汽車行駛對道路的基本要求：安全：保證汽車的行駛穩(wěn)定性，避免發(fā)生翻車、倒溜、側(cè)滑等；迅速：行駛速度——平均技術(shù)速度。經(jīng)濟：運輸成本：低運輸生產(chǎn)率：高

評價汽車運輸工作效率的指標有：

汽車運輸生產(chǎn)率——周轉(zhuǎn)率運輸成本——油料及輪胎消耗，保養(yǎng)周期舒適：視覺上：線形美觀，賞心悅目，自然環(huán)境與景觀設(shè)計生理上：平穩(wěn)、不顛簸，離心力小心理上：輕松，有安全感，心情愉快。安全、迅速、經(jīng)濟、舒適2.1

汽車的動力、行駛阻力及汽車的行駛條件2.1.1汽車的牽引力汽車的動力來源：汽車行駛的驅(qū)動力來自它的內(nèi)燃發(fā)動機。在發(fā)動機里熱能轉(zhuǎn)化成機械能經(jīng)過傳動系變速和傳動，將曲軸的扭矩傳給驅(qū)動輪，產(chǎn)生Mk的扭矩驅(qū)動汽車驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，輪胎對路面產(chǎn)生向后的水平推力，則路面對車輛產(chǎn)生向前的推力，驅(qū)使汽車行駛。

T=Mk/rMkr發(fā)動機輸出的功率Ne與產(chǎn)生的扭矩Me的關(guān)系：1．汽車發(fā)動機外特性曲線N-n曲線M-n曲線耗油量ge-n曲線發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性曲線：東風EQ-140發(fā)動機外特性曲線汽車傳動系統(tǒng)：2．牽引力與曲軸扭矩的關(guān)系（1）發(fā)動機扭矩的傳遞：傳到傳動軸上的扭矩為：Mn=Me·ik·ηk

經(jīng)主傳動器的半軸而傳到汽車驅(qū)動輪上的扭矩值為

Mk=Mn·i0·η0。=Me·i0·η0·ik·ηk令ηm=η0·ηk，ηm稱為傳動系的機械效率

Mk=Me·i0·ik·ηm

（2）牽引力Ft與曲軸扭矩Me的關(guān)系：

2．牽引力與曲軸扭矩的關(guān)系rk——車輪工作半徑，即計入輪胎彈性變形后的車輪半徑（m）。它與內(nèi)胎氣壓，外胎構(gòu)造、路面的剛性與平衡性以及車輪上的荷載有關(guān)。其值一般為0.93r0～0.96r0，r0為未變形前輪胎的自由半徑。

車速V與發(fā)電機轉(zhuǎn)速關(guān)系：驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)速為：

車速V與發(fā)電機轉(zhuǎn)速關(guān)系：

驅(qū)動力Ft

與行車速度之間的關(guān)系式：

汽車行駛阻力包括：滾動阻力Rf

坡度阻力Ri

空氣阻力Rw

慣性阻力Rj2.1.2汽車的行駛阻力

1.

滾動阻力Rf汽車的輪胎具有彈性，所以當車輪滾動時，輪胎會連續(xù)反復(fù)地發(fā)生變形。法向反作用力Z的作用點較車輪法線前移了一個距離a，因而產(chǎn)生一個滾動阻力距Mf，其值為Mf=Gk·a

由平衡條件得：Mf=T1·rk

（水平推力T1）

T1=Mf/rk=Gk·a/rk令f=a/rk

，則T1=Gk·f

或f=T1/Ga1.

