《汽车理论(第五版)-第七章ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车理论(第五版)-第七章ppt课件（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章汽车的通过性 汽车的通过性（越野性）是指它能以足够高的平均汽车的通过性（越野性）是指它能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、凹凸不平车速通过各种坏路和无路地带（如松软地面、凹凸不平地面等）及各种障碍（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌地面等）及各种障碍（如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等）的能力。木丛、水障等）的能力。 通过性又分为支承通过性和几何通过性。通过性又分为支承通过性和几何通过性。 通过性取决于地面的物理和力学性质及汽车的结构通过性取决于地面的物理和力学性质及汽车的结构参数和几何参数。参数和几何参数。返回目录返回目录1第一节汽车通过性评价指标及几何参数第七章
2、汽车的通过性 本节将主要介绍汽车支承通过性的评价指标本节将主要介绍汽车支承通过性的评价指标和影响通过性的汽车几何参数。和影响通过性的汽车几何参数。返回目录返回目录2一、汽车支承通过性评价指标汽车支承通过性的指标评价：牵引系数、牵引效率及燃汽车支承通过性的指标评价：牵引系数、牵引效率及燃油利用指数。油利用指数。单位车重的挂钩牵引力（净牵引力）。表明汽车在松软单位车重的挂钩牵引力（净牵引力）。表明汽车在松软地面上加速、爬坡及牵引其他车辆的能力。地面上加速、爬坡及牵引其他车辆的能力。汽车的挂钩牵引力；汽车的挂钩牵引力；G汽车重力。汽车重力。第七章 汽车的通过性1.牵引系数牵引系数TC3驱动轮输出功率
3、与输入功率之比。反映了车轮功率传递过驱动轮输出功率与输入功率之比。反映了车轮功率传递过程中的能量损失。程中的能量损失。单位燃油消耗所输出的功，单位燃油消耗所输出的功， 。式中，式中，Qt为单位时间内的燃油消耗量。为单位时间内的燃油消耗量。第一节 汽车通过性评价指标及几何参数2.牵引效率（驱动效率）TE 3.燃油利用指数Ef式中，式中， 为汽车行驶速度；为汽车行驶速度；TW为驱动轮输入转矩；为驱动轮输入转矩；为驱为驱动轮角速度；动轮角速度；r为驱动轮动力半径；为驱动轮动力半径； 为滑转率。为滑转率。4二、汽车通过性几何参数 间隙失效间隙失效：汽车与：汽车与地面间的间隙不足而地面间的间隙不足而被地
4、面托住，无法通被地面托住，无法通过的情况。过的情况。 顶起失效顶起失效：当车辆中间底部的：当车辆中间底部的零件碰到地面而被顶住的情况。零件碰到地面而被顶住的情况。 触头失效触头失效：当车辆前端触及地：当车辆前端触及地面而不能通过的情况。面而不能通过的情况。 托尾失效托尾失效：当车辆尾部触及地：当车辆尾部触及地面而不能通过的情况。面而不能通过的情况。 与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸，称为与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸，称为汽车通过性汽车通过性几何参数，几何参数，包括最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去包括最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角、最小转弯直径等。角、最小转弯直径等。第一节
5、汽车通过性评价指标及几何参数5（1）最小离地间隙h 汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离。域最低点之间的距离。 它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。第一节 汽车通过性评价指标及几何参数6（2）纵向通过角 汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作垂汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车体直于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车体下部较低部位时所夹的最小锐角。下部较低部位时所夹的最小锐角。 它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物
