【汽车理论教程】第七章汽车的通过性.ppt

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、凹凸不平车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、灌地面等）及各种障碍（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等）的能力木丛、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和力学性质及汽车的结构通过性取决于地面的物理和力学性质及汽车的结构参数和几何参数参数和几何参数返回目录返回目录1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和影响通过性的汽车几何参数返回目录返回目录2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—汽车的挂钩牵引力；汽车的挂钩牵引力；G—汽车重力汽车重力第七章 汽车的通过性1.牵引系数牵引系数TC3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， 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为驱为驱动轮角速度；动轮角速度；r为驱动轮动力半径；为驱动轮动力半径； 为滑转率为滑转率4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而地面间的间隙不足而被地面托住，无法通被地面托住，无法通过的情况过的情况 顶起失效顶起失效：当车辆中间底部的：当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住的情况。

零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：当车辆前端触及地面而不能通过的情况面而不能通过的情况 托尾失效托尾失效：当车辆尾部触及地：当车辆尾部触及地面而不能通过的情况面而不能通过的情况  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，称为汽车通过性汽车通过性几何参数，几何参数，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5（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域最低点之间的距离  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6（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，两切平面交于车体直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。

下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的轮廓尺寸第一节 汽车通过性评价指标及几何参数7（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地面间的夹角  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8（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地面间的夹角  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9（5）最小转弯直径  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10（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内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投影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11第一节 汽车通过性评价指标及几何参数本节内容结束本节内容结束下一节12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，即接影响到在土壤条件下驱动轮所能产生的最大驱动力，即附着力返回目录返回目录13一、土壤切应力与剪切变形的关系  对于粘性土壤或雪，最大切应力仅与土壤或雪的粘聚对于粘性土壤或雪，最大切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性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14  对于摩擦性土壤（干沙、冻结的粒状雪），按照库仑对于摩擦性土壤（干沙、冻结的粒状雪），按照库仑摩擦定律，最大切应力与负荷摩擦定律，最大切应力与负荷W成正比地增加成正比地增加式中，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15  大部分土壤既不是纯粘性土壤，也不是纯摩擦性壤，大部分土壤既不是纯粘性土壤，也不是纯摩擦性壤，而是这两种土壤的混合物，此时最大土壤推力为而是这两种土壤的混合物，此时最大土壤推力为第二节 松软地面的物理性质3.中性土壤的最大土壤推力思考：在什么样思考：在什么样的土壤条件下，的土壤条件下，增加驱动轮上的增加驱动轮上的垂直载荷有利于垂直载荷有利于提高车辆的通过提高车辆的通过性？性？16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为剪切剪切强度；度；σ为剪切面法向剪切面法向压力 第二节 松软地面的物理性质175.土壤的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， 为为 中的最大值。

中的最大值土壤的切应力与剪切变形的关系曲线土壤的切应力与剪切变形的关系曲线185.土壤的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土壤的切应力与剪切变形的关系曲线土壤的切应力与剪切变形的关系曲线19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，静止沉陷量均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 之之间的关系如下间的关系如下式中，式中， 为土壤的为土壤的“粘聚粘聚”变形模数；变形模数； 为为土壤的土壤的“摩擦摩擦”变形模数；变形模数；b 为承载面积的为承载面积的短边长；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20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，还与泥浆的密度入面积等有关外，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，与雪的密度无层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，重型汽车可在密度大的雪地上通过，重型汽车可在密度大于于500kg/m3的雪地上通过这里均指没有渗过水的雪，渗有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，但强度却很低水的雪密度大，但强度却很低 第二节 松软地面的物理性质21本节内容结束本节内容结束下一节第二节 松软地面的物理性质22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的各种滚动阻力；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壤推力，从而确定车辆的挂钩牵引力返回目录返回目录23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，滚动阻力上行驶时，滚动阻力由三部分构成：由三部分构成：第七章 汽车的通过性24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 —土壤压实阻力；土壤压实阻力；W —垂直载荷；垂直载荷；b —车轮宽度。

车轮宽度第三节 车辆的挂钩牵引力，，25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26将将z0代入代入 表达式，得到压实土壤阻力表达式，得到压实土壤阻力 增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加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，沉陷量越小车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越野汽车和轿车相比，，哪种车型的轮胎直径应哪种车型的轮胎直径应该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，，降低压实降低压实阻力的有效措施有哪些？阻力的有效措施有哪些？第三节 车辆的挂钩牵引力1.刚性车轮滚动时的土壤阻力27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为轮为轮胎宽度  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，产生推土阻力动土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力 ：：式中，式中， 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28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 可用下式估算可用下式估算 及及 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29  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，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的影响特别明显，此时影响特别明显，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，推土阻力矛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的大小决定于泥浆的密度ρρ、粘度、粘度μμ、行驶速度、行驶速度 以及以及车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即车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为浸入泥浆中的为浸入泥浆中的面积第三节 车辆的挂钩牵引力30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低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 。

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31pc可由试验测得可由试验测得第三节 车辆的挂钩牵引力32部分轮缘将变成平面，接地压力为部分轮缘将变成平面，接地压力为第三节 车辆的挂钩牵引力33  轮胎变形轮胎变形δt引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹滞损耗阻力滞损耗阻力 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343.履带的土壤阻力 如果刚性履带下的土壤压如果刚性履带下的土壤压力均匀分布，土壤沉陷量为：力均匀分布，土壤沉陷量为：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 将履带拖行水将履带拖行水平距离平距离l，所作的功，所作的功 应该等应该等于上式的功于上式的功 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。

