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Chapter 1 汽车的动力性¶

定义：汽车的动力性系指汽车在良好路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。

Section 1 汽车的动力性指标¶

最高车速$u_{amax}$ : 指在水平良好的直线道路上，汽车能达到的最高行驶稳定车速。
发动机排量越大，汽车最高车速越高
配置相同发动机的前提下，手动挡比自动挡车速更高
发动机排量相同的前提下，车身越小，最高车速越高
SUV配备的发动机排量普遍较大，但与配备相同发动机排量的轿车相比，最高车速要低。
加速时间$t$ ：分为原地起步加速时间和超车加速时间。
原地起步加速时间：汽车由一档或二挡起步，并以最大的加速强度逐步换至最高档后到某一预定的距离或车速所需的时间。
超车加速时间：用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一高速所需时间。
常用：400m加速时间，100km/h加速时间
手动挡汽车的加速时间更短
低档的超车加速能力更强
最大爬坡度$i_{max}$ ：汽车在良好路面上满载上坡。
$i=tan\alpha=\frac{h}{S}$
货车满载 $i_{max}=30$%
越野车 $i_{max}=60$%
美国对轿车的爬坡能力有以下规定
能以104km/h（65mile/h)通过6%的坡道。
满载时不低于80km/h;
在6%的坡道上，0~96km/h(60mile/h)的加速时间不应大于20s。

Section 2 汽车的驱动力与行驶阻力¶

汽车的驱动力¶

定义：地面对驱动轮的反作用力$F_t$ 即是驱动汽车的外力，称为汽车的驱动力。

$F_t=\frac{T_t}{r}$

$T_t=T_{tq}i_gi_0\eta_T$（变速器、主减速器的传动比，机械效率）

所以驱动力为$F_t=\frac{T_{tq}i_gi_0\eta_T}{r}$

发动机的转速特性¶

发动机（转速）特性曲线
根据节气门开启程度的不同：
- 全开：发动机外特性曲线
- 部分开：发动机部分负荷特性曲线
使用外特性曲线：带上全部附件设备时的发动机特性曲线。一般，使用外特性与外特性相比：
汽油机的最大功率约小15%。
货车柴油机的最大功率约小5%
轿车与轻型货车柴油机的最大功率约小10%

功率Pe与转矩Ttq的关系：
$P_e=\frac{T_{tq}n}{9550}$

Q：发动机的最大转矩对应的转速低好还是高好？

A:倘若是货车等工程车，发动机最大转矩对应的转速越低越好。
如果是轿车，既不能太低，也不能太高。过低时，高速超车无力。过高时，起步容易熄火，燃油经济性差。

传动系的机械效率¶

变速器和主减速器的功率损失所占比重最大
传动系功率损失可分为机械损失和液力损失两大类
机械损失：指齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失。
液力损失：指消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失。

车轮的半径¶

自由半径：车轮处于无载时的半径
静力半径$r_s$ ：汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面之间的距离。
滚动半径$r_r$ : 车轮滚动圈数与实际车轮滚动距离之间的关系求得的半径。
$r_r=\frac{S}{2\pi n_w}$

汽车的驱动力图¶

一般根据汽车外特性确定的驱动力与车速之间的函数关系曲线$F_t-u_a$ 来全面表示汽车的驱动力。
发动力转速n与汽车行驶速度ua之间的关系式：

$u_a=\frac{0.377rn}{i_gi_0}$

汽车的行驶阻力¶

空气阻力$F_w$
滚动阻力$F_f$
坡度阻力$F_i$
加速阻力$F_j$

滚动阻力$F_f$¶

轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
滚动阻力偶矩：$T_f=F_Za，F_Z=W$
要克服滚动阻力偶矩，需要在车轮中心加一个推力$F_{p1}$：$F_{p1}r=T_f$
令$f=\frac{a}{r}=\frac{F_{p1}}{W}$ ，称$f$为滚动阻力系数。
滚动阻力系数$f$是车轮在一定条件下滚动时所需要的推力与车轮负荷之比。
常写作：$F_{p1}=Wf=F_f$
换言之，滚动阻力 $F_f$ 等于滚动阻力系数与车轮负荷的乘积。

因素

车速大，滚动阻力大。
轮胎充气压力对f值影响很大。气压低时f值迅速增加。
子午线轮胎的滚动阻力系数较低。
驱动力系数增大，滚动阻力系数迅速增大。
货车轮胎的滚动阻力系数较小。
在转弯行驶时，轮胎发生侧偏现象，滚动阻力大幅度增加。
驻波现象：车速到达某一临界车速左右，滚动阻力迅速增加，轮胎周缘不再是圆形而是明显的波浪形。
轮胎的两个最重要参数：极限速度和承载量

空气阻力$F_w$¶

空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。
分为压力阻力和摩擦阻力。
摩擦阻力：由于空气粘性作用在车身表面产生的切向力的合力在行驶方向的分力。
压力阻力（占91%）：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。
压力阻力又分为：
- 形状阻力：占压力阻力的大部分，与车身主体形状有关。
- 干扰阻力：车身表面凸起物引起的阻力。
- 内循环阻力：发动机冷却系，车身通风等所需空气流经车体内部时构成的阻力。
- 诱导阻力：空气升力在水平方向的投影。

Q:打开天窗换气和打开侧窗换气有什么不同？

A：车顶流速快，压强小，天窗上方的压力低于车内压力。打开天窗时，车内空气被抽出，换气效果好于侧窗换气。

Q：夏季在高速路上开空调省油还是开窗通风省油？

A：高速时开窗会使空气阻力急剧变大，燃油经济性变差。

在无风条件下，空气阻力为： $F_w=\frac{C_DAu_a^2}{21.15}$
$C_D$ ：空气阻力系数

减小$C_D$值要遵循的要点如下：

车身前端低矮，有合适的冷却风入口，大弧形拐角，前翼子板向前收缩，大倾斜角的前风窗玻璃。
车身表面光滑，后翼子板向后收缩，圆弧大的后立柱，高而短的行李箱盖，鸭尾布局。
A：迎风面积

