汽車拖拉機(jī)行駛原理及性能第一節(jié)汽車行駛原理一、汽車的動(dòng)力性指標(biāo)汽車的動(dòng)力性指的就是在良好路面上直線行駛時(shí)，由汽車所受的縱向外力決定的、能達(dá)到的平均行駛速度。坡度的概念hαS1

、最高車速uamax2、加速性能原地起步加速時(shí)間超車加速時(shí)間3、爬坡能力

、汽車行駛受力分析1、汽車的驅(qū)動(dòng)力FT,=Tq′gi?n2、汽車的行駛阻力

(1)滾動(dòng)阻力F輪胎的遲滯損失uan加載變形區(qū)

卸載變形區(qū)n'h/mmnWF?

EpgFx?n'nuaWF

plFzTIn'F=Fp?=F?f=Wf從動(dòng)輪在硬路面上滾動(dòng)時(shí)的受力情況f—

滾動(dòng)阻力系數(shù)(1)滾動(dòng)阻力FFx?uar(

2

)

空

氣

阻

力F汽車直線行駛時(shí)受到的空氣作用力在行駛方向的分力稱為空氣阻力。包括壓力阻力和摩擦阻力。壓力阻力(占

91

%

)作用在汽車外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向上的分力。包括形狀阻力、干擾阻力、

內(nèi)循環(huán)阻力和誘導(dǎo)阻力。摩擦阻力(

占9

%)由于空氣粘性作用在車身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。(3)坡道阻力F汽車重力沿坡道的分力。F,=Gsin

a(4)加速阻力F;汽車加速行駛時(shí)，克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力。3、汽車行駛方程式F?=F+Fw+

F;+

F,三、汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡圖F?2Ft3Ft4500045004000350030002500200015001000500050

100

150200ua/(km·h?1)F+5FF/NFuF?發(fā)動(dòng)機(jī)以部分負(fù)荷工作即可35003000F?225002000t

3Ft4100050050

100

150u。ua/(km·h?1)1、確定

uamax最高車速時(shí)，汽車坡道阻力和加速阻力均為零，此時(shí)驅(qū)動(dòng)力等于常用行駛阻力(滾動(dòng)阻力和空氣阻力)之和500045004000200uamaxZ匠F+5F?15000

a)

b)積分時(shí)可以將積分區(qū)域劃分成若干個(gè)小區(qū)間，采用圖解積分的方法求面積和。u./(km·h)圖7-5

汽車的行駛加速度曲線2、確定加速時(shí)間t圖7-6汽車的加速度倒數(shù)曲線3、確定最大爬坡度maua/(km·h?1))

%

(

i四、汽車功率平衡ua/(km·h?1)R/kW五、汽車驅(qū)動(dòng)-附著條件C?一后輪驅(qū)動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)輪的附著率后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，附著條件是：第二節(jié)拖拉機(jī)行駛原理一、拖拉機(jī)行駛動(dòng)力學(xué)1、拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)力履帶式拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)力輪式拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)力2、拖拉機(jī)行駛阻力(1)拖拉機(jī)牽引阻力F當(dāng)拖拉機(jī)與配套機(jī)具組成機(jī)組作業(yè)時(shí)，牽引農(nóng)機(jī)具必須克服作業(yè)阻力、農(nóng)機(jī)具行走的滾動(dòng)或摩擦阻

力等，這些阻力的合力在前進(jìn)方向的分力即農(nóng)具牽引阻力，該力通過牽引裝置或懸掛機(jī)構(gòu)作用在拖拉機(jī)

上形成牽引阻力。(2)拖拉機(jī)滾動(dòng)阻力F拖拉機(jī)行駛在松軟土壤上時(shí)，其功的消耗主要有三個(gè)方面：(1)車輪或履帶對(duì)土壤垂直壓縮變形的功耗；(2)車輪或履帶前方水平擠壓土壤的功耗；(3)輪胎彈性變形或履帶克服預(yù)張緊力及驅(qū)動(dòng)

轉(zhuǎn)矩所帶來附加張緊力引起的摩擦力矩?fù)p失的功耗以及其它功率損失。車輪或履帶滾動(dòng)的總消耗主要受

土壤條件的影響。上述三個(gè)方面的消耗功分別對(duì)應(yīng)拖拉機(jī)的壓實(shí)阻力、推土阻力和胎體變形阻力或履帶

式拖拉機(jī)行駛系各機(jī)件間的摩擦阻力。這三個(gè)阻力之和稱為拖拉機(jī)滾動(dòng)阻力。其用下式表示：F?=Gf3、拖拉機(jī)行駛方程式F=4、拖拉機(jī)的附著條件滑轉(zhuǎn)率δ容許最大滑轉(zhuǎn)率值

