《汽车运用工程》2015年考研笔记

专业课复习资料（最新版）专业课复习资料（最新版）封封面面第一章 汽车使用条件及性能指标第一章 汽车使用条件及性能指标 第一节 汽车使用条件第一节 汽车使用条件 汽车使用条件，是指影响汽车完成运输工作的各类外界条件。它主要包括气候条件、道路条件、运输条件和汽车安全运行技术条件等。 汽车在复杂的外界条件下工作。这些外界条件随时间和空间而变化，并影响汽车使用效果。汽车效率的发挥取决于驾驶员操作水平、汽车性能以及汽车与外界的适应性。 即汽车的主要技术经济指标也随外界条件变化。 在汽车运行过程中，汽车必须不断地调节自身的使用性能以适应外界条件的变化。例如，在恶劣的道路条件下，通过换低档降低汽车速度。另外，汽车运行速度、燃料经济性、各总成和轮胎可靠性、耐久性以及驾驶员疲劳程度等，都与汽车使用条件有关。 一、气候条件一、气候条件 我国幅员辽阔，各地气候条件差异很大。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。 大多数地区一年四季温差和湿度差别很大。例如，东北北部地区最低气温可达40，南方炎热地区夏季气温高达 40，而西北、西南地区的气候条件变化又极为复杂。 环境温度对汽车，特别对发动机的热工况影响很大。在寒冷地区，发动机起动困难，运行油耗增加，机件磨损量增大；风窗玻璃容易结霜、结冰；冰雪道路易发生交通事故。在寒冷气候条件下，为了保证驾驶员处在适当的工作条件、乘客的舒适和安全、货物的防冻，需从结构上对汽车采取相应措施。 在炎热地区， 发动机容易过热， 工作效率低， 燃料消耗增加。 汽车电气系统、燃料供给系元件易过热，导致故障，如蓄电池电解液蒸发过快所引起的故障。环境温度过高，若散热不良或燃料品质不佳，容易在燃料供给系形成气阻和气湿，影响发动机正常工作。高温可能造成润滑脂溶化，被热空气从密封不良的缝隙挤出。高温也会逐渐烘干里程表、雨刮器等机件中的润滑脂，增加机件磨损，导致故障。高温还会导致制动液粘度下降，在制动系中形成气阻，导致制动故障。高温会加速非金属零件的老化及变形。另外，高温影响驾驶员的工作条件，影响行车安全。 在气候干燥、风沙大的地区，汽车及其各总成的运动副易因风沙侵入，而加剧磨损。 在气候潮湿和雨季较长的地区及沿海地区，如果发动机、驾驶室、车厢的防水和泄水不良，将引起零件锈蚀，以及因潮湿使电气系统工作不可靠。另外，大气湿度过高，会降低发动机的气缸的充气效率，降低发动机的动力性和燃料经济性。 在高原地区，空气稀薄，大气压力低，水的沸点下降，且一日内温差大。由此使发动机的混合气过浓，真空点火提前调节器失效，冷却水易沸腾，气压制动系统气压不足，以及使驾驶员体力下降。 不同气候条件对车辆结构和使用提出了不同的要求。 应针对具体的气候和季节条件，使用相应的变型汽车或对标准型汽车进行技术改造，以提高车辆与气候的适应程度。汽车运输企业需要针对当地的气候特点，合理选用汽车，并制定相应的技术措施，努力克服或减少气候条件造成的各种困难，做到合理使用，取得较佳的使用效果。 二、二、 道路条件道路条件 道路条件是指由道路状况决定的，并影响汽车运用的因素，汽车结构、汽车运行工况、汽车技术状况都与汽车运行的道路条件密切相关。 汽车运输对道路的要求是：在充分发挥汽车速度特性的情况下，保证车辆安全行驶；满足该地区对此道路所要求的最大通行能力；车辆通过方便，乘客有舒适感；车辆通过此道路的运行材料消耗量最低，零件损坏最小。 车辆运行速度和道路通行能力是道路条件的主要特征指标。 它们是确定道路等级、车道宽度、车道数、路面强度以及道路纵断面和横断面的依据。 道路条件对汽车运行速度、 行驶平顺性及装载质量利用程度的主要影响来自道路等级和道路养护水平。例如，汽车在良好路面上行驶，可获得较高车速和良好燃料经济性；汽车在崎岖不平的道路上行驶，平均技术速度低，需要频繁地进行换档和制动操作，加剧了零件的磨损，增加了油耗和驾驶员工作强度；路面不平也使零部件冲击载荷增加，加剧汽车行走系损伤和轮胎磨损。 1. 道路等级道路等级 公路根据功能和适应的交通量， 公路工程技术标准将公路分为五个等级：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。 1)高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出人的多车道公路。 四车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为 2500055000 辆； 六车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为 4500080000 辆； 八车道高速公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为 60000100000 辆。 2)一级公路为供汽车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出人的多车通公路。 3)二级公路为供汽车行驶的双车道公路。 双车道二级公路应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量500015000 辆 4)三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。 双车道三级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量20006000 辆。 5)四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。 双车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量 2000辆以下。 单车道四级公路应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量 400辆以下。 公路工程技术标准将每级公路规定了相应的技术标准，如车道宽、车道数、最小停车视线距、纵坡、平曲线半径和路面等级等(见表 1-1)。标准中规定的路线参考取值， 均在保证设计车速的前提下， 考虑了汽车行驶安全性、 舒适性、驾驶人员的视觉和心理反应。 