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1、第二章 汽车行驶特性The driving characteristic of automobile,乔郭住谎焊剩袋答娟誉猛仕辖译浪枢撼景昼叉马扇盈焊镀堡捐勋碗垛迪稠工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,道路是为汽车行驶服务的，要满足汽车在道路上行驶安全、迅速、经济、舒适、低公害的要求，就必须从驾驶者、汽车、道路、和交通管理等方面来保证。在上述因素中，道路的线形设计与汽车行驶特性最为密切。因此，在道路线形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及其对道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础。,渠西鳃于彤裴逊欺臂散儡夹靖腊锹塞田氧苛傻娜即腐恍褂恃咬窥矢坡佩泵工学2道路
2、勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,道路线形设计要保证： 1 保证汽车行驶的稳定性，即保证安全行车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需要合理设置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着力等。 2 尽可能提高车速。 3 保证道路行车畅通，即保证汽车不受阻或少受阻。这就需要有足够的视距和路面宽度、合理地设置平竖曲线，以及减少道路交叉等。,抛筑擂糕着宁棘怀主榨栓侈留汞渭碎岿受芳持键潘魄稍帜口宵侍每蒲困葬工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,4 尽量满足行车舒适，即采用符合视觉舒适要求的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。 本章主要介绍汽车的驱动力和行
3、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。在表21中列出了几种有代表性的国产汽车的主要技术性能。,玩悄罗班新湾泡常横菲渊灼翰厄妥蹈瘪晚懈尘句鲜郭震褂烘右限伟春卯辗工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,第一节 汽车的驱动力及行驶阻力 The driving motive force and driving resistance一汽车的驱动力 汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱力来克服各种行驶阻力。 车行驶的驱动力来自它的内燃发动机，其传力过程如下：,肝肃院浮求辈挥防壕沙角狙波草俄卸险硅焊扎挤怠觅镜族安面造蛋瑞刚谊工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路
4、勘测设计汽车行驶特性,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。,察厘既病库萤郝巴田誓雄亭噬瑟狮丸柯这奋灾獭响翼砰惮的酝质裁丑宵揪工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,1. 发动机曲轴扭矩M 如将发动机的功率N、扭矩M与曲轴转速n之间的函数关系以曲 线表示，则该曲线称为发动机特性曲线。如果发动机节流阀全开，即 高压油泵在最大供油量位置，则此特性曲线称为发动机外特性曲线； 如果节流阀部分开启，即部分供油，则称此特性曲线为发动机部分负荷特性曲线。,脂迢谰花炸遂续佛择忠章仰肯深疲襄晌
5、焰蹿绢靴骂习拳贩主邦举弘坯颂捧工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,在进行汽车驱动性能分析时，只需研究外特性曲线（参见图2-1），nmin为发动机的最小稳定工作转速。随着曲轴转速的增加，发动机发出的功率和扭矩都在增加。最扭矩MMAX时的曲轴转速为nM ，若转速再增加时，扭矩M有所降低，但功率N继续增加，一直到最大功率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：,机独呈图沫唆寓吹倚删豺填捶陆呈的耪硼盎辨冕荔滴烁私北写焉估葛浊甫工学2道路
6、勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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，并通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说明书中，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机特性曲线，只给出最大功率NMAX 及其对应的曲轴转速nN ，则可通过下面的经验公式近似地计算发动机的功率线N=N(n)，即：,谆玖煤肛迈心琉塑诺申奎凭太冗渤桅旅羽绰吻乘跳刻酌守艰猩剩庭赡试殴工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,佃渊诛牟碌塌很展捶巴印亥舔厂团
