《汽车通过性和平顺性ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车通过性和平顺性ppt课件.ppt（64页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第六章 汽车通过性和汽车平顺性,第一节 汽车通过性第二节 汽车行驶平顺性,汽车通过性：汽车以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带(如松软地面、坎坷不平地段)和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障）的能力。,影响通过性的主要因素：汽车的几何参数；也与汽车的其它使用性能(如动力性、平顺性、机动性、稳定性、视野性)有关。,第一节 汽车通过性,轮廓通过性描述汽车通过坎坷不平路段和障碍的能力。（陡坡、台阶、壕沟等）支承通过性描述汽车顺利通过松软路面等的能力。（沙漠、雪地、沼泽地等）,通过性分为：,第一节 汽车通过性,土壤推力：车辆在松软地面上行驶时，驱动轮对地面施加向后的水平力，使地面发生剪
2、切变形，相应的剪切变形所构成的地面水平反作用力。土壤阻力：轮胎对土壤的压实作用、推移作用而产生的压实阻力、推土阻力，以及轮胎变形引起的弹性迟滞损耗阻力。当驱动轮对地面施加的水平力大于等于极限剪切力时，引起车轮滑转。牵引车挂钩牵引力土壤最大推力与车辙（土壤）阻力之差。（反映汽车通过无路地带的能力）,一、轮廓通过性,间隙失效：越野行驶时，由于汽车与不规则路面的间隙不足而造成汽车被托住而无法通过的现象。,顶起失效,触头失效,托尾失效,间隙失效及其几何参数, 顶起失效：车辆中间底部的零部件碰到地面而被顶住的现象。 触头或托尾失效：因车辆前端或尾部触及地面而不能通过的现象。几何参数：与防止间隙失效有关的
3、汽车本身的几何参数。 最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角。,（1）最小离地间隙h 汽车满载、静止时，支承平面与汽车上的中间区域最低点之间的距离。 它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。,汽车前桥的离地间隙一般比飞轮壳的还要小，以便利用前桥保护较弱的飞轮壳免受冲撞。设计越野汽车时，应保证有较大的最小离地间隙。,（2）接近角1与离去角2 汽车满载、静止时，前端（后端）突出点向前轮所引切线与地面间的夹角。 1越大，越不容易发生触头失效。 2越大，越不容易发生托尾失效。,（3）纵向通过角 汽车满载、静止时，分别通过前、后车轮外缘作垂直于汽车纵向对称平面的切平面，两切平面交于车体下部较低部位时所
4、夹的最小锐角。 它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。,（4）最小转弯直径 和内轮差 转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径。 它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。,内轮差：转向轴与末轴的内轮轨迹中心在车辆支承面上的轨迹圆之差,（5）转弯通道圆 转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时，车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆，称为转弯通道内圆；车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以内的最小外圆，称为转弯通道外圆。,为什么汽车怕托底？,1）发动机油底壳和变速器底壳
5、2）三元催化器内部是陶瓷载体 3）油箱 4）制动油管 5）悬挂系统,二、牵引支承通过性,附着质量附着质量系数车辆接地比压,支承通过性描述汽车顺利通过松软路面等的能力。,附着质量m指轮式车辆驱动轴载质量m,附着质量系数K为车辆附着质量m与总质量ma之比.,二、牵引支承通过性,汽车行驶的附着条件:,满足牵引支承条件:,车辆接地比压指车轮对地面的单位压力。在松软路面上行驶的滚动阻力系数和附着系数都与车轮接地比压直接有关。,二、牵引支承通过性,复习,汽车通过性,轮廓通过性,牵引支承通过性,最小离地间隙纵向通过角接近角离去角,附着质量附着质量系数车辆接地比压,汽车行驶的附着条件:,满足牵引支承条件:,复
