汽车的通过性.ppt
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第七章第七章 汽车的通过性汽车的通过性第七节第七节 汽车的通过性试验汽车的通过性试验 第七章汽车的通过性汽车的通过性（越野性）是指它能以足够高的平均车汽车的通过性（越野性）是指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带（如松软地面、凹凸不平地速通过各种坏路和无路地带（如松软地面、凹凸不平地面等）及各种障碍（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木面等）及各种障碍（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等）的能力丛、水障等）的能力通过性又分为支承通过性和几何通过性通过性又分为支承通过性和几何通过性通过性取决于地面的物理机械性质及汽车的结构参数通过性取决于地面的物理机械性质及汽车的结构参数和几何参数和几何参数返回目录返回目录 第一节汽车通过性评价指标及几何参数第七章 汽车的通过性本节将主要介绍汽车支承通过性的评价指标和本节将主要介绍汽车支承通过性的评价指标和影响通过性的汽车几何参数影响通过性的汽车几何参数返回目录返回目录 一、汽车支承通过性评价指标汽车支承通过性的指标评价：牵引系数、牵引效率及燃汽车支承通过性的指标评价：牵引系数、牵引效率及燃油利用指数油利用指数。
单位车重的挂钩牵引力（净牵引力）表明汽车在松软单位车重的挂钩牵引力（净牵引力）表明汽车在松软地面上加速、爬坡及牵引其他车辆的能力地面上加速、爬坡及牵引其他车辆的能力TC=Fd/G Fd为汽车的挂钩牵引力；为汽车的挂钩牵引力；G为汽车重力为汽车重力第七章 汽车的通过性1.牵引系数牵引系数TC 驱动轮输出功率与输入功率之比反映了车轮功率传递过驱动轮输出功率与输入功率之比反映了车轮功率传递过程中的能量损失程中的能量损失单位燃油消耗所输出的功，单位燃油消耗所输出的功， 式中，式中，Qt为单位时间内的燃油消耗量为单位时间内的燃油消耗量第一节 汽车通过性评价指标及几何参数2.牵引效率（驱动效率）TE 3.燃油利用指数Ef 式中，式中，ua为汽车行驶速度；为汽车行驶速度；TW为驱动轮输入转矩；为驱动轮输入转矩；ω为为驱动轮角速度；驱动轮角速度；r为驱动轮动力半径；为驱动轮动力半径；sr为滑转率为滑转率 二、汽车通过性几何参数间隙失效间隙失效：汽车与：汽车与地面间的间隙不足地面间的间隙不足而被地面托住，无而被地面托住，无法通过的情况法通过的情况。
顶起失效顶起失效：当车辆中间底部的零：当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住的情况件碰到地面而被顶住的情况触头失效触头失效：当车辆前端触及地面：当车辆前端触及地面而不能通过的情况而不能通过的情况托尾失效托尾失效：当车辆尾部触及地面：当车辆尾部触及地面而不能通过的情况而不能通过的情况 与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸，称为与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸，称为汽车通过性几汽车通过性几何参数，何参数，包括最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去包括最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径等角、最小转弯直径等第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 （1）最小离地间隙h 汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离最低点之间的距离 它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 （2）纵向通过角β 汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作垂直汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车体下于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车体下部较低部位时所夹的最小锐角。