坡度阻力$F_i$¶

汽车重力沿坡道的分力称为坡度阻力。
坡度

$i=\frac{h}{s}=tan\alpha$

坡度阻力

$F_i=Gsin\alpha≈Gtan\alpha=Gi$

一般将坡度阻力和滚动阻力统称为道路阻力。
道路阻力系数：$\psi=f+i$ , $F_\psi=G\psi$

加速阻力$F_j$¶

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$F_j$。
汽车旋转质量换算系数：$\delta$， $F_j=\frac{\delta mdu}{dt}$

汽车行驶方程式¶

$F_t=F_f+F_w+F_i+F_j$ 或$\frac{T_{tq}i_gi_0\eta _T}{r}=Gfcos\alpha + \frac{C_DAu_a^2}{21.15} + Gsin\alpha+\frac{\delta mdu}{dt}$

Section 3 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图¶

驱动力-行驶阻力平衡图¶

Q：当$F_f+F_w$与$F_{t5}$没有交点时，如何确定最高车速？此时对应的发动机工况如何？

A: 由发动机的最高转速确定，在发动机最高转速时车速最高，此时发动机没有达到最大功率，后备功率大，这是一种偏向加速性能的匹配方式，燃油经济性不好。

发动机达到5挡最高转速后，驱动力仍然大于行驶阻力，但汽车速度不会再增大，因为此时ECU会减少供油，驱动力曲线会降低，与阻力曲线平衡，保持最高车速，即不会无限制的加速。其他档位同理。

动力特性图¶

动力因数D：$D=\frac{F_t-F_w}{G} = \psi + \frac{\delta}{g}\frac{du}{dt}$
汽车在各挡下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图

Section 4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率¶

汽车行驶的附着条件¶

汽车的动力性不只是受驱动力的制约，还受到轮胎与地面附着条件的限制。
附着力$F_\varphi$：地面对轮胎切向反作用力的极限值。
$F_{Xmax}=F_\varphi = F_Z\varphi$
$\varphi$ ：附着系数
汽车行驶的附着条件：作用在驱动轮上的转矩$T_t$引起的地面切向反作用力不能大于附着力。

$\frac{T_t-T_{f2}}{r}=F_{X2}≤F_{Z2}\varphi $

也可以写成：

$\frac{F_{X2}}{F_{Z2}}=C_{\varphi 2}≤\varphi$

$C_{\varphi 2}$：汽车驱动轮的附着率
汽车驱动轮的附着率不可以大于道路的附着系数，否则将打滑。

汽车的附着力与地面法向反作用力¶

作用在驱动轮上的地面切向反作用力¶

地面对轮胎切向反作用力的极限值即为附着力。

附着率¶

附着率是指汽车直线行驶状况下，充分发挥驱动力作用时要求的最低附着系数。

Q：驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关？其大小可否通过驾驶粤合理控制？

A：驱动轮上的切向反力即驱动力，其大小与驱动力矩，法向反力和车轮半径有关，但驾驶员只能控制驱动力矩，即发动机输出扭矩。

1.加速、上坡时的附着率¶

后驱动轮的附着率：$C_{\varphi 2} = \frac{q}{\frac{a}{L}+\frac{h_g}{L}q}$
在一定附着系数$\varphi$ 的路面上行驶时，汽车能通过的最大等效坡度为：$q=\frac{\frac{a}{L}}{\frac{1}{\varphi}-\frac{h_g}{L}}$
前驱动轮的附着率：$C_{\varphi 2}=\frac{q}{\frac{b}{L}-\frac{h_g}{L}q}$
在一定附着系数$\varphi$ 的路面上行驶时，汽车能通过的最大等效坡度为：$q=\frac{\frac{b}{L}}{\frac{1}{\varphi}+\frac{h_g}{L}}$

前轮驱动时，如果作用在前轮上的地面切向反作用力$F_{X1}$小，作用在前轮上的地面法向反作用力$F_{z1}$大，附着率$C_{\varphi1} $小，附着条件容易得到满足。

怎么得到较小的地面切向反作用力$F_X$？

降低$F_f$
路面条件好
车速低
降低$F_w$
行驶车速低
降低$F_j$
不急加速

Q: 什么路面条件下，附着条件不容易满足？

A: 湿滑路面、冰雪路面、沙地等。→路面附着系数小，附着率容易大于路面附着系数。

Q: 当路面有积雪时，怎么起步好？

A: 用高档轻踩加速踏板起步。→降低驱动力

Q：汽车在什么工况下工作，附着条件不容易被满足？

A: 起步急加速→加速阻力$F_j$大

Q：越野车如何爬上100%的坡道？

A: 只有附着力大于坡度阻力才可能爬上坡道。计算得出，只有附着系数$\varphi$≥1时才可能爬上100%的坡道。→此时必须依靠越野轮胎花纹的抓地性，并与良好路面相配合，才能提高附着系数。

转矩分配系数$\psi$ ：$\psi =\frac{T_{t2}}{T_{t1}+T_{t2}}$

Section 5 汽车的功率平衡¶

Chapter 2 汽车的燃油经济性¶

定义：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。

Section 1 汽车燃油经济性的评价指标¶

燃油经济性指标的单位：L/100km ，MPG， mile/USgal
等速行驶百公里燃油消耗量：指汽车在一定在载荷下，以最高档在水平良好的路面上等速行驶100km的燃油消耗量。
等速百公里燃油消耗量曲线
碳平衡法求得燃油消耗量

汽车燃油消耗量小结：

排量大的车，油耗高
自重大的车，油耗高
城市油耗高于公路油耗
自动挡汽车油耗高于手动挡汽车

Section 2 汽车燃油经济性的计算¶

1. 等速行驶工况燃油消耗量的计算¶

万由特性曲线：在万有特性图上有等燃油消耗量曲线。根据这些曲线，可以确定发动机在一定转速n、发出一定功率Pe时的燃油消耗量b。
等速百公里燃油消耗量（L/100km): $Q_s=\frac{P_eb}{1.02u_a\rho g}$
汽油的$\rho g$可取6.96~7.15N/L
柴油的$\rho g$可取7.94~8.13N/L

