第二章-汽车行使理论课件

2.1概述2.2汽车的驱动力及行驶阻力2.3汽车的动力特性及加、减速行程2.4汽车的行驶稳定性2.5汽车的制动性2.6汽车的燃油经济性第第2 2章章 汽车行驶性能汽车行驶性能 2.1 2.1 概述概述道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。汽车行驶的总的要求是安全、迅速、经济与舒适，它是通过人、车、路和环境等方面来保证的。因此，在道路线形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及其对道路设计的具体要求。一、汽车行驶性能的主要内容1、动力性能：是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向力决定、所能达到的平均行驶速度,即指决定汽车加速、爬坡和获得最大速度的性能。汽车的动力性能越好,就会具有较高的车速、较好的爬坡能力和加速能力。动力性能决定道路的最大纵坡、坡长限制及长陡坡上陡坡与缓坡的组合。2 2.制动性制动性 指汽车行驶中能在短距离内停车旦维持行驶方向指汽车行驶中能在短距离内停车旦维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。汽车制动性稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力。汽车制动性的好坏的好坏 ,直接关系到行车安全。直接关系到行车安全。制动性能越好制动性能越好 ,汽车才汽车才能以较高的车速行驶能以较高的车速行驶 ,在下长坡时保障行车安全。制动在下长坡时保障行车安全。制动性能与道路的行车视距直接相关性能与道路的行车视距直接相关。3.3.行驶稳定性行驶稳定性 指汽车在行驶过程中指汽车在行驶过程中 ,受外部因素作用受外部因素作用 ,汽车尚能汽车尚能保持正常行驶状态和方向保持正常行驶状态和方向 ,不致失去控制而产生滑移、不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。汽车行驶稳定性直接关系到行车的安倾覆等现象的能力。汽车行驶稳定性直接关系到行车的安全全 ,其决定道路圆曲线极限最小半径和纵、横向组合最其决定道路圆曲线极限最小半径和纵、横向组合最大坡度的取值大坡度的取值 ,也影响道路纵坡度的设置。也影响道路纵坡度的设置。4 4.操纵稳定性操纵稳定性 指汽车是否按照驾驶员的意图控制汽车的性能指汽车是否按照驾驶员的意图控制汽车的性能 ,它它包括汽车的转向特性、高速稳定性和操纵轻便性。汽车的包括汽车的转向特性、高速稳定性和操纵轻便性。汽车的转向特性影响着汽车在弯道上的行驶轨迹。转向特性影响着汽车在弯道上的行驶轨迹。5.5.燃油经济性燃油经济性 是指汽车以最少的燃油消耗量完成单位运输工作的能是指汽车以最少的燃油消耗量完成单位运输工作的能力力 ,它是汽车的主要使用性能之一。汽车燃油经济性越它是汽车的主要使用性能之一。汽车燃油经济性越好好 ,单位行程的燃油消耗量越小。单位行程的燃油消耗量越小。6.6.行驶平顺性行驶平顺性 指汽车在不平道路上行驶时指汽车在不平道路上行驶时 ,汽车免受冲击和震动汽车免受冲击和震动的能力。汽车行驶平顺性的能力。汽车行驶平顺性 ,对汽车平均技术车速、驾驶对汽车平均技术车速、驾驶员和乘客的舒适性、运货的完整性等有很大影响员和乘客的舒适性、运货的完整性等有很大影响。7.7.通过性通过性 是指汽车在各种道路和无路地带行驶的能力。汽车通是指汽车在各种道路和无路地带行驶的能力。汽车通过性能越好过性能越好 ,汽车使用的范围就越广。汽车使用的范围就越广。