汽車通過性檢測與評(píng)價(jià)PPT

1、第十章汽車通過性檢測與評(píng)價(jià)多媒體課件,10.1汽車通過性評(píng)價(jià)指標(biāo),松軟土壤 沙漠 雪地 沼澤坎坷不平地段,在一定載質(zhì)量條件下，汽車能以足夠高的平均車速通過各種壞路及無路地帶和克服各種障礙的能力，稱為汽車的通過性。,陡坡 側(cè)坡 臺(tái)階 壕溝,壞路及無路地帶,障礙,車輛能順利通過松軟土壤、沙漠、雪地、冰面、沼澤等地面的能力。,輪廓通過性 牽引支承通過性,汽車通過性,表征車輛通過坎坷不平路段和障礙(如陡坡、側(cè)坡、臺(tái)階、壕溝等)的能力,在松軟地面上行駛時(shí)，汽車驅(qū)動(dòng)輪對地面施加向后的水平力，使地面發(fā)生剪切變形，相應(yīng)的剪切變形所構(gòu)成的地面水平反作用力，被稱為土壤推力。 它常比在一般硬路面上的附著力要小得多。

2、,汽車在松軟地面上行駛時(shí)也受到土壤阻力的作用。土壤阻力，是指輪胎對土壤的壓實(shí)作用、推移作用而產(chǎn)生的壓實(shí)阻力、推土阻力，以及充氣輪胎變形所引起的彈性遲滯損耗阻力。 它要比在硬路面上的滾動(dòng)阻力大得多。 它們經(jīng)常不能滿足汽車行駛附著條件的要求，這是松軟地面限制汽車行駛的主要原因。,在越野行駛時(shí)，由于汽車與不規(guī)則地面的間隙不足，可能出現(xiàn)汽車被托住而無法通過的現(xiàn)象，稱為間隙失效。,頂起失效 觸頭失效或托尾失效,間隙失效,車輛中間底部的零件碰到地面，而被頂住的間隙失效。,汽車前端(或車尾)觸及地面的間隙失效。,1.輪廓通過性,汽車通過性幾何參數(shù)是與防止間隙失效有關(guān)的汽車本身的幾何參數(shù)。,最小離地間隙 接近

3、角 離去角 縱向通過角,汽車通過性的主要幾何參數(shù),汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑和內(nèi)輪差 轉(zhuǎn)彎通道圓 車輪半徑,汽車通過性的重要輪廓參數(shù),汽車通過性的幾何參數(shù),1.最小離地間隙,最小離地間隙C是汽車除車輪之外的最低點(diǎn)與路面之間的距離。 它表征汽車無碰撞地越過石塊、樹樁等障礙物的能力。 汽車的前橋、飛輪殼、變速器殼、消聲器和主傳動(dòng)器外殼等通常有較小的離地間隙。 汽車前橋的離地間隙一般比飛輪殼的還要小，以便利用前橋保護(hù)較弱的飛輪殼免受沖撞。 后橋內(nèi)裝有直徑較大的主傳動(dòng)齒輪，一般離地間隙最小。 在設(shè)計(jì)越野汽車時(shí)，應(yīng)保證有較大的最小離地間隙。,2.接近角與離去角,接近角r1和離去角r2，是指自車身前、后突出點(diǎn)向前

4、、后車輪引切線時(shí)，切線與路面之間的夾角。 它表征了汽車接近或離開障礙物(如小丘、溝洼地等)時(shí)，不發(fā)生碰撞的能力。 接近角和離去角越大，則汽車的通過性越好。,3. 縱向通過角,在汽車空載、靜止時(shí)，在汽車側(cè)視圖上通過前、后車輪外緣做切線交于車體下部較低部位所形成的最小銳角。 它表征汽車可無碰撞地通過小丘、拱橋等障礙物的輪廓尺寸。 汽車縱向通過角越大其通過性就越好。,4.最小轉(zhuǎn)彎直徑和內(nèi)輪差,車輛在轉(zhuǎn)向過程中，轉(zhuǎn)向盤向左或向右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，車輛外轉(zhuǎn)向輪印跡中心在其支承面上的軌跡圓直徑中的較大者，稱為車輛最小轉(zhuǎn)彎直徑。它表征車輛在最小面積內(nèi)的回轉(zhuǎn)能力和通過狹窄彎曲地帶或繞過障礙物的能力。,4.最小轉(zhuǎn)

