《道路縱斷面》ppt課件

1、跳轉(zhuǎn)到第一頁沿著道路中線豎向剖面的展開圖即為道路縱斷面圖。沿著道路中線豎向剖面的展開圖即為道路縱斷面圖。 縱斷面設(shè)計：在道路縱斷面圖上研討道路線位高度及縱斷面設(shè)計：在道路縱斷面圖上研討道路線位高度及坡度變化情況的過程。坡度變化情況的過程。 義務(wù)：研討縱斷面線形的幾何構(gòu)成及其大小與長度。義務(wù)：研討縱斷面線形的幾何構(gòu)成及其大小與長度。 根據(jù)：汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩砀鶕?jù)：汽車的動力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件以及工程經(jīng)濟性等。條件以及工程經(jīng)濟性等。跳轉(zhuǎn)到第一頁n 地面線：根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一地面線：根據(jù)中線上各樁點的高程而點繪的一條不規(guī)那么的折線；條不規(guī)那么的折線

2、；n 設(shè)計線：表達路基設(shè)計高程的規(guī)那么的延續(xù)線，設(shè)計線：表達路基設(shè)計高程的規(guī)那么的延續(xù)線，包括直線和曲線。包括直線和曲線。道路縱斷面圖構(gòu)成跳轉(zhuǎn)到第一頁n地面高程：中線上地面點高程。地面高程：中線上地面點高程。n設(shè)計高程：普通公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩設(shè)計高程：普通公路，路基未設(shè)加寬超高前的路肩邊緣的高程。邊緣的高程。n 設(shè)分隔帶公路，普通為分隔帶外邊緣。設(shè)分隔帶公路，普通為分隔帶外邊緣。n路基高度：橫斷面上設(shè)計高程與地面高程之高差。路基高度：橫斷面上設(shè)計高程與地面高程之高差。n 路堤：設(shè)計高程大于地面高程。路堤：設(shè)計高程大于地面高程。n 路塹：設(shè)計高程小于地面高程。路塹：設(shè)計高程小于地面高

3、程。n縱斷面設(shè)計內(nèi)容：坡度及坡長縱斷面設(shè)計內(nèi)容：坡度及坡長n 豎曲線豎曲線 跳轉(zhuǎn)到第一頁32 汽車動力性能汽車動力性能 道路設(shè)計是以滿足汽車行駛的要求為前提的。道路設(shè)計是以滿足汽車行駛的要求為前提的。 汽車運動根本規(guī)律及對公路的要求，指點公路汽車運動根本規(guī)律及對公路的要求，指點公路設(shè)計；保證公路的運用質(zhì)量、效力等級。汽車行設(shè)計；保證公路的運用質(zhì)量、效力等級。汽車行駛實際是公道路形設(shè)計的實際根底。駛實際是公道路形設(shè)計的實際根底。研討內(nèi)容：研討內(nèi)容： 研討汽車的驅(qū)動力和行駛阻力；研討汽車的驅(qū)動力和行駛阻力； 分析汽車運動的根本規(guī)律；分析汽車運動的根本規(guī)律； 研討汽車主要動力性能研討汽車主要動力性能

4、 分析影響汽車主要運用性能的要素。分析影響汽車主要運用性能的要素。跳轉(zhuǎn)到第一頁汽車行駛對道路的根本要求：n平安：保證汽車的行駛穩(wěn)定性，防止發(fā)生翻車、倒平安：保證汽車的行駛穩(wěn)定性，防止發(fā)生翻車、倒溜、側(cè)滑等；溜、側(cè)滑等；n迅速：行駛速度迅速：行駛速度平均技術(shù)速度。平均技術(shù)速度。n經(jīng)濟：運輸本錢：低經(jīng)濟：運輸本錢：低 n 運輸消費率：高運輸消費率：高n 評價汽車運輸任務(wù)效率的目的有：評價汽車運輸任務(wù)效率的目的有：n 汽車運輸消費率汽車運輸消費率周轉(zhuǎn)率周轉(zhuǎn)率n 運輸本錢運輸本錢油料及輪胎耗費，保養(yǎng)周期油料及輪胎耗費，保養(yǎng)周期n溫馨：視覺上：線形美觀，賞心順眼，自然環(huán)境與溫馨：視覺上：線形美觀，賞心順

