第2章汽车行驶理论 学习目的： 道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。 汽车运动基本规律及对公路的要求，指导公路设计； 保证公路的使用品质、服务等级。汽车行驶理论是公路 线形设计的理论基础。 ◆ 2.研究内容： ◆ 研究汽车的驱动力和行驶阻力： 分析汽车运动的基本规律； 研究汽车主要动力性能 分析影响汽车主要使用性能的因素
第2章 汽车行驶理论 ▪ 1．学习目的： ▪ 道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。 ▪ 汽车运动基本规律及对公路的要求，指导公路设计； 保证公路的使用品质、服务等级。汽车行驶理论是公路 线形设计的理论基础。 ▪ 2．研究内容： ▪ 研究汽车的驱动力和行驶阻力； ▪ 分析汽车运动的基本规律； ▪ 研究汽车主要动力性能 ▪ 分析影响汽车主要使用性能的因素
3.汽车行驶对道路的基本要求： 安全、迅速、经济、舒适 ●安全 保证汽车的行驶稳定性，避免发生翻车、倒溜、侧滑等 ●迅速： 行驶速度一一平均技术速度。 ●经济：运输成本：低 运输生产率：高 ● 评价汽车运输工作效率的指标有： 汽车运输生产率一一周转率 运输成本一一油料及轮胎消耗，保养周期 ●舒适：视觉上：线形美观，赏心悦目，自然环境与景观设计 生理上：平稳、不颠簸，离心力小 心理上：轻松，有安全感，心情愉快
3．汽车行驶对道路的基本要求： 安全：保证汽车的行驶稳定性，避免发生翻车、倒溜、侧滑等； 迅速：行驶速度——平均技术速度。 经济：运输成本：低 运输生产率：高 评价汽车运输工作效率的指标有： 汽车运输生产率——周转率 运输成本——油料及轮胎消耗，保养周期 舒适：视觉上：线形美观，赏心悦目，自然环境与景观设计 生理上：平稳、不颠簸，离心力小 心理上：轻松，有安全感，心情愉快。 安全、迅速、经济、舒适
2.1汽车的动力、行驶阻力及汽车的行驶条件 2.1.1汽车的牵引力 汽车的动力来源： 汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。 在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和传动，将 曲轴的扭矩传给驱动轮，产生Mk的扭矩驱动汽车驱动轮旋 转，轮胎对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向 前的推力，驱使汽车行驶。 T=M/r
2.1 汽车的动力、行驶阻力及汽车的行驶条件 2.1.1 汽车的牵引力 汽车的动力来源： 汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。 在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和传动，将 曲轴的扭矩传给驱动轮，产生Mk的扭矩驱动汽车驱动轮旋 转，轮胎对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向 前的推力，驱使汽车行驶。 T=Mk /r Mk r
1.汽车发动机外特性曲线 发动机输出的功率Ne与产生的扭矩Me的关系： M0_M。,2me-M。ne N。= 1000100060 9549 发动机转速特性曲线 M(Nm) N-n曲线 )N N=N (n) M-n曲线 M =M (n) 耗油量g。-n曲线 nma、n(r/min）
发动机输出的功率Ne与产生的扭矩Me的关系： 1．汽车发动机外特性曲线 60 9549 2 1000 1000 e e e e e e M M n M n N = = = N-n曲线 M-n曲线 耗油量ge -n曲线 发动机转速特性曲线：
36 M 东风EQ-140发 动机外特性曲线 Cf 13( 120 00 60 50 40 26 220 10001200140016001800200022002400260028003000 n(r/min) 图2~2东风EQ6100-1型发动机外特性曲线
东风EQ-140发 动机外特性曲线
2.牵引力与曲轴扭矩的关系 ●汽车传动系统 扭距M 传动比k (扭距Mk 图1-5普通汽车传动系统示意图 1一离合器2一变速器3-一万向传动装置4一主减速器5一差速器6一半轴7一驱动桥
