道路勘测设计第二章--汽车行驶性能
56页1、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。,本章摘要,本章主要介绍汽车行驶性能及其对路线的要 求;汽车的驱动力、行驶阻力及行驶条件; 汽车的动力特性、行驶状态、爬坡能力及加、 减速行程;汽车行驶的纵向、横向及纵横组 合向稳定性;汽车的制动力和制动距离以及 汽车的燃油经济性等内容。,第一节 概述,一、汽车行驶性能的主要内容 1. 动力性能(加速、爬坡、最大V) 2.制动性(行车视距) 3.行驶稳定性(侧滑、倾覆) 4.操作稳定性(转向稳定、高速稳定性和操作轻便性) 5.燃油经济性 6.行驶平顺性 7.通过性,二、汽车行驶对路线的要求 1.保证汽车在道路行驶的稳定性 需要合理地选用圆曲线的半径和设置纵、横坡度,并提高车轮与路 面间的附着力。 2尽可能地提高车速 在公路设计时必
2、须严格控制曲线半径、最大纵坡及其坡长,合理地设置缓和坡段,并尽可能地采取大半径曲线及平缓的纵坡。 3保证道路上的行车连续 公路线形设计需要保证有足够的视距和安全净空,合理地设置平、竖曲线,并尽可能地减少平面交叉等。 4尽量满足行车舒适 在道路线形设计时,需正确地组合平面线形和纵面线形,注意线形与景观的协调,以增进驾驶者和乘客在视觉上和心理上的舒适感;对平、竖曲线的最小半径要加以限制,以免车辆离心力过大而引起驾驶员和乘客不舒适。,第二节 汽车的驱动力及行驶阻力,一、汽车的驱动力 汽车的动力来源: 汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。 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。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,产生有效功率,驱使曲轴以每分钟的转速旋转,发生的扭矩,再经过离合器、变速器、传动轴、主传动器、差速器和半轴等一系列的变速和传动,将曲轴的扭矩传给驱动轮,产生的扭矩驱动汽车行驶。,1.发动机;2.离合器;3.变速器;4.万向节头传动轴;5.主传动器;6.驱动轮,汽车传动系统:,3汽车的驱动力,1空气阻力 汽车在行驶中,由于迎面空气质点的压力
3、,车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进,总称为空气阻力。,二、汽车的行驶阻力,式中:K空气阻力系数,它与汽车的流线型有关; 空气密度,一般=1.2258(Ns2m4); A汽车迎风面积(或称正投影面积)(m2); v汽车与空气的相对速度(ms),可近似地取汽车的行驶速度。,将车速v(ms)化为V(kmh)并化简,得,1空气阻力,对汽车列车的空气阻力,一般可按每节挂车的空气阻力为其牵引车的20%折算。,2道路阻力,道路阻力是由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡度而产生的阻力,主要包括滚动阻力和坡度阻力。 (1)滚动阻力 弹性轮胎反复变形时,其材料内部发生摩擦要消耗一部分功率。在柔性路面上汽车行驶时汽车的不仅轮胎变形,而且路面也会变形,其接触面之间产生摩擦要消耗部分功率(路面支反力前移,与车轮重力形成反向力矩)。另外,由于路面的不平整而造成轮胎震动和撞击引起部分功率的消耗。,(1)滚动阻力,滚动阻力与汽车的总重力成正比,若坡道倾角为时,其值可用下式计算。 RfGfcos 由于坡道倾角一般较小,认为cos1,则 Rf=Gf (N) 式中:Rf滚动阻力(N); G车辆总重
4、力(N); f滚动阻力系数,它与路面类型、轮胎结构和行驶速度等有关,一般应由试验确定,在一定类型的轮胎和一定车速范围内,可视为只和路面状况有关的常数,见表2-4。,汽车在坡道倾角为的道路上行驶时,车重G在平行于路面方向的分力为Gsin,上坡时它与汽车前进方向相反,阻碍汽车行驶;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 Ri=Gsin 因坡道倾角一般较小,认为sintgi,则 Ri=Gi (N) 式中:Ri坡度阻力 (N); G车辆总重力(N); i 道路纵坡度,上坡为正;下坡为负。,(2)坡度阻力,RR=G(f+i) 式中:f+i统称道路阻力系数。,滚动阻力和坡度阻力均与道路状况有关,且都与汽车的总重力成正比,将它们统称为道路阻力,以RR表示,汽车变速行驶时,需要克服其质量变通运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力,用RI表示。 汽车的质量:平移质量 旋转质量,3惯性阻力,平移质量的惯性力,旋转质量的惯性力矩,惯性阻力计算:,式中:惯性力系数(或旋转质量换算系数)。 l12ik2 式中:1表示汽车车轮惯性力的影响系数,一般1=0.030.05; 2表示发动机飞轮惯性
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