部较低部位时所夹的最小锐角 它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸轮廓尺寸第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 （3）接近角γ1 汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与地汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与地面间的夹角面间的夹角 γ1越大，越不容易发生触头失效越大，越不容易发生触头失效第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 （4）离去角γ2 汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与地汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与地面间的夹角面间的夹角 γ2越大，越不容易发生托尾失效越大，越不容易发生托尾失效第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 （5）最小转弯直径dmin 转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径 它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力碍物的能力。
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 （6）转弯通道圆 转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆，称为内圆，称为转弯通道内圆转弯通道内圆；；车体上所有点在支承平面上的车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以内的最小外圆，称为投影均位于圆周以内的最小外圆，称为转弯通道外圆转弯通道外圆第一节 汽车通过性评价指标及几何参数返回目录返回目录 三、影响汽车通过性的因素三、影响汽车通过性的因素汽汽车车的的通通过过性性与与汽汽车车的的结结构构特特点点、、路路面面质质量量和和行行驶状况有关驶状况有关1.传动系的结构传动系的结构为为了了保保证证汽汽车车的的通通过过，，除除了了要要减减少少行行驶驶阻阻力力外外，，还必须提高汽车的驱动力和附着力还必须提高汽车的驱动力和附着力①①采用副变速器可提高汽车的动力因数；采用副变速器可提高汽车的动力因数；②②采用液力传动能提高传动系工作的稳定性；采用液力传动能提高传动系工作的稳定性；③③采用高摩擦式差速器可提高在复杂路面上的附采用高摩擦式差速器可提高在复杂路面上的附着性能。
着性能第一节 汽车通过性评价指标及几何参数返回目录返回目录 三、影响汽车通过性的因素三、影响汽车通过性的因素2.汽车车轮汽车车轮①①轮胎的气压轮胎的气压②②轮胎花纹轮胎花纹A.通用花纹：细而浅，适用较好路面，通用花纹：细而浅，适用较好路面，f 较小较小B.越野花纹：宽而深，适用松软路面，越野花纹：宽而深，适用松软路面，φ较大较大C.混合型花纹：介于上面二者之间混合型花纹：介于上面二者之间③③车轮的直径和宽度车轮的直径和宽度④④前后轮距前后轮距⑤⑤防滑链防滑链第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 三、影响汽车通过性的因素三、影响汽车通过性的因素3.驾驶方法驾驶方法当当汽汽车车通通过过坏坏路路时时，，附附着着力力起起决决定定性性作作用用，，这这时时应应用用低低档档低低速速，，尽尽量量避避免免换换档档和和加加速速尽尽量量走走前前车车的的轮轮辙辙，，在行驶中保持直线行驶，选择合适的档位在行驶中保持直线行驶，选择合适的档位必要时将差速器锁住必要时将差速器锁住4.发动机的功率发动机的功率影响驱动力与牵引力的大小影响驱动力与牵引力的大小第一节 汽车通过性评价指标及几何参数返回目录返回目录 第二节松软地面的物理性质第七章 汽车的通过性 本节将主要介绍土壤的物理性质，包括土壤的抗压性本节将主要介绍土壤的物理性质，包括土壤的抗压性和抗剪性。
