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 sαF s in αY
G s in αF c o sαX
??
??
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 sαF s in αY
G s in αF c o sαX
??
??
)i
gR
v(GGi
gR
GvGiFX
h
2
h
2
h ??????
h
2
i
gR
v
G
X ???? h
2
i
R127
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
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? 稳定力矩：
? 稳定, 平衡条件：
)i
2h
b
127(
V
R
h
g
2
m in
?
? h2 i
R127
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 ??
)i127(
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 ??
)i127(
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(G
W g21
?离心力 F分配在前轴上的荷载 W2为
?? s i n
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 RLvlL 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 ax 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 ???? ?
)(2 5 4
VV
S
2
2
2
1
???
?
?
?? ???? 2
1
V
V
vdvψ)g( δvdtS ?
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/ 10 0k m )1, 02 VNg9, 81 00WgQ ee ???
( l/ 1 0 0 k m )
2 1, 1 5
K A VG ψ
3672 γ6
gQ 2
T
e
???
?
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?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
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1．纵向倾覆,
g
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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：
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G
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?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，
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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
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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。
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?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，
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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
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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：
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? 稳定力矩：
倾覆力矩,Xhg
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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：
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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
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? 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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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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? 前轴总荷载 Σ W为,
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? 对载重汽车，一般 hg/l2≈ 1，则
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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
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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
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2.制动距离
制动距离：
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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
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( N/ 10 0k m )1, 02 VNg9, 81 00WgQ ee ???
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