2. 等加速行驶工况燃油消耗量的计算¶

加速度的大小对燃油消耗量有很大影响。

3 . 等减速行驶工况燃油消耗量的计算¶

4.怠速停车时的燃油消耗量¶

5 . 整个循环工况的百公里燃油消耗量¶

Section 3 影响汽车燃油经济性的因素¶

一方面取决于发动机的种类、设计制造水平；
另一方面又与汽车行驶时发动机的负荷率有关。

使用方面¶

1.行驶车速¶

汽车在接近于低速的中等车速时，燃油消耗量Qs最低。
汽车高速行驶时，行驶阻力增大，百公里油耗增加。

2.档位选择¶

档位越低，后备功率越大，负荷率越低，燃油消耗率越高。

3. 挂车的应用¶

虽然汽车总的燃油消耗量高了，但100t·km计的油耗却下降了。
节省燃油的原因有两个：
带挂车后阻力增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗量b下降。
汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整车整备质量之比）较大。

4. 正确的保养和调整¶

制动器间隙要合适
间隙过小，容易出现“自刹”现象，损耗发动机功率，导致制动器过热，消耗燃油。
间隙过大，制动反应“迟钝”，导致制动距离加长。
轮毂轴承预紧度要正常
预紧度过低，轮胎打摆，直线行驶性差。
预紧度过大，轴承发热，轴承磨损加快。
行驶中紧急制动、高速行驶中猛打方向盘都会造成轴承早期磨损。
轮胎气压要合适
气压过低，导致车辆操控性降低，燃油消耗增大，轮胎磨损加剧；
轮胎气压过高，接地面积减小，轮胎中部出现异常磨损。

汽车结构方面¶

1. 缩减轿车总尺寸和减轻质量¶

汽车越低，油耗越低；
柴油车的油耗明显低于汽油车。

2.发动机¶

提高现有发动机的热效率和机械效率
扩大柴油发动机的应用范围
增压化
广泛采用电子计算机控制技术

3.传动系¶

档位越多，油耗越低
无级变速最为理想
发动机负荷特性曲线的包络线：是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。
可以利用发动机负荷特性曲线找到发动机提供一定功率时最经济工况下的转速。

4. 汽车外形与轮胎¶

降低风阻系数$C_D$值
使用子午线轮胎

Section 4 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算¶

Chapter 3 汽车动力装置参数的选定¶

定义：汽车动力装置是指发动机的功率、传动系的传动比。

Section 1 发动机功率的选择¶

设计中经常先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机应有的功率。
选择的发动机功率应该大体等于但不小于最高车速行驶时行驶阻力功率之和。
$P_e=\frac{1}{\eta}(\frac{Gf}{3600}u_{amax}+\frac{C_DA}{76140}u_{amax}^3)$
比功率：单位汽车总质量具有的发动机功率。（$kW/t$）
汽车比功率 = $\frac{1000P_e}{m}$
货车的比功率是随其总质量的增大而逐步减小，一般货车的比功率在10kW/t左右。

Section 2 最小传动比的选择¶

$i_t=i_0i_gi_c$
$i_c：副变速器传动比$
$i_{gmin}：三轴式变速器 = 1$
$i_0=i_{tmin}$，即$i_{tmin}$的确定为$i_0$的确定。
最高车速

不同$i_0$时的汽车功率平衡图：

$i_{01}<i_{02}<i_{03}$

$u_{amax1}<u_{P1}$

$u_{amax2}=u_{P2}$

$u_{amax3}>u_{P3}$

$u_{amax2}>u_{amax3}>u_{amax1}$

后备功率

$u_{amax}/u_P<1$，动力性差，燃油经济性好；

$u_{amax}/u_P=1$，动力性和燃油经济性都比较好；

$u_{amax}/u_P>1$，动力性好，燃油经济性差；

$i_{01}$的后备功率和动力性最小，燃油经济性最好；

$i_{03}$的后备功率和动力性最大，燃油经济性最差。

最小传动比与驾驶性能：

驾驶性能是指加速性、动力装置的转矩响应、噪声和振动。
大排量发动机提供较大、较快、较平稳的转矩响应。
前置前驱传动系转矩响应比前置后驱驱动好。
最小传动比过小，汽车在重负荷下工作，加速性不好，会出现噪声和振动。
最小传动比过大，燃油经济性差，发动机高速运转的噪声的大。

Section 3 最大传动比的选择¶

传动系最大传动比主要用于什么工况？

满足汽车的最大爬坡度；

$i_{g1}≥\frac{G(fcos\alpha_{max}+sin\alpha_{max})r}{T_{tq max}i_0\eta_T}$

一般货车最大爬坡度约为30%，即$\alpha=16.7°$

满足汽车的最低稳定车速；

$i_{tmax}=0.377\frac{n_{min}r}{u_{amin}}$

满足汽车加速时间的要求；

$\frac{du}{dt}=\frac{1}{\delta m}[F_t-(F_f+F_w)]$

满足汽车的附着条件

$F_{Xmax}<F_\varphi$

Section4 传动系挡数与各挡传动比的选择¶

档位数多，对汽车动力性和燃油经济性都有利。

动力性：档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。
燃油经济性：档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率转速区工作的可能性，降低了油耗。
比功率大->档位数少（阻力靠后备功率克服）
比功率小->档位数多（阻力靠变换档位克服）
重型货车和越野汽车使用中，载质量变化大，路面条件复杂，挡数较多。

汽车传动系各挡的传动比大体上是按等比级数分配的：

$\frac{i_{g1}}{i_{g2}}=\frac{i_{g2}}{i_{g3}}=……=q$

优点：换挡时转速相等，能让离合器无冲击的接合；
充分利用发动机提供的功率，提高汽车的动力性。

不同的传动比的分配方式的对比：

等传动比
不等的传动比
由于高挡的利用率远大于低挡，实际各挡传动比常按下式分布（上图中的后一种情况）

\[ \frac{i_{\mathrm{g}1}}{i_{\mathrm{g}2}}\geq\frac{i_{\mathrm{g}2}}{i_{\mathrm{g}3}}\geq\cdots\geq\frac{i_{\mathrm{gn}-1}}{i_{\mathrm{gn}}} \]

Section 5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数¶

主减速器传动比的确定¶

Chapter 4 汽车的制动性¶

定义：汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力,称为汽车的制动性。

Section 1 制动性的评价指标¶

制动效能：即制动距离与制动减速度。
制动效能的恒定性：即抗热衰退性能 。
制动时汽车的方向稳定性：即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。

