1、第十章 汽車的經(jīng)過(guò)性和行駛平順性第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性第二節(jié) 汽車的行駛平順性 汽車的經(jīng)過(guò)性是指汽車在一定載重下，能以足夠高的平均車速，經(jīng)過(guò)各種壞路和無(wú)路地帶(如松軟的土壤、沙漠、雪地、沼澤及坎坷不平地段)，以及抑制各種妨礙(陡坡、側(cè)坡、臺(tái)階、壕溝等)的才干汽車的經(jīng)過(guò)性可分為輪廓經(jīng)過(guò)性和牽引支承經(jīng)過(guò)性。前者是表征車輛經(jīng)過(guò)坎坷不平路段和妨礙的才干；后者是指車輛順利經(jīng)過(guò)松軟土壤、沙漠、雪地、冰面、沼澤等地面的才干。山區(qū)、礦區(qū)、建立工地等運(yùn)用的車輛和軍用車輛，經(jīng)常行駛在環(huán)路和無(wú)路地面上。因此，要求這些汽車應(yīng)具有良好的經(jīng)過(guò)性。一、汽車的經(jīng)過(guò)性在越野行駛時(shí)，由于汽車與不規(guī)那么地面的間隙缺乏，能夠出現(xiàn)汽車被

2、托住而無(wú)法經(jīng)過(guò)的景象，稱為間隙失效。間隙失效主要有頂起失效、觸頭失效(或托尾失效)兩種方式。頂起失效是車輛中間底部的零件碰到地面，而被頂住的間隙失效。觸頭失效(或托尾失效)是汽車前端(或車尾)觸及地面的間隙失效第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性下一頁(yè)前往汽車經(jīng)過(guò)性的幾何參數(shù)如圖10-1所示，這是與防止間隙失效有關(guān)的汽車本身的幾何參數(shù)，主要包括最小離地間隙、接近角、離去角、縱向經(jīng)過(guò)角。另外，汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑、最大通道寬度等，也是汽車經(jīng)過(guò)性的重要輪廓參數(shù)1最小離地間隙最小離地間隙(C)是汽車除車輪外的最低點(diǎn)與路面間的間隔。它表征汽車無(wú)碰撞地越過(guò)石塊、樹(shù)樁等妨礙物的才干。汽車的前橋、飛輪殼、變速器殼、消聲器和主

3、減速器外殼等，通常有較小的離地間隙。在設(shè)計(jì)越野汽車時(shí)，應(yīng)保證有較大的最小離地間隙2接近角與離去角接近角(r1)和離去角(r2)是指自車身前、后突出點(diǎn)，向前、后車輪引切線時(shí)，切紅與路面之間的夾角。它表征了汽車接近或分開(kāi)妨礙物時(shí)，不發(fā)生碰撞的才干。接近角和離去角越大，那么汽車的經(jīng)過(guò)性越好第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性上一頁(yè)下一頁(yè)前往3縱向經(jīng)過(guò)角當(dāng)分別切于靜載車輪前、后輪胎外線，且垂直于汽車縱向?qū)ΨQ平面的兩平面，交于車體下部較低部位時(shí)，車輪外線兩切面之間所夾的最小銳角()，為車輛可以超越的最大角度它表征汽車可無(wú)碰撞地經(jīng)過(guò)小丘、拱橋等妨礙物的輪廓尺寸?？v向經(jīng)過(guò)角越大，汽車的經(jīng)過(guò)性越好。4。最小轉(zhuǎn)彎半徑最小轉(zhuǎn)彎半

4、徑是指汽車前輪處于最大轉(zhuǎn)角形狀行駛時(shí)，汽車前軸外側(cè)轉(zhuǎn)向輪中心山在地面上構(gòu)成的軌跡圓直徑。它表征車輛的轉(zhuǎn)向才干和經(jīng)過(guò)狹窄彎曲地帶或繞過(guò)妨礙牧的才干。二、影響汽車經(jīng)過(guò)性的要素1行駛速度當(dāng)汽車的行駛速度降低時(shí)，土壤的剪切和車輪滑轉(zhuǎn)的傾向減少。因此，困難地段用低速行駛，也可提高汽車的經(jīng)過(guò)性，為此，越野汽車傳動(dòng)系最大總傳動(dòng)比普通較大。第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性上一頁(yè)下一頁(yè)前往越野汽車低穩(wěn)定車速可按表10-1選取，其值的大小隨汽車總質(zhì)量而定2汽車車輪車輪對(duì)汽車經(jīng)過(guò)性有著決議性的影響，為了提高汽車的經(jīng)過(guò)性，必需正確選擇輪胎的類型、尺寸和氣壓等，以降低汽車行駛的滾動(dòng)阻力，提高附著才干。(1)輪胎類型。正確地選擇輪胎

