上下压差形成横向气流，导致车身表面产生涡流分离现象，产生所谓诱导阻力，即空气升力在水平方向的分力，占7％。车尾的横向气流还形成两股很大的纵向涡流。二、空气阻力FW3）表面阻力——车身表面气流的层流层、紊流区的摩擦力形成的阻力。车身长的车辆不可忽视。4）内部阻力——流经散热器、发动机舱和车身内部的气流，由于动量损失形成的阻力。

空气阻力各组成部分的比例大致为：压差和诱导阻力50%——90%

表面阻力3%——30%

内部阻力2%——11%二、空气阻力FW空气阻力系数CW需经试验测量得到：新设计轿车平均0.3左右；大客车0.4~0.9；货车及全挂列车0.5~0.85空气阻力又可分为——压力阻力和摩擦阻力压力阻力：压力阻力又分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力。摩擦阻力：由于空气的粘度在车身表面产生切向力的合力在行驶方向的分力。二、空气阻力FW对一般轿车：压力阻力占91%。其中形状阻力占58%；干扰阻力占14%；内循环阻力占12%；诱导阻力占7%；摩擦阻力占9%。2.当空气流入角β不为零时空气阻力的变化

经试验测定：无论轿车还是货车，在β=25°～35°时的空气阻力比β=0时可高出65%。二、空气阻力FW★前部低，★过渡平滑，★后部加扰流板，★掠背式，★底部导流，平整化，向后应逐步升高，★整车俯视形状为腰鼓式，★改进通风进口、出口位置，★商用车顶部安装导流罩系统。降低的要点CD坡道阻力加速阻力Fj：平移质量惯性力Fjt，旋转质量惯性力Fjr四、加速阻力Fj车辆加速、减速时四、加速阻力Fj旋转部件转动惯量折算到车轮上的转动惯量以及车辆转动惯量的总和为：

式中IR——全部车轮转动惯量；Ic——传动轴、差速器等转动惯量(可忽略)；Im——发动机、离合器、变速器转动惯量；ig—变速器速比；i0—主减速器速比速度改变时必须考虑的旋转部件汽车的总加速阻力：四、加速阻力Fj旋转质量系数加速情况下汽车行驶阻力(动态行驶阻力)：忽略传动轴、差速器等转动惯量，则上式可为：四、加速阻力Fj在干燥平直路面上则有：加速情况下汽车行驶所需驱动功率

四、加速阻力Fj功率与车速的关系

四、加速阻力Fj

汽车行驶方程式从动轮受力分析从动轮受力分析（续）驱动轮受力分析驱动轮受力分析（续）驱动力与行驶阻力平衡图定义

为了清晰地描述汽车行驶时受力情况及其平衡关系，通常将平衡方程式用图解方式进行描述，即将驱动力Ft和常见行驶阻力Fw和Ff

绘在同一张图上。图1－25汽车驱动力－行驶阻力平衡图驱动力Ft1.最大速度和部分负荷时的力平衡以及

uamax

和部分负荷时的等速2.加速能力3.最大爬坡度2.加速能力

它用aj,但aj不方便评价。通常用加速时间或加速距离来评价。图1-25汽车加速度－速度图加速度aj图1－27加速度倒数曲线由驱动力、滚动阻力和空气阻力，就可按行驶方程式计算加速度及其倒数，从而求得加速时间或者加速距离。☆手工计算时,一般忽略原地起步过程的离合器打滑过程.即假设在最初时刻，汽车已具备起步换档所需的最低车速。☆换档时刻的确定：若I-II加速度曲线相交，则规定在交点处换档；若I-II的加速度曲线不相交，则规定在发动机最高转速处换档；换档时间一般忽略不计（正态分布t=0.2~0.4s)。☆计算加速时间的用途：确定汽车加速能力；传动系最佳匹配；合理选择发动机的排量。注意

其前提条件是路面良好，克服Fw+Ff

后的全部力都用于克服坡道阻力，即3.利用驱动力-行驶阻力平衡图确定汽车的爬坡能力动力特性图评价汽车动力性动力因数Adhensiveforce后驱动汽车（要吗？）2.汽车附着力路面 混凝土（干） 混凝土（湿）附着系数0.7~0.8 0.5~0.6路面碎石土路（干）土路（湿）附着系数0.6~0.70.5~0.6 0.2~0.4前轮驱动和后轮驱动时地面反力前轮驱动和后轮驱动时地面法向反力对后轮取矩，得到对前轮取矩，得到附着利用率附着率是指汽车直线行驶条件下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。①加速、上坡行驶时的附着率C附着率a）图说明：I档加速时最大的附着率为0.64，在好路上（φ=0.7）汽车可以全力加速；b）图说明：I档加速时最大的附着率大于0.8，该车I档的爬坡能力基本上是无法实现的；但II档的爬坡能力是可以实现的。附着率曲线☆档位不同时车速的范围不同，但是功率的大小不变，只是各档的功率曲线对应的车速位置不同。低档时车速低，速度变化区域窄；高档时车速高，所占速度变化区域大。☆滚动阻力功率在低速时近似为直线，而在高速时是二次曲线（低速、货车！）☆空气阻力功率曲线为三次函数☆在低速时以滚动阻力功率为主，而在高速时以空气阻力功率为主。★汽车后备功率越大，汽车的动力性越好。★利用后备功率也可确定汽车的爬坡度和加速度。★功率平衡也可描述汽车行驶时的发动机负荷率，有利于分析汽车燃油经济性。后备功率离合器打滑过程分析

