汽车的通过性和行驶平顺性课件

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1、汽车的通过性和行驶平顺性,汽车的通过性和行驶平顺性,第七章,汽车的通过性和行驶平顺性,第七章 汽车的通过性和行驶平顺性,7.1 汽车的通过性 7.2 汽车的行驶平顺性,汽车的通过性和行驶平顺性,汽车通过性：汽车以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带(如松软地面、坎坷不平地段)和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障）的能力,影响通过性的主要因素：汽车的支承牵引参数和几何参数；也与汽车的其它使用性能(如动力性、平顺性、机动性、稳定性、视野性)有关,7.1 汽车的通过性,汽车的通过性和行驶平顺性,汽车通过性可分为轮廓通过性和牵引支承通过性,前者是表征车辆通过坎坷不平路段和障碍（如陡坡、侧

2、坡、台阶、壕沟等）的能力； 后者是指车辆能顺利通过松软土壤、沙漠、雪地、冰面、沼泽等地面的能力。 农林区、矿区、建设工地等使用的车辆和军用车辆，经常行驶在坏路和无路地面上。因此，要求这些汽车应具有良好的通过性,汽车的通过性和行驶平顺性,一、轮廓通过性,间隙失效：汽车因离地间隙不足而被地面托住无法通过的现象。 顶起失效：车辆中间底部的零部件碰到地面而被顶住的现象。 触头或托尾失效：因车辆前端或尾部触及地面而不能通过的现象。 几何参数：最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角,汽车的通过性和行驶平顺性,图7-1 汽车通过性的几何参数,汽车的通过性和行驶平顺性,1.最小离地间隙C,最小离地间隙C是汽

3、车除车轮之外的最低点与路面之间的距离。 它表征汽车无碰撞地越过石块、树桩等障碍物的能力。 汽车的前桥、飞轮壳、变速器壳、消声器和主传动器外壳等通常有较小的离地间隙。汽车前桥的离地间隙一般比飞轮壳的还要小，以便利用前桥保护较弱的飞轮壳免受冲碰。后桥内装有直径较大的主传动齿轮，一般离地间隙最小。 在设计越野汽车时，应保证有较大的最小离地间隙,汽车的通过性和行驶平顺性,表7-1 汽车通过性的几何参数,汽车的通过性和行驶平顺性,2.接近角与离去角,接近角和离去角，是指自车身前、后突出点向前、后车轮引切线时，切线与路面之间的夹角。 它表征了汽车接近或离开障碍物(如小丘、沟洼地等)时，不发生碰撞的能力。

4、接近角和离地角越大，则汽车的通过性越好,汽车的通过性和行驶平顺性,3.纵向通过角,纵向通过角，是指在汽车空载、静止时，在汽车侧视图上通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角。它表征汽车可无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。 纵向通过角越大，汽车的通过性越好,汽车的通过性和行驶平顺性,4.最小转弯直径和最大通道宽度,车辆在转向过程中，转向盘向左或向右转到极限位置时，车辆外转向轮印迹中心在其支承面上的轨迹圆直径中的较大者，称为车辆的最小转弯直径。 它表征车辆在最小面积内的回转能力和通过狭窄弯曲地带或绕过障碍物的能力,汽车的通过性和行驶平顺性,汽车的通过性和行驶平顺性,4.

5、最小转弯直径和最大通道宽度,最大通道宽度是指汽车最远点最小转弯直径与最近点最小转弯直径之差的50%。 车辆所需的通道宽度越窄，通过性越好,汽车的通过性和行驶平顺性,二、牵引支承通过性,车辆支承通过性的主要评价指标包括附着质量、附着系数及车辆接地比压。 附着质量是指轮式车辆驱动轴载质量，车辆附着质量与总质量之比，称为附着质量系数。 附着质量系数值大有利于汽车在坏路面上行驶，丧失通过性的可能性就小。为了保证车辆的支承通过性，应对车辆附着质量有明确的要求。例如，意大利对42牵引车组成的汽车列车的附着质量系数规定为0.27，英国规定为0.263,汽车的通过性和行驶平顺性,车轮接地比压是指车轮对地面的单

6、位压力。车辆在松软地面上行驶的滚动阻力系数和附着系数都与车轮接地比压直接有关。 车轮接地比压小，轮辙深度小，车轮的行驶阻力和车轮沉陷失效的概率就小。同样，当汽车行驶在粘性土壤和松软雪地上时，降低车轮接地比压可使得车轮接地面积增加，提高地面承受的剪切力，使车轮不易打滑。 车轮接地比压与轮胎气压有关，车轮在硬路面上承受额定载荷时，其关系式为,汽车的通过性和行驶平顺性,三、汽车的倾覆失效,越野汽车在通过障碍时，过大的侧坡或纵坡会导致汽车倾覆失效。汽车在侧坡上直线行驶时，当坡度大到使重力通过一侧车轮接地中心，而另一侧车轮的地面法向反作用力等于零时，则汽车将发生侧翻。此时有,汽车的通过性和行驶平顺性,为