5、對(duì)提高汽車在一定類型地面上的經(jīng)過(guò)性有很大作用輪胎花紋對(duì)附著系數(shù)有很大影響，越野汽車輪胎具有寬而深的花紋，當(dāng)汽車在濕路面上行駛時(shí)，由于只需花紋的凸起部分與地面接觸，使輪胎對(duì)地面有較高的單位壓力，足以擠出水層；當(dāng)汽車在松軟地面上行駛時(shí)，輪胎下陷，嵌入土壤的凸起花紋的數(shù)日添加，與地面接觸面積及土壤剪切面積都迅速添加，因此，同樣能保證有較好的附著性能第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性上一頁(yè)下一頁(yè)前往當(dāng)汽車在冰雪路面或外表滑溜底層堅(jiān)實(shí)的道路上行駛時(shí)，提高經(jīng)過(guò)性的最簡(jiǎn)一方法是在輪胎上套防滑鏈(或運(yùn)用帶防滑釘?shù)妮喬?，相當(dāng)于在輪胎上添加了一層高而稀的花紋。這時(shí)，防滑鏈能擠出外表的水層，直接與地面接觸，有的還會(huì)添加土壤剪切

6、面積，從而提高附著才干。(2)輪胎尺寸。輪胎的主要尺寸是輪胎直徑和寬度，增大輪胎直徑和寬度，能降低輪胎的接地比壓。用添加車輪直徑的方法來(lái)降低接地比壓要比添加寬度更為有效。但增大輪胎直徑會(huì)呵斥慣性增大，使汽車質(zhì)心升高，輪胎本錢添加，并要采用大傳動(dòng)比的傳動(dòng)系統(tǒng)。因此，大直徑輪胎的推行運(yùn)用遭到了限制。加大輪胎寬度不僅直接降低了輪胎的接地面比壓，而且輪胎較寬，允許胎體有較大的變形，而不降低其運(yùn)用壽命，因此可使輪胎氣壓獲得低些，使汽車在沙漠、雪地、沼澤地面上行駛時(shí)，具有良好的經(jīng)過(guò)性。但這種公用于松軟地面的特種輪胎，由于花紋較大，氣壓過(guò)低，不應(yīng)在硬路面上任務(wù)，否那么將過(guò)早損壞和迅速磨損。第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)

7、性上一頁(yè)下一頁(yè)前往(3)輪胎的氣壓。在松軟地面上行駛的汽車，應(yīng)相應(yīng)降低輪胎的氣壓，以增大輪胎與地面的接觸面積，降低接地比壓，提高土壤推力。輪胎氣壓降低時(shí)，雖然土壤的壓實(shí)阻力隨著減小，但輪胎本身的遲滯損失卻逐漸添加。為了提高越野汽車經(jīng)過(guò)松軟地面的才干；在硬路面上行駛時(shí)又不致引起過(guò)大的滾動(dòng)阻力和影響輪胎壽命，可裝用輪胎的中央充氣系統(tǒng)，使駕駛員能根據(jù)道路情況，隨時(shí)調(diào)理輪胎氣壓(4)前輪距和后輪距。當(dāng)汽車在松軟地面上行駛時(shí)，各車輪都需抑制構(gòu)成輪轍的阻力(滾動(dòng)阻力)。假設(shè)汽車前輪距與后輪距相等，并有一樣的輪胎寬度，那么前輪轍與后輪轍重合，后輪就可沿被前輪壓實(shí)的輪轍行駛，使汽車總滾動(dòng)阻力減少，提高汽車經(jīng)過(guò)

