【正文】 ??? （ 2 28 ） 式中，“ + ”表示路拱雙坡外側，“ — ”表示路拱雙坡內(nèi)側； ?—— 路面橫坡坡角，一般很小；0i—— 路面橫坡坡度； C—— 離心力 RvgGCa2?? 02iGgRvGYaa??? （ 2 29 ） ?????????????????????????????????????002iGYgRviGYgvRaa?? （ 2 30 ） 切向力側向力P=G 驅(qū) ?圖2 1 0 曲 線行駛驅(qū)動輪上的作用力(2) 汽車在平曲線上行駛時車輪的反作用力 研究汽車在曲線行駛時驅(qū)動輪上的作用力可知，除去切向力tP外，還有側向力 39。因而，汽車行駛時，在側向力作用下有可能產(chǎn)生橫向滑移或橫向傾覆。 二、 汽車行駛的橫向穩(wěn)定性 ? 汽車行駛時，常受側向力的作用及影響，如重力、慣性力等的側向分力。 對于公路設計的角度來說，不僅要保證坡道上行駛的汽車不會縱向傾覆，還應保證不產(chǎn)生倒溜現(xiàn)象。因此，汽車的設計 應滿足0t a nt a n ????的條件，亦即 gghLhLL21?? ??，近似處理得 ghL2?? ? （ 2 25 ） 從汽車設計的角度來說，式（ 2 25 ） 即為后輪驅(qū)動汽車保證縱向穩(wěn)定的條件。 由上分析可知，當公路坡度角??? ?時，由于驅(qū)動輪附著條件的限制，所能產(chǎn)生的牽引力不足以克服??的坡度，汽車將發(fā)生滑轉(zhuǎn)而倒溜。一般2L，gh的數(shù)值在汽車設計中考慮，其比值2L/gh》 1 ，因此，一般來說縱向傾覆穩(wěn)定條件容易滿足。 由上式 可知，當公路的坡度角0?? ?時，汽車將失去控制，可能繞后軸產(chǎn)生縱向傾覆。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 ） 對汽車后輪著地 點 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 ） 對前輪著地點 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 當汽車前輪離地即法向作用力為零時，將導致汽車繞后輪縱向傾覆，此時，01 ?Z。當后輪的法向反作用力為零時，根據(jù)附著條件，其牽引力將不復存在，汽車喪失行駛能力。 ? 汽車在行駛過程中，隨著運動狀態(tài)的改變，作用在前后車輪上的法向反作用力亦有相應的變化。 ? 3． 作用于汽車的外部因素 。 ? 2． 駕駛員的因素 。 ? 影響汽車行駛穩(wěn)定性主要有以下三方面的因素： ? 1． 汽車本身的結構參數(shù) 。 從喪失穩(wěn)定的方式來看 ， 有滑動穩(wěn)定性和傾覆穩(wěn)定性兩種 。 ? 汽車行駛穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中 ， 受外部因素作用下 ，尚能保持或很快恢復原行駛狀態(tài)和方向 ， 不至于失去控制而發(fā)生側滑 、 傾覆等現(xiàn)象的能力 。 利用動力特性圖，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 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 汽 車 所 能 克 服 的 坡 度 。 當汽車作等速行駛，0/ ?dtdv，則 ???? ifD 式中 if ???，僅與道路狀況和坡度有關，稱為道路阻力系數(shù)。 對（ 2 18 ） 式 兩 側 除 以 汽 車 總 重aG， 就 得 到 汽 車 單 位 重 量 的 無 量 綱 牽 引 平衡方程，消去了汽車構造系數(shù)的影響。 改 善 汽 車 的 動力 性 能 ， 可 以 提 高 運 輸 生 產(chǎn) 率 和 降 低 運 輸 成 本 ， 這 是 汽 車 設 計 者 的 任 務 ； 對 于 公 路設 計 者 來 講 ， 其 任 務 是 了 解 在 公 路 上 行 駛 的 主 要 車 型 的 動 力 性 能 ， 使 所 設 計 的 公 路能很好地發(fā)揮汽車的動力性能。 在計算時可以采用表 2 5 所示的附著系數(shù)在各種類型的 路面上的平均值。 附著系數(shù)?主要與下述因素有關： （ 1 ） 路 面 的 粗 糙 程 度 和 潮 濕 泥 濘 程 度 ；（ 2 ） 輪胎花紋和輪胎氣 壓 ；（ 3 ） 車 速 ；（ 4 ） 荷 載 。 式（ 2 15 ）和（ 2 17 ） 結 合 起 來 即 為 汽 車 行 駛 的 充 分 和 必 要 條 件 ， 亦 稱 為 汽 車運動的驅(qū)動與附著條件。 dG— ? 作用在所有驅(qū)動輪上的路面法向反作用力。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 。 ( 2 ) 汽車行駛的兩個條件 由上面分析 可 知 ， 汽 車 行 駛 的 第 一 個 必 要 條 件 是 ： 汽 車 的 牽 引 力必 須大于等于汽車的行駛阻力 。 即 汽 車 的 牽 引 力 必 須 等 于 各 項 阻 力 之 和 。 4 . 牽引平衡和汽車行駛的必要條件條件 ( 1 ) 牽引平衡 為使汽車運動，汽車的牽引力必須與運動時所遇到的各項阻力之和平衡，即 jwiftPPPPP ???? ( 2 15 ) 或dtdvgGK F ViGfGriiMaaakMke??????1320 ( 2 16 ) 式中 iP 前之“ + ” 表 示 上 坡 ，“ — ”表示下坡；jP前之“ + ” 表 示 加 速 ，“ — ”表示減速，fP與 wP 恒為正值。 