7、了保证汽车高速行驶的横向稳定性，轿车都力求保持一定轮距，并尽量降低质心高度,汽车的通过性和行驶平顺性,在侧坡角度在的坡道上也可能发生侧滑，当侧坡角的正切值等于侧向附着系数时，汽车发生整车侧滑。汽车设计一般在侧翻之前先发生侧滑，即可避免侧翻,汽车的通过性和行驶平顺性,四、通过性的影响因素,1. 汽车的最大单位驱动力 由于汽车越野行驶的阻力很大，为了充分利用地面提供的挂钩牵引力，保证汽车通过性，除了减少行驶阻力外，还必须增加汽车的最大单位驱动力。汽车的最大单位驱动力为,汽车的通过性和行驶平顺性,在汽车低速行驶时，若忽略空气阻力，最大单位驱动力等于最大动力因数。 为了获得足够大的单位驱动力，要求越野

8、汽车有较大的比功率以及较大的传动比。这些要求可通过提高发动机功率，在传动系中增加副变速器或使分动器具有低档，以增加传动系的总传动比来实现。 在困难的行驶条件下，限制越野汽车的额定载质量能提高单位驱动力，同时也能降低在松软地面上的滚动阻力。 a. 提高发动机功率 b. 提高传动比（分动箱） c. 限载,汽车的通过性和行驶平顺性,2.行驶速度,行驶车速低车轮滑转的可能性通过性 发动机的最低稳定转速求得汽车的最低稳定行驶速度,为发动机的最低稳定转速，r/min,汽车的通过性和行驶平顺性,3.汽车车轮,车轮对汽车通过性有着决定性的影响，为了提高汽车的通过性，必须正确选择轮胎的花纹尺寸、结构参数、气压等

9、，使汽车行驶滚动阻力较小，附着能力较大,汽车的通过性和行驶平顺性,1）轮胎花纹,轮胎花纹对附着系数有很大影响。正确地选择轮胎花纹，对提高汽车在一定类型地面上的通过性有很大作用。越野汽车的轮胎具有宽而深的花纹,汽车的通过性和行驶平顺性,当汽车在湿路面上行驶时,由于只有花纹的凸起部分与地面接触，使轮胎对地面有较高的单位压力，足以挤出水层；而在松软地面上行驶时，轮胎下陷，嵌人土壤的花纹凸起的数目增加，与地面接触面积及土壤剪切面积都迅速增加。因而同样能保证有较好的附着性能。越野轮胎花纹的形状应具有脱掉自身泥泞的性能。 在表面滑溜泥泞而底层坚实的道路上，提高通过性的最简单办法是在轮胎上套防滑链（或使用带

10、防滑钉的轮胎），它相当在轮胎上增加了一层高而稀的花纹。这时，防滑链能挤出表面的水层，直接与地面坚硬部分接触，有的还会增加土壤剪切面积，从而提高附着能力,汽车的通过性和行驶平顺性,2）轮胎直径与宽度,增大轮胎直径和宽度都能降低轮胎的接地比压。用增加车轮直径的方法来减小接地比压，增加接触面积以减少土壤阻力和减少滑转，要比增加车轮宽度更为有效。但增大轮胎直径会使惯性增大，汽车质心升高，轮胎成本增加，并要采用大传动比的传动系统。因此，大直径轮胎推广使用受到了限制,汽车的通过性和行驶平顺性,加大轮胎宽度不仅直接降低了轮胎的接地面比压，而且因轮胎较宽，允许胎体有较大的变形，而不降低其使用寿命，因而可使轮胎

11、气压取得低些。 若将后轮的双胎换为一个断面比普通轮胎大22.5倍、气压很低(29.4kPa83.3kPa)、断面具有拱形的“拱形轮胎”时，接地面积将增大1.53倍以上，则可大幅度地减小接地比压，使汽车在沙漠、雪地、沼泽地面上行驶时，具有特别良好的通过性。 这种专用于松软地面的特种轮胎，花纹较大，气压过低，不应在硬路面上工作，否则将过早损坏和迅速磨损,汽车的通过性和行驶平顺性,3）轮胎气压,在松软地面上行驶的汽车，应相应降低轮胎的气压，以增大轮胎与地面的接触面积，降低接地比压，从而减小轮胎在松软地面的沉陷量及滚动阻力，提高土壤推力。 在硬路面上行驶时，应适当地提高轮胎气压，这样可以减小轮胎变形，