8、性。所以，多數(shù)越野汽車的前輪距與后輪距相等。(5)前輪與后輪的接地比壓。實(shí)驗(yàn)證明，前輪距與后輪距相等的汽車行駛于松軟地面時(shí)，當(dāng)前輪對(duì)地面的單位壓力，比后輪的小20%一30%時(shí)，汽車滾動(dòng)阻力最小。第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性上一頁(yè)下一頁(yè)前往為此，除在設(shè)計(jì)汽車時(shí)，可將負(fù)荷按此要求分配于前、后軸，也可以使前、后輪的輪胎氣壓不同，以產(chǎn)生不同的接地比壓3差速器為了保證各驅(qū)動(dòng)車輪能以不同的角度旋轉(zhuǎn)，在傳動(dòng)系統(tǒng)裝有差速器。但普通的齒輪差速器，由于它有使驅(qū)動(dòng)車輪之間轉(zhuǎn)矩平均分配的特性，當(dāng)某一驅(qū)動(dòng)車輪墮入泥濘或冰雪路面上時(shí)，得到較小的附著力，那么與之對(duì)應(yīng)的另一驅(qū)動(dòng)車輪，也只能以同樣小的附著力限制其驅(qū)動(dòng)力。為了防止這種情

9、況的發(fā)生，某些越野汽車上裝有差速鎖，以便必要時(shí)能鎖止差速器。可見(jiàn)，由于差速器的內(nèi)摩擦，使汽車的驅(qū)動(dòng)力添加了。但是，普通齒輪式差速器的內(nèi)摩擦不大，為了添加差速器的內(nèi)摩擦，越野汽車常采用高摩擦式差速器，提高汽車經(jīng)過(guò)性第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性上一頁(yè)下一頁(yè)前往4駕駛技術(shù)駕駛技術(shù)對(duì)提高汽車經(jīng)過(guò)性有很大影響。汽車經(jīng)過(guò)沙地、泥濘和雪地等松軟地面時(shí)，應(yīng)該用低速擋，以保證車輛有較大的驅(qū)動(dòng)力和較低的行駛速度。在行駛中應(yīng)防止換擋和加速，并堅(jiān)持直線行駛，由于轉(zhuǎn)彎時(shí)將引起前后輪轍不重合，添加滾動(dòng)阻力。后輪是雙胎的汽車，常會(huì)在兩胎間夾雜泥石，或使車輪外表鉆附一層很厚的泥，因此使附著系數(shù)降低，添加車輪滑轉(zhuǎn)趨勢(shì)。遇到這種情況，駕

10、駛員適當(dāng)提高車速，將車輪上的泥甩掉。當(dāng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)裝有差速鎖時(shí)，駕駛員應(yīng)該在估計(jì)有能夠使車輪滑轉(zhuǎn)的地域前，就將差速器鎖住。由于車輪一旦滑移后，土壤外表就會(huì)被破壞，附著系數(shù)下降，再鎖住差速鎖不會(huì)起顯著作用。此外，為了提高越野汽車的涉水才干，應(yīng)留意發(fā)動(dòng)機(jī)的分電器總成、火花塞、曲軸箱通氣口等的密封問(wèn)題，并提高空氣濾清器的位置，不得浸入水中。普通汽車普通能經(jīng)過(guò)深度為0.50.6m的硬底淺水灘第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性上一頁(yè)下一頁(yè)前往三、汽車的傾覆越野汽車在經(jīng)過(guò)妨礙物或經(jīng)過(guò)大的側(cè)坡或縱坡時(shí)，能夠?qū)е缕嚨膬A覆失效，如圖10-2所示在側(cè)坡上直線行駛時(shí)，當(dāng)坡度大到重力經(jīng)過(guò)一側(cè)車輪中心，而另一側(cè)車輪的地面法向反作用

11、力等于零時(shí)，那么車輛將發(fā)生側(cè)翻。此時(shí)式中，為汽車不發(fā)生倒翻的極限角。為了防止側(cè)翻，汽車的質(zhì)心應(yīng)盡量降低，輪距應(yīng)盡量寬。第一節(jié) 汽車的經(jīng)過(guò)性上一頁(yè)前往汽車是一個(gè)復(fù)雜的多質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)，其車身經(jīng)過(guò)車架的彈性元件與車橋銜接，而車橋又經(jīng)過(guò)彈性輪胎與道路接觸，其他如發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛室等，也是以橡皮墊固定于車架。在激振力作用下，如道路不平而引起的沖擊和加速、減速時(shí)的慣性力，以及發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)軸振動(dòng)等，系統(tǒng)將發(fā)生復(fù)雜的振動(dòng)，對(duì)乘員的生理反響和所運(yùn)貨物的完好性，均會(huì)產(chǎn)生不利的影響。、一、汽車的行駛平順性汽車的行駛平順性是指汽車在普通行駛速度范圍內(nèi)行駛時(shí)，防止因汽車在行駛過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，使人感到不溫馨、疲勞，