滾動阻力Rff稱為滾動阻力系數(shù)。由上述可知，滾動阻力系數(shù)是車輪在一定條件下滾動時，所需推與車輪負荷之比，即單位車重所需的推力。對整個車輛，為克服滾動阻力矩所必須的推力為

T=∑T1=Ga·f

滾動阻力Rf為：Rf

=Ga·f

當汽車在坡度角α的公路上行駛時，其車輪負荷變?yōu)镚a·cosα，則其滾動阻力為Rf=Ga·cosα·f

汽車在坡道上行駛時，汽車重力在平行路面方向上的分力，稱為坡度阻力。坡度阻力計算公式：

Ri=±Gasinα

因坡道傾角一般較小，認為sinα≈tgα＝i，則

Ri=±Gatanα=±Gai

（N）式中：Ri——坡度阻力（N）；

Ga——車輛總重力（N）；

i——道路縱坡度，上坡為正；下坡為負。2.坡度阻力Ri汽車在行駛中，由于迎面空氣質(zhì)點的壓力，車后的真空吸力及空氣質(zhì)點與車身表面的摩擦力阻礙汽車前進，總稱為空氣阻力。壓力阻力：壓差阻力、干擾阻力、冷卻系阻力空氣阻力：誘導阻力。

摩擦阻力3.空氣阻力Rw式中：C——流線型系數(shù)；

ρ——空氣密度，kg/m3，一般ρ=1.2258N·s2/m4；

A——汽車迎風面面積，m2；

vH——汽車與空氣相對速度，m/s；

n——隨車速變化的指數(shù)，當vH＜1m/s，n=1；

1＜vH＜330m/s，n=2；vH＞330m/s，n=3?？諝庾枇W計算公式：簡化公式：RW=KAv2=KAV2/13式中：K——空氣阻力系數(shù)，kg/m3；K=Cρ。其值可由道路試驗，風洞試驗等方法測得；

V——車速，km/h

對汽車列車的空氣阻力，一般可按每節(jié)掛車的空氣阻力為其牽引車的20%折算。則對n節(jié)掛車的汽車列車，其空氣阻力為

RW=（1+0.2n）KAV2/13

汽車的迎風面積，即汽車在縱軸的垂直面上的投影面積，可用投影法測得，也可用下列公式計算載重汽車和公共汽車

A=BH

小客車

A=0.78B1H

3.空氣阻力Rw乘積KF稱為汽車流線性因數(shù)

汽車變速行駛時，需要克服其質(zhì)量變通運動時產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩稱為慣性阻力，用Rj表示。汽車的質(zhì)量：平移質(zhì)量旋轉(zhuǎn)質(zhì)量4．慣性阻力Rj汽車平移質(zhì)量的慣性阻力Rj1為：

旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力矩Rj2汽車上各回轉(zhuǎn)部件（如飛輪、離合器、變速器、齒輪、傳動軸、主傳動器、車輪等）的轉(zhuǎn)動慣量，以發(fā)動機飛輪及汽車車輪的數(shù)值為最大，通常忽略其它部件的影響而不計。

飛輪的慣性力矩Mje為：Mje=Je·dωe/dt

車輪的慣性力矩Mjk

為：Mjk=∑Jk·dωk/dt

回轉(zhuǎn)部件的慣性阻力Rj2為：慣性阻力計算：Rj2與Rj1之和即汽車的慣性阻力Rj（N）。為簡化計算引入一個系數(shù)δ，得式中δ稱為汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。δ主要與飛輪的轉(zhuǎn)動慣量、車輪的轉(zhuǎn)動慣量以及傳動系的傳動比有關(guān)，其值可用下式計算：式中δ1與δ2為分別考慮汽車車輪和發(fā)動機飛輪的慣性影響而引用的兩個系數(shù)。對一般汽車而言其數(shù)值變化不大；δ1在0.03～0.05之間；δ2對于小客車在0.05～0.07之間，對于載重汽車在0.04～0.05之間。1．汽車行駛的必要條件為使汽車運動，汽車的牽引力必須與汽車運動時所遇到各項阻力之和平衡，即

Ft

=Rf

±Ri+RW

±Rj（牽引平衡方程）代入表達式，汽車的運動方程式為：2.1.3汽車的行駛條件汽車行駛的必要條件：（亦稱驅(qū)動條件）：

Ft

=R=Rf

±Ri+RW

±Rj

若Ft

<R，汽車不能作穩(wěn)定行駛。汽車的牽引力與路面對車輪的水平反力大小、方向均相同，而路面對車輪的水平反力受輪胎與路面間附著條件的制約。驅(qū)動力小于或等于輪胎與路面之間的附著力，即