三者的分析

制动效能
- 指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。
抗热衰退性能
- 指汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度。
- 涉水行驶后，制动器还存在水衰退问题。
制动时汽车的方向稳定性
- 用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价。

Section 2 制动时车轮的受力¶

地面制动力¶

地面制动力：地面提供的用于制动汽车的纵向外力。
取决于两个摩擦副的摩擦力：
- 一个是制动器内制动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力；
- 一个是轮胎与地面间的摩擦力——附着力。

制动器制动力¶

定义：在轮胎周缘，为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力。用$F_\mu$表示。
取决于
- 制动器的形式、结构尺寸
- 制动器摩擦副的摩擦因数
- 车轮半径
- 制动系的液压

地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系¶

当制动踏板力较小时，制动器摩擦力矩不大，地面与轮胎之间的摩擦力即地面制动力，足以克服制动器摩擦力矩而使车轮滚动。但地面制动力的值不能超过附着力。
当制动踏板力上升到某一值，地面制动力达到附着力时，车轮即抱死不转而出现拖滑现象。

总而言之，汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受到地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。

硬地面上的附着系数¶

滑动率：制动过程中滑动成分的多少$s=\frac{u_w-r_{r0}\omega _w}{u_w}\times100\%$

其中，$u_w$是轮胎平移速度，$r_{r0}\omega _w$ 是轮胎转动速度。

s越大，说明制动力越大，滑动成分越多。

分析

制动力系数 $\varphi _b$ ：地面制动力与垂直载荷之比。（实际上就是摩擦因数）
峰值附着系数$\varphi _p$：制动力系数的最大值，s=15%~20%处
滑动附着系数$\varphi _s$ ：s=100%时的制动力系数
侧向力系数：侧向力与垂直载荷之比。
滑动率越低，同一侧偏角条件下的侧向力系数$\varphi _1$ 越大，即轮胎保持转向、防止侧滑的能力越大。
所以，制动时若能使滑动率保持在较低值，便可获得较大的制动力系数与较高的侧向力系数，这样，制动性能最好，侧向稳定性也很好。

ABS将制动时的滑动率控制在15%~20%（峰值附着系数）之间，有如下优点：

制动力系数大，地面制动力大，制动距离短。
侧向力系数大，地面可作用于车轮的侧向力大，方向稳定性好；
减轻轮胎磨损。

Q：为什么弯道要有一定的侧倾角？

A：弯道内倾，可以减小所需的地面侧向力；倾角依道路转弯半径和设计车速而定。

附着系数的数值主要取决于：
- 道路材料
- 路面状况
- 轮胎结构
- 胎面花纹
- 轮胎材料
- 汽车运动速度
汽车行驶过程中两种附着能力很小的危险情况：
- 一种情况时刚下雨时，路面上只有少量雨水时，雨水与路面上的尘土、油污相混合，形成黏度高的水液，滚动的轮胎无法排出胎面与路面间的水液膜。
- 另一种情况是高速行驶的汽车经过有积水层的路面，出现了滑水现象：在某一车速下，在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触。

Section 3 汽车的制动效能及其恒定性¶

定义：汽车的制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。

评价指标：制动距离s和制动减速度$a_b$ 。

制动距离与制动减速度¶

制动距离：指的是汽车速度为u0时，从驾驶员开始操纵制动控制装置到汽车完全停住为止所驶过的距离。
制动距离的影响因素：
制动踏板力
路面附着条件
车辆载荷
制动器的热状况
发动机是否接合等诸多因素
制动减速度：制动时车速对时间的导数；反映了地面制动力的大小。
制动减速度的影响因素：
制动器制动力（车轮滚动时）
附着力（车轮抱死拖滑时）

制动距离的分析¶

制动全过程的四个阶段
驾驶员见到信号后做出行动反应
制动器起作用
持续制动
放松制动器
一般所指的制动距离是指：开始踩着制动踏板直到完全停车的距离。
决定汽车制动距离的主要因素：
制动器起作用的时间
最大制动减速度（附着力）
起始制动车速

制动效能的恒定性¶

制动器的热衰退：制动器温度上升后，摩擦力矩会有显著的下降。
制动效能的恒定性主要指的是抗热衰退性能。
一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。
抗热衰退性能的影响因素：
制动器摩擦副材料
制动器结构
当温度超过制动液的沸点时，会发生汽化现象，使制动器完全失效。
双向自动增力蹄及双领蹄制动器，具有较大的制动效能因数，但稳定性差。
双从蹄式 情况与之相反
盘式制动器制动效能没有鼓式制动器大，但稳定性好。

Section 4 制动时汽车的方向稳定性¶

定义：汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力为制动时汽车的方向稳定性。
制动跑偏：制动时汽车自动向左或向右偏驶。
侧滑：制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。
前轮失去转向能力：指弯道制动时汽车不再按原来的弯道行驶而沿弯道切线方向驶出。

汽车的制动跑偏¶

原因：
汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮制动器的制动力不相等
制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）
第一个原因是制造、调整误差造成的，第二个原因是设计造成的。
不相等度：左右车轮制动力之差

$\Delta F_{\mu r}=\frac{F_{\mu b}-F_{\mu 1}}{F_{\mu b}}\times 100%$

$F_{\mu b}$:大的制动器制动力
$F_{\mu 1}$:小的制动器制动力
前轴的不相等度不应大于20%，后轴的不相等度不应大于24%。

制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失¶

制动时，若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。
若能使前轴车轮先抱死或前后轴车轮同时抱死，则能防止后轴侧滑。
但是前轴车轮抱死后将失去转向能力。