12、甚至損害安康，或者使貨物損壞的性能。由于行駛平順性主要是根據(jù)乘員的溫馨程度來(lái)評(píng)價(jià)，所以又稱為乘坐溫馨性。在壞路上，汽車的允許行駛速度受動(dòng)力性的影響不大，主要取決于行駛平順性，而被迫降低行車速度，因此使汽車的平均技術(shù)速度減低，運(yùn)輸消費(fèi)率下降。其次，振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷，加速了零件的磨損，乃至引起損壞，降低了汽車運(yùn)用壽命。此外，振動(dòng)還引起能量的耗費(fèi)，使燃料經(jīng)濟(jì)性變壞。第二節(jié) 汽車的行駛平順性下一頁(yè)前往因此，減少汽車本身的振動(dòng)，不僅關(guān)系到乘坐的溫馨和所運(yùn)貨物的完好，而且關(guān)系到汽車的運(yùn)輸消費(fèi)率、燃料經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)用壽命和任務(wù)可靠性等。二、汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)目的汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)方法，通常是根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)的

13、生理反響，及對(duì)堅(jiān)持貨物完好性的影響制定的，并用振動(dòng)的物理量，如頻率、振幅、加速度等作為行駛平順性的評(píng)價(jià)目的目前常用汽車車身振動(dòng)的固有頻率和振動(dòng)加速度均方根值評(píng)價(jià)汽車的行駛平順性。實(shí)驗(yàn)闡明，為了堅(jiān)持汽車具有良好的行駛平順性，車身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)為人體所習(xí)慣的步行時(shí)，身體上、下運(yùn)動(dòng)的頻率，它為6080次/min(11.6Hz)，振動(dòng)加速度的極限值為0.2g0.3g。為了保證運(yùn)輸貨物的完好性，車身振動(dòng)加速度也不宜過(guò)大。假設(shè)車身加速度到達(dá)1g，未經(jīng)固定的貨物，就有能夠分開(kāi)車廂底板，所以，車身振動(dòng)加速度的極限值應(yīng)低于0.60.7g。第二節(jié) 汽車的行駛平順性上一頁(yè)下一頁(yè)前往ISO2631-1978E，用加

14、速度的均方根值，給出了在180Hz振動(dòng)頻率范圍內(nèi)，人體對(duì)振動(dòng)反響的三個(gè)不同的覺(jué)得界限。它們分別是暴露極限、疲勞一降低任務(wù)效率界限和溫馨降低界限。(1)暴露極限。當(dāng)人體接受的振動(dòng)強(qiáng)度在這個(gè)極限之內(nèi)，將堅(jiān)持安康或平安。通常把此極限作為人體可以接受振動(dòng)量的上限。(2)疲勞一降低任務(wù)效率界限。這個(gè)界限與堅(jiān)持任務(wù)效率有關(guān)。當(dāng)駕駛員接受的振動(dòng)在此界限內(nèi)時(shí)，能堅(jiān)持正常地進(jìn)展駕駛。(3)溫馨降低界限。此界限與堅(jiān)持溫馨有關(guān)，它影響人在車上進(jìn)展吃、讀、寫等動(dòng)作這三個(gè)界限只是允許的振動(dòng)加速度值不同，暴露極限的值為疲勞一降低效率界限的2倍，溫馨降低界限為疲勞一降低任務(wù)效率界限的1/3.15。各界限允許加速度值，隨頻率

15、的變化趨勢(shì)完全一樣。第二節(jié) 汽車的行駛平順性上一頁(yè)下一頁(yè)前往三、影響汽車行駛平順性的要素汽車是由多質(zhì)量組成的復(fù)雜振動(dòng)系統(tǒng)。為了便于分析，需求進(jìn)展簡(jiǎn)化。在研討振動(dòng)時(shí)，常將汽車視為由彼此相聯(lián)絡(luò)的懸掛質(zhì)量與非懸掛質(zhì)量所組成汽車的懸掛質(zhì)量由車身、車架及其上的總成所構(gòu)成。該質(zhì)量由減振器和懸架彈簧與車軸、車輪相連。車輪、車軸構(gòu)成非懸掛質(zhì)量，車輪再經(jīng)過(guò)具有一定彈性和阻尼的輪胎支承路面上。懸架構(gòu)造、輪胎、懸掛質(zhì)量和非懸掛質(zhì)量是影響汽車平傾性的重要要素。1.懸架構(gòu)造懸架構(gòu)造主要指彈性元件、導(dǎo)向安裝與減振安裝，其中彈性元件與懸架系統(tǒng)中阻尼對(duì)平順性影響較大第二節(jié) 汽車的行駛平順性上一頁(yè)下一頁(yè)前往(1)彈性元件。將汽