12、使行驶阻力减小。 当车轮通过不同路面时，要求不同的轮胎气压 ，故有“中央充气系统”，但结构复杂，可靠性差，应用不广,汽车的通过性和行驶平顺性,4）前轮距与后轮距,当汽车在松软地面上行驶时，各车轮都需克服形成轮辙的阻力（滚动阻力）。如果汽车前轮距与后轮距相等，并有相同的轮胎宽度，则前轮辙与后轮辙重合，后轮就可沿被前轮压实的轮辙行驶，使汽车总滚动阻力减小，提高汽车通过性。所以，多数越野汽车的前轮距与后轮距相等,汽车的通过性和行驶平顺性,5）前轮与后轮的接地比压,试验证明，前轮距与轮距相等的汽车行驶于松软地面时，当前轮对地面的单位压力比后轮的比压小2030时，汽车滚动阻力最小。为此，除在设计汽车时，

13、可将负荷按此要求分配于前、后轴，也可以使前、后轮的轮胎气压不同，以产生不同的接地比压,汽车的通过性和行驶平顺性,6）从动车轮和驱动车轮,在越野行驶中，常以很低的车速去克服某些障碍物，如台阶、壕沟等。42汽车的越障能力要比44汽车差得多。后轮驱动的 42汽车的越障能力比 44汽车约降低一半。 驱动轮在汽车上的部位及其数目对通过性的影响还可从克服坡度能力加以论述。前驱动汽车上坡的通过性最差，全轮驱动车辆爬坡能力最大。此外，增加汽车驱动轮数，还可提高汽车附着质量，增加驱动轮与松软地面的接触面积，是改善汽车通过性的最有效方法。因此，越野汽车都采用全轮驱动,汽车的通过性和行驶平顺性,4.液力传动,当汽车

14、装有液力变矩器或液力偶合器时，能提高发动机工作的稳定性，使汽车可以长时间稳定地以低速（0.5km/h1.5km/h）行驶，从而可减小滚动阻力和提高附着力，改善汽车的通过性,汽车的通过性和行驶平顺性,5.差速器,为了保证各驱动车轮能以不同的角度旋转，在传动系统装有差速器。 某些越野汽车上装有差速锁 。 在实际道路条件下，各驱动车轮上的附着力差别很小，汽车总驱动力的增加一般不超过2025。而且长时间使用差速锁会使半轴过载引起功率循环，而当驱动车轮滑转导致停车后，再挂差速锁起步，有时会因滑转处土壤表面已被破坏或因全部扭矩突然传至另一驱动车轮引起土壤破坏而失去效果。 差速器的内摩擦能使左右车轮传递的扭

15、矩不等,汽车的通过性和行驶平顺性,6.悬架,66型和88型多轴驱动的越野汽车在异常坎坷不平的地面上行驶时，常会因独立悬架的结构引起某驱动车轮的垂直载荷大幅度减小，乃至离开地面而悬空的现象，使驱动车轮失去与地面的附着而影响通过性。 独立悬架和平衡式悬架允许车轮与车架间有较大的相对位移，使驱动车轮与地面经常保持接触，以保证有较好的附着性能。同时独立悬架可显著地提高汽车的最小离地间隙，从而提高汽车的通过性,汽车的通过性和行驶平顺性,7.拖带挂车,汽车拖带挂车后，由于总质量增加，动力性将有所降低，因而，汽车列车的通过性也随之变得差些,汽车的通过性和行驶平顺性,8.驾驶方法,汽车通过松软地段时，应尽量使

16、用低速挡，以便汽车具有较大的驱动力和较低的行驶速度，尽量避免换挡和加速，保持直线行驶。 驱动轮是双胎的汽车，如因双胎间夹泥而滑转，则可适当提高车速，以甩掉夹泥,汽车的通过性和行驶平顺性,若传动系装有强制锁止式差速器，应在汽车进入车轮可能滑转地段之前挂上差速锁。如果已经出现滑转再挂差速锁，则土壤表面已被破坏，附着系数下降，效果会显著下降。当汽车离开坏路地段时，应及时脱开差速锁，以免影响转向。 汽车通过滑溜路面时，可以在驱动轮轮胎上套上防滑链条，以提高车轮的附着能力,汽车的通过性和行驶平顺性,汽车行驶平顺性是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能,7.2 汽车的平顺性,汽车的通过性和行驶平顺性,振动：路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。 保持振动环境的舒适性，以保持驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良好的心理状态和准确灵敏的反应。 汽车的平顺性影响“ 人汽车”系统的操纵稳定性以及行驶安全性,汽车的通过性和行驶平顺性,行驶中的汽车是一个复杂的“振动系统”，振动的发生源主要有凹凸不平的路面、不平衡轮胎的