Section 5 前、后制动器制动力的比例关系¶

地面对前、后车轮的法向反作用力¶

$F_{Z1} = G(b+zh_g)/L$

$F_{Z2} = G(a-zh_g)/L$

其中，$\frac{du}{dt}=zg$,z称为制动强度。

理想的前、后制动器制动力分配曲线¶

在任意附着系数$\varphi$ 的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：

前、后轮制动器制动力之和等于附着力，并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力。即：

$F_{\mu 1}+F_{\mu 2}=\varphi G$

$F_{\mu 1}=\varphi F_{Z1}$

$F_{\mu 2}=\varphi F_{Z2}$

I曲线：理想的前后车轮同时抱死时前后轮制动器制动力的关系曲线。

具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数¶

制动力分配系数$\beta$：前后制动器的制动力之比

$\beta =\frac{F_{\mu 1}}{F_{\mu }}$

其中，$F_{\mu}$是汽车总制动器制动力，$F_{\mu 1}$是汽车前制动器制动力。

$\beta$线：$\frac{F_{\mu 1}}{F_\mu2}=\frac{\beta}{1-\beta}$，实际前后制动器制动力分配线
同步附着系数：$\beta$曲线与I曲线交点处的附着系数。

同步附着系数说明，前后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在一种附着系数，即同步附着系数路面上制动时才能使前、后轮同时抱死。

临界减速度：$\beta$曲线与I曲线交点处的附着系数对应的制动减速度。

前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析¶

f 线组：后轮没有抱死，在各种$\varphi$ 值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线；
普通轿车在制动踏板力逐渐加大时，常有后轮没有抱死而前轮先抱死的过程。
r 线组：前轮没有抱死，而后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。
有的空载货车在制动踏板力逐渐加大时，会出现前轮没有抱死而后轮线抱死的过程。
f线组和r线组的交点就是$\beta$线。
$\varphi<\varphi_0$时，$\beta$线位于I曲线下方，制动时总是前轮先抱死。
$\varphi>\varphi_0$时，$\beta$线位于I曲线上方，制动时总是后轮先抱死。
$\varphi=\varphi_0$=0.39时，$\beta$线位于I曲线相交，制动时前、后轮同时抱死。

利用附着系数与制动效率¶

利用附着系数：汽车在制动过程中，除去制动强度$z=\varphi_0$之外，不发生车轮抱死所要求的最小路面附着系数。它总大于制动强度。

利用附着系数越接近制动强度，地面的附着条件发挥的越充分，汽车制动力分配到合理程度越高。

制动效率：车轮不锁死的最大制动减速度与车轮和地面间附着系数的比值。也就是车轮将要抱死时制动强度与被利用的附着系数之比。

当制动踏板力上升到某一值，地面制动力达到附着力时，车轮即抱死不转而出现拖滑现象。

总而言之，汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受到地面附着条件的限制，所以只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力。

硬地面上的附着系数¶

滑动率：制动过程中滑动成分的多少

$s=\frac{u_w-r_{r0}\omega _w}{u_w}\times100\%$

其中，$u_w$是轮胎平移速度，$r_{r0}\omega _w$ 是轮胎转动速度。

s越大，说明制动力越大，滑动成分越多。

制动力系数$\varphi _b$ ：地面制动力与垂直载荷之比。
峰值附着系数$\varphi _p$：制动力系数的最大值，s=15%~20%处
滑动附着系数$\varphi _s$ ：s=100%时的制动力系数
侧向力系数：侧向力与垂直载荷之比。
滑动率越低，同一侧偏角条件下的侧向力系数$\varphi _1$ 越大，即轮胎保持转向、防止侧滑的能力越大。
所以，制动时若能使滑动率保持在较低值，便可获得较大的制动力系数与较高的侧向力系数，这样，制动性能最好，侧向稳定性也很好。

ABS将制动时的滑动率控制在15%~20%（峰值附着系数）之间，有如下优点：

制动力系数大，地面制动力大，制动距离短。
侧向力系数大，地面可作用于车轮的侧向力大，方向稳定性好；
减轻轮胎磨损。

Q：为什么弯道要有一定的侧倾角？

A：弯道内倾，可以减小所需的地面侧向力；倾角依道路转弯半径和设计车速而定。

附着系数的数值主要取决于：
道路材料
路面状况
轮胎结构
胎面花纹
轮胎材料
汽车运动速度
汽车行驶过程中两种附着能力很小的危险情况：
一种情况时刚下雨时，路面上只有少量雨水时，雨水与路面上的尘土、油污相混合，形成黏度高的水液，滚动的轮胎无法排出胎面与路面间的水液膜。
另一种情况是高速行驶的汽车经过有积水层的路面，出现了滑水现象：在某一车速下，在胎面下的动水压力的升力等于垂直载荷时，轮胎将完全漂浮在水膜上面而与路面毫不接触。

Section 3 汽车的制动效能及其恒定性¶

定义：汽车的制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。

评价指标：制动距离s和制动减速度$a_b$ 。

制动距离与制动减速度¶

制动距离：指的是汽车速度为u0时，从驾驶员开始操纵制动控制装置到汽车完全停住为止所驶过的距离。
制动距离的影响因素：
制动踏板力
路面附着条件
车辆载荷
制动器的热状况
发动机是否接合等诸多因素
制动减速度：制动时车速对时间的导数；反映了地面制动力的大小。
制动减速度的影响因素：
制动器制动力（车轮滚动时）
附着力（车轮抱死拖滑时）

制动距离的分析¶

制动全过程的四个阶段
驾驶员见到信号后做出行动反应
制动器起作用
持续制动
放松制动器
一般所指的制动距离是指：开始踩着制动踏板直到完全停车的距离。
决定汽车制动距离的主要因素：
制动器起作用的时间
最大制动减速度（附着力）
起始制动车速

制动效能的恒定性¶

制动器的热衰退：制动器温度上升后，摩擦力矩会有显著的下降。
制动效能的恒定性主要指的是抗热衰退性能。
一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。
抗热衰退性能的影响因素：
制动器摩擦副材料
制动器结构
当温度超过制动液的沸点时，会发生汽化现象，使制动器完全失效。
双向自动增力蹄及双领蹄制动器，具有较大的制动效能因数，但稳定性差。
双从蹄式 情况与之相反
盘式制动器制动效能没有鼓式制动器大，但稳定性好。

Section 4 制动时汽车的方向稳定性¶

定义：汽车在制动过程中维持直线行驶或按预定弯道行驶的能力为制动时汽车的方向稳定性。
制动跑偏：制动时汽车自动向左或向右偏驶。
侧滑：制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。
前轮失去转向能力：指弯道制动时汽车不再按原来的弯道行驶而沿弯道切线方向驶出。