6、习,通过性破坏,侧坡或纵坡倾覆失效,高速曲线行驶侧翻,三、汽车倾覆失效,汽车在侧坡上直线行驶时，当坡度大到使重力通过一侧车轮接地中心，而另一侧车轮上的地面法向反作用力等于零时，为汽车将发生侧翻的临界值。,1-侧翻,汽车不发生侧翻的横向坡度角为,B越大，hg越小，越不容易发生侧向翻倒，其稳定性也越好。,（1）,整理，得,1-侧滑,汽车发生侧滑的临界状态,汽车不发生侧滑的横向坡度角为,（2）,整理，得,1-侧翻与侧滑,侧滑先于侧翻的条件为：,（2）,（1）,整理，得,汽车不发生侧翻的横向坡度角为,汽车不发生侧滑的横向坡度角为,汽车在纵坡上直线行驶时，当坡度大到使重力通过后车轴接地中心，而前车轴上的
7、地面法向反作用力等于零时，为汽车将发生纵翻的临界值。,2-纵翻,2-纵翻,2-纵滑,汽车发生纵滑的临界状态,2-汽车的纵翻与纵滑,汽车不发生极限侧滑的纵向坡度角为：,汽车爬坡时，宁肯让驱动轮滑转而不希望纵翻发生，满足滑转先于纵翻的条件为：,（2）,汽车不发生纵翻的纵向坡度角为,（1）,汽车在高速圆周行驶时，当车速或者转向角度达到一定值时，汽车也将发生侧翻。,3-水平坡路高速转弯行驶,3-水平坡路高速转弯行驶,两侧车轮的地面法向反作用力分别为：,在即将侧翻的临界状态下，左侧车轮法向反作用力为0，即：,汽车不侧翻的最大允许车速为：,3-水平坡路高速转弯行驶,汽车不发生侧滑的车速为,汽车发生侧滑的临
8、界状态,3-水平坡路高速转弯行驶,侧滑先于侧翻的条件为：,整理，得,汽车不发生侧翻的车速为,汽车不发生侧滑的车速为,侧向坡上或水平弯道路面转弯行驶，汽车侧滑先于侧翻的条件是一样的。,四、影响汽车通过性的因素,1、汽车的最大单位驱动力,为了保证通过性，除减少行驶阻力外，还必须增加最大单位驱动力。,2、汽车行驶车速,当汽车低速行驶时，土壤的剪切和车轮滑转的倾向减少。因此在某些路段需要使用低速挡位。与低速挡相对应的为传动系的最大传动比的选择。,四、影响汽车通过性的因素,3、汽车车轮,四、影响汽车通过性的因素,汽车车轮,轮胎花纹轮胎直径和宽度轮胎气压前轮距和后轮距前轮和后轮的接地比压驱动车轮数量,3、
9、汽车车轮,轮胎花纹-宽而深的花纹,四、影响汽车通过性的因素,潮湿路面：轮胎单位压力大，有利于挤出花纹内水分。松软路面：接地面积大，附着性能好。,3、汽车车轮,轮胎直径和宽度 轮胎直径接地比压（接触面积单位压力车辙）土壤阻力小，减少滑转。但车轮惯性重心价格 轮胎宽度 接地比压 轮胎气压,四、影响汽车通过性的因素,3、汽车车轮,前轮距和后轮距（相等）前轮和后轮的接地比压前轮单位压力后轮单位压力,f驱动轮数量,四、影响汽车通过性的因素,增加驱动轮数量，可提高汽车附着质量，增大驱动轮与路面的接触面积，提高汽车通过性。越野汽车全轮驱动。,4、液力传动,四、影响汽车通过性的因素,汽车在松软路面上起步时，要
10、求发动机工作平稳驱动轮转矩逐渐而平顺地增长，防止土壤被破坏和车轮发生滑移。,4、液力传动,四、影响汽车通过性的因素,5、差速器,差速器的作用：汽车转弯、路面不平、路面平直但轮胎滚动半径不等（轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等）-各驱动轮能以不同的角速度旋转锁止,四、影响汽车通过性的因素,6、悬架,独立悬架，附着性能 ，离地间隙 在异常坎坷不平的地面上行驶时，常会因非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。 独立悬架和平衡式悬架允许车轮与车架间有较大的相对位移，使驱动车轮与地面经常保持接触，以保证有较好的附着性能
11、。同时独立悬架可显著地提高汽车的最小离地间隙，从而提高汽车的通过性。,7、挂车,挂车的使用提高了燃料经济性，但降低了汽车的动力性，因此通过性变差。,四、影响汽车通过性的因素,8、驱动防滑系统,ASR系统保持驱动轮处于最佳滑转范围内的控制方式有以下几种：调节发动机输出转矩，制动驱动轮以及锁止差速器。这些控制方式的目的都是调节驱动轮上的驱动力矩。 另外，在驱动轮滑转时，ASR系统自动向驾驶员发出警报(报警灯)，提示不要猛踏加速踏板，注意转向盘操作。,四、影响汽车通过性的因素,8、驱动防滑系统,ASR：保证汽车驱动附着条件，充分发挥驱动力，保证汽车的驱动稳定性。 ABS:汽车制动效能和稳定性。 ES