1?— ? 汽車車輪慣性影響系數(shù)；2?— ? 發(fā)動機飛輪慣 性影響系數(shù)。 慣性阻力由兩部分組成： （ 1 ） 汽 車 加 速或減速前進產(chǎn)生的慣性力dtdvgGa；（ 2 ） 汽 車 上 機 械 轉(zhuǎn) 動 部 分 （ 飛 輪 、 離 合 器 、 車 輪 等 ） 因 加 速 或 減 速 旋 轉(zhuǎn) 產(chǎn) 生 的 回轉(zhuǎn)慣性力矩。 若以i代 表 坡 道 的 坡 度（ % ）， ? 代 表 坡 道 的 傾 角 （ 度 ）， 則?tgshi ?? /。 坡度阻力與車重力和公路的坡度角有關。 國產(chǎn)及部分國外車型的KF實驗值可參見表 2 4 。F—— 迎 風 面 積 （2m）， 系 汽 車 在 其 縱 軸 的 垂 直 平 面 上 的 投影 面 積 ， 可 直 接 在 投 影 面 上 測 得 。為 了 簡 化 計 算 ， 采 用 集 中 作 用 的 空 氣 阻 力 wP 來等效各個影響因素的阻力作用， 同時稱空氣阻力 wP的作用點為汽車的風帆中心。 滾動阻力系數(shù) f 表 2 3 路面類型 滾動阻力系數(shù) f 水泥混凝土及瀝青混凝土路面 0 . 0 1 ~ 0 . 0 2 表面平整的黑色碎石路面 0 . 0 2 ~ 0 . 0 2 5 碎石路面 0 . 0 3 ~ 0 . 0 5 干燥平整的土路 0 . 0 4 ~ 0 . 0 5 潮濕不平整的土路 0 . 0 7 ~ 0 . 1 5 ( 2 ) 空氣阻力 汽車在空氣中運動， 空氣本身也有運動， 兩者 綜合形 成 的 相 對 運 動 ， 造 成 對 汽車行駛的阻力。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， 以及汽車的構造， 量測滾動阻力系數(shù)f值 的 方 法 等 都 有 關 系 。 滾動阻力系數(shù)f是車輛在一定條件下滾動時所需的推力與車輪總重之比， 即單位車重所需的推力。 全部車輪上的滾動阻力即為： affGP ? （ 2 11 ） 其中 G— ? 車輪負荷（ N ） aG— ? 汽車總重量（ N ） f— ? 滾 動 阻 力 系 數(shù) 。 它 與 路 面 種 類 、 狀 態(tài) 、 車 速 、 輪 胎 結 構 及 充 氣 壓 力 有 關 。 用于克服上坡時的坡度阻力和加速時的慣性阻力所消耗的功率 ， 在下坡和滑行時尚能部分利用 ， 此時阻力 Pi和 Pj將是負值 ，也就成了汽車的驅(qū)動力 。 坡度阻力和慣性阻力則存在于某種行駛條件下 。 此外 ， 汽車上坡行駛時 ，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 ， 所需克服慣性的阻力 ， 稱為慣性阻力 （ Pj） 。 汽車運動時需要不斷克服運動中所遇到的各種阻力 。 圖中 Pt Pt Pt3和 Pt4分別表示一 、 二 、 三 、 檔及直接檔時汽車牽引力與汽車行駛速度的關系曲線 。 采用低速檔 ， 能獲得較大的牽引力和較低車速 ， 采用高速檔 ， 能獲得較高的車速和較小的牽引力 。 所以 kM 39。 eMki k?nM kken iMM ?? nM0i 0?kM 0000 ??? kkenk iiMiMM ?? 0???M ? Mkek iiMM ?0?汽車行駛時 ， 共受以下幾個力 （ 如圖 25） ：作用于汽車驅(qū)動輪上的扭矩 ， 汽車重力 G及與之相平衡的反力 ， 行駛阻力 T， 路面水平反力 F。 minnMnmaxMmaxN（ 3） 驅(qū)動輪扭矩 及牽引力 kM tP汽車的動力傳遞為：動力扭矩（發(fā)動機）離合器變速箱傳動軸（萬向節(jié)頭軸）主傳動器及車軸驅(qū)動輪，即發(fā)動機曲軸扭矩 通過離合器、變速箱，隨所用排擋的變速比 和機械效率 ，傳至萬向節(jié)頭軸上的扭矩為 ，此時 。 如再繼續(xù)提高曲軸轉(zhuǎn)速 ， 則發(fā)動機所發(fā)出的功率由于汽缸充氣惡化 ， 機械損失等原因?qū)⒅饾u降低 。圖中 為發(fā)動機的最小穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速 ，隨著轉(zhuǎn)速的提高 ， 發(fā)動機所發(fā)出的扭矩和功率都在增加 。 n min n M n NM e( N .m )Ne(K w)Mn e (r/m in )n ma xN圖2 4 某汽油發(fā)動機的外特征曲線示意圖 當研究汽車牽性能時 ， 在發(fā)動機特性圖上可省去單位燃料消耗量 。 如果此曲線是當節(jié)氣閥全開 （ 或最大供油量 ） 時所得 ， 則稱為發(fā)動機外特性曲線 。 （ 2）發(fā)動機有效功率 Ne和曲軸扭矩 Me的關系 發(fā)動機內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱能 ， 通過活塞 、 曲軸轉(zhuǎn)化為機械能 ， 產(chǎn)生有效功率 ， 驅(qū)使曲軸以每分鐘 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) ， 產(chǎn)生扭矩 ， 再