10--汽车通过性和平顺性

第六章汽车通过性和汽车平顺性第一节汽车通过性第二节汽车行驶平顺性汽车通过性：汽车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、坎坷不平地段)和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障）的能力。影响通过性的主要因素：汽车的几何参数；也与汽车的其它使用性能(如动力性、平顺性、机动性、稳定性、视野性)有关。第一节汽车通过性①轮廓通过性——描述汽车通过坎坷不平路段和障碍的能力。（陡坡、台阶、壕沟等）②支承通过性——描述汽车顺利通过松软路面等的能力。（沙漠、雪地、沼泽地等）通过性分为：第一节汽车通过性土壤推力：车辆在松软地面上行驶时，驱动轮对地面施加向后的水平力，使地面发生剪切变形，相应的剪切变形所构成的地面水平反作用力。土壤阻力：轮胎对土壤的压实作用、推移作用而产生的压实阻力、推土阻力，以及轮胎变形引起的弹性迟滞损耗阻力。当驱动轮对地面施加的水平力大于等于极限剪切力时，引起车轮滑转。牵引车挂钩牵引力＝土壤最大推力与车辙（土壤）阻力之差。（反映汽车通过无路地带的能力）一、轮廓通过性间隙失效：越野行驶时，由于汽车与不规则路面的间隙不足而造成汽车被托住而无法通过的现象。顶起失效触头失效托尾失效间隙失效及其几何参数顶起失效：车辆中间底部的零部件碰到地面而被顶住的现象。触头或托尾失效：因车辆前端或尾部触及地面而不能通过的现象。几何参数：与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角。（1）最小离地间隙h汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离。它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。汽车前桥的离地间隙一般比飞轮壳的还要小，以便利用前桥保护较弱的飞轮壳免受冲撞。设计越野汽车时，应保证有较大的最小离地间隙。（2）接近角γ1与离去角γ2汽车满载、静止时，前端（后端）突出点向前轮所引切线与地面间的夹角。γ1越大，越不容易发生触头失效。γ2越大，越不容易发生托尾失效。（3）纵向通过角β汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车体下部较低部位时所夹的最小锐角。它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。（4）最小转弯直径和内轮差转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径。它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。mind内轮差：转向轴与末轴的内轮轨迹中心在车辆支承面上的轨迹圆之差（5）转弯通道圆转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆，称为转弯通道内圆；车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以内的最小外圆，称为转弯通道外圆。为什么汽车怕托底？1）发动机油底壳和变速器底壳2）三元催化器内部是陶瓷载体3）油箱4）制动油管5）悬挂系统二、牵引支承通过性附着质量附着质量系数车辆接地比压支承通过性——描述汽车顺利通过松软路面等的能力。①附着质量mμ指轮式车辆驱动轴载质量mμ②附着质量系数Kμ为车辆附着质量mμ与总质量ma之比.二、牵引支承通过性汽车行驶的附着条件:zgxFF)(ifgmgmgmaagggaifmmK/)(//满足牵引支承条件:③车辆接地比压指车轮对地面的单位压力。在松软路面上行驶的滚动阻力系数和附着系数都与车轮接地比压直接有关。二、牵引支承通过性复习汽车通过性轮廓通过性牵引支承通过性最小离地间隙纵向通过角接近角离去角附着质量附着质量系数车辆接地比压汽车行驶的附着条件:zgxFF)(ifgmgmgmaagggaifmmK/)(//满足牵引支承条件:复习通过性破坏侧坡或纵坡倾覆失效高速曲线行驶侧翻三、汽车倾覆失效汽车在侧坡上直线行驶时，当坡度大到使重力通过一侧车轮接地中心，而另一侧车轮上的地面法向反作用力等于零时，为汽车将发生侧翻的临界值。