汽车运用工程2.doc

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6.1汽车通过性

在一定载质量下，汽车能以足够高的平均车速通过各种坏路及无路地带和克服各种障碍的能力，称为汽车的通过性。

坏路及无路地带，是指松软土壤、沙漠、雪地、沼泽等松软地面及坎坷不平地段；各种障碍，是指陡坡、侧坡、台阶、壕沟等。

汽车通过性可分为轮廓通过性和牵引支承通过性。

前者是表征车辆通过坎坷不平路段和障碍（如陡坡、侧坡、台阶、壕沟等）的能力；后者是指车辆能顺利通过松软土壤、沙漠、雪地、冰面、沼泽等地面的能力。

在越野行驶时，由于汽车与不规则地面的间隙不足，可能出现汽车被托住而无法通过的现象，称为间隙失效。

间隙失效主要有“顶起失效”、“触头失效”或“托尾失效”两种形式。

汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效有关的汽车本身的几何参数。

它们主要包括最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角，最小转弯直径等。

纵向通过角，是指在汽车空载、静止时，在汽车侧视图上通过前、后车轮外缘做切线交于车体下部较低部位所形成的最小锐角。

它表征汽车可无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。

纵向通过半径越小，汽车的通过性越好。

车辆支承通过性的主要评价指标包括附着质量、附着系数及车辆接地比压。

附着质量是指轮式车辆驱动轴载质量，即车辆附着质量与总质量之比，称为附着质量系数。

影响汽车通过性的因素：

汽车的最大单位驱动力由于汽车越野行驶的阻力很大，为了充分利用地面提供的挂钩牵引力，保证汽车通过性，除了减少行驶阻力外，还必须增加汽车的最大单位驱动力。

行驶速度当汽车低速行驶降时，土壤剪切和车轮滑转的倾向减少。

因此，用低速行驶克服困难地段，可改善汽车的通过性。

为此，越野汽车传动系最大总传动比一般较大。

汽车车轮车轮对汽车通过性有着决定性的影响，为了提高汽车的通过性，必须正确选择轮胎的花纹尺寸、结构参数、气压等，使汽车行驶滚动阻力较小，附着能力较大。

轮胎花纹轮胎花纹对附着系数有很大影响。

正确地选择轮胎花纹，对提高汽车在一定类型地面上的通过性有很大作用。

越野汽车的轮胎具有宽而深的花纹。

当汽车在湿路面上行驶时，由于只有花纹的凸起部分与地面接触，使轮胎对地面有较高的单位压力，足以挤出水层。

而汽车在松软地面上行驶时，因轮胎下陷而嵌入土壤的花纹凸起数目增加，与地面接触面积及土壤剪切面积都迅速增加。

因而能保证有较好的附着性能。

提高通过性的最简单办法是在轮胎套上防滑链（或使用带防滑钉的轮胎），它相当在轮胎上增加了一层高而稀的花纹。

轮胎直径与宽度增大轮胎直径和宽度都能降低轮胎的接地比压。

用增加车轮直径的方法来减小接地比压，增加接触面积以减少土壤阻力和减少滑转，要比增加车轮宽度更为有效。

但增大轮胎直径会使惯性增大，汽车质心升高，轮胎成本增加，并要采用大传动比的传动系。

轮胎的气压在松软地面上行驶的汽车，应相应降低轮胎气压，以增大轮胎与地面的接触面积，降低接地比压，从而减小轮胎在松软地面的沉陷量及滚动阻力，提高土壤推力。

前轮距与后轮距当汽车在松软地面上行驶时，各车轮都需克服形成轮辙的阻力（滚动阻力）。

如果汽车前轮距与后轮距相等，并有相同的轮胎宽度，则前轮辙与后轮辙重合，后轮就可沿被前轮压实的轮辙行驶，使汽车总滚动阻力减小，提高汽车通过性。

前轮与后轮的接地比压

从动车轮和驱动车轮

液力传动当汽车装有液力变矩器或液力偶合器时，能提高发动机工作的稳定性，使汽车可以长时间稳定地以低速（0.5～1.5km/h）行驶，从而可减小滚动阻力和提高附着力，改善汽车通过性。

装有普通机械式传动系的汽车在突然起动时，驱动轮扭矩急剧上升，并产生对土壤起破坏作用的振动。

差速器为了保证各驱动车轮能以不同的角度旋转，在传动系中装有差速器。

悬架6×6型和8×8型多轴驱动的越野汽车在异常坎坷不平的地面上行驶时，常会因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。

