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汽车理论 吉林大学 课件和试题7.6.pdf
第七章汽车的通过性
第六节
汽车越过台阶、壕沟的能力
越野行驶中的汽车常常要克服台阶、壕沟等障碍,
这时由于车速很低,可用静力学平衡方程来求得障碍物
与汽车参数间的关系。
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1
第六节汽车越过台阶、壕沟的能力
FcosfFsinF0式中,G为汽车总重力;F为
1121
FsinFfFcosG0台阶作用于前(从动)轮的反
121
fFD/2FLGa
FD/20作用力;F为后轴负荷。
1222
faffD11faDfD
消去G、F、Fsincos
12
L2LL2L2L
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汽车理论 吉林大学 课件和试题7.5.pdf
第七章汽车的通过性
第五节
间隙失效的障碍条件
本节将介绍顶起失效和触头失效两种间
隙失效情况下的障碍条件。
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1
第七章汽车的通过性
一、顶起失效的障碍条件
汽车通过由两个
相交平面形成的凸
起障碍时,障碍顶
点A的轨迹为直径
等于D的圆,D称
rr
为地隙直径。
2
第七章汽车的通过性
一、顶起失效的障碍条件
当h0时,发
生顶起失效;
h=0时,是汽
车通过障碍的极
限尺寸。此时,
BAC所对的角即
为汽车的纵向通
过角。
3
第五节间隙失效的障碍条件
顶起失效的障碍条件为
hm0.5DDrsin0.5D0.5D
0r
h
或m0.5DD1sin
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汽车理论 吉林大学 课件和试题7.4.pdf
第七章汽车的通过性
第四节
牵引通过性计算
计算车辆牵引通过性时,首先要确定轮胎与土壤接触
面的形状及接触面上的应力分布,然后列出车轮受力平衡
方程并求解,从而得到车辆牵引通过性参数。
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1
第四节牵引通过性计算
假设轮胎与土壤接触界面为一段平面加一段圆弧面。
切应力的分布满足
max1expj/K
压力的分布满足
nkcn
pkzkz
b
kkck
b
2
第四节牵引通过性计算
1
Wrbpcossind2rbpsin
1122
2
l
Frb1cospsin
dbdx
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汽车理论 吉林大学 课件和试题7.2.pdf
第七章汽车的通过性
第二节
松软地面的物理性质
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。
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
附着力。
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1
第七章汽车的通过性
一、土壤切应力与剪切变形的关系
1.粘性土壤的最大土壤推力
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
FAc
X
式中,A为驱动轮的接地面积;c为土壤或雪的粘聚系数。
2
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
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
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汽车理论 吉林大学 课件和试题7.1.pdf
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
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
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。
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第七章汽车的通过性
第一节
汽车通过性评价指标及几何参数
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。
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第七章汽车的通过性
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
油利用指数。
1.牵引系数TC
单位车重的挂
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汽车理论 吉林大学 课件和试题6.7.pdf
第六章汽车的平顺性
第七节
汽车平顺性试验和数据处理
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第七节汽车平顺性试验和数据处理
一、平顺性试验的主要内容
1.汽车悬挂系统的刚度、阻尼和惯性参数的测定
分别测定轮胎、悬架、座垫等元件的载荷与变形的
关系曲线,可以求出在规定载荷下的刚度。
由加载和卸载曲线包围的面积,可以确定这些元件
的阻尼。
测量悬挂质量m、非悬挂质量m、车身质量分配
21
系数ε等振动系统惯性参数。
2
第七节汽车平顺性试验和数据处理
2.悬挂系统部分固有频率(偏频)和阻尼比的测定
将汽车前轮和
后轮分别从一定高
度抛下,记录车身
和车轮质量的衰减
振动曲线。
3
第七节汽车平顺性试验和数据处理
2
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汽车理论 吉林大学 课件和试题6.6.pdf
第六章汽车的平顺性
第六节
“人体—座椅”系统的振动
人应该由两个质量构
成,人—椅系统最好用三
自由度或两自由度表示。
本书将人体视为单质量
系统考虑,故简化为单自由
度系统。
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第六节“人体—座椅”系统的振动
一、“人体—座椅”系统的传递特性
ppzpz
2ppz2
qz2qz2qqz2q
p/z2是“人体—座椅”单质量
系统的幅频特性,与车身单质量系统
的幅频特性相同。
1
22
12ζλ
p/z222ss2
1λ2ζλ
sss
K
/s
sssC/2Km
ssss
m
s
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汽车理论 吉林大学 课件和试题6.5.pdf
第六章汽车的平顺性
第五节
双轴汽车的振动
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第五节双轴汽车的振动
一、振型分析
z2fzcatanzca
z2rzcbtanzcb
z2rz2f/L
zza
c2f
z2faz2rz2f/L
zazb/L
2r2f
思考:与哪些因素有关?什么条件下其值最大?
