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1、道路勘测设计第二章第一页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院2第二章第二章 汽车行驶特性汽车行驶特性2.1 2.1 汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力2.2 2.2 汽车的动力特性及加、减速行程汽车的动力特性及加、减速行程2.3 2.3 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性2.4 2.4 汽车的制动性汽车的制动性2.5 2.5 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 第二页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院3汽车的性能第三页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院42.1 2.1 汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力
2、n一、汽车的驱动力一、汽车的驱动力n二、汽车的行驶阻力二、汽车的行驶阻力n三、汽车的运动方程式与行驶条件三、汽车的运动方程式与行驶条件第四页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院5一、汽车的驱动力一、汽车的驱动力n1、发动机曲轴扭矩、发动机曲轴扭矩Mn2、驱动轮扭矩、驱动轮扭矩Mkn3、汽车的驱动力、汽车的驱动力第五页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院6汽车的动力传递n发动机特性曲线发动机特性曲线第六页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院71、发动机曲轴扭矩Mn发动机特性曲线：发动机特性曲线：表示发动机的功率表示发动机的功
3、率N、扭矩扭矩M以及燃油消耗率以及燃油消耗率ge与发动机曲轴的转速与发动机曲轴的转速n之间的函数关系的曲之间的函数关系的曲线。线。第七页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院8发动机输出功率与扭矩的关系第八页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院92、驱动轮扭矩Mkn发动机曲轴上的扭矩发动机曲轴上的扭矩M经过变速箱（速比经过变速箱（速比ik）和主传动器（速比和主传动器（速比i0）两次变速，设这两次变）两次变速，设这两次变速的总变速比为速的总变速比为 ，传动系统的机械效，传动系统的机械效率为率为 ，则传递到驱动轮上的扭矩，则传递到驱动轮上的扭矩Mk为：
4、为：通过变速箱和主传动轴的二次降速，其主要目的是增大扭矩或驱通过变速箱和主传动轴的二次降速，其主要目的是增大扭矩或驱动力以克服汽车的行使阻力动力以克服汽车的行使阻力第九页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院103、汽车的驱动力第十页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院11二、汽车的行驶阻力二、汽车的行驶阻力n1、空气阻力、空气阻力n2、道路阻力、道路阻力n3、惯性阻力、惯性阻力第十一页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院121、空气阻力n汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车后的真
5、空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气阻力。阻碍汽车前进，总称为空气阻力。n当行驶速度在当行驶速度在100km/h以上，有时一半的功以上，有时一半的功率用来克服空气阻力。率用来克服空气阻力。第十二页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院132、道路阻力n滚动阻力滚动阻力 车轮在路面上滚动所产生的阻力，是由路面与轮胎变形车轮在路面上滚动所产生的阻力，是由路面与轮胎变形而引起的。它与路面种类、状态、车速、轮胎结构及充而引起的。它与路面种类、状态、车速、轮胎结构及充气压力有关。气压力有关。n坡度阻力坡度阻力 汽车爬坡时
6、作用于汽车上的阻力，汽车爬坡时作用于汽车上的阻力，上坡为正；下坡为负。上坡为正；下坡为负。第十三页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院14坡度阻力第十四页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院153、惯性阻力n汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时汽车变速行驶时，需要克服其质量变速运动时所产生的惯性力和惯性力矩，即为惯性阻力。所产生的惯性力和惯性力矩，即为惯性阻力。第十五页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院16汽车的总行驶阻力第十六页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院17三、汽车的运动方程式与行
7、驶条件三、汽车的运动方程式与行驶条件n1、汽车的运动方程式、汽车的运动方程式n2、汽车的行驶条件、汽车的行驶条件第十七页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院182.2 2.2 汽车的动力特性及加、减速行程汽车的动力特性及加、减速行程n一、汽车的动力因数一、汽车的动力因数n二、汽车的行驶状态二、汽车的行驶状态n三、汽车的爬坡能力三、汽车的爬坡能力n四、汽车的加、减速行程四、汽车的加、减速行程第十八页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院19一、汽车的动力因数D D称为动力因数，表征某型称为动力因数，表征某型汽车在海平面高程上，满汽车在海平面高程上，满
8、载情况下，每单位车中克载情况下，每单位车中克服道路阻力和惯性阻力的服道路阻力和惯性阻力的性能。性能。第十九页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院20二、汽车的行驶状态n在某瞬时，当汽车的动力因数为在某瞬时，当汽车的动力因数为D，道路阻力，道路阻力为为，汽车的行使状态有以下三种情况：，汽车的行使状态有以下三种情况：n小于小于D 加速行驶加速行驶n等于等于D 等速行驶等速行驶n大于大于D 减速行驶减速行驶第二十页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院21汽车的最高速度与最小稳定速度n汽车最高速度：汽车最高速度：节流阀全开、满载（不带挂车）、在表面平整节