在汽车起步离合器接合过程中，离合器从动盘上的扭矩是随离合器同步时间和接合时转速的变化而变化的。离合器的实际接合过程如下页图所示。对离合器的接合过程我们最感兴趣的是离合器从动轴扭矩的增长过程，它是时间t的函数。发动机转速离合器从动轴扭矩离合器从动轴转速换档规律★汽车在实际行驶时，货车高档位使用率90%以上。为了合理利用有限的档位，使汽车具有良好动力性和燃油经济性，将传动比间隔由低档到高档逐渐减小的偏等比级数分配各档传动比，使变速器在不同档位工作时发动机的转速范围不同。低档时转速范围宽，而高档时窄，使高档两档之间的重合区域增大。当汽车高速行驶变速器在高档之间换档时，发动机功率下降较小，在发动机工作区内平均功率较大。★就燃油经济性，高档之间的传动比间隔减小，增加了发动机在经济区工作的可能性，可降低燃油消耗量。

换档时刻选择

为了保证汽车的动力性，应使汽车在较低的档位行驶。

换档点的选择问题，应该在两档车速驱动力曲线相交时刻换档。

在保证动力性的换档程序中，以驱动轮上驱动力的大小来判断相邻两个档位之间是否有交叉点。

动力性换档规律换档时刻选择

汽车在一定的道路条件下按一定的工况行驶时，某时刻所需驱动功率一定，传动效率变化很小。汽车行驶的燃油消耗量与发动机的比油耗成正比。在经济性换档程序中，以发动机的比油耗作为换档判别依据，保证汽车总是以使发动机比油耗最小的档位行驶。在汽车运行工况中，速度是时间的连续函数，因此在经济性换档规律中，考虑了当前档i以及i+1和i-1档的经济性，从这三个档位中选取比油耗最小的档位作为该时刻变速器的工作档位。

经济性换档规律1.如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限加速度？2.在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃油经济性时所使用的发动机功率有何不同？问题

在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃油经济性时所使用的发动机功率有何不同？前者使用的是发动机的外特性。即后者利用阻力功率反推求得发动机输出功率☆为了克服活塞式发动机特性曲线的不足，汽车上安装变速器当变速器档数无限增多时，汽车的动力性接近于装有等功率发动机时的驱动功率和驱动力采用无级变速器且其机械效率等于分级式变速器时，汽车的驱动功率总等于

Pemax发动机在任何车速下都能发出最大功率的条件是变速器的传动比满足下列条件：☆液力变矩器特性变矩器的“透过性”——

p与速比i的关系，由其结构决定。任何情况下，

p维持不变的变矩器称为“非透过性”的变矩器“非透过性”液力变矩器：汽车行驶条件变化，只影响涡轮轴转速，对发动机转速无影响?“透过性”液力变矩器：汽车行驶条件变化，只影响涡轮轴转速，对发动机转速无影响透过性液力变矩器的泵轮转矩曲线，一定速比下确定一根泵轮转矩曲线非透过性透过性

液力变矩器液力耦合器原地起步时，涡轮转速为零，变矩比最大；

随着涡轮转速增加，速比增加，效率先增加后减小；

当变矩比大于1时，变矩器效率总是大于耦合器；

当变矩比等于1时，变矩器效率与耦合器效率相等，此刻变矩器转入耦合器工作；

当i再增加时，耦合器效率继续增加，变矩器效率则迅速下降。3汽车燃油经济性3.1

汽车燃油经济性评价指标3.2汽车燃油经济性计算3.3

提高汽车燃油经济性的途径和技术3.4润滑材料的合理使用3.5轮胎的合理使用汽车使用经济性

汽车使用经济性是一种使用性能,是指汽车为完成单位运输量所支付最少费用的能力。它是评价汽车运输企业经营经济效果的综合性指标。我国营运汽车的平均运输成本中，汽车运行材料费(燃油费、润滑油、轮胎费等)所占比率最大（40％以上）。其消耗和节约的研究，对提高汽车使用经济性具有重要作用。

