【正文】 汽車運(yùn)行特點(diǎn)道路是為汽車行駛服務(wù)的，要滿足汽車在道路上行駛安全、迅速、經(jīng)濟(jì)、舒適、低公害的要求，就必須從駕駛者、汽車、道路、和交通管理等方面來(lái)保證。在上述因素中，道路的線形設(shè)計(jì)與汽車行駛特性最為密切。因此，在道路線形設(shè)計(jì)時(shí)，需要研究汽車在道路上的行駛特性及其對(duì)道路設(shè)計(jì)的具體要求，這是道路線形設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。道路線形設(shè)計(jì)要保證：1 保證汽車行駛的穩(wěn)定性，即保證安全行車，不翻車、不倒溜、不側(cè)滑，這就需要合理設(shè)置縱橫坡度、彎道，以及保證車輪與地面的附著力等。2 盡可能提高車速。3 保證道路行車暢通，即保證汽車不受阻或少受阻。這就需要有足夠的視距和路面寬度、合理地設(shè)置平豎曲線，以及減少道路交叉等。 4 盡量滿足行車舒適，即采用符合視覺(jué)舒適要求的曲線半徑，注意線形與景觀的協(xié)調(diào)、沿線的植樹(shù)綠化等。本章主要介紹汽車的驅(qū)動(dòng)力和行車阻力，汽車的動(dòng)力特性，汽車的行駛穩(wěn)定性、制動(dòng)性和燃油經(jīng)濟(jì)性。在表2－1中列出了幾種有代表性的國(guó)產(chǎn)汽車的主要技術(shù)性能。第一節(jié) 汽車的驅(qū)動(dòng)力及行駛阻力一、 汽車的驅(qū)動(dòng)力汽車在道路上行駛時(shí)，必須有足夠的驅(qū)力來(lái)克服各種行駛阻力。汽車行駛的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自它的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其傳力過(guò)程如下：在發(fā)動(dòng)機(jī)里熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 → 有效功率N → 曲軸旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速為n），產(chǎn)生扭矩M → 經(jīng)變速和傳動(dòng)，將M傳給驅(qū)動(dòng)輪，產(chǎn)生扭矩MK → 驅(qū)動(dòng)汽車行駛。1 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩M如將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率N、扭矩M與曲軸轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù)關(guān)系以曲線表示，則該曲線稱為發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線。如果發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥全開(kāi)，即高壓油泵在最大供油量位置，則此特性曲線稱為發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線；如果節(jié)流閥部分開(kāi)啟，即部分供油，則稱此特性曲線為發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷特性曲線。在進(jìn)行汽車驅(qū)動(dòng)性能分析時(shí)，只需研究外特性曲線（參見(jiàn)圖2－1），nmin為發(fā)動(dòng)機(jī)的最小穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速。隨著曲軸轉(zhuǎn)速的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率和扭矩都在增加。最大扭矩MMAX時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)速為nM ，若轉(zhuǎn)速再增加時(shí)，扭矩M有所降低，但功率N繼續(xù)增加，一直到最大功率NMAX ，此時(shí)曲軸轉(zhuǎn)速為nN 。當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時(shí)，功率N下降，直到允許的發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速為nMAX 。對(duì)于不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，其輸出的功率不同，故產(chǎn)生的扭矩也不同。它們之間的關(guān)系如下： 式中：M―――發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的扭矩（）； N―――發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率（KW）； n―――發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速 (r/min)。把扭矩M與轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù)關(guān)系M=M(n)稱為扭矩曲線，而把功率N與轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù)關(guān)系 N=N(n)稱為功率曲線，并通過(guò)上式可以使它們相互轉(zhuǎn)換。通常情況下，上述兩條曲線已由廠家繪于發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)說(shuō)明書(shū)中，圖2－2為東風(fēng)EQ－104型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線。