和抗剪性 抗压性直接影响到车辆通过时的滚动阻力；抗剪性直抗压性直接影响到车辆通过时的滚动阻力；抗剪性直接影响到在土壤条件下驱动轮所能产生的最大驱动力，接影响到在土壤条件下驱动轮所能产生的最大驱动力，即附着力即附着力返回目录返回目录 一、土壤切应力与剪切变形的关系 对于粘性土壤或雪，最大剪应力仅与土壤或雪的粘聚性对于粘性土壤或雪，最大剪应力仅与土壤或雪的粘聚性和轮胎与地面的接地面积有关和轮胎与地面的接地面积有关 式中，式中，A为驱动轮的接地面积；为驱动轮的接地面积；c为土壤或雪的粘聚系数为土壤或雪的粘聚系数第七章 汽车的通过性1.粘性土壤的最大土壤推力 对于摩擦性土壤（干沙、冻结的粒状雪），按照库仑摩对于摩擦性土壤（干沙、冻结的粒状雪），按照库仑摩擦定律，最大剪应力与负荷擦定律，最大剪应力与负荷W成正比的增加成正比的增加 式中，式中，W为作用在驱动轮上的垂直载荷，为作用在驱动轮上的垂直载荷， 为摩擦角为摩擦角第二节 松软地面的物理性质2.摩擦性土壤的最大土壤推力 大部分土壤既不是纯粘性土壤，也不是纯摩擦性土壤，大部分土壤既不是纯粘性土壤，也不是纯摩擦性土壤，而是这两种土壤的混合物，此时最大土壤推力而是这两种土壤的混合物，此时最大土壤推力第二节 松软地面的物理性质3.中性土壤的最大土壤推力思考：在什么思考：在什么样的土壤条件样的土壤条件下，增加驱动下，增加驱动轮上的垂直载轮上的垂直载荷，有利于提荷，有利于提高车辆的通过高车辆的通过性？性？ 4.剪切强度τmax两边同除以面积两边同除以面积A式中，式中，τmax为为剪切剪切强强度；度；σ为剪切面法向剪切面法向压力。
力 第二节 松软地面的物理性质 5.土壤的剪切应力与剪切变形的关系对于对于“脆性脆性”土壤土壤第二节 松软地面的物理性质式中，式中，K1、、K2为系数，为系数，j为剪切变形量，为剪切变形量，ymax为为 中的最大值中的最大值 5.土壤的剪切应力与剪切变形的关系对于对于“塑性塑性”土壤土壤第二节 松软地面的物理性质式中，式中，K为土壤剪切变形模数为土壤剪切变形模数 二、土壤法向负荷与沉陷的关系 如果如果将一块表示充气轮胎或履带接地面积的平板用均将一块表示充气轮胎或履带接地面积的平板用均匀负荷压入地面土壤，静止沉陷量匀负荷压入地面土壤，静止沉陷量 z 和单位压力和单位压力 p 之间之间的关系如下的关系如下 式中，式中，kc 为土壤的为土壤的“粘聚粘聚”变形变形模数；模数； 为土壤的为土壤的“摩擦摩擦”变形模变形模数；数；b 为承载面积的短边长；为承载面积的短边长；z 为土壤沉陷量；为土壤沉陷量；n 为沉陷指数为沉陷指数第二节 松软地面的物理性质 三、半流体泥浆及雪的密度对通过性的影响 车辆在半流体泥浆中所受到的阻力除与其行驶速度、浸入车辆在半流体泥浆中所受到的阻力除与其行驶速度、浸入面积等有关外，还与泥浆的密度面积等有关外，还与泥浆的密度ρ及阻力系数及阻力系数CD有关，有关， ρ及及CD越大，阻力也越大。
越大，阻力也越大 车辆在雪地的通过性，与雪的密度及厚度有关如果雪层车辆在雪地的通过性，与雪的密度及厚度有关如果雪层厚度小于汽车的离地间隙，车辆可以通过，与雪的密度无厚度小于汽车的离地间隙，车辆可以通过，与雪的密度无关如果雪的厚度大于汽车离地间隙的关如果雪的厚度大于汽车离地间隙的150%时，轻型汽车时，轻型汽车可在密度大于可在密度大于350kg/m3的雪地上通过，重型汽车可在密度的雪地上通过，重型汽车可在密度大于大于500kg/m3的雪地上通过这里均指没有渗过水的雪，的雪地上通过这里均指没有渗过水的雪，渗有水的雪密度大，但强度却很低渗有水的雪密度大，但强度却很低第二节 松软地面的物理性质返回目录返回目录 第三节车辆的挂钩牵引力第七章 汽车的通过性本节将分析车辆在松软土壤条件下行驶时所遇到的本节将分析车辆在松软土壤条件下行驶时所遇到的各种滚动阻力；分析松软地面给履带和驱动轮的土壤各种滚动阻力；分析松软地面给履带和驱动轮的土壤推力，从而确定车辆的挂钩牵引力推力，从而确定车辆的挂钩牵引力返回目录返回目录 一、车辆在松软地面上的土壤阻力土壤的压实阻力土壤的压实阻力推土阻力推土阻力轮胎的弹滞损耗阻力轮胎的弹滞损耗阻力当车辆在松软地面当车辆在松软地面上行驶时，滚动阻上行驶时，滚动阻力由三部分构成力由三部分构成第七章 汽车的通过性 1.