汽车的通过性解读

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第七章汽车的通过性

第七章汽车的通过性

汽车理论讲义(第1版)
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汽车理论讲义(第1版)
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二、汽车通过性几何参数
转弯通道圆:当转向盘转到极限位置、汽车 以最低稳定车速转向行驶时.车体上所有点在支 承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆,称 为转弯通道内圆;车体上所有点在支承平面上的 投影均位于圆周以内的最小外圆,称为转弯通道 外圆。转弯通道内、外圆半径的差值为汽车极限 转弯时所占空间的宽度,此值决定了汽车转弯时 所需的最小空间。它越小,汽车的机动性越好。
式中,ua为汽车行驶速度;Tw为驱动轮输入转矩; 为
驱动轮角速度;r为为驱动轮动力半径;sr滑转率。
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一、汽车支承通过性评价指标
一般用滑转率sr来表明滑转的程度,滑转率为
式中,ua为车辆的实际速度;ut为车辆的理论速 度; us为履带相对地面的滑动速度,其方向与 车辆行驶万向相反 。
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引言
汽车的通过性主要决定于汽车的支承—牵引参 数和几何参数,也与汽车的动力性、平顺性、稳定 性、机动性、视野性等有密切关系。
汽车在松软路面上行驶时,车轮与地面间的附 着力要比在硬路面上的附着力小得多,而遇到的波 动阻力却比硬路面上的阻力大得多。因此,汽车的 驱动与附着条件常得不到满足,从而限制了汽车的 行驶,降低了汽车的通过性。
汽车理论讲义(第1版)
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第一节 通过性评价指标
汽车的牵引-附着性能,亦即汽车在土 壤上的滚动阻力、驱动轮附着力以及驱动轮 滑转时引起土壤特性的变化等。
汽车克服地面不平度和越过障碍物的能力。 因此,汽车通过性可由支承与牵引所构成 的力学(或支承)通过性及几何通过性指标 进行评价。
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汽车理论第七章汽车的通过性

汽车理论第七章汽车的通过性

汽车理论第七章汽车的通过性摘 要汽车的通过性(越野性)是指汽车能以足够高的平均车速通过各种不良道路、无路地带和 克服各种障碍的能力。

本章对学习汽车的通过性意义进行概括性论述,讨论汽车的地面通过性、汽车的几何通过性的相关参数、分析汽车越过台阶、壕沟的能力,在此基础上分析各种因素对汽车通过性的阻碍,最后通过一些实例运算来说明以上所述理论内容的具体应用。

引 言汽车是一种常用的、高效率的交通运输工具,不同用途的汽车对通过性的要求也不同,用户应依照自己特定的用途选择具有合适通过性的汽车。

高级轿车和公共汽车要紧在都市行驶,由于路面条件甚好,因此对汽车通过性的要求不突出。

农林区、矿区、建设工地等使用的车辆和军用车辆,经常行驶在坏路和无路地面上。

因此,要求这些汽车应具有良好的通过性。

汽车的通过性要紧决定于汽车的驱动力、附着力等牵引参数和几何参数,也与汽车的平顺性、机动性、视野等性能紧密相关。

本章第一从地面通过性的评判指标和土壤的可通过性两方面分析汽车的地面通过性,然后具体介绍了汽车的几何通过性参数和汽车越过台阶、壕沟的能力。

在此基础上,从汽车结构、车轮和驾驶技术三个方面讨论了阻碍汽车通过性的因素。

最后介绍了测定和比较汽车的通过性能的试验。

第一节 汽车的地面通过性汽车的地面通过性是指汽车在松软地面上的行驶能力。

一、地面通过性的评判指标汽车在松软地面上能否行驶取决于汽车行驶的驱动与附着条件,但满足该条件只是说明 能否正常行驶,还不能说明能力的大小。

评判汽车行驶能力的大小,通常用牵引性系数等 指标。

牵引力T F 对汽车总重力之比称为牵引性系数。

牵引性系数Ⅱ用下式表示:Ⅱ=GF T =G F F r q 式中 r F 为在松软土壤上行驶时的土壤阻力。

牵引性系数Ⅱ反映了汽车加速、爬坡、克服道路不平的阻力和牵引挂车或武器装备的能 力。

牵引性系数越大,通过性越好。

二、土壤的可通过性土壤的可通过性是土壤支承车辆通过的能力。

美国学者贝克(Bekker)通过大量研究后建 议,用在均布压力g 作用下每单位承载面积的土壤所能产生的净推力τ来衡量,即⎰-+=z qd Lqtg C 1)(φτ (7—1) 式中 C ——土壤内聚力系数; φ——土壤的内摩擦角,tg φ为内摩擦系数;q ——土壤单位面积压力;L ——接触面积长度;z ——下陷量(或称变形量)。

