輪式車輛的行駛理論

第二章輪式車輛的行駛理論第一節(jié)輪式行走機構(gòu)的運動學(xué)輪式車輛的車輪通常分為從動輪和驅(qū)動輪兩種，當(dāng)車輪運動是由輪軸上的水平推力作用而發(fā)生時，該車輪稱為從動輪，如果車輪的運動是在驅(qū)動力矩作用下發(fā)生時，則該輪稱為驅(qū)動輪（見圖2—1，圖2—2）。驅(qū)動輪的運動學(xué)和從動輪運動學(xué)大致相同.因此我們主要分析從動輪的運動學(xué)入手來討論一般車輪的運動學(xué)問題。當(dāng)從動輪在土壤上滾動時，其狀態(tài)如圖2—1所示。在垂直載荷：.（包括自重）作用下和輪胎都發(fā)生了變形。變形后的輪胎與土壤間形成的接觸面通常稱之為支承面。支承面的幾何形狀可假設(shè)如下：位于輪子幾何中心垂直面。二的左方部分，可認(rèn)為是一個水平面。而位于垂直而「二的右方部分則可以認(rèn)為是一個圓柱面。此圓柱面的中心線「位于。外垂直平面內(nèi)，并在輪子幾何軸線「的上方。車輪回轉(zhuǎn)運動時，整個車輪的回轉(zhuǎn)瞬心軸供，可具有下述幾種不同的位置；如果在無限小的時間內(nèi).瞬心軸的位置在二點，則車輪的支承表面保持靜止不動；當(dāng)瞬心軸二低于?二時（如圖示），則車輪的支承表面將沿車輛的運動方向移動，這種現(xiàn)象稱為滑移現(xiàn)象;當(dāng)瞬時中心軸高于二時（圖未示出）則車輪的支承面將沿車輛相反的運動方向移動，這種現(xiàn)象稱為滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。當(dāng)從動輪滑移時，幾何中心的速度方向應(yīng)與連線,「二相垂直，其值可由下式表示(2-1)v=001&)c=rc&)c(2-1)式中："一從動輪的實際速度;、“：一從動輪的角速度；七一從動輪的有效滾動半徑，其值等于瞬時中心軸到幾何中心軸的距離。車輪的有效滾動半徑是個變化的假想半徑，其大小隨車輪的滑移程度面變。當(dāng)車輪純滾動時，?:-二二，此時的有效半徑為滾動半徑，以％表示。而此時幾何中心的速度稱為理論速度,-表示。即：■■-=七=:: (2-2)有效滾動半徑％通?？陕勗囼灧椒ù_定。此時，可使車輛在試驗路段三上作穩(wěn)定的直線行駛，同時在該試驗路段三上測量出所測車輪的輪數(shù)”?，然后即可根據(jù)下式確定被測車輛的有效波動半徑廠；=>卜二 (2-3)當(dāng)車輪的回轉(zhuǎn)角速度」?：已知時，按理論力學(xué)中的方法即可由效滾動半徑'"去決定車輪上任一點的運動軌跡，速度和加速度。驅(qū)動輪的運動如圖2-2所示，將從動輪的角速度換為驅(qū)動輪的角速度"則上述從動輪的運動學(xué)公式完全適合于驅(qū)動輪。當(dāng)驅(qū)動輪無滑移(或滑移)地滾動時，其理論速度y?-可內(nèi)下式表示■■7= (2-4)式中：土一驅(qū)動輪的動力半徑；、-.：.?一驅(qū)動輪的角速度。

