汽车使用条件及性能指标_.ppt
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第一章汽车使用条件及性能指标,第一章汽车使用条件及性能指标第一节汽车使用条件第二节汽车运行工况第三节汽车使用性能指标,第一节汽车使用条件,为什么要研究汽车使用条件？
汽车工况复杂、汽车运用于“人-车-路”系统；汽车使用性能、使用效率与汽车使用条件直接相关；为了保证道路交通安全、更好地完成公路交通运输。
定义影响汽车完成运输工作的各类外界条件，它包括：
气候条件、道路条件、运输条件、汽车安全运行技术条件。
一、气候条件,气候条件内涵：
环境温度（高、低）的影响,空气湿度（湿、干）的影响,海拔高度（高、低）的影响,不同气候条件对车辆结构和使用提出了不同的要求。
应针对具体的气候和季节条件，使用相应的变型汽车或对标准型汽车进行技术改造，以提高车辆与气候的适应程度。
汽车运输企业需要针对当地的气候特点，合理选用汽车，并制定相应的技术措施，努力克服或减少气候条件造成的各种困难，做到合理使用，取得较佳的使用效果。
二、道路条件道路条件定义：
由道路状况决定的、影响汽车运行的因素。
汽车结构、汽车运行工况、汽车技术状况都与汽车运行的道路条件密切相关。
汽车运输对道路的要求是：
1）在充分发挥汽车速度特性的情况下，保证车辆安全行驶；,2）满足该地区对此道路所要求的最大通行能力；,3）车辆通过方便，乘客有舒适感；,4）车辆通过此道路的运行材料消耗量最低，零件损坏最小。
车辆运行速度和道路通行能力是道路条件的主要特征指标。
它们是确定道路等级、车道宽度、车道数、路面强度以及道路纵断面和横断面的依据。
“道路等级”和“公路养护水平”直接影响汽车的运行速度、汽车的行驶平顺性及汽车装载质量利用程度。
1道路等级,根据公路交通量及其使用任务和性质，交通部标准公路工程技术标准将公路分为五个等级：
高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路。
高速公路。
一般能适应按折算成小客车的年平均昼夜交通量为25000辆以上，具有特别重要的政治、经济意义，专供汽车分道高速行驶，并实行全线控制出入的公路。
考虑车道数：
4车道2.55.5万辆；6车道4.58万辆；8车道610万辆。
一级公路。
一般能适应按折算成小客车的年平均昼夜交通量为1500025000辆，为连接重要的政治、经济中心，通往重点工矿区，可供汽车分道行驶，并部分控制出入及部分立体交叉的公路。
二级公路。
一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为500015000辆，为连接政治、经济中心及大型工矿区的干线公路，或交通运输繁忙的城郊公路。
三级公路。
一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为20006000辆，为沟通县及县以上城市的一般干线公路。
四级公路。
一般能适应按各种车辆折合成小客车的年平均昼夜交通量为双车道2000辆以下、单车道400辆以下，为沟通县、乡、村等支线公路。
我国各级公路主要技术指标,2.公路技术特性,影响公路使用质量和车辆使用效率的线路主要技术特性，在水平面内是曲线段的平曲线半径，在纵断面内是纵坡、纵坡长度、竖曲线半径，在横断面内是车道宽度、车道数和路肩宽度等。
汽车弯道行驶，受离心力作用可能会引起侧滑，恶化汽车的操纵性，降低乘员的舒适性，严重时可能翻车。
在小平曲线半径行驶的车辆轮胎侧向变形增大，磨损增加，车轮滚动阻力增加，车辆油耗增加。
曲线路段影响驾驶员的视线，夜间行车光照距离在曲线段也比直线段短，对行车安全不利。
但很长直线路段对行车安全也不利，所以高速公路都避免采用直长路线型。
公路纵坡使汽车动力消耗增大，后备功率降低，燃料消耗增加。
