汽車力學
汽車力學
mechanics of motor vehicle
研究汽車運動規(guī)律的學科。汽車的可能行駛狀態(tài)，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(nèi)容。但汽車結(jié)構(gòu)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(jīng)驗的性質(zhì)。有的國家稱為“汽車性能預(yù)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(jīng)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：①汽車直線行駛時的加速、減速（包括制動）的驅(qū)動力與阻力間的關(guān)系；②汽車在曲線行駛或直線行駛受到側(cè)向力干擾時的方向穩(wěn)定性；③道路或其他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(fā)動機的扭矩經(jīng)過傳動系變換(一般是倍增)后,傳到車輪,在輪緣處產(chǎn)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(qū)動力F。F與汽車運動時的阻力 FR平衡。FR包括輪胎滾動阻力F
、空氣阻力FA、爬坡阻力FS和加速運動阻力FO,有時將F-(F+FA+FS)＝FD稱為后備驅(qū)動力,即可以用以使汽車產(chǎn)生加速度的驅(qū)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(qū)動力跟相關(guān)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(shù),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(tài)和材料有關(guān)。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。空氣阻力 FA＝0.5[p]
A(
+
)(，式中[p]為空氣密度，可取1.202千克／米(；為空氣阻力系數(shù)，其值取決于車身的外形和車身外部附件的形式和布置，因此各車型的值可能相差很大,甚至相差一倍；A為汽車正面投影面積（米(）；為迎面風速（米／秒）；為車速（米／秒）。坡度阻力 FS=Gsin
≈Gtg≈G
，式中 G為汽車總重（千克）；為坡度角；
為坡度。加速運動阻力 [596-01]
，式中 G為汽車總重（千克）；重力加速度
＝9.8米／秒(；[596-02]
為汽車加速度；
為汽車的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù),＞1，它與發(fā)動機和傳動系的旋轉(zhuǎn)零件和車輪的轉(zhuǎn)動慣量以及傳動系的傳動比有關(guān)。習慣上用圖示的曲線（見圖[汽車驅(qū)動力和阻力平衡圖]
）表示汽車驅(qū)動力和阻力的平衡。例如汽車用二檔時可以車速1爬上15％的坡。汽車的曲線行駛 汽車在轉(zhuǎn)彎或在直道上遇到側(cè)向干擾力（如斜坡、側(cè)風）時即作曲線行駛。曲線行駛時所產(chǎn)生的側(cè)向加速度，會影響汽車的方向穩(wěn)定性。如果汽車的行駛軌跡反著作用力的方向偏移或有自動回正的傾向，那么汽車具有“不足轉(zhuǎn)向”，其行駛方向是穩(wěn)定的。反之，即為不穩(wěn)定的“過度轉(zhuǎn)向”。對汽車的要求是具有輕微的“不足轉(zhuǎn)向”的特性,直到其最高車速,還能保持這個特性。
汽車在彎路上行駛時，其方向穩(wěn)定性跟車速和輪胎與地面的附著系數(shù)有關(guān)。在沒有側(cè)坡的道路上，汽車轉(zhuǎn)彎的離心力過大會導(dǎo)致汽車側(cè)向滑移，所以在彎道處的路面常是內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高。轉(zhuǎn)彎時，離心力作用于汽車重心，使汽車橫向擺動，稱為橫擺。橫擺的程度與懸架角剛度、離心力力臂（重心與橫擺軸線之間的距離）尺寸有關(guān)。橫擺軸線的位置依汽車的前后懸架的形式而定。大部分汽車橫擺軸線位于重心之下，兩者靠得越近，橫擺的傾向就越小。
當遇到側(cè)向風時，汽車行駛的穩(wěn)定性受風壓中心位置和風力大小的影響，如汽車重心位置在風壓中心之后，側(cè)向風就有使汽車偏離行駛路線的傾向。為了提高汽車的方向穩(wěn)定性，側(cè)向風壓中心應(yīng)盡量靠近汽車重心。
汽車的振動 汽車的車輪和懸架都是有阻尼的彈性元件和系統(tǒng)，這些元件和系統(tǒng)使汽車成為多自由度的振動系統(tǒng)。由于車速不斷提高，振動隨之加劇。振動不但影響汽車的平順性，也影響汽車的方向穩(wěn)定性和零部件的壽命。
汽車的行駛路面都有程度不同的不規(guī)則性，道路所引起的汽車振動是隨機性的，需要用隨機振動理論處理。
汽車行駛時，一側(cè)的車輪常先后越過路面的同一凸起或凹陷部分，不同側(cè)的車輪可能作同相位的振動，但多數(shù)情況下并不如此。因此，汽車是一個復(fù)雜的隨機振動系統(tǒng)，這種隨機振動常使汽車作縱向、橫向或垂直的顛簸、擺動和振動。
汽車發(fā)動機的燃燒不均勻性和慣性力以及傳動系旋轉(zhuǎn)零部件和車輪的不平衡，也引起各部分的振動。因此，減少振動和由此而引起的噪聲是汽車力學的研究課題之一。
盛景方
站內(nèi)搜索
聯(lián)系我們
地址: 浙江省.寧波市鄞州區(qū)寧姜公路（九曲小區(qū)二期旁)
郵編: 315040
聯(lián)系人: 盛立峰
電話: 0574-87139378
傳真: 0574-87139378
手機: 13867861670
郵箱: 85400329@qq.com
Copyright ?2004-2026 寧波市鄞州首南恒宇激光雕刻廠 All Rights Reserved.
地址: 浙江省.寧波市鄞州區(qū)寧姜公路（九曲小區(qū)二期旁) 郵編: 315040 聯(lián)系人: 盛立峰
電話: 0574-87139378 傳真: 0574-87139378 手機: 13867861670