6、它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。的轮廓尺寸。第一节 汽车通过性评价指标及几何参数7（3）接近角1 汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与汽车满载、静止时，前端突出点向前轮所引切线与地面间的夹角。地面间的夹角。 1越大，越不容易发生触头失效。越大，越不容易发生触头失效。第一节 汽车通过性评价指标及几何参数8（4）离去角2 汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与汽车满载、静止时，后端突出点向后轮所引切线与地面间的夹角。地面间的夹角。 2越大，越不容易发生托尾失效。越大，越不容易发生托尾失效。第一节 汽车通过性评价指标及几何参数9（5）最小转弯直径 转向盘转到极限
7、位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径。外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径。 它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。碍物的能力。第一节 汽车通过性评价指标及几何参数10（6）转弯通道圆 转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆，称为圆，称为转弯通道内
8、圆转弯通道内圆；车体上所有点在支承平面上的投影车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以内的最小外圆，称为均位于圆周以内的最小外圆，称为转弯通道外圆转弯通道外圆。第一节 汽车通过性评价指标及几何参数11第一节 汽车通过性评价指标及几何参数本节内容结束本节内容结束下一节12第二节松软地面的物理性质第七章 汽车的通过性 本节将主要介绍土壤的物理性质，包括土壤的抗压性本节将主要介绍土壤的物理性质，包括土壤的抗压性和抗剪性。和抗剪性。 抗压性直接影响到车辆通过时的滚动阻力；抗剪性直抗压性直接影响到车辆通过时的滚动阻力；抗剪性直接影响到在土壤条件下驱动轮所能产生的最大驱动力，即接影响到在土壤条件下驱动轮
9、所能产生的最大驱动力，即附着力。附着力。返回目录返回目录13一、土壤切应力与剪切变形的关系 对于粘性土壤或雪，最大切应力仅与土壤或雪的粘聚对于粘性土壤或雪，最大切应力仅与土壤或雪的粘聚性和轮胎与地面的接地面积有关性和轮胎与地面的接地面积有关式中，式中，A为驱动轮的接地面积；为驱动轮的接地面积；c为土壤或雪的粘聚系数。为土壤或雪的粘聚系数。第七章 汽车的通过性1.粘性土壤的最大土壤推力14 对于摩擦性土壤（干沙、冻结的粒状雪），按照库仑对于摩擦性土壤（干沙、冻结的粒状雪），按照库仑摩擦定律，最大切应力与负荷摩擦定律，最大切应力与负荷W成正比地增加成正比地增加式中，式中，W为作用在驱动轮上的垂直载
10、荷，为作用在驱动轮上的垂直载荷， 为摩擦角。为摩擦角。第二节 松软地面的物理性质2.摩擦性土壤的最大土壤推力15 大部分土壤既不是纯粘性土壤，也不是纯摩擦性壤，大部分土壤既不是纯粘性土壤，也不是纯摩擦性壤，而是这两种土壤的混合物，此时最大土壤推力为而是这两种土壤的混合物，此时最大土壤推力为第二节 松软地面的物理性质3.中性土壤的最大土壤推力思考：在什么样思考：在什么样的土壤条件下，的土壤条件下，增加驱动轮上的增加驱动轮上的垂直载荷有利于垂直载荷有利于提高车辆的通过提高车辆的通过性？性？164.剪切强度max两边同除以面积两边同除以面积A式中，式中，max为剪切剪切强度；度；为剪切面法向剪切面法
11、向压力。力。 第二节 松软地面的物理性质175.土壤的切应力与剪切变形的关系对于对于“脆性脆性”土壤土壤第二节 松软地面的物理性质式中，式中，K1、K2为系数，为系数，j为剪切变形量，为剪切变形量， 为为 中的最大值。中的最大值。土壤的切应力与剪切变形的关系曲线土壤的切应力与剪切变形的关系曲线185.土壤的切应力与剪切变形的关系对于对于“塑性塑性”土壤土壤第二节 松软地面的物理性质式中，式中，K为土壤剪切变形模数。为土壤剪切变形模数。土壤的切应力与剪切变形的关系曲线土壤的切应力与剪切变形的关系曲线19二、土壤法向负荷与沉陷的关系 如果如果将一块表示充气轮胎或履带接地面积的平板用将一块表示充气轮