拖带挂车汽车拖带挂车后，由于总质量增加，动力性将有所降低，即汽车列车的最大动力因数将比单车的最大动力因数小。

因而，汽车列车的通过性也随之变得差些。

驱动防滑系统（ASR）

驾驶方法

6.2平顺性

汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。

由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐舒适性。

舒适－降低界限与保持舒适有关。

在此极限内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，并能顺利完成吃、读、写等动作。

疲劳－工效降低界限与保持工作效率有关。

当驾驶员承受振动在此极限内时，能保持正常地进行驾驶。

暴露极限通常作为人体可以承受振动量的上限。

当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康或安全。

三个界限只是振动加速度容许值不同。

“暴露极限”值为“疲劳－工效降低界限”的2倍（增加6dB）；“舒适－降低界限”为“疲劳-工效降低界限的1/3.15（降低10dB）；而各个界限容许加速度值随频率的变化趋势完全相同。

汽车的悬挂质量M由车身、车架及其上的总成所构成。

该质量通过质心的横轴Y的转动惯量为，悬挂质量由减振器和悬架弹簧与车轴、车轮相连。

车轮、车轴构成的非悬挂质量为m，车轮再经过具有一定弹性和阻尼的轮胎支承路面上。

悬架结构、轮胎、悬挂质量和非悬挂质量是影响汽车平顺性的重要因素。

7.1走合期的使用

7.2低温条件下的使用

汽车在低温条件下使用的主要问题是发动机起动困难和总成磨损严重。

此外，还存在着机件损坏、腐蚀、总成热状态不良、燃料润滑油消耗增大，以及轮胎强度减弱、行车条件明显变差等问题。

发动机的起动性能通常用发动机在某温度下能起动的最低起动转速表示该温度下的起动性能，并用能起动发动机的最低温度表示其低温起动性能。

四个阶段：

预热期、起动期、平滑运转期和升温期。

发动机起动方法按其总成温度可分为冷态起动和热态起动。

冷态起动是指发动机总成的温度与环境温度相同的条件下起动；热态起动是在发动机起动前进行预热（一般缸体温度高于40℃），使其接近于常温下起动。

冷态起动可采用以下两种技术途径：

一是提高发动机起动时的转速；二是降低发动机能起动的最低起动转速。

提高发动机起动时的转速措施有：

（使用大容量低温蓄电池；使用蓄电池加热保温箱；使用发动机低温润滑油；使用大功率起动电源（电动车）；使用减压机构（柴油发动机机）。

降低发动机能起动的最低起动转速的措施有：

（使用起动液；用于汽油机的汽油蒸发器（如切诺基213）、混合气加热器（如奥迪100；）用于柴油机的炽热塞、进气预热装置、喷入易燃燃料等。

）

一般车辆在低温条件下使用时，应采取以下措施：

车辆在低温条件下停放时，应采取防冻、保温措施，注意预防冷却系冻结。

车辆冷却系统尽可能加注防冻液，其冰点应比使用地区的最低气温低5℃；

车辆在使用前应预热，尽量使发动机在热态条件下起动；

各总成和轮毂轴换用冬季润滑油（脂），制动系换用冬季制动液。

柴油机选用低凝点柴油；

调整发电机调节器，增大发电机充电电流。

注意保持蓄电池电解液的合适密度和蓄电池的保温；

使用防冻液和起动液时，应掌握其正确使用方法；

在冰雪路面行驶时，应采取有效的防滑措施；

注意在雪路驾车适当间断性停车，闭目休息，或佩带有色眼镜，以防雪光伤眼和雪盲；

注意做好日常防冻保温工作。

高寒地区使用的车辆，雪路行驶容易溜滑，造成运行困难，应随时携带喷灯、三角木、镐锹等必备的防寒救急品；装置保温套、防滑链等必要的安全设施。

在寒冷地区，汽车的起动前预热一般采用热水、热蒸汽、热空气、电热器和红外辐射加热装置等。

7.3高原、山区的使用

汽车在高原行驶时，由于拔海高、空气稀薄、气压低，发动机充气量少，使汽车动力性和燃料经济性下降。

汽车低档爬坡时，发动机易过热；停车时，发动机又很快冷却；因此，发动机应采取良好的冷却和保温措施。

汽车在山区行驶时，换档、制动和转弯次数多，底盘机构的载荷大，轮胎磨损大，应适当缩短维护周期。

