同济大学《汽车理论》第一章 汽车轮胎力学与空气动力学
汽车理论第一章
轮胎纵向力学特性
轿车轮胎的滚动阻力系数可用下式估算：
式中的f０值：良好沥青或水泥路面为0.014，砂石路 面为0.020，卵石路面为0.025。 货车轮胎气压较高，其滚动阻力系数可用下式估算：
轮胎纵向力学特性
在许多性能计算中，常将滚动阻力系数视为车速的 线性函数。 在通常的胎压范围内(约179KPa)，式(1-7) 可给出客车轮胎在水泥地面上的f 值。
轮胎纵向力学特性
③前束阻力Ｆv
轮胎纵向力学特性
由于前束角一般较小( <２°)，其前束阻力比滚动 阻力小得多，故一般可忽略不计，在整车测量时， 将它计入滚动阻力之中。
轮胎纵向力学特性
（2）转弯时的滚动阻力 转弯时滚动阻力Ｆr 大小取决于行驶速度和转向半 径Ｒ，转弯的滚动阻力系数fＲ，由以下公式确定：
湿路面上φmax ≈1.2 φs
轮胎纵向力学特性
φ –s 曲线形状与许多因素有关
（1）路面性质 干燥碎石路面的φmax和φs较高，而在雪地或结， 而在冰雪路面上φmax仅为0.2或更小。
轮胎纵向力学特性
（1）在s =0 ~15％ 之间， φ 随s 线性增长。 （2）在s = 15％ ~30％之间， φ 值可达到最大，最大 的φmax称为峰值附着系数； （3）在s = 30％ ~100％， 曲线下降，在滑动率 为100％时降为滑动附 着系数φs。
干燥路面上 φmax ≈1.2 φs
轮胎纵向力学特性
当车轮滚动时，如图1-8a)所示，在法线n-n前后相对应 点d和d变形虽然相同，但由于弹性迟滞现象，处于加载 压缩过程的前部d点的地面法向反作用力就会大于处于 卸载恢复过程的后部d点的地面法向反作用力。 这可以 从图1-8b)中看出，设取同一变形δ，加载压缩时的受力 为CF，卸载恢复时受力为DF，显然CF大于DF。这样，就 使地面法向反作用力前后的分布并不对称，而使它们的 合力Ｆz相对于法线n-n‘向前移了一个距离ａ。
第一章 轮胎力学与汽车空气动力学(20070925)
由于轮胎具有侧向弹性，车轮行驶方 向将偏离车轮平面方向，这就是轮胎 的侧偏现象。
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎侧向动力学特性
当侧偏角不超过4~5度时，侧偏角和侧 偏力成线性关系，汽车正常行驶驶 时，侧向加速度不超过0.4g，侧偏角 不超过4~5度。
Fy = K
y
⋅α
根据右手系定则，正的侧偏力产生负 的侧偏角。一般轿车的轮胎侧偏刚度 大约在
轮胎拖距
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
回正力矩的影响因素
从而使回正力矩开始时逐步增大，侧偏角为4~6度达到最大 值；侧偏角再增大，回正力矩下降，在10~16时回正力矩为 零；侧偏角再增大，回正力矩为负值。 在同样侧偏角下，尺寸大的轮胎一般回正力矩大。子午线轮 胎的回正力矩比斜交轮胎大。轮胎气压低，接地印迹长，轮 胎拖距大，回正力矩也就大。 当轮胎上作用有纵向力作用时，需消耗地面提供的部分附着 力，因而侧向力利用的附着力减小，故在一定侧偏角下，驱 动力增加时，回正力矩达最大值后再下降，在制动力作用 下，回正力矩不断减小，到一定制动力时下降为零，其后便 变为负值。
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
附着系数的影响因素
路面的磨擦系数 行驶车速 轮胎的花纹 路面平整度 有水和油时
ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
三、整车坐标系
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎侧向动力学特性
汽车行驶过程中，由于路面的侧向倾 斜、侧向风或曲线行驶时的离心力等 作用，车轮中心将产生一个侧向力， 相应在地面上产生地面侧向作用反 力，这个力称为侧偏力。
汽车理论第三版第一章习题答案
1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理 和作用形式?