5、眼，自然環(huán)境與景觀設(shè)計景觀設(shè)計n 生理上：平穩(wěn)、不顛簸，離心力小生理上：平穩(wěn)、不顛簸，離心力小 n 心思上：輕松，有平安感，心境愉快。心思上：輕松，有平安感，心境愉快。跳轉(zhuǎn)到第一頁n汽車行駛的驅(qū)動力來自它的內(nèi)燃發(fā)動機。汽車行駛的驅(qū)動力來自它的內(nèi)燃發(fā)動機。n在發(fā)動機里熱能轉(zhuǎn)化成機械能經(jīng)過傳動系變在發(fā)動機里熱能轉(zhuǎn)化成機械能經(jīng)過傳動系變速和傳動，將曲軸的扭矩傳給驅(qū)動輪，產(chǎn)生速和傳動，將曲軸的扭矩傳給驅(qū)動輪，產(chǎn)生的扭矩的扭矩Me 驅(qū)動汽車的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，車輪對驅(qū)動汽車的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)，車輪對路面產(chǎn)生向后的程度推力，那么路面對車輛路面產(chǎn)生向后的程度推力，那么路面對車輛產(chǎn)生向前的推力，驅(qū)使汽車行駛。產(chǎn)生向前的推

6、力，驅(qū)使汽車行駛。跳轉(zhuǎn)到第一頁發(fā)動機輸出的功率發(fā)動機輸出的功率Ne與產(chǎn)生的扭矩與產(chǎn)生的扭矩Me的關(guān)系：的關(guān)系：)kW(9549eeenMN1發(fā)動機曲軸扭矩發(fā)動機曲軸扭矩Me其中：其中：ne 為發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)數(shù)，為發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)數(shù)，r/min 汽車的最大有效功率汽車的最大有效功率Ne與曲軸轉(zhuǎn)數(shù)與曲軸轉(zhuǎn)數(shù)ne的之間的關(guān)的之間的關(guān)系曲線是發(fā)動機的根本特征，稱為汽車的外特征系曲線是發(fā)動機的根本特征，稱為汽車的外特征曲線曲線跳轉(zhuǎn)到第一頁N-n曲線、曲線、M-n曲線曲線發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性曲線發(fā)動機轉(zhuǎn)速特性曲線跳轉(zhuǎn)到第一頁n發(fā)動機曲軸上的扭矩發(fā)動機曲軸上的扭矩 Me 需求經(jīng)過變速箱速需求經(jīng)過變速箱速比比 ik和主傳

7、動器速比和主傳動器速比 i0兩次變速后傳送兩次變速后傳送到驅(qū)動輪上；到驅(qū)動輪上；n兩次變速的總變速比為：兩次變速的總變速比為： =i0ik；n傳動系統(tǒng)的總機械效率為傳動系統(tǒng)的總機械效率為m D 時：時： 減速行駛減速行駛0)(Dga0)(Dgaif式中：式中：道路阻力系數(shù)，道路阻力系數(shù)， n當(dāng)當(dāng) D時：時： 加速行駛加速行駛跳轉(zhuǎn)到第一頁n平衡速度：恣意平衡速度：恣意D 相應(yīng)的等速行駛的速度，用相應(yīng)的等速行駛的速度，用VP表示。表示。n臨界速度：每一排檔最大動力因數(shù)臨界速度：每一排檔最大動力因數(shù)Dmax對應(yīng)的速對應(yīng)的速度，用度，用Vk表示。表示。平衡速度和臨界速度跳轉(zhuǎn)到第一頁n最大爬坡度：指汽車

8、在鞏固路面上用最低檔作等速最大爬坡度：指汽車在鞏固路面上用最低檔作等速行駛時所能抑制的最大坡度。行駛時所能抑制的最大坡度。n cos cos1 1，sintansintani i，n DImax=fcos+sinDImax=fcos+sinn解此三角函數(shù)方程式，得最大坡角：解此三角函數(shù)方程式，得最大坡角：222Im2ImIm11cosarcsinffDfDaxaxaxagifD)(n汽車的爬坡才干是指汽車在良好路面上等速行駛時汽車的爬坡才干是指汽車在良好路面上等速行駛時抑制了其它行駛阻力后所能爬上的縱坡度。抑制了其它行駛阻力后所能爬上的縱坡度。， a=0，那么，那么 i=D - f跳轉(zhuǎn)到第一頁

