【正文】 G a cos ?h gCcos ?G a sin ?Csin ?G aC曲線外側(cè)曲線內(nèi)側(cè)圖2 9 汽車在曲線上行駛的橫向力(1 ) 汽車在曲線上行駛所產(chǎn)生的橫向作用力 見圖 2 9 ，橫向力 Y 為 ?? s i nc o saGCY ?? （ 2 27 ） 0t a ns i n,1c o s i??? ???? 0iGCYa??? （ 2 28 ） 式中，“ + ”表示路拱雙坡外側(cè)，“ — ”表示路拱雙坡內(nèi)側(cè)； ?—— 路面橫坡坡角，一般很??；0i—— 路面橫坡坡度； C—— 離心力 RvgGCa2?? 02iGgRvGYaa??? （ 2 29 ） ?????????????????????????????????????002iGYgRviGYgvRaa?? （ 2 30 ） 切向力側(cè)向力P=G 驅(qū) ?圖2 1 0 曲 線行駛驅(qū)動(dòng)輪上的作用力(2) 汽車在平曲線上行駛時(shí)車輪的反作用力 研究汽車在曲線行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)輪上的作用力可知，除去切向力tP外，還有側(cè)向力 39。 二、 汽車行駛的橫向穩(wěn)定性 ? 汽車行駛時(shí)，常受側(cè)向力的作用及影響，如重力、慣性力等的側(cè)向分力。因此，汽車的設(shè)計(jì) 應(yīng)滿足0t a nt a n ????的條件，亦即 gghLhLL21?? ??，近似處理得 ghL2?? ? （ 2 25 ） 從汽車設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，式（ 2 25 ） 即為后輪驅(qū)動(dòng)汽車保證縱向穩(wěn)定的條件。一般2L，gh的數(shù)值在汽車設(shè)計(jì)中考慮，其比值2L/gh》 1 ，因此，一般來(lái)說(shuō)縱向傾覆穩(wěn)定條件容易滿足。圖中 aG— ? 汽車總重（ N ）； hg— ? 汽車重心高度（ m ）； ?— ? 道路坡度角（ ? ） 21 , ZZ— ? 作用于前后輪上的法向反力（ N ）； L — ? 汽車軸距（ m ） 21 , LL— ? 汽車重心至前后軸間距離（ m ） 對(duì)汽車后輪著地 點(diǎn) B 取矩，則可求得前輪垂直反力： gaahGLGLZ ?? s i nc o s21??LhGLGZgaa?? s i nc o s21?? （ 2 21 ） 對(duì)前輪著地點(diǎn) A 取矩，則可得后論垂直反力： gaahGLGLZ ?? s i nc o s12?? LhGLGZgaa?? s i nc o s12?? （ 2 22 ） (2) 縱向傾覆 當(dāng)汽車前輪離地即法向作用力為零時(shí)，將導(dǎo)致汽車?yán)@后輪縱向傾覆，此時(shí)，01 ?Z。 ? 汽車在行駛過(guò)程中，隨著運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，作用在前后車輪上的法向反作用力亦有相應(yīng)的變化。 ? 2． 駕駛員的因素 。 從喪失穩(wěn)定的方式來(lái)看 ， 有滑動(dòng)穩(wěn)定性和傾覆穩(wěn)定性兩種 。 利用動(dòng)力特性圖，可 求出汽車在某一行駛條件?下所能保持的速度V， 并 可 決 定 汽 車 克 服 此 行 駛 阻 力 所 采 用 的 排 擋 ， 同 時(shí) 還 可 近 似地 決 定 所 能 發(fā) 出 的 加 速 度 ， 以 及 求 得 任 一 排 擋 時(shí) 汽 車 所 能 克 服 的 坡 度 。 對(duì)（ 2 18 ） 式 兩 側(cè) 除 以 汽 車 總 重aG， 就 得 到 汽 車 單 位 重 量 的 無(wú) 量 綱 牽 引 平衡方程，消去了汽車構(gòu)造系數(shù)的影響。 在計(jì)算時(shí)可以采用表 2 5 所示的附著系數(shù)在各種類型的 路面上的平均值。 式（ 2 15 ）和（ 2 17 ） 結(jié) 合 起 來(lái) 即 為 汽 車 行 駛 的 充 分 和 必 要 條 件 ， 亦 稱 為 汽 車運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)與附著條件。若輪胎與路面間摩擦力很小，不能提供足夠的附著力， 則輪胎將在 路面上打滑， 甚至空轉(zhuǎn)， 汽車仍 不 能 前 進(jìn) 。 即 汽 車 的 牽 引 力 必 須 等 于 各 項(xiàng) 阻 力 之 和 。 1?— ? 汽車車輪慣性影響系數(shù)；2?— ? 