驅(qū)動輪的動力半徑，等于驅(qū)動輪幾何中心的驅(qū)動力作用線的距離。由于驅(qū)動力的作用線位置通常很難確定，因此通常用輪胎的靜力半徑〔?來代替動力半徑。輪胎的靜力半徑?.是指車輪在靜止?fàn)顟B(tài)下受法向載荷、輪胎有掉向變形時，車輪幾何中心到路面的距離。其值可由下式近似確定："二 二 （2-5）或N式中：二一輪胎的自由直徑（輪胎氣壓為規(guī)定值，無載荷作用時的直徑）；':—輪胎自由半徑；-一剛度系數(shù)；「「一軸載荷。綜上所述，車輪在運動個可處于三種狀態(tài)：純滾動、滑移、滑轉(zhuǎn)。驅(qū)動輪經(jīng)常有滑轉(zhuǎn)，而從動輪可能產(chǎn)生滑移，車輪在制動時也會產(chǎn)生滑移。同履帶式車輛相同，可以用滑轉(zhuǎn)率三來描述輪式車輛的實際速度與理論速度之間的關(guān)系。(2-6)或(2-7)(2-8)S=l-(2-7)(2-8)實際速度與理論速度的關(guān)系可表示為：v=（1—5第二節(jié)輪式行走機構(gòu)的動力學(xué)圖2-3a)是車輪在驅(qū)動力矩作用下作直線行駛的情形；圖2-3b)是自由輪行駛的情形；圖2-3c)是從動輪行駛的情形。驅(qū)動輪力矩平衡方程式[參見圖2-3a)]一E:一%=- (2-9)式中：尹.-、—滾動阻力矩；E一地面垂直反力，E=；。將上式除以車輪動力半徑七?得：性一F-R-=0皆是驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的圓周力，它在數(shù)值上等于切線牽引力玲，切是驅(qū)動輪力系數(shù)，用弓表示。三三為滾動阻力，用三二?表示，所以有：馬一「一三艾=: (2-10)上式說明，驅(qū)動輪的牽引力『是切線牽引力玲與滾動阻力之差。如果驅(qū)動輪滾動阻力矩尹用表示.顯然有壬天：=乂:、=上:3: (2-11)自由輪力矩平衡方程式[參見圖2—3b)]所謂自由輪是指車輪上只有作用有軸負(fù)荷？和僅用以克服滾動阻力所需要的驅(qū)動力矩，它不具有牽引任何負(fù)荷的能力，因此有：或L=寫自由輪在實用上價值較小，僅作為一種受力分析加以介紹。從動輪的力矩平衡方程[參看圖2-3c)]從動輪被機架推著前進(jìn)，其力矩平衡方程為：蛇吒—珥=0或二=吒=W 「二 (2-13)式中：—從動輪滾動阻力系數(shù)；■■-一機架對從動輪的推力；—從動輪滾動阻力。E.-稱為滾動阻力矩。如果從動輪滾動阻力矩用?二：表爾，則：=對=二％=乙：土 (2-14)前述計算中即是車輪的動力半徑，是動力學(xué)參數(shù)，它等于車輪幾何中心到牽引力力線的距離，參見圖2-4。一般計算時可取上二■/■為輪心到地面的垂直距離。試驗表明*和”之值非常接近，見表2-1。該表是輪胎，負(fù)荷-c，在粘性松土層上試驗得到的數(shù)據(jù)。當(dāng)牽引力=增大時，由于轉(zhuǎn)矩W的作用，使輪胎剛度增加，故其’或上都略有增大。與上值 表2-1F郵伽）r(cm.)057.958.511.358.559.23.658.458.912.858.659.24.858.759.4第三節(jié)輪式車輛的滾動阻力及附著性能一、滾動阻力及滾動阻力系數(shù)（一）車輪的滾動阻力車輪滾動時產(chǎn)生滾動阻力，滾動阻力一般包括土壤變形的滾動阻力「--：從輪胎變形引起的滾動阻力三-：。1.輪胎壓實土壤引起的滾動阻力彈性輪胎通過松軟的土壤滾動時，土壤被壓實變形，所引起的滾動阻力可按貝克法計算。假設(shè)輪胎和地面變形如圖2-5所示。承載面平均接地比壓：P=二 （2-15）式中：’；一輪胎荷載；-一接地平面長度；三一輪胎接地平面長度。土壤變形是在輪胎接地比壓；，作用下產(chǎn)生的。由土壤承載后的沉陷公式可知，土壤變形二為:(2-16)(2-17)根據(jù)功能轉(zhuǎn)換原理，可通過計算得:(2-18)又因:Q=pbl=(pt+pc}bl式中:—輪胎氣壓;(2-16)(2-17)根據(jù)功能轉(zhuǎn)換原理，可通過計算得:(2-18)又因:Q=pbl=(pt+pc}bl式中:—輪胎氣壓;十.?