2
第五节双轴汽车的振动
1.采用z2f、z2r坐标系时的无阻尼自由振动运动方程
对前后端取力矩平衡,得
2
mzmbzazb/LKz0
2f2f2c2r2f2f2f
mzmbzazb/LKz0
2r2r2c2r2
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汽车理论 吉林大学 课件和试题6.2.pdf
第六章汽车的平顺性
第二节
路面不平度的统计特性
本节将介绍路面空间频率的功率谱密度,路面
等级,时间频率的功率谱密度,路面对四轮汽车输
入的功率谱密度等。
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第二节路面不平度的统计特性
一、路面不平度的功率谱密度
1.路面不平度函数
路面相对基准平面的高度q,沿道路走向长度I
的变化q(I)称为路面不平度函数。
用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。
2
第二节路面不平度的统计特性
2.路面不平度的功率谱密度G(n)
q
1)G(n)的拟合公式
q
nW
GnGn
qq0
n
0
n—空间频率(m-1),表示每米长度包括几个波长;
n—参考空间频率
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汽车理论 吉林大学 课件和试题6.1.pdf
第六章汽车的平顺性
第六章汽车的平顺性
本章重点研究路面不平引起的汽车振动问题。
本章将具体研究以下内容:人体对振动的反应和平
顺性的评价;路面不平度的统计特性;汽车振动系统的
简化,系统的频率响应特性和系统参数对振动响应参数
的影响;汽车平顺性的测试等。
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第六章汽车的平顺性
什么是汽车平顺性?
保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具
有一定舒适程度和保持货物完好的性能。
为什么要研究汽车的平顺性?
振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康,
影响货物的完整性以及零部件的性能和寿命。平顺
性研究的目的是有效控制汽车振动系统的动态特性。
2
第六章汽车的平顺性
振动系统
弹性
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汽车理论 吉林大学 课件和试题5.9.pdf
第五章汽车的操纵稳定性
第九节
汽车操纵稳定性的路上试验
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第九节汽车操纵稳定性的路上试验
操纵稳定性路上试验的测量仪器和测取的参数
测量仪器测取的参数
非接触式车速仪或第五测量车速和时间
轮仪和时间信号发生器
测力转向盘测量转向盘作用转矩及转角
加速度计测量加速度
陀螺仪测量横摆角速度、航向角和
侧倾角
2
第九节汽车操纵稳定性的路上试验
一、低速行驶转向轻便性试验
双纽线轨迹的极坐标方程为ldcos2Ψ,Ψ0时,双
纽线顶点处的曲率半径最小,,最小曲率半径应按试
Rd/3
min
验汽车的最小转向半径的1.1倍,并圆整到比此乘积大的一个整
数来确定。
3
第九节汽车操纵稳定
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汽车理论 吉林大学 课件和试题5.6.pdf
第五章汽车的操纵稳定性
第六节
汽车操纵稳定性与传动系的关系
本节将介绍地面切向反作用力对汽车稳态转向特
性的影响,还将介绍利用地面切向反作用力控制转向
特性的方法和原理。
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第六节汽车操纵稳定性与传动系的关系
一、地面切向反作用力与“不足-过多
转向特性”的关系
1)汽车在弯道上以大驱动力加速行驶
F↓k↓α↑
加速行Z111汽车有增加不
驶时足转向的趋势
FZ2↑k↑α↓
22
2
第六节汽车操纵稳定性与传动系的关系
2)F对α的影响
t
F↑,F=C,α↑
tY
随着驱动力的增加,维持
转向所需的FY将使α↑。
前驱汽车α随F增大而增大
1t
前驱汽车增大了不足转向趋势
3
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汽车理论 吉林大学 课件和试题5.4.pdf
第五章汽车的操纵稳定性
第四节
汽车操纵稳定性与悬架的关系
本节将学习弹性侧偏角、侧倾转向角和变形转向角
等基本概念,分析不同悬架及参数对汽车操纵稳定性的
影响,了解改善汽车操纵稳定性的方法。
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第四节汽车操纵稳定性与悬架的关系
线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多简化,汽车行驶过程中,还应
考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。
1)前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生变化;
2)车轮有外倾角,由于悬架导向杆系的运动及变形,外倾角将随
之变化;
3)车轮上有切向反作用力;
4)车身侧倾时悬架变形,悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运
动及变形。
综上,汽车侧偏角还应该包括以下三个部
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汽车理论 吉林大学 课件和试题4.6.pdf
第四章汽车的制动性
第六节
汽车制动性的试验
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第六节汽车制动性的试验
一、高附着系数路面的制动试验
1.基本条件
试验路段应为干净、平整、坡度不大于1%的硬路面。
路面附着系数不应小于0.72~0.75。
风速应小于5m/s,气温在0~35℃。