5、彎直徑和內(nèi)輪差,轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪印跡中心在車輛支承平面上的軌跡圓之差，被稱為內(nèi)輪差。,汽車轉(zhuǎn)彎直徑示意圖,5.轉(zhuǎn)彎通道圓,轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，圖中兩圓之間的通道為車輛轉(zhuǎn)彎通道圓。 車輛所有點(diǎn)在車輛支承平面上的投影均位于最大內(nèi)圓和最小外圓之間。,附著質(zhì)量 附著質(zhì)量系數(shù) 車輛接地比壓,車輛支承通過性的主要評(píng)價(jià)指標(biāo),2.牽引支撐通過性,附著質(zhì)量是指輪式車輛驅(qū)動(dòng)軸載質(zhì)量m。附著質(zhì)量系數(shù)K 定義為車輛附著質(zhì)量與總質(zhì)量ma之比。 為了滿足車輛行駛附著條件的要求，應(yīng)有,1.附著質(zhì)量和附著質(zhì)量系數(shù),道路阻力系數(shù)（=fri，其中：fr為車輪阻力系數(shù)，i為坡度） ug滑移系數(shù),k附著質(zhì)量系數(shù)，值大有利于汽車在

6、壞路面上行駛，喪失通過性的可能性就小。,車輪接地比壓是指車輪對地面的單位壓力。 車輛在松軟地面上行駛的滾動(dòng)阻力系數(shù)和附著系數(shù)都與車輪接地比壓直接有關(guān)。 車輪接地比壓小，輪轍深度小，車輪的行駛阻力和車輪沉陷失效的概率就小。 同樣，當(dāng)汽車行駛在黏性土壤和松軟雪地上時(shí)，降低車輪接地比壓可使得車輪接地面積增加，提高地面承受的剪切力，使車輪不易打滑。,2.車輪接地比壓,車輪接地比壓p與輪胎氣壓Pw有關(guān)。 車輪在硬路面上承受額定載荷時(shí)，關(guān)系式,kw附著質(zhì)量系數(shù) 通常 kw=1.051.20 其大小取決于輪胎剛度的大小，簾布層多的輪胎kw值較大。,越野汽車在通過障礙時(shí)，過大的側(cè)坡或縱坡會(huì)導(dǎo)致汽車傾覆失效。,

7、是汽車不發(fā)生側(cè)翻的極限角。 為防止側(cè)翻，汽車質(zhì)心高度hg應(yīng)降低，輪距B應(yīng)寬。,汽車在側(cè)坡上直線行駛時(shí)，當(dāng)坡度大到使重力通過一側(cè)車輪接地中心，另一側(cè)車輪的地面法向反作用力等于零時(shí)，汽車就會(huì)發(fā)生側(cè)翻。此時(shí)有,R圓周半徑，m Va汽車行駛速度，Km/h,在良好道路上汽車高速曲線行駛時(shí)，側(cè)向慣性力的作用也會(huì)導(dǎo)致側(cè)翻。 設(shè)汽車作等速圓周運(yùn)動(dòng)，汽車受力，側(cè)向慣性力Fj。,作用在汽車左、右車輪上的法向反力分別為,在將側(cè)翻的臨界狀態(tài)Fz1=0，則,汽車不側(cè)翻的最大允許車速,為保證汽車高速行駛的橫向穩(wěn)定性，轎車都力求保持一定輪距，并盡量降低質(zhì)心高度。,在大側(cè)坡角度的坡道上也可能發(fā)生側(cè)滑，此時(shí),g側(cè)向滑移系數(shù)。

8、當(dāng)側(cè)坡角的正切值等于側(cè)向滑移系數(shù)時(shí)，汽車發(fā)生整車側(cè)滑。 與其發(fā)生側(cè)翻，不如發(fā)生側(cè)滑。 所以，應(yīng)滿足tantan，即,縱向傾覆的條件也取決于質(zhì)心高度與質(zhì)心至前軸或后軸的距離。,10.2汽車通過性的影響因素,1.汽車的最大單位驅(qū)動(dòng)力,由于汽車越野行駛的阻力很大，為了充分利用地面提供的掛鉤牽引力，保證汽車通過性，除了減少行駛阻力外，還必須增加汽車最大單位驅(qū)動(dòng)力。 汽車最大單位驅(qū)動(dòng)力為,分動(dòng)器傳動(dòng)比,1.汽車的最大單位驅(qū)動(dòng)力,在汽車低速行駛時(shí)，若忽略空氣阻力，最大單位驅(qū)動(dòng)力等于最大動(dòng)力因數(shù)。 為了獲得足夠大的單位驅(qū)動(dòng)力，越野汽車要有較大的比功率和傳動(dòng)比。 這些要求可通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率、增加傳動(dòng)系的總傳