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪慣 性影響系數(shù)。 若以i代 表 坡 道 的 坡 度（ % ）， ? 代 表 坡 道 的 傾 角 （ 度 ）， 則?tgshi ?? /。 國(guó)產(chǎn)及部分國(guó)外車型的KF實(shí)驗(yàn)值可參見表 2 4 。為 了 簡(jiǎn) 化 計(jì) 算 ， 采 用 集 中 作 用 的 空 氣 阻 力 wP 來(lái)等效各個(gè)影響因素的阻力作用， 同時(shí)稱空氣阻力 wP的作用點(diǎn)為汽車的風(fēng)帆中心。它與輪胎的變形，輪胎與路面間的摩擦，路面的平整度，路面的干燥潮濕程度，路面的清潔及油污程度， 汽車的行駛速度， 以及汽車的構(gòu)造， 量測(cè)滾動(dòng)阻力系數(shù)f值 的 方 法 等 都 有 關(guān) 系 。 全部車輪上的滾動(dòng)阻力即為： affGP ? （ 2 11 ） 其中 G— ? 車輪負(fù)荷（ N ） aG— ? 汽車總重量（ N ） f— ? 滾 動(dòng) 阻 力 系 數(shù) 。 用于克服上坡時(shí)的坡度阻力和加速時(shí)的慣性阻力所消耗的功率 ， 在下坡和滑行時(shí)尚能部分利用 ， 此時(shí)阻力 Pi和 Pj將是負(fù)值 ，也就成了汽車的驅(qū)動(dòng)力 。 此外 ， 汽車上坡行駛時(shí) ，所需克服的汽車重力在平行于路面方向的分力稱為坡度阻力 （ Pi） ；汽車加速行駛時(shí) ， 所需克服慣性的阻力 ， 稱為慣性阻力 （ Pj） 。 圖中 Pt Pt Pt3和 Pt4分別表示一 、 二 、 三 、 檔及直接檔時(shí)汽車牽引力與汽車行駛速度的關(guān)系曲線 。 所以 kM 39。 minnMnmaxMmaxN（ 3） 驅(qū)動(dòng)輪扭矩 及牽引力 kM tP汽車的動(dòng)力傳遞為：動(dòng)力扭矩（發(fā)動(dòng)機(jī)）離合器變速箱傳動(dòng)軸（萬(wàn)向節(jié)頭軸）主傳動(dòng)器及車軸驅(qū)動(dòng)輪，即發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩 通過(guò)離合器、變速箱，隨所用排擋的變速比 和機(jī)械效率 ，傳至萬(wàn)向節(jié)頭軸上的扭矩為 ，此時(shí) 。圖中 為發(fā)動(dòng)機(jī)的最小穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速 ，隨著轉(zhuǎn)速的提高 ， 發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的扭矩和功率都在增加 。 如果此曲線是當(dāng)節(jié)氣閥全開 （ 或最大供油量 ） 時(shí)所得 ， 則稱為發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線 。 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的大小 ， 決定了汽車產(chǎn)生牽引力的大小 。 如在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 3000時(shí) ， 不同汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)出的最大功率分別為：解放 CA— 141，Nmax=99KW/3000r（ 135馬力 ） ；黃河 JN— 150， Nmax=；紅旗小轎車 CA772， Nmax=。 汽車的行駛需要克服各種行駛阻力 ， 因而必須具備足夠的動(dòng)力 — ? 牽引力 ，汽車行駛時(shí)牽引力來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) 。 作用在汽車前輪 （ 從動(dòng)輪 ） 的切向反作用力 X1 為 kj rMfZX /111 ?? （ 2— 3） 而作用在汽車后輪 （ 驅(qū)動(dòng)輪 ） 的切向反作用力 X2 為 fZr MMXkje 222 ???（ 2— 4） ?BG acos?G asin?Z 1P gy sin?Y 1Y 1P jy cos?C gZ 1hs圖2 2汽 車在橫坡道上曲線行駛的受力圖（ 2）汽車在曲線上行駛 圖 22所示為汽車在有橫坡的道路上作曲線行駛的受力情況 。作用在汽車上的力除上述的外，還有路面對(duì)汽車的反作用力；汽車車輪上的法向反作用力 Z1及 Z2，它與接觸面垂直，并通過(guò)車輪中心；滾動(dòng)阻力矩 Mf1及 Mf2，其作用方向與車輪回轉(zhuǎn)方向相反，由前所述知滾動(dòng)阻力矩值為 ?sinaGdtdvgGagC wP?cosaGkf rfZM ??? 