汽車?yán)碚?余志生 第七章

1、 1. 汽車的通過性（越野性）汽車的通過性（越野性）: 是指汽車能以足是指汽車能以足夠高的平均車速通過各種壞路和無路地帶及各種障夠高的平均車速通過各種壞路和無路地帶及各種障礙的能力。礙的能力。 2. 汽車的通過性主要取決于地面的物理性質(zhì)及汽車的通過性主要取決于地面的物理性質(zhì)及汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)。汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和幾何參數(shù)。 3根據(jù)地面對(duì)汽車通過性影響的原因，汽車根據(jù)地面對(duì)汽車通過性影響的原因，汽車的通過性分為支承通過性和幾何通過性。的通過性分為支承通過性和幾何通過性。 第一節(jié)第一節(jié) 汽車通過性評(píng)價(jià)指標(biāo)及幾何參汽車通過性評(píng)價(jià)指標(biāo)及幾何參數(shù)數(shù) 1.汽車支承通過性評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車支承通過性評(píng)價(jià)指標(biāo)

2、汽車的支承通過性汽車的支承通過性評(píng)價(jià)指標(biāo)有：評(píng)價(jià)指標(biāo)有： 牽引系牽引系數(shù)、牽引效率及燃油利用指數(shù)三項(xiàng)。數(shù)、牽引效率及燃油利用指數(shù)三項(xiàng)。 （1）牽引系數(shù)牽引系數(shù)TCTC： 單位車重的掛鉤牽引力單位車重的掛鉤牽引力（凈牽引力）。（凈牽引力）。 它表明汽車在它表明汽車在松軟地面上加速、爬坡及牽引其松軟地面上加速、爬坡及牽引其他車輛的能力。他車輛的能力。式中，式中，F(xiàn)dFd為汽車的掛鉤牽引力；為汽車的掛鉤牽引力；G G為汽車重力。為汽車重力。 （2）牽引效率（驅(qū)動(dòng)效率）牽引效率（驅(qū)動(dòng)效率）TETE： 驅(qū)動(dòng)輪輸出驅(qū)動(dòng)輪輸出功率與輸入功率之比。功率與輸入功率之比。式中，式中，u ua a為汽車行駛速度；為

3、汽車行駛速度；TwTw為驅(qū)動(dòng)輪輸入轉(zhuǎn)矩；為驅(qū)動(dòng)輪輸入轉(zhuǎn)矩；為驅(qū)動(dòng)輪角速度；為驅(qū)動(dòng)輪角速度；r r為驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑；為驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力半徑；s sr r為滑為滑轉(zhuǎn)率。轉(zhuǎn)率。 （3）燃油利用指數(shù)燃油利用指數(shù)E Ef f： 單位燃油消耗單位燃油消耗所輸出的功。所輸出的功。式中，式中，Q Qt t為單位時(shí)間內(nèi)的燃油消耗量。為單位時(shí)間內(nèi)的燃油消耗量。 2. 汽車通過性幾何參數(shù)汽車通過性幾何參數(shù) （1）間隙失效間隙失效: 由于汽車與地面間的間隙不足由于汽車與地面間的間隙不足而被地面托住、無法通過的情況，稱為間隙失效。而被地面托住、無法通過的情況，稱為間隙失效。 間隙失效間隙失效分為頂起失效、觸頭失效和托尾失效。

4、分為頂起失效、觸頭失效和托尾失效。 1）頂起失效頂起失效: 當(dāng)車輛中間底部的零件碰到地面當(dāng)車輛中間底部的零件碰到地面而被頂住時(shí)，稱為而被頂住時(shí)，稱為“頂起失效頂起失效”； 2）觸頭失效和托尾失效觸頭失效和托尾失效: 當(dāng)車輛前端或尾部觸當(dāng)車輛前端或尾部觸及地面而不能通過時(shí)，則分別稱為及地面而不能通過時(shí)，則分別稱為“觸頭失效觸頭失效”和和“托尾失效托尾失效”。 （2）汽車通過性的幾何參數(shù)汽車通過性的幾何參數(shù): 與間隙失效有關(guān)與間隙失效有關(guān)的汽車整車幾何尺寸。的汽車整車幾何尺寸。 通過性的幾何參數(shù)通過性的幾何參數(shù)主要有：最小離地間隙、縱向主要有：最小離地間隙、縱向通過角、接近角、離去角、最小轉(zhuǎn)彎直徑