汽车的制动跑偏¶

原因：
汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮制动器的制动力不相等
制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）
第一个原因是制造、调整误差造成的，第二个原因是设计造成的。
不相等度：左右车轮制动力之差

$\Delta F_{\mu r}=\frac{F_{\mu b}-F_{\mu 1}}{F_{\mu b}}\times 100%$

$F_{\mu b}$:大的制动器制动力
$F_{\mu 1}$:小的制动器制动力
前轴的不相等度不应大于20%，后轴的不相等度不应大于24%。

制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失¶

制动时，若后轴车轮比前轴车轮先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。
若能使前轴车轮先抱死或前后轴车轮同时抱死，则能防止后轴侧滑。
但是前轴车轮抱死后将失去转向能力。

Section 5 前、后制动器制动力的比例关系¶

地面对前、后车轮的法向反作用力¶

$F_{Z1} = G(b+zh_g)/L$

$F_{Z2} = G(a-zh_g)/L$

其中，$\frac{du}{dt}=zg$,z称为制动强度。

理想的前、后制动器制动力分配曲线¶

在任意附着系数$\varphi$ 的路面上，前、后车轮同时抱死的条件是：

前、后轮制动器制动力之和等于附着力，并且前、后轮制动器制动力分别等于各自的附着力。即：

$F_{\mu 1}+F_{\mu 2}=\varphi G$

$F_{\mu 1}=\varphi F_{Z1}$

$F_{\mu 2}=\varphi F_{Z2}$

I曲线：理想的前后车轮同时抱死时前后轮制动器制动力的关系曲线。

具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数¶

制动力分配系数$\beta$：前后制动器的制动力之比

$\beta =\frac{F_{\mu 1}}{F_{\mu }}$

其中，$F_{\mu}$是汽车总制动器制动力，$F_{\mu 1}$是汽车前制动器制动力。

$\beta$线：$\frac{F_{\mu 1}}{F_\mu2}=\frac{\beta}{1-\beta}$，实际前后制动器制动力分配线
同步附着系数：$\beta$曲线与I曲线交点处的附着系数。

同步附着系数说明，前后制动器制动力为固定比值的汽车，只有在一种附着系数，即同步附着系数路面上制动时才能使前、后轮同时抱死。

临界减速度：$\beta$曲线与I曲线交点处的附着系数对应的制动减速度。

前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析¶

f 线组：后轮没有抱死，在各种$\varphi$ 值路面上前轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线；
普通轿车在制动踏板力逐渐加大时，常有后轮没有抱死而前轮先抱死的过程。
r 线组：前轮没有抱死，而后轮抱死时的前、后地面制动力关系曲线。
有的空载货车在制动踏板力逐渐加大时，会出现前轮没有抱死而后轮线抱死的过程。
f线组和r线组的交点就是$\beta$线。
$\varphi<\varphi_0$时，$\beta$线位于I曲线下方，制动时总是前轮先抱死。
$\varphi>\varphi_0$时，$\beta$线位于I曲线上方，制动时总是后轮先抱死。
$\varphi=\varphi_0$=0.39时，$\beta$线位于I曲线相交，制动时前、后轮同时抱死。

利用附着系数与制动效率¶

利用附着系数：汽车在制动过程中，除去制动强度$z=\varphi_0$之外，不发生车轮抱死所要求的最小路面附着系数。它总大于制动强度。

利用附着系数越接近制动强度，地面的附着条件发挥的越充分，汽车制动力分配到合理程度越高。

制动效率：车轮不锁死的最大制动减速度与车轮和地面间附着系数的比值。也就是车轮将要抱死时制动强度与被利用的附着系数之比。

Chapter 5 汽车的操纵稳定性¶

定义：汽车的操纵稳定性是指在驾驶员不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。

Section 1 概述¶

汽车操纵稳定性包含的内容¶

在研究中，常把汽车作为一个控制系统，求出汽车曲线行驶时的时域响应和频域响应，并用他们来表征汽车的操纵稳定性。

汽车曲线行驶的时域响应：汽车在转向盘输入或外界侧向干扰输入下的侧向运动响应。
转向盘输入包括两种形式：角位移输入和力矩输入。
外界侧向干扰输入：侧向风与路面不平产生的侧向力。
转向盘角位移输入下的时域响应：转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应及转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。
回正性：一种转向盘力输入下的时域响应。
横摆角速度频域响应特性：转向盘正弦输入下，频率由0->无穷大时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比和相位差的变化规律。
转向盘中心区操纵稳定性：转向盘小转角、低频正弦输入下汽车高速行驶时的操纵稳定性。
转向半径：评价汽车机动灵活性的物理参量
转向轻便性：评价转动转向盘轻便程度的特性
直线行驶性能
侧向风敏感性
路面不平敏感性
典型行驶工况性能
极限行驶性能

汽车具有惯性、弹性、阻尼等许多动力学的特点，是一个多自由度动力学系统。

车辆坐标系与转向角阶跃输入下的时域响应¶

车辆坐标系：x轴平行于地面指向前方，z轴通过质心指向正上方，y轴指向驾驶员的左侧。
汽车的稳态转向特性：汽车的等速圆周行驶。
不足转向：操纵稳定性好的汽车应具有适度的不足转向特性。
中性转向
过多转向

人-汽车闭路系统¶

汽车试验的两种评价方法¶

客观评价法：通过测试仪器测出表征性能的物理量来评价操纵稳定性的方法。
主观评价法：让试验评价人员根据试验时自己的感觉来进行评价。

Section 2 轮胎的侧偏特性¶

侧偏特性：主要指侧偏力、回正力矩与侧偏角间的关系。

轮胎的坐标系¶

车轮平面：垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分平面称为车轮平面。
车轮平面与地平面的交线取为x轴，规定向前为正
z轴与地平面垂直，规定指向上方为正。
y轴在地平面上，规定面向车轮前进方向时指向左方为正。

