1、第三節 汽車的行駛穩定性 n汽車的行駛穩定性是指汽車在行駛過程中，在外汽車的行駛穩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和方向，部因素作用下，汽車尚能保持正常行駛狀態和方向，不致失去控制而產生滑移、傾覆等現象的能力。不致失去控制而產生滑移、傾覆等現象的能力。n 穩定性：縱向穩定性：縱向n 橫向橫向 n 表現：滑移表現：滑移n 傾覆傾覆n縱向穩定性：縱向穩定性： 表現：傾覆傾覆n 滑移（倒溜）滑移（倒溜）n橫向穩定性：橫向穩定性： 表現：傾覆傾覆n 滑移（側滑）滑移（側滑）n臨界狀態：汽車前輪法向反作用力臨界狀態：汽車前輪法向反作用力Z1為零為零 。n Z1L -

2、- Gl2cos0 + + Ghgsin0=0 n Z1L = Gl2cos0 - - Ghgsin0=0 g20hltg 1縱向傾覆縱向傾覆 ：g20hli 2 2縱向滑移（驅動輪滑轉）縱向滑移（驅動輪滑轉）n臨界狀態：下滑力等于驅動輪與路面的附著力臨界狀態：下滑力等于驅動輪與路面的附著力n GsinGsin G Gk kn因為因為sinsin tgtg = = i i ，則，則縱向滑移臨界狀態縱向滑移臨界狀態條件：條件：GGtgikn縱向滑移的極限狀態縱向滑移的極限狀態倒溜倒溜發生條件：發生條件：n GsinGsin G Gn i = tg = n結論：結論：當坡道傾角當坡道傾角 或道路縱

3、坡度或道路縱坡度ii 時，時，汽車可能產生縱向滑移。汽車可能產生縱向滑移。 3 3縱向穩定性的保證縱向穩定性的保證n 一般一般 接近于接近于1 1，而，而 遠遠小于遠遠小于1 1，g20hli GGikn 所以，所以， i i i i0 0n 即汽車在坡道上行駛時，在發生縱向傾覆之前，即汽車在坡道上行駛時，在發生縱向傾覆之前，首先發生縱向滑移現象。首先發生縱向滑移現象。n 道路設計只要滿足不產生縱向滑移，就可避免道路設計只要滿足不產生縱向滑移，就可避免汽車的縱向傾覆現象出現。汽車的縱向傾覆現象出現。n汽車行駛時縱向穩定性的條件為汽車行駛時縱向穩定性的條件為GGiik二、汽車行駛的橫向穩定性二、

4、汽車行駛的橫向穩定性n 汽車在平曲線上行駛時會產生離心力，其作用汽車在平曲線上行駛時會產生離心力，其作用點在汽車的重心，方向水平背離圓心。點在汽車的重心，方向水平背離圓心。 gRGvF2n受力分析：受力分析：n 橫向力橫向力X失穩失穩n 豎向力豎向力Y穩定穩定1 1汽車在平曲線上行駛時力的平衡汽車在平曲線上行駛時力的平衡n 離心力離心力n將離心力將離心力F與汽車重力與汽車重力G分解為平行于路面的橫分解為平行于路面的橫向力向力X和垂直于路面的豎向力和垂直于路面的豎向力Y， GcosFsinYGsinFcosX 由 于 路 面 橫 向 傾 角由 于 路 面 橫 向 傾 角 一 般 很 小 ， 則一

5、 般 很 小 ， 則sintg=isintg=ih h，cos1cos1，其中，其中i ih h稱為橫向超高稱為橫向超高坡度，坡度，n將離心力將離心力F與汽車重力與汽車重力G分解為平行于路面的橫分解為平行于路面的橫向力向力X和垂直于路面的豎向力和垂直于路面的豎向力Y， 采用橫向力系數來衡量穩定性程度，其意義為單位車采用橫向力系數來衡量穩定性程度，其意義為單位車重的橫向力，即重的橫向力，即GcosFsinYGsinFcosX)igRv(GGigRGvGiFXh2h2hh2igRvGXh2iR127V橫向傾覆：汽車在平曲線上行駛時，由于橫向力的橫向傾覆：汽車在平曲線上行駛時，由于橫向力的作用，使汽

6、車繞外側車輪觸地點產生向外橫向傾覆。作用，使汽車繞外側車輪觸地點產生向外橫向傾覆。 汽車內側車輪支反力汽車內側車輪支反力N N1 1為為0 0。 傾覆力矩等于或大于穩定力矩。傾覆力矩等于或大于穩定力矩。2.2.橫向傾覆條件分析橫向傾覆條件分析傾覆力矩：傾覆力矩：XhXhg g橫向傾覆平衡條件分析：橫向傾覆平衡條件分析：2bG2bG)(Fi2bYhn 穩定力矩：穩定力矩：傾覆力矩：傾覆力矩：XhXhg g橫向傾覆平衡條件分析：橫向傾覆平衡條件分析：2bGXhggh2bGX2bG2bG)(Fi2bYhn 穩定力矩：穩定力矩：n 穩定、平衡條件：穩定、平衡條件：)i2hb127(VRhg2minh2

7、iR127Vn 汽車在平曲線上行駛時，不產生橫向傾覆的最小平汽車在平曲線上行駛時，不產生橫向傾覆的最小平曲線半徑曲線半徑R min：3.3.橫向滑移條件分析橫向滑移條件分析n 橫向滑移：汽車在平曲線上行駛時，因橫向力的存橫向滑移：汽車在平曲線上行駛時，因橫向力的存在，可能使汽車沿橫向力的方向產生橫向滑移。在，可能使汽車沿橫向力的方向產生橫向滑移。n 橫向力大于輪胎和路面之間的橫向附著力。橫向力大于輪胎和路面之間的橫向附著力。n 極限平衡條件：極限平衡條件：hhGYXhGX橫向滑移穩定條件：橫向滑移穩定條件：h)i127(VRhh2或4 4橫向穩定性的保證橫向穩定性的保證n 汽車在平曲線上行駛時