二、汽车行驶对路线的要求二、汽车行驶对路线的要求1 1.保证汽车在道路上行驶的稳定性；保证汽车在道路上行驶的稳定性；合理的选用圆曲线的半径和设置纵横坡度，提高车轮合理的选用圆曲线的半径和设置纵横坡度，提高车轮与路面间的附着力。与路面间的附着力。2.2.尽可能地提高车速；尽可能地提高车速；严格控制曲线半径、最大纵坡及坡长，合理地设置缓严格控制曲线半径、最大纵坡及坡长，合理地设置缓和坡段，尽可能地采取大半径曲线及平缓的纵坡。和坡段，尽可能地采取大半径曲线及平缓的纵坡。3.3.保证道路上的行车连续；保证道路上的行车连续；保证有足够的视距和安全净空，合理地设置平、竖曲保证有足够的视距和安全净空，合理地设置平、竖曲线，尽可能的减少平面交叉。线，尽可能的减少平面交叉。4 4.尽量满足行车舒适。尽量满足行车舒适。正确地组合平面线形和纵面线形，注意线形与景观的正确地组合平面线形和纵面线形，注意线形与景观的协调；对平、竖曲线的最小半径要加以限制。协调；对平、竖曲线的最小半径要加以限制。道路线形设计与汽车行驶时各主要使用性能是密道路线形设计与汽车行驶时各主要使用性能是密切相关的切相关的 ,因此汽车行驶性能是道路线形设计的基础因此汽车行驶性能是道路线形设计的基础。2.2 2.2 汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力汽车的驱动力及行驶阻力一一一一 汽车的驱动力汽车的驱动力汽车的驱动力汽车的驱动力 1 1、发动机曲轴扭矩、发动机曲轴扭矩 N=N=MM （W W）=MM/1000 /1000 （kWkW）=2=2n n/60 /60 （radrad/s s）得得 （kWkW）（NmNm）M M发动机曲轴的扭矩发动机曲轴的扭矩(Nm)Nm)；N N发动机的有效功率（发动机的有效功率（kWkW）；）；n n发动机曲轴的转速发动机曲轴的转速(r/min)r/min)。2 2、驱动轮扭矩驱动轮扭矩 MMkk MMk k=MM 式中：式中：MMk k汽车驱动轮扭矩（汽车驱动轮扭矩（N N mm）；）；M M发动机曲轴扭矩（发动机曲轴扭矩（N N mm）；）；总变速比，总变速比，=i i0 0 i i kk（i i 0 0为传动器速比为传动器速比,i i k k为变速箱速比为变速箱速比）T T传传动动系系统统的的机机械械效效率率，一一般般载载重重汽汽车车为为0.800.850.800.85，小小客客车车为为0.850.950.850.95。此时，驱动轮上的转速此时，驱动轮上的转速n n k k为为（r r/mmi in n）相应的车速相应的车速V V为为（kmkm/h h）式中：式中：V V汽车行驶速度（汽车行驶速度（kmkm/h h）；）；n n发动机曲轴转速（发动机曲轴转速（r r/mmi in n）；）；r r车车轮轮工工作作半半径径（mm），即即变变形形半半径径，它它与与内内胎胎气气压压、外外胎胎构构造造、路路面面的的刚刚性性与与平平整整度度以以及及荷荷载载等等有有关关，一一般般为为未未变变形形半半径径r r0 0的的0.930.960.930.96倍。倍。从从以以上上可可以以看看出出，通通过过变变速速箱箱和和主主传传动动器器的的二二次次降降速速，其其主主要要目目的的在在于于增增大扭矩。大扭矩。3.3.汽车的驱动力汽车的驱动力从上式也可看出，如要获得较大的牵引力从上式也可看出，如要获得较大的牵引力T T，必须要有较大的总变速比必须要有较大的总变速比。但但 增大，则车速增大，则车速V V就降低，因此，对同一发动机不可能同时获得大就降低，因此，对同一发动机不可能同时获得大的牵引力和高的车速。