9、n 1計算加、減速行程計算加、減速行程n 由由 ds=vdt，a=dv/dt，得，得 n設(shè)初速設(shè)初速V1，終速，終速V2，那么由，那么由V1到到V2的行程為：的行程為：)0(1avdvads21211961211VVVVVdVa.vdvaS汽車的加、減速行程汽車的加、減速行程跳轉(zhuǎn)到第一頁n東風(fēng)東風(fēng)EQ-140加、減速行程圖加、減速行程圖2. 加、減速行程圖加、減速行程圖1if2if0if0跳轉(zhuǎn)到第一頁n 加、減速行程圖用法加、減速行程圖用法 跳轉(zhuǎn)到第一頁第三節(jié) 汽車的行駛穩(wěn)定性 n汽車的行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，在外汽車的行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，在外部要素作用下，汽車尚能堅持正常

10、行駛形狀和方向，部要素作用下，汽車尚能堅持正常行駛形狀和方向，不致失去控制而產(chǎn)生滑移、傾覆等景象的才干。不致失去控制而產(chǎn)生滑移、傾覆等景象的才干。n 穩(wěn)定性：縱向穩(wěn)定性：縱向n 橫向橫向 n 表現(xiàn)：滑移表現(xiàn)：滑移n 傾覆傾覆跳轉(zhuǎn)到第一頁n縱向穩(wěn)定性：縱向穩(wěn)定性： 表現(xiàn)：傾覆表現(xiàn)：傾覆n 滑移倒溜滑移倒溜跳轉(zhuǎn)到第一頁n橫向穩(wěn)定性：橫向穩(wěn)定性： 表現(xiàn)：傾覆表現(xiàn)：傾覆n 滑移側(cè)滑滑移側(cè)滑跳轉(zhuǎn)到第一頁n臨界形狀：汽車前輪法向反作用力臨界形狀：汽車前輪法向反作用力Z1為零為零 。n Z1L - Gl2cos0 + Ghgsin0=0 n Z1L = Gl2cos0 - Ghgsin0=0 g20hltg

11、 1縱向傾覆縱向傾覆 ：g20hli 跳轉(zhuǎn)到第一頁n2 2縱向滑移驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)縱向滑移驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)n臨界形狀：下滑力等于驅(qū)動輪與路面的附著力臨界形狀：下滑力等于驅(qū)動輪與路面的附著力n Gsin GsinGkGkn由于由于sinsin tg tg= i= i，那么縱向滑移臨，那么縱向滑移臨界形狀條件：界形狀條件：GGtgikn縱向滑移的極限形狀縱向滑移的極限形狀倒溜發(fā)生條件：倒溜發(fā)生條件：n Gsin GsinG Gn i i = tg = tg = = n結(jié)論：當(dāng)坡道傾角結(jié)論：當(dāng)坡道傾角或道路縱坡度或道路縱坡度iiii時，時，汽車能夠產(chǎn)生縱向滑移。汽車能夠產(chǎn)生縱向滑移。 跳轉(zhuǎn)到第一頁3 3縱向穩(wěn)定

12、性的保證縱向穩(wěn)定性的保證n 普通普通 接近于接近于1 1，而，而 遠遠小于遠遠小于1 1，g20hli GGikn 所以，所以， i i i0 i0n 即汽車在坡道上行駛時，在發(fā)生縱向傾覆之前，即汽車在坡道上行駛時，在發(fā)生縱向傾覆之前，首先發(fā)生縱向滑移景象。首先發(fā)生縱向滑移景象。n 道路設(shè)計只需滿足不產(chǎn)生縱向滑移，就可防止道路設(shè)計只需滿足不產(chǎn)生縱向滑移，就可防止汽車的縱向傾覆景象出現(xiàn)。汽車的縱向傾覆景象出現(xiàn)。n汽車行駛時縱向穩(wěn)定性的條件為汽車行駛時縱向穩(wěn)定性的條件為GGiik跳轉(zhuǎn)到第一頁二、汽車行駛的橫向穩(wěn)定性二、汽車行駛的橫向穩(wěn)定性n 汽車在平曲線上行駛時會產(chǎn)生離心力，其作用汽車在平曲線上行