汽车理论第七章汽车的通过性

汽车理论第七章汽车的通过性
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
支承通过性评价指标
1、 牵引系数TC:单位车重的挂钩牵引力
式中:
TC=Fd/G
Fd —汽车挂钩牵引力;G —车重
2、牵引效率TE:驱动轮输出与输入功率之比。
式中:
TE= Fd u/Tw
u—车速;Tw —驱动轮输入转矩; —驱动轮角速度。
3、燃油利用指数Ef 单位燃油消耗所输出(牵引)的功。
1、前、后轮距 等轮距、单胎布置、增多驱动轴数有利于提高通过性。
2、轴荷分配 使前轮单位压力比后轮小20%-30%,可减少松软路上的
阻力。 3、最低稳定车速
车速低,土壤抗剪切能力较强,可提高附着系数。因此 应用低速通过困难地段。可用增大传动比降低最低稳定车轮按各自附着力分配驱动力, 可按各自附着力分配驱动力矩,可大大提高汽车通 过性。
汽车通过性几何参数
最小离地间隙 h 纵向通过角 接近角 1 离去角 2 最小转弯半径 dmin 转弯通道圆
汽车通过性几何参数
影响通过性的使用因素
1、轮胎气压 在松软路面上行驶,降低胎压可使轮胎接地面
积增加,减少滚动阻力,提高附着系数。
2、轮胎花纹 轮胎花纹宽而深可提高松软路面的附着系数,
但滑行噪声增大。
5、涉水能力
解决汽车电器的水密封问题。
第二节 汽车道路试验
1. 加速性能试验 2. 最高车速试验 3. 滑行试验 4. 制动性试验 5. 燃料消耗量试验
3、拱形轮胎 超低压拱形轮胎在专用越野车上得到广泛应用,其断面
宽度比普通轮胎大2-3倍。 拱形轮胎车辆在沙漠、雪地、沼 泽等具有良好的通过性,但在硬路面上行驶会过早磨损。
4、驾驶方法 通过沙漠、雪地、泥沼地时应用低档,尽量保持直线行

项目五 汽车的通过性和平顺性

项目五   汽车的通过性和平顺性
(1)间隙失效:汽车因离地间隙不足而被地 面托住无法通过的现象。
(2)顶起失效:车辆前端或尾部触 及地面而不能通过的现象。
(4)几何参数:最小离地间隙、横向通过半 径、纵向通过半径、接近角、离去角等。
二、牵引支承通过性 指车辆能顺利通过松软 土壤、沙漠、雪地、冰面、沼泽等地面的能 力。
任务一 汽车的通过性
汽车的通过性(越野性)是指它在一定载质 量下能以足够高的平均车速通过各种坏路 和无路地带(如松软地面、凸凹不平地面 等)及各种障碍(如陡坡、侧坡、壕沟、台 阶、灌木丛、水障等)的能力。
汽车通过性可分为轮廓通过性和牵引支承 通过性。
一、轮廓通过性 表征车辆通过坎坷不平路段 和障碍(如陡坡、侧坡、台阶、壕沟等)的 能力。主要概念如下。
车辆支承通过性的主要评价指标包括附着质 量、附着系数及车辆接地比压。
附着质量是指轮式车辆驱动轴载质量,车辆 附着质量与总质量之比,称为附着质量系 数。
三、汽车的倾覆失效
越野汽车在通过障碍时,过大的侧坡或纵坡 会导致汽车倾覆失效。汽车在侧坡上直线行 驶时,当坡度大到使重力通过一侧车轮接地 中心,而另一侧车轮的地面法向反作用力等 于零时,则汽车将发生侧翻。
汽车的平顺性影响“ 人-汽车”系统的操纵 稳定性以及行驶安全性。
一、平顺性的评价指标
平顺性主要靠主观感觉判断。
国际标准ISO 2631,以短时间简谐振动的实验 结果为基础。ISO 2631用加速度均方根值给出了 1~80Hz振动频率范围内人体对振动反应的三个不 同界限。
(1)暴露界限:当人体承受的振动强度在此界限内, 将保持人的健康或安全。它作为人体可承受振动量 的上限。
(2)疲劳-工效降低界限:当人承受的振动强 度在此界限内时,能准确灵敏地反应,正常地进行 驾驶。它与保持人的工作效能有关。