在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃油仍将以石油产品为主。例如，西欧工业发达国家交通运输消耗石油产品的34～45％；美国交通运输部门消耗国内石油产品的52％；我国的交通运输和邮电通讯业消耗的石油产品约占其总量的16％，每年消耗的汽油占其总消耗量的36％，柴油约占27％。3.1.1汽车燃料经济性评价指标

汽车燃油经济性：①指汽车以最少的燃油消耗完成单位运输工作量的能力，它是汽车使用的主要性能之一；②在保证动力性的条件下，以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力。

汽车发动机的燃油经济性：通常由有效燃油消耗率be(ge)或有效效率ηe来评价。因其不能反映发动机在具体汽车上的功率利用情况及行驶条件的影响，所以，它不能直接用于评价整车的燃油经济性。汽车燃料经济性的评价指标

评价指标

①常选取单位行程的燃油消耗量，即L/100km，或单位运输工作的燃油消耗量，即L/100tkm、L/kpkm。前者用于比较相同容量的汽车燃油经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃油经济性的影响；后者常用于比较和评价不同容载量的汽车燃油经济性。其数值越大，汽车燃油经济性越差。

②汽车燃油经济性也可用单位量燃油消耗汽车所行驶的里程，即km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每加仑燃油能行驶的英里数，即MPG或mile/USgal。其数值越大，汽车燃油经济性越好。常用的评价指标①等速行驶百公里燃油消耗量：指汽车在一定载荷（轿车半载、货车满载）下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量；②工况行驶百公里燃油消耗量：各国都制定了不同的循环行驶试验工况。循环工况规定了车速-时间行驶规范，如换档时刻、加速时刻、制动时刻以及行驶的速度和加速度数值等。工况行驶百公里燃油消耗量的测试比较复杂，通常情况下在试验台上进行。

我国各现阶段执行标准和燃油经济性1984年，原机械工业部发布了货车和客车燃油经济性限值标准；2004年9月2日发布，2005年7月1日正式实施了乘用车燃料消耗量第一个强制性国家标准。

对于新开发车型，

2005年7月1日实施第一阶段标准，2008年1月1日执行第二阶段的标准；对于在生产车型，

2006年7月1日实施第一阶段标准，2009年1月1日执行第二阶段的标准。

测定汽车燃油经济性的试验方法有多种。根据对各种使用因素的控制程度，试验方法可分为以下几类：不加控制的道路试验；控制的道路试验；道路循环试验(包括等速油耗、加速油耗、制动油耗、怠速油耗等)；在室内实验，如汽车底盘测功机(即转鼓试验台)上的循环试验。

汽车燃料经济性试验方法汽车燃油经济性试验方法

1.不控制的路上试验（运输生产部门采用，在实际使用中进行试验）只对被测汽车的维护、调整范围、所用燃料、润滑油的规格等技术状况有明确规定，而对其它各方面使用因素（下表所列）都不加控制的路上试验方法。

行驶道路城市、市郊、一般公路、高速公路交通情况道路上行人、车辆构成及车辆密集程度驾驶习惯平均车速、加速度及制动减速度，阻风门的使用情况周围环境气温、风、雨、雷等影响汽车燃料经济性的使用因素二、汽车燃料经济性试验方法2.控制的道路试验（维持表中的一个或几个影响因素不变的条件下进行试验）按规定保证汽车的技术状况、按需要维持某些使用因素不变的条件下进行。在专用试验场进行试验（如通县试验场）。试验规范中往往对实验路线有较明确的规定，如一般路面、恶劣路面、山区路面各指哪些路段、包括多少公里等；而对实验中的交通情况、驾驶习惯以及气温、风、雪等并无规定。行驶道路城市、市郊、一般公路、高速公路交通情况道路上行人、车辆构成及车辆密集程度驾驶习惯平均车速、加速度及制动减速度，阻风门的使用情况周围环境气温、风、雨、雷等3.道路循环试验（完全按规定的车速——时间规范进行的道路试验方法）试验规范中规定了换档时间、制动时间、速度、加速度、制动减速度等数值。主要有等速百公里油耗试验和怠速油耗试验。优点：在一定程度上反映了实际行驶工况，且数据重复性好，使用仪器简单，耗时少，成本低1）直接档全油门加速油耗试验通常被间接用于检验汽车的技术状况。要求在平整、干燥、清洁、纵向坡度不大于0.3%（最好不大于0.1%）的混凝土或沥青路面上进行，测试路长度500m。汽车在直接档以30km/h的稳定车速通过50m测速路段，在到达500m测试路段的起始点时，油门全开，加速通过测试路段。测量通过500m的加速时间、油耗量及汽车在测试路段终点的速度。试验往返各进行两次，测得同方向加速时间的相对误差应不大于5%，取四次测量结果的平均值作为测定值。二、汽车燃料经济性试验方法