为此，对汽车设置了几个排档，每一排档都具有的牵引力和高的车速。为此，对汽车设置了几个排档，每一排档都具有固定的总变速比固定的总变速比，以及该档的最大车速和最小车速。当使用低档时，以及该档的最大车速和最小车速。当使用低档时，用较大的用较大的 值，获得较大的牵引力，但车速较小。值，获得较大的牵引力，但车速较小。当使用高档时，用较当使用高档时，用较小的小的 值，获得较小的牵引力和较高的车速。牵引力值，获得较小的牵引力和较高的车速。牵引力T T与功率与功率N N之间的关之间的关系是发动机的有效功率越大，汽车的牵引力越大。系是发动机的有效功率越大，汽车的牵引力越大。二二 汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力 1 1、空气阻力、空气阻力式中：式中：K K空气阻力系数，与汽车的流线形有关。参考表空气阻力系数，与汽车的流线形有关。参考表2-32-3。A A汽车迎风面积，或称正（汽车迎风面积，或称正（mm2 2），），KAKA也称为汽车流线型因数；也称为汽车流线型因数；V V汽汽车车与与空空气气的的相相对对速速度度（kmkm/h h），可可近近似似地地取取汽汽车车的的行行驶驶速速度。度。2 2、道路阻力、道路阻力（1 1）滚动阻力）滚动阻力R R f f=G f G f (N N)若坡道倾角为若坡道倾角为 时，其值可用下式计算：时，其值可用下式计算：R R f f=G f G f coscos (N N)由于坡道倾角由于坡道倾角 一般较小，认为一般较小，认为coscos 11，则则 R R f f=G fG f(N N)式中：式中：R R f f滚动阻力滚动阻力(N N)；G G 汽车的总重力汽车的总重力(N N)；f f滚动阻力系数，见课本表滚动阻力系数，见课本表2-42-4。(2)(2)坡度阻力坡度阻力 汽汽车车在在坡坡道道上上行行驶驶时时，汽汽车车重重量量在在平平行行于于路路面面方方向向有有分分力力，上上坡坡时时分分力力与与汽汽车车前前进进方方向向相相反反，阻阻碍碍汽汽车车行行驶驶，而而下下坡坡时时分分力力与与前前进进方方向向相相同同，推推动动汽车行驶。坡度阻力可用下式计算汽车行驶。坡度阻力可用下式计算R RI I=G sinG sin （N N）因坡道倾角一般较小，认为因坡道倾角一般较小，认为sinsin tgtg=i i，则则R Ri i=G iG i（N N）式中：式中：R RI I坡度阻力坡度阻力（N N）；）；G G车辆总重力车辆总重力 （N N）；）；道路纵坡倾角；道路纵坡倾角；i i道路纵坡度，上坡为正；下坡为负。道路纵坡度，上坡为正；下坡为负。则道路阻力为：则道路阻力为：R RR R=G G(f f+i i)（N N）式中式中(f f+i i)统称道路阻力系数。统称道路阻力系数。3 3、惯性阻力、惯性阻力 汽汽车车变变速速行行驶驶时时，需需要要克克服服其其质质量量变变速速运运动动时时产产生生的的惯惯性性和和惯惯性性力力矩矩称称为为惯惯性性阻阻力力，用用R RI I表表示示。汽汽车车的的质质量量分分为为平平移移质质量量和和旋旋转转质质量量（如如飞飞轮轮、齿齿轮轮、传传动动轴轴和和车车轮轮等等）两两部部分分。变变速速时时平平移移质质量量产产生生惯惯性性力力(R RI1I1=ma=ma=GaGa/g)/g)，旋转质量产生惯性力矩旋转质量产生惯性力矩(R RI2I2=IdwIdw/dtdt)。由由于于惯惯性性力力矩矩计计算算比比较较复复杂杂，为为方方便便计计算算，一一般般给给平平移移质质量量惯惯性性力力乘乘以以大大于于1 1的系数的系数，来代替旋转质量惯性力矩的影响。即来代替旋转质量惯性力矩的影响。