汽车的通过性

汽车的通过性

r sin d pdz
Frc b
z0 0
r cos d pdx
n 1 z0 kc n kc ck k z d z b n 1
W b
r sin 0
0
pdx b
r sin 0
0
kc n k z dx b
对于“塑性”土壤
d dj

j 0
max
K
exp j / K
j 0

max
K
22
第二节 松软地面的物理性质
二、土壤法向负荷与沉陷的关系
如果将一块表示充气轮胎或履带接地面积的平板用均 匀负荷压入地面土壤,静止沉陷量 z 和单位压力 p 之 间的关系如下。
kc n n p kz k z b k kc k b
三、影响汽车通过性的因素
汽车的通过性与汽车的结构特点、路面质量和行 驶状况有关。
1.传动系的结构
为了保证汽车的通过,除了要减少行驶阻力外, 还必须提高汽车的驱动力和附着力。
①采用副变速器可提高汽车的动力因数;
②采用液力传动能提高传动系工作的稳定性; ③采用高摩擦式差速器可提高在复杂路面上的附 着性能。
两边同除以面积A
max c tan
式中,τmax为剪切强度;σ为剪切面法向压力。
20
第二节 松软地面的物理性质
5.土壤的剪切应力与剪切变形的关系

c tan exp K
ymax
对于“脆性”土壤
2
2 2 K2 1 K1 j exp K 2 K 2 1 K1 j
式中,kc 为土壤的“粘聚”变 形模数; k 为土壤的“摩擦”变 形模数;b 为承载面积的短边长; z 为土壤沉陷量;n 为沉陷指数。

27汽车工程学-05-汽车通过性

27汽车工程学-05-汽车通过性
现代各类汽车通过性几何参数的数值范围见表5-1-2。
表S-1-2汽车通过性几何参数的数值范围
汽车类型
4x2乘用车 4x4乘用车、吉普车
4 x2商用货车 4 x4、6 x6商用货车 6 x4>4 x2商用客车
最小离地间隙
h/mm
120 -200 210 ~370 180 〜300 260 ~ 350 220 〜370
车型 级别




机 排


V/L



辆 总


车 La/m
V^l.O 1.0<F^1.6 1. 6 < V^2. 5 2.5 <7^4.0
V>4.0 la^3.5 3.5 <La^7. 0 7. 0 < ^10. 0 La > 10. 0
o 7.0-9.5 8.5 -11.0 9. 0 ~12. 0 10.0 ~ 13.0 11.0-15.0 8.0 -11.0 10.0-13.0 14.0-20.0 17.0 〜22.0
沙土、淤泥、冻结的雪等,切应力与变形
的关系曲线如图5-2-2中的曲线1。在最大
切应力Tmax时出现凸峰,然后维持一定的
塑性1 [脆性,,土壤
剩余切应力T%。 对于疏松土壤,如松散的沙土、潮湿
的粘土、干雪和大多数受过扰动的土壤,
剪切变形7
切应力与变形的关系曲线表现为逐渐接近 最大切应力而无凸峰,如图5-2-2中的曲线
决于土壤的坚实程度,对于松散沙土,K约为2.5cm;对于压实无摩擦的粘土,K约为
0• 6cm。 2. 土壤法向负荷与沉陷的关系
若将一块表示充气轮胎或履带接地面积的平板用均匀负荷压入地面土壤,则其静止沉陷

