汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备四部分组成。发动机的作用是使输进气缸的燃料燃烧转化为热能,再把热能转化为机械能进而产生汽车驱动力。底盘接受发动机的动力,使汽车产生运动,并保证汽车按照驾驶员的操纵正常行驶。底盘由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统组成。要使汽车行驶,必须具备驱动条件和附着条件两个基本行驶条件。
1.驱动条件
汽车必须有足够的驱动力以克服阻力。汽车的驱动力由发动机产生。发动机发出经由传动系统传到车轮上的转矩Mt,力图使车轮旋转。由此,在驱动轮与地面接触处向地面施加一个力F0,其数值为Mt与车轮半径r之比,即
与此同时,地面对车轮施加一个与F0数值相等、方向相反的作用力Ft。Ft就是驱动力。
汽车行驶总阻力∑F包括滚动阻力Ff、空气阻力Fw和坡度阻力Fi,即
∑F=Ff+Fw+Fi
滚动阻力Ff主要由于车轮滚动时轮胎与路面变形而产生,空气阻力Fw是由于汽车行驶时与周围空气的相互作用而产生,坡度阻力Fi是汽车重力沿坡道的分力。
汽车行驶的过程中,是驱动力能否克服各种阻力的交替变化过程:当Ft=∑F时,汽车匀速行驶;当Ft>∑F时,汽车速度增加,同时空气阻力也随车速的增加而急剧增大,在某个较高速度处达到新的平衡然后匀速行驶;当Ft<∑F时,汽车减速乃至停驶,这时,如果要维持较高的车速,就需要加大发动机的输出功率或将变速器换入较低的档位以维持较大的驱动力。(www.daowen.com)
2.附着条件
驱动力的最大值一方面取决于发动机可能发出的最大转矩和变速器换入最低档时的传动比;另一方面又受到轮胎与地面的附着作用限制。
当汽车在平整硬路面上,车轮的附着作用是由于轮胎与路面存在摩擦力。这个摩擦力阻碍车轮滑动,使车轮能够正常地向前滚动并承受路面的反作用力,即驱动力。如果驱动力大于摩擦力,车轮与路面之间就会发生滑动。由附着作用阻碍车轮滑动所决定的力的最大值称为附着力Fφ。附着力与车轮承受垂直于地面的法向力G(称为附着重力)成正比
Fφ=Gφ
式中 φ——附着系数,主要取决于路面类型和路面状况。
由此可知,附着力是汽车所能发挥驱动力的极限,其表达式为
Ft≤Fφ此式称为汽车行驶的附着条件。
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