δy附著力F=G?φ5、影響滾動(dòng)阻力和附著力的因素(1)土壤條件(2)路面條件(3)附著載荷(4)輪胎氣壓(5)輪胎尺寸(6)輪胎花紋(7)輪胎結(jié)構(gòu)二、拖拉機(jī)附著動(dòng)力學(xué)1、輪式拖拉機(jī)附著性能(1)輪式拖拉機(jī)牽引機(jī)組受力分析(2)輪式拖拉機(jī)懸掛機(jī)組受力分析壓力中心的位置對(duì)履帶拖拉機(jī)附著性能和其他性能都有很大影響，它在某種程度上反映單位

壓力的分布情況。假設(shè)支承面下的單位壓力呈線性變化，當(dāng)壓力中心正好處于支承面中點(diǎn)(即L。/2處)時(shí)，壓力分布呈矩形(圖7-13a),

壓力中心坐標(biāo)為

當(dāng)壓力中心偏后時(shí)，壓力分布呈梯形(圖7-13b),

支承面后部壓力大于前部壓力；如果壓力中心過于靠后，壓力分布呈三角形(圖7-13c),甚至履帶前

部抬起，起不到支承作用。單位壓力分布越均勻附著性能越好，此時(shí)滾動(dòng)阻力小而附著性能好，因此希望壓力中心處于支承面的中點(diǎn)。2、履帶拖拉機(jī)附著性能Fz=G+Fy壓力中心坐標(biāo)：3、手扶拖拉機(jī)附著性能(1)牽引農(nóng)具受力分析G?a+FL=Fza?+F?h+F,L,tanyT.

=Fza?F=(F?h+FL,tany+T-G,a)/L(2)懸掛農(nóng)具受力分析為保證機(jī)組工作時(shí)耕深穩(wěn)定和農(nóng)具提升后行駛穩(wěn)定，兩種情況下都應(yīng)使F??>0,

表明質(zhì)心必須配置在驅(qū)動(dòng)輪軸線的后方。為盡可能減小扶手作用力F,手扶拖拉機(jī)牽引機(jī)組的質(zhì)心應(yīng)在驅(qū)動(dòng)輪軸的前方。(3)帶旋耕機(jī)作業(yè)時(shí)的受力分析

機(jī)組水平方向受力：F?+FR=F分以下三種情況分析：FR<FFR>FFR》F垂直方向受力分析：Ga+Fza?=FR,aR+Fza?Tr=FzaFz=(Ga+T,-FR,aR)/a?為防止手扶拖拉機(jī)旋耕機(jī)組作業(yè)時(shí)產(chǎn)生“上躍”和“前躍”現(xiàn)象，機(jī)組的使用重量和質(zhì)心位置應(yīng)適當(dāng)。(2)四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)附著原理理論上

r/r?=@?/@?=c實(shí)際上

v=v?(1-δ?

)=v?(1-δ?),

分以下4種情況：V?=v?

時(shí)，δ?=δ?v?>V?>

時(shí)，δ?

>δ?

>0V?>v?=v

時(shí)，δ?

>0、δ?=0V?>v>v?

時(shí)，δ?

>0、δ<04、四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)附著性能(1)四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)的性能特點(diǎn)

性能特點(diǎn)有以下三點(diǎn)：附著性能顯著改善。減輕對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞。操縱性和通過性提高。第三節(jié)汽車相關(guān)性能一、汽車燃油經(jīng)濟(jì)性1、汽車燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)中國及歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)：一定運(yùn)行工況下百公里燃油消耗量，單位為L/100km。美國燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)：一定運(yùn)行工況下一定量燃油行駛的里程，單位為mile/USgal。得到該公式確定的P和此時(shí)的車速ua,利用插值法，能夠在萬有特性圖上確定相應(yīng)的燃油

消耗率b。汽車以該車速等速行駛時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的燃油消耗量

(mL/s)

為：2、

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算(1)等速行駛工況的燃油消耗量計(jì)算等速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)提供的功率為：折算成百公里燃油消耗量

(L/100km)

為：>以速度增加1km/h

為間隔，將汽車加速過程分為若干個(gè)小區(qū)間，計(jì)算各區(qū)間的油耗并將其相加，即得加速油耗。In時(shí)間t(2)等加速行駛工況的燃油消耗量計(jì)算等加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)提供的功率為：ua2ual-0,每個(gè)小區(qū)間起始或終了時(shí)刻車速對(duì)應(yīng)的單位時(shí)間燃油消耗量：從行駛初速度ua?