Ft≤

G·φ（亦稱附著條件）式中：G——驅(qū)動輪荷重（N），對于全輪驅(qū)動的汽車，為汽車總重；對于后輪驅(qū)動的汽車，一般取小汽車；G=0.5Ga

～0.65Ga，載重汽車：G=0.65Ga

～0.8Ga；

φ——輪胎與路面間的摩擦系數(shù)。即汽車行駛的充分條件（附著條件）：Ft≤

G·φ

汽車行駛的充分必要條件，亦稱為汽車運動的驅(qū)動與附著條件，即

Ft=Rf±Ri+Rw±Rj≤Gφ

2.汽車行駛的充分條件：摩擦系數(shù)φ與路面的粗糙程度、潮濕泥濘程度、輪胎花紋和氣壓、車速、荷載重量等因素有關(guān)。各類路面φ的平均值如表2.1.63.道路摩擦系數(shù)2.2汽車的動力特性

動力特性：能反映汽車動力性能的指標。汽車的動力性能：指汽車所具有的加速、上坡、最大速度等的性能。汽車的動力性愈好，速度就愈高，所能克服的行駛阻力也愈大。2.2.1動力因數(shù)和動力特性圖1.動力因素：汽車的運動方程式：Ft=Rf±Ri+RW±Rj改變形式，F(xiàn)t-RW=Rf±Ri±RjFt-FW稱為汽車的后備牽引力。Ft

、RW之值均與汽車的構(gòu)造和行駛速度有關(guān)。代入表達式

令上式左端為D，即

為使不同類型汽車的動力性進行比較，且有相同的評價尺度，將上式兩端分別除以車輛總重Ga，得

D稱為動力因數(shù)。其含義是：某型汽車在海平面高度上，滿載情況下，單位車重所具有的后備牽引力（又叫單位車重所具有的牽引潛力）。

當汽車作等速行駛時，dv/dt=0

則D=f±i=ψ

式中：ψ——道路阻力系數(shù)，ψ=f±i，僅與道路狀況和坡度有關(guān)。

2.動力特性圖:動力因數(shù)D與車速V間的關(guān)系曲線，稱為動力特性圖

當?shù)缆匪诘夭辉诤Ｆ矫嫔?，汽車也不是滿載，由于海拔增高，氣壓降低，使發(fā)動機輸出功率、汽車的驅(qū)動力及空氣阻力都隨之降低，所以，應(yīng)對動力因數(shù)D進行修正。方法是給D乘以一個修正系數(shù)λ，3.海拔荷載修正系數(shù)λ:λ稱為動力因數(shù)D的海拔荷載修正系數(shù)，其值為式中：Ga——滿載時汽車重力，N；

GT

——實際裝載時汽車重力，N；

ξ——海拔系數(shù)。圖2.2.2海拔系數(shù)圖當汽車的動力因數(shù)為D，道路阻力為ψ，汽車的行駛狀態(tài)有以下三種情況：2.2.2車速特性

當ψ>D時：減速行駛（假設(shè)λ=1），由

當ψ＜D時：加速行駛

當ψ=D時:a＝0等速行駛最高車速就是指在良好的路面條件情況下，穩(wěn)定行駛的汽車所能夠達到的最大行駛速度。dv/dt=0，則D=ψ直線與D=f（V）曲線的交點所對應(yīng)的速度Vc，即為在道路阻力為ψ時，汽車可能的最大行駛速度。2.臨界速度

1.道路條件一定時的最高車速圖2.2.3某排擋的動力特性圖最高車速就是指在良好的路面條件情況下，穩(wěn)定行駛的汽車所能夠達到的最大行駛速度。dv/dt=0，則D=ψ直線與D=f（V）曲線的交點所對應(yīng)的速度Vc，即為在道路阻力為ψ時，汽車可能的最大行駛速度。2.臨界速度