16、車車身看成一個(gè)在彈性懸架上作單自在度振動(dòng)的質(zhì)量時(shí)，減少懸架剛度，可降低車身的固有頻率，提高汽車行駛的平順性。但是，假設(shè)添加高頻的非懸掛質(zhì)量的振動(dòng)位移，大幅度的車輪振動(dòng)，有時(shí)會(huì)使車輪分開(kāi)地面，在緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的汽車“點(diǎn)頭景象。為處理這一問(wèn)題，可采取一些相應(yīng)措施，如采器具有非線性特性的變剛度懸架，即懸架的剛度隨載荷而變，這樣可以使得在載荷變化時(shí)，堅(jiān)持車身振動(dòng)的固有頻率不變，從而獲得良好的平順性。懸掛的非線性彈性特性，可以經(jīng)過(guò)下述方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：1)在線性懸架中，參與輔助彈簧、復(fù)合彈簧，采用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向機(jī)構(gòu)，以及與車架的支承方式等。2)選器具有非線性特性的彈性元件，如空氣彈簧、油氣彈簧、橡膠彈簧和

17、硅油彈簧(2)阻尼系統(tǒng)的阻尼。為了衰減車身自在振動(dòng)和抑制車身、車輪的共振，以減小車身的垂直振動(dòng)加速度和車輪的振幅，懸架系統(tǒng)中應(yīng)具有適當(dāng)?shù)淖枘?。第二?jié) 汽車的行駛平順性上一頁(yè)下一頁(yè)前往在懸架系統(tǒng)中，引起振動(dòng)衰減的阻尼來(lái)源很多。如輪胎變形時(shí)，橡膠分子間產(chǎn)生摩擦系統(tǒng)中的減振器、鋼板彈簧葉片間的摩擦等減振器的阻尼效果最好，可提高汽車行駛平順性，改善車輪與道路的接觸條件，防止車輪分開(kāi)路面，因此可改善汽車的穩(wěn)定性，提高汽車的行駛平安性。改良減振器的性能，對(duì)提高汽車在不平道路上的行駛速度有很大的作用。2.輪胎輪胎由于本身的彈性，在很大程度上吸收了因路面不平所產(chǎn)生的振動(dòng)，因此它和懸掛共同保證了汽車的平傾性。輪

18、胎性能的好壞，是用輪胎在規(guī)范氣壓和載荷下，緊縮系數(shù)的大小(輪胎被壓下的高度與充氣斷面高度的百分比)來(lái)表示的。在最大允許負(fù)荷作用下，普通輪胎的緊縮系數(shù)為10%12%，為了乘坐溫馨，客車輪胎的緊縮系數(shù)稍大些，為12%14%第二節(jié) 汽車的行駛平順性上一頁(yè)下一頁(yè)前往近幾年來(lái)，隨著車速的提高，希望輪胎的緩沖性能越來(lái)越好。目前，提高輪胎緩沖性能的方法如下：(1)增大輪胎斷面、輪胎寬度和空氣容量，并相應(yīng)降低輪胎氣壓(2)改動(dòng)輪胎構(gòu)造方式，如采用子午線輪胎。它因輪胎徑向彈性大，可以緩和不平路面的沖擊，并吸收大部分沖擊能量，使汽車平順性得到改善。(3)提高簾線和橡膠的彈性，要用較柔軟的胎冠車輪旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的不平衡，對(duì)汽車的行駛平順性和穩(wěn)定性都有影響。為了防止因轉(zhuǎn)向輪不平衡而引起振動(dòng)，必需對(duì)每一車輪進(jìn)展靜平衡和動(dòng)平衡。越是車速高的轎車，對(duì)平衡的要求就越高。3.懸掛質(zhì)量懸掛質(zhì)量分配是評(píng)價(jià)汽車平順性極其重要的參數(shù)。它取決于懸掛質(zhì)量的分布情況。懸掛質(zhì)量的布置應(yīng)使前、后懸掛質(zhì)量的振動(dòng)彼此互不影