交通運輪機械：汽車力學
2014-12-11
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???? 研究汽車運動規律的學科。汽車的可能行駛狀態﹐如直線﹑曲線﹑上下坡﹑等速或加減速運動等均屬力學研究的內容。但汽車結構中有輪胎﹑懸架系等彈性部分﹐運動的自由度較多﹐而輪胎與地面接觸處的附著和摩擦等機理尚未充分探明等﹐所以這一學科尚帶有半經驗的性質。有的國家稱為“汽車性能預計”﹐有的國家和中國的某些教科書中稱“汽車理論”。這兩個概念﹐包括汽車燃料經濟性﹑通過性等部分﹐范圍較汽車力學為廣。
汽車力學所研究的汽車運動有 3個主要方面﹕汽車直線行駛時的加速﹑減速(包括制動)的驅動力與阻力間的關系﹔汽車在曲線行駛或直線行駛受到側向力干擾時的方向穩定性﹔道路或其它原因引起的汽車振動﹐主要是汽車的垂直振動。
汽車的直線行駛 汽車發動機的扭矩經過傳動系變換(一般是倍增)后﹐傳到車輪﹐在輪緣處產生切向力。地面對此切向力的反作用力﹐即是推動汽車前進的驅動力F 。F 與汽車運動時的阻力 F R平衡。F R包括輪胎滾動阻力F﹑空氣阻力F A﹑爬坡阻力F S和加速運動阻力FO﹐有時將F -(F +F A+F S)＝F D稱為后備驅動力﹐即可以用以使汽車產生加速度的驅動力。汽車的動力性如最高車速﹑加速性能和爬坡度等﹐都決定于驅動力跟相關的阻力之間的差值。
輪胎滾動阻力 F=W﹐式中W 為作用于輪胎上的垂直負荷﹐為輪胎的滾動阻力系數﹐F 主要是由于輪胎和道路的變形所消耗的功引起的。值隨輪胎直徑的減小和變形量的增大而加大﹐它還與道路的路面狀態和材料有關。車速與載荷提高時﹐或輪胎氣壓降低時﹐滾動阻力增加。子午線輪胎的滾動阻力比斜交簾線輪胎最多可減小1/3左右。