加

速

度

到ua?+1的小區(qū)間，油耗為：車速增加1km/h

所需時(shí)間為：lkm/hIkm/h速

度

u

a(3)等減速行駛工況的燃油消耗量計(jì)算：等減速工況的總減速時(shí)間：將每個(gè)小區(qū)間的油耗疊加后得到總油耗為：整個(gè)加速過程汽車行駛的距離：減速過程的燃油消耗量：(4)怠速停車時(shí)的燃油消耗量計(jì)算：如果怠速停車時(shí)間為t(s),燃油消耗量為：Qia=Qts(5)整個(gè)循環(huán)工況百公里燃油消耗量計(jì)算：整個(gè)減速過程汽車行駛的距離：2、汽車燃油經(jīng)濟(jì)性影響因素(1)使用方面行駛車速：檔位選擇：掛車的應(yīng)用：正確調(diào)整與保養(yǎng)：運(yùn)行條件：(2)汽車結(jié)構(gòu)方面轎車總尺寸和質(zhì)量：發(fā)動(dòng)機(jī)：傳動(dòng)系：汽車外形與輪胎：二、汽車制動(dòng)性1、汽車制動(dòng)性指標(biāo)制動(dòng)效能：制動(dòng)效能是指在良好路面上，汽車以一定初速制動(dòng)到停車的制動(dòng)距離或制動(dòng)時(shí)汽車的減

速

度

。制動(dòng)效能的恒定性：汽車高速行駛或下長坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)效能保持的程度。制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性：制動(dòng)時(shí)汽車按照駕駛員給定方向行駛的能力，即是否會(huì)發(fā)生制動(dòng)跑偏、側(cè)滑

和失去轉(zhuǎn)向能力等。地面制動(dòng)力：制動(dòng)器制動(dòng)力：地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與地面附著力三者間關(guān)系圖：2、汽車制動(dòng)受力分析制動(dòng)力系數(shù)φb、側(cè)向力系數(shù)φ,與滑動(dòng)率關(guān)系圖：滑動(dòng)率：滑動(dòng)率s(%)3、汽車制動(dòng)效能分析(1)制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度(2)制動(dòng)距離的分析4、汽車制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)效能的恒定性主要指的是抗熱衰退性能。抗熱衰退性能與制動(dòng)器摩擦副材料及制動(dòng)器結(jié)構(gòu)有關(guān)。5、汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性(1)汽車的制動(dòng)跑偏原因有兩個(gè)：汽車左、右車輪，特別是前軸左、右車輪(轉(zhuǎn)向輪)制動(dòng)器的制動(dòng)力不相等Fx>Fx?r使前輪偏轉(zhuǎn)、汽車跑偏Fx21Fn將使前輪繞主銷偏轉(zhuǎn)，加劇跑偏FxIFγ1Fx

對(duì)主銷的力矩會(huì)

使前輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)FnFx2r一FxIrFx?形成

轉(zhuǎn)向力矩地面?zhèn)认蛄π纬傻?/p>

反力矩uU?F;轉(zhuǎn)向縱拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)

襯套-主銷一止推軸承-前梁

梯形臂制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)(互相干涉)T輪

轂軸承卜轉(zhuǎn)向橫拉桿

輪

轂制動(dòng)鼓Fxm)Fxn]e前輪抱死時(shí)，F(xiàn)

的方向與前軸側(cè)滑的方0向相反，F(xiàn)

能阻止或e

后輪抱死時(shí)，F(xiàn);與后

軸側(cè)滑方向一致，慣性力加劇后軸側(cè)滑，后軸側(cè)滑又加劇慣性力，汽Fn車將急劇轉(zhuǎn)動(dòng)，處于不0穩(wěn)

定

狀

態(tài)。(2)制動(dòng)時(shí)后軸側(cè)滑與前軸轉(zhuǎn)向能力的喪失AE

(離心力)C減小前軸側(cè)滑，汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)。1.前輪抱死拖滑uA

Fxbl2.后輪抱死拖滑F(xiàn)n≈0Fx?

|≈0Fxn2Fy?Fxn2FjFy1Fxb?Fxb?UAUBUBCABBa6、制動(dòng)性能及其改進(jìn)措施(1)改進(jìn)制動(dòng)器制動(dòng)性能(2)改善輪胎與地面的附著力(3)防止制動(dòng)時(shí)車輪的跑偏和側(cè)滑(4)EBD系統(tǒng)三、汽車其他動(dòng)力性性能1、汽車操縱穩(wěn)定性汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛員不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛員通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，仍能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。(1)輪胎側(cè)偏特性1、中性轉(zhuǎn)向2、過多轉(zhuǎn)向3、不足轉(zhuǎn)向(2)汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向2、汽車平順性行駛平順性是指保持汽車拖拉機(jī)在行駛過程中乘員所處的振動(dòng)和沖擊環(huán)境在一定舒適度范圍內(nèi)的性

