第三节 汽车的行驶稳定性
汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，
不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。
稳定性：纵向
横向
表现：滑移
倾覆
纵向稳定性,表现,倾覆
滑移（倒溜）
横向稳定性,表现,倾覆
滑移（侧滑）
一、汽车行驶的纵向稳定性
临界状态：汽车前轮法向反作用力 Z1为零 。
Z1L - Gl2cosα0 + Ghgsinα0=0
Z1L = Gl2cosα0 - Ghgsinα0=0
g
2
0 h
ltg α?
1．纵向倾覆,
g
2
0 h
l
i?
2,纵向滑移 （ 驱动轮滑转 ）
临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力
Gsinα?＝?Gk
因为 sinα tgα?= i?,则 纵向滑移临界状态条件：
G
Gtg αi k
纵向滑移的极限状态 ——倒溜 发生条件：
Gsinα?＝?G
i? = tgα? =?
结论,当坡道倾角 α ≥ α?或道路纵坡度 i≥ i?时,
汽车可能产生纵向滑移 。
3,纵向稳定性的保证
一般 接近于 1,而 远远小于 1，
g
2
0 h
li
G
Gi k
所以,i? < i0
即汽车在坡道上行驶时,在发生纵向倾覆之前,
首先发生纵向滑移现象 。
道路设计只要满足不产生纵向滑移,就可避免汽车的纵向倾覆现象出现 。
汽车行驶时纵向稳定性的条件为
GGii k
二,汽车行驶的横向稳定性
汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。
gR
GvF 2?
受力分析：
横向力 X—— 失稳
竖向力 Y—— 稳定
1,汽车在平曲线上行驶时力的平衡
离心力
将离心力 F与汽车重力 G分解为平行于路面的横向力 X和垂直于路面的竖向力 Y，
G c o s αF s in αY
G s in αF c o s αX
由于路面横向倾角 α 一般很小,则
sinα ≈tg α =ih,cosα ≈ 1,其中 ih称为横向超高坡度,
将离心力 F与汽车重力 G分解为平行于路面的横向力 X和垂直于路面的竖向力 Y，
采用横向力系数来衡量稳定性程度,其意义为单位车重的横向力,即
G c o s αF s in αY
G s in αF c o s αX
)i
gR
v(GGi
gR
GvGiFX
h
2
h
2
h
h
2
i
gR
v
G
X
h
2
i
R1 2 7
V
横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时,由于横向力的作用,使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆 。
汽车内侧车轮支反力 N1为 0。
倾覆力矩等于或大于稳定力矩 。
2.横向倾覆条件分析倾覆力矩,Xhg
横向倾覆平衡条件分析：
2
bG
2
bG)(F i
2
bY
h
稳定力矩：
倾覆力矩,Xhg
横向倾覆平衡条件分析：
2
bGXh
g?
gh2
b
G
X
2
bG
2
bG)(F i
2
bY
h
稳定力矩：
稳定,平衡条件：
)i
2h
b
1 2 7 (
V
R
h
g
2
m i n
h2 i
R1 2 7
V
汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径 R min：
3.横向滑移条件分析
横向滑移：汽车在平曲线上行驶时,因横向力的存在,可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移 。
横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力 。
极限平衡条件：
hh GYX
hG
Xμ
横向滑移稳定条件,hμ
)i1 2 7 (
VR
hh
2
或
4,横向稳定性的保证
汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数 μ 值的大小 。
现代汽车在设计制造时重心较低,一般 b≈ 2hg，
而?h<0.5,即
汽车在平曲线上行驶时,在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象 。
在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生,
即可保证横向稳定性 。
保证横向稳定性的条件：
hμ
)i1 2 7 (
VR
hh
2
或
g
h h2
b
三,汽车行驶的纵横组合向稳定性
汽车行驶在小半径平曲线上时,较直线上增加了一项弯道阻力 。
对上坡的汽车耗费的功率增加,使行车速度降低 。
对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜,滑移和装载偏重的可能,这对汽车的行驶是危险的 。
汽车行驶在纵坡为 i(tgα )和超高横坡为 ih（ tgβ ） 的下坡路段上,作用在前轴上荷载 W1为
c o s
L
)s i nhc o sl(GW g2
1
离心力 F分配在前轴上的荷载 W2为
s in
g R L
lGv
W 2
2
2
在平直路段上,作用于前轴的荷载 W'为
前轴总荷载 Σ W为,
)ig R LvlL ihl(GWWW h
2
2g2
21?