ghGBGsin2cos1-侧翻汽车不发生侧翻的横向坡度角为)2arctan(ghBB越大，hg越小，越不容易发生侧向翻倒，其稳定性也越好。（1）ghB2tan整理，得sincosGGg1-侧滑汽车发生侧滑的临界状态汽车不发生侧滑的横向坡度角为garctan（2）gtan整理，得1-侧翻与侧滑侧滑先于侧翻的条件为：（2）（1）整理，得gghB2汽车不发生侧翻的横向坡度角为)2arctan(ghB汽车不发生侧滑的横向坡度角为gghBarctan)2arctan(garctan汽车在纵坡上直线行驶时，当坡度大到使重力通过后车轴接地中心，而前车轴上的地面法向反作用力等于零时，为汽车将发生纵翻的临界值。L2GβGcosβGsinβ2-纵翻2*cos*sinLGhGgghL2tanL2GβGcosβGsinβghL2arctan2-纵翻*cossinGGtanL2GβGcosβGsinβarctan2-纵滑汽车发生纵滑的临界状态2-汽车的纵翻与纵滑汽车不发生极限侧滑的纵向坡度角为：汽车爬坡时，宁肯让驱动轮滑转而不希望纵翻发生，满足滑转先于纵翻的条件为：（2）汽车不发生纵翻的纵向坡度角为（1）ghL2ghL2arctanarctan汽车在高速圆周行驶时，当车速或者转向角度达到一定值时，汽车也将发生侧翻。3-水平坡路高速转弯行驶3-水平坡路高速转弯行驶两侧车轮的地面法向反作用力分别为：BhFGFgjlz22BhFGFgjlz21在即将侧翻的临界状态下，左侧车轮法向反作用力为0，即：)/(48.6maxhkmhgBRvgaRvgGFajl296.12gjlhFGB2汽车不侧翻的最大允许车速为：3-水平坡路高速转弯行驶汽车不发生侧滑的车速为ggRv96.12汽车发生侧滑的临界状态gajlGRvgGF296.123-水平坡路高速转弯行驶侧滑先于侧翻的条件为：整理，得gghB2汽车不发生侧翻的车速为ghgRBv48.6汽车不发生侧滑的车速为ggRv96.12gggRhgRB96.1248.6侧向坡上或水平弯道路面转弯行驶，汽车侧滑先于侧翻的条件是一样的。四、影响汽车通过性的因素1、汽车的最大单位驱动力max0max)(GriiTGFTgtqx为了保证通过性，除减少行驶阻力外，还必须增加最大单位驱动力。2、汽车行驶车速当汽车低速行驶时，土壤的剪切和车轮滑转的倾向减少。因此在某些路段需要使用低速挡位。与低速挡相对应的为传动系的最大传动比的选择。0'377.0minminiiirnvgea四、影响汽车通过性的因素3、汽车车轮四、影响汽车通过性的因素汽车车轮轮胎花纹轮胎直径和宽度轮胎气压前轮距和后轮距前轮和后轮的接地比压驱动车轮数量3、汽车车轮①轮胎花纹-宽而深的花纹四、影响汽车通过性的因素潮湿路面：轮胎单位压力大，有利于挤出花纹内水分。松软路面：接地面积大，附着性能好。3、汽车车轮②轮胎直径和宽度轮胎直径↑接地比压↓（接触面积↑单位压力↓车辙↓）土壤阻力小，减少滑转。但车轮惯性↑重心↑价格↑轮胎宽度↑接地比压↓③轮胎气压四、影响汽车通过性的因素3、汽车车轮④前轮距和后轮距（相等）⑤前轮和后轮的接地比压前轮单位压力＜后轮单位压力,f↓⑥驱动轮数量四、影响汽车通过性的因素增加驱动轮数量，可提高汽车附着质量，增大驱动轮与路面的接触面积，提高汽车通过性。越野汽车全轮驱动。4、液力传动四、影响汽车通过性的因素汽车在松软路面上起步时，要求发动机工作平稳——驱动轮转矩逐渐而平顺地增长，防止土壤被破坏和车轮发生滑移。4、液力传动四、影响汽车通过性的因素5、差速器①差速器的作用：汽车转弯、路面不平、路面平直但轮胎滚动半径不等（轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等）-各驱动轮能以不同的角速度旋转②锁止四、影响汽车通过性的因素6、悬架独立悬架，附着性能↑，离地间隙↑在异常坎坷不平的地面上行驶时，常会因非独立悬架的结构引起某驱动车轮的垂直载荷大幅度减小，乃至离开地面而悬空的现象，使驱动车轮失去与地面的附着而影响通过性。