第七章 汽车的通过性和行驶平顺性

第七章 汽车的通过性和行驶平顺性

• 车轮接地比压是指车轮对地面的单位压力。车 辆在松软地面上行驶的滚动阻力系数和附着系 数都与车轮接地比压直接有关。 • 车轮接地比压小,轮辙深度小,车轮的行驶阻 力和车轮沉陷失效的概率就小。同样,当汽车 行驶在粘性土壤和松软雪地上时,降低车轮接 地比压可使得车轮接地面积增加,提高地面承 受的剪切力,使车轮不易打滑。 • 车轮接地比压与轮胎气压有关,车轮在硬路面 上承受额定载荷时,其关系式为 p k w p w
(4)前轮距与后轮距
• 当汽车在松软地面上行驶时,各车轮都 需克服形成轮辙的阻力(滚动阻力)。 如果汽车前轮距与后轮距相等,并有相 同的轮胎宽度,则前轮辙与后轮辙重合, 后轮就可沿被前轮压实的轮辙行驶,使 汽车总滚动阻力减小,提高汽车通过性。 所以,多数越野汽车的前轮距与后轮距 相等。
(5)前轮与后轮的接地比压
45~50
25~60 45~60
35~40
25~45 35~45
20~30
16~28 22~42
越野车(乘 用) 客车
210~370
45~50
35~40
20~30
220~370
10~40
6~20
28~44
2.接近角与离去角
• 接近角和离去角,是指自车身前、后突 出点向前、后车轮引切线时,切线与路 面之间的夹角。 • 它表征了汽车接近或离开障碍物(如小丘、 沟洼地等)时,不发生碰撞的能力。 • 接近角和离地角越大,则汽车的通过性 越好。
(3)轮胎气压
• 在松软地面上行驶的汽车,应相应降低轮 胎的气压,以增大轮胎与地面的接触面积, 降低接地比压,从而减小轮胎在松软地面 的沉陷量及滚动阻力,提高土壤推力。 • 在硬路面上行驶时,应适当地提高轮胎气 压,这样可以减小轮胎变形,使行驶阻力 减小。 • 当车轮通过不同路面时,要求不同的轮胎 气压 ,故有“中央充气系统”,但结构复 杂,可靠性差,应用不广。