11 kf rfZM ??? 22汽車車輪上的切向反作用力 X1 及 X2 作用在車輪與路面的接觸面上 ， 并與車輪接觸面的切線方向一致 ， 從動(dòng)輪的切向反作用力 X1 的作用方向與汽車行駛方向相反 ， 而驅(qū)動(dòng)輪的 切線反作用力的作用方向則與汽車行駛方向相同 ， 慣性力矩 MJ1 及 MJ2 的作用方向與車輪的回轉(zhuǎn)方向相反 。 （ 1） 汽車在直線上行駛 圖 21所示為后軸啟動(dòng)的雙軸汽車，在直線坡道上作上坡加速行駛的受力情況。 （ 2） 因路面凹凸不平而產(chǎn)生的力 ， 包括垂直方向及前后 、 左右的力 ， 它惡化了汽車的耐久性和平順性 ， 影響了行駛的穩(wěn)定性 。它包括汽車的轉(zhuǎn)向特性 、 高速穩(wěn)定性和操縱輕便性 。 汽車行駛穩(wěn)定性直接關(guān)系到行車的安全 。 汽車通過(guò)性能越好 ， 汽車使用的范圍就越廣 。 掌握應(yīng)用汽車行駛理論對(duì)于指導(dǎo)公路線形設(shè)計(jì) 、 研究和制定公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有著重要意義 。 此外 ， 還應(yīng)盡可能地減少平面交叉以及采取增加交通安全和防止公害等措施 。 評(píng)價(jià)運(yùn)輸效率的指標(biāo)是汽車運(yùn)輸生產(chǎn)率和運(yùn)輸成本 ， 平均技術(shù)速度是主要影響因素之一 。 就公路線形設(shè)計(jì)方面講 ， 主要從以下幾方面來(lái)保證 。 ? 汽車行駛理論是一門在分析汽車行駛基本規(guī)律的基礎(chǔ)上 ， 研究汽車行駛原理 、使用性能和行駛性能的學(xué)科 。 ? 研究汽車行駛理論的意義 ? 公路是一種線形的交通運(yùn)輸工程結(jié)構(gòu)物 ， 主要供汽車行駛 ， 因此 ， 必須了解汽車的性能及其行駛對(duì)公路的要求 。 要滿足汽車在公路上行駛安全 、迅速 、 經(jīng)濟(jì) 、 舒適 、 低公害的要求 ， 就必須從駕駛者 、 汽車 、 公路和交通管理等方面來(lái)保證 。 ? ② 盡可能提高車速 。 為保證公路上行車不受阻礙或受盡量小阻礙 ， 公路線形設(shè)計(jì)需要保證平面上有足夠的視距 ， 縱斷面上應(yīng)正確設(shè)計(jì)豎曲線 ， 橫斷面上應(yīng)有足夠的通行寬度 。 ? 如上所述 ， 公路的線形設(shè)計(jì)與汽車行駛時(shí)各主要性能是密切相關(guān)的 ， 因此汽車行駛理論 是公路線形設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ) ， 是制定公路線形幾何標(biāo)準(zhǔn)（ 如平曲線半徑 、 縱坡坡度等 ） 的理論依據(jù) 。 通過(guò)性 （ 又稱越野性 ） ：指汽車在各種道路和無(wú)路地帶行駛的能力 。 ? 3） 行駛穩(wěn)定性：指汽車遵循駕駛者指定方向行駛的能力 。 ? 5） 操縱穩(wěn)定性：指汽車是否按駕駛員的意圖控制汽車 的 性能 。 司機(jī)可通過(guò)加速 、 制動(dòng)而改變作用力 ， 以控制汽車的運(yùn)行 。 汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為直線行駛和曲線行駛 ， 下面分別對(duì)兩種狀態(tài)下汽車行駛中受力情況進(jìn)行簡(jiǎn)單分析 。此外，在汽車上尚有汽車重力垂直于路面之分力 。 空氣阻力使反作用力 Z1 減小 ， 而Z2 增大 ， 其差別隨風(fēng)壓中心高度的增高而加大 。 如對(duì)汽車后軸中心取矩 ， 則按平衡條件可得 0c o ss in ????? jzbjybaf MLPLGLY ??解上式可得作用在汽車前軸車輪的側(cè)向反作用力 L MLGLPY jzbabjyf ??? ?? s inc o s （ 2— 7） 同理可得作用在汽車后軸車輪的側(cè)向反作用力為 L MLGLPY jzfafjyb ??? ?? s inc o s （ 2— 8） 式中： MJZ—— 汽車在曲線上行駛時(shí)之慣性力矩。不同的汽車 ， 發(fā)動(dòng)機(jī)性能不同 ， 所發(fā)出的有效功率也不同 。 （ ③ 扭矩 扭矩是指汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生于曲軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 ， 用牛頓米 （ ） 為單位 。由功率的基本功式： eN en eMkM10