汽车行驶原理?
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发布时间：2022-10-12 06:56
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时间：2023-10-19 19:56
01
汽车的驱动力Ft
驱动力是由发动机的转矩经传动系统传至驱动轮得到的。汽车发动机产生的有效转矩Te，经汽车传动系统传到驱动轮上，在驱动轮上作用转矩Tt，从而产生对地面的一个圆周力F0，与此同时，引起地面对驱动轮产生一个与汽车行驶方向一致的切向反作用力Ft，此切向反作用力即为汽车的驱动力Ft。如下图所示。
02
汽车的行驶阻力
汽车在道路上行驶时一般有滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力四种。
(1) 滚动阻力Ff：
滚动阻力是当车轮在路面上滚动时，由于两者间的相互作用力和相应变形所引起的能量损失的总称。当汽车在硬路面上行驶时，车轮滚动，轮胎圆周的各个部分被不断地压缩、变形，然后又不断地恢复变形。在这个变形过程中，橡胶分子之间发生摩擦，伴随摩擦而发热，且向大气散发。使轮胎变形所做的功不能全部回收，从而消耗了汽车的输出功率。这部分功率损失称为轮胎的弹性迟滞损失。当汽车在软路面上行驶时，其滚动阻力则来自松软路面变形和轮胎弹性变形的迟滞损失。
(2) 空气阻力Fw：
汽车是在空气介质中行驶的，汽车相对于空气运动时，空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。空气阻力分为摩擦阻力与压力阻力两部分。摩擦阻力是由于空气的黏性在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。摩擦阻力与车身表面质量及表面有关，约占空气阻力的8%～10%。压力阻力是作用在汽车外形表面上的法向压力的合力在行驶方向的分力。压力阻力中的形状阻力占主要部分，所以车身主体形状是影响空气阻力的主要因素，改进车身流线型体是减少空气阻力的有效途径。
(3) 坡道阻力Fi：
汽车在纵向坡道上坡行驶时，汽车质量产生与地面平行的分力，其分力方向与汽车行驶方向相反，即形成汽车的上坡阻力。汽车的上坡阻力与坡度值成正比。
(4) 加速阻力Fj：
汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力，就是加速阻力。汽车的质量分为平移质量和旋转质量两部分。加速时，不仅要克服汽车平移质量在加速过程中产生的惯性力，同时还要克服旋转质量产生的惯性力偶矩。
PART
2
汽车的行驶方程式
汽车行驶时，必须满足驱动和附着条件，即汽车的驱动力应与阻力相平衡，由此得到汽车行驶方程式：
Ft= Ff+Fi+Fw+Fj
上述各阻力中，滚动阻力和空气阻力始终作用于行驶的汽车上，坡度阻力和加速阻力仅在相应行驶条件下存在。在水平道路上等速行驶时就没有坡度阻力和加速阻力。汽车下坡时，Fi为负值，这时汽车重力沿路面方向的分力已不是汽车的行驶阻力，而是动力。汽车减速行驶时，惯性作用力是使汽车前进的力，此时Fj也为负值。
PART
3
汽车行驶的条件
为保证汽车在道路上正常行驶，必须具有克服各种行驶阻力的足够驱动力，这就是汽车的驱动条件；使汽车驱动轮与路面不产生滑动与滑移的条件，称为汽车行驶的附着条件。
01
汽车行驶的驱动条件
当汽车驱动力大于滚动阻力、空气阻力、上坡阻力之和时，汽车加速行驶；驱动力等于上述阻力之和，汽车等速行驶；小于上述阻力，汽车减速行驶直至停车。
汽车的驱动条件可写成：
Ft≥Ff+Fw+Fi
02
汽车行驶的附着条件
通常把轮胎不滑转时，地面对车轮的最大切向反作用力的极限值，称为附着力Fϕ。使附着力大于或等于最大驱动力，这就是汽车行驶的附着条件。
汽车的附着条件可写成：
Ft≤Fϕ
式中：Fϕ=Fzϕ，ϕ称为附着系数，它是由路面和轮胎决定的；Fz为驱动轮法向反作用力。