對某一排擋的動力特性曲線，動力因數(shù)D均有一定的使用范圍，且存在一個最大值Dmax，其所對應(yīng)的速度Vk稱為該檔的臨界速度。

1.道路條件一定時的最高車速圖2.2.3某排擋的動力特性圖3.汽車的最高速度汽車的最高速度：是指節(jié)流閥全開、滿載（不帶掛車）、在表面平整堅實水平路段上，以直接檔作穩(wěn)定行駛時的速度。最高速度Vmax

：4.汽車的最小穩(wěn)定速度汽車的最小穩(wěn)定速度：是指滿載（不帶掛車）在路面平整堅實的水平路段上，穩(wěn)定行駛時的最低速度（即臨界速度Vk）。最大爬坡度：指汽車在堅硬路面上用最低檔作等速行駛時所能克服的最大坡度。

cosα＜1，sinα≠tgα＝i，

Dmax=fcosα+sinα（略去海拔荷載系數(shù)λ）解此三角函數(shù)方程式，得最大坡角：2.2.3汽車的爬坡能力汽車的爬坡能力是指汽車在良好路面上等速行駛時克服了其它行駛阻力后所能爬上的縱坡度。，dv/dt=0，則i=λD-f則汽車的最大爬坡度為：imax=tanαmax

假定汽車用一個排擋動力上坡，以速度V1駛?cè)肫露危⒁运俣萔2駛出坡段，則可能克服的坡度i1和相應(yīng)的坡長S1，由速度Vt和V2在動力特性圖上，可求得相應(yīng)的動力因數(shù)值D1和D2，則由公式可得相應(yīng)的加速度2.汽車的動力上坡假定汽車用一個排擋動力上坡，以速度駛?cè)肫露危⒁运俣萔2駛出坡段，則可能克服的坡度i1和相應(yīng)的坡長S1，由速度Vt和V2在動力特性圖上，可求得相應(yīng)的動力因數(shù)值D1和D2，則由公式可得相應(yīng)的加速度2.汽車的動力上坡因vdt=ds，

dt=ds/v,代入上式得：汽車變速行駛時所能克服的坡長：

汽車變速行駛時所能克服的坡度：2.2汽車的動力特性

動力特性：能反映汽車動力性能的指標。汽車的動力性能：指汽車所具有的加速、上坡、最大速度等的性能。汽車的動力性愈好，速度就愈高，所能克服的行駛阻力也愈大。2.2.1動力因數(shù)和動力特性圖1.動力因素：汽車的運動方程式：Ft=Rf±Ri+RW±Rj改變形式，F(xiàn)t-RW=Rf±Ri±RjFt-FW稱為汽車的后備牽引力。Ft

、RW之值均與汽車的構(gòu)造和行駛速度有關(guān)。代入表達式

令上式左端為D，即

為使不同類型汽車的動力性進行比較，且有相同的評價尺度，將上式兩端分別除以車輛總重Ga，得

D稱為動力因數(shù)。其含義是：某型汽車在海平面高度上，滿載情況下，單位車重所具有的后備牽引力（又叫單位車重所具有的牽引潛力）。

當汽車作等速行駛時，dv/dt=0

則D=f±i=ψ

式中：ψ——道路阻力系數(shù)，ψ=f±i，僅與道路狀況和坡度有關(guān)。

2.動力特性圖:動力因數(shù)D與車速V間的關(guān)系曲線，稱為動力特性圖

當?shù)缆匪诘夭辉诤Ｆ矫嫔?，汽車也不是滿載，由于海拔增高，氣壓降低，使發(fā)動機輸出功率、汽車的驅(qū)動力及空氣阻力都隨之降低，所以，應(yīng)對動力因數(shù)D進行修正。方法是給D乘以一個修正系數(shù)λ，3.海拔荷載修正系數(shù)λ:λ稱為動力因數(shù)D的海拔荷載修正系數(shù)，其值為式中：Ga——滿載時汽車重力，N；

GT

——實際裝載時汽車重力，N；

ξ——海拔系數(shù)。圖2.2.2海拔系數(shù)圖當汽車的動力因數(shù)為D，道路阻力為ψ，汽車的行駛狀態(tài)有以下三種情況：2.2.2車速特性