实阻力更有效第三节 车辆的挂钩牵引力35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胎的形式，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36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获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生的履带获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生的思考：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？在粘性土壤条件下关？在粘性土壤条件下，，推力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37  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， 为车辆的实际速度；为车辆的实际速度； 为车辆的理论速度为车辆的理论速度，， =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，ωω为驱动轮角速度；为驱动轮角速度；us 为履为履带相对地面的滑动速度。

带相对地面的滑动速度履带某接地点的剪切变形履带某接地点的剪切变形第三节 车辆的挂钩牵引力38  单位履带宽的土壤推力等于切应力曲单位履带宽的土壤推力等于切应力曲线下包含的面积：线下包含的面积：  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，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这有利于通过性，但履带过长会使转向困难第三节 车辆的挂钩牵引力θ392.驱动轮的土壤推力与滑转率  驱动轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤驱动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40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2.驱动轮的土壤推力与滑转率41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42第三节 车辆的挂钩牵引力本节内容结束本节内容结束下一节下一节43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隙失效情况下的障碍条件返回目录返回目录44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45一、顶起失效的障碍条件第七章 汽车的通过性 当当h<0时，发时，发生顶起失效；生顶起失效； h=0时，是汽时，是汽车通过障碍的极车通过障碍的极限尺寸此时，限尺寸此时，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46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， 为汽车中部地隙；为汽车中部地隙；D为车为车轮直径；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47β0为障碍的上升平面与下降平面的夹角为障碍的上升平面与下降平面的夹角，，第五节 间隙失效的障碍条件  可以求出在顶起失效的可以求出在顶起失效的情况下，汽车中部地隙情况下，汽车中部地隙 与与轴距轴距L、车轮直径、车轮直径D及角及角ββ之之间的关系。

间的关系48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49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程并求解，从而得到车辆牵引通过性参数方程并求解，从而得到车辆牵引通过性参数返回目录返回目录50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应力的分布满足切应力的分布满足压力的分布满足压力的分布满足51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52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53第四节 牵引通过性计算 求出求出 和和牵引系数牵引系数TC和和牵引效率牵引效率TE通过计算机程序可迭通过计算机程序可迭代求解出代求解出θθ1 1 和和θθ2 254本节内容结束本节内容结束下一节第四节 牵引通过性计算55本节内容结束本节内容结束下一节第五节 间隙失效的障碍条件56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，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这时由于车速很低，可用静力学平衡方程来求得障碍物与汽车参数间的关系。

与汽车参数间的关系返回目录返回目录57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为前轮单为前轮单位车轮直径可克服的台阶高位车轮直径可克服的台阶高度，表示前轮越过台阶的能度，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，汽车的前轮就越大，汽车的前轮越容易越过台阶越容易越过台阶第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力将将 ，， 代入代入58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为后驱为后驱动轮单位车轮直径可克服动轮单位车轮直径可克服的台阶高，表示后轮越过的台阶高，表示后轮越过台阶的能力台阶的能力后轮越过台后轮越过台阶的能力与汽车参数无关阶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59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的增加的增加而降低；增加而降低；增加a/L时，可以使时，可以使4×4汽车前轮越过台阶的能力显著提高，甚至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可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60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61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的比的比值有关，基本取值有关，基本取值如图中的阴影值如图中的阴影所示62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63本节内容结束本节内容结束下一节第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力64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65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：66 通过性几何参数在满载情况下测定，也可在按比例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画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、下，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。

所测定沼泽、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、汽车行驶的滑转率以及轮胎在给定胎压下的接地面积与接地比压、滑转率以及轮胎在给定胎压下的接地面积与接地比压、驱动车轮上的转矩等驱动车轮上的转矩等 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、弹型障碍的能力，如陡坡、侧坡、凸岭、路沟、壕沟、弹坑、灌木丛、河流、土坎、田埂及台阶等坑、灌木丛、河流、土坎、田埂及台阶等第七节 汽车的通过性试验67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数据采集及处理装置三部分组成第七节 汽车的通过性试验68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壤的承压及剪切特性试验第七节 汽车的通过性试验69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。

感器、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70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、微型计板、微型计算机等第七节 汽车的通过性试验71  假定剪切环产生某一角位移时，底面及侧面上的平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均切应力分别为ττb b、、ττs s ，， 则则式中，式中，T、、Tb、、Ts为作用在剪切环上的总转矩、底面及侧面为作用在剪切环上的总转矩、底面及侧面上的转矩；上的转矩；ττ为等效切应力，为等效切应力， ，， ；； 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< >h/2 时，时， 第七节 汽车的通过性试验72剪切环转动时，底面上的平均剪切位移为剪切环转动时，底面上的平均剪切位移为式中，式中，θθ为剪切环的转角为剪切环的转角( (°°) )。

由由 可将可将 M 与与θθ的关系转的关系转换为换为ττ与与 j 的关系第七节 汽车的通过性试验73由由Coulomb定律，最大切应力随法向应力而变化定律，最大切应力随法向应力而变化式中，式中，c为土壤内聚力，又称为土壤的内粘聚指数；为土壤内聚力，又称为土壤的内粘聚指数； 为土为土壤的内摩擦角壤的内摩擦角  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摩擦力为“表观表观”内聚力内聚力及内摩擦角，其与及内摩擦角，其与“真实真实”的的内内聚力和内摩擦力之间存在如下关系聚力和内摩擦力之间存在如下关系式中，式中， 为为“表观表观”内聚力内聚力及内摩擦角及内摩擦角第七节 汽车的通过性试验74本章内容结束本章内容结束第七节 汽车的通过性试验全书内容结束全书内容结束谢谢使用！谢谢使用！75。