13、駛時會產(chǎn)生離心力，其作用點在汽車的重心，方向程度背叛圓心。點在汽車的重心，方向程度背叛圓心。 gRGvF2n受力分析：受力分析：n 橫向力橫向力X失穩(wěn)失穩(wěn)n 豎向力豎向力Y穩(wěn)定穩(wěn)定1 1汽車在平曲線上行駛時力的平衡汽車在平曲線上行駛時力的平衡n 離心力離心力跳轉(zhuǎn)到第一頁n將離心力將離心力F F與汽車重力與汽車重力G G分解為平行于路面的橫向分解為平行于路面的橫向力力X X和垂直于路面的豎向力和垂直于路面的豎向力Y Y， GcosFsinYGsinFcosX跳轉(zhuǎn)到第一頁 由于路面橫向傾角由于路面橫向傾角普通很小，那么普通很小，那么sintg=ihsintg=ih，cos1cos1，其中，其中ih

14、ih稱為橫向超高坡度，稱為橫向超高坡度，n將離心力將離心力F F與汽車重力與汽車重力G G分解為平行于路面的橫向分解為平行于路面的橫向力力X X和垂直于路面的豎向力和垂直于路面的豎向力Y Y， 采用橫向力系數(shù)來衡量穩(wěn)定性程度，其意義為單位車采用橫向力系數(shù)來衡量穩(wěn)定性程度，其意義為單位車重的橫向力，即重的橫向力，即GcosFsinYGsinFcosX)igRv(GGigRGvGiFXh2h2hh2igRvGXh2iR127V跳轉(zhuǎn)到第一頁n橫向傾覆：汽車在平曲線上行駛時，由于橫向力的作用，使橫向傾覆：汽車在平曲線上行駛時，由于橫向力的作用，使汽車繞外側(cè)車輪觸地點產(chǎn)生向外橫向傾覆。汽車繞外側(cè)車輪觸地

15、點產(chǎn)生向外橫向傾覆。n 汽車內(nèi)側(cè)車輪支反力汽車內(nèi)側(cè)車輪支反力N1N1為為0 0。n 傾覆力矩等于或大于穩(wěn)定力矩。傾覆力矩等于或大于穩(wěn)定力矩。2.2.橫向傾覆條件分析橫向傾覆條件分析跳轉(zhuǎn)到第一頁n傾覆力矩：傾覆力矩：XhgXhg橫向傾覆平衡條件分析：橫向傾覆平衡條件分析：2bG2bG)(Fi2bYhn 穩(wěn)定力矩：穩(wěn)定力矩：跳轉(zhuǎn)到第一頁n傾覆力矩：傾覆力矩：XhgXhg橫向傾覆平衡條件分析：橫向傾覆平衡條件分析：2bGXhggh2bGX2bG2bG)(Fi2bYhn 穩(wěn)定力矩：穩(wěn)定力矩：n 穩(wěn)定、平衡條件：穩(wěn)定、平衡條件：)i2hb127(VRhg2minh2iR127Vn 汽車在平曲線上行駛時，

16、不產(chǎn)生橫向傾覆的最小平汽車在平曲線上行駛時，不產(chǎn)生橫向傾覆的最小平曲線半徑曲線半徑R minR min：跳轉(zhuǎn)到第一頁3.3.橫向滑移條件分析橫向滑移條件分析n 橫向滑移：汽車在平曲線上行駛時，因橫向力的存橫向滑移：汽車在平曲線上行駛時，因橫向力的存在，能夠使汽車沿橫向力的方向產(chǎn)生橫向滑移。在，能夠使汽車沿橫向力的方向產(chǎn)生橫向滑移。n 橫向力大于輪胎和路面之間的橫向附著力。橫向力大于輪胎和路面之間的橫向附著力。n 極限平衡條件：極限平衡條件：hhGYXhGX橫向滑移穩(wěn)定條件：橫向滑移穩(wěn)定條件：h)i127(VRhh2或跳轉(zhuǎn)到第一頁4 4橫向穩(wěn)定性的保證橫向穩(wěn)定性的保證n 汽車在平曲線上行駛時的橫

