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第六章汽车通过性及平顺性
§6-1 汽车通过性

定义:汽车在一定载荷下,以足够高的平均速度通过坏路或无路地带(松软地、砂地、雪地、坎坷路面)和克服各种障碍的能力。
一、在松软路面上汽车的驱动力和挂钩牵引力

剪切力——对汽车的推力——驱动力
附着力——土壤的“类型”及“状态”
 摩擦性粘性水份温度
⑴摩擦性土壤
驱动力(推力)
式中: ——土壤颗粒间摩擦角。
⑵粘性土壤
驱动力(推力)
式中: ——驱动车轮接地面积;
——粘性土壤的粘聚系数。
实际上的土壤为上述两者之综合。
式中:A、W ——汽车结构参数;
C、——试验数据。
将上式除以接地面积A:
25~100
粘土
18~25
重粘土
12~18
亚粘土
3~12
亚砂土
0~3
砂土
粘土含量(%)
土壤基本类型
~
~
小颗粒干砂土
~
~1
塑性状态的粘性土
~
~
含水少的粘性土壤,干土路
C kg/cm2
土壤
实际上, 取决于剪切变形量。
j——x (接触面长度呈线性关系)
J——j 有两种类型:
①脆性土壤——出现驼峰
例如压实的砂、冻土、冻雪。
②疏松土壤——逐渐接近
例如松砂,湿透粘土,干土,大多数受扰动的公路。
整个接触面单位抗剪平均值:



汽车在松软地带行驶时,表征通过性的参数不是而是(挂钩牵引力)。
式中: ——土壤阻力;
——包括压实阻力和推土阻力。
①压实阻力
由土力学可知
式中: P——单位压力;
Z——土壤沉陷量(变形量);
n——与土壤性质有关指数;
k——与土壤性质和支承面有关系数。
K与两个因素有关,很复杂,所以改为下式:
式中:Kc ——土壤粘聚变形系数;
K ——土壤摩擦变形系数;
b ——印迹短轴宽度;
n ——土壤沉陷指数,n=0~1。
试验代表轮胎接地面积的平板均匀压入土壤的曲线。
n<1 松软土壤
n>1 硬实土壤
例:
10°




55
13°




38
粘土壤
38°




22
29°




15
砂土壤
Ckpa
K
Ke
n
湿度%
压实阻力与变形量成正比。
视车轮为刚性车轮。
N水平力:
∵
∴
即
②推土阻力:

式中: ——沉陷量;
——土壤比重;
C ——粘聚系数。

土壤承载系数可查出。
二、通过性几何参数

汽车除车轮外,最低点与路面距离——顶起失效。

前后轮与两轴间最低点相切圆半径——顶起失效。

车身前最低点向前轮引切线,切线与地面之间的夹角为接近角——触头失效。
车身后部最突出点向后轮引切线,切线与地面的夹角为离去角——托尾失效。

汽车机动性指标对通过性影响很大,表征汽车通过狭窄弯道和绕过障碍的能力。
汽车机动性指标:
前外轮最小转弯半径 RH
转弯宽度 A
突伸距 a
式中, 后内轮转弯半径。

克服垂直障碍物和越过壕沟的能力。
例如 4×2 b≈r ,4×4 b≈ ,其中b为壕沟宽。
三、影响汽车通过性的因素

越野行驶→行驶阻力大→单位驱动力大
其中: 为分动器传动比。
a. 提高发动机功率
b. 提高传动比(分动箱)
c. 限载

行驶车速低——车轮滑转的可能性↓——通过性↑
a. (km/h)
式中: ——发动机最低稳定转速。
b. 查表得:车越重越低。

a. 轮胎尺寸
轮胎直径↑——f↓(接触面积↑单位压力↓车辙↓)
但,车轮惯性↑重心↑价格↑ i↑
轮胎宽度↑↑ f↑
例如拱型轮胎。
~,接地面积↑~3倍。
小颗粒雪


沙土含水20%


耕地含水15-20%


350kpa
60-90kpa
对地压力
拱形胎
普通胎

干松土壤——封闭形花纹——封闭摩擦——↑
粘性土壤——轮剌高,沟深——抓着力↑,脱泥——↑
—700拱形胎,一凹槽抓土3840cm3 ,而同样尺寸普通轮胎仅为前者的1/130。
c. 轮胎气压
↓接地F↑比压↓ f↓↑
当车轮通过不同路面时,要求不同的,故有