跳转到第一页31 概概 述述沿着道路中线竖向剖面的展开图即为道路纵断面图。沿着道路中线竖向剖面的展开图即为道路纵断面图。n纵纵断断面面设设计计：在在路路线线纵纵断断面面图图上上研研究究路路线线线线位位高高度度及及坡度变化情况的过程。坡度变化情况的过程。n任务：任务：研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。研究纵断面线形的几何构成及其大小与长度。n依依据据：汽汽车车的的动动力力特特性性、道道路路等等级级、当当地地的的自自然然地地理理条件以及工程经济性等。条件以及工程经济性等。第三章第三章道路纵断面道路纵断面跳转到第一页n地地面面线线：根根据据中中线线上上各各桩桩点点的的高高程程而而点点绘绘的的一一条不规则的折线；条不规则的折线；n设设计计线线：表表达达路路基基设设计计高高程程的的规规则则的的连连续续线线，包括直线和曲线。包括直线和曲线。路线纵断面图构成跳转到第一页n地面高程：地面高程：中线上地面点高程。中线上地面点高程。n设设计计高高程程：一一般般公公路路，路路基基未未设设加加宽宽超超高高前前的的路路肩肩边缘的高程。边缘的高程。n设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。设分隔带公路，一般为分隔带外边缘。n路基高度：路基高度：横断面上设计高程与地面高程之高差。横断面上设计高程与地面高程之高差。n路堤：路堤：设计高程大于地面高程。设计高程大于地面高程。n路堑：路堑：设计高程小于地面高程。设计高程小于地面高程。n纵断面设计内容纵断面设计内容：坡度及坡长坡度及坡长竖曲线竖曲线跳转到第一页32 汽车汽车动力性能动力性能 道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。汽车运动基本规律及对公路的要求，指导公路设计；保证公路的使用品质、服务等级。汽车行驶理论是公路线形设计的理论基础。研究内容：研究汽车的驱动力和行驶阻力；分析汽车运动的基本规律；研究汽车主要动力性能分析影响汽车主要使用性能的因素。跳转到第一页汽车行驶对道路的基本要求：n安全：保证汽车的行驶稳定性，避免发生翻车、倒溜、侧滑等；n迅速：行驶速度平均技术速度。n经济：运输成本：低 运输生产率：高 评价汽车运输工作效率的指标有： 汽车运输生产率周转率 运输成本油料及轮胎消耗，保养周期n舒适：视觉上：线形美观，赏心悦目，自然环境与景观设计 生理上：平稳、不颠簸，离心力小 心理上：轻松，有安全感，心情愉快。跳转到第一页一、汽车的驱动力一、汽车的驱动力n汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。n在发动机里热能转化成机械能经过传动系变在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和传动，将曲轴的扭矩传给驱动轮，产生速和传动，将曲轴的扭矩传给驱动轮，产生的扭矩的扭矩Me驱动汽车的驱动轮旋转，车轮对驱动汽车的驱动轮旋转，车轮对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向前的推力，驱使汽车行驶。生向前的推力，驱使汽车行驶。跳转到第一页发动机输出的功率发动机输出的功率Ne与产生的扭矩与产生的扭矩Me的关系的关系：1发动机曲轴扭矩发动机曲轴扭矩Me其中：其中：ne为发动机曲轴转数，为发动机曲轴转数，r/min汽车的最大有效功率汽车的最大有效功率Ne与曲轴转数与曲轴转数ne的之间的关的之间的关系曲线是发动机的基本特征，称为汽车的外特征系曲线是发动机的基本特征，称为汽车的外特征曲线曲线跳转到第一页N-n曲线、曲线、M-n曲线曲线发动机转速特性曲线发动机转速特性曲线跳转到第一页n发动机曲轴上的扭矩Me需要经过变速箱（速比ik）和主传动器（速比i0）两次变速后传递到驱动轮上；n两次变速的总变速比为： =i0ik；n传动系统的总机械效率为m D 时：减速行驶式中：式中：道路阻力系数，道路阻力系数，六、六、 汽车的行驶状态汽车的行驶状态n当 D时：加速行驶跳转到第一页n平衡速度：任意D 相应的等速行驶的速度，用VP表示。n临界速度：每每每每一一一一排排排排档档档档最大动力因数Dmax对应的速度，用Vk表示。平衡速度和临界速度跳转到第一页n最最大大爬爬坡坡度度：指指汽汽车车在在坚坚硬硬路路面面上上用用最最低低档档作作等等速速行驶时所能克服的最大坡度。行驶时所能克服的最大坡度。 cos1，sintani，DImax=fcos+sinn解此三角函数方程式，得最大坡角：n汽车的爬坡能力是指汽车在良好路面上等速行驶时克服了其它行驶阻力后所能爬上的纵坡度。