一胎壁剛度換算的氣壓。所以:Ff』=Tl+：L(Kc+bK^)n(71+1')(2-19)2.輪胎變形引起的滾動阻力輪胎變形引起的滾動阻力可按貝克的半徑驗法確定，它是在實驗和理論分析的基礎(chǔ)上建立的。根據(jù)經(jīng)驗提出輪胎變形引起的滾動阻力三，與載荷：成正比，從而可得:(2-20)式中：二一輪胎變形引起的滾動阻力系數(shù)。經(jīng)驗表明，系數(shù)二隨輪胎氣壓；，.而變化。二一；，.變化規(guī)律可通過試驗求得。試驗方法是選用某一種輪胎（不同輪胎性能不一），在涂有潤滑劑的水泥地而上，施以一定的負(fù)荷.:，通過改變氣壓來分別測定滾動阻力。試驗結(jié)果可得到一系列堯一％參數(shù)。由于.三=乙:W，且"=「是試驗時的牽引力。所以根據(jù)試驗結(jié)果可繪制如圖2-6當(dāng)改變所施負(fù)荷'：時，試驗曲線不變。曲線可用下式表達(dá)：二=— (2-21)式中：二?二一與輪胎結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，借助.曲線，取其兩點不難求出二,三的數(shù)值。(二)滾動阻力系數(shù)對工單個午輪而言，滾動阻力可用下式表水：與=烏+%對輪式機械來說，液動阻力是驅(qū)動輪和從動輪滾動阻力之和，即：與=與，F(xiàn)ft=WGcfc當(dāng)=土?xí)r，且，=，-<■,則：與式中： '一綜合的滾動阻力系數(shù)，可內(nèi)試驗測得，作為機械設(shè)計或性能預(yù)測時使用;：_,__、：「,-—驅(qū)動輪和從動輪載荷。例如，一般輪胎氣壓在■■-- 時，滾動阻力系數(shù)與地面狀況的關(guān)系見表2-2。表中■-為附著系數(shù)。與路面的關(guān)系 表2-2地面狀況輪式車輛f瀝青路面O.OZFD.72QS已耕田地0,12-0.130,5~(L?沼泥地0-220.1心0.2影響滾動阻力的因素較多且與附著性能有密切關(guān)系，下面將同時討論影響附著性能及滾動阻力的各因素。二、附著性能及其影響因素驅(qū)動輪在地面上滾動時，在驅(qū)動力矩的作用下，車輪與地的接觸面上各微小單元都產(chǎn)生微觀滑轉(zhuǎn)，即地面各微小單元面上都產(chǎn)生抗滑轉(zhuǎn)反力，這些抗滑轉(zhuǎn)反力的水平合力就是切線牽引力二?。車輪企堅硬地面上滾動時，切線牽引力主要由輪胎與地面之間的摩擦所產(chǎn)生；車輪在松軟地面上滾動時，輪胎花紋嵌入土壤，切線牽引力主要來自土壤的抗剪切反力。地面對車輪產(chǎn)生抗剪切反力或切線牽引力二作用的同時.車輪對地面產(chǎn)生相對滑轉(zhuǎn)，滑轉(zhuǎn)程度用滑轉(zhuǎn)率I來表示，顯然，當(dāng)切線牽線力二一定時，I越小，地面的抗滑轉(zhuǎn)能力就越高，地面這種抗滑轉(zhuǎn)的能力稱為附著性能。（一） 附著力與附著系數(shù)土方工程機械多在土壤地面上工作，因此地面能夠提供的切線牽引力由土壤的抗剪切力產(chǎn)生。輪式車輛切線牽引力的理論計算與履帶式車輛沒有原則的區(qū)別，可按Janosi公式處理。施工中較常遇到的塑性土壤，一般當(dāng)滑轉(zhuǎn)率時，可產(chǎn)生最大切線牽引力。輪式車輛在運輸工況下，多在較好的硬路面上行駛，如瀝青路回等。