另外，公路的凸形变更，也影响驾驶员的视距。
汽车运行工况和安全性与路面质量有关。
路面要求具有足够的强度、很高的稳定性、良好的平整度以及适当的粗糙度，以保证汽车的附着条件和最小的运行阻力。
路面平整度是路面的主要使用特性之一。
它影响汽车运行速度、动载荷、轮胎磨损、货物完好性及乘员舒适性，从而影响汽车利用指标和使用寿命。
公路的养护水平评价指标：
好路率和养护水平综合值,3.公路养护水平,根据“公路养护质量检查评定暂行办法”，将公路养护质量分为优、良、次、差四个等级。
评定项目包括路面平整、路拱适度、行车顺适、路肩整洁、变坡稳定、标志完善鲜明、行道树齐全。
表1-2公路养护等级评分值,
（1）好路率好路率的计算公式Q=（LY+LL）/L*100%L-公路总里程；LY-优等公路；LL-良等里程。
（2）养护质量综合值养护质量综合值P的计算式P=（4LY+3LL+2LC+LCH）LL-公路总里程；LY-优等公路；LL-良等公路；LC-次等公路；LCH-差等公路。
据试验统计数据得知，公路养护水平与汽车运行油耗，维护费用，大修间隔里程之间有关系。
与油耗的关系公路养护水平与油耗之间呈指数方程关系Qs=ae-bx,4.公路养护水平对汽车使用性能的影响,表1-2公路养护等级评分值,表1-3路面分与油耗关系的指数回归,与车辆养护费用的关系公路养护水平与车辆养护费用之间呈对数方程关系，即Y=0.22650.1586*lnXY-每公里养护费用（元/Km）;X-道路养护综合值；若道路养护综合值由2.48提高到2.78，车辆养护费用可减少22%，即加强道路养护，可节约车辆维护费用。
表1-4车辆维护费用和道路养护综合值,与车辆大修里程的关系公路养护水平与车辆大修理呈之间呈线性方程关系，即Y=-29.909+0.6374XY-汽车大修里程（万Km）;X-好路率（%）。
自1984年开通沈大高速公路以来，我国高等级公路建设进入高速发展期，至2001年底已修建高速公路1.9多万公里。
高速公路与高速运输是密切相关的。
高速运输的最显著特点就是运输车辆的持续高速运行。
高速运输对汽车的动力性、制动性、操纵稳定性、加速性、舒适性的要求更加严格。
许多在普通公路上运行不存在的问题，在高速行驶中却变得至关重要。
三、汽车高速公路使用条件,高速公路行驶对车速有限制。
汽车连续高速行驶条件下容易发生交通事故。
中华人民共和国道路交通安全法规定，最低车速不得低于70km/h，最高车速不得超过120km/h，也有的高速公路或路段最高车速限制为100km/h、80km/h，甚至60km/h。
高速公路行驶的安全条件,高速公路行驶的主要问题是安全问题，因此高速公路行驶应注意以下问题：
按交通法规限定的车速行驶。
进入高速公路前，应对燃油、润滑油、冷却液及转向器、制动器、灯光、轮胎等部件和汽车的装载与固定情况进行检查。
（3）进入高速公路后，车辆的行驶速度应在50Km/h以上。
（4）正常情况下，车辆应在主车道行驶，不准长时间在超车道上行驶或骑、压车道分界线。
（5）司乘人员应配载安全带,货车除驾驶室以外，不许载人，客车中乘客不许站立于车中。
（6）高速公路行驶的车辆，不允许随意停车。
（7）交通受阻时，要按顺序停车。
（8）高速公路行驶的车辆，不允许调头、倒车和穿越中央分隔带，不许试车，也不许在匝道上超车和停车。
（9）遇有大风、雨、雾或路面积雪、结冰时，遵守交通管理部门采取的限制和封闭车道的管制措施。
四、运输条件定义由运输对象的特点和要求所决定的，影响车辆运用的各种因素。
汽车运输可分为货运和客运。
货运条件主要包括货物类别、货物运量、货运距离、装卸条件、运输类型和组织特点。
客运对汽车使用性能的最基本要求是为旅客提供最佳的方便性。
1.货物类别货物，是指从接受承运起到送交收货人止的所有商品或物资。
通常，根据汽车运输过程中的货物装卸方法、运输和保管条件以及批量对货物进行分类。