17、向穩(wěn)定性主要取決于汽車在平曲線上行駛時的橫向穩(wěn)定性主要取決于橫向力系數(shù)橫向力系數(shù)值的大小。值的大小。n 現(xiàn)代汽車在設(shè)計制造時重心較低，普通現(xiàn)代汽車在設(shè)計制造時重心較低，普通b2hgb2hg，而而 h0.5,h0.5,即即n 汽車在平曲線上行駛時，在發(fā)生橫向傾覆之前先產(chǎn)汽車在平曲線上行駛時，在發(fā)生橫向傾覆之前先產(chǎn)生橫向滑移景象。生橫向滑移景象。n 在道路設(shè)計中只需保證不產(chǎn)生橫向滑移景象發(fā)生，在道路設(shè)計中只需保證不產(chǎn)生橫向滑移景象發(fā)生，即可保證橫向穩(wěn)定性。即可保證橫向穩(wěn)定性。 n保證橫向穩(wěn)定性的條件：保證橫向穩(wěn)定性的條件：h)i127(VRhh2或ghh2b跳轉(zhuǎn)到第一頁三、汽車行駛的縱橫組合向穩(wěn)定

18、性三、汽車行駛的縱橫組合向穩(wěn)定性n 汽車行駛在小半徑平曲線上時，較直線上添加了一汽車行駛在小半徑平曲線上時，較直線上添加了一項彎道阻力。項彎道阻力。n 對上坡的汽車耗費的功率添加，使行車速度降低。對上坡的汽車耗費的功率添加，使行車速度降低。對下坡的汽車有沿縱橫組合的合成坡度方向傾斜、滑對下坡的汽車有沿縱橫組合的合成坡度方向傾斜、滑移和裝載偏重的能夠，這對汽車的行駛是危險的。移和裝載偏重的能夠，這對汽車的行駛是危險的。跳轉(zhuǎn)到第一頁n汽車行駛在縱坡為汽車行駛在縱坡為i(tg)i(tg)和超高橫坡為和超高橫坡為ihihtgtg的下坡路段上，作用在前軸上荷載的下坡路段上，作用在前軸上荷載W1W1為為c

19、osL)sinhcosl (GWg21跳轉(zhuǎn)到第一頁n離心力離心力F F分配在前軸上的荷載分配在前軸上的荷載W2W2為為singRLlGvW222跳轉(zhuǎn)到第一頁 在平直路段上，作用于前軸的荷載在平直路段上，作用于前軸的荷載WW為為n 前軸總荷載前軸總荷載WW為為 : :)igRLvlLihl(GWWWh22g221GLlW2n 在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與在有平曲線的坡道上，前軸荷載增量與W W的比值為的比值為h22gigRvilhWWWIn 對載重汽車，普通對載重汽車，普通hg/l21hg/l21，那么，那么 h2igRviI跳轉(zhuǎn)到第一頁直坡道上直坡道上ih0ih0那么那么I=iI=i。即汽車沿直坡道下坡時，前軸荷載。即汽車沿直坡道下坡時，前軸荷載增量與在平直路段前軸荷載的比率等于該路段的縱坡度。在增量與在平直路段前軸荷載的比率等于該路段的縱坡度。在曲線上假設(shè)也以直線上一樣大小的最大縱坡曲線上假設(shè)也以直線上一樣大小的最大縱坡imaximax作為控制，作為控制，那么有下式成立那么有下式成立縱坡折減：縱坡折減：n 最大縱坡在平曲線上的折減計算方法： maxh2iigRvih2maxiR127Vii跳轉(zhuǎn)到第一頁第四節(jié)第四節(jié) 汽車的制動性汽車的制動性 n 汽車的制動性是指汽車行駛中強迫降低車速以致停汽車的制