9、流阀全开、满载（不带挂车）、在表面平整坚实水平路段上作稳定行驶时的速度。坚实水平路段上作稳定行驶时的速度。n汽车最小稳定速度：汽车最小稳定速度：满载（不带挂车）在路面平整坚实的水平路段满载（不带挂车）在路面平整坚实的水平路段上，稳定行驶时的最低速度（即临界速度）。上，稳定行驶时的最低速度（即临界速度）。第二十一页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院22三、汽车的爬坡能力n汽车的最大爬坡能力用最大爬坡坡度评定。汽车的最大爬坡能力用最大爬坡坡度评定。n最大爬坡坡度指汽车在坚硬路面上用最低排档最大爬坡坡度指汽车在坚硬路面上用最低排档作等速行驶时所能克服的最大纵坡。作等速行驶时
10、所能克服的最大纵坡。第二十二页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院23四、汽车的加、减速行程n1 1、加、减速行程计算公式加、减速行程计算公式n2 2、加、减速行程图加、减速行程图n、加、减速行程图的用法、加、减速行程图的用法第二十三页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院242.3 2.3 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性n一、汽车行驶的纵向稳定性一、汽车行驶的纵向稳定性n二、汽车行驶的横向稳定性二、汽车行驶的横向稳定性n三、汽车行驶的纵横组合向稳定性三、汽车行驶的纵横组合向稳定性第二十四页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程
11、学院25一、汽车行驶的纵向稳定性、纵向倾覆、纵向倾覆、纵向滑移、纵向滑移、纵向稳定性的保证、纵向稳定性的保证第二十五页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院26、纵向稳定性的保证n汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆之前，汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆之前，首先发生纵向滑移现象。首先发生纵向滑移现象。n为保证汽车行驶的纵向稳定性，道路设计应满为保证汽车行驶的纵向稳定性，道路设计应满足不产生纵向滑移为条件。足不产生纵向滑移为条件。第二十六页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院27二、汽车行驶的横向稳定性n、汽车在曲线行驶所产生的横向力、汽车在曲线行
12、驶所产生的横向力n、横向倾覆条件分析、横向倾覆条件分析n、横向滑移条件分析、横向滑移条件分析n、横向稳定性的保证、横向稳定性的保证第二十七页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院28、汽车在曲线行驶所产生的横向力第二十八页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院29横向力的确定第二十九页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院30横向力系数第三十页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院31、横向倾覆条件分析n汽车在具有超高的平曲线上行驶时，由于横向汽车在具有超高的平曲线上行驶时，由于横向力的作用，可能使汽车绕外
13、侧车轮触地点产生力的作用，可能使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆的危险。向外横向倾覆的危险。n为使汽车不产生倾覆，必须使倾覆力矩小于或为使汽车不产生倾覆，必须使倾覆力矩小于或等于稳定力矩。等于稳定力矩。第三十一页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院32、横向滑移条件分析n汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。n为使汽车不产生横向滑移，必须使横向力小于为使汽车不产生横向滑移，必须使横向力小于或等于轮胎和路面之间的横向附着力。或等于轮胎和路面之间的横向附着力
14、。第三十二页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院33、横向稳定性的保证n汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数的大小。于横向力系数的大小。n汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象。先产生横向滑移现象。第三十三页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院34三、汽车行驶的纵横组合向稳定性n汽车行驶在具有一定纵坡的小半径平曲线上时，汽车行驶在具有一定纵坡的小半径平曲线上时，较直线上增加了一项弯道阻力。较直线上增加了一项弯道阻力。n对上坡的汽车耗
15、费的功率增加，使行车速度降对上坡的汽车耗费的功率增加，使行车速度降低。低。n对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜、滑移和装载偏重的可能。斜、滑移和装载偏重的可能。第三十四页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院352.4 2.4 汽车的制动性汽车的制动性n一、汽车制动性的评价指标一、汽车制动性的评价指标n二、制动距离二、制动距离第三十五页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院36一、汽车制动性的评价指标一、汽车制动性的评价指标n制动效能制动效能n制动效能的热稳定性制动效能的热稳定性n制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性第三十六页，本课件共有37页2022/12/7南京工业大学土木工程学院372.5 2.5 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 n汽车完成运输工作所消耗的燃油量称为燃油消汽车完成运输工作所消耗的燃油量称为燃油消耗量。耗量。n燃油经济性的评价指标通常用一定运行工况下燃油经济性的评价指标通常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。使汽车行驶的里程来衡量。第三十七页，本课件共有37页