1）按装卸方法分类货物按装卸方法可分为堆积、计件和罐装三类。
对没有包装的，用堆积装卸的货物如煤炭、砂、土和碎石等，按体积或质量计量的货物，宜于采用自卸汽车运输。
对可计个数，并按质量计量装运的货物，如桶装、袋装的包装货物及无包装货物，可采用普通栏板式货车、厢式货车及保温式货车运输。
对于无包装的液体货物，通常采用自卸罐车运输。
2）按运输和保管条件分类按运输和保管条件分，货物可分为普通货物和特殊货物。
前者是指在运输过程中无特殊要求，可用普通车箱运输的货物。
后者是指在运输过程中，必须采取特别措施，才能保证完好无损的承运货物。
特殊货物包括特大、沉重、危险和易腐的货物。
特大货物是指标准车厢不能容的货物。
沉重货物是单件质量大于250千克的货物。
危险货物指在运输和保管过程，可能使人致残，或破坏车辆、建筑物和道路的货物。
易腐货物是指在运输和保管过程中,需专门库房和车辆维持一定温度的货物。
3）按货物批量分类按一次托运货物的数量，可分为小批和大批货物。
小批货物又称为零担货物，如食品、邮件和行李等个别少量运输的货物。
大批货物指大批量运输的货物，又称大宗货物。
货物批量是选用车辆类型的主要依据。
货物运输汽车的车厢构造和尺寸都应同装运的货物相适应。
2.货运量在汽车运输中，完成或需要完成的货物运输数量称为货运量，通常以吨（t）为计量单位。
在汽车运输中，完成或需要完成的货物运输工作量，即货物的数量和运输距离的乘积称为货物周转量，它以复合指标吨公里（tkm）为计量单位。
货运量和货物周转量统称为货物运输量。
按托运货物的批量，货运量可分为零担和整车两类。
在我国，凡是一次托运货物在3t以上为整车货物，不足3吨为零担货物。
需要较长时间和较多车辆，才能运完的整车货物为大宗货物，而短时间内或少数车辆即能全部运完的货物为小宗货物。
3.货物运距货物运距是货物由装货点至卸货点间的运输距离，一般用公里（km）作为计量单位。
货物运距在很大程度上影响运输车辆利用效率指标，并对车辆的结构和性能提出不同的要求。
当运距较短时，要求车辆结构能很好地适应货物装卸的要求，以缩短车辆货物的装卸作业时间，提高车辆短运距的生产率。
长途运输车辆运输生产率随车辆的速度性能提高和载质量的增大而显著增加。
因此，随着运距的增加，要求增加汽车的吨位，但汽车的最大轴重受到国家法规的限制。
4.货物装卸条件货物的装卸条件决定了汽车装卸作业的停歇时间、装卸货的劳动量和费用，从而影响汽车的运输生产率及运输成本。
运距越短，装卸条件对运输效率的影响越明显。
装卸条件受货物类别、运量、装卸点的稳定性、机械化程度以及装卸机械等诸多因素的影响。
5.货运类型及组织特点,货物运输类型有多种分类方法，如短途货运、长途货运、城市货运、城间货运、营运货运、自用货运、分散货运、集中货运等。
运输组织特点主要取决于车辆运行路线。
由于货运任务的性质和特点不同，道路条件不同，以及所用车辆类型不同，即使在相同收发货点间完成同样的货运任务，也可采用不同的运行路线方案，并产生不同的运输效益。
货运车辆的运行路线可分为往复式、环形式和汇集式。
往复式运行路线是指货运车辆多次重复于两个货运点间行驶的路线。
环形式是指将几个货运方向的运行路线依次连接成一条封闭路线。
车辆沿环形式路线运行时，每个运次是运输同一起迄点的货物。
汇集式是指车辆沿运行路线各个货运点依次分别或同时装卸货物，并且每次运量都小于一整车时的运行路线。
货运车辆结构应与选用的路线相适应，长运距的往复式运行路线，就宜使用速度性能优良、载质量大的汽车列车。
为了提高车辆运输的时间利用率，牵引车驾驶室设有卧铺，便于两个驾驶员轮班驾驶，减少因停车休息而延长路线运行时间，也可在中途设站更换驾驶员驾驶。
用于环行驶式或汇集式运行路线的车辆，其载质量应与每运次的运量相适应，其结构还便于途中装卸货物。
6.客运的基本要求客运分为市内客运和公路客运，各种客运应配备不同结构型式的客车。
