1汽车使用性能
汽车应该有高运输生产率、低运输成本、安全可靠和舒适方便的工作条件。汽车为了适应这种
工作条件,而发挥最大工作效益的能力叫做汽车的使用性能。汽车的主要使用性能通常有:汽
车动力性、汽车燃料经济性能、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车平顺性和汽车通过性能。 [返
回一]
2滚动阻力系数
滚动阻力系数可视为车轮在一定条件下滚动时所需的推力与车轮负荷之比, 或单位汽车重力
\
是滚动阻力系数, 是滚动阻力, W是车轮负荷,r是车轮滚 其中:
所需之推力。也就是说,滚动阻力等于汽车滚动阻力系数与车轮负荷的乘积,即
动半径,f地面对车轮的滚动阻力偶矩。 [返回一] 3驱动力与(车轮)制动力
Ff
T
Ff
汽车驱动力是发动机曲轴输出转矩经离合器、
Ft变速器(包括分动器)、传动轴、主减速器、
差速器、半轴(及轮边减速器)传递至车轮作用于路面的力
Fo,而由路面产生作用于车轮圆
L
F F
周上切向反作用力 。习惯将称为汽车驱动力。如果忽略轮胎和地面的变形,则
Ft
Ft
r,
Tt二Ttqigi。。式中,「为传输至驱动轮圆周的转矩;
i
g
10
T
r为车轮半径;tq为汽车发动机输岀
T
i
转矩;为变速器传动比;主减速器传动比;
H
为汽车传动系机械效率。
T
制动力习惯上是指汽车制动时地面作用于车轮上的与汽车行驶方向相反的地面切向反作用力
F
b。制动器制动力 巳I等于为了克服制动器摩擦力矩而在轮胎轮缘作用的力
T
Fb
Fb
F
尸「1/ r。式
T.i/r ‘ 。 地面制动力是
使汽车减速的外力。 它不但与制动器制动力 「I有关,而且还受地面附着力 F「 的制约。[返回一]
中:'是车轮制动器摩擦副的摩擦力矩。 从力矩平衡可得地面制动力 为
Fb
=
4汽车驱动与附着条件
汽车动力性分析是从汽车最大发挥其驱动能力岀发, 要求汽车有足够的驱动力, 以便汽车能
够充分地加速、爬坡和实现最高车速。实际上,轮胎传递的轮缘切向力受到接触面的制约。当 车轮驱动力
Ft
超过某值(附着力 「)时,车轮就会滑转。因此 ,汽车的驱动-附着条件,即汽 车行驶的约束条件(必要
F
充分条件)为
Ff
? Fi ? F八Ft亠「,其中附着力,式 中,z接触面对车轮的法向反作用力; '为滑动
F
FFz
F
附着系数。轿车发动机的后备功率较大。当
一 ,时,车轮将发生滑转现象。驱动轮发生滑转时,车轮印迹将形成类似制动拖滑的连续 或间断的黑色胎
F
Ft
印
5汽车动力性及评价指标
汽车动力性,是指在良好、平直的路面上行驶时,汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达 到的平均行驶速度。汽车动力性的好坏通常以汽车加速性、最高车速及最大爬坡度等项目作为
评价指标。动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。 [
6附着椭圆
汽车运动时,在轮胎上常同时作用有侧向力与切向力。一些试验结果曲线表明,一定侧偏角 下,驱动力增加时,侧偏力逐渐有所减小,这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。当驱动力
相当大时,侧偏力显著下降,因为此时接近附着极限,切向力已耗去大部分附着力,而侧向能 利用的附着力很少。作用有制动力时,侧偏力也有相似的变化。驱动力或制动力在不
同侧偏
角条件下的曲线包络线接近于椭圆,一般称为附着椭圆。它确定了在一定附着条件下切向力与 侧偏力合力的
极限值。[返回一]
7临界车速
r
K」的大。随着车速的
K
当稳定性因素 K\:0时,横摆角速度增益
::0比中性转向时
丄-u
增加,-S
曲线向上弯曲。 K值越小(即K的绝对值越大),过度转向量越大。当车速为
/—1
ucr
时 r ]
—fT °0
Ucr
称为临界车速,是表征过度转向量的一个参数。临界车速