此時切線牽引力主要由路面的摩擦反力提供。由于路面或土壤情況的復(fù)雜性.滑轉(zhuǎn)率］和牽引力=之間的關(guān)系，即滑轉(zhuǎn)曲線，多由試驗取得。這里需要說明的是，試驗時的牽引力F是切線牽引力克服了驅(qū)動輪滾動阻力后可以對外做功的有效牽引力，即F=F[_：-N：。驅(qū)動輪試驗的滑轉(zhuǎn)曲線如圖2-7所示。牽引力最初隨滑轉(zhuǎn)率I成比例地增長，然后以稍快的速度增長到一個最大值。當(dāng)滑轉(zhuǎn)率繼續(xù)增長時，牽引力下降，當(dāng)滑轉(zhuǎn)率]達(dá)到〕；）；「.：，牽引力達(dá)到三，二到：以虛線表示，表示這一過程是不穩(wěn)定的。圖2—7是驅(qū)動輪在硬質(zhì)地向面上試驗的滑轉(zhuǎn)曲線。驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)曲線和輪胎的類型、路回的材料以及路面的狀況（如干濕情況）都有關(guān)系，道路條件對其影響較大。由圖2—7可見，牽引力=有極值出現(xiàn)，一般可用動摩擦系數(shù)小于靜摩擦系數(shù)來解釋。為了定量地說明附著性能，和履帶車輛一樣，規(guī)定在容許滑轉(zhuǎn)車時，驅(qū)動輪所發(fā)揮的牽引力稱為附著力二?。附著力與附著重量之比值稱為附著系數(shù)，即：-（2-23）(2-24)輪式車輛的附著系數(shù)見表2-2。（二）影響滾動阻力和附著系數(shù)性能的因素通過對輪式車輛滾動阻力和附著性能影響因素的分析，目的在于考慮如何減少滾動阻力和提高附著性能。輪式車輛較履帶式車輛附著系數(shù)小，且不能利用整機重量作為附著重量（指后橋驅(qū)動的車輛），所以提高附著性能顯得重要。土壤條件土壤抗剪強度越大，附著性越好。土壤抗剪強度又受濕度變化的影響，土壤越潮濕，輪胎的附著性能就越差。土地表層強度很低、而底層強度較高時，采用的高花紋輪胎可提高附著性能。如果土壤過于軟爛，則車輛就將下陷過深，滾動阻力就大。在這種情況下，可裝用船體，承受部分重量，從而減少了車輪（或履帶）的荷重，以減少滾動阻力。路面條件當(dāng)輪式車輛進(jìn)行運輸作業(yè)，在硬質(zhì)路面上行駛時.共附著性能取決于輪胎和地面的外摩擦系數(shù)。必要時，可裝設(shè)防滑鏈，來防止打滑。3.附著重力在摩擦性土壤中，增加附著重力，可以提高附著力。但當(dāng)土壤抗剪應(yīng)力達(dá)到最大值后，如再增加附著重力，可能會降低驅(qū)動力。在純粘聚性土壤中，不能僅靠增加附著重量來改善附著性能。在松軟土壤中，如過度地增加附著重力，則輪胎下陷且增加，滾動阻力增大，掛鉤牽引力反而降低。采用四輪驅(qū)動，使整個拖拉機重力都成為附著重力性能的一項有效措施。4.輪胎充氣壓力由圖2—8可以看出，當(dāng)輪胎的充氣壓力"從較大值開始降低時，附著力隨降低而增加。但當(dāng)進(jìn)一步降低時，驅(qū)動輪滾動阻力E就要增加。這是因為滾動阻力是由輪胎和土壤兩者變形所引起的。在田間，土壤變形一般起決定性影響，因此在一定范圍內(nèi)降低鳧，從面使土壤的垂直變形減小，也就降低了滾動阻力。但當(dāng)"降低到一定值以后，再進(jìn)一步降低時，由于輪胎變形對滾動阻力起了決定性的影響，反而會使?jié)L動阻力增加。圖2—8所示的試驗曲線是在松砂土上取得的。如果地面或土壤條件發(fā)生變化，則試驗曲線的趨向就會有所變化。