，a=0，则i=D - f汽车的爬坡能力汽车的爬坡能力跳转到第一页n1计算加、减速行程计算加、减速行程n由ds=vdt，a=dv/dt，得n设初速V1，终速V2，则由V1到V2的行程为：汽车的加、减速行程汽车的加、减速行程跳转到第一页n东风EQ-140加、减速行程图2.加、减速行程图加、减速行程图0跳转到第一页n加、减速行程图用法加、减速行程图用法跳转到第一页第三节 汽车的行驶稳定性 n汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。n稳定性：纵向稳定性：纵向n横向横向n表现：滑移表现：滑移n倾覆倾覆跳转到第一页n纵向稳定性：纵向稳定性：表现：倾覆倾覆n滑移（倒溜）滑移（倒溜）跳转到第一页n横向稳定性：横向稳定性：表现：倾覆倾覆n滑移（侧滑）滑移（侧滑）跳转到第一页一、汽车行驶的纵向稳定性一、汽车行驶的纵向稳定性一、汽车行驶的纵向稳定性一、汽车行驶的纵向稳定性n临界状态：汽车前轮法向反作用力临界状态：汽车前轮法向反作用力Z1为零为零。nZ1L- - Gl2cos0+ +Ghgsin0=0nZ1L=Gl2cos0- -Ghgsin0=01纵向倾覆纵向倾覆：跳转到第一页n2 2纵向滑移（驱动轮滑转）纵向滑移（驱动轮滑转）n临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力n GsinGsin G Gk kn因因为为sinsin tgtg = = i i ，则则纵纵向向滑滑移移临临界界状状态态条件：条件：n纵向滑移的极限状态纵向滑移的极限状态倒溜发生条件：倒溜发生条件：n GsinGsin G Gni =tg = n结结论论：当当坡坡道道倾倾角角 或或道道路路纵纵坡坡度度ii 时时，汽汽车可能产生纵向滑移。车可能产生纵向滑移。 跳转到第一页3 3纵向稳定性的保证纵向稳定性的保证n 一一般般 接接近近于于1 1，而而 远远远远小小于于1 1，n 所以，所以， i i i i0 0n 即即汽汽车车在在坡坡道道上上行行驶驶时时，在在发发生生纵纵向向倾倾覆覆之之前前，首先发生纵向滑移现象。首先发生纵向滑移现象。n 道道路路设设计计只只要要满满足足不不产产生生纵纵向向滑滑移移，就就可可避避免免汽车的纵向倾覆现象出现。汽车的纵向倾覆现象出现。n汽车行驶时纵向稳定性的条件为汽车行驶时纵向稳定性的条件为跳转到第一页二、汽车行驶的横向稳定性二、汽车行驶的横向稳定性n 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。 n受力受力分析：分析：n 横向力横向力X失稳失稳n 竖向力竖向力Y稳定稳定1 1汽车在平曲线上行驶时力的平衡汽车在平曲线上行驶时力的平衡n 离心力离心力跳转到第一页n将离心力将离心力F与汽车重力与汽车重力G分解为平行于路面的横分解为平行于路面的横向力向力X和垂直于路面的竖向力和垂直于路面的竖向力Y，跳转到第一页 由由于于路路面面横横向向倾倾角角一一般般很很小小，则则sintgsintg= =i ih h，cos1cos1，其中其中i ih h称为横向超高坡度，称为横向超高坡度，n将离心力将离心力F与汽车重力与汽车重力G分解为平行于路面的横分解为平行于路面的横向力向力X和垂直于路面的竖向力和垂直于路面的竖向力Y，采采用用横横向向力力系系数数来来衡衡量量稳稳定定性性程程度度，其其意意义义为为单单位位车车重的横向力，即重的横向力，即跳转到第一页n横横向向倾倾覆覆：汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时，由由于于横横向向力力的的作作用用，使使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。n 汽车内侧车轮支反力汽车内侧车轮支反力N N1 1为为0 0。n 倾覆力矩等于或大于稳定力矩。倾覆力矩等于或大于稳定力矩。2.2.横向倾覆条件分析横向倾覆条件分析跳转到第一页n倾覆力矩：倾覆力矩：XhXhg g横向倾覆平衡条件分析：横向倾覆平衡条件分析：n 稳定力矩：稳定力矩：跳转到第一页n倾覆力矩：倾覆力矩：XhXhg g横向倾覆平衡条件分析：横向倾覆平衡条件分析：n 稳定力矩：稳定力矩：n 稳定、平衡条件：稳定、平衡条件：n 汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径平曲线半径R min：跳转到第一页3.3.