當ψ>D時：減速行駛（假設(shè)λ=1），由

當ψ＜D時：加速行駛

當ψ=D時:a＝0等速行駛最高車速就是指在良好的路面條件情況下，穩(wěn)定行駛的汽車所能夠達到的最大行駛速度。dv/dt=0，則D=ψ直線與D=f（V）曲線的交點所對應(yīng)的速度Vc，即為在道路阻力為ψ時，汽車可能的最大行駛速度。2.臨界速度

1.道路條件一定時的最高車速圖2.2.3某排擋的動力特性圖最高車速就是指在良好的路面條件情況下，穩(wěn)定行駛的汽車所能夠達到的最大行駛速度。dv/dt=0，則D=ψ直線與D=f（V）曲線的交點所對應(yīng)的速度Vc，即為在道路阻力為ψ時，汽車可能的最大行駛速度。2.臨界速度

對某一排擋的動力特性曲線，動力因數(shù)D均有一定的使用范圍，且存在一個最大值Dmax，其所對應(yīng)的速度Vk稱為該檔的臨界速度。

1.道路條件一定時的最高車速圖2.2.3某排擋的動力特性圖3.汽車的最高速度汽車的最高速度：是指節(jié)流閥全開、滿載（不帶掛車）、在表面平整堅實水平路段上，以直接檔作穩(wěn)定行駛時的速度。最高速度Vmax

：4.汽車的最小穩(wěn)定速度汽車的最小穩(wěn)定速度：是指滿載（不帶掛車）在路面平整堅實的水平路段上，穩(wěn)定行駛時的最低速度（即臨界速度Vk）。最大爬坡度：指汽車在堅硬路面上用最低檔作等速行駛時所能克服的最大坡度。

cosα＜1，sinα≠tgα＝i，

Dmax=fcosα+sinα（略去海拔荷載系數(shù)λ）解此三角函數(shù)方程式，得最大坡角：2.2.3汽車的爬坡能力汽車的爬坡能力是指汽車在良好路面上等速行駛時克服了其它行駛阻力后所能爬上的縱坡度。，dv/dt=0，則i=λD-f則汽車的最大爬坡度為：imax=tanαmax

假定汽車用一個排擋動力上坡，以速度駛?cè)肫露?，并以速度V2駛出坡段，則可能克服的坡度i1和相應(yīng)的坡長S1，由速度Vt和V2在動力特性圖上，可求得相應(yīng)的動力因數(shù)值D1和D2，則由公式可得相應(yīng)的加速度2.汽車的動力上坡假定汽車用一個排擋動力上坡，以速度駛?cè)肫露?，并以速度V2駛出坡段，則可能克服的坡度i1和相應(yīng)的坡長S1，由速度Vt和V2在動力特性圖上，可求得相應(yīng)的動力因數(shù)值D1和D2，則由公式可得相應(yīng)的加速度2.汽車的動力上坡因vdt=ds，

dt=ds/v,代入上式得：汽車變速行駛時所能克服的坡長：

汽車變速行駛時所能克服的坡度：2.3汽車的行駛穩(wěn)定性

汽車的行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，在外部因素作用下，汽車尚能保持正常行駛狀態(tài)和方向，不致失去控制而產(chǎn)生滑移、傾覆等現(xiàn)象的能力。穩(wěn)定性：縱向橫向表現(xiàn)：滑移傾覆縱向傾覆縱向滑移或倒溜橫向穩(wěn)定性：表現(xiàn)：傾覆滑移（側(cè)滑）2.3.1汽車行駛的縱向穩(wěn)定性臨界狀態(tài)：汽車前輪法向反作用力Z1為零。1．縱向傾覆：一般L2和h的數(shù)值在汽車設(shè)計中考慮，其比值L2/h≈1，因此，一般來說汽車的縱向傾覆穩(wěn)定條件是很容易滿足的。

2．縱向滑移（驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)）臨界狀態(tài)條件：下滑力等于驅(qū)動輪與路面的附著力