即（N N）式中：式中：R RI I惯性阻力惯性阻力（N N）；）；G G车辆总重力车辆总重力（N N）；）；g g重力加速度重力加速度（mm/s s2 2）；）；惯性力系数（或旋转质量换算系数）。惯性力系数（或旋转质量换算系数）。因此，汽车的总行驶阻力为因此，汽车的总行驶阻力为R R=R RWW+R RR R+R RI I。三三 汽车的运动方程式和行驶条件汽车的运动方程式和行驶条件1.1.汽车的运动方程式汽车的运动方程式牵引平衡方程式（也称汽车的运动方程式）为牵引平衡方程式（也称汽车的运动方程式）为 T T=R R=R RWW+R RR R+R RI I 负荷率负荷率 U U=80%90%=80%90%2.2.汽车的行驶条件汽车的行驶条件驱动条件驱动条件（必要条件）：（必要条件）：T T R R 充分条件充分条件 ：T T G Gk k 式中：式中：附着系数，按课本表附着系数，按课本表2-52-5选用；选用；G Gk k作用在驱动轮的荷载。作用在驱动轮的荷载。根根据据以以上上汽汽车车行行驶驶条条件件，在在实实际际工工作作中中对对路路面面提提出出了了一一定定要要求求，从从宏宏观观上上讲讲要要求求路路面面平平整整而而坚坚实实，尽尽量量减减小小滚滚动动阻阻力力；从从微微观观上上讲讲又又要要求求路路面面粗粗糙糙而不滑，以增大附着力。而不滑，以增大附着力。2.3 2.3 汽车的动力特性及加、减速行程汽车的动力特性及加、减速行程汽车的动力特性及加、减速行程汽车的动力特性及加、减速行程一一一一 汽车的动力因数汽车的动力因数汽车的动力因数汽车的动力因数 T T-R RWW=R RR R+R RI I 令上式左端为令上式左端为D D，即即 D D称为称为动力因数动力因数，即为单位车重具备的牵引潜力。它表征某型汽车在海平即为单位车重具备的牵引潜力。它表征某型汽车在海平面高程上，满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。面高程上，满载情况下，每单位车重克服道路阻力和惯性阻力的性能。其中其中 式中：式中：海拔系数，海拔系数，G G满载时汽车的总重力（满载时汽车的总重力（N N）；）；G G实际装载时汽车的总重力（实际装载时汽车的总重力（N N）。）。例例例例1 1：已已知知某某条条道道路路的的滚滚动动阻阻力力系系数数为为0.0150.015，如如果果东东风风EQ-140EQ-140型型载载重重车车装装载载90%90%时时，挂挂IVIV档档以以3030kmkm/h/h的的速速度度等等速速行行驶驶，试试求求H H=1500=1500mm海海拔拔高高度度上上所能克服的最大坡度。所能克服的最大坡度。解解解解：H H=1500=1500mm时，时，=（1-2.26101-2.2610-5-515001500）5.35.3=0.830.83G/GG/G=1/90%=1.11=1/90%=1.11则则=0.831.11=0.92=0.831.11=0.92由已知条件查图由已知条件查图2-42-4可知可知D D=6%=6%由题意知：由题意知：a a=0=0，f f=0.015=0.015将已知条件均代入公式：将已知条件均代入公式：解出：解出：i i=0.04=0.04，即汽车在以上条件下能克服的最大坡度为即汽车在以上条件下能克服的最大坡度为4%4%。二二二二 汽车的行驶状态汽车的行驶状态汽车的行驶状态汽车的行驶状态式中式中称为道路阻力系数。称为道路阻力系数。当当DDD时，减速行驶时，减速行驶V V1 1：平衡速度平衡速度，即，即D D1 1=1 1时等速行驶的的速度。时等速行驶的的速度。