市区公共客车采用车厢式多站位车身，座位与站立位置之比为2:
1，通道很宽，车门数目多，车厢地板较低。
城间客车，要求有较高的行驶速度和乘坐舒适性。
通常座位宽大舒适，椅背倾斜可调，车门数少，其它辅助设施较齐全。
五、汽车运行技术条件,国家颁布了有关车辆安全运行的有关条例，如：
机动车运行安全技术条件（保证车辆的正常状况）、汽车危险货物运输规则（如易燃、易爆、有毒、放射性物等）、特种货物运输运行技术条件（散装、粉尘、保鲜等）和特殊（道路）条件下车辆运行技术条件（如渡口、桥梁、隧道、临时危险路段等）。
汽车驾驶操作水平、维修等因素对汽车的使用与性能有重大的影响。
因此，我国新颁布的“道路交通安全法”以及配套的法规，加强了对驾驶员培训、考证，对汽车维修企业开业条件的管理。
第二节汽车运行工况,一、概述定义为了研究汽车与运行条件的适应性，通常采用多参数描述汽车的运行状况，并称之为汽车运行工况。
即汽车在使用条件下，汽车驾驶员以其自己的经验、技艺操纵车辆，完成一定任务时，汽车及其各零部件、总成的各种参数变化及技术状态。
研究参数
（1）主要参数:
Ua、ne、变速器档位、节气门开度、制动次数（频度）。
（2）特定工况参数：
发动机瞬时转速，Pe、Te、ge、水温、油温、档位使用次数（频度）、离合器结合频度等。
研究方法
（1）测试统计方法。
（2）计算机数字仿真方法。
1运行工况调查目的通过运行工况调查,掌握在特定的使用条件下，表征汽车运行状况的各参数变化范围和变化规律，为评价车辆的合理运用以及车辆性能、结构能否满足使用要求提供基础资料。
二、运行工况调查,2运行工况调查内容选择反映汽车运行状况，具有代表性的路线，并取得道路资料和交通状况的调查数据；,同步测取汽车行驶中的车速、发动机转速、油耗、节气门开度及档位使用和变化情况；,在调查路线（或路段）内的累积停车次数和累积制动次数等。
3、工况调查方法主要使用非电量的电测法，即在测量部位安装将非电量状态参数转换为电信号的传感器，将信号直接或经放大后传送至测量仪表和记录器（如磁带机，光线示波器，X-Y记录仪）。
运行工况的计算机模拟方法采用数学模型方法，将汽车运行工况看成由汽车动力传动系模型、道路模型、驾驶员模型及交通流干扰模型组成的系统的输出。
输入有关道路及设施数据、发动机数据、汽车传动系数据、轮胎数据、气温、风速、驾驶员习惯、换档过程时间分布、自由行驶、跟驰行驶、超车行驶的概率，在计算机上模拟汽车的运行，并统计出反映汽车运行状态的各个参数。
在汽车运行试验中得到的试验数据必须经处理后，才能得到汽车运行工况的统计特征和分布。
根据记录介质为纸带（光线示波器）或磁带的不同，数据的处理方法也不同。
对于纸带记录必须用手工处理。
因为这种记录和处理方法精度差，工作量大，目前已经很少使用。
磁带记录数据信息量大，可采用计算机上进行处理，数据精度高，结果准确，是现在普遍使用的方法。
在汽车运行记录中的速度、转速、油门开度、曲轴转矩等模拟量曲线需要进行数字化处理，然后才能进行分布及统计特征分析。
汽车运行工况调查的数据主要用于确定汽车的常用工况，并结合汽车的结构性能，对汽车常用工况的合理性及影响因素进行评价。
三、运行工况分析,1常用工况汽车运行中经常出现的工况称为常用工况。
汽车行驶的影响因素很多，如车辆性能、道路性质与状况、交通状况、气候条件和驾驶员技术水平等。
因此，汽车常用工况也随时间和行车路线变化。
2我国汽车运行速度特点
（1）车速分布规律市区运行车速分布呈对称性的正态分布。
公路运行车速为具有偏态分布的威布尔分布。
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（2）车速分布范围和均值。
市区多在20Km/h-30Km/h；公路运行车速高于45Km/h（50Km/h-70Km/h的概率达50%以上）。
（3）常用车速偏低。