在一定的气温、气压、相对湿度、风速范围内，试验汽车的技术状况应正常，充分预热（热发动机，主要传动部件润滑油温达到要求）进行。二、汽车燃料经济性试验方法2）等速百公里油耗试验等速百公里燃油消耗量曲线，（我国规定，轿车半载，货车全载），以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里的燃油经济性。等速行驶百公里油耗量不能反映汽车实际行驶中频繁出现的加速、减速等行驶状况的燃油经济性，因此，等速行驶燃料经济性不能全面考核汽车运行燃料经济性，它只能作为一种相对比较性的指标。3）多工况燃料测试循环试验欧共体、美国以及我国等都根据本国情况，制定了相应循环行驶试验工况来模拟汽车的实际运行工况，并以百公里油耗量作为相应车型的燃油经济性指标。（GB/T12545-2001）：微型车试验循环(11工况)；轿车及总质量小于3.5t的载货汽车（不包括微型载货汽车）试验循环(25工况)；总质量在3.5~14t的载货汽车及公路客车试验循环（六工况）；总质量大于14t的载货汽车试验循环（六工况）；城市客车（包括城市铰接客车）试验循环（四工况）。汽车运用工程：表3-5(p55)以及图3-3(p56)是关于乘用车十五工况循环试验情况，请同学们自学。二、汽车燃料经济性试验方法4.室内试验在汽车底盘测功机上按试验规范进行。可以同时进行废气污染测量。试验规范：见P57表3-6，美国汽车工程师协会（SAE）试验规范。转鼓试验台功能：①燃油经济性（等速百公里燃油经济性、多工况燃油经济性）②动力性（最高车速、加速、起步加速、最大爬坡度、高档最高速、各档最低速等）③排放测试④滚动阻力系数测试二、汽车燃料经济性试验方法在测试试验之前，测试汽车应先到路上进行滑行试验，以确定其行驶阻力功率Pｆ+PW将滑行试验结果与汽车质量参数输入到转鼓试验台的操作系统。汽车驱动转鼓时将会遇到与道路上完全一样的阻力，包括整车的滚动阻力、空气阻力与加速阻力等。下图是货车BCA1026-BH试验结果，图中较粗的连续曲线是实验室实际的车速-行程过程。上图为美国环保署（EPA）CVC-C型式循环（UDDS）的速度——时间关系曲线。是根据美国洛杉矶市中心的交通情况拟定的，包括了一系列不重复的加速、减速、怠速、接近于等速、停车的行驶过程。下图是欧洲道路循环（NEDC）的速度——时间关系曲线。室内试验的优点：便于对试验中的换档、制动、加速等工况进行规范，实现计算机模拟控制，试验重复性好。发动机万有特性（等高线）

2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算加速行驶时，发动机还要提供为克服加速阻力所消耗的功率，若加速度为ｄｕ／ｄｔ，则发动机提供的功率为：从初速加速到末速所需燃油量：整个加速过程的燃油消耗量为：加速区内汽车行驶的距离为：加速过程分为若干个区间：各区间起始或终了车速随对应时刻的单位燃油消耗量：几点说明加速时，发动机为不稳定工况（瞬态工况）。急踩加速踏板时，为保证发动机顺畅工作，喷油量应该增加还是减少？增加因此，要设定一个加速因子来调节喷油量，１．５～２倍，不同的发动机该加速因子是不同的；实际的加速油耗应该在计算结果的基础上乘以大于１的系数。3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算松开油门，轻踩制动，发动机运行在强制怠速状态，耗油量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积减速行驶时间减速过程燃油耗汽车行驶距离4.怠速停车时的燃油消耗量5.整个循环工况的百公里燃油消耗量燃油经济性的影响因素

美国一中型轿车在EPA城市和EPA公路循环工况中燃油化学能与汽车各处循环能量的平衡图注意：此图仅用来说明汽车中能量消耗关系。汽车速度：中等速度为佳档位：高档位为佳挂车：负荷增加和质量利用系数增加维护与调整：汽车的技术状况，如前束、滑行距离、制动系发咬、轮胎气压、点火提前角、混合气浓度。可简单地用滑行距离来检查汽车的技术状况（滑行距离越长技术状况越好）使用方面等速百公里油耗汽车结构方面

轻量化：小型化和使用轻型材料，如铝材和塑料，即质量利用系数增加。

发动机改进：提高热效率和机械效率扩大柴油机发动机使用范围发动机增压发动机电控

传动系：增加档位数、使用无级变速器

汽车外形和轮胎：降低CD和子午线轮胎发动机的起动升温;汽车起步加速;加速踏板的运用;档位的选择和变换;汽车行驶速度;离合器的运用;行车温度的控制(冷却液80~90℃;机油75℃，齿轮油50℃）；合理利用滑行（减速滑行、加速滑行和下坡滑行）。驾驶技术方面