例如，在硬質(zhì)光滑路而上或石子路上，與最小滾動阻力（三w-.?）對應(yīng)的最佳氣壓力三：點就要向高的三方向移動。由上面分析可知，在確定驅(qū)動輪胎的氣壓時，應(yīng)從土壤條件，附著力和滾動阻力等多方而來考慮。應(yīng)該指山，當(dāng)M降低時，輪胎變形將增加，因而增加了胎壁內(nèi)部的摩擦，從而將引起輪胎磨損和破裂。因此，為提高輪式車輛牽引附著性能而降低時，還要兼顧輪胎的使用期限。5輪胎尺寸增大輪胎直徑，可以增加輪胎支承長度，使附著力增加，滾動阻力降低。但輪胎直徑的增加受到某些參數(shù)（例如機器重心高度）的限制。近年來，為了能在不加大輪胎外徑情況下提高輪胎承載能力，在適當(dāng)條件下，可裝用加寬型驅(qū)動輪胎。普通車輛輪胎斷面的高寬比（二/）通常為1；而加寬型輪胎斷面的高寬比則降到0.85左右。在增加輪胎的同時，最好同時適當(dāng)降低輪胎的充氣壓力，使輪胎的接地面積增加，否則輪胎寬度增加，

輪胎剛度比也要隨之相應(yīng)增加，因而徑向變形較小，輪胎接地面積并不一定能增加。近年來，某些拖拉機也并排安裝了雙輪胎。6.輪胎花紋越野輪胎的花紋多為人字形（圖2—9），在砂壤土上進(jìn)行的模型試驗表明：花紋長度相同時，適當(dāng)增加花紋布置角，可以提高車輛的附著性能。我國目前多采用W：?；y布置角?；y的形狀和布置會影響輪胎的壓力分布，因而也將影響附著力。輪胎的設(shè)計應(yīng)使接地壓力能夠近似于均勻分布?；y的命置與輪胎的自潔性能有關(guān)，而輪胎的自潔能力又會影響附著力的發(fā)揮。7.輪胎結(jié)構(gòu)輪胎的剛度、簾布層數(shù)、簾布排列方法等對附著力和滾動阻力的大小也有不同程度的影響。第四節(jié)輪式車輛總體動力學(xué)為了正確地設(shè)計和使用車輛，使之達(dá)到預(yù)期的性能，必須了解車輛的受力狀態(tài)及其對車輛性能的影響。為了便于分析問題，設(shè)有一臺后橋驅(qū)動的雙軸牽引車，在水平地面上進(jìn)行勻速牽引作業(yè)，參看圖2—10。根據(jù)受力平衡條件，建立以下平街方程式:(2-25)(2-26)N2N2L=Gsb+ +MfC+Fxh(2-27)由式（2-27）可得:(2-28)(2-28)(2-29)同理:(2-29)式(2—26)中的「一—_-表示整機可以對外輸出的牽引力，稱為掛鉤牽引力，一般以杰表示。在穩(wěn)定牽引時它與工作阻力3：相平衡。式(2—28)及式(2—29)表明輪式車輛在牽引負(fù)荷時，袖負(fù)荷發(fā)生了變化，因為靜止的軸負(fù)荷= 。出于牽引負(fù)荷的存在，驅(qū)動輪軸荷增加，我們稱之為增重，同時前輪軸荷減少。向于驅(qū)動輪的增重與前輪軸荷的減小量相同，又稱重量轉(zhuǎn)移。圖2-10中二；與.二：為驅(qū)動輪執(zhí)動輪的滾動阻力矩，當(dāng)橋荷分配發(fā)生變化時，一般應(yīng)重新計算。附著重力分配系數(shù):?一般用附著重量除以機械使用重量來表示，即：=亍 (2-30)當(dāng)驅(qū)動橋荷載發(fā)生變化時，附著重力分配系數(shù)亦隨之變化，顯然全橋驅(qū)動或履帶式車輛'?=1。第五節(jié)雙橋驅(qū)動車輛的運動學(xué)和動力學(xué)一、雙橋驅(qū)動車輛的特點牽引附著性有顯著的改善雙橋驅(qū)動車輛的牽引附著性能得到改善的原因有兩個：車輛前后輪的負(fù)荷皆可利用作為附著重量，因此當(dāng)前后輪上附著力皆得到充分利用時附著力二?