汽车行驶的附着条件与汽车的附着率.ppt
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1,第一章汽车动力性,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,本节将介绍附着力、附着条件、附着率等基本概念,分析汽车在纵向坡道上加速上坡时的受力,确定汽车在不同行驶条件下的附着率。
返回目录,2,1.附着力,附着系数,与路面和轮胎都有关。
地面对轮胎切向反作用力的极限值(最大值)即为附着力。
FZ地面作用在车轮上的法向反力;,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,一、汽车行驶的附着条件,常见路面的平均附着系数,思考:
为什么汽车在湿土路上容易出现打滑现象?
3,光面胎和带花纹的轮胎在干燥硬路面上的附着系数有何不同?
轮胎花纹起什么作用?
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,胎面与的关系?
4,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,5,F1方程式赛车在不同天气条件下使用的不同胎面花纹的轮胎,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,6,胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效接地面积,使车轮的附着力下降,汽车的车速得以控制。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,7,后轮驱动时,附着条件是,附着条件:
地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动轮的附着力。
驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关?
其大小可否通过驾驶员合理控制?
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,2.附着条件,思考,8,令,后轮驱动汽车的附着条件也可以表达为,C2后轮驱动汽车驱动轮的附着率;,3.附着率,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,由附着条件可得,前轮驱动时,附着条件是,令,C1前轮驱动汽车驱动轮的附着率;,前轮驱动汽车的附着条件也可以表达为,附着率越小或路面附着系数越大,附着条件越容易满足。
9,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,路面附着系数低时车轮会出现滑转(视频),10,前轮驱动时,如果FX1小、FZ1大、小,附着条件容易得到满足。
FX1小,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,路面条件好,车速低,Ff小;行驶车速低,Fw小;路面平坦,Fi小;不急加速,Fj小。
什么路面条件下,附着条件不易满足?
湿滑路面、冰雪路面、沙地等。
当路面有积雪时,起步用高挡好还是用低挡好?
用高挡轻踩加速踏板起步较好。
汽车在什么工况下工作,附着条件会不易满足?
起步急加速。
解释为什么?
11,解决方案,装用TCS(ASR)驱动力控制系统,通过对驱动轮作用制动力矩控制起步过程的FX2。
进而减少燃油喷射量,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,起步过程中,驱动轮的严重滑转会加剧轮胎的磨损。
12,,越野车如何爬上100的坡道?
越野汽车爬坡时,即只有附着系数大于1时,才有可能爬上100%的坡道。
思考,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,13,此时必须依靠越野轮胎花纹的抓地性,并与良好的路面相配合,才能提高附着系数。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,14,二、汽车的附着力与地面法向反作用力,汽车在加速上坡时,附着条件不易满足。
以下将在此工况下,分析路面作用在车轮上的法向力FZ和切向力FX。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,15,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,16,主要与质心位置及坡度角有关。
(1)静态轴荷的法向反作用力,
(2)动态分量,思考:
汽车加速前进时,前后轮的垂直载荷发生什么变化?
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,17,FZd1,FZd2,加速时,后驱车容易满足附着条件,跑车大多采用后轮驱动,思考:
加速时,前驱车还是后驱车容易满足附着条件?
保时捷911双座跑车采用后置式发动机后轮驱动。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,18,绝大多数双座跑车采用中置发动机后轮驱动。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考:
要想使发动机转矩得到充分发挥,又满足附着条件,最理想的驱动方式是什么?
四轮驱动,19,高级轿车自重大,Ff大;车速高,车体大,FW大;发动机排量大,Ft大。
思考:
什么车型适合用四轮驱动?
超级跑车车速高,FW大;发动机排量大,Ft大。
越野车道路条件差,附着系数小。
重型货车自重大,Ff大,道路条件差,附着系数小。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,20,CLf前空气升力系数;CLr后空气升力系数。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,(3)空气升力,21,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,22,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,23,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,24,(4)滚动阻力偶矩产生的部分,此项较小,可以忽略不计,忽略旋转质量惯性阻力偶矩和滚动阻力偶矩之后,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,25,三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力,切向反作用力最大值出现在汽车加速爬坡的工况,以下将在此工况下进行分析。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,26,将整车分解为车身、驱动轮(前轮)、从动轮(后轮)三部分,分别分析其受力。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,27,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,Tjw2很小,忽略不计,28,代入得,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,将,29,将代入得,注意与Fj的区别,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,当汽车由前轮驱动时,同理可得:
当汽车由后轮驱动时,30,四、附着率,汽车直线行驶状况下,充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。
1.加速、上坡行驶时的附着率,1)后轮驱动汽车,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,31,令,忽略空气阻力和滚动阻力,q包含加速阻力在内的等效坡度。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,为加速上坡行驶时要求的地面附着系数。
当在一定附着系数的路面上行驶时,汽车能通过的最大等效坡度为q。
将,代入,32,2)前轮驱动汽车,当汽车由后轮驱动时,同理可得,当汽车由前轮驱动时,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考:
如果a=b,哪种驱动方式的等效坡度更大?
33,3)四轮驱动汽车,令后轴的转矩分配系数为,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,34,通常前、后驱动轮的附着率不相等,汽车的等效坡度受附着率较大驱动轮的限制。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,等效坡度一定时,如果前轮附着率较大,前驱动轮的驱动力将先达到地面附着力而滑转,后驱动轮驱动力也保持在前轮刚开始滑转时的数值不再增加。
35,如果前、后轮驱动力可以通过自动调节同时达到附着力极限,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,即,36,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考:
如果路面附着系数,两种轿车1挡的动力性可否得到充分发挥?
37,2.高速行驶时的附着率,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,38,随着车速的增加,后轮的法向反作用力下降,而切向反作用力则按车速的平方关系增大。
因此,附着率随车速的提高而急剧增大,附着条件不易满足。
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,思考:
高速轿车该如何解决附着率过大的问题?
39,第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,本节内容结束,下一节,
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