最小燃油消耗特性：发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。

把各功率下最经济工况的转速和负荷率标明在外特性曲线图上，便得到最小燃油消耗特性。3.改进驾驶技术发动机的起动升温;汽车起步加速;加速踏板的运用;档位的选择和变换;汽车行驶速度;离合器的运用（两脚离合器换档、一脚离合器换档）;行车温度的控制(冷却液80~90℃;机油75℃，齿轮油50℃）；合理利用滑行（减速滑行、加速滑行和下坡滑行）。4.加强维护，保持技术状态完好5.新一代高效率节能汽车的研究当前汽车技术发展动向常概括为“高效率、低排放、性能优、价格低”。美国成立了“新一代汽车合作伙伴”（PNCY,PartnershipforANewGenerationofVehicles）。Chrysler（克莱斯勒汽车）,Ford,Chevrolet(美国)雪佛兰牌汽车样车基本要求——在当时三种典型车型的价格与性能基础上，将其按EPA循环工况测得的燃油经济性指标提高3倍，即由26.6mile/gal（8.84L/100km）提高到80mile/gal（3L/100km）。三种基准轿车的特性参数：整备质量1500kg，车宽1.85m，发动机排量3L，最大功率110kW。都是两排6座中、高级轿车。研制的新一代轿车，如果不跳出传统汽车所采用的材料、工艺及汽车结构的框架，要达到PNCY汽车计划提出的80mile/gal指标是不可能的。为达到PNCY提出的目标，可采取的技术策略：采用复合动力的电力驱动装置、制动能量回收利用装置、大幅度降低汽车整备质量、滚动阻力系数、空气阻力系数、附属设备能耗等。复合动力的电力驱动装置：热力发动机或动力发电机组与典型电动汽车的电力驱动装置（包含蓄电池与电动机等）组合在一起的公共工作驱动装置。复合动力电力驱动装置效率较高，主要是因为：发动机功率小（储备功率小），通过储能部件（蓄电池）吸收、储存电能，在需要大功率时电动机与发动机共同驱动汽车；按最高效率原则设计（传统发动机要考虑高升功率、动态特性等）；停车等候和低速滑行等情况下关机；电动机可作为发电机工作，具有“减速滑行、制动能量回收系统”的功能；大幅度减小汽车行驶阻力，即减小汽车整备质量、滚动阻力与空气阻力系数；EVS-16上的FordP2000大量使用铝、镁、钛及塑料复合物，比传统汽车的整备质量减少40%左右；使用弹滞损失小的橡胶、减薄胎体、提高充气压力，可以减小fR值，EVS-16上的GMEVI电动车轮胎的fR值已经低到0.0048；改进车身形状可以降低CW，GMEVI的CW为0.19。1.汽车润滑材料的使用原则①符合原厂说明书的技术要求；

②运输存放必须遵守有关规定，防止污染变质，保证安全；③不同种类、牌号的润滑材料不得混合使用，更换使用不同牌号润滑材料时必须做好清洗工作；④进口车辆改用国产润滑材料时，应注意选用相应牌号；⑤认真做好废料的回收工作，防止混入水分和杂质。1.3汽车润滑材料的合理使用一、发动机润滑油的合理使用2.对润滑油性能的要求①适当的粘度和粘温特性；②适当的润滑性（油性）；③一定的热稳定性；④良好的抗氧化安定性；⑤较低的凝点；⑥在氧化和燃烧中无胶质沉淀；⑦不含腐蚀性物质；⑧不含机械杂质和水分3.主要品种、牌号的选择与使用1）发动机润滑油等级SAE（美国汽车工程师学会）的粘度分类法W组系列——六个级别（0W,5W,10W,15W,20W,25W),冬用；非W组系列——五个级别(20,30,40,50,60)，春秋和夏用；多级机油——用双重粘度级别号码标注，如10W/30、15W/40，可在一定地区内冬夏通用。一、发动机润滑油的合理使用一、发动机润滑油的合理使用API（美国石油学会）的使用条件分类法S系列——汽油机油系列，有SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH和SJ等级别；C系列——柴油机油系列，有CA、CB、CC、CD、CE和CF等级别。一、发动机润滑油的合理使用我国标准（GB/T7631.3-1995）据粘度等级分类（牌号，粘度级）：直接采用美国SAE标准，共11个等级；参照API分类法制定了内燃机润滑油质量等级分类标准。分为SB、SC、SD、SE、SF及SG级汽油机机油和CC、CD、CD-Ⅱ、CE和CF-4级柴油机机油以及RA、RB、RC和RD级二冲程汽油机油。2）润滑油的选择与使用原则品种的选用——机型越新、工作条件越苛刻，使用的品种级别应越高。缺少所需品种时，可以高代低，不可以低代高