当汽车的行驶速度当汽车的行驶速度V VV V1 1时减速行驶，直到时减速行驶，直到V V1 1为此；当为此；当V VV V1 1时加速行驶，直时加速行驶，直到到V V1 1为止。（左图）为止。（左图）V V k k：临界速度临界速度，即与每一排档都存在各自的最大动力因数，即与每一排档都存在各自的最大动力因数D D maxmax对应的速度。对应的速度。也称为也称为最小稳定速度最小稳定速度。稳定行驶稳定行驶和和不稳定行驶不稳定行驶的情况。的情况。临界速度是汽车稳定行驶的极限速度（最低速度）。一般情况下汽车都采临界速度是汽车稳定行驶的极限速度（最低速度）。一般情况下汽车都采用大于某一排挡的临界速度作为行驶速度，以便克服额外阻力而连续行驶。用大于某一排挡的临界速度作为行驶速度，以便克服额外阻力而连续行驶。汽车的汽车的最高速度最高速度是指节流阀全开、满载（不带挂车），在表面平整坚实水平是指节流阀全开、满载（不带挂车），在表面平整坚实水平路段上作稳定行驶时的速度。每一挡都有对应的最高速度。路段上作稳定行驶时的速度。每一挡都有对应的最高速度。(km/h)(km/h)式中式中 n nmaxmax汽车发动机的最大转速（汽车发动机的最大转速（r/minr/min）.汽车的最高速度与最小稳定速度之间的差值越大，表示汽车对道路阻力的适汽车的最高速度与最小稳定速度之间的差值越大，表示汽车对道路阻力的适应性越强。应性越强。三三三三 汽车的爬坡能力汽车的爬坡能力汽车的爬坡能力汽车的爬坡能力定定义义：指指汽汽车车克克服服坡坡度度的的能能力力，用用最最大大爬爬坡坡度度评评定定，最最大大爬爬坡坡度度指指汽汽车车在坚硬路面上在坚硬路面上用最低挡作等速行驶用最低挡作等速行驶所克服的坡度。所克服的坡度。i i=D D-f f 由于最低档爬坡能力大，坡道倾角由于最低档爬坡能力大，坡道倾角 也大，此时也大，此时coscos 1,1,sinsin tgtg=i i，应该用下式计算应该用下式计算 D DImaxImax=fcosfcos+sinsin 解此三角函数方程式，得解此三角函数方程式，得 i imaxmax=tgtg ImaxImax式中：式中：ImaxImax最低档所能克服的最大坡道倾角；最低档所能克服的最大坡道倾角；f f 滚动阻力系数；滚动阻力系数；D DImaIma最低档的最大动力因数。最低档的最大动力因数。四四 汽车的加、减速行程汽车的加、减速行程1.1.加、减速行程计算公式加、减速行程计算公式汽车的加速性指汽车在各种条件下迅速增加速度的能力。汽车的加速性指汽车在各种条件下迅速增加速度的能力。由由 dsds=vdt vdt 和和 a=a=dvdv/dtdt (m/s(m/s2 2)得：得：dsds=vdvvdv/a/a（a0a0）设初速为设初速为V V1 1，终速为终速为V V2 2，V V单位用单位用km/hkm/h，得：得：其中其中a a也是与也是与V V有关的变量对上式积分，将数据绘成加减速行程图有关的变量对上式积分，将数据绘成加减速行程图备用。备用。2.2.加、减速行程图加、减速行程图横坐标为距离行程横坐标为距离行程S S单位为单位为m;m;纵坐标为车速，单位为纵坐标为车速，单位为Km/h;Km/h;曲线上数字代表道路阻曲线上数字代表道路阻力系数力系数=（f+I)/f+I)/(%)(%)3.3.加、减速行程图的用法加、减速行程图的用法（1 1）已知）已知（f+I)/f+I)/，初速初速V V1 1和终速和终速V V2 2，求加速最短行程求加速最短行程S Sa a和减速和减速最大行程最大行程S Sd d.S Sa a=SS2 2 -SS1 1 S Sd d =SS2 2 -SS1 1(2)(2)已知已知（f+I)/f+I)/、V V1 1、S Sa a 或或S Sd d，求求V V2 2。