12、P:ASR+ ABS,四、影响汽车通过性的因素,9、驾驶方法,在松软路面上应该低速并匀速前进。 1）低速稳定直线行驶，少换档。 2）行驶到好路时提高车速。 3）合理使用自锁差速器。（提前） 4）涉水时应保护电气，曲轴箱通风和空滤器及排气管。,四、影响汽车通过性的因素,第二节 汽车行驶平顺性,路面,汽车,人,概述 汽车在运行过程中，路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。 保持振动环境的舒适性，以保持驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良好的心理状态和准确灵敏的反应。 汽车的平顺性影响“ 人汽车”系统的操纵稳定性以及行驶安全性。,平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适
13、度的性能，并保持货物的完好无损。评价方法：根据乘员舒适程度评价 汽车振动系统及其评价指标,1.输入振动系统输出评价指标,输出：悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。评价指标：人体对振动的响应、轮胎的接地性。,输入：路面不平度、车速。振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。,人体的基本运动习惯： 人体习惯的步行时，身体上下运动的频率为60-85次/min，即1-1.4Hz，振动的加速度极限值为0.2-0.3g。货物运动： 车身振动加速度不能大于1g。,乘员舒适程度评价,身体的各个部分又有各自的固有频率。例如，头颅骨的固有频率大致为300-400Hz，而腹部内脏的固有频率约为4-8Hz，脊椎系统大致为8-
14、12.5Hz等。车辆的随机振动，对人体系统来说就是一种激励。这种随机激励的频率往往不是一个或几个而是分布在某一频率范围内，形成一个频带。于是，它总可以使人体的某一部分发生共振，人就会感到不适。比方说，当车辆随机振动频带在4-8Hz附近时，腹腔将要发生共振，人就难受得会呕吐；当车辆随机振动的频率提高到300-400Hz时，脑腔要发生共振，人就会感到头昏难受。,人体坐姿受振模型,座椅支撑面处,脚支撑面处,座椅靠背处,共3个输入点、12个方向的振动,55,平顺性名词解释,1. 轴加权系数 对不同方向振动，人体敏感度不一样。该标准用轴加权系数描述这种敏感度，加权系数越大越敏感。2. 频率加权系数 对不
15、同频率的振动，人体敏感度也不一样。标准用频率加权函数w来描述这种敏感度。,频率加权函数和轴加权系数,即人对座椅传给人体的振动最敏感,思考：由轴加权系数的不同取值可否确定人体对哪个点输入的振动最敏感？, 国际标准ISO 2631人体承受全身振动的评价指南，以短时间简谐振动的实验结果为基础。我国国家标准汽车平顺性随机输入行驶试验方法以及客车平顺性评价指标及极限。 ISO 2631用加速度均方根值给出了180Hz振动频率范围内人体对振动反应的三个不同界限。,rms加速度均方根值, 暴露界限：当人体承受的振动强度在此界限内，将保持人的健康或安全。它作为人体可承受振动量的上限。 疲劳工效降低界限TFD：
16、当人承受的振动强度在此界限内时，能准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。它与保持工作效率有关。 舒适降低界限TCD：在此界限之内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，能顺利地完成吃、读、写等动作。它与保持舒适有关。,ISO 2631 人体对振动反应的“疲劳-工效降低界限” （水平方向）,分别代表什么？,ISO 2631推荐的两种评价方法：1/3倍频带分别评价法总加速度加权均方值评价法,二、影响平顺性的主要因素,一、结构因素（1）悬架弹性（2）悬架阻尼（3）主动悬架和半主动悬架（4）非悬挂质量的影响（5）轮胎的影响（6）底盘旋转不平衡的影响（7）轴距的影响（8）乘坐位置与座椅刚度的影响,二、使用因素（1）路面状况与车速（2）悬架系统技术状况,