轮胎的侧偏现象和侧偏力-侧偏角曲线¶

侧偏力$F_Y$：汽车在行驶过程中，由于路面的侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时的离心力等的作用，车轮中心沿Y轴方向将作用有侧向力$F_y$，相应地在地面上产生地面侧向反作用力$F_Y$,$F_Y$也称为侧偏力。
侧偏现象：当车轮有侧向弹性时，即使$F_Y$没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面cc，这就是车轮的侧偏现象。
侧偏角$\alpha$：aa不只是和车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面cc平行，aa与cc的夹角$\alpha$ 即为侧偏角。
侧偏刚度k：$F_Y-\alpha$ 曲线在$\alpha$=0°处的斜率称为侧偏刚度k。负的侧偏力产生正的侧偏角，所以侧偏刚度是个负值。
最大侧偏力越大，汽车的极限性能就越好。

轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响¶

尺寸大的轮胎侧偏刚度高。
子午胎轮胎接地面宽，侧偏刚度高。
钢丝子午线轮胎比尼龙子午线轮胎侧偏刚度高。
采用高宽比小的宽轮胎是提高侧偏刚度的主要措施。
垂直载荷增加，侧偏刚度提高；但垂直载荷过大时，侧偏刚度反而减小。
轮胎气压增加，侧偏刚度提高。

回正力矩——绕OZ轴的力矩¶

回正力矩：在轮胎发生侧偏时，还会产生作用于轮胎绕OZ轴的力矩$T_Z$,它是使转向车轮恢复到直线行驶位置的主要恢复力矩之一，称为回正力矩。

Section 3 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应¶

线性二自由度汽车模型运动微分方程¶

建模中假设：

忽略转向系统的影响，直接以前轮转角作为输入；
忽略悬架的作用；车身只做平行于地面的平面运动，绕z轴的位移、绕y轴的俯仰角和绕x轴的侧倾角均为零；
汽车前进速度不变；

在上述假设下，汽车被简化成只有侧向和横摆两个自由度的两轮汽车模型。

假定汽车$a_y≤0.4g$ ，轮胎侧偏特性处于线性范围内；不计地面切向力，外倾侧向力，回正力矩，垂直载荷的变化对轮胎侧偏刚度的影响。

表征稳态响应的参数¶

前、后轮侧偏角绝对值之差α1-α2

\[ K=\frac{1}{a_{y}L}(\alpha_{1}-\alpha_{2}) \]

则可知，K>0 时，也就是前后轮的侧偏角的差值大于零时，为不足转向
此时，$R=\frac{L}{\delta-(\alpha_1-\alpha_2)}$ 是大于 $R_0$ 的，表现出的就是不足转向的特性，转弯的半径大了

转向的差值的计算：

\[ \alpha_1-\alpha_2=\frac{a\omega_\mathrm{r}}{u}+\frac{b\omega_\mathrm{r}}{u}+\delta=\frac{L\omega_\mathrm{r}}{u}+\delta \]

转向的半径比

\[ \frac{R}{R_0}=1+Ku^2 \]

转弯的半径大时，是不足转向

用静态储备系数S.M.来表征汽车稳态响应

中性转向点：使汽车前、后轮产生相等侧偏角的侧向力作用点。
静态储备系数 S.M.：中性转向点到前轮的距离与汽车质心到前轴距离 a 之差与轴距L之比。

\[ \mathrm{S.M.}=\frac{a^{\prime}-a}{L}=\frac{k_2}{k_1+k_2}-\frac{a}{L} \]

前轮角阶跃输入下的瞬态响应¶

\[ \ddot{\omega}_\mathrm{r}+2\omega_0\zeta\dot{\omega}_\mathrm{r}+\omega_0^2\omega_\mathrm{r}=B_1\dot{\delta}+B_0\delta \]

当角阶跃的变化为 0 时，得到的方程为二阶常系数非齐次微分方程：

\[ \ddot{\omega}_\mathrm{r}+2\omega_0\zeta\dot{\omega}_\mathrm{r}+\omega_0^2\omega_\mathrm{r}=B_0\delta \]

实际上就是二阶系统的震荡响应

横摆角速度频率响应特性¶

当线性系统的输出为正弦函数时，达到稳态时的输出也是有相同的频率的正弦函数，但是两者的幅值和相位要发生变化。

Section 4 汽车操纵稳定性与悬架的关系¶

线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多的简化，汽车行驶过程中，还应考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响：

前后轴左右两侧的车轮的垂直载荷发生变化；
车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随之变化。
车轮上有切向反作用力
车身侧倾时悬架变形，悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运动及变形。

综上，汽车侧偏角还应该包括以下三个部分：

弹性侧偏角：$F_Z$变化和y的变化引起的侧偏角$\alpha$的变化；
侧倾转向角：车厢侧倾而导致前后轮转角的变化；
变形转向角：悬架导向杆系变形引起的车轮转角的变化；

车厢侧倾¶

轴线

车厢侧倾轴线
1. 侧倾轴线：车厢相对与地面转动时的瞬时轴线；
2. 侧倾中心：侧倾轴线通过前后轴处横断面上的瞬时转动中心；其位置由悬架导向机构确定；

侧倾中心的确定

使用三心定理：四连杆机构中相对两杆的相对运动瞬心是相邻两杆延长线的交点。

对于双独立悬臂：

侧倾时车轮外倾角的变化¶

车厢侧倾所引起的车轮外倾角的变化

侧倾转向¶

引起的车轮转角的变化

汽车二自由度模型的建立¶

参数的说明

车辆自身运动的相关参数
- m：汽车的质量。
- $I_z$：汽车绕垂直于地面的 z 轴（横摆轴）的转动惯量。
- u：汽车的纵向速度（通常视为恒定，作为已知量）。
- $\dot{v}$：汽车的侧向加速度（侧向速度 v 对时间的一阶导数），反映侧向运动的动态变化。
- $\dot{\omega}_r$：汽车的横摆角加速度（横摆角速度 $\omega_r$ 对时间的一阶导数），反映横摆运动的动态变化。
- $\beta$：质心侧偏角，即汽车质心速度方向与汽车纵轴方向的夹角，是描述汽车侧向运动姿态的重要参数。
- $\omega_r$：横摆角速度，即汽车绕 z 轴的转动角速度，描述汽车横摆运动的快慢。
- $\delta$：前轮转角，是驾驶员输入的控制量，用于改变汽车的行驶方向。
轮胎及悬架的相关刚度参数
- $k_1$：前轮的侧偏刚度，反映前轮受到侧向力时产生侧偏的难易程度，侧偏刚度越大，相同侧向力下前轮侧偏角越小。
- $k_2$：后轮的侧偏刚度，含义与前轮侧偏刚度 $k_1$ 类似，针对后轮。
- a：汽车质心到前轴的距离。
- b：汽车质心到后轴的距离。

