6汽车通过性与平顺性

第 六 章

第一节 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。

汽车通过性 汽车通过性分为轮廓通过性 和牵引支承通过性。轮廓通 过性是表征车辆通过坎坷不 平路段和障碍(如陡坡、侧 坡、台阶、壕沟等)的能力 ；牵引支承通过性是指车辆 能顺利通过松软土壤、沙漠 、雪地、冰面、沼泽等地面 的能力。

影响通过性的主要因素：汽车的支承-牵引参数和几何 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。汽 车运 用 工 程 2

第一节1. 驱动力

汽车通过性

一、在松软路面上汽车的驱动力和挂钩牵引力

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，使地面发生剪切变形，相应的 剪切力便形成了构成地面对汽车的推力。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。车轮压紧土壤等松软支承 物形成车辙阻力。附着力——土壤的“类型”及“状态” 摩擦性 粘性 水份 温度汽 车运 用 工 程 3

第一节

汽车通过性

剪切应力与剪切变形的关系汽 车运 用 工 程 4

第一节2. 挂钩牵引力

汽车通过性

汽车在松软地带行驶时，表征通过性的参数不是Fe而是挂钩牵 引力Fd。

Fd Fe Fr

式中： e ——土壤推力； F Fr ——土壤阻力，包括压实阻力 Frc 和推土阻力 Frb 。 ① 压实阻力与变形量成正比，并与土壤性质有关。 ② 推土阻力与沉陷量、土壤比重和粘聚系数有关。

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第一节二、通过性几何参数

汽车通过性

间隙失效及 几何参数

几何参数：最小离地间隙、纵向通过角、接近角、离去角。 间隙失效：汽车因离地间隙不足而被地面托住无法通过的现象。 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：车辆前端或尾部触及地面而不能通过的现象。汽 车运 用 工 程 6

第一节

汽车通过性

最小转弯半径 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

RH A a b RB式中，RB后内轮转弯半径。 车轮工作半径 克服垂直障碍物和越过壕沟的能力。汽 车运 用 工 程 7

第一节

汽车通过性

hm 0.5[( D Dr ) ( D Dr ) 2 L2 ]

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第一节三、牵引支承通过性

汽车通过性

车轮接地比压 车轮接地比压是指车轮对地面的单位压力。车辆 在松软地面上行驶

的车轮阻力系数和附着系数都与车 轮接地比压直接有关。 车轮接地比压小，轮辙深度小，车轮的行驶阻力 和车轮沉陷失效的概率就小。 同样，当汽车行驶在粘性土壤和松软雪地上时， 降低车轮接地比压可使得车轮接地面积增加，提高地 面承受的剪切力，附着系数增大。汽 车运 用 工 程 9

第一节四、汽车倾覆失效

汽车通过性

轮距、质心高度、 质心至前轴或后轴 距离

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第一节五、汽车越障能力

汽车通过性

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第一节对x列力平衡方程 对y列力平衡方程 对前轮车轮中心取矩

汽车通过性

F1 cos fF1 sin F2 0 F1 sin fF1 cos F2 G 0 D D fF1 F2 L GL1 F2 0 2 2汽 车运 用 工 程 12

第一节

汽车通过性

将方程组中 G、F1、F2消去后 +f L1 f 1 D L 2 f L sin 1 1 f L1 1 D 1 D cos f L 2 L 2 L

0.5D hw hw sin 1 2 0.5D D汽 车运 用 工 程

f 013

第一节

汽车通过性

1 1 hw 1 D 1 2 L1 / L 2 1 1 L1 / L ( D / 2 L) hw 为单位车轮直径可克服 的台阶高度。 D 1L/D越小或L1/L越大， 则汽车越障越好。

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第一节对x列力平衡方程 对y列力平衡方程

汽车通过性

fF F2 cos F2 sin 0 1 F F2 sin F2 cos G 0 1 D D F2 F L GL2 fF 0 1 1 2 22h w 将 sin 1 及f 0后 D 1 1 hw 1 2 1 2 D 2

对前轮车轮中心取矩

汽车几何 参数无关汽 车运 用 工 程 15

第一节

汽车通过性

显然，对于后驱动汽车，汽车越过 台阶的能力与汽车几何参数无关， 且因为L1>L2,所以，后轮是制约汽 车越过台阶的主要因素。

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