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1、1.3驱动力与附着力,1.3.1汽车的驱动力平衡方程,表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称为汽车的驱动力平衡方程,1.3.2汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,1.汽车行驶的驱动条件,等速,加速,减速,行驶条件：,可以采用增大发动机扭矩、加大传动比的办法来增大汽车的驱动力,附着系数，反映轮胎与路面的接触强度。硬路面上主要反映轮胎与路面的摩擦作用；松软路面上则与轮胎和路面的摩擦作用及土壤的抗剪强度有关。,地面对轮胎切向反作用力的极限值（最大值） 在硬路面上，它与地面对驱动轮的法向反作用力Z成正比,2.汽车行驶的附着条件,在松软路面上，如车轮在比较松软的干土路面上滚动时，土壤的变形比轮胎的变形
2、大，轮胎胎面花纹的凸起部分嵌入土壤，这时附着系数的数值不仅取决于轮胎与土壤间的摩擦作用，同时还取决于土壤的抗强度。只有当嵌入轮胎花纹沟槽的土壤被剪切脱开基层时，轮胎在接地面积内才产生相对滑动，车轮发生滑转。,在硬路面上，附着系数反映轮胎与路面的摩擦作用，但是，附着系数与光滑表面的摩擦系数不同。在硬路面上，路面的坚硬微小凸起能嵌入变形的胎面中，增加了轮胎与地面的接触强度（或称结合强度），对轮胎在接地面积内的相对滑动有较大的阻碍作用。轮胎与地面间的上述作用，通常称为附着作用。,汽车行驶的附着条件可近似地写成：,或,Z作用于所有驱动轮的地面法向反作用力双轴汽车后轮驱动时，Z=Z2，Z2是后轮的地面法
3、向反作用力，附着条件为全轮驱动的汽车，Z是作用于所有驱动轮的地面法向反作用力。因此，全轮驱动的汽车的附着力较大。,将汽车行驶的驱动条件与附着条件联写，得,汽车行驶的驱动与附着条件，也是汽车行驶的充分与必要条件。（必要条件）驱动条件：汽车本身能够产生足够的驱动力，发动机能产生足够大的扭矩或功率，足以克服各种行驶阻力。,3.汽车行驶的驱动与附着条件,(充分条件)附着条件： 推动汽车行驶的驱动力，是地面对驱动轮的切向反作用力，是地面作用于汽车的外力。其最大值，受附着力的限制。驱动力不超过附着力，只能小于或等于附着力。为保证汽车正常行驶，轮胎与地面必须有良好的附着性能，即附着力足够大，地面才能在附着力
4、的限制下对驱动轮产生足够的法向反作用力。附着力并不是地面对车轮作用的一个力，而是限制驱动力大小的一个界限。在附着力的限制之内，驱动力才能真正发挥作用。,松软土壤潮湿、泥泞的土路硬路面,1.3.3影响附着系数的主要因素,1.路面的种类和状况,抗剪强度较低，附着系数较小。附着系数下降很多 土壤表层吸水量多，抗剪强度更差。,常见路面的平均附着系数,附着系数较大 轮胎变形远较路面的变形大，路面的坚硬微小凸起部分嵌入轮胎的接触表面，使接触强度增大。,污物覆盖：路面被污物（细沙、尘土、油污、泥）覆盖时，路面的凹凸不平被填充，或路面潮湿时有水起润滑作用，都会使附着系数下降20%60%。,路面结构：影响排水能