達(dá)到：綜=WM+%)在前后輪距相同的四輪驅(qū)動車輛上，后輪沿前輪輪轍滾動，減少了后輪的滾動阻力、并改善了后輪的附著性能。實驗表明，在松土上，當(dāng)后輪滑轉(zhuǎn)率為I=工％時，其附著重力利用系數(shù)-、?.?提向了二%：-%。當(dāng)K"一時，。?提高-%<-%0在承載能力差的土壤上（如爛泥田），附著重力利用系數(shù)提高得多更為顯著。由于上述原因，所以四輪驅(qū)動車輛的牽引附著性能較兩輪驅(qū)動優(yōu)越，圖2-11即為一例。圖示說明，在干燥壤土留茬地上，當(dāng)1=2：：：時，四輪驅(qū)動車輛的牽引力較兩輪驅(qū)兩輪驅(qū)動的為'二：喝。較好的操縱性和縱向穩(wěn)定性四輪驅(qū)動車輛在前橋上方較大的重力分配。因此上坡時縱向穩(wěn)定性較好，前輪也不會因載荷過小而使操縱性變壞。由于前輪上存在驅(qū)動力，即可減少前輪的滾動阻力，又具有把車輛引導(dǎo)到正常軌跡上去的能力.在上坡時這一效果表現(xiàn)的較為明顯。較好的通過性四輪驅(qū)動車輛與兩輪驅(qū)動車輛相比.在附著性能較差的地區(qū)（如泥濘的土地、雪地），具有較好的通過能力。在附著系數(shù)低到-:上的土壤上，仍然可以通過并進(jìn)行作業(yè)。雙橋驅(qū)動車輛也有其缺點，如在一定的使用條件下傳動系將產(chǎn)生寄生功率。寄生功率存在不但將增加發(fā)動機功率的消耗，還會加速傳動系和輪胎的磨耗。因此，設(shè)汁和使用雙橋驅(qū)動車輛時，必須注意到達(dá)一點。二、雙橋驅(qū)動車輛的運動學(xué)和動力學(xué)在四輪驅(qū)動的車輛中，前后驅(qū)動橋間傳動系為剛性閉鎖式聯(lián)接時，為廠使前后輪運動協(xié)調(diào)，必須使的后輪的理論速度相等上_二:二。因為和：二皆為車輪滾動半徑的函數(shù)，而驅(qū)動輪的滾動半徑在機器使用過程是會變化的，所以即使在設(shè)計時做到了上一二：二，實際工作時也仍會出現(xiàn)羌異。在上作過程中驅(qū)動輪滾動半徑（近似等于動力半徑）因下列三種原因發(fā)生變化。1） 前后輪載荷的變化；2） 充氣程度的不同；3） 輪胎磨損程度的不同但前后輪皆安裝在同一個車輛上，其實際速度必須相等，即：%=%=u式中：「一、上一前輪和后輪的實際速度「一車輛行駛的實際速度。由于：%=吐(1—%)%=VT2(1—%)式中：上_、：二一前輪和后輪的實際速度；「一車輛行駛的實際速度。可以得出：】--L=三二-二； (2-31)由于前后輪角速度、f相等，故前后輪的理論速度之比可用下式表示：VT1切山反 烏1式(2-31)可改寫為：[-二二于--(2-32)式(2-31)及式(2-32)稱為雙橋驅(qū)動運動學(xué)方程式。參看圖2-12，當(dāng)外部工作阻力為f時前后輪牽引力之相應(yīng)與之平衡，即：=- (2-33)式(2-33)稱為雙橋驅(qū)動動力學(xué)方程式。為了定量確定前后輪的牽引力二、二和滑轉(zhuǎn)率二、上還需要知道前后輪的滑轉(zhuǎn)串與牽引力之間的關(guān)系，即知道滑轉(zhuǎn)率曲線：^i=m與牽引力之間的關(guān)系，即知道滑轉(zhuǎn)率曲線：^i=m(2-34)根據(jù)以上的討論，對雙橋驅(qū)動車輛行駛過程中可能出現(xiàn)的一些情況就容易進(jìn)行分析了。為便于分析，假設(shè)前后橋荷重相等，這時只有當(dāng):時才有二二二。