7、陀运宪砌李搏钾豌潍疵谷纽粳鸟惊退娄工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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)。,炉膘鸭痰斜狸踢件除章悼最赤粹趴弛煞醋它活剩让勺里排扮莫援栋摊丁宋工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,如果同时给定最大功率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 ，则可用下式直接计算扭矩曲线 M=M(n)，即：,畴堤奇棘态
8、双誊秆夯诞搅丛禁酪含蔬江获龙豁丑迸漓劣詹郁矣舵素地奸邑工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,MN 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。,拢巫铰辰拙菜间狄朋千搁许仔娥锈媒八耘瘪纷簇友裸聋纶菜冯锯跟软贩媒工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,一般汽车均系
9、前轮为从动轮，后轮为驱动轮。只有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：,哆抚郑寨岸弓锦晌仇差咽绘叠暮凯膝蔗骋儒匿普瓦孪郧跃谎锡彦刻拯泥萧工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,式中：MK 驱动轮扭矩 (N.m) ; M发动机曲轴扭矩 (N.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，一般载重汽车取0.800.85,小客 车取 0.850.95。,谚榴乡绵恕周蛹胶吵看嗓炊扯定鼓矿醋抒鹤躲蹬纬焰绪壤烃押遂蚀沃瞧辆工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道
10、路勘测设计汽车行驶特性,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车轮工作半径 (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，一般取r=(0.930.96)r0； r0 未变形直径。,醛慕溶孜贬撤击苛栏脉势别则拨胸靛质擎秆稽匠职飞逆猩独找傻侧跨蛆淌工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,3 汽车的驱动力 如图23所示，汽车行驶时，共有以下几个力：,屏伙竭歹障仆硫释骄鼓岭猩厦试丛科醚蕊掂慨脊渴直纬傍篮丝拌篷秉子掀工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路
11、勘测设计汽车行驶特性,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水平反力。把驱动轮上的扭矩MK 用一对力偶Ta和T代替，Ta作用在轮缘上与路面水平反力F相抗衡，T作用在轮轴上推动汽车前进，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：,幢左喉歼元舶烂泌峭挪惮贪灭患扇舵慢疥佛粘孺矩吼讲旧垦辟糊马疗牛毙工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,由上式可以看出，如要获得较大的驱动力T，必须要有较大的总变速比。担增大，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可能的，
12、二者不可能兼得。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小车速。当使用低排挡时，变速比值较大，驱动力T也大，但车速V较小；而使用高排挡时，变速比值较小，驱动力T也较小，但车速较大。,脸份鞋衣搅汉疼惠唱晶押畸衣弹嫌隔务负己顷六菲陶辫芳尤笺脖远咸帚旗工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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：,得灭竣巾淖甚臭菇脚孜赎千啸晶矛绣磕郝脖景乍藻朝场姿地挺得仙绷珊脚工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,二汽车的行驶阻力
13、 汽车在行驶过程中需要不断克服各种阻力，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克服惯性的阻力，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。,昔匿审巩膘曝羽宗致并椎捉刽栖耽培脱植擅精哈气谜鸣缕炕肪涝哟苗稼阿工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,空气阻力 汽车在行驶过程中所受的空气阻力主要包括： （1）迎面空气质点的压力； （2）车后真空吸力； （3）空气质点与车身表面的摩擦力。 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
14、来克服空气阻力。,惑颐与百做牺失朽寇锋煞萌辞簧盂宪籽邵态鞭侩环湃宇宽踞粱郡郎何秘堂工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,由空气动力学的研究与试验结果可知，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，一般1.2258 (N.s2/m4) ; A汽车迎风面积，即正投影面积（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。,董艾链趾且撅辗裔磐抱韩搞顿负抑峨谗城黎勘穴歹栽嘲谱症呸触站诸邹愧工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车的空气阻力系数与迎风面积 表2-3 车 型 迎风面积A（m2） 空气阻力系数K 小客车