5、、轉(zhuǎn)彎通道通過角、接近角、離去角、最小轉(zhuǎn)彎直徑、轉(zhuǎn)彎通道圓等。圓等。 1）縱向通過角）縱向通過角: 汽車在滿載、靜止時(shí)，分別通過前后車輪汽車在滿載、靜止時(shí)，分別通過前后車輪外緣作垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的切平面，當(dāng)兩切平面交于車外緣作垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的切平面，當(dāng)兩切平面交于車體下部較低部位時(shí)所形成的最小銳角，稱為縱向通過角。體下部較低部位時(shí)所形成的最小銳角，稱為縱向通過角。 縱向通過角表示汽車通過小丘、拱橋等障礙物時(shí)不發(fā)生碰縱向通過角表示汽車通過小丘、拱橋等障礙物時(shí)不發(fā)生碰撞的能力。撞的能力。 最小離地間隙、縱向通過角越大，汽車的通過性越好。最小離地間隙、縱向通過角越大，汽車的通過性越好。

6、 2）轉(zhuǎn)彎通道圓轉(zhuǎn)彎通道圓: 汽車以最低穩(wěn)定汽車以最低穩(wěn)定車速在平路上行駛，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位車速在平路上行駛，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，車體上的所有點(diǎn)在地面上的投影置時(shí)，車體上的所有點(diǎn)在地面上的投影所形成的圓環(huán)稱為轉(zhuǎn)彎通道圓。所形成的圓環(huán)稱為轉(zhuǎn)彎通道圓。 轉(zhuǎn)彎通道圓的內(nèi)外半徑差值為汽車轉(zhuǎn)彎通道圓的內(nèi)外半徑差值為汽車極限轉(zhuǎn)彎時(shí)所占的道路空間寬度。極限轉(zhuǎn)彎時(shí)所占的道路空間寬度。轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎通道圓越小，汽車的通過性越好。通道圓越小，汽車的通過性越好。第二節(jié)第二節(jié) 松軟地面的物理性質(zhì)松軟地面的物理性質(zhì) 土壤切應(yīng)力與剪切變形的關(guān)系土壤切應(yīng)力與剪切變形的關(guān)系 1車輪產(chǎn)生的最大驅(qū)動(dòng)力由車輪產(chǎn)生的最大驅(qū)動(dòng)力由兩部分兩

7、部分組成組成：由：由土壤內(nèi)聚力產(chǎn)生的土壤內(nèi)聚力產(chǎn)生的，與，與車輪的車輪的接觸面積有關(guān)接觸面積有關(guān)；由；由土壤的摩擦力土壤的摩擦力產(chǎn)生的，產(chǎn)生的，與與車輪的載荷車輪的載荷成正比。成正比。 2. 土壤推力：土壤推力： 在驅(qū)動(dòng)力作用下，由在驅(qū)動(dòng)力作用下，由地面剪切變形而產(chǎn)生的反力作用在車輪上，地面剪切變形而產(chǎn)生的反力作用在車輪上，稱為土壤推力。稱為土壤推力。 （1）對(duì)于）對(duì)于粘性土壤粘性土壤或或雪雪最大土壤推力最大土壤推力式中：式中：A驅(qū)動(dòng)輪胎（履帶）的接地面積；驅(qū)動(dòng)輪胎（履帶）的接地面積； c土壤（或雪）的粘聚系數(shù)。土壤（或雪）的粘聚系數(shù)。 粘性土壤或雪的最大土壤推力僅與粘性土壤或雪的最大土壤推力

8、僅與土壤或雪土壤或雪的粘聚性的粘聚性及輪胎（履帶）的及輪胎（履帶）的接地面積有關(guān)接地面積有關(guān)，而，而與輪胎（履帶）給地面的與輪胎（履帶）給地面的垂直載荷無關(guān)垂直載荷無關(guān) （2）對(duì)于）對(duì)于摩擦性土壤摩擦性土壤，最大土壤推力，最大土壤推力 式中：式中： 摩擦角；摩擦角； w為車輪的載荷。為車輪的載荷。 要要增大驅(qū)動(dòng)力增大驅(qū)動(dòng)力，需要，需要增加車輪載荷增加車輪載荷。 （3）一般土壤一般土壤最大土壤推力最大土壤推力 用土壤用土壤剪切強(qiáng)度測(cè)量?jī)x剪切強(qiáng)度測(cè)量?jī)x對(duì)土壤進(jìn)行測(cè)對(duì)土壤進(jìn)行測(cè)試，可找出該試，可找出該土壤的粘聚系數(shù)及摩擦角土壤的粘聚系數(shù)及摩擦角。 第三節(jié)車輪在松軟地面上的土壤阻力和第三節(jié)車輪在松軟地