8、的橫向穩定性主要取決于汽車在平曲線上行駛時的橫向穩定性主要取決于橫向力系數橫向力系數值的大小。值的大小。n 現代汽車在設計制造時重心較低，一般現代汽車在設計制造時重心較低，一般b2hb2hg g，而而 h h0.5,0.5,即即n 汽車在平曲線上行駛時，在發生橫向傾覆之前先產汽車在平曲線上行駛時，在發生橫向傾覆之前先產生橫向滑移現象。生橫向滑移現象。n 在道路設計中只要保證不產生橫向滑移現象發生，在道路設計中只要保證不產生橫向滑移現象發生，即可保證橫向穩定性。即可保證橫向穩定性。 n保證橫向穩定性的條件：保證橫向穩定性的條件：h)i127(VRhh2或ghh2b三、汽車行駛的縱橫組合向穩定性三

9、、汽車行駛的縱橫組合向穩定性n 汽車行駛在小半徑平曲線上時，較直線上增加了一汽車行駛在小半徑平曲線上時，較直線上增加了一項彎道阻力。項彎道阻力。n 對上坡的汽車耗費的功率增加，使行車速度降低。對上坡的汽車耗費的功率增加，使行車速度降低。對下坡的汽車有沿縱橫組合的合成坡度方向傾斜、滑對下坡的汽車有沿縱橫組合的合成坡度方向傾斜、滑移和裝載偏重的可能，這對汽車的行駛是危險的。移和裝載偏重的可能，這對汽車的行駛是危險的。n汽車行駛在縱坡為汽車行駛在縱坡為i(tgi(tg) )和超高橫坡為和超高橫坡為i ih h（tgtg）的）的下坡路段上，作用在前軸上荷載下坡路段上，作用在前軸上荷載W W1 1為為c

10、osL)sinhcosl (GWg21n離心力離心力F F分配在前軸上的荷載分配在前軸上的荷載W W2 2為為singRLlGvW222 在平直路段上，作用于前軸的荷載在平直路段上，作用于前軸的荷載W W為為n 前軸總荷載前軸總荷載W為為 :)igRLvlLihl(GWWWh22g221GLlW2n 在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與W W的比值為的比值為h22gigRvilhWWWIn 對載重汽車，一般對載重汽車，一般hg/l21，則，則 h2igRviI直坡道上直坡道上i ih h00則則I=iI=i。即汽車沿直坡道下坡時，前軸。即汽車沿直坡道下坡時，前軸

11、荷載增量與在平直路段前軸荷載的比率等于該路段的荷載增量與在平直路段前軸荷載的比率等于該路段的縱坡度。在曲線上如果也以直線上相同大小的最大縱縱坡度。在曲線上如果也以直線上相同大小的最大縱坡坡i imaxmax作為控制，則有下式成立作為控制，則有下式成立縱坡折減：縱坡折減：n 最大縱坡在平曲線上的折減計算方法：最大縱坡在平曲線上的折減計算方法： maxh2iigRvih2maxiR127Vii第四節第四節 汽車的制動性汽車的制動性 n 汽車的制動性是指汽車行駛中強制降低車速以至停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。車，或在下坡時能保持一定速度行駛的能

12、力。 n一、汽車制動性的評價指標一、汽車制動性的評價指標 n評價汽車制動性的指標：制動效能（制動距離）評價汽車制動性的指標：制動效能（制動距離）n 制動效能的熱穩定性制動效能的熱穩定性n 制動時汽車的方向穩定性制動時汽車的方向穩定性 n二、制動距離：二、制動距離：n制動距離是汽車從制動生效到汽車完全停住，這段制動距離是汽車從制動生效到汽車完全停住，這段時間內所走的距離。時間內所走的距離。 汽車制動時，制動力汽車制動時，制動力P P取決于輪胎與路面之間的附著取決于輪胎與路面之間的附著力。在附著系數較小的路面上，若制動力大于附著力。在附著系數較小的路面上，若制動力大于附著力，車輪將在路面上滑移，易

13、使制動方向失去控制。力，車輪將在路面上滑移，易使制動方向失去控制。所以所以P P值的極限值為值的極限值為 P = GP = G 汽車在部分滑動部分滾動的情況下附著力最大。汽車在部分滑動部分滾動的情況下附著力最大。制動平衡方程式為制動平衡方程式為 ：-P = R-P = RW W + + R RR R + R+ RI I P + RP + RR R + R+ RI I = 0 = 0 （忽略空氣阻力）（忽略空氣阻力）n1.1.制動平衡方程式制動平衡方程式0agGGG)(ga2.制動距離制動距離 制動距離：制動距離：)(gdtdva)(254VVS222121VVvdv)g(vdtSdv)g(dt汽車完成運輸工作所消耗的燃汽車完成運輸工作所消耗的燃油量稱為燃油消耗量，燃油經油量稱為燃油消耗量，燃油經濟性的評價指標通常用一定運濟性的評價指標通常用一定運行工況下汽車行駛百公里的燃行工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽油消耗量或一定燃油量能使汽車行駛的里程來衡量。車行駛的里程來衡量。 已知發動機的功率已知發動機的功率V V和轉速和轉速n n后，后，可在發動機臺架試驗獲得的發可在發動機臺架試驗獲得的發動機負荷特性圖上查出燃油消動機負