9、動(dòng)比來滿足。 在困難行駛條件下，限制越野汽車額定載質(zhì)量可提高單位驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)也能降低在松軟地面上的滾動(dòng)阻力。,2.行駛速度,當(dāng)汽車低速行駛降時(shí)，土壤剪切和車輪滑轉(zhuǎn)的傾向減少。 用低速行駛克服困難地段，可改善汽車的通過性。 越野汽車傳動(dòng)系最大總傳動(dòng)比一般較大。,越野汽車的最低穩(wěn)定車速,越野汽車最低穩(wěn)定車速可按上表選取，其值隨汽車總質(zhì)量而定。 也可由發(fā)動(dòng)機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速求得汽車的最低穩(wěn)定行駛速度vamin，即,amin發(fā)動(dòng)機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，r/min,3.汽車車輪,1) 輪胎花紋 2) 輪胎直徑與寬度 3) 輪胎氣壓 4) 前輪距與后輪距 5) 前輪與后輪的接地比壓 6) 從動(dòng)車輪和驅(qū)動(dòng)車輪,1)

10、輪胎花紋,越野汽車的輪胎具有寬而深的花紋。 當(dāng)汽車在濕路面上行駛時(shí)，只有花紋凸起部分與地面接觸，使輪胎對地面有較高的單位壓力，足以擠出花紋內(nèi)的積水。 在松軟地面上行駛時(shí)，汽車因輪胎下陷而嵌入土壤的花紋凸起數(shù)目增加，與地面接觸面積及土壤剪切面積都迅速增加。因而能保證有較好的附著性能。越野輪胎花紋的形狀應(yīng)具有脫掉自身泥濘的性能。,在表面泥濘滑溜而底層堅(jiān)實(shí)的道路上，提高通過性的最簡單辦法是在輪胎上套防滑鏈(或帶防滑釘輪胎)，它相當(dāng)于在輪胎上增加了一層高而稀的花紋。 防滑鏈能直接與地面堅(jiān)硬部分接觸，還會(huì)增加土壤剪切面積，提高附著能力。,2) 輪胎直徑與寬度,增加車輪直徑可減小接地比壓，增加接觸面積，減

11、少土壤阻力和減少滑轉(zhuǎn)。這要比增加車輪寬度更為有效。 增大輪胎直徑會(huì)使慣性增大，汽車質(zhì)心升高，輪胎成本增加，并要采用大傳動(dòng)比的傳動(dòng)系。因此，大直徑輪胎的推廣使用受到了限制。 加大輪胎寬度不僅直接降低了輪胎的接地面比壓，而且因輪胎較寬，允許胎體有較大的變形，而不降低其使用壽命，因而可使輪胎氣壓取得低些。,若將后輪的雙胎換為一個(gè)斷面比普通輪胎大22.5倍、氣壓很低(29.483.3kPa)、斷面具有拱形的“拱形輪胎”時(shí)，接地面積將增大1.53倍以上，就可大幅度減小接地比壓，使汽車在沙漠、雪地、沼澤地面上行駛時(shí)，具有特別良好的通過性。 這種專用于松軟地面的特種輪胎，花紋較大，氣壓過低，不應(yīng)在硬路面上工

12、作，否則將使輪胎過早損壞和迅速磨損。,3)輪胎氣壓,在松軟地面上行駛的汽車，應(yīng)相應(yīng)降低輪胎氣壓，以增大輪胎與地面的接觸面積，降低接地比壓，從而減小輪胎在松軟地面的沉陷量及滾動(dòng)阻力，提高土壤推力。 輪胎氣壓降低時(shí)，雖然土壤的壓實(shí)阻力減小，但卻使輪胎本身的遲滯損失增加。,輪胎氣壓與地面阻力的關(guān)系 輪胎氣壓應(yīng)比該氣壓略高19.229.4kPa。 此時(shí)，地面阻力雖稍有增加，但由于在潮濕地面上的附著系數(shù)有較大的提高，從而可改善汽車的通過性。,為提高越野汽車通過松軟地面的能力，而在硬路面上行駛時(shí)又不致引起大的滾動(dòng)阻力和影響輪胎壽命，可裝用輪胎中央充氣系統(tǒng)，使駕駛員能根據(jù)道路情況，隨時(shí)調(diào)節(jié)輪胎氣壓。 通常，

13、越野汽車的超低壓輪胎氣壓可在49343kPa范圍內(nèi)變化。 在低壓條件下工作的超低壓越野輪胎，其簾布層數(shù)較少，具有薄而堅(jiān)固，又富有彈性的胎體，以減少由于輪胎變形引起的遲滯損失，并保證其使用壽命。,4)前輪距與后輪距,當(dāng)汽車在松軟地面上行駛時(shí)，各車輪都需克服形成輪轍的阻力(滾動(dòng)阻力)。 如果汽車前輪距與后輪距相等，并有相同的輪胎寬度，則在直線上行駛時(shí)前輪轍與后輪轍重合，后輪就可沿著被前輪壓實(shí)的輪轍行駛，使汽車總滾動(dòng)阻力減小，提高汽車通過性。多數(shù)越野汽車的前輪距與后輪距相等。,5)前輪與后輪的接地比壓,前輪距與后輪距相等的汽車行駛于松軟地面時(shí)，當(dāng)前輪對地面的單位壓力比后輪的比壓小20%30%時(shí)，汽車