此法用于绘制沿线此法用于绘制沿线最大车速图。最大车速图。例例例例2 2：已知：已知=0.8=0.8，f f=1%=1%，若东风若东风EQ-140EQ-140型载重车以型载重车以8080km/hkm/h的的速度开始在速度开始在3%3%的坡道上爬坡，当该坡道长为的坡道上爬坡，当该坡道长为600600mm时，时，求到达坡顶的车速。求到达坡顶的车速。解解解解：由：由(f f+I)/+I)/=（0.01+0.030.01+0.03）/0.8=0.05/0.8=0.05由已知得由已知得V V1 1=80km/h=80km/h，查加减速行程图查加减速行程图2-82-8a a减速曲线减速曲线得得SS1 1=130m=130m而而SS2 2=S Sd d+SS1 1=0.8600+130=610m=0.8600+130=610m再查加减速行程图再查加减速行程图2-82-8a a减速曲线得减速曲线得V V2 2=61km/h=61km/h。2.4 2.4 汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性汽车的行驶稳定性 一一 汽车行驶的纵向稳定性汽车行驶的纵向稳定性1.1.纵向倾覆条件分析纵向倾覆条件分析纵向倾覆条件分析纵向倾覆条件分析产产生生纵纵向向倾倾覆覆的的临临界界状状态态是是汽汽车车前前轮轮法法向向反反作作用用力力Z Z1 1为为零零，此此时时，汽汽车车可可能绕能绕O O2 2点发生倾覆现象。对点发生倾覆现象。对O O2 2点取矩，并让点取矩，并让Z Z1 1=0=0，得得GlGl2 2coscos 0 0-GhGhg gsinsin 0 0=0=0式中：式中：0 0Z Z1 1为零时极限坡道倾角；为零时极限坡道倾角；i i0 0Z Z1 1为零时道路的纵坡度。为零时道路的纵坡度。当坡道倾角0（即道路纵坡ii 0）时，汽车可能产生纵向倾覆。由式(2-30)可知,纵向倾覆的稳定性主要与汽车重心至后轴的距离和重心高度 hg 有关,l2 愈大,hg 愈低,纵向稳定性愈好。2.2.2.2.纵向倒溜条件分析纵向倒溜条件分析纵向倒溜条件分析纵向倒溜条件分析对后轮驱动的汽车对后轮驱动的汽车,根据附着条件根据附着条件,驱动轮不产生滑移的临界状态是驱动轮不产生滑移的临界状态是 因为因为 则则 式中式中:-:-产生纵向滑移临界状态时的坡道倾角产生纵向滑移临界状态时的坡道倾角;-产生纵向滑移临界状态时的道路纵坡度产生纵向滑移临界状态时的道路纵坡度;其他符号意义同前。其他符号意义同前。当当坡坡道道倾倾角角 (或或道道路路纵纵坡坡度度 )时时 ,汽汽车车可可能能产产生生纵纵向向滑滑移移。的的大大小小主主要要取取决决于于驱驱动动轮轮荷荷载载G Gk k 与与汽汽车车总总重重力力 G G 的的比比值值以以及及附附着着系系数数值值 ,详见式详见式(2-15)(2-15)和表和表 2-5 2-5。3.纵向稳定性的保证分析式(2-30)和式(2-31),一般 接近于 1,而 远远小于 1,所以 也就是说,汽车在坡道上行驶时,在发生纵向倾覆之前,首先发生纵向滑移。为保证汽车 行驶的纵向稳定性,道路设计应以满足不产生纵向滑移为条件,这样,也就避免了汽车的纵向倾覆现象出现。所以,汽车行驶时纵向稳定性的条件为 （3-32）只要设计的道路纵坡度 i 满足上式条件,当汽车满载时一般都能保证纵向行驶的稳定性。但在运输中装载过高时,由于重心高度 的增大会破坏纵向稳定性条件,所以应对汽车装载高度有所限制。二二 汽车行驶的横向稳定性汽车行驶的横向稳定性F F=ma=ma GG1.1.