粘度等级的选用——参照《石油产品标准的气温资料》（中央气象局编）按10%风险率的最低气温（℃）正确选用。一、发动机润滑油的合理使用汽油机润滑油的选用、柴油机润滑油的选用、二冲程汽油机润滑油的选用（自学）更换周期——使用时间的长短是影响润滑油是否老化变质的基本因素。在一般地区，通常小轿车采用SE级机油，更换里程可达1.2万km~1.5万km；制造厂说明书通常按较差的使用条件推荐为5000km，8000km或10000km。一、发动机润滑油的合理使用车用齿轮油的合理使用（用于驱动桥和手动变速器等齿轮传动机构）1.我国标准参照API使用分类——有CL—3（普通）、CL—4（中负荷）、CL—5（重负荷）三个级别。等同采用SAE粘度分类标准。二、车用齿轮油的合理使用2.选择与使用1）使用条件——双曲线齿轮、高速传动或低速大负荷传动均要求选用较高或高级别齿轮油。2）粘度级别——由于车用齿轮油更换周期较长（推荐为4.5万km），应该尽可能选用多级机油，如80w/90，85w/140等级别。3）更换周期——油质变化较慢，可以较车用机油有较长的更换周期。国外可达5~12万km，国内营运企业4~5万km，制造厂要求2~3万km。二、车用齿轮油的合理使用三、车用润滑脂的合理使用1.润滑脂特点——介于液体与固体之间的半流动塑性物质。当负荷超过一定值时会产生类似液体的粘性流动。粘度随摩擦表面相对速度的增加会显著下降；温度变化时粘度变化很小。2.润滑脂组成——是稠化了的润滑油。基本组成有润滑油（占总量的80%—85%）、稠化剂和添加剂。3.我国的标准及选用——采用国际标准（ISO）分类方法，共9个等级。目前产品仍按旧分类法，在汽车上常用的有(5种）1）钙基润滑脂——用动物脂肪与石灰制成的钙皂稠化矿物润滑油，以水作为胶溶剂。按锥入度分为4个牌号（1、2、3、4），使用温度-10℃—60℃。抗水性好，使用最广泛。但温度大于60℃时易引起流失。属低档次。2）钠基润滑脂——耐高温、不耐水，有2号、3号两种牌号。可在120℃条件下长时间工作，适应大负荷，有较好的承压耐磨性。属于普通级。三、车用润滑脂的合理使用3）通用锂基润滑脂——是目前普遍推荐使用的品种。其特点：适用于工作温度-30℃—120℃，有水污染的环境下的各摩擦部位，使用寿命长。4）极压复合锂基润滑脂——进口车多推荐使用的品种。具有更高的极压抗磨性，适用于-20℃—160℃下的高负荷工作。有1、2、3三个品牌，集中润滑可用较软的1号脂。三、车用润滑脂的合理使用二、合理使用保持气压正常防止超载二、合理使用正确装载二、合理使用精心驾驶——掌握速度，注意胎温、胎压，避免损伤，避免油污、避免急剧加速、急剧转弯、避免急剧制动。定期维护——随车辆定期进行一、二级维护。二、合理使用4.3汽车制动效能及其恒定性4.1

汽车制动性的评价指标4.2制动时车轮的受力分析汽车的制动性4.4制动时汽车行驶方向稳定性4.5前后制动器制动力分配比例AutomotiveBrakingPerformance道路交通事故及汽车安全性分类一、交通事故

定义：车辆在道路上行驶和停放过程中，发生碰撞、辗压、刮擦、翻车、坠车、失火、爆炸等现象造成人员伤亡和车、物损坏的事件。

内容：研究交通事故产生的规律，分析其原因，消除诱发交通事故的外部因素。具体地说，就是把人、车、道路及环境四者统一在一个交通系统中，探索各自及相互间的内在规律性及其最佳配合，以达到减少交通事故的目的。对于人、车、路及环境分别所需考虑的因素为：人——驾驶行车过程中接受外界信息的反应特性，驾驶员生理、心理和操作特性；车——汽车结构、性能及技术状况；路——道路几何线型路面、道路设施及道路条件变化对交通事故的影响；环境——对人和道路的影响以及对汽车性能的影响。

通常从以下三方面进行研究1.主动安全性（ActiveSafety）汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能，如制动性、操稳性等。2.被动安全性（PassiveSafety）

发生汽车事故后，汽车本身减轻人员受伤和货物受损的性能（分为内部被动安全性和外部被动安全性）3.生态安全性（ecological

Safety）排放、噪声和电波对环境的影响定义：汽车在行驶时能在短距离停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。另外,也包括在一定坡道上能够长时间停放的能力。汽车制动性是汽车的重要使用性能之一。它属于汽车主动安全的范畴。行车制动俗称脚制动或脚刹车。驻车制动俗称手刹车或手制动。三个评价指标