提高汽车在高原地区的动力性与燃油经济性的措施如下

提高发动机的压缩比

合理选择配气相位

采用增压设备

采用含氧燃料

采用ABS制动系统可以提高车辆制动的操纵稳定性，提高汽车在山区的行使安全性。

采用辅助制动器。

辅助制动器主要有电涡流、液体涡流和发动机排气制动器。

采用大范围可调制动比例阀。

制动鼓淋水。

选用合成型汽车制动液。

评价制动液高温抗气阻性能的指标是平衡回流沸点。

平衡回流沸点是指制动液在测定条件下开始沸腾的温度，平衡回流沸点越高，越不易产生气阻。

采用供气量大的双缸空气压缩机。

7.4高温下行驶

主要问题：

发动机充气能力下降；燃烧不正常；机油变质；零件磨损加剧；供油系产生气阻；点火系工作不正常；汽车制动效能下降

改善工作条件：

提高发动机冷却系的冷却强度；

加强技术维护；

防止气阻，防止气阻的措施是改善发动机的散热和通风，以及隔开供油系的受热部位；

防止爆震由于发动机爆震与发动机的进气温度有很大关系，从而可以改进气方式，降低进气温度，防止爆震。

防止轮胎爆破注意车身维护

7.5无路或坏路

在坏路和无路条件下使用时，改善驱动轮同路面之间的附着系数和减少滚动阻力对提高汽车的通过性是最有意义的。

从使用方面改善汽车通过性的措施为：

提高车轮与路面的附着力，或减少轮胎对地面的压力，防止车轮滑转；采取汽车自救措施；合理使用汽车轮胎。

轮胎气压轮胎气压减小后，轮胎与路面的接触面积增大，单位压力减小，致使车轮的滚动阻力减小，并改善了附着条件。

轮胎花纹

驾驶方法

8汽车使用寿命

汽车使用寿命，是指从汽车开始使用到不能使用之间的整个时期。

它可以用累计使用年数或累计行驶里程数表示。

车辆寿命从投入生产开始，经过有形磨损和无形磨损，直到在技术上或经济上不宜继续使用，需要更新所经历的时间。

其中，包括物理寿命、技术使用寿命、经济使用寿命和折旧使用寿命。

设备更新问题一般分为效率不变型设备的更新和效率递减型设备的更新两类。

汽车使用效率随行驶里程的增加而降低，属于效率递减型设备。

在寿命期内，汽车使用性能及经济指标均会逐渐下降，这种现象可称为“劣化”。

汽车经济使用寿命，是指汽车从全新状态投入生产开始，到年平均总费用最低的的使用年限。

汽车使用超过这个年限，在技术上仍可继续使用，但年平均总费用上升，在经济上不宜继续使用。

从汽车使用总成本出发，分析车辆制造成本、使用与维修费用、管理开支、车辆当前的折旧以及市场价格变化等因素，经过分析做出综合经济评定，才能确定汽车经济使用寿命。

汽车经济使用寿命是汽车经济效益最佳时机。

决定年均总费用最低的横坐标上标示的年限,就是汽车的经济寿命，即

汽车折旧寿命，是指按国家规定或企业规定的折旧率，把汽车总值扣除残值后的余额，折旧到接近于零所经历的时间或里程。

最小传动比的选择：

1　用结构使用参数写出汽车功率平衡方程式

2　写出ｎ档变速器ｍ档传动比表达式

3　画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系

4　简述图解计算燃料消耗量的方法

5　写出汽车的后备功率方程式，其对汽车的动力性和燃料经济性有何影响？

2　已知某汽车的总质量m=4600kg,CD=0.75,A=4m2,旋转质量换算系数δ1=0.03,δ2=0.03,坡度角α=5°,f=0.015,传动系机械效率ηT=0.85,加速度dV/dt=0.9m/s2,ua=30km/h,此时克服各种阻力功率需要的发动机输出功率是多少？

3　已知某车总质量为8025kg,L=4m（轴距）,质心离前轴的距离为a=2.5m,至后轴距离为b=1.5m,质心高度hg=1.15m,在纵坡度为i=3.5的良好路面上等速下坡时,求轴荷再分配系数（注:

再分配系数mf1=FZ1/FZ,mf2=FZ2/FZ）。

5　有一汽车的总重力为20100N,L=3.2m,静态时前轴荷占55％，后轴荷占45％，K1=-38920N/rad,K2=-38300N/rad,求特征车速和该车的稳态转向特性。

2　已知某汽车质量为m=4000kg,前轴负荷1350kg,后轴负荷为2650kg,hg=0.88m，L=2.8m,同步附着系数为φ0=0.6，试确定前后制动器制动力分配比例是多少？

推导公式