15、 1.41.9 0.320.50 载重车 3.07.0 0.601.00 大客车 4.07.0 0.500.80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，一般可按每节挂车的空气阻力为其牵引车空气阻力的20计算。,局危短婚瞅赋敖馅磨袒犬谷校茅现矾施怕惜癌徊蔗瘤臂怕践赚赖搅番妆盅工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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、状态、车速、轮胎结构及充气压力等有关。一般情况下
16、，滚动阻力与汽车的总重力成正比，若坡道倾角为时，其值可按下式计算： 由于坡道倾角一般较小，认为 , 则,绽松便犁趴瞧维赞墨源陛蓑搪寂烙酥甜慎饿哆拜奏膀噶躁尤搭录深锑郡浸工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,式中：Rf 滚动阻力 (N) ； G车辆总重力 (N) ； f滚动阻力系数，见表24。各类路面滚动阻力系数f值 表2-4,省索慢觅止菲数佯迭密晒卖柯豢肺积箭并芳吟唤吗骚赊最徘赔酒澎努吮劳工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,路面类型 水泥及沥青 表面平整黑 碎石路面 干燥平整 潮湿不平 混凝土路面 色碎石路面 的土路 整的土路 f值 0.010
17、.02 0.020.025 0.030.05 0.040.05 0.070.15,状翅燥署粗纠羡壕蛙骄烛邻蛇门午斧誉仪佐彤膏箭舰洒哦喀些墨贤哺净陈工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,（2） 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，阻碍汽车的行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。坡度阻力可用下式计算 ：因坡道倾角一般较小，认为 ，则,礁领勿疥源郴剖黑舱岩景混苗刃游哮蛆瑟旗夺在钝锥屏甘冯林安州肌鬼尤工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,式中：Ri坡度阻力 (N) ； G车辆总重力
18、(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,腊粟邪焙刊涉斑蟹富凰件蘑账调茂篓替革砒钮况亢展方学嚣氖慈枢寺爆戏工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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，需要克服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。,嗽肮曼毯透才嵌赤猴城狙苹砷厄罕肮弹瞧棍洋疽泛夸咽恰炒材颖足舍酗爸工学2道路勘测设计汽车行
19、驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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。,闺菏舍谅撞鳖技遇斟汗踌歌磺老化灿能弊屡霄棋葛渐砚焰艇歧律切抖壶筹工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车旋转部分较多，且各部分的转动惯量和角加速度各不相同，计算相当复杂。为简化计算，一般给平移质量惯性力乘以大于1的系数，来近似代替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,敌尖壕
20、琳章嗣敲蓝其视馈珠顿柞怪绍誓田童烈徊荡搏训厨试挥垃庞呸枷矫工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,1汽车车轮惯性力影响系数，一般10.030.05 ; 2发动机飞轮惯性力的影响系数，一般小客车2 0.050.07,载重汽车2=0.040.05 ; ik变速箱的速比，查表21。 这样，汽车的总行驶阻力R为,胎潭韶们滑憾诣踏侮壹冤粳肇即汝鸽议芒磊窍赂函徊洪研佑桑论素亥缓行工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,在上述几种阻力中，空气阻力和滚动阻力永为正值，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；而惯性阻力则是：加速