独立悬架和平衡式悬架允许车轮与车架间有较大的相对位移，使驱动车轮与地面经常保持接触，以保证有较好的附着性能。同时独立悬架可显著地提高汽车的最小离地间隙，从而提高汽车的通过性。7、挂车挂车的使用提高了燃料经济性，但降低了汽车的动力性，因此通过性变差。四、影响汽车通过性的因素8、驱动防滑系统ASR系统保持驱动轮处于最佳滑转范围内的控制方式有以下几种：调节发动机输出转矩，制动驱动轮以及锁止差速器。这些控制方式的目的都是调节驱动轮上的驱动力矩。另外，在驱动轮滑转时，ASR系统自动向驾驶员发出警报(报警灯)，提示不要猛踏加速踏板，注意转向盘操作。四、影响汽车通过性的因素8、驱动防滑系统ASR：保证汽车驱动附着条件，充分发挥驱动力，保证汽车的驱动稳定性。ABS:汽车制动效能和稳定性。ESP:ASR+ABS四、影响汽车通过性的因素9、驾驶方法在松软路面上应该低速并匀速前进。1）低速稳定直线行驶，少换档。2）行驶到好路时提高车速。3）合理使用自锁差速器。（提前）4）涉水时应保护电气，曲轴箱通风和空滤器及排气管。四、影响汽车通过性的因素第二节汽车行驶平顺性路面汽车人概述汽车在运行过程中，路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。保持振动环境的舒适性，以保持驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良好的心理状态和准确灵敏的反应。汽车的平顺性影响“人－汽车”系统的操纵稳定性以及行驶安全性。平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。评价方法：根据乘员舒适程度评价汽车振动系统及其评价指标1.输入－振动系统－输出－评价指标输出：悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。评价指标：人体对振动的响应、轮胎的接地性。输入：路面不平度、车速。振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。人体的基本运动习惯：人体习惯的步行时，身体上下运动的频率为60-85次/min，即1-1.4Hz，振动的加速度极限值为0.2-0.3g。货物运动：车身振动加速度不能大于1g。乘员舒适程度评价身体的各个部分又有各自的固有频率。例如，头颅骨的固有频率大致为300-400Hz，而腹部内脏的固有频率约为4-8Hz，脊椎系统大致为8-12.5Hz等。车辆的随机振动，对人体系统来说就是一种激励。这种随机激励的频率往往不是一个或几个而是分布在某一频率范围内，形成一个频带。于是，它总可以使人体的某一部分发生共振，人就会感到不适。比方说，当车辆随机振动频带在4-8Hz附近时，腹腔将要发生共振，人就难受得会呕吐；当车辆随机振动的频率提高到300-400Hz时，脑腔要发生共振，人就会感到头昏难受。人体坐姿受振模型座椅支撑面处脚支撑面处座椅靠背处共3个输入点、12个方向的振动55平顺性名词解释1.轴加权系数对不同方向振动，人体敏感度不一样。该标准用轴加权系数描述这种敏感度，加权系数越大越敏感。2.频率加权系数对不同频率的振动，人体敏感度也不一样。标准用频率加权函数w来描述这种敏感度。位置坐标轴名称频率加权函数轴加权系数k座椅支承面wd1.00wd1.00wk1.00we0.63we0.40we0.20靠背0.80wd0.50wd0.40脚wk0.25wk0.25wk0.40频率加权函数和轴加权系数sxbxfxsyfyfzbybzszxryrzrcw即人对座椅传给人体的振动最敏感思考：由轴加权系数的不同取值可否确定人体对哪个点输入的振动最敏感？sssxyz、、国际标准ISO2631《人体承受全身振动的评价指南》，以短时间简谐振动的实验结果为基础。我国国家标准《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》以及《客车平顺性评价指标及极限》。ISO2631用加速度均方根值给出了1～80Hz振动频率范围内人体对振动反应的三个不同界限。rms－加速度均方根值暴露界限：当人体承受