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1、 汽车的行驶阻力-滚动阻力 jiwfFFFFF滚动阻力滚动阻力Ff 汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？汽车在行驶过程中将会遇到哪些行驶阻力？如何保证汽车可以加速或爬坡？如何保证汽车可以加速或爬坡？空气阻力空气阻力Fw 坡度阻力坡度阻力Fi 加速阻力加速阻力Fj 汽车行驶总阻力汽车行驶总阻力 思考思考 注意：前两项阻力在任何行驶条件下均存在，后两项在一定行驶条件下才存在。比如：汽车在水平路面上匀速行驶时的情况。软路面上软路面上 硬路面上硬路面上 产生滚动阻力的主要原因产生滚动阻力的主要原因 轮胎变形轮胎变形 轮胎变形和路面变形轮胎变形和路面变形 轮胎变形为什么会产生滚动阻力？滚动阻力滚动阻力
2、Ff 思考思考 轮胎和地面的相对刚度轮胎和地面的相对刚度 轮胎和地面接触区域产生法向、切向的作用力以及相应轮胎和地面接触区域产生法向、切向的作用力以及相应的轮胎和支承路面的变形。的轮胎和支承路面的变形。轮胎变形为什么会产生滚动阻力？轮胎的弹性迟滞损失轮胎的弹性迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的弹性迟滞损失。迟滞损失变现为阻碍车轮滚动的阻力偶。滚动阻力滚动阻力Ff 思考思考 ua 加载变形区加载变形区 卸载变形区卸载变形区 n n思考思考 由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下，地面作用在加载
3、变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？aun nW1pF1XF1.从动轮受力分析 当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，法线n-n 前后相对应点d和d变形虽然相同，但由于弹性迟滞现象，使得地面对车轮的法向反作用力的分布前后并不对称；ddZFOEFCDAhFZd FZd 1.从动轮受力分析 地面法向反作用力的合力 FZ向前移了一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大而增大，FZ=-W；如果将 FZ平移至与通过车轮中心的垂线重合，则从动轮在硬路面上滚动时的受力如右图所示，即滚动时有滚动阻力偶矩Tf=FZ a。aun nWp1F1XFaraun nW1pF1XFZFZF
4、fTZF aFTZff1pTrFraFrTFZf1praf p1FWfWFf1pf滚动阻力系数 令令 对从动轮而言，滚动阻力就是地面给车轮的阻力。对从动轮而言，滚动阻力就是地面给车轮的阻力。ff1pFrTWfFaun nWp1F1XFarZFaun nW1pF1XFZFfTZF aFTrFZXt2ftTT rTrTFXft2ftFF 2.驱动轮受力分析 auWp2F2XFZFtTar可以看出，真正作用在驱动轮上驱动汽车行驶的力为地面切向反作用力 ，数值为驱动力Ft减去驱动轮上的滚动阻力Ff。即路面作用于驱动轮的切向力比Ft要小。2XF驱动轮在硬路面上等速滚动时受力图 对于汽车性能分析而言，无需
5、细究驱动轮和从动轮的不同受力状况，而只需要知道整车受到的总的滚动阻力：Ff=Wf=Gf 其中：G整车重力；f滚动阻力系数。通用公式：其中，滚动阻力系数f是一个很重要的参数。它的大小，和轮胎结构、轮胎气压、法向载荷、行驶车速和道路条件等因素有关。在一般性分析、计算中，常认为在确定车辆和路面的条件下，滚动阻力系数是常数。FcosfGf 3.影响Ff的因素（1）车速 ua 车速在100km/h以下时，滚动阻力逐渐增加但变化不大；某一车速（如140km/h）以上时，增长迅速；车速达到某一临界车速（如200km/h）左右时，滚动阻力迅速增长，此时轮胎发生驻波现象。当汽车车速超过临界车速时，轮胎会出现驻波
6、现象，其周缘不再是圆形而呈明显的波浪状，且轮胎温度快速增加。后果是胎面与轮胎帘布层脱落，大量发热导致轮胎破损或爆胎，对高速行驶的汽车是一件相当危险的事情。驻波现象：在汽车高速行驶时，轮胎离开地面后因变形所产生的扭曲并不立即恢复，其残余变形形成了一种波，这就是驻波。此时轮胎周缘不再是圆形，而呈明显的波浪形。轮胎刚离开地面时波的振幅最大，它按指数规律沿轮胎圆周衰减。驻波现象 子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小20%30；滚动阻力与轮胎的帘线（棉、人造丝、尼龙、钢丝）和橡胶品质有关。（2）轮胎结构 （3）气压 气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小，滚动阻力也越小。（4）驱动力 随着驱动力系数的
7、增加，滚动阻力系数迅速增加。为什么驱动力系数很大时，气压越低,f 越小？Ft胎面滑移胎面滑移Ff pa接地面积接地面积胎面滑移胎面滑移滑移引起的滑移引起的Ff 思考思考 上高速公路时，轮胎气压应该适当高一些。在松软路面、泥泞路面、雪地行驶时，可适当降低轮胎气压。在高速公路上，轮胎变形产生的滚动阻力大还是滑移产生的滚动阻力大？胎压高轮胎变形小迟滞损失少Ff小 胎压低滑移小Ff小 上高速公路前要检查胎压，在给定的胎压范围内，胎压适当高一些好还是低一些好？思考思考 思考思考 19 路面类型路面类型 滚动阻力系数滚动阻力系数 良好的沥青或混凝土路面良好的沥青或混凝土路面 0.0100.018 一般的沥
8、青或混凝土路面一般的沥青或混凝土路面 0.0180.020 碎石路面碎石路面 0.0200.025 良好的卵石路面良好的卵石路面 0.0250.030 坑洼的卵石路面坑洼的卵石路面 0.0350.050 压紧土路压紧土路 干燥的干燥的 0.0250.035 雨后的雨后的 0.0500.150 泥泞土路（雨季或解冻期）泥泞土路（雨季或解冻期）0.1000.250 干沙干沙 0.1000.300 湿沙湿沙 0.0600.150 结冰路面结冰路面 0.0150.030 压紧的雪道压紧的雪道 0.0300.050 由轮胎与土由轮胎与土壤之间的粘壤之间的粘着性所致着性所致（5）路面条件 表表1-2 滚动阻力系数滚动阻力系数 f 的数值的数值 离心力前、后轮产生侧偏力侧偏力沿行驶方向产生分力滚动阻力增加（6）转向 试验表明，由于转弯行驶增加的滚动阻力，已接近直线行驶时的50%100%总结 汽车行驶阻力构成；汽车滚动阻力的产生机理；影响汽车滚动阻力的各个因素。本次课结束，谢谢大家！