14、滾動(dòng)阻力最小。 除在設(shè)計(jì)汽車時(shí)，可將負(fù)荷按此要求分配于前、后軸，也可以使前、后輪的輪胎氣壓不同，以產(chǎn)生不同的接地比壓。,當(dāng)汽車裝有液力變矩器或液力耦合器時(shí)，能提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性，使汽車可長時(shí)間穩(wěn)定地以低速(0.51.5km/h)行駛，從而可減小滾動(dòng)阻力和提高附著力，改善汽車通過性。,4.液力傳動(dòng),液力傳動(dòng)還能消除機(jī)械式傳動(dòng)系常見的扭振現(xiàn)象。 扭振現(xiàn)象會(huì)引起驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生周期性沖擊，減少土壤顆粒間的摩擦，增加輪轍深度，并減少輪胎與土壤間的附著力，使車輪滑轉(zhuǎn)的可能性大為增加。 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)所引起的土壤內(nèi)摩擦力的減小，還會(huì)使汽車前輪所造成的輪轍立即展平，使后輪滾動(dòng)阻力增加。,裝有普通機(jī)械傳動(dòng)系的汽車，在

15、松軟地面行駛時(shí)，由于車速低，汽車慣性不足以克服較大的行駛阻力，致使換擋時(shí)，因切斷功率而停車。 采用液力傳動(dòng)即可消除因換擋所引起的功率傳遞間斷現(xiàn)象，因而使汽車通過性有顯著提高。,為了保證各驅(qū)動(dòng)車輪能以不同的角速度旋轉(zhuǎn)，在傳動(dòng)系中裝有差速器。 但普通齒輪差速器由于具有使驅(qū)動(dòng)車輪之間轉(zhuǎn)矩平均分配的特性，當(dāng)某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪陷入泥濘或冰雪路面上時(shí)，得到較小的附著力F()min，則與之對應(yīng)的另一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪也只能以同樣小的附著力F()min限制其驅(qū)動(dòng)力。,5.差速器,在實(shí)際道路條件下，各驅(qū)動(dòng)車輪上的附著力差別很小，汽車總驅(qū)動(dòng)力的增加一般不超過20%25。,為了避免這種情況的發(fā)生，某些越野汽車上裝有差速鎖，以便

16、必要時(shí)能鎖止差速器。此時(shí)汽車可能得到的驅(qū)動(dòng)力為,長時(shí)間使用差速鎖會(huì)使半軸過載引起功率循環(huán)，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)導(dǎo)致停車后，再掛差速鎖起步，有時(shí)會(huì)因滑轉(zhuǎn)處土壤表面已被破壞或因全部轉(zhuǎn)矩突然傳至另一驅(qū)動(dòng)車輪引起土壤破壞而失去效果。 差速器的內(nèi)摩擦能使左右車輪傳遞的轉(zhuǎn)矩不等。設(shè)傳給差速器的轉(zhuǎn)矩為M，差速器的內(nèi)摩擦力矩為Mr，則旋轉(zhuǎn)較慢和較快的驅(qū)動(dòng)車輪上的轉(zhuǎn)矩分別為,如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪由于附著力不足而開始滑轉(zhuǎn)，因其轉(zhuǎn)速加快，則傳給它的轉(zhuǎn)矩就會(huì)減小到M2，因而可能停止滑轉(zhuǎn)。 而另一車輪的轉(zhuǎn)矩增大到M1。結(jié)果在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪上的總驅(qū)動(dòng)力可能達(dá)到最大數(shù)值。,差速器內(nèi)摩擦使汽車的總驅(qū)動(dòng)力增加。 普通齒輪差速器內(nèi)摩擦力矩不大，實(shí)際上驅(qū)動(dòng)力僅提高4%6%。 為了增加差速器內(nèi)摩擦力矩，越野汽車常用高摩擦式差速器，如凸輪式或蝸桿式差速器等。這時(shí)總驅(qū)動(dòng)力可增加10%15%，因而能提高汽車通過性。,在行駛中應(yīng)避免換擋和加速，并保持直線行駛。因?yàn)檗D(zhuǎn)彎時(shí)將引起前后輪轍不重合，而增加滾動(dòng)阻力。,6.駕駛方法,在通過沙地、泥濘、雪地等松軟地面時(shí)，應(yīng)該使用低速擋，以保證車輛有較大的驅(qū)動(dòng)力和較低的行駛速度。,后輪雙胎的汽車，常會(huì)在兩胎間夾雜泥石，或使車輪表面黏附一層很厚的泥，因而使附著系數(shù)降低，增加車輪滑轉(zhuǎn)趨勢。 遇到