刚性车轮滚动时的土壤阻力假设土壤对车轮的反力沿径向假设土壤对车轮的反力沿径向车轮的受力平衡方程为车轮的受力平衡方程为Frc为土壤压实阻力；为土壤压实阻力；W为垂直载荷；为垂直载荷；b为车轮宽度；为车轮宽度；第三节 车辆的挂钩牵引力，， 1.刚性车轮滚动时的土壤阻力第三节 车辆的挂钩牵引力当沉陷量较小时当沉陷量较小时 1.刚性车轮滚动时的土壤阻力将将z0代入代入Frc表达式，得到压实土壤阻力表达式，得到压实土壤阻力Frc增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加车增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加车轮直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小。
轮直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小思考：思考：SUV越野汽车和轿车相比，哪个车型的轮胎直径更越野汽车和轿车相比，哪个车型的轮胎直径更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，降低压实阻力大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，降低压实阻力的有效措施有哪些？的有效措施有哪些？第三节 车辆的挂钩牵引力 式中，式中，z0 为沉陷量；为沉陷量；γs 为单位体积土壤重量；为单位体积土壤重量；c为粘聚系数，为粘聚系数，b为为轮胎宽度轮胎宽度 ，， 在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力Frb Nc 及及 Nr 是土壤承载能力系数；是土壤承载能力系数； 为摩擦角为摩擦角第三节 车辆的挂钩牵引力 式中，式中， 在很松软的地面上，推土阻力在很松软的地面上，推土阻力Frb可用下式估算可用下式估算 N’c 及及 N’r 是局部剪切失效时土壤承载能力系数；是局部剪切失效时土壤承载能力系数；第三节 车辆的挂钩牵引力 在在泥浆地面泥浆地面，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的影，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的影响特别明显，此时响特别明显，此时推土阻力大于压实阻力推土阻力大于压实阻力而成为主要矛而成为主要矛盾。
在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，推土阻力的盾在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，推土阻力的大小决定于泥浆的密度大小决定于泥浆的密度ρρ、粘度、粘度μμ、行驶速度、行驶速度 ua 以及车以及车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即式中，式中，CD为泥浆的阻力系数，是雷诺数为泥浆的阻力系数，是雷诺数Re的函数；的函数； ，，h为浸入泥浆的深度，为浸入泥浆的深度，A为浸入泥浆中为浸入泥浆中的面积第三节 车辆的挂钩牵引力 2.充气轮胎的土壤阻力 当轮胎按照刚性轮一样维持圆形，轮胎圆周上最低当轮胎按照刚性轮一样维持圆形，轮胎圆周上最低点处土壤的支承压力为点处土壤的支承压力为由由此式确定的此式确定的pg值称为充气轮胎的临界压力值称为充气轮胎的临界压力pcr如果如果 ，轮胎维持圆形轮胎维持圆形第三节 车辆的挂钩牵引力 pc可由试验测得可由试验测得第三节 车辆的挂钩牵引力 部分轮缘将变成平面，接地压力为部分轮缘将变成平面，接地压力为pi+pc第三节 车辆的挂钩牵引力 轮胎变形轮胎变形δδt引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹滞引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹滞损耗阻力损耗阻力Frt。