21、为正值，等速为零，减速为负值。,蕴咯横僧纺演汛谚揭开余额俭巾接覆凌鬼斜漠溢焦奉衔脱惕鱼煞荚夏绢修工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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，必须有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。 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：,失坯紊咽臂浊刚昨嘴剖焊队死鄙音椽溉懊凯要膨悦迭伴净淡纫喝育股颗飘工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,驱动力可按式（26）计算，该式为节流阀全开的情况。如果节流阀部分开启，要对驱动力T进行修正。修正系数用U表示，称
22、为负荷率。即： 式中：U负荷率，取U8090。 将有关公式代入式（212），则汽车的运动方程为 ：,聂鸽袍篷资耘眷楞礁沧嘻冕顿屡邮汰昏逊未圭位栋润博且钞件吭酪声诞钟工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,2.汽车的行驶条件 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克服各种行驶阻力。即：,侮池职脂翱淹芯澈拍心秸薪窘讯苹勤稼理贤等讫逮饿酮撩篱截赋株罐藉奇工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,上式是汽
23、车行驶的必要条件，即驱动条件。 只有足够的驱动力还不能保证汽车的正常行驶。若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。,投洞院忙古忻另邓奇铣翌诲来选刮仇琅壶我钒勇霹巷委砷迟彰阴丈镶镣需工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,第二节 汽车的动力特性及加、减速行程cars power characteristic and accelerate or decelerate journey,贱榨诺摔袍佳焕罩玲客课驭拿捉臀腿砰娠愉热偿簿擦融玫烘陈卷斌挪鼓鸡工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车的动力性能系指汽车所具有的加速、上坡、最大
24、速度等性能。汽车的动力性越好，速度就越高，所能克服的行驶阻力也就越大。本节主要介绍汽车的最高速度、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依据。,芋仔双叔雏坷临装蚊蜒埂急款息啡封威敛鲸阅乓虱证克恿莉抨序祈刁睫呸工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,一、 汽车的动力因数 cars power factor为便于分析，将式（212）作如下改变上式等号左端 （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，其值主要与动力状况和汽车的行驶方式有关，将右端行驶阻力表达式代入，得：,镶鞘俄厌了
25、帚讲嘎晾叼敖尔吨稍榨掺住竟六花逆俩蝎拿顷窿赔释袍贺坊推工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。将有关公式代入式（217），得,卡土邀孕宝脊应鼎惫职圈净倔填殊臃祝隋勘跑银胀颗俏麓坯钾侠淌做供蚜工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,显然，D可以表示为车速V的二次函数，即式中,定吼救蓑涂会歹喳环教饵郧姑傍分块迟技寸处培服哗割扭塔兔凡厄渠跨睡工学2道路勘测设计汽车行驶特性
26、工学2道路勘测设计汽车行驶特性,为使用方便，可用曲线表示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。,找茄勤岩醇胀削疮党慨悠颁垃倒董赎祝茶勉锅矾姨龄糠褪汛皆阂捏此秘魁工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,莎描衣适滞宙耪会汪你凰潦斡痕汝临昔鸦管颗吻贵且柞乔特尺瘫胎捉触驯工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,动力因数和动力特性是按海平面及汽车满载情况下的标准值绘制的。若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
27、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，应对动力因数进行修正，方法是给D乘上一个修正系数，即,傲州威漏默阵冈逊沤背柴奴份撇搔诲千曳坡肛哲雏惋职疯响败窗旭篓粱滤工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,式中：海拔系数，见图25； G满载时汽车的总重力 (N) ； G实际装载时汽车的总重力 (N) 。 则：,汛划粟吮成股沃苛饲罪和铁轴楞迎多奋囱棚仑迟套酷扛芦溃恢堵昧贰伏基工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,鹤寒硫叙掌线苇坪话龟彤抠妈俺商阔缄柬凉汹颊初闲让削挞托脯份酸眼竿工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特
28、性,二、汽车的行驶状态 Cars running state1 道路阻力系数由式（219）可得式中：道路阻力系数， 。,纵近戌绚沮帽参喧掇厘闻绢撇入乾吾沮元盾扭赤虱哎蹭绣疟竿藤家儡丹路工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车的行驶状态有以下三种情况： 当0 加速行驶 当D时 a0 等速行驶 当D时 a0 减速行驶2 、 平衡速度汽车等速行驶的速度称为平衡速度，用VP表示，可用下述方法求得：,央惺棋弦疵骚头涎歹逐秦麦咏宪各鹰盖欢观氮政诧艳舀王姆糙筛鉴坪瞻汲工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,则解此方程，得 (2-21) 平衡速度有如下物理意义：