2003 年底，全国公路总里程达到 181 万 km，其中，高速公路近 3 万 km。 我国已制定了宏伟的公路发展规划， 它的实现将使我国的道路现状发生根本性的转变，对我国现代化建设将起到巨大的推动作用。但是，当前的公路现状仍不能令人满意，在修建和改建高等公路的同时，有许多旧路需要改造。据某省1996 年统计，省内国道、省道约有三分之一需要改造。从 1990 年至 1996 年该省仅因自然灾害毁坏公路经济损失就达到 200 亿元。 交通量越大，道路的修建标准就应越高。但道路修建和维护的费用可由路况改善节约的汽车运行费用得到迅速补偿。据推算，将昼夜交通量为 1000 辆的砂石路面 1 万公里， 改为沥青路面， 约需要沥青 50 万吨， 每年可节约燃料 11 万吨，减少汽车运输支出 3.1 亿元，营运 5 年就可收回全部投资。 2. 公路技术特性公路技术特性 影响公路使用质量和车辆使用效率的线路主要技术特性， 在水平面内是曲线段的平曲线半径，在纵断面内是纵坡、纵坡长度、竖曲线半径，在横断面内是车道宽度、车道数和路肩宽度等。 汽车弯道行驶，受离心力作用可能会引起侧滑，恶化汽车的操纵性，降低乘员的舒适性，严重时可能翻车。在小平曲线半径行驶的车辆轮胎侧向变形增大，磨损增加，车轮滚动阻力增加，车辆油耗增加。曲线路段影响驾驶员的视线，夜间行车光照距离在曲线段也比直线段短，对行车安全不利。但很长直线路段对行车安全也不利，所以高速公路都避免采用直长路线型。一般都尽量采用大于或等于表 1-1 所列最小半径。当条件不许可时，可设超高或缓和曲线。缓和曲线可使作用在汽车上的离心力逐渐变化，以便于驾驶员平缓操纵方向盘转向，保证行车安全。 各级公路主要技术指标表（各级公路主要技术指标表（JTG B01-2003） 表表 11 公路等级 高速公路 一级公路 二级公路 三级公路四级公路 设计速度，km/h 120 100 80 10080608060 40 3020车道宽度 (m) 3.75 3.75 3.753.75 3.75 3.50 3.753.50 3.50 3.25 3.00单车道时为(3.50)圆曲线最小半径 一般值 1000 700 400700400200400200 100 6530极限值 650 400 250 400 250 125 250 125 60 3015不设超高的最小半径 路拱2.0% 5500 4000 25004000 2500150025001500 600 350150 路拱>2.0% 凸形竖曲线半径(m) 一般值 11000 6500 3000 6500140030004501400 250 450100极限值 17000 10000 4500 10000200045007002000 400 700200凹形竖曲线半径(m) 极限值 40003000 2000 3000100020004501000 250 450100一般值 60004500 3000 4500150030007001500 400 700200竖曲线最小长度(m) l00 85 75 8550703550 25 3520停车视距(m) 210 160 100160751104075 30 4020会车视距(m) 220150 80 6040最大纵坡(%) 3 4 5 46576 8 69最小坡长(m) 300 250 200250150200120150 100 10060汽车载荷等级 公路I级 公路I级 公路级 公路级公路级 公路纵坡使汽车动力消耗增大，后备功率降低，燃料消耗增加。另外，公路的凸形变更，也影响驾驶员的视距。JTJ00197 规定了各级公路纵坡的许用值。权衡汽车运输指标和修建费用两个方面的要求， 是公路修建前进行可行性论证的重要内容之一。 汽车运行工况和安全性与路面质量有关。路面要求具有足够的强度、很高的稳定性、良好的平整度以及适当的粗糙度，以保证汽车的附着条件和最小的运行阻力。 路面平整度是路面的主要使用特性之一。它影响汽车运行速度(图图 1-1)、动载荷、 轮胎磨损、 货物完好性及乘员舒适性， 从而影响汽车利用指标和使用寿命。 3. 公路养护水平公路养护水平 公路养护水平的两个评定指标是 “好路率” 和 “养护质量综合值” 。 根据 “公路养护质量检查评定暂行办法” ，将公路养护质量分为优、良、次、差四个等级。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、行道树齐全。满分为 100 分，其中路面、路基和其它分别为 50、20 和 30分。公路养护评分值和优、良等级公路要求见表 1-2。 公路养护等级评分值公路养护等级评分值 (JT/J 07594 公路养护质量检查评定标准) 表表 1-2 公路养护等级 优 良 次 差 总分 >90 >75 >60 45 >38 已知某公路的总里程L 、优等里程Ly 、良等里程L l、次等里程Lc 、差等里程L ck 。 好路率Q 的计算式为 ()%100×+=LLLQly(1-1) 养护质量综合值P 计算式为 LLLLLPchcly+=234(1-2) 好路率和养护质量综合值都与车辆运行无关，但它们与直接影响汽车速度、平顺性和总成使用寿命的路面平整度评分有关。因而，它们可粗略地表征道路状况，并可略地用于粗评价道路对汽车运用的影响。 4. 公路养护水平对汽车使用性能的影响公路养护水平对汽车使用性能的影响 我国河北和吉林两省根据试验统计数据，得出公路养护状况与汽车运行油耗、维修费用、大修间隔里程之间的关系。 1) 油耗 为了确切的路面质量对汽车百公里油耗的影响，选择典型路段进行试验。测取在不同路段的路面分值和汽车的百公里油耗，回归分析得到指数方程 (1-3) 式中：Qs 一定车速下汽车的百公里油耗(L/100km)； x 路面分； a、b 回归系数。 在车速为50km/h的情况下，试验路段的路面分依次为18分和49分时，油耗分别为28.43L/100km和26.01L/100km，即路面分从18增至49时，油耗将下降8.5。 路面分与汽车油耗的关系的指数回归，见表1-3。 2)车辆维护费用 一些研究曾对一些地区的车辆维护费用和道路养护质量的关系进行了统计分析，得到表1-4的统计结果，对其进行回