单位负荷弹滞损单位负荷弹滞损耗阻力耗阻力 式中，式中，αα为经验系数；为经验系数；第三节 车辆的挂钩牵引力 3.履带的土壤阻力如果刚性履带下的土壤压力如果刚性履带下的土壤压力均匀分布，土壤沉陷量均匀分布，土壤沉陷量在地上压出一条长在地上压出一条长 l、宽、宽 b、深、深 z0 的履带车辙时所作的功为的履带车辙时所作的功为如果用拉力如果用拉力Frc 将履带拖行水平距将履带拖行水平距离离l，所作的功，所作的功 Frcl 应该等于上式应该等于上式的功的功在接地压力不变的条件下，增加履带接地长度比加宽履带对减小压实在接地压力不变的条件下，增加履带接地长度比加宽履带对减小压实阻力更有效阻力更有效第三节 车辆的挂钩牵引力 4.前后串联车轮和车轮重复通过时的土壤压实阻力 当车轮第二次通过松软的土壤时，土壤阻力会有所减当车轮第二次通过松软的土壤时，土壤阻力会有所减小 一般越野汽车都是采用前、后轮距相等，并均为单胎一般越野汽车都是采用前、后轮距相等，并均为单胎的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力第三节 车辆的挂钩牵引力 二、松软地面给车辆的土壤推力1.履带的土壤推力与滑转率履带所获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生。
履带所获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生思考：在纯摩擦性土壤条件下，思考：在纯摩擦性土壤条件下，推力主要与车辆的什么参数有推力主要与车辆的什么参数有关？在粘性土壤条件下，推力关？在粘性土壤条件下，推力又受什么因素的影响？又受什么因素的影响？第三节 车辆的挂钩牵引力 滑转率可以表明滑转的程度滑转率可以表明滑转的程度 式中，式中，ua 为车辆的实际速度；为车辆的实际速度；ut 为车辆的理论速度，为车辆的理论速度，ut=rω, ,r 为履带驱动链轮的的节圆半径，为履带驱动链轮的的节圆半径，ω ω 为驱动轮角为驱动轮角速度；速度；us 为履带相对地面的滑动速度为履带相对地面的滑动速度履带接地某点的剪切变形履带接地某点的剪切变形第三节 车辆的挂钩牵引力 单位履带宽的土壤推力等于切应力曲线下单位履带宽的土壤推力等于切应力曲线下包含的面积包含的面积 设履带给地面的法向压力均匀分布设履带给地面的法向压力均匀分布 长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，这长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，这有利于通过性，但履带过长会使转向困难有利于通过性，但履带过长会使转向困难。
第三节 车辆的挂钩牵引力θ 2.驱动轮的土壤推力与滑转率 驱动车轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤驱动车轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤推力公式来估算推力公式来估算第三节 车辆的挂钩牵引力 2.驱动轮的土壤推力与滑转率其中，法向正压力其中，法向正压力 由由 确定确定第三节 车辆的挂钩牵引力 车辆的土壤推力车辆的土壤推力FX与土与土壤阻力壤阻力 Fr 之差，称为挂钩之差，称为挂钩牵引力三、挂钩牵引力第三节 车辆的挂钩牵引力土壤条件、接地面积和产生的驱动力相土壤条件、接地面积和产生的驱动力相同的条件下，不同行走机构的滑动率同的条件下，不同行走机构的滑动率类型类型滑动率滑动率/%直径大宽度小的轮胎直径大宽度小的轮胎40直径小宽度大的轮胎直径小宽度大的轮胎100履带履带10 在松软土壤条件下，相对于运动方向窄长的接地面积比较理想在松软土壤条件下，相对于运动方向窄长的接地面积比较理想返回目录返回目录 第四节牵引通过性计算第七章 汽车的通过性 计算车辆牵引通过性时，首先要确定轮胎与土壤接触面计算车辆牵引通过性时，首先要确定轮胎与土壤接触面的形状及接触面上的应力分布，然后列出车轮受力平衡方的形状及接触面上的应力分布，然后列出车轮受力平衡方程并求解，从而得到车辆牵引通过性参数。
