Tt −Tf 2 = FX 2 ≤ FZ 2ϕ r
附着条件：地面作用在驱动轮上的切向反力小于驱动 附着条件： 轮的附着力。 轮的附着力。
思考
驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关？ 驱动轮上的切向反力主要与哪些因素有关？其 大小可否通过驾驶员合理控制？ 大小可否通过驾驶员合理控制？
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
பைடு நூலகம்27
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
du F 1 = F 2 + F +W sin α + mB p p w B dt
将 F 2 = F 2 + Gw2 sin α + m2 p f 代入得
du dt
du Fp1 = F 2 + Fw + (W + Gw2 )sin α + (mB + m2 ) f B dt
Cϕ2 ≤ϕ
Cϕ1 ≤ ϕ
附着条件越容易满足。 附着率越小或路面附着系数越大 ，附着条件越容易满足。
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
路面附着系数低时车轮会出现滑转（视频） 路面附着系数低时车轮会出现滑转（视频）
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
前轮驱动时， 如果F 前轮驱动时， 如果 X1小、FZ1大、C 小，附着条件
光面胎和带花纹的轮胎在 干燥硬路面上的附着系数有何 不同？ 不同？ 轮胎花纹起什么作用？ 轮胎花纹起什么作用？
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
F1方程式赛车在不同天气条件下 方程式赛车在不同天气条件下 使用的不同胎面花纹的轮胎
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效接地面积， 胎面的四道沟槽减小了车轮和地面间的有效接地面积， 使车轮的附着力下降，汽车的车速得以控制。 使车轮的附着力下降，汽车的车速得以控制。
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
2.附着条件
后轮驱动时， 后轮驱动时，附着条件是
FX 2 ≤ F 2ϕ Z
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
思考：加速时，前驱车还是后驱车容易满足附着条件？ 思考：加速时，前驱车还是后驱车容易满足附着条件？ 后驱车容易满足 附着条件
加速时 FZd1∃
FZd2#
跑车大多采用后轮驱动
保时捷911 保时捷 双座跑车采用 后置式发动机 后轮驱动。 后轮驱动。
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
hg b G hg ∑Iw If igi0 du rf FZ1 = G cosα − sin α − L g L + Lr ± Lr dt − FZw1 −G L cosα L hg a G hg ∑Iw If igi0 du − FZw2 +G rf cosα FZ 2 = G cosα + sin α + + ± L g L L Lr Lr dt L
G hg g ∑Iw g If igi0 du FZd1 = − + L G Lr ± G Lr dt g
思考： 思考：汽车加速前进 时，前后轮的垂直载荷 发生什么变化？ 发生什么变化？
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G hg g ∑Iw g If igi0 du FZd2 = + L G Lr ± G Lr dt g
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
二、汽车的附着力与地面法向反作用力
汽车在加速上坡时，附着条件不易满足。 汽车在加速上坡时，附着条件不易满足。 以下将在此工况下， 以下将在此工况下，分析路面作用在车轮上的法向 和切向力F 力FZ和切向力 X。
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
（1）静态轴荷的法向反作用力
hg b FZs1 = G cosα − sinα L L hg a F s2 = G cosα + sinα Z L L
主要与质心位置 及坡度角有关。 及坡度角有关。
（2）动态分量
常见路面的平均附着系数 常见路面的平均附着系数 平均
地面对轮胎切向反作 用力的极限值（最大值） 用力的极限值（最大值） 即为附着力。 即为附着力。
路面条件 干沥青路面 湿沥青路面 干燥的碎石路 干土路 湿土路 滚压后的雪路
附着系数 0.7～0.8 ～ 0.5～0.6 ～ 0.6～0.7 ～ 0.5～0.6 ～ 0.2～0.4 ～ 0.2～0.3 ～
FX 2 = (Tt −Tr2 −Tf 2 ) / r ≤ FZ 2ϕ
进而减少燃油喷射量
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