Gsinα

＝Z2

2．縱向滑移（驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)）臨界狀態(tài)條件：下滑力等于驅(qū)動輪與路面的附著力

Gsinα

＝Z2

結(jié)論：當坡道傾角α≥α

或道路縱坡度i≥i

時，汽車可能產(chǎn)生縱向滑移。在泥濘時

=0.2，冰滑時

=0.1，因此汽車不產(chǎn)生倒溜的條件一般是i<0.1～0.2（泥濘時）。汽車不產(chǎn)生滑移的條件一般是i<0.13～0.15（泥濘時）。2．縱向滑移（驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)）臨界狀態(tài)條件：下滑力等于驅(qū)動輪與路面的附著力縱向滑移的極限狀態(tài)——倒溜發(fā)生條件：結(jié)論：當坡道傾角α≥α

或道路縱坡度i≥

時，汽車可能產(chǎn)生倒溜。2.3.2汽車行駛的橫向穩(wěn)定性

汽車在平曲線上行駛時會產(chǎn)生離心力，其作用點在汽車的重心，方向水平背離圓心。

1．汽車在平曲線上行駛受到的橫向作用力：

離心力yyxxy2.3.2汽車行駛的橫向穩(wěn)定性

汽車在平曲線上行駛時會產(chǎn)生離心力，其作用點在汽車的重心，方向水平背離圓心。

汽車在平曲線上行駛時受到的平行與路面方向的橫向力總和X為：1．汽車在平曲線上行駛受到的橫向作用力：

離心力汽車在平曲線上行駛時，受到得法向作用力總和Y為：橫向力系數(shù)μ：橫向力X與法向反力Y的比值。

yyxx（1）橫向傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩和穩(wěn)定力矩的極限平衡狀態(tài)是：

2.

汽車在曲線上行駛的穩(wěn)定性分析yx當滿足條件時，汽車在平曲線上行駛就不會產(chǎn)生傾覆。（1）橫向傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩和穩(wěn)定力矩的極限平衡狀態(tài)是：

2.

汽車在曲線上行駛的穩(wěn)定性分析當滿足條件時，汽車在平曲線上行駛就不會產(chǎn)生傾覆。（2）橫向滑移穩(wěn)定

橫向滑移：當橫向力X大于輪胎和路面之間的橫向附著力X’時，汽車將發(fā)生產(chǎn)生橫向滑移。汽車不發(fā)生橫向滑移的條件是：yx汽車在橫向滑移極限平衡狀態(tài)時最大可能的車速和最小曲線半徑為：

4．橫向穩(wěn)定性的保證

汽車在平曲線上行駛時的橫向穩(wěn)定性主要取決于橫向力系數(shù)μ值的大小。現(xiàn)代汽車在設(shè)計制造時重心較低，一般b≈2hg，而

x<0.5,即

汽車在平曲線上行駛時，在發(fā)生橫向傾覆之前先產(chǎn)生橫向滑移現(xiàn)象。在道路設(shè)計中只要保證不產(chǎn)生橫向滑移現(xiàn)象發(fā)生，即可保證橫向穩(wěn)定性。

保證橫向穩(wěn)定性的條件：車輪制動是利用制動器內(nèi)的摩擦阻力矩來形成汽車運動方向相反的路面對車輪的切向摩擦阻力，簡稱為車輪制動力FT。在極限狀態(tài)下，汽車的最大制動力取決于輪胎與路面間的附著力。其值等于車輪對地面的垂直荷載G與輪胎和路面的摩擦系數(shù)的乘積，即：FTmax=G

汽車在部分滑動部分滾動的情況下附著力最大。制動平衡方程式為：-Ft=Rf±Ri+Rw±Rj

Ft+Rf±Ri+±Rj=0（忽略空氣阻力）汽車的制動性是指汽車行駛中強制降低車速以至停車，或在下坡時能保持一定速度行駛的能力。

2.4.1汽車的制動過程與制動力2.4汽車的制動性

2.4.2汽車制動性的評價指標評價汽車制動性的指標：制動效能（制動距