汽车理论(第五版)课件73

1第三节车辆的挂钩牵引力第七章汽车的通过性本节将分析车辆在松软土壤条件下行驶时所遇到的各种滚动阻力；分析松软地面给履带和驱动轮的土壤推力，从而确定车辆的挂钩牵引力。返回目录2一、车辆在松软地面上的土壤阻力土壤的压实阻力推土阻力轮胎的弹滞损耗阻力当车辆在松软地面上行驶时，滚动阻力由三部分构成：第七章汽车的通过性31.刚性车轮滚动时的土壤阻力nczkbkpσ假设土壤对车轮的反力沿径向车轮的受力平衡方程为0dsinrcθ0θθrσbF0dcosθ0θθσrbW—土壤压实阻力；W—垂直载荷；b—车轮宽度。zprddsinxprddcosckknzzzkbkbFnnzc100crc1d0第三节车辆的挂钩牵引力xzkbkbxpbWnrrdd00sin0sin0c，rcF4200202222zzzzDzzDDxzzzDxzDx02d2dd20tzzttzd2dttzDbkkWnzd0020c122c033nnDbkkWz第三节车辆的挂钩牵引力当沉陷量较小时zzDx021.刚性车轮滚动时的土壤阻力51222121c1222rc3131nnnnnDWbkknnF将z0代入表达式，得到压实土壤阻力增加车轮直径和宽度都能降低压实土壤阻力，但增加车轮直径比增加宽度更有效，即直径越大，沉陷量越小。思考：SUV越野汽车和轿车相比，哪种车型的轮胎直径应该更大？为什么？如果汽车在松软地面上行驶，降低压实阻力的有效措施有哪些？第三节车辆的挂钩牵引力rcFrcF1.刚性车轮滚动时的土壤阻力6式中，z0为沉陷量；γs为单位体积土壤重量；c为粘聚系数；b为轮胎宽度。在松软地面上，除了压实土壤阻力外，滚动着的车轮前缘将推动土壤形成隆起的前缘波，产生推土阻力：prs20pc0rb5.0KzKczbF2cpccostanNK2rprcos1tan2NK式中，及Nr是土壤承载能力系数；为摩擦角。第三节车辆的挂钩牵引力rbFcN7式中在很松软的地面上，推土阻力可用下式估算及是局部剪切失效时土壤承载能力系数；prs20pc0rb5.067.0KzKczbF2cpccostanNK2rprcos1tan2NKtan32tan第三节车辆的挂钩牵引力cNrNrbF8在泥浆地面，车辆浸入泥浆部分的形状对运动阻力的影响特别明显，此时推土阻力大于压实阻力而成为主要矛盾。在有硬底层的粘性泥浆里行驶的车辆，推土阻力的大小决定于泥浆的密度ρ、粘度μ、行驶速度以及车辆行走部分浸入泥浆中的尺寸，即2rbDa/2FCuA式中，CD为泥浆的阻力系数，是雷诺数Re的函数，，h为浸入泥浆的深度；A为浸入泥浆中的面积。μhuρRe/a第三节车辆的挂钩牵引力au92.充气轮胎的土壤阻力当轮胎按照刚性轮一样维持圆形，轮胎圆周上最低点处土壤的支承压力为212121cg033nnnnckkWpkzkbbnbD由此式确定的pg值称为充气轮胎的临界压力。如果，轮胎维持圆形。第三节车辆的挂钩牵引力gcipppcrp10pc可由试验测得。第三节车辆的挂钩牵引力11crcippp部分轮缘将变成平面，接地压力为nkb/kppz1cci0nnnnbkknppbkbknzbF1c1cic10rc11第三节车辆的挂钩牵引力icpp12轮胎变形δt引起的弹滞损失是充气轮胎滚动时的弹滞损耗阻力。单位负荷弹滞损耗阻力WFfrttiartpuWF式中，α为经验系数。第三节车辆的挂钩牵引力iatpufrtF133.履带的土壤阻力如果刚性履带下的土壤压力均匀分布，土壤沉陷量为：1/1/0//nnccpWlzkbkkbk在地上压出一条长l、宽b、深z0的履带车辙时所作的功为01101/0d11nnnzcnckzlWblpzblkbnlnkbk如果用拉力将履带拖行水平距离l，所作的功应该等于上式的功。1rc1/11nnncWFlnkbk在接地压力不变的条件下，增加履带接地长度比加宽履带对减小压实阻力更有效。第三节车辆的挂钩牵引力rcFrcFl144.前后串联车轮和车轮重复通过时的土壤压实阻力当车轮第二次通过松软的土壤时，土壤阻力会有所减小。一般越野汽车都是采用前、后轮距相等，并均为单胎的形式，以减小在松软地面上行驶时的阻力。第三节车辆的挂钩牵引力15二、松软地面给车辆的土壤推力1.履带的土壤推力与滑转率履带获得的推力是由于地面土壤被履刺推动、剪切而产生的。tantanmaxmaxWAccAAFX思考：在纯摩擦性土壤条件下，推力主要与车辆的什么参数有关？在粘性土壤条件下，推力又受什么因素的影响？第三节车辆的挂钩牵引力16滑转率可以表明滑转的程度tstatruuuuus式中，为车辆的实际速度；为车辆的理论速度，=rω；r为履带驱动链轮的的节圆半径，ω为驱动轮角速度；us为履带相对地面的滑动速度。履带某接地点的剪切变形tujst/uxtxsuxujrts第三节车辆的挂钩牵引力aututu17单位履带宽的土壤推力等于切应力曲线下包含的面积：00dtan1exp/dllXFbxbcjKx设履带给地面的法向压力均匀分布blWKlslsKWAc/exp11tanrrr0tan1exp/dlXWFbcsxKxbl长而窄的履带比短而宽的履带的滑转率小，这有利于通过性，但履带过长会使转向困难。第三节车辆的挂钩牵引力θ182.驱动轮的土壤推力与滑转率驱动轮的运动情况比履带复杂，一般采用履带的土壤推力公式来估算。θθsrtujθtdcos11dr00s0sinsin10r0sr第三节车辆的挂钩牵引力19Kjc/exp1tansinsin1exp1tan00rsKrc其中，法向正压力由确定nnzkbkkzpc00dcosbrFX第三节车辆的挂钩牵引力2.驱动轮的土壤推力与滑转率20车辆的土壤推力FX与土壤阻力Fr之差，称为挂钩牵引力三、挂钩牵引力rdFFFX第三节车辆的挂钩牵引力土壤条件、接地面积和产生的驱动力相同的条件下，不同行走机构的滑动率类型滑动率(%)直径大宽度小的轮胎40直径小宽度大的轮胎100履带10在松软土壤条件下，相对于运动方向窄长的接地面积比较理想。21第三节车辆的挂钩牵引力本节内容结束下一节