制动效能（含制动距离和制动减速度）——

在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度，是汽车制动性能最基本的评价指标。

制动效能的恒定性（抗衰退性能）——在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。制动过程实际上就是将汽车行驶的动能通过制动器转换为热能，故制动器温度升高后能否保持常温状态时的制动效能，已成为设计制动器时要考虑的重要问题。此外，还存在水衰退问题。抗水衰退性能：是指汽车涉水后对制动性能的保持能力4.1汽车制动性的评价指标

制动时汽车方向稳定性——制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。

常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的路径制动效能的定义

在良好的路面上，汽车以规定的初始车速以规定的踏板力制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能的最基本指标。图4－1制动时车轮受力条件制动器制动力由制动器结构参数决定，取决于制动器的形式、结构尺寸、摩擦副的摩擦因数以及车轮半径，并与踏板力成正比。制动器制动力

地面制动力：Fx

F

=

hFz

地面最大制动力：Fx，max=F

=

hFz

这表明制动踏板力上升到一定值，制动力达到地面附着力时，车轮不转——即发生抱死。结论①制动力是由制动器产生；②制动力是受地面附着力限制的地面制动力3地面制动力、制动器制动力与附着力的关系小结：地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受地面附着条件的限制；只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力，才能获得足够的地面制动力；当车轮在地面上完全滑移时，传递的切向力为：μg——滑移系数（100%滑移时的附着率，通常μg<<μh）一、车轮与地面间的附着与滑移不同滑动率轮胎印迹变化规律4硬路面上的附着系数第一阶段第二阶段第三阶段第一阶段——清晰花纹。特点是地面上的轮胎印痕花纹清晰，基本上未发生变形，车轮接近于单纯的滚动状态。

v——车轮中心速度；

r0——没有制动力时车轮的动态半径；

ω——车轮旋转角速度。一、车轮与地面间的附着与滑移第二阶段——印迹模糊（边滑边滚）。特点是地面上轮胎花纹的印痕可以辨别出来，但变得模糊。车轮在MR作用下，与地面发生一定的相对滑动，车轮不只是单纯滚动，轮胎面与地面发生一定程度的相对滑动，此时一、车轮与地面间的附着与滑移随着制动强度的增加，滑动成分的比例越来越大第三阶段——印迹拖滑。特点是印痕形成一条粗黑的印痕，看不出花纹，车轮被抱死，在路面上做完全拖滑，此时ω=0，v≠0随着制动强度的增加，车轮滚动成分越来越少，而滑动成分越来越多。一般用滑动（移）率s

来说明这个过程中滑动成分的多少。制动力系数（附着率）：地面制动力与垂直载荷的比值，用φ或表示。一、车轮与地面间的附着与滑移随着制动强度的增加，车轮的滑动成分越来越大。它通常用滑动率（滑移率）S表示。

滑动率s：车轮运动中从滚动至滑动过程滑动成分所占的比例现象分析各种路面平均附着系数

道路的类型、路况

汽车运动速度

轮胎结构、花纹、材料附着系数的影响因素AdhisiveCoefficient

轮胎的磨损会影响其附着能力。

路面的宏观结构应有一定的不平度而有自排水能力；路面的微观结构应是粗糙且有一定的棱角，以穿透水膜，让路面与胎面直接接触。

增大轮胎与地面的接触面积可提高附着能力：低气压、宽断面和子午线轮胎附着系数大。

滑水现象减小了轮胎与地面的附着能力，影响制动、转向能力。

潮湿路面且有尘土、油污与冰雪、霜类

高速行驶经过积水层出现滑水现象。

A水膜区

B过渡区

C接触区滑水现象：某一车速下，胎面下动水压力的升力等于垂直载荷轮胎将完全漂浮在水膜上而不与路面接触，

B、C区不存在不同制动工况时的地面制动力制动过程的各阶段:反应时间tr；操纵力（踏板力）增长时间tb；制动系统协调时间ta；减速度增长时间ts；持续制动时间tv减速制动过程分析制动距离:制动过程中（减速度）、v（车速）和s（制动距离）的变化：线由增长和保持两段组成；v-t

线由等速和减速两段组成；s-t线由三段制动距离组成。三、制动距离及其影响因素1.制动距离计算1）在减速度出现前tr+ta时间驶过的距离s1

（按等速行驶）

vA——减速前的速度

三、制动距离及其影响因素2）ts时间驶过的距离s2

由此3)tv时间驶过的距离s3

v2为这段时间始端速度，故由式（2）可得三、制动距离及其影响因素三、制动距离及其影响因素在tv时间末端，速度等于零，由（4）式，得将（5）式v2代入（6）式，得3)tv时间驶过的距离s3