汽车在平曲线上行驶时受力分析汽车在平曲线上行驶时受力分析汽车在平曲线上行驶时受力分析汽车在平曲线上行驶时受力分析式中：式中：F F离心力离心力（N N）；）；R R平曲线半径平曲线半径（mm）；）；v v汽车行驶速度汽车行驶速度（mm/s s）。）。将离心力将离心力F F与汽车重力与汽车重力G G分解为平行于路面的横向力分解为平行于路面的横向力X X和垂直于路面的竖向力和垂直于路面的竖向力Y Y即即X X=FcosFcos-GsinGsin Y Y=FsinFsin+GcosGcos 上式中竖向力上式中竖向力Y Y是稳定因素，横向力是稳定因素，横向力X X是汽车行驶的不稳定因素。由于路面横是汽车行驶的不稳定因素。由于路面横向向 倾角倾角 一般很小，则一般很小，则sinsin tgtg=i ih h，coscos 11，则则v v用用km/hkm/h换算换算令令 横向力系数（单位车重的横向力）横向力系数（单位车重的横向力）将车速将车速v v(mm/s s)化成化成V V（kmkm/h h），），则则式中：式中：R R平曲线半径平曲线半径（mm）；）；横向力系数；横向力系数；V V行车速度行车速度（km/hkm/h）；）；i ih h横向超高坡度横向超高坡度。2.2.横向倾覆条件分析横向倾覆条件分析汽车不产生倾覆汽车不产生倾覆条件：条件：即即 略去略去FiFih h将将 代入上式，则平曲线半径代入上式，则平曲线半径3.3.横向滑移条件分析横向滑移条件分析 汽车不产生横向滑移汽车不产生横向滑移条件：条件：即即将将 代入上式，代入上式，则平曲线半径则平曲线半径为横向附着系数，一般为横向附着系数，一般横横向向滑滑移移现现象象发发生生在在横横向向倾倾覆覆之之前前，因因此此道道路路设设计计中中平平曲曲线线最最小小半半径径满满足足不产生横向滑移不产生横向滑移条件条件。4.横向稳定性的保证由式(2-34)和式(2-36)可知,汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数值的大小。现代汽车在设计制造时重心较低,一般 ，即 ,而 0.5,所以 也就是汽车在平曲线上行驶时,在发生横向倾覆之前先产生横向滑移,为此,在道路设计中应保证汽车不产生横向滑移,同时也就保证了横向倾覆的稳定性。只要设计采用的值满足式。（2-36)的条件,一般在满载情况下能够保证横向行车的稳定性,但装载过高时可能发生 倾覆现象。三、汽车行驶的纵横组合向稳定性图2-21 汽车下坡平曲线上受力图汽车行驶在具有一定纵坡的小半径平曲线上时,较直线上增加了一项弯道阻力,对上坡的汽车耗费的功率增加,使行车速度降低;对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜、滑 移和装载偏重的可能,这对汽车的行驶是危险的。为此,对合成坡度的最大值应加以限制,以 利于行车的稳定性。如图 2-12,汽车行驶在纵坡为 i()和超高横坡为 的下坡路段上,作用在前轴上的荷载为 :离心力F分配在前轴上的荷载为 :因倾角和 很小,则前轴总荷载 为:在平直路段上,作用于前轴的荷载 为:在有平曲线的坡道上,前轴荷载增量与W的比值为:对载重汽车，一般 ，则：在直坡道 上,则 I=i。即汽车沿直坡道下坡时,前轴荷载增量与在平直路段前轴荷载的比率等于该路段的纵坡度。在曲线上如果也以与直线上相同大小的最大纵坡 作为控制,则有下式成立:用 V(km/h)表达上述公式并整理,得:（2-38）此式即为汽车沿纵横组合方向的稳定条件,也是 最大纵坡在平曲线上的折减条件。