第四节  车辆的交通特性

交通运输对车辆的使用要求是：

1、车辆的运输效率高；

2、车辆的行驶性能和安全性能好

3、车辆乘载方便、舒适；

4、车辆的营运成本低；

5．车辆对环境的污染少。

一、汽车的主要技术参数

汽车的主要技术参数包括尺寸参数、质量参数和性能参数。

1、尺寸参数

汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬等。

外廓尺寸是车辆外廓的长、宽、高，它影响道路建设的净空和车内容量。

轴距是汽车前、后轮轴之间的距离，它对汽车的整备质量、总长、最小转弯直径、纵向通过半径以及汽车的轴荷分配、制动性、操纵稳定性等都有影响。

轮距为汽车横向两轮间的距离，它能使车内宽度、车辆最小转弯半径等发生变化。

前悬、后悬分别是汽车前、后轴中心到汽车最前端和最后端之间的距离，它们对汽车的通过生、撞车的安全性。驾驶员的视野等起着决定性作用。

2、质量参数

汽车的质量参数包括汽车的整车整备质量、载客量或装载质量、自身质量利用系数和轴荷分配。

整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具名胎等），加满燃料如，但没有装货和载人时的整车质量。它对汽车的成本和使用经济性均有影响。

载客量是指轿车和客车的座位数；装载质量是指汽车在硬质良好路面上行使时所允许的项定装载量。载客量或装载质量影响道路的运营效益，也与行车安全密切关系。

自身质量利用系数是指汽车装载质量与整车整备质量的比值。该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，它的值越大，说明该汽车的结构和制造工艺越先进。

轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。

3、汽车的性能参数

汽车的性能参数包括动力性、燃油经济性、最小转弯半径。通过性、操纵稳定性、制动性和

舒适性等。除汽车的动力性、制动性与驾驶员的驾车特性息息相关外，其他参数更多的是受汽车设计和制造的控制。

二、汽车的动力性指标

汽车的动力性通常用三方面指标来评定，即汽车的最高车速V_max，汽车的加速度或加速时间t，汽车能爬上的最大坡度i_max。

1、最高车速V_max（km／h）

V_max是指在水平良好的水泥混凝土或沥青路面上，汽车能达到的最高行驶速度。

2、加速时间（t）

加速时间有原地起步加速时间和超车加速时间之分。原地起步加速时间是指汽车由第I档起步，以最大的加速强度逐步换至高档后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加速能力尚无统一规定，采用较多的是用高档或次高档由30km／h或40km／h全力加速至某一高速度所需时间表示。

3、汽车爬坡能力

汽车爬坡能力是用汽车满载时I档在良好路面上的最大爬坡度i_max（％）表示。小客车的最高车速大，加速时间短，又在较好的平坦路面上行驶，所以一般不强调它的爬坡能力。货车经常要在各种路面上行驶，所以要求它具有足够的爬坡能力，一般i_max为30％（16.5⁰）左右。

三、汽车的行驶方程式

研究汽车的动力性就是为了研究汽车沿着行驶方向的运动状况，因此要了解沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外力。根据力的平衡关系，建立汽车行驶方程式，从而可以估算汽车的最大车速、加速度和最大爬坡度。

1、汽车的驱动力

汽车发动机产生的扭矩经传动系传至驱动轮上。此时，作用于驱动轮上的扭矩M_k对路面产生一个水平向后的作用力T，路面对驱动轮产生一个反作用力T’。当车轮不打滑空转时，T即为从后轴传到车架驱动汽车前进的驱动力。

F_k=M_k/r

式中：F_k－一驱动力，kg

M_k－一作用于驱动轮的扭矩，kg.m

r－一车轮半径，m

2、汽车行驶阻力

（1）滚动阻力  滚动阻力主要由下列几个因素引起：①轮胎或路面的变形；②路面不平引起震动和撞击；③轮胎与路面之间的滑移；④从动轮轴承问的摩擦力。滚动阻力可用下式计算：

R_f=Gf

式中：  R_f－一滚动阻力，kg；

G——车辆总重，kg；

f一一滚动阻力系数，与路面种类和状况、轮胎结构和充气压力、汽车速度有关系，在一定类型的轮胎和一定车速范围内，可视为只与路面有关的系数，具体取值见表2—8。

（2）坡度阻力

汽车爬坡时，汽车的重力在平行路面方向上产生分力，该分力阻止汽车前进，称坡度阻力。其大小为：

R_i＝Gsina

因为在角a很小时，sina≈tana一纵坡i，所以

Ri＝G.i（kg）

（3）空气阻力

空气阻力是汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力。该力由空气压力、空气与汽车表面的摩擦力、车尾因空气稀薄而产生的吸力三部分组成。其大小按下式计算：

R_w＝kFV²

式中：  R_w——阻力， kg；

V－一速度，km／h；

F——车辆的迎风面积，即汽车在行驶方向垂面的投影面积，m²，可采用下列数值：半挂车为7.0 m²，载货车为6.2 m²，小客车为2.0m²；

k——阻力系数，kg.m²／m⁴，半挂车为0.004，载货车为0.0035，小客车为0.0025。

（4）加速阻力

加速阻力是汽车在加速或减速时的惯性阻力。它由两部分组成：①汽车质量加速或减速前进而产生的惯性力，其值为G.dV／g.dt；②汽车上各种机械的转动部分因加速或减速而产生的惯性力，与第一部分惯性力成正比，可采用乘系数的方法计算，因此加速阻力为：

式中：R_j——加速阻力kg；汽车加速时见为“＋”，减速时见为“－”。

g——重力加速度，m/s²；

du／dt——加速度，m/s²；

δ——旋转物体的影响系数。与汽车车型和变速箱的变速比有关，可近似地按下式计算：

式中：i_k——变速箱的变速比；

a——系数，按车型而定：轻型汽车0.03－0.05，载货汽车和大型客车0.05一0.07。

得到汽车行驶方程式：

T＝R_f＋R_i＋R_w十R_j

3、汽车行驶条件

汽车在道路上行驶必须满足两个条件：

①驱动力必须大于各项阻力，即T＞∑R。

②驱动力不能大于轮胎与路面问的附着力，即T＜G_kφ。因为附着力小于驱动力，则车轮在路面上打滑，车辆不能前进，所以驱动力又受附着力的制约。式中φ为轮胎与路面问的附着系数，路面处于干燥状态为0.5－0.7，路面处于潮湿状态为0.3－0.4，路面泥泞结冰为0.1－0.2。G_k为驱动轮荷重。一般情况下，小客车为汽车总重的0.5－0.65，货车为汽车总重的0.65－0.8。

从汽车行驶条件出发，路面既要平整又要粗糙。路面平整，降低滚动阻力；路面粗糙，提高

附着力，且利于制动。