有時(shí)未給定發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線，只給出最大功率NMAX 及其對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速nN ，則可通過(guò)下面的經(jīng)驗(yàn)公式近似地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的功率曲線N=N(n)，即：式中：Nmax ―――發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（KW）； nN ―――發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 (r/min) 。 ααα3―――與發(fā)動(dòng)機(jī)類型有關(guān)的系數(shù)，對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)可近似地取α1＝α2＝α3＝1。然后，按前面的公式換算成扭矩曲線M=M(n)。如果同時(shí)給定最大功率NMAX 及其對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速nN ，以及最大扭矩MMAX及其對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)速nM ，則可用下式直接計(jì)算扭矩曲線M=M(n)，即：式中：Mmax ―――最大扭矩 () 。 MN ―――最大功率所對(duì)應(yīng)的扭矩，即 nN ―――最大功率所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 (r/min) 。 nM―――最大扭矩所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 (r/min) 。 n ―――轉(zhuǎn)速 (r/min) 。2 驅(qū)動(dòng)輪扭矩MK 汽車車輪分為驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪。驅(qū)動(dòng)輪上有發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的扭矩MK ，在MK 的作用下驅(qū)使車輪滾動(dòng)向前。而從動(dòng)輪上無(wú)扭矩作用，它的滾動(dòng)是驅(qū)動(dòng)輪上的力經(jīng)車架傳至從動(dòng)輪的輪軸上而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。一般汽車均系前輪為從動(dòng)輪，后輪為驅(qū)動(dòng)輪。只有某些特殊用途的汽車前后輪均為驅(qū)動(dòng)輪。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳至驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩按下式計(jì)算，即：式中：MK ―――驅(qū)動(dòng)輪扭矩 () 。 M―――發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩 () 。 γ―――總變速比，γ＝i0 ik ； i0 ―――傳動(dòng)器變速比，見(jiàn)表2－1； iK ―――變速箱變速比，見(jiàn)表2－1； ηT ―――傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率，~,小客車取 ~。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)速nK =n/γ , 相應(yīng)的車速V為式中：V―――汽車行駛速度 (km/h) 。 n―――發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 。 r―――車輪工作半徑 (m) ，即變形直徑，它與內(nèi)胎氣壓、外胎構(gòu)造、路面剛性與平整性、以及荷載有關(guān)，一般取r=(~)r0； r0 ―――未變形直徑，見(jiàn)表2－2。3 汽車的驅(qū)動(dòng)力如圖2－3所示，汽車行駛時(shí)，共有以下幾個(gè)力：作用于驅(qū)動(dòng)力上的扭矩MK ，在驅(qū)動(dòng)輪上的汽車重力G以及與之相平衡的反力G/ ,行駛正面阻力和路面水平反力。把驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩MK 用一對(duì)力偶Ta和T代替，Ta作用在輪緣上與路面水平反力F相抗衡，T作用在輪軸上推動(dòng)汽車前進(jìn)，稱為驅(qū)動(dòng)力（或牽引力），與汽車行駛阻力R相抗衡。驅(qū)動(dòng)力可按下式計(jì)算，即由上式可以看出，如要獲得較大的驅(qū)動(dòng)力T，必須要有較大的總變速比γ。擔(dān)γ增大，車速V就降低。因此，對(duì)同一汽車發(fā)動(dòng)機(jī)而言，要同時(shí)得到較大的驅(qū)動(dòng)力和較高的車速是不可能的，二者不可能兼得。為此，對(duì)汽車設(shè)置了幾個(gè)排擋，每一排擋都具有固定不變的總變速比，以及該排擋下的最大車速和最小車速。當(dāng)使用低排擋時(shí)，變速比γ值較大，驅(qū)動(dòng)力T也大，但車速V較??；而使用高排擋時(shí)，變速比γ值較小，驅(qū)動(dòng)力T也較小，但車速較大。上式為驅(qū)動(dòng)力T與扭矩M之間的函數(shù)關(guān)系式。同樣，根據(jù)式（2－1）可推導(dǎo)出驅(qū)動(dòng)力T與功率N之間的關(guān)系式為： 二、 汽車的行駛阻力汽車在行駛過(guò)程中需要不斷克服各種阻力，這些阻力有的來(lái)自空氣的阻力，有的來(lái)自道路摩擦力，有的來(lái)自汽車上坡行駛時(shí)產(chǎn)生的阻力，有的來(lái)自汽車變速行駛時(shí)克服慣性的阻力，這些阻力可以分為空氣阻力、道路阻力和慣性阻力，下面分述之。1 空氣阻力汽車在行駛過(guò)程中所受的空氣阻力主要包括：（1） 迎面空氣質(zhì)點(diǎn)的壓力；（2） 車后真空吸力；（3） 空氣質(zhì)點(diǎn)與車身表面的摩擦力。現(xiàn)代汽車行駛速度高，空氣阻力對(duì)汽車行駛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性影響較大，當(dāng)行駛速度在100km/h以上時(shí)，有時(shí)一半功率用來(lái)克服空氣阻力。由空氣動(dòng)力學(xué)的研究與試驗(yàn)結(jié)果