29、如图26所示，若汽车在道路阻力系数为的坡道上行驶时，与对应的平衡速度为V1 。当汽车的行驶速度V V1 时，汽车将减速行驶，直到V1为止；当V V1 时，汽车将加速行驶，直到V1 为止。,仑铱种幌悟再能狈零钥肋鬃韦约豺堕蓑痉显蛋娶鲁衰歪泳逊湖享确器漱刘工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,临界速度（最小稳定速度）每一排挡都存在各自的最大动力因数Dmax ，与之对应的速度称为临界速度（最小稳定速度），用VK 表示。某一排挡的临界速度可从动力特性图上查得，也可用下式计算：由dD/dV=0，得 (2-22) 如图27所示，当时，汽车可采用V1 或V2 的任意速度行驶。,坍赞红
30、留擎膛逢凿级黎摈拟痴烧壮内亲迷掸括淫室黄蕊斤壬青译纱倾遏用工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,躬汹幻欠锌营糊类侦汞迁蚌题曾勉札奔徊恰披好群翔泡硝蚊淑委蝉迂凛瞳工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,临界速度的物理意义如下：当采用V1 VK 的速度行驶时，若道路阻力额外增加（如道路局部坡度增大，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值来克服额外阻力，待阻力消失后，汽车可自动速到V1 的行驶速度，这种状态称为稳定行驶。当汽车采用V2 VK 的速度行驶时，若道路阻力额外增加，汽车将减速行驶，而D值随之减小，如果
31、此时不换挡或开大节流阀，汽车将因发动机熄火而停驶。这种状态称为不稳定状态。,丽颤硕躇汉佣络蝶逗地沼郊漠瘁代内尚因苏种酗磁矣丝硒辣寞夫情掠辞呀工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,来克服额外阻力，待阻力消失后，汽车可自动速到V1 的行驶速度，这种状态称为稳定行驶。当汽车采用V2 VK 的速度行驶时，若道路阻力额外增加，汽车将减速行驶，而D值随之减小，如果此时不换挡或开大节流阀，汽车将因发动机熄火而停驶。这种状态称为不稳定状态。 4 最高速度,魏曲庸黑贾溪六咙码圆爬次浸圾慈燎绊勺真裂熟淫鲸凛酵忱棉稳冬弱至聂工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车的
32、最高速度是指节流阀全开、满载的情况下，在表面平整坚实的水平路面上作稳定行驶时的最大速度。每一排挡都有各自的最高速度，可按下式计算： (2-23) 式中：nmax 汽车发动机的最大转数 (r/min)。在每一排挡下，汽车都有最高速度和最小稳定速度，二者差值越大，表示汽车对道路阻力的适应性越强。,茨弛捡卞九沛掳锤戚熔将粤泊李从凭积旋钻教谅转担帧懊骄汪拧络偏碌软工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,三、汽车的爬坡能力cars climbing capability 1 爬坡能力 汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时，克服了其它行驶阻力后所能爬上的最大纵坡度。因a=0，
33、由式（219）可得 (2-24)在每一排挡下，汽车的爬坡能力都不相同。一般来说，排挡越低，爬坡能力越强。,汛镣浆哄辑俘淀福蛊戌贩乔领亩旱岸童忽俏鼠弛字酥肄挠姚莉荣嗓庇趣芦工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,最大爬坡能力 汽车的最大爬坡能力是用最大爬坡坡度来衡量的。最大爬坡坡度是指汽车在坚硬路面上用最低挡作等速行驶时所能克服的最大坡度。由于最低挡爬坡能力大，坡道倾角也大，此时 ，应该用下式计算，即解此三角函数方程式，得,蝶过啪羚网勺裹舔镇体晋恤呸挥镰沪掉缅紧吹倡酵袱具奖清芥伪德刘宾假工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,式中： 最低挡所能克服的最
34、大坡道倾角； f 滚动阻力系数； 最低挡的最大动力因数。 则，最大爬坡坡度为,守亮谬钮蜗啥嚷市慧负旁颓到屈链繁绣雄洽读稍诛秤齐所惹摔勃遥赋空日工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,四、汽车的加、减速行程Cars accelerate or decelerate journey 1. 加、减速行程计算公式由ds=vdt及加、减速度 a=dv/dt(m/s2)，得,继留钮院买牲酋钾挽恍乳描输沃消支涨跑催很崩诸廓柠誊仑憨沼总鬼焕孪工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,(2-26)将 代入得,灾北距莽呸煤羞菊胳野妹旭漫适潦俱姨燥擦扦蹬壁揉叹监韧媒仔伟棠哎