试验前汽车应充分预热,以(0.8~0.9)uamax行驶1h以上。
2.试验仪器
路面试验需要第五轮仪、减速度计和压力传感器。
第六节汽车制动性的试验
3.冷制动试验
制动器温度不能超过100℃。
汽车加速超过起始制动车速3~5km/h,摘挡滑行,
待车速降至起始制动车速时,紧急制动直至停车。
如果汽车航向角变动大于8或超过试
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汽车理论 吉林大学 课件和试题4.5.pdf
第四章汽车的制动性
第五节
前、后制动器制动力的比例关系
本节将分析地面作用在前、后车轮上的法向反力,
分析前、后车轮制动器制动力的比例关系,通过I曲线、
β线、f线、r线分析汽车的制动过程,介绍汽车的附着
利用率、附着效率的计算方法,利用单轮模型分析ABS
的制动控制过程。
本节内容是本章的重点。
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第五节前、后制动器制动力的比例关系
制动过程的三种可能
1)前轮先抱死拖滑,然后后轮抱死拖滑;稳定工
况,但丧失转向能力,附着条件没有充分利用。
2)后轮先抱死拖滑,然后前轮抱死拖滑;后轴可
能出现侧滑,不稳定工况,附着利用率低。
3)前、后轮同时抱死拖滑;可以避免后轴侧滑,
附着
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汽车理论 吉林大学 课件和试题3.4.pdf
第三章汽车动力装置参数的选择
第四节
传动系挡数与各挡传动比的选择
本节将介绍汽车变速器各挡传动比的基本分
配原则;按等比级数分配传动比的优点等。
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第四节传动系挡数与各挡传动比的选择
挡位数多,对汽车动力性和燃油经济性都有利。
动力性:挡位数多,增加了发动机发挥最大功率
附近高功率的机会,提高了汽车的加速和爬坡能力。
燃油经济性:挡位数多,增加了发动机在低燃油
消耗率转速区工作的可能性,降低了油耗。
比功率大→挡位数少(阻力靠后备功率克服)。
比功率小→挡位数多(阻力靠变换挡位克服)。
重型货车和越野汽车使用中,载质量变化大,路
面条件复杂,大,挡数较多。
i/i
tm
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汽车理论 吉林大学 课件和试题3.3.pdf
第三章汽车动力装置参数的选择
第三节
最大传动比的选择
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第三节最大传动比的选择
思考
传动系最大传动比主要用于什么工况?
i
max
满足汽车的最大爬坡度α;
max
满足汽车的最低稳定车速uamin;
满足汽车加速时间的要求;
满足汽车的附着条件FF。
Xmax
2
第三节最大传动比的选择
一、保证最大爬坡度i
max
当汽车低速爬坡时
F=0,=0
WF
j
FFF
tmaxfimax
Tii
tqmaxg10TGfcosGsin
maxmax
r
Gfcosmaxsinmaxr
i
g1
Ti
tqmax0T
3
第三节最大传动比的选
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汽车理论 吉林大学 课件和试题3.1.pdf
第三章
汽车动力装置参数的选择
汽车动力装置参数是指发动机的功率、传动系的传
动比。
本章主要根据汽车对动力性和燃油经济性的要求,
确定汽车动力装置参数。
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第三章汽车动力装置参数的选择
第一节
发动机功率的选择
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第一节发动机功率的选择
一、由uamax确定发动机功率
当uu时,;
aamaxF0,F0
ij
此时所需的发动机功率
1GfCDA3
Puu
e3600amax76140amax
T
3
第一节发动机功率的选择
二、由比功率确定发动机功率
比功率:单位汽车总质量具有的发动机功率,单
位:kW/t。
1000P
汽车比功率e
m
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汽车理论 吉林大学 课件和试题2.2.pdf
第二章汽车的燃油经济性
第二节
汽车燃油经济性的计算
本节将介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠速等
工况下百公里燃油消耗量的计算方法。
为进一步分析影响汽车燃油经济性的因素打下基础。
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第二节汽车燃油经济性的计算
发动机万有特性图
计算的基本依据
和汽车功率平衡图
1.等速行驶工况燃油消耗量计算
等速时发动机应提供的功率为
1
P(PP)
ew
f
T
由和在万有特性图上可确定燃油消耗率b。
uP
ae
2
第二节汽车燃油经济性的计算
设已知汽车的车
速=150km/h,发动
u
a
机功率=43kW,可
P
e
在万有特性图上确定
燃油消耗率
b=270g/(kW·h)
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汽车理论 吉林大学 课件和试题1.6.pdf
第一章汽车动力性
第六节
装有液力变矩器汽车的动力性
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第六节装有液力变矩器汽车的动力性
一、无级变速器与汽车动力性的关系
1.三种发动机特性曲线的对比分析
活塞式蒸汽机除在很低转速外,具有近似等功率的特性。
2
第六节装有液力变矩器汽车的动力性
2.三种发动机的功率平衡图
活塞式内燃机的后备
功率较小,如果不匹配
变速器,所能产生的驱
动力也很小。
3
第六节装有液力变矩器汽车的动力性
3.三种发动机的驱动力—行驶阻力平衡图
等功率发动机i30%
活塞式蒸汽机
i20%
i10%
i0%
活塞式内燃机
FF
fw
u
amax4
第六节装有液力变矩器汽车的动力性
4.