5、力。,宏观结构应具有一定的不平度而具有自动排水的能力。微观结构应粗糙且有一定的尖锐棱角，以穿透水膜直接与胎面接触。,温度：温度升高，路面硬度下降，附着系数下降。大气温度由18升至34，沥青路面的附着系数会降低15%。,寿命：长期使用使路面磨损和风化。附着系数会降低。使用15年的路面，由于压实和磨光的结果，附着系数会比新建时下降20%30%。,轮胎的结构：细而浅的花纹 硬路面上有较好的附着能力。宽而深的花纹 软路面上附着能力较好增加胎面的纵向花纹干燥的硬路面上，由于接触面积减小，附着系数有所下降。但在潮湿的路面上有利于挤出接触面中的水分，改善附着能力。,2.轮胎的结构和气压,轮胎胎面上有纵向曲折
6、大沟槽，胎面边缘上有横向沟槽，使轮胎在纵向、横向均有较好的“抓地”能力，可以提高轮胎在潮湿路面的排水能力。由于胎面在接地过程中的微小滑动，胎面上大量的细微花纹可进一步擦去接角面间的水膜，这样轮胎接地面积后部可以与路面直接接角，因而可提供足够的附着力。宽断面轮胎和子午线轮胎由于与地面的接触面积增大，附着系数较高。合成橡胶制成的轮胎也较天然橡胶的轮胎有较高的附着系数。,F1方程式赛车在不同天气条件下 使用的不同胎面花纹的轮胎,轮胎磨损：胎面花纹深度减小，附着系数将显著下降。 轮胎气压： 硬路面，降低气压，附着系数略有增加。松软路面上，降低气压，轮胎与土壤的接触面积增大，胎面凸起部分嵌入土壤的数目也
7、增多，附着系数显著提高。潮湿的路面，适当提高轮胎气压，使轮胎与路面的接触面积减小，有助于挤出接触面间的水分，使轮胎得以与路面较坚实的部分接角，可提高附着系数。,速度提高，附着系数降低，不利于高速制动。 硬路面 路面微观凹凸构造来不及与胎面较好的嵌合。 松软路面 调整车轮的动力作用容易破坏土壤的结构 潮湿的路面接触面间的水分来不及排出 结冰的路面车速高时，与轮胎接触的冰层受压时间短，在接触面间不容易形成水膜，附着系数略有提高。结冰的路面，提高行驶速度又会使行驶稳定变差，要特别注意。,3.行驶速度,4、地面对汽车的法向反作用力,附着力与地面对汽车的法向反作用力成正比。 驱动轮的地面反作用力与汽车的
8、总体布置、行驶状况及道路坡度有关。,1）水平 路面上静止,在静止状态，汽车受力如图。则地面法向反力：,前轴,后轴,平衡条件,G汽车重力 L轴距 a汽车质心到前轴距 b汽车质心到后轴距,2）水平 路面上等速行驶,在静止状态，汽车受力如图。则地面法向反力：,由于,对A点取力矩平衡方程,对B点取力矩平衡方程,3）汽车加速上坡,将用用于汽车上的诸力对前轮、后轮与道路接触面中心取力矩，得：,略去滚动阻力偶矩、空气阻力的影响，且 时，（1-24）可写成,汽车行驶时，作用于前、后轮的法向反作用力与汽车的重心位置、行驶情况及道路坡度有关。 由（1-25） 汽车上坡时，前轮的法向反作用力Z1减小，后轮的法向反作
9、用力Z2增大。数值同为 由（1-24） 汽车加速行驶时，同样使地面法向反作用力Z1减小，Z2增大。,（1-25）,当汽车上坡或加速需要加大驱动力时，由于地面作用于驱动轮的法向反作用力增大，附着力也随之增大，有利于保证所需要的驱动力。,911：发动机后置后轮驱动,采用前轮驱动的汽车，在上坡和加速时，其前轴的地面法向反作用力减小，对于保证附着条件是不利的。,汽车在各种行驶条件下负荷在前、后轴上的重新分配，用轴负荷重新分配系数来表示。,4）轴负荷分配系数,Z1，Z2在一般行驶条件下地面对汽车前、后轮的法向反用力汽车停止在水平地面上时，地面对前、后轮法向反作用力 m1，m2前、后轴负荷重新分配系数,m1=0.81.4，m2=1.20.7,重心高度hg 轴距L 重心到前轴的距离a,确定轴负荷分配系数的重要数据,由试验测得,