程并求解，从而得到车辆牵引通过性参数返回目录返回目录 第四节 牵引通过性计算假设轮胎与土壤接触界面为一段平面加一段圆弧面假设轮胎与土壤接触界面为一段平面加一段圆弧面切向应力的分布满足切向应力的分布满足压力的分布满足压力的分布满足 式中，式中，p1、、τ1为接触圆弧面上的法向为接触圆弧面上的法向及切向应力；及切向应力；p2、、τ2为为接触平面上的接触平面上的法向及切向应力；法向及切向应力；l为接地平面部分为接地平面部分长度；长度；b为轮胎宽度为轮胎宽度第四节 牵引通过性计算 接地圆弧面上各点的沉陷为接地圆弧面上各点的沉陷为圆弧面上各点的法向应力为圆弧面上各点的法向应力为 p2为轮胎接地压力为轮胎接地压力在在B 点，点，第四节 牵引通过性计算 第四节 牵引通过性计算求出求出Fd和和TW 牵引系数牵引系数TC和和牵引效率牵引效率TE通过计算机程序可叠通过计算机程序可叠代求解出代求解出θθ1 1 和和θθ2 2返回目录返回目录 第五节间隙失效的障碍条件第七章 汽车的通过性 本节将介绍顶起失效和触头失效两种间隙本节将介绍顶起失效和触头失效两种间隙失效情况下的障碍条件失效情况下的障碍条件。
返回目录返回目录 一、顶起失效的障碍条件第七章 汽车的通过性汽车通过由两个汽车通过由两个相交平面形成的凸相交平面形成的凸起障碍时，障碍顶起障碍时，障碍顶点点A的轨迹为直径的轨迹为直径等于等于Dr的圆，的圆，Dr称称为为地隙直径地隙直径 一、顶起失效的障碍条件第七章 汽车的通过性当当h<0时，发生时，发生顶起失效；顶起失效；h=0时，是汽车时，是汽车通过障碍的极限通过障碍的极限尺寸此时，尺寸此时，BAC所对的角即所对的角即为汽车的纵向通为汽车的纵向通过角 顶起失效的障碍条件为顶起失效的障碍条件为或或式中，式中，hm为汽车中部地隙；为汽车中部地隙；D为车轮直径；为车轮直径；Dr为地隙直径为地隙直径顶起条件为顶起条件为第五节 间隙失效的障碍条件 β0为为障碍的上升平面与下降平面的障碍的上升平面与下降平面的夹夹角，角，第五节 间隙失效的障碍条件 可以求出在顶起失效的情可以求出在顶起失效的情况下，汽车中部地隙况下，汽车中部地隙hm与轴与轴距距L、车轮直径、车轮直径D及角及角ββ之间之间的关系 发生触头失效的条件是发生触头失效的条件是其中其中第五节 间隙失效的障碍条件二、触头失效的障碍条件返回目录返回目录 第六节汽车越过台阶、壕沟的能力第七章 汽车的通过性 越野行驶中的汽车常常要克服台阶、壕沟等障碍，这越野行驶中的汽车常常要克服台阶、壕沟等障碍，这时由于车速很低，可用静力学平衡方程来求得障碍物与时由于车速很低，可用静力学平衡方程来求得障碍物与汽车参数间的关系。
汽车参数间的关系返回目录返回目录 式中，式中，G为汽车总重力；为汽车总重力；F1为为台阶作用于前（从动）轮的反台阶作用于前（从动）轮的反作用力；作用力；F2为后轴负荷为后轴负荷消去消去G、、F1、、F2 式中式中，，(hw/D)1为前轮单位为前轮单位车轮直径可克服的台阶高，车轮直径可克服的台阶高，表示前轮越过台阶的能力表示前轮越过台阶的能力L/D越小及越小及a/L越大，越大， (hw/D)1 就越大，汽车的前轮越容易就越大，汽车的前轮越容易越过台阶越过台阶第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力将将 ，， 代入代入 式中，式中，F1为前轴负荷，为前轴负荷， F2为台阶为台阶作用于后（驱动）轮的反作用力作用于后（驱动）轮的反作用力 式中式中，，(hw/D)2为后驱动为后驱动轮单位车轮直径可克服的轮单位车轮直径可克服的台阶高，表示后轮越过台台阶高，表示后轮越过台阶的能力阶的能力后轮越过台阶后轮越过台阶的能力与汽车参数无关的能力与汽车参数无关由于由于a>b，后轮是限制汽车，后轮是限制汽车越过台阶的因素越过台阶的因素。
第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力将将代入代入 当前轮与台阶相碰时，当前轮与台阶相碰时， 以以 代入，可以求出代入，可以求出 (hw/D)1 ，，(hw/D)1随随L/D的增加而降的增加而降低；增加低；增加a/L时，时， 可以使可以使4×4汽车前轮越过台阶的能力显著提高，甚至可汽车前轮越过台阶的能力显著提高，甚至可使车轮爬上高度大于其半径的台阶使车轮爬上高度大于其半径的台阶第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力 当后轮与台阶相碰时当后轮与台阶相碰时 a/L比值的影响正好与比值的影响正好与前轮越过台阶的情况相反长轴距、前轴负荷大前轮越过台阶的情况相反长轴距、前轴负荷大的汽车（即的汽车（即a/L较小），其后轮越过台阶的能力要比前轮大较大的较小），其后轮越过台阶的能力要比前轮大较大的L/D比比值时，不论汽车总质量如何在轴间分配，总会改善后轮的越障能力值时，不论汽车总质量如何在轴间分配，总会改善后轮的越障能力第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力 第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力 4×2汽车的汽车的越障能力要比越障能力要比4×4差很多。