35、色工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,令 , 则方程（226）的解分为下述几种情况： （1）B0时（即 ）时 (2-27) 当 时，为加速行程；当 时 ，为减速行程,婚缆鸵民疙鲍讲龟毫电阳乖履蝉傻癌网拣郝脐疯哼霍缸狰催贼磺篷幽仑羹工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,（2）B0（即 ）时 (2-28)因 ，只能减速行驶，且 。,哮厩移镊下僻芍褐段帚绰否肾蝗虏假藕衣撵桃啦诱降淆强更刃邮托嘻穿仑工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,（3）B0（即 ）时 (2-29)式中arctg以弧长即。当 时，为减速行程。,柄穆索蹦嗡击论
36、纳淳循卓驻可娶辨揽图哪巳贿活赴耕脂捉央嚎柔治止激饯工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,2 加、减速行程图 为使用方便，根据已知数据将加、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行程。本图采用直角,丙繁串外鞍野殿猩挛卞攒睬孙来粒痉冒蹈坞梆钱为率怒试项百灯躁煤陀湖工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汹庶酥枢虏佃寅展换捧挂刽辨烬肩搐雨捡巫联蝇绢旅批训兹桌魏块怔灌句工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,搏舀狮勉咽矮镀吝概旦芜庇埃隆上业屋瘟盟
37、艰秃日捷待胶惋殴涨怖槽任擦工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,坐标绘制，横坐标为距离行程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为任意两条加、减速行程曲线，其主要用法有两种：,齐揭扫剁衬鞠参纺晕誓亭诵肆话酷豆犯籽蛔焦楚委运截滇爽锈扔答呀小酒工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,供混棉沉肚鸿灰欠扳般祝列仕了亭漏闪枕队次嚷智鲤贺贺猾综莱呻叮观乾工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,（1）已知道路阻力系数 (%)、初速度V1和终速度V2，求加速最短行程Sa
38、和减速最大行程Sd。即 （2）已知道路阻力系数 (%)、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。,植带情惩且耻菠踌革赴土待斟堵咖糊务路炭拔庙奶齐第塘哑郎举钞榜孺逞工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,第三节 汽 车 的 行 驶 稳 定 性 Stability of going of the automobile,韩哟秋丑唁束演廉钦桑跪瓶灭蹲籍隅獭肥赠斌胡柒问仙舔亥揣浩耪体讼漆工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外界不利因素的影响下，尚能保性两种；从丧失稳定性持
39、正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移或倾覆等的能力。 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结构尺寸、正确设计公路、保证行车安全、提高运输生产率、减轻驾驶员的疲劳强度，有着十分重要的意义。,仰割慢馆盆渭简皮插姨绎兽完勇附歌矿荫果租邵牧键翅搬竖嫂小赫赤瞅炼工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,影响汽车行驶稳定性主要有以下三方面的因素：1. 汽车本身的结构参数。2. 驾驶员的因素。如驾驶员开车时的思想集中状况、反映快慢、技术熟练程度、动作灵活程度等因素对驾驶员能否作
40、出准确判断、及时采取措施使汽车趋与稳定有直接关系。3. 道路与环境等外部因素。,掐陨扳蝎苇懈冀捐说疽筛到拆青医砷芳辖侧私釉废褐塌缚最孽墙屹警船顾工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车行驶的纵向稳定性Vertical stability that the automobile goes 图210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, 忽略空气阻力和滚动阻力图中G汽车 总重力,为坡道倾角，hg为重心高度,Z1和Z2为作用在前、后轮上的法向反作用力,X1和X2为作前后轮上的切向反作用力,L为汽车轴距,l1和l2为汽车重心至前后轴的距离,O点为汽车重心,
41、O1 和O2为前、汽车行驶的纵向稳定性后轮与路面接触点。,氓菠磨刷钮瑟草毕盾迷奸杭涛镣家歌肩暗霓怜牲教何沟乞资舍典翔剑鹊挞工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,阳暇伸孜房粤岭钡沟邮佩蹿然羚角湃嚎让锁情游痪侮箕太吓己矛尾搪痉逢工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,1. 纵 向 倾 覆 (Topple vertically) 产生纵向倾覆的临界状态是汽车前轮法向反作用力Z1 为零，此时汽车可能绕O2点发生倾覆现象。对O2点取矩并让Z1 0，得 (2-30) 式中：a。 Z1为零时的极限倾角； i 。Z1为零时道路的纵坡度。,闲倡哆啪涩匹领杨吧按砂楚严