GLlW 2
在有平曲线的坡道上,前轴荷载增量与 W的比值为
h
2
2
g i
gR
vi
l
h
W
WW
I
对载重汽车，一般 hg/l2≈ 1，则
h
2
i
gR
v
iI
直坡道上 ih≈ 0则 I=i。 即汽车沿直坡道下坡时,前轴荷载增量与在平直路段前轴荷载的比率等于该路段的纵坡度 。 在曲线上如果也以直线上相同大小的最大纵坡 imax作为控制,则有下式成立纵坡折减：
最大纵坡在平曲线上的折减计算方法：
m a xh
2
ii
gR
v
i
h
2
m a x iR1 2 7
Vii
第四节 汽车的制动性
汽车的制动性是指汽车行驶中强制降低车速以至停车,或在下坡时能保持一定速度行驶的能力 。
一,汽车制动性的评价指标
评价汽车制动性的指标：制动效能 （ 制动距离 ）
制动效能的热稳定性
制动时汽车的方向稳定性
二、制动距离：
制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。
汽车制动时,制动力 P取决于轮胎与路面之间的附着力 。 在附着系数较小的路面上,若制动力大于附着力,车轮将在路面上滑移,易使制动方向失去控制 。
所以 P值的极限值为
P = G?
汽车在部分滑动部分滚动的情况下附着力最大 。
制动平衡方程式为,-P = RW + RR + RI
P + RR + RI = 0 （ 忽略空气阻力 ）
1.制动平衡方程式
0agGGG
)(ga
2.制动距离制动距离：
ψ)(δgdtdva
)(254
VV
S
2
2
2
1
2
1
V
V
v d vψ)g( δv d tS?
dvψ)g( δdt
汽车完成运输工作所消耗的燃油量称为燃油消耗量,燃油经济性的评价指标通常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量 。
已知发动机的功率 V和转速 n后,
可在发动机台架试验获得的发动机负荷特性图上查出燃油消耗率 ge。 ge是指发动机每千瓦小时的燃油消耗量 。
第五节 汽车的燃油经济性汽车以等速 V在道路上行驶时,每百公里所做的功
w为,
100VNW
则百公里消耗量 Q为：
( N /1 0 0 k m )1,0 2 VNg9,81 0 0WgQ ee
( l/1 0 0 k m )
2 1,1 5
K A VG ψ
3672 γ6
gQ 2
T
e
汽车的行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，在外部因素作用下，汽车尚能保持正常行驶状态和方向，
不致失去控制而产生滑移、倾覆等现象的能力。
稳定性：纵向
横向
表现：滑移
倾覆
纵向稳定性,表现,倾覆
滑移（倒溜）
横向稳定性,表现,倾覆
滑移（侧滑）
一、汽车行驶的纵向稳定性
临界状态：汽车前轮法向反作用力 Z1为零 。
Z1L - Gl2cosα0 + Ghgsinα0=0
Z1L = Gl2cosα0 - Ghgsinα0=0
g
2
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ltg α?
1．纵向倾覆,
g
2
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l
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2,纵向滑移 （ 驱动轮滑转 ）
临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力
Gsinα?＝?Gk
因为 sinα tgα?= i?,则 纵向滑移临界状态条件：
G
Gtg αi k
纵向滑移的极限状态 ——倒溜 发生条件：
Gsinα?＝?G
i? = tgα? =?
结论,当坡道倾角 α ≥ α?或道路纵坡度 i≥ i?时,
汽车可能产生纵向滑移 。
3,纵向稳定性的保证
一般 接近于 1,而 远远小于 1，
g
2
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G
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所以,i? < i0
即汽车在坡道上行驶时,在发生纵向倾覆之前,
首先发生纵向滑移现象 。
道路设计只要满足不产生纵向滑移,就可避免汽车的纵向倾覆现象出现 。
汽车行驶时纵向稳定性的条件为
GGii k
二,汽车行驶的横向稳定性
汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。
gR
GvF 2?