（4）按时间统计，公路行驶车辆高档利用率达92%96%，低档只占1%2%。
（5）市内公共汽车空档利用时间约占50%，而最高档利用率明显低于公路行驶汽车,其它各档的利用率高于公路行驶汽车。
第三节汽车使用性能指标,一、概述1定义在一定的使用条件下，汽车以最高效率工作的能力称为汽车使用性能。
它是决定汽车利用效率和方便性的结构特性表征。
汽车使用条件复杂，运输任务各异，选用的车型和性能除要考虑动力性、经济性、安全性外，还要考虑容量、方便、舒适性的要求。
我国目前采用的汽车使用性能量标如表所示。
汽车使用性能的主要指标
（1）,汽车使用性能的主要指标
（2）,二、容载量,1定义容载量就是汽车能够装载货物的数量或乘坐旅客的人数。
汽车容载量与汽车的装载质量、车厢尺寸、货物密度、座位数和站立乘客的地板面积有关。
2评价指标
（1）比装载质量,
（2）装载质量利用系数,比装载质量、装载质量利用系数表征了汽车结构对各种货物的适应能力。
它决定了某车型装载何种货物能够装满车厢，或充分地利用汽车的全部装载能力。
常见散货的密度,常见国产车货厢平均载质量,三、汽车的质量利用,常用整备质量利用系数来评价汽车质量利用的优劣。
整备质量，即整车装备质量，也称为自重。
即汽车无乘员或不载货时，仅带有工具备胎，加满燃油和冷却水时的质量。
通俗地说整备质量就是汽车在正常条件下准备行驶时，尚未载人（包括驾驶员）、载物时的空车质量。
整备质量利用系数与汽车的部件、总成、结构的完善程度以及轻型材料的使用率有关。
它表明汽车主要材料的使用水平，进而反映了该车型的设计、制造水平，也间接反映了汽车使用经济性。
整备质量利用系数是提高现代载货汽车制造技术进步的标志之一。
降低汽车的整备质量可提高整备质量利用系数，其主要途径是利用轻型材料，特别是利用应用强度高、质量轻的高强度铝合金和复合塑料。
四、使用方便性汽车使用方便性是汽车的一项综合使用性能。
用于表征汽车运行过程中，驾驶员和乘客的舒适性和疲劳程度以及对保证运行货物完好无损和装卸货物的适用性。
（包括以下几个方面）,1操纵轻便性操纵轻便性决定了驾驶员的工作条件，对减轻驾驶员的疲劳，保证行车安全，具有重要作用；其评价指标为操纵力、操作次数、驾驶员座位参数与调整参数、驾驶员的视野参数。
2乘客上下车方便性乘客上下车方便性作为使用方便性之一，影响城市公共汽车站点的停车时间，从而影响汽车的线路运行时间。
乘客上下车方便性，主要取决于车门的布置（轿车）和踏板的结构参数。
门大小,开门方式,踏板高低,乘客上下车：
货物装卸方便性：
货箱底板,装卸方式,3装卸货物方便性装卸货物方便性是指车辆对装卸货物的适应性。
它的评价指标是车辆装卸所耗费的时间和劳动力。
4紧凑性紧凑性是评价汽车外形尺寸合理利用的指标，它影响汽车的操纵轻便性、机动性、在受约束的条件下的通过性及停车面积等。
汽车长度利用系数：
LLK/La,汽车外形面积利用系数：
aab/AB,LK：
车厢的有效容积内长La：
汽车外形长度,ab：
车厢内腔面积AB：
汽车轮廓占地面积,5乘客舒适性汽车乘客舒适性很大程度上取决于座位的结构。
座椅的结构参数主要是座位的宽度和深度、靠背高度和倾角以及座椅上乘客的上下自由空间。
6最大续驶里程汽车的最大续驶里程，是指油箱加满后能连续行驶的最大里程。
7机动性机动性为汽车在最小面积内转向和转弯的能力。
它表征汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕开不可越过障碍物的能力。
汽车的机动性评价参数主要包括前外轮最小转弯半径、车辆转弯宽度、突伸距a和b。
END,Weibull分布，又称韦伯分布、韦氏分布或威布尔分布，由瑞典物理学家WallodiWeibull于1939年引进，是可靠性分析及寿命检验的理论基础。
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