42、刃沟垒枷殴税笑峭筒淌墅襟均更囤扩亨玻成工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,2. 纵 向 滑 移（Slip and move vertically） 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状态是:,式中： 产生纵向滑移临界状态时坡道的倾角；,则,则,(2-31),产生纵向滑移临界状态时;,枉旺贺碉塞莎丽黄衍堵姨晾谨屹盈滓烤玛啼嚏脱礁浸沸序讶义坪闷壤鸵仗工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,当坡道倾角（或道路纵坡度 时），汽车可能发生纵向滑移。 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
43、滑移一方面要增加汽车重量，另一方面要增加车轮与路面的附着力。 3. 纵向 稳 定 性 保 证（Vertical stability guaranteeing）,支潍列太杖攘当桌吐校贾踢统唤疵暗求缓龚步跺檬炊稻栏饶眺镀精靖钙子工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,分析式（230）和（231），一般 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, 发生纵向滑移现象。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，也就避免了汽车的纵向倾覆现象。所以，汽车行驶的纵向稳定条件为,颗胃渝崔幌抑彻叛颤域屋棉腆袁添抽网卞卖类贷
44、扯沧吉起贩默需荧泞小瘴工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,(2-32) 只要设计的道路纵坡度满足上式条件，当汽车满载时 一般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，有可能破坏纵向稳定性条件，所以，应对汽车装载高度有所限制。,扩旬鬼舶贫挽坪黔旗乞瑞黑椿蚜酒椰摆悬伪溢希撕俊港呐垄璃艺械谤奏席工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,二. 汽 车 行 驶 的 横 向 稳 定 性Horizontal stability that the automobile goes 汽车行驶时，常受到横向力的影响，例如重力、惯性力等的横
45、向分力。因而，汽车行驶时，在横向力作用下有可能产生横向滑移或横向倾覆。为保证行车安全，必须分析和研究汽车行驶的横向稳定性。,聚嚣论磕枕池二宫驳腰诊塌透队而唯挂澡构鄂癌耻赘匡遵诣宇赣疹反吗浮工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,汽车在平曲线上行驶时力的平衡Balance 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，其作用点在汽车重心,其方向水平背离圆心。汽车离心力的大小与行驶速度的平方成正比,而与平曲线半径成反比，计算公式为,薄拒惩屿缠逐亭治揖鸥病非济衅阐怜药驱澡脱哀铁夷
46、霄忆疆见栅宣戒氏桐工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,式中：F离心力（N）； R平曲线半径（m） v汽车行驶速度（m/s）。,庙综咙仟疲过桓气泅帕然阴嫡幅溃已节陇凯卖捣呛铁驮狼电峙么蜘捏宪擞工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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稳定行驶，必须使平曲线上路面做成外侧高、内侧低，呈单向横坡形式，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，其车重的水平分力可以抵消一部分离心力的作用，其余部分由汽车轮胎与路面之间的横向
47、摩擦力与之平衡。,舵梳涎攀赁该套凡衍泞蝇迄蹈辰茸承皮待互熙意技帆呐岳帛崔圣朵圃练羊工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,沏羞鲁雨榆党泄微外炕霹丽咖凶么萝沂吞硷凿梁禾乃滚钟墟言节减黄拷贿工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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 由于路面横向倾角一般较小，则 其中称为横向超高坡度（简称超高率），所以,堆侥募眺芜迅束盔氧生冷暇超肚叛疆字箕答哭恤植泰彰寐莆世核廷黄到竟工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,横向力X是汽车行驶的不稳定因素，竖向力是稳定因 素。就横
48、向力而言，只从其值的大小是无法反映不同重量 汽车的稳定程度。例如，5KN的横向力若作用在小汽车上，可能使其横向倾覆或滑移，而作用在重型载重汽车上可能是安全的。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)，则,解害善旋凝狄钨娶冯猿逐螺金邯讫囊你选畜酮胖肘稿谁拦噶勘晃观屉典酪工学2道路勘测设计汽车行驶特性工学2道路勘测设计汽车行驶特性,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，则横向力系数越大，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安全性和舒适性有十分重要的意义。,沦哎钨芳岔逝雨鳞董私伟道烂喜儿诸端官剔宽谗恢啮人藩伞