能。因此，平順性主要根據(jù)駕乘人員主觀感覺的舒適性來評(píng)價(jià)。對(duì)于載貨汽車還包括保持貨物完好的性

能。3、汽車通過性汽車通過性是指汽車在一定載質(zhì)量條件下能以足夠高的平均車速通過各種壞路及無路地帶和克服各

種障礙的能力?！?/p>

汽車通過性可分為輪廓通過性和牽引支承通過性。第四節(jié)拖拉機(jī)相關(guān)性能一、拖拉機(jī)穩(wěn)定性拖拉機(jī)的穩(wěn)定性是指其保持穩(wěn)定不翻傾、不滑移的性能。1、拖拉機(jī)靜態(tài)縱向穩(wěn)定性(1)縱向極限翻傾角拖拉機(jī)不帶任何機(jī)具靜止制動(dòng)在縱向坡道上，不致產(chǎn)生縱向翻傾的最大坡度角

稱為縱向極限翻傾角。輪式拖拉機(jī)上坡時(shí)的極限翻傾角輪式拖拉機(jī)下坡時(shí)的極限翻傾角履帶式拖拉機(jī)上坡時(shí)的極限翻傾角履帶式拖拉機(jī)下坡時(shí)的極限翻傾角輪式拖拉機(jī)上坡時(shí)的極限翻傾角輪式拖拉機(jī)下坡時(shí)的極限翻傾角(2)縱向滑移角當(dāng)拖拉機(jī)不帶任何農(nóng)具在縱向坡道上能被制動(dòng)住而不致產(chǎn)生下滑的最大坡度角稱為縱向滑移角。履帶式拖拉機(jī)上、下坡時(shí)的極限翻傾角α=a'=arctanφa

b3

b(2)帶懸掛農(nóng)具時(shí)的縱向穩(wěn)定性運(yùn)輸狀態(tài)：工作狀態(tài)：拖拉機(jī)出現(xiàn)后翻的傾向時(shí)，由于有后懸掛農(nóng)具作支撐，實(shí)際不會(huì)出現(xiàn)向后翻傾。此時(shí)需注意前輪載荷，

保證良好操縱性。2、拖拉機(jī)帶農(nóng)具時(shí)的縱向穩(wěn)定性(1)帶牽引農(nóng)具時(shí)的縱向穩(wěn)定性拖拉機(jī)不向后翻傾的條件是前輪的地面支反力Fz≥0:3、橫向穩(wěn)定性(1)橫向靜態(tài)穩(wěn)定性拖拉機(jī)靜止在橫向坡道上或沿等高線等速行駛時(shí)，不致產(chǎn)生橫向翻傾的最大坡度角稱為橫向翻傾角；不

產(chǎn)生橫向滑移的最大坡度角稱為橫向滑移角β。β?=arctan(φ?)G,sin

βFFv.O?F?b橫向翻傾：橫向滑移：(2)輪式拖拉機(jī)在橫向坡道上轉(zhuǎn)向時(shí)的穩(wěn)定性v≤√418Ro?F?G,cosβOFβa4、改善穩(wěn)定性的措施(1)質(zhì)心位置的合理配置輪式拖拉機(jī)在水平地面靜置時(shí)的前后輪質(zhì)量分配主要取決于質(zhì)心坐標(biāo)。因此質(zhì)心位置的合理配置，即

質(zhì)心坐標(biāo)對(duì)拖拉機(jī)穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。(2)機(jī)頭配重、前輪配重為使拖拉機(jī)能穩(wěn)定地進(jìn)行各種作業(yè)，目前多數(shù)拖拉機(jī)采用機(jī)頭配重或前輪配重的方式。機(jī)頭配重由多

塊鑄鐵塊組成，可根據(jù)用途或需要調(diào)整配置重量。前輪配重與機(jī)頭配重作用相同，但一般由若干塊配重組

成，為了避免輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的不平衡及產(chǎn)生離心慣性力，前輪配重應(yīng)沿圓周均勻分配安裝或同時(shí)拆除。因此，

在調(diào)整配重時(shí)不如機(jī)頭配重方便。二、

拖

拉

機(jī)

牽

引

性

能1、拖拉機(jī)的功率平衡和牽引效率(1)拖拉機(jī)的功率平衡拖拉機(jī)的功率平衡是表明拖拉機(jī)工作時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率是如何消耗和利用的。輪式拖拉機(jī)的功率平衡：Ne=Nc+N?+N,+N履帶式拖拉機(jī)的功率平衡：Ne=N.+N?+N?+N+NT(2)牽引效率用牽引效率ηr來衡量整個(gè)拖拉機(jī)的功率損失，它等于拖拉機(jī)的牽引功率N?和

相

應(yīng)

的

發(fā)

動(dòng)

機(jī)

功

率N

比

值

：牽

引

效

率

等

于

傳

動(dòng)

系

效

率n。、履帶驅(qū)動(dòng)段效率η(輪式拖拉