2.5 2.5 2.5 2.5 汽车的制动性能汽车的制动性能汽车的制动性能汽车的制动性能汽汽车车的的制制动动性性能能是是指指汽汽车车行行驶驶中中强强制制降降低低车车速速以以至至停停车车，或或在在下下坡坡时时能能保保持一定速度行驶的能力。持一定速度行驶的能力。1.1.制动平衡方程：制动平衡方程：P P值的极限值：值的极限值：P P=G G 式中：式中：G G分配到制动轮上的汽车重力。分配到制动轮上的汽车重力。路面与轮胎之间的附着系数，见表路面与轮胎之间的附着系数，见表2-52-5。制动平衡方程式为：制动平衡方程式为：P P+R RR R+R RI I=0=0即即 式中式中:a a制动减速度制动减速度（mm/s s2 2）道路阻力系数，道路阻力系数，=f f+i i 。2.2.制动距离制动距离积分得积分得 将将v v(m/s)(m/s)化为化为V V（km/hkm/h）当当制动到汽车停止时，制动到汽车停止时，V V2 2=0=0，则则从上式可看出，决定汽车制动距离的主要因素是：附着系数、从上式可看出，决定汽车制动距离的主要因素是：附着系数、道路阻力系数、起始速度。道路阻力系数、起始速度。2.62.62.62.6汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性燃油消耗量：汽车完成运输工作所消耗的燃油量。燃油经济性评价指标：一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。影响因素：汽车本身的结构（如外形尺寸、质量、发动机类型、传动系等），汽车的使用条件（如行驶车速、档位、道路阻力等）。一条道路的燃油消耗量是评价道路质量的重要经济指标之一。已知发动机的功率N和转速能n后，可在发动机负荷特性图上查出燃油消耗率ge。ge是指发动机每千瓦小时的燃油消耗量。汽车以等速V在道路上行驶时，每百公里所做的功W为 (kWh)或 (1/100km)式中：ge燃油消耗率（g/kwh）燃油容量(N/l)，汽油为6.967.15N/l，柴油7.948.13N/l。则百公里燃油消耗量Q为：第一章复习思考题一一 名词解释名词解释可行性研究可行性研究;设计车辆设计车辆;设计速度设计速度;规划交通量规划交通量;设计小时交通量设计小时交通量;车种换算车种换算;通行能力通行能力;道路红线道路红线;道路建筑界限道路建筑界限;道路用地道路用地二二 简答题简答题1.1.公路是如何分级的公路是如何分级的?城市道路是如何分类分级的城市道路是如何分类分级的?2.2.可行性研究包括哪些内容可行性研究包括哪些内容?3.3.公路工程基本建设项目采用的设计阶段有哪几种公路工程基本建设项目采用的设计阶段有哪几种?并说明各种设计阶段并说明各种设计阶段的内容及适用条件的内容及适用条件.4.4.城市道路网的结构形式有哪些城市道路网的结构形式有哪些?5.5.城市道路红线规划的工作内容有哪些城市道路红线规划的工作内容有哪些?第二章复习思考题一一 简答题简答题1.1.汽车行使对路线的要求是什么汽车行使对路线的要求是什么?2.2.汽车的牵引力是如何产生的？汽车的牵引力是如何产生的？3.3.汽车的行使阻力有哪几种汽车的行使阻力有哪几种?4.4.汽车行使的充分必要条件是什么汽车行使的充分必要条件是什么?5.5.什么叫动力因数什么叫动力因数?写出它的物理意义和表达式写出它的物理意义和表达式.6.6.是什么是什么?是什么是什么?7.7.汽车行驶的纵向稳定汽车行驶的纵向稳定包括哪两个方面包括哪两个方面?横向稳定包括哪两个方面横向稳定包括哪两个方面?8.8.横向力系数的物理意义和表达式是什么横向力系数的物理意义和表达式是什么?9.9.汽车制动距离的表达式是什么汽车制动距离的表达式是什么?并说明影响制动距离的因素并说明影响制动距离的因素.