受力分析：
横向力 X—— 失稳
竖向力 Y—— 稳定
1,汽车在平曲线上行驶时力的平衡
离心力
将离心力 F与汽车重力 G分解为平行于路面的横向力 X和垂直于路面的竖向力 Y，
G c o s αF s in αY
G s in αF c o s αX
由于路面横向倾角 α 一般很小,则
sinα ≈tg α =ih,cosα ≈ 1,其中 ih称为横向超高坡度,
将离心力 F与汽车重力 G分解为平行于路面的横向力 X和垂直于路面的竖向力 Y，
采用横向力系数来衡量稳定性程度,其意义为单位车重的横向力,即
G c o s αF s in αY
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V
横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时,由于横向力的作用,使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆 。
汽车内侧车轮支反力 N1为 0。
倾覆力矩等于或大于稳定力矩 。
2.横向倾覆条件分析倾覆力矩,Xhg
横向倾覆平衡条件分析：
2
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稳定力矩：
倾覆力矩,Xhg
横向倾覆平衡条件分析：
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汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径 R min：
3.横向滑移条件分析
横向滑移：汽车在平曲线上行驶时,因横向力的存在,可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移 。
横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力 。
极限平衡条件：
hh GYX
hG
Xμ
横向滑移稳定条件,hμ
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或
4,横向稳定性的保证
汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数 μ 值的大小 。
现代汽车在设计制造时重心较低,一般 b≈ 2hg，
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汽车在平曲线上行驶时,在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象 。
在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生,
即可保证横向稳定性 。
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或
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三,汽车行驶的纵横组合向稳定性
汽车行驶在小半径平曲线上时,较直线上增加了一项弯道阻力 。
对上坡的汽车耗费的功率增加,使行车速度降低 。
对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜,滑移和装载偏重的可能,这对汽车的行驶是危险的 。
汽车行驶在纵坡为 i(tgα )和超高横坡为 ih（ tgβ ） 的下坡路段上,作用在前轴上荷载 W1为
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L
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1
离心力 F分配在前轴上的荷载 W2为
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前轴总荷载 Σ W为,
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直坡道上 ih≈ 0则 I=i。 即汽车沿直坡道下坡时,前轴荷载增量与在平直路段前轴荷载的比率等于该路段的纵坡度 。 在曲线上如果也以直线上相同大小的最大纵坡 imax作为控制,则有下式成立纵坡折减：
最大纵坡在平曲线上的折减计算方法：
m a xh
2
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2
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Vii
第四节 汽车的制动性
汽车的制动性是指汽车行驶中强制降低车速以至停车,或在下坡时能保持一定速度行驶的能力 。
一,汽车制动性的评价指标
评价汽车制动性的指标：制动效能 （ 制动距离 ）
制动效能的热稳定性
制动时汽车的方向稳定性
二、制动距离：
制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。
汽车制动时,制动力 P取决于轮胎与路面之间的附着力 。 在附着系数较小的路面上,若制动力大于附着力,车轮将在路面上滑移,易使制动方向失去控制 。
所以 P值的极限值为
P = G?
汽车在部分滑动部分滚动的情况下附着力最大 。
制动平衡方程式为,-P = RW + RR + RI
P + RR + RI = 0 （ 忽略空气阻力 ）
1.制动平衡方程式
0agGGG
)(ga
2.制动距离制动距离：
ψ)(δgdtdva
)(254
VV
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2
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V
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dvψ)g( δdt
汽车完成运输工作所消耗的燃油量称为燃油消耗量,燃油经济性的评价指标通常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量 。
已知发动机的功率 V和转速 n后,
可在发动机台架试验获得的发动机负荷特性图上查出燃油消耗率 ge。 ge是指发动机每千瓦小时的燃油消耗量 。
第五节 汽车的燃油经济性汽车以等速 V在道路上行驶时,每百公里所做的功
w为,
100VNW
则百公里消耗量 Q为：
( N /1 0 0 k m )1,0 2 VNg9,81 0 0WgQ ee
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2 1,1 5
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