差很多 4×4汽车的越汽车的越障能力与障能力与a/L的的比值有关，基比值有关，基本取值如图中本取值如图中的阴影所示的阴影所示 第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力 只要已知车轮越过垂直障碍的能力只要已知车轮越过垂直障碍的能力hw/D，就可，就可用上式确定越过沟壕的宽度用上式确定越过沟壕的宽度ld 用同样的方法解汽车越过壕沟的问题时，沟宽与用同样的方法解汽车越过壕沟的问题时，沟宽与车轮直径之比车轮直径之比ld/D与上面求得的与上面求得的hw/D值用下式换算值用下式换算返回目录返回目录 第七节汽车的通过性试验第七章 汽车的通过性返回目录返回目录 第七章 汽车的通过性一、通过性试验的主要内容汽车几何参数的测定汽车几何参数的测定挂钩牵引性能的测定挂钩牵引性能的测定通过性试验通过性试验的内容包括的内容包括 通过性几何参数在满载情况下测定也可在按比例画通过性几何参数在满载情况下测定也可在按比例画出并经实践校正的汽车外形图上用作图法求得出并经实践校正的汽车外形图上用作图法求得汽车越野行驶的挂钩牵引性能应在各种典型的坏路下，汽车越野行驶的挂钩牵引性能应在各种典型的坏路下，尤其应在各种典型的无路地区进行测定，如泥泞、沼泽、尤其应在各种典型的无路地区进行测定，如泥泞、沼泽、水田、松软土壤、沙漠、草原、雪地等。
所测定的参数水田、松软土壤、沙漠、草原、雪地等所测定的参数包括土壤阻力、汽车的挂钩牵引力、汽车行驶的滑转率包括土壤阻力、汽车的挂钩牵引力、汽车行驶的滑转率以及轮胎在给定胎压下的接地面积与接地比压、驱动车以及轮胎在给定胎压下的接地面积与接地比压、驱动车轮上的转矩等轮上的转矩等还应进行越障性能的试验，以检验汽车通过某些典型还应进行越障性能的试验，以检验汽车通过某些典型障碍的能力，如陡坡、侧坡、凸岭、路沟、壕沟、弹坑、障碍的能力，如陡坡、侧坡、凸岭、路沟、壕沟、弹坑、灌木丛、河流、土坎、田埂及台阶等灌木丛、河流、土坎、田埂及台阶等第七节 汽车的通过性试验 二、土壤参数的测定测量土壤参数常用贝氏仪，由加载装置、测试装置和数测量土壤参数常用贝氏仪，由加载装置、测试装置和数据采集及处理装置三部分组成据采集及处理装置三部分组成第七节 汽车的通过性试验 二、土壤参数的测定加载装置加载装置包括压力及转矩加载装置，分别用来进行土壤包括压力及转矩加载装置，分别用来进行土壤的承压及剪切特性试验的承压及剪切特性试验第七节 汽车的通过性试验 二、土壤参数的测定测试装置测试装置包括不同宽度的压板、压力传感器、位移传感包括不同宽度的压板、压力传感器、位移传感器、剪切环、转矩传感器、角位移传感器。
器、剪切环、转矩传感器、角位移传感器第七节 汽车的通过性试验 二、土壤参数的测定数据采集及处理装置数据采集及处理装置可采用磁带机、可采用磁带机、A/D板、微型计算板、微型计算机等第七节 汽车的通过性试验 假定剪切环产生某一角位移时，底面及侧面上的平均假定剪切环产生某一角位移时，底面及侧面上的平均切应力分别为切应力分别为ττb b、、ττs s式中，式中，T、、Tb、、Ts为作用在剪切环上的总转矩、底面及侧为作用在剪切环上的总转矩、底面及侧面上的转矩；面上的转矩；ττ为等效切应力，为等效切应力， ；；ri、、ro为剪切环的内、外径；为剪切环的内、外径；h为剪切齿片高，为剪切齿片高，ξ为系数，当为系数，当剪切环沉陷剪切环沉陷 z<
壤的内摩擦角 由于剪切环侧面存在剪切作用，上式求得的内聚力及摩由于剪切环侧面存在剪切作用，上式求得的内聚力及摩擦力为擦力为“表现表现”内聚力及内摩擦角，其与内聚力及内摩擦角，其与“真实真实”的的内聚力和内聚力和内摩擦力之间存在如下关系内摩擦力之间存在如下关系式中，式中，ce、、 e为为“表现表现”内聚力及内摩擦角内聚力及内摩擦角第七节 汽车的通过性试验返回目录返回目录 。