三、制动距离及其影响因素3)tv时间驶过的距离s3

将式（6）与（5）分别代入上式三、制动距离及其影响因素故：制动距离为代入上述各项可得2.制动距离s的主要影响因素在实用中s的计算可以简化——忽略第三项

三、制动距离及其影响因素3.制动距离计算的应用（1）根据上式制定法规——法规通常包括制动减速度、协调时间、制动力增长时间、制动距离，以及必须规定的试验条件和方法。但是，人的反应时间未包括在其中。（2）根据上式可计算车队行驶的安全间隔距离——分为绝对安全间距s绝对和相对安全间距s相对三、制动距离及其影响因素绝对安全间距s绝对——为防止突然停车时后车追尾，等同于单台车的制动距离三、制动距离及其影响因素驾驶员便于掌握的是“时间间隔”；通常表示为相对安全距离s相对——假定相邻两车以相同减速度制动，安全距离就可以缩短。城市行车，间隔距离长，容易被其它车辆或行人穿插，更不安全。s相对和t相对的计算公式分别为：三、制动距离及其影响因素计算式表明t相对与车速无关，比较符合实际情况，体现出驾驶员反应时间是其主要影响因素。根据同实测比较，t相对计算的数值较小，采用2秒比较合适，国外普遍称为“2秒钟法”制动系作用时间对制动距离影响制动系作用时间是影响制动距离的重要因素！

①因制造或调整误差造成汽车左、右车轮，特别是左、右转向轮制动器制动力不等。②因结构原因（设计）使制动时悬架导向杆系与转向杆系在运动学上的不协调或干涉。1汽车制动跑偏

假定转向盘不动，设前左轮的制动器制动力大于前右轮。Fx1l绕主销的力矩大于Fx1r绕主销的力矩；同时由于主销后倾，Fy1对转向轮产生一同方向的偏转力矩。左右车轮制动力之差称为不相等度，表示为：我国标准(GB7258-2004)规定，前轴的不相等度不大于20%，后轴不大于24%。右图是后轮抱死时的情况

造成跑偏的第二个原因是悬架导向杆系与转向系拉杆发生运动干涉，此时跑偏的方向不变。下图为某货车在制动时前轴的变形情况。制动时发生侧滑，尤其是后轴侧滑，会引起汽车急剧的回转运动，严重时可使汽车调头。后轮抱死前轮抱死若前、后轴同时抱死，或者前轴先抱死而后轴抱死或不抱死，则能防止汽车后轴侧滑，但是汽车丧失转向能力。实验和理论分析结果：制动时若后轴比前轴先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。2后轴侧滑和前轴失去转向能力分析教材上的试验曲线由同学们自学。前轮无制动力，后轮有足够的制动力：随ua的提高侧滑趋势增加，ua＝48km/h，回转180º；后轮无制动力，前轮有足够的制动力：即使速度达到ua＝65km/h，回转角只有10º。汽车基本上维持直线行驶状态；前、后轮都有足够的制动力，但先后次序和时间间隔不同：若ua＝64.4km/h，前轮比后轮先抱死，或后轮比前轮先抱死且时间间隔小于0.5s，则汽车基本保持直线行驶；若时间间隔大于0.5s，则后轴发生严重的侧滑。起始车速和附着系数的影响：

ua＝48.2m/h,即使后轮抱死比前轮早0.5s，汽车纵轴也仅转动25º，而ua＝72.3km/h,则发生剧烈侧滑。侧滑与起始车速有关。当ua>48km/h时，后轴侧滑危险！右下图表示在同样的时间内，干、湿路面的汽车纵轴转角几乎相等

制动过程中，若只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本沿直线向前行驶，汽车行驶处于稳定状态，但是汽车丧失转向能力。

若后轮比前轮先抱死一定时间，且车速超过某一数值，只要汽车受到轻微的侧向力，就会发生侧滑。制动距离越长，后轴侧滑越剧烈。小结从受力情况分析前轮或后轮抱死的制动方向稳定性前轴侧滑（转向盘不动）b)后轴侧滑（前轮抱死，后轮滚动）（后轮抱死，前轮滚动）

当前轮抱死，在干扰作用下，发生前轮偏离角（航向角），因产生的离心惯性力Fc与偏离角

的方向相反，Fc起到减小或阻止前轴侧滑的作用，即汽车处于稳定状态。当后轮抱死，在干扰作用下，发生后轴偏离角（航向角），因产生的离心惯性力Fc与偏离角的方向相同，Fc起到加剧后轴侧滑的作用，即汽车处于不稳定状态。由此周而复始，导致侧滑回转，直至翻车。定义：制动时前、后车轮同时抱死时的前后制动器制动力分配曲线。前后车轮同时抱死的条件：2理想的前、后制动器制动力分配曲线消去前后制动器制动力和同步附着系数

制动力分配系数

线与理想的制动器制动力分配曲线I的交点处的附着系数为同步附着系数

0

同步附着系数说明，前后制动器制动力为固定比值的汽车，只能在一种路面上，即在同步附着系数的路面上才能保证前、后轮同时抱死。

同步附着系数也可用解析方法求出。用解析方法求同步附着系数4前后制动力比值，在