思考
越野车如何爬上100％的坡道？ ϕmax ≤ 0.8 ，越野车如何爬上 ％的坡道？ 越野汽车爬坡时
F = Gsin α i
FXmax = Fϕ = Gϕ cosα
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
切向反作用力最大值出现在汽车加速爬坡的工况， 切向反作用力最大值出现在汽车加速爬坡的工况， 以下将在此工况下进行分析。 以下将在此工况下进行分析。
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 将整车分解为车身、驱动轮（前轮）、从动轮（后轮）三部分，分别分析其受力。 将整车分解为车身、驱动轮（前轮）、从动轮（后轮）三部分，分别分析其受力。 ）、从动轮
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
du FX1 = Fp1 + Gw1 sin α + m 1 dt
将 Fp1 = Ff 2 + Fw + (WB +Gw2 )sin α + (mB + m2 ) 代入得
du dt
du FX1 = F 2 + Fw + Gsin α + m f dt
= F 2 + Fw + F + Fj′ f i
FX max = F = F ϕ ϕ Z
FZ—地面作用在车轮上 的法向反力； 的法向反力； 附着系数， 附着系数 ϕ —附着系数，与路面 和轮胎都有关。 和轮胎都有关。
思考： 思考：为什么汽车在湿土路上容 易出现打滑现象？ 易出现打滑现象？
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
思考
胎面与
的关系？ ϕ 的关系？
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
du Fp2 = m2 + Gw2 sin α + FX 2 dt
FX 2r = Tf 2 +Tjw2
Tf 2 Tjw2 FX 2 = + X2 r r
Tjw2很小，忽略不计 很小，
FX 2 = F 2 f
du F 2 = F 2 + Gw2 sin α + m2 p f dt
i+
1 1 du F + Fj′ i cosα g dt Cϕ2 = = G hg du a hg 1 1 du + i + F s2 + cosα g dt Z g L dt L L
令
q =i +
1 1 du du cos α g dt
ϕ1
容易得到满足。 容易得到满足。 路面条件好，车速低， 行驶车速低， 路面条件好，车速低，Ff 小；行驶车速低， Fw 小；路面平坦，Fi 小；不急加速，Fj 小。 路面平坦， 不急加速， 什么路面条件下， 什么路面条件下，附着条 路面条件下 件不易满足？ 件不易满足？ 当路面有积雪时， 当路面有积雪时，起步用 高挡好还是用低挡好？ 高挡好还是用低挡好？ 汽车在什么工况下工作， 汽车在什么工况下工作， 工况下工作 附着条件会不易满足？ 附着条件会不易满足？ 湿滑路面、 湿滑路面、冰雪 路面、沙地等。 路面、沙地等。 用高挡轻踩加速 踏板起步较好。 踏板起步较好。 起步急加速。 起步急加速。
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
（3）空气升力
CLf－前空气升力系数；CLr－后空气升力系数。 后空气升力系数。 前空气升力系数；
1 FZw1 = CLf Aρur2 2
1 FZw2 = CLr Aρur2 2
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
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FX1小
解 释 为 什 么 ？
第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
起步过程中，驱动轮的严重滑转会加剧轮胎的磨损。 起步过程中，驱动轮的严重滑转会加剧轮胎的磨损。
解决方案
装用TCS（ASR）驱动力控制系统，通过对驱 （ 装用 ）驱动力控制系统， 动轮作用制动力矩控制起步过程的F 动轮作用制动力矩控制起步过程的 X2。
注意 Fj′与Fj的区别 当汽车由前轮驱动时
同理可得： 同理可得： 当汽车由后轮驱动时
FX1 = F 2 + Fw + F + Fj′ f i
FX 2 = F 1 + Fw + F + Fj′ f i
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第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
四、附着率
汽车直线行驶状况下， 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。 最低附着系数。
绝大多数双座跑车采用中置发动机后轮驱动。 绝大多数双座跑车采用中置发动机后轮驱动。 思考：要想使发动机转矩得到充分发挥， 思考：要想使发动机转矩得到充分发挥，又满足附 着条件，最理想的驱动方式是什么？ 着条件，最理想的驱动方式是什么？ 四轮驱动