如兩條滑轉(zhuǎn)曲線相同，當(dāng)負(fù)荷增加時（不計因重量轉(zhuǎn)移引起的滾動半徑變化），則可以使上同時達(dá)到額定值二?，前后輪附著力均能得到充分發(fā)揮。如二二二時，這里假定.：：：小，根據(jù)運動學(xué)方程式一。當(dāng)外負(fù)荷'一定時，根據(jù)動力學(xué)方程式「二二-二，二與二一定不等，且保持一定比例。下面按照負(fù)荷=的變化情況進(jìn)行分析。1） 增加負(fù)荷=，使=達(dá)到二.」?時，后輪能發(fā)揮較大的牽引力，附著力能得到較充分發(fā)揮，但前輪滑轉(zhuǎn)率過大，滑轉(zhuǎn)損失過大。反之，當(dāng)增加到使時，前輪附著力能得到充分發(fā)揮.而后輪I：：：[:H,附著力得不到充分發(fā)揮。2） 當(dāng)負(fù)荷=增加到〕=二：：：時，W也一定等于100%，前后輪同時滑轉(zhuǎn)，前后輪都發(fā)揮出百分之百滑轉(zhuǎn)時的牽引力。3） 當(dāng)=減小到W=：時，這時前輪發(fā)揮的牽引力與負(fù)荷相平衡，即根據(jù)運動力學(xué)方程（2-32），此時：4）當(dāng)負(fù)荷繼續(xù)減少到-L匚】一工時，根據(jù)運動學(xué)方程式，可以求得:i52<0則后輪牽引力二<■:，為負(fù)值，故：L=R—外以下分析，可以用二關(guān)系曲線更清楚地看出。圖2-13是根據(jù)運動學(xué)方程繪出的，圖中曲線①表示，曲線②表示滑轉(zhuǎn)率二，根據(jù)二由負(fù)值到正值以及到二：、的變化，可以明顯地看出I一的變化規(guī)律。結(jié)合前后輪的滑轉(zhuǎn)曲線，不難分析前后輪牽引力的變化規(guī)律。直線①的方程是：（2-35）可見直線①的截距-十；，斜率為U。三、雙繡驅(qū)動的寄生功串從雙橋驅(qū)動的運動學(xué)和動力學(xué)可知，當(dāng)牽引負(fù)荷減小到-<---上時，前橋驅(qū)動輪的牽引力「為正值，后橋驅(qū)動輪的牽引力為負(fù)值，即后輪在機體的推動下，一邊向前滾動，一邊向前滑移，并且起了制動作用。在這種狀態(tài)下，由于后輪上作用著與車輛行駛方向相反的制動力二，它所造成的力矩將經(jīng)分動箱相中央傳動傳給前輪。因此，傳往前輪的動力有兩路：一路是內(nèi)發(fā)動機傳來（圖2—14中實線所示），另一路由后輪傳來（圖中虛線所示），兩路匯合后傳到前輪，使前輪的驅(qū)動力增大。其增大部分仍將通過機體傳給后輪，用以克服后輪制動所需的力。實際上前輪驅(qū)動力的增加并不產(chǎn)生有效的牽引力。由制動力孔所形成的功率三將在下列閉路中循環(huán)：由后輪經(jīng)其土傳動器到分動箱，再經(jīng)前橋主傳動器到前輪，然后經(jīng)機體重新傳給后輪。這種現(xiàn)象稱為功率循環(huán)，被循環(huán)的那部分功率稱為寄生功率。寄生功率并不能增加驅(qū)動功率或驅(qū)動力，而且會使傳動系零件過載，便輪胎出過多滑動而加速磨損，也降低傳動系效率及牽引效率。所以在設(shè)計和使用時，要盡量防止產(chǎn)生寄生功率。為了防止雙橋驅(qū)動車輛產(chǎn)生寄生功率，可以在結(jié)構(gòu)上采用一些措施，例如：1） 在分動箱通往某個驅(qū)動橋的傳動路線上，加裝一個起越離合器，超越離合器的主動部分聯(lián)接分動箱，從動部分聯(lián)接驅(qū)動橋。