横向滑移条件分析横向滑移条件分析n 横横向向滑滑移移：汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时，因因横横向向力力的的存存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。n 横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。n 极限平衡条件：极限平衡条件：横向滑移稳定条件：横向滑移稳定条件：跳转到第一页4 4横向稳定性的保证横向稳定性的保证n 汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时的的横横向向稳稳定定性性主主要要取取决决于于横向力系数横向力系数值的大小。值的大小。n 现现代代汽汽车车在在设设计计制制造造时时重重心心较较低低，一一般般b2hb2hg g，而而 h h0.5,0.5,即即n 汽汽车车在在平平曲曲线线上上行行驶驶时时，在在发发生生横横向向倾倾覆覆之之前前先先产生横向滑移现象。产生横向滑移现象。n 在在道道路路设设计计中中只只要要保保证证不不产产生生横横向向滑滑移移现现象象发发生生，即可保证横向稳定性。即可保证横向稳定性。n保证横向稳定性的条件：保证横向稳定性的条件：跳转到第一页三、汽车行驶的纵横组合向稳定性三、汽车行驶的纵横组合向稳定性n 汽汽车车行行驶驶在在小小半半径径平平曲曲线线上上时时，较较直直线线上上增增加加了了一一项弯道阻力。项弯道阻力。n 对对上上坡坡的的汽汽车车耗耗费费的的功功率率增增加加，使使行行车车速速度度降降低低。对对下下坡坡的的汽汽车车有有沿沿纵纵横横组组合合的的合合成成坡坡度度方方向向倾倾斜斜、滑滑移和装载偏重的可能，这对汽车的行驶是危险的。移和装载偏重的可能，这对汽车的行驶是危险的。跳转到第一页n汽汽车车行行驶驶在在纵纵坡坡为为i(tgi(tg) )和和超超高高横横坡坡为为i ih h（tgtg）的下坡路段上，作用在前轴上荷载的下坡路段上，作用在前轴上荷载W W1 1为为跳转到第一页n离心力离心力F F分配在前轴上的荷载分配在前轴上的荷载W W2 2为为跳转到第一页 在平直路段上，作用于前轴的荷载在平直路段上，作用于前轴的荷载W W为为n 前轴总荷载前轴总荷载W为为:n 在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与W W的比值为的比值为n 对载重汽车，一般对载重汽车，一般hg/l21，则则 跳转到第一页直直坡坡道道上上i ih h00则则I=iI=i。即即汽汽车车沿沿直直坡坡道道下下坡坡时时，前前轴轴荷荷载载增增量量与与在在平平直直路路段段前前轴轴荷荷载载的的比比率率等等于于该该路路段段的的纵纵坡坡度度。在在曲曲线线上上如如果果也也以以直直线线上上相相同同大大小小的的最最大大纵纵坡坡i imaxmax作作为为控控制制，则则有有下下式式成立成立纵坡折减：纵坡折减：n 最大纵坡在平曲线上的折减计算方法：最大纵坡在平曲线上的折减计算方法： 跳转到第一页第四节第四节汽车的制动性汽车的制动性n 汽汽车车的的制制动动性性是是指指汽汽车车行行驶驶中中强强制制降降低低车车速速以以至至停停车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力。 n一、汽车制动性的评价指标一、汽车制动性的评价指标 n评价汽车制动性的指标：制动效能（制动距离）评价汽车制动性的指标：制动效能（制动距离）n 制动效能的热稳定性制动效能的热稳定性n 制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性 n二、制动距离：二、制动距离：n制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。时间内所走的距离。 跳转到第一页n汽汽车车制制动动时时，制制动动力力P P取取决决于于轮轮胎胎与与路路面面之之间间的的附附着着力力。在在附附着着系系数数较较小小的的路路面面上上，若若制制动动力力大大于于附附着着力力，车车轮轮将将在在路路面面上滑移，易使制动方向失去控制。所以上滑移，易使制动方向失去控制。所以P P值的极限值为值的极限值为n P = GP = G n汽车在部分滑动部分滚动的情况下附着力最大汽车在部分滑动部分滚动的情况下附着力最大。n制动平衡方程式为制动平衡方程式为 ：-P = R-P = RW W + + R RR R + R+ RI In P + RP + RR R + R+ RI I = 0 = 0 （忽略空气阻力）忽略空气阻力）n1.1.制动平衡方程式制动平衡方程式跳转到第一页2.制动距离n制动距离：