9、面上的土壤阻力和 車輛的掛鉤牽引力車輛的掛鉤牽引力 1車輪在車輪在松軟土壤松軟土壤上滾動(dòng)，土壤和輪胎都會(huì)上滾動(dòng)，土壤和輪胎都會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生變形生變形。由于車輪對(duì)土壤的。由于車輪對(duì)土壤的壓實(shí)和推移壓實(shí)和推移作用，作用，產(chǎn)生產(chǎn)生壓實(shí)阻力壓實(shí)阻力和和推土阻力推土阻力；輪胎的變形產(chǎn)生；輪胎的變形產(chǎn)生遲滯損耗遲滯損耗阻力阻力。 2 剛性車輪剛性車輪在松軟土壤上滾動(dòng)遇到的阻力，在松軟土壤上滾動(dòng)遇到的阻力，主要是主要是土壤壓實(shí)阻力土壤壓實(shí)阻力和和推土阻力推土阻力。 （1） 壓實(shí)阻力：壓實(shí)阻力： 剛性車輪在松軟地面上滾動(dòng)，剛性車輪在松軟地面上滾動(dòng)，土壤垂直變形消耗的功，稱為土壤壓實(shí)阻力。土壤垂直變形消耗的功，稱為土

10、壤壓實(shí)阻力。 （2） 推土阻力推土阻力 在松軟地面上，滾動(dòng)的車輪推在松軟地面上，滾動(dòng)的車輪推移隆起的土壤而消耗的一部分功，稱為推土阻力。移隆起的土壤而消耗的一部分功，稱為推土阻力。 3. 充氣車輪充氣車輪的土壤阻力的土壤阻力 （1）充氣彈性車輪在）充氣彈性車輪在松軟地面上松軟地面上滾動(dòng)時(shí)，輪胎和土壤滾動(dòng)時(shí)，輪胎和土壤都將都將發(fā)生變形發(fā)生變形，它會(huì)遇到，它會(huì)遇到壓實(shí)阻力壓實(shí)阻力、推土阻力推土阻力和和輪胎遲滯輪胎遲滯損耗阻力損耗阻力。 （2）隨著土壤）隨著土壤堅(jiān)實(shí)度堅(jiān)實(shí)度和和輪胎充氣壓力輪胎充氣壓力的不同，輪胎將的不同，輪胎將出現(xiàn)出現(xiàn)兩種滾動(dòng)情況：兩種滾動(dòng)情況： 1）若土壤很松軟若土壤很松軟，輪胎

11、充氣壓力及胎體剛度產(chǎn)生的壓，輪胎充氣壓力及胎體剛度產(chǎn)生的壓力之和大于土壤對(duì)輪胎圓周最低點(diǎn)的支承壓力，則充氣輪胎力之和大于土壤對(duì)輪胎圓周最低點(diǎn)的支承壓力，則充氣輪胎像剛性輪胎一樣滾動(dòng)；像剛性輪胎一樣滾動(dòng)； 2）若土壤比較堅(jiān)實(shí)若土壤比較堅(jiān)實(shí)，胎面接地部分將被壓成平面。，胎面接地部分將被壓成平面。 所以，要確定充氣輪胎的壓實(shí)阻力，所以，要確定充氣輪胎的壓實(shí)阻力，首先首先應(yīng)確定輪胎是應(yīng)確定輪胎是按按剛性輪剛性輪還是按還是按彈性輪彈性輪在土壤上滾動(dòng)。在土壤上滾動(dòng)。 4滑轉(zhuǎn)：滑轉(zhuǎn)： 土壤在提供推力時(shí)發(fā)生剪切變土壤在提供推力時(shí)發(fā)生剪切變形，故車輛驅(qū)動(dòng)輪或履帶的接地面相對(duì)于地面形，故車輛驅(qū)動(dòng)輪或履帶的接地面相對(duì)于地面有向后的滑動(dòng)，稱有向后的滑動(dòng)，稱“滑轉(zhuǎn)滑轉(zhuǎn)”?；D(zhuǎn)既影響平均車速，又影響燃料消耗，滑轉(zhuǎn)既影響平均車速，又影響燃料消耗， 5車輛的掛鉤牽引力車輛的掛鉤牽引力 掛鉤牽引力為土壤掛鉤牽引力為土壤推力與土壤阻力之差，是表征汽車通過性的主推力與土壤阻力之差，是表征汽車通過性的主要參數(shù)。要參數(shù)。 車輛的掛鉤牽引力是在車輛的掛鉤牽引力是在掛鉤上測(cè)量的掛鉤上測(cè)量的，表，表示土壤的示土壤的強(qiáng)度儲(chǔ)備強(qiáng)度儲(chǔ)備，用來使車輛，用來使車輛加速、爬坡、加速、爬坡、克服路面障礙克服路面障礙及及牽引車輛牽引車輛和和武器裝備武器裝備。第四節(jié)第四節(jié) 影響汽車通過性的結(jié)構(gòu)因素及提高汽車通