目标

并计算 ux=15 m/s 车速下，time=0.5 s 开始前轮角阶跃 6°，车辆横摆角速度、质心侧偏角的瞬态响应

建立

首先是常数的设立（两个刚度和 a, b 两个距离，还有转动惯量）
- 现在已知的纵向的速度：u=15 m/s
- 前轮角阶跃输入为 $\delta$ 转为弧度制（$\frac{\pi}{30}$）
求解的是
- 横摆角速度 $\omega_r$ 随时间 t 的变化（瞬态响应曲线）；
- 质心侧偏角 $\beta$ 随时间 t 的变化（瞬态响应曲线）。
侧向速度可以使用质心侧偏角和纵向速度表示
转换之后的公式：

\[ u\dot{\beta}=\frac{k_1+k_2}{m}\beta+\left(\frac{ak_1-bk_2}{mu}-u\right)\omega_r-\frac{k_1}{m}\delta \]

\[ \dot{\omega}_r=\frac{ak_1-bk_2}{I_z}\beta+\frac{a^2k_1+b^2k_2}{uI_z}\omega_r-\frac{ak_1}{I_z}\delta \]

最终的图：
相应的曲线：

分析

假设输入是 “$t=0.5\ \text{s}$ 开始，前轮阶跃 $6^\circ$”，且车辆为不足转向特性（多数乘用车的设计目标），理论上：
- 横摆角速度 $\omega_r$：应呈现 “快速上升→超调→收敛到稳态” 的过程（不足转向车辆的横摆响应是稳定的，最终会收敛到与前轮转角匹配的稳态值）。
- 质心侧偏角 $\beta$：不足转向车辆的质心侧偏角最终应趋近于 0（或极小值），因为不足转向特性下，车辆转向时质心侧偏角的 “稳态误差” 很小。
横摆角速度（蓝色线 $w\_r）$：快速上升后收敛到稳态（约 $0.38\ \text{rad/s}$ 左右），符合 “不足转向车辆横摆响应稳定、收敛” 的特性。
质心侧偏角（黄色线 $\beta$）：短暂波动后迅速趋近于 0，也符合 “不足转向车辆质心侧偏角稳态趋近于 0” 的理论。

四个计算¶

稳定性因数 K 和特征车速 $u_{ch}$：

\[ K=\frac{m}{L^2}\left(\frac{a}{k_2}-\frac{b}{k_1}\right) \]

\[ u_{ch}=\sqrt{\frac{1}{K}} \]

稳态横摆角速度增益曲线 $\frac{\omega_r}{\delta}|_s - u_a$ 和转向灵敏度 $\frac{\omega_r}{\delta_{sw}}$：

\[ \left(\frac{\omega_r}{\delta}\right)_s=\frac{u}{L+Ku^2} \]

\[ \frac{\omega_{r}}{\delta_{sw}}=\frac{\omega_{r}}{i\delta} \]

静态储备系数 $S.M.$，侧偏角差值与转弯半径比值：

\[ S.M.=\frac{a-\frac{k_2}{k_1+k_2}L}{L} \]

理论1

Chapter 1 汽车的动力性¶

Section 1 汽车的动力性指标¶

Section 2 汽车的驱动力与行驶阻力¶

汽车的驱动力¶

发动机的转速特性¶

传动系的机械效率¶

车轮的半径¶

汽车的驱动力图¶

汽车的行驶阻力¶

滚动阻力\(F_f\)¶

空气阻力\(F_w\)¶

坡度阻力\(F_i\)¶

加速阻力\(F_j\)¶

汽车行驶方程式¶

Section 3 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图¶

驱动力-行驶阻力平衡图¶

动力特性图¶

Section 4 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率¶

汽车行驶的附着条件¶

汽车的附着力与地面法向反作用力¶

作用在驱动轮上的地面切向反作用力¶

附着率¶

1.加速、上坡时的附着率¶

Section 5 汽车的功率平衡¶

Chapter 2 汽车的燃油经济性¶

Section 1 汽车燃油经济性的评价指标¶

Section 2 汽车燃油经济性的计算¶

1. 等速行驶工况燃油消耗量的计算¶

2. 等加速行驶工况燃油消耗量的计算¶

3 . 等减速行驶工况燃油消耗量的计算¶

4.怠速停车时的燃油消耗量¶

5 . 整个循环工况的百公里燃油消耗量¶

Section 3 影响汽车燃油经济性的因素¶

使用方面¶

1.行驶车速¶

2.档位选择¶

3. 挂车的应用¶

4. 正确的保养和调整¶

汽车结构方面¶

1. 缩减轿车总尺寸和减轻质量¶

2.发动机¶

3.传动系¶

4. 汽车外形与轮胎¶

Section 4 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算¶

Chapter 3 汽车动力装置参数的选定¶

Section 1 发动机功率的选择¶

Section 2 最小传动比的选择¶

Section 3 最大传动比的选择¶

Section4 传动系挡数与各挡传动比的选择¶

Section 5 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数¶

主减速器传动比的确定¶

Chapter 4 汽车的制动性¶

Section 1 制动性的评价指标¶

Section 2 制动时车轮的受力¶

地面制动力¶

制动器制动力¶

地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系¶

硬地面上的附着系数¶

Section 3 汽车的制动效能及其恒定性¶

制动距离与制动减速度¶

制动距离的分析¶

制动效能的恒定性¶

Section 4 制动时汽车的方向稳定性¶

汽车的制动跑偏¶

制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失¶

Section 5 前、后制动器制动力的比例关系¶

地面对前、后车轮的法向反作用力¶

理想的前、后制动器制动力分配曲线¶

具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数¶

前、后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析¶

利用附着系数与制动效率¶

硬地面上的附着系数¶

Section 3 汽车的制动效能及其恒定性¶

制动距离与制动减速度¶

制动距离的分析¶

制动效能的恒定性¶

Section 4 制动时汽车的方向稳定性¶

汽车的制动跑偏¶

制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失¶