1.汽车行驶的驱动力与行驶阻力
欲使汽车行驶,必须对汽车施加一个驱动力以克服各种阻力。在汽车行驶时,其阻力由滚动阻力、空气阻力、加速阻力和上坡阻力组成。
(1)滚动阻力Ff。由车轮滚动时轮胎与路面发生变形而产生的,计算公式为
式中:Ff为滚动阻力,N;Wt为车轮载荷,N;f为滚动阻力系数。
滚动阻力系数与轮胎结构、轮胎气压、车速和路面性质等有关。
(2)空气阻力Fw。汽车行驶时受到空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。
影响空气阻力的因素主要有汽车形状、迎风面积和车速。在汽车行驶的速度范围内,空气阻力与车速的平方成正比,当车速很高时,空气阻力是行驶阻力的主要部分。
(3)坡度阻力Fi。当汽车上坡行驶时,汽车重力沿坡道的分力称为汽车坡度阻力,即
式中:G为汽车重力,N,G=mg;α为坡度角。
上坡阻力只是在汽车上坡时才存在,但汽车克服坡度所做的功并未白白地耗掉,而是以位能的形式被储存。当汽车下坡时,所储存的位能又转变为汽车的功能,促使汽车行驶。
(4)加速阻力。汽车加速行驶时,需要克服汽车质量加速运动时的惯性力,这就是加速阻力。汽车的质量越大,加速阻力越大。
为了克服上述阻力,汽车发动机通过传动系统在驱动轮上施加一个驱动力矩Tt,力图使驱动轮旋转。此时,驱动轮在与路面接触之处对路面施加一个圆周力F0,其方向与汽车行驶方向相反,如图1-6所示。(www.xing528.com)
图1-6 汽车驱动力产生示意图
由于车轮与路面的附着作用,根据力与反作用力的原理,路面对车轮施加一个数值相等、方向相反的反作用力Ft,即汽车行驶的驱动力。
式中:Tt为作用于驱动轮上的转矩,N·m;R为车轮半径,m。
汽车行驶的驱动条件:
2.汽车行驶的附着条件
附着力Fφ:地面对轮胎的切向反作用力的极限值。它与驱动轮法向反作用力Fz成正比:
式中:φ为附着系数。
汽车行驶的附着条件:
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