越低,过度转向量越大。过度转向汽车达到临界车速时将失去稳定性。因为 时,只要极其微小的前轮转角便会产生极大的横摆角速度。这意味着汽车的转向半径
R极小,
汽车发生激转而侧滑或翻车。
[返回一]
8滑移(动)率
仔细观察汽车的制动过程,就会发现轮胎胎面在地面上的印迹从滚动到抱死是一个逐渐变化
的过程。轮胎印迹的变化基本上可分为三个阶段:第一阶段,轮胎的印迹与轮胎的花纹基本一
致,车轮近似为单纯滚动状态,车轮中心速度
Uw
与车轮角速度'w存在关系式
,
Uw Pw
';在
第二阶段内,花纹逐渐模糊,但是花纹仍可辨别。此时,轮胎除了滚动之外,胎面和地面之间
的滑动成份逐渐增加,车轮处于边滚边滑的状态。这时,车轮中心速度 关系为
Uw
与车轮角速度''的
w
Uw
'r,w
,且随着制动强度的增加滑移成份越来越大,即
Uw
…「’w;在第三阶段,
车轮被完全抱死而拖滑, 轮胎在地面上形成粗黑的拖痕, 车轮的滚动成份逐渐减少,滑动成份越来越多。一般用滑动率
此时 =0 O随着制动强度的增加,
S描述制动过程中轮胎滑动成份
s=业」100%
的多少,即
Uw
滑动率的数值代表了车轮运动成份所占的比例,
s
F
滑动率越
大,滑动成份越多。一般将地面制动力与地面法向反作用力 z (平直道路为垂直载荷)之比
成为制动力系数 。[返回一]
b
9同步附着系数
两轴汽车的前、后制动器制动力的比值一般为固定的常数。通常用前制动器制动力对汽车总 制动器制动力之比来表明分配比例,即制动器制动力分配系数
tg
实际分配线,简称为 固定的:线与I
:线。:线通过坐标原点,其斜率为
一。它是前、后制动器制动力的
日=7
:。具有
:
线的汽车只能在
线的交点处的附着系数 °,被称为同步附着系数,见下图。它表示具有固定
一种路面上实现前、后轮同时抱死。同步附着系数是由汽车结构参数决定的,它是反应汽车制
动性能的一个参数。
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。
[返回一]
10制动距离
制动距离S是指汽车以给定的初速 ,从踩到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。
汽车动力因数
Ua0
[返回一] 11
则D被定义为汽车动力因数。 由汽车行驶方程式可导岀
U
以D为纵坐标, 汽车车速a为横坐标绘制不同档位的
D
— Ua 的
Ft -■ Fw
G
Fi Ff
G
+
、m du
/上?、
G dt
-(f i)
6 du .lf d du
g dt g dt
关系曲线图,即汽车动力特性图。 [返回一]
12汽车通过性几何参数
汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。它们主要包括最小离 地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等。另外,汽车的最小转弯直径和内轮差、转弯通道圆 及车轮半径也是汽车通过性的重要轮廓参数。
[返回一]
13汽车(转向特性)的稳态响应
在汽车等速直线行驶时,若急速转动转向盘至某一转角并维持此转角不变时, 即给汽车转向
盘一个角阶跃输入。一般汽车经短暂时间后便进入等速圆周行驶,这也是一种稳态,称为转向 盘角阶跃输入
下进入的稳态响应。汽车等速圆周行驶,即汽车转向盘角阶跃输入下进入的稳态 响应,在实际行驶中不常出
现,但却是表征汽车操纵稳定性的一个重要的时域响应,称为汽车 稳态转向特性。汽车稳态转向特性分为不
足转向、中性转向和过度转向三种类型。 [返回一]
14汽车前或后轮(总)侧偏角
汽车行驶过程中,因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用,车轮中心沿
, FY也称为侧偏力。轮
丫轴
方向将作用有侧向力 ,在地面上产生相应的地面侧向反作用力
Fy
F
Y
胎的侧偏现象,是指当车轮有侧向弹性时,即使
Y
F
没有达到附着极限,车轮行驶方向也将偏
[返回
离车轮平面的方向,即车轮行驶方向与车轮平面的夹角