12、胎或履带接地面积的平板用均匀负荷压入地面土壤，静止沉陷量均匀负荷压入地面土壤，静止沉陷量 z 和单位压力和单位压力 p 之之间的关系如下。间的关系如下。式中，式中， 为土壤的为土壤的“粘聚粘聚”变形模数；变形模数； 为为土壤的土壤的“摩擦摩擦”变形模数；变形模数；b 为承载面积的为承载面积的短边长；短边长；z 为土壤沉陷量；为土壤沉陷量；n 为沉陷指数。为沉陷指数。第二节 松软地面的物理性质20三、半流体泥浆及雪的密度对通过性的影响 车辆在半流体泥浆中所受到的阻力除与其行驶速度、浸车辆在半流体泥浆中所受到的阻力除与其行驶速度、浸入面积等有关外，还与泥浆的密度入面积等有关外，还与泥浆的密度及阻力
13、系数及阻力系数CD有关，有关，及及CD越大，阻力也越大。越大，阻力也越大。 车辆在雪地的通过性，与雪的密度及厚度有关。如果雪车辆在雪地的通过性，与雪的密度及厚度有关。如果雪层厚度小于汽车的离地间隙，车辆可以通过，与雪的密度无层厚度小于汽车的离地间隙，车辆可以通过，与雪的密度无关。如果雪的厚度大于汽车离地间隙的关。如果雪的厚度大于汽车离地间隙的150%时，轻型汽车时，轻型汽车可在密度大于可在密度大于350kg/m3的雪地上通过，重型汽车可在密度大的雪地上通过，重型汽车可在密度大于于500kg/m3的雪地上通过。这里均指没有渗过水的雪，渗有的雪地上通过。这里均指没有渗过水的雪，渗有水的雪密度大，但
14、强度却很低。水的雪密度大，但强度却很低。 第二节 松软地面的物理性质21本节内容结束本节内容结束下一节第二节 松软地面的物理性质22第三节车辆的挂钩牵引力第七章 汽车的通过性 本节将分析车辆在松软土壤条件下行驶时所遇到本节将分析车辆在松软土壤条件下行驶时所遇到的各种滚动阻力；分析松软地面给履带和驱动轮的土的各种滚动阻力；分析松软地面给履带和驱动轮的土壤推力，从而确定车辆的挂钩牵引力。壤推力，从而确定车辆的挂钩牵引力。返回目录返回目录23一、车辆在松软地面上的土壤阻力土壤的压实阻力土壤的压实阻力推土阻力推土阻力轮胎的弹滞损耗阻力轮胎的弹滞损耗阻力 当车辆在松软地面当车辆在松软地面上行驶时，滚动阻
15、力上行驶时，滚动阻力由三部分构成：由三部分构成：第七章 汽车的通过性241.刚性车轮滚动时的土壤阻力假设土壤对车轮的反力沿径向假设土壤对车轮的反力沿径向车轮的受力平衡方程为车轮的受力平衡方程为 土壤压实阻力；土壤压实阻力；W 垂直载荷；垂直载荷；b 车轮宽度。车轮宽度。第三节 车辆的挂钩牵引力，25第三节 车辆的挂钩牵引力当沉陷量较小时当沉陷量较小时1.刚性车轮滚动时的土壤阻力26将将z0代入代入 表达式，得到压实土壤阻力表达式，得到压实土壤阻力 增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加车轮直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小。车轮直
16、径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小。思考：思考：SUV越野汽车和轿车相比越野汽车和轿车相比，哪种车型的轮胎直径应哪种车型的轮胎直径应该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，降低压实降低压实阻力的有效措施有哪些？阻力的有效措施有哪些？第三节 车辆的挂钩牵引力1.刚性车轮滚动时的土壤阻力27式中，式中，z0 为沉陷量；为沉陷量；s 为单位体积土壤重量；为单位体积土壤重量；c为粘聚系数；为粘聚系数；b为轮为轮胎宽度。胎宽度。 在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力动土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力 ：式中，式中， 及及 Nr 是土壤承载能力系数；是土壤承载能力系数； 为摩擦角。为摩擦角。第三节 车辆的挂钩牵引力28式中式中 在很松软的地面上，推土阻力在很松软的地面上，推土阻力 可用下式估算可用下式估算 及及 是局部剪切失效时土壤承载能力系数；是局部剪切失效时土壤承载能力系数；第三节 车辆的挂钩牵引力29 在在泥浆地面泥浆地面，车辆浸入泥