汽车传动系统： 2．牵引力与曲轴扭矩的关系
2.牵引力与曲轴扭矩的关系 ®(1)发动机扭矩的传递： ●传到传动轴上的扭矩为 行驶方向 ●经主传动器的半轴而传 M Mk=Mn.i0.10. R 令1m=I.1,Im称为传 Mr=Meioik. (2)牵引力F与曲轴」 F Mg Mioiknm 图2.1.2驱动轮的受力分析 车轮工作半径，即计入轮胎弹性变形后的车轮半径 表2.1.1常见车型后轮未变形车轮直径 车型 解放CA-10B 东风EQ-140黄河N-150 跃进N-130 上海SH-760A 直径(mm) 1018±5 1018士5 1018±8 940±8 755±5
（1）发动机扭矩的传递： 传到传动轴上的扭矩为： Mn=Me· i k· ηk 经主传动器的半轴而传到汽车驱动轮上的扭矩值为 Mk=Mn· i 0· η0。=Me· i 0· η0· i k· ηk 令ηm=η0· ηk，ηm称为传动系的机械效率 Mk = Me · i 0· i k· ηm （2）牵引力Ft与曲轴扭矩Me的关系： 2．牵引力与曲轴扭矩的关系 k e k m k k t r M i i r M F 0 = = rk——车轮工作半径，即计入轮胎弹性变形后的车轮半径 （m）。它与内胎气压，外胎构造、路面的刚性与平衡性以 及车轮上的荷载有关。其值一般为0.93r0 ～0.96r0，r0为未变形 前轮胎的自由半径
车速V与发电机转速关系： 驱动轮上的转速为： nk= 话 车速V与发电机转速关系： V=2m n。 60 =0.377,% i,i1000 ioik 驱动力F,与行车速度之间的关系式： E=0.37 ne Menm F-MA=Maiolig
车速V与发电机转速关系： e k e k n i i n n = = 0 驱动轮上的转速为： ▪车速V与发电机转速关系： k e k k e k i i n r i i n V r 0 0 0.377 1000 60 = 2 = ▪驱动力Ft 与行车速度之间的关系式： e m e t M V n F = 0.377 k e k m k k t r M i i r M F 0 = =
行驶方向 2.1.2汽车的行驶阻 ●汽车行驶阻力包括：滚 Gk 空 77777 1. 滚动阻力R, (a) (b) 汽车的轮胎具有弹性，所以当车轮滚动时，轮胎会连续反复地发 生变形。 法向反作用力Z的作用点较车轮法线前移了一个距离α，因而产 生一个滚动阻力距M,其值为M=G.a 由平衡条件得：M=T1r(水平推力T1) TI=Mi/rk=Gk'a/rk ●令f户al4,则T=Gf或工C
汽车行驶阻力包括：滚动阻力Rf 坡度阻力Ri 空气阻力Rw 惯性阻力Rj 2.1.2 汽车的行驶阻力 1. 滚动阻力Rf 汽车的轮胎具有弹性，所以当车轮滚动时，轮胎会连续反复地发 生变形。 法向反作用力Z的作用点较车轮法线前移了一个距离a，因而产 生一个滚动阻力距Mf，其值为 Mf = Gk· a 由平衡条件得： Mf=T1·rk （水平推力T1） T1 = Mf /rk = Gk·a/rk 令f=a/rk ，则 T1=Gk·f 或 f=T1 /Ga
1.滚动阻力R ●f称为滚动阻力系数。由上述可知，滚动阻力系数是车轮在一 定条件下滚动时，所需推与车轮负荷之比，即单位车重所需 的推力。 ●对整个车辆，为克服滚动阻力矩所必须的推力为 T=∑T,=Gaf 滚动阻力R为：R=Gf 当汽车在坡度角a的公路上行驶时，其车轮负荷变为G·cosa, 则其滚动阻力为R,=G,cosaf 表2.1.2各种路面滚动阻力系数f 路面 水泥混凝土及沥青混 表面平整的黑色碎 类 碎石路面 干燥平整的土路 潮湿不平土路 型 凝土路面 石路面 0.010.02 0.020.025 0.03-0.05 0.04-0.05 0.070.15
1. 滚动阻力Rf f 称为滚动阻力系数。由上述可知，滚动阻力系数是车轮在一 定条件下滚动时，所需推与车轮负荷之比，即单位车重所需 的推力。 对整个车辆，为克服滚动阻力矩所必须的推力为 T=∑T1=Ga · f 滚动阻力Rf为： Rf =Ga·f 当汽车在坡度角α的公路上行驶时，其车轮负荷变为Ga·cosα， 则其滚动阻力为 Rf = G a· cosα· f