第七章 汽车的通过性

第七章 汽车的通过性
二、结构因素
1.车轮布局 前后轴轮距相等 2.轴荷分配 a)前、后各50%, 寿命差不多 b)前1/3,后2/3, 公路用车 c)越野:前 50%,后 50%, 整体行驶阻力降低
第三节 影响通过性的主要因素
3、轮胎花纹 越野车要求花纹宽、深 4、拱形轮胎 宽度大高 ,超低压,适合软地面、沙漠 地区
第七章 汽车的通过性
汽车的通过性(越野性):是指汽车能以 足够高的平均车速通过各种坏路和无路地 带(如松软地面、凹凸不平路面等)及各 种障碍(如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌 木丛、水障等)的能力。 有些内容涉及到:动力性、最小离地间隙 顶起失效:车辆中间底部的 车辆中间底部的 零部件碰到地面而被顶住的 现象。 现象。
在硬实地面上气压↑→f ↓、φ ↓ 所以某些越野车装有中央空气系统,在不同路面满足不同 气压要求
第三节 影响通过性的主要因素
2、驾驶技术 松软地面上,低速、不要换档,不要加速,直线行驶 差速锁 冰雪路面 防滑链 ua↓→车轮滑转倾向↓→通过性好。 越野车传动系最大传动比较大。
第三节 影响通过性的主要因素
第一节 通过性的几何参数
3、横向通过半径 横向通过半径ρ2, 横向通过半径 , 通过性越好。 通过性越好。
第一节 通过性的几何参数
4、接近角与离去角 触头失效 前端突出点向前轮所引切线与地面间的夹角。 接近角γ1大些,前悬越短,车身前悬高些。
第一节 通过性的几何参数
托尾失效
后端突出点向前轮所引切线与地面间的夹角 离去角γ2大些,后悬越短,车身后悬高些 接近角和离去角对上下坡都有影响
第一节 通过性的几何参数
7、车轮半径 、 半径大,通过性好
第二节
通过性的支承与牵引参数
松软地面上,p大则下沉, 所以p小些好, W, A
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第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
发动机在拖底后能继续行驶吗? 现在很多汽车的底盘设计很低,而我国的路况水准又不 是很高,再加上一些人为的损坏及施工,经常会造成路面的 坑洼不平,造成拖底事件时有发生。拖底严重时将使发动机 的油底壳损坏、变速器的壳体损坏,此时有可能因为缺少润 滑油而导致发动机和变速器的报废,轻者需要大修,严重就 要更换总成。在保险公司的规定中,这种因为驾驶员的原因 导致的间接的损失不予赔偿,所以在拖底后应该及时联系救 援和保险公司,而不要冒险行驶。
的能力
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第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
车辆在松软地面上行驶时,驱动轮对地面施 加向后的水平力,使地面发生剪切变形,相 当驱动轮对地面施加的水平力大于等于极限 剪切力时,引起车轮滑转。车轮压紧土壤等 松软支承物形成车辙阻力。 挂钩牵引力=土壤最大推力与车辙(土壤) 阻力之差。
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第一节 汽车通过性评价指标பைடு நூலகம்几何参数
最小离地间隙
3
1
2
h
能否改用大尺寸的轮圈 来提高通过性? 12/76
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最小离地间隙h
汽车满载、静止时,支承平面与汽车上的中间区 域最低点之间的距离。
它反映了汽车无碰撞地通过地面凸起的能力。
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 最小转弯直径和内轮差
转向盘转到极限位置,以最 低稳定车速转向行驶。外侧 转向轮中心平面在支承面上 滚过的轨迹圆直径。
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最小转弯直径
d min
转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时,外侧 转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆直径。
1)汽车最低离地间隙
2)接近角何离去角 3)纵向通过半径和最小转弯半径 4)前后轴荷分配 5)轮胎花纹及尺寸
1)纵向倾覆
2)横向倾覆
6)轮胎对地面的单位压力
7)前后轮辙重合度 8)驱动轴数
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第七章 汽车的通过性
汽 车 通 过 性 : 汽 车 影响通过性的主 以 足 够 高 的 平 均 车 要因素:汽车的 速 通 过 各 种 坏 路 和 支承-牵引参数 无路地带(如松软地 和几何参数;也 面、坎坷不平地段 ) 与汽车的其它使 用性能 ( 如动力性、 和各种障碍(陡坡、 平顺性、机动性、 侧坡、壕沟、台阶、 稳定性、视野性 ) 灌木丛、水障)的 有关。 能力。
所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆,称为转弯 通道内圆;车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以内的最
2
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离去角γ2 汽车满载、静止时,后端突出点向后轮所引切线与地 面间的夹角。 γ2越大,越不容易发生托尾失效。
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
纵向通过角
3
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纵向通过角β
汽车满载、静止时,分别通过前、后车轮外缘作垂直于汽车纵向
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第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
为什么汽车怕托底?
1)发动机油底壳和变速器底壳 2)三元催化器内部是陶瓷载体 3)油箱 4)制动油管 5)悬挂系统
怎样处理?
行驶中如果遇到大石块或 者深坑,应尽量避开。如果车 速快,路窄且周围有车和人无 法避开时,怎样处理?
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对称平面的切平面,两切平面交于车体下部较低部位时所夹的最小 锐角。
它表示汽车能够无碰撞地通过小丘、拱桥等障碍物的轮廓尺寸。
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
①最小离地间隙 ②接近角与离去角 ③纵向通过角 ④最小转弯半径和内轮差 ⑤转弯通道圆
这些参数的具体意义或 对汽车运用性能的影响 在哪里?
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第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
间隙失效及其几何参数
间隙失效:汽车因离地间隙不足而 被地面托住无法通过的现象。 顶起失效:车辆中间底部的零部件 碰到地面而被顶住的现象。 触头或托尾失效:因车辆前端或尾 部触及地面而不能通过的现象。 几何参数:最小离地间隙、纵向通 过角、接近角、离去角。
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应的剪切力便形成了构成地面对汽车的推力。
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
一、轮廓通过性 间隙失效——与不规则路面的间隙不足而造成 汽车被托住而无法通过的现象。 顶起失效 触头失效 托尾失效 汽车通过性的几何参数是与防止间隙失效 有关的汽车本身的几何参数。
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第七章 汽车的通过性
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 第二节 汽车的侧翻 第三节 影响汽车通过性的因素
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第一讲
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
第二节 汽车的侧翻与侧滑
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第七章 汽车的通过性
汽车使用性能的主要指标——越野性、机动性和稳定性
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第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
几何通过性 汽车的通过性
支承通过性
几何通过性:以足够高的车速通过各种障碍的能力
支承通过性:以足够高的车速通过坏路和无路地带的能力
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第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
①轮廓通过性 —— 描述汽车通过坎坷不平路段和 障碍的能力。 ②支承通过性 —— 描述汽车顺利通过松软路面等
它表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物
的能力。
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 转弯通道圆
转向盘转到极限位 置,以最低稳定车 2018/11/27 速转向行驶。
车体上所有点在支承面 上的投影均位于圆周以 外的最大内圆。 23/76
转弯通道圆
转向盘转到极限位置、汽车以最低稳定车速转向行驶时,车体上
接近角
汽车满载静止时,汽车前端突出点向前轮所引切线与 地面的夹角。
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接近角γ1 汽车满载、静止时,前端突出点向前轮所引切线与地 面间的夹角。
γ1越大,越不容易发生触头失效。
第一节 汽车通过性评价指标及几何参数
汽车满载静止时,汽车后端突出点向后轮引的切
离去角
线与地面的夹角。
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