超越離合器的持點是：在正常情況下，動力可由主動部分傳往從動部分（通過超越離臺器）；當(dāng)從動部分的轉(zhuǎn)速超過主動部分時.從動部分可自由轉(zhuǎn)動，不受主動部分轉(zhuǎn)速約限制。因此.當(dāng)車輛的實際速度:,大于該橋車輪的理論速度時，其車輪可按速度:?自由滾動，這時如同從動輪一樣，因而避免了寄生功率的產(chǎn)生。這種在通往一個驅(qū)動橋（例如前橋）的傳動系中安裝超越離合器的辦法，只能防止一種情況下產(chǎn)牛的寄生功率，例如能防止在：二：二情況下產(chǎn)生的寄生功率，而不能防止在二情況下產(chǎn)生的寄生功率。因此在設(shè)計時必須注意。如果在通往前驅(qū)動橋的傳動路線上裝有超越離合器，則必須使。：二」_，即后輪滑轉(zhuǎn)超前。但超前率不宜取得過大，否則，當(dāng)后輪滑轉(zhuǎn)率己很大時.前輪仍自由滾動，而不能發(fā)揮驅(qū)動作用.這樣就失去了四輪驅(qū)動的優(yōu)越性。2） 在前后橋間安裝軸間差速器。當(dāng)前后橋間裝有軸間差速器時，如果前后橋的車輪間有速度差.便可自動適應(yīng)，因而也不會產(chǎn)生寄生功率。但是裝設(shè)軸間差速器會降低牽引附著性能，因為當(dāng)一個驅(qū)動橋陷入附著系數(shù)很低的土壤中時，另一驅(qū)動橋上驅(qū)動力的發(fā)揮也受到了限制。所以四輪驅(qū)動車輛很少采用這種機構(gòu)。四、四輪驅(qū)動車輛的滑轉(zhuǎn)效率設(shè)前后驅(qū)動滾動半徑各為七一和-ro當(dāng)滑轉(zhuǎn)不大時可以為傳遞的牽引力與滑轉(zhuǎn)率成正例關(guān)系，即：式中：、-?—分別為前、后輪的牽引力；二■■二一分別為前、后輪=-】曲線中線性部分=1的比值。由此可列出四輪驅(qū)動車輛的牽引力為：或:：(2-36)(2-37)根據(jù)滑轉(zhuǎn)效率的定義，在四輪驅(qū)動的情況下，滑轉(zhuǎn)效率可表示為:(2-37)pv+p6i+p52式中： 尹一行走機構(gòu)傳給機架的功率;斗：力：一分別為前、后輪滑轉(zhuǎn)損失的功率。因為:K2S^v比=(A+益)姿=(以+K2s2-)vK2S^vP82=F2VT2S2=頃是)一石S2=廣*1—02 1—0J將上式代入式(2-37)后可得:K18K181+K252(2-38)當(dāng)三一和二己知時，就可將前、后輪上的滑轉(zhuǎn)率二和1(或牽引力二和」七)代入式圖2-15是根據(jù)式(2—38)作山的滑轉(zhuǎn)效率曲線，計算時取。當(dāng)僅有后輪接通動力時(相當(dāng)于兩輪驅(qū)動)，即二二,因此由式(2-38)可得：= = (2—39)上式表示?'與=成直線關(guān)系，如圖2-15中線所示。當(dāng)前后輪皆接通動力，且時，即為理想狀態(tài)的四輪驅(qū)動時，由式(2-45)可得:(2-40)(2-40)注意：此時F：等于=2。上式表示年與=仍成直線關(guān)系，如圖中?二線所示。由圖可看出，當(dāng)：為工廠時，若只接通后輪，則二：二：：，I"，==d：：(圖中c點)；但若前后輪皆接通，且二二W二?。?，"二'二：：，滑轉(zhuǎn)效率就提高了。下面分析：：二：_，且令：=■-：-■-_為超前率。當(dāng)值已知時，式(2-36)可改寫為:F=F1+F2=K(<51+S2)=K(2S2+e)因此，給定值時由'可確定二，由二又可確定二