1）定义：汽车在水平道路上行驶时受到的道路 在行驶反方向上的分力称为滚动阻力。 2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生，弹性轮 胎在硬路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形 曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞 损失。这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
1.8
解：（1）先求汽车旋转质量换算系数 2 2 I w 1 I f ig i0 T 1 1 2 1.4168 2 m r m r 驱动力为：
Ft
Ttqig i0t r
6597.36( N m)
则根据驱动力阻力平衡方程式
F f 2 Fw Fi F j F f 2 Fi FX 1 C 1 Ghg du FZ 1 FZs1 FZs1 FZw1 gL dt
imax tan max 11.6%
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
1.7答：
2）附着力决定着汽车的最大切向力 (1)对于 ＝0. 2，求极限加速度
0.367
Ft F f Fw
2
Ft 494.312 0.131ua
Tq 6.9 5.83 0.85
0.377 0.3697n 2 494.312 0.131( ) 5.83 6.09
青岛理工大学 邹旭东 zxd@
1.3-2）
⑴最高车速： 把Tq的拟合公式也代入可求得最大车速对应的 发动机转速：n>4000 rpm，只能代入最大转速 4000rpm，得
D 1挡 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 2挡 3挡 4挡
《汽车理论》第一章汽车的动力性与绪论课后答案详细解答
第一章1.1、试说明轮胎滚动阻力的定义、产生机理和作用形式?答：1）定义：汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力。
2）产生机理：由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支撑路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能量损失，即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时，地面对车轮的法向反作用力的分布是前后对称的；当车轮滚动时，由于弹性迟滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力Fa 相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。
即滚动时有滚动阻力偶矩 a F T z f = 阻碍车轮滚动。
3）作用形式：滚动阻力fw F f = r T F f f = （f 为滚动阻力系数）1.2、滚动阻力系数与哪些因素有关？提示：滚动阻力系数与路面种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关。
1.3、确定一轻型货车的动力性能（货车可装用4档或5档变速器，任选其中的一种进行整车性能计算）：1）绘制汽车驱动力与行驶阻力平衡图。
2）求汽车的最高车速、最大爬坡度及克服该坡度时相应的附着率。
3）绘制汽车行驶加速倒数曲线，用图解积分法求汽车有Ⅱ档起步加速行驶至70km/h 的车速－时间曲线，或者用计算机求汽车用Ⅱ档起步加速至70km/h 的加速时间。
轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tq —n 曲线的拟合公式为432)1000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 式中, Tq 为发功机转矩(N ·m)；n 为发动机转速(r ／min)。
发动机的最低转速n min =600r/min ，最高转速n max =4000 r／min装载质量 2000kg整车整备质量 1800kg总质量 3880 kg车轮半径 0.367 m传动系机械效率 ηт＝0.85波动阻力系数 f ＝0.013空气阻力系数×迎风面积 C D A ＝2.772m主减速器传动比 i0＝5.83飞轮转功惯量 I f ＝0.218kg ·2m二前轮转动惯量 I w1＝1.798kg ·2m四后轮转功惯量 I w2＝3.598kg ·2m变速器传动比 i g (数据如下表)轴距 L ＝3.2m 质心至前铀距离(满载) α＝1.947m质心高(满载) h g ＝0.9m解答：1）（取四档为例）由uF n u n Tq Tq F t t →⇒⎪⎭⎪⎬⎫→→→ 即r i i T F To g q t η=3210(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= og i i rn u 377.0= 行驶阻力为w f F F +：215.21a D w f U A C Gf F F +=+2131.0312.494a U +=由计算机作图有※本题也可采用描点法做图：由发动机转速在m in /600n min r =，m in/4000n max r =，取六个点分别代入公式：………………………………2）⑴最高车速：有wf t F F F +=⇒2131.0312.494a t U F +=分别代入a U 和t F 公式：2)09.6*83.53697.0*377.0(131.0312.494367.085.0*83.5*9.6*n T q += 把q T 的拟和公式也代入可得：n>4000而4000m ax =n r/min∴93.9483.5*0.14000*367.0*377.0max ==U Km/h ⑵最大爬坡度： 挂Ⅰ档时速度慢，Fw 可忽略：⇒)(max w f t i F F F F +-= ⇒Gf F Gi t -=max⇒013.08.9*388014400max max -=-=f G F i t =0.366（3）克服该坡度时相应的附着率z x F F =ϕ 忽略空气阻力和滚动阻力得：6.0947.12.3*366.0/=====a il l a i F Fi z ϕ 3）①绘制汽车行驶加速倒数曲线（已装货）：40.0626)(1f D g du dt a -==δ（GFwFt D -=为动力因素）Ⅱ时，22022111ri i I m r I m T g f w ηδ++=∑2222367.085.0*83.5*09.3*218.038001367.0598.3798.1380011+++= =1.128r i i T F To g q t η=321000(8445.3)1000(874.40)1000(44.165)1000(27.25913.19n n n n Tq -+-+-= 215.21a D w U A C F = 由以上关系可由计算机作出图为：②用计算机求汽车用Ⅳ档起步加速至70km/h 的加速时间。
汽车理论课件第一章汽车的动力性
汽车的行驶阻力
01
定义
汽车行驶阻力是指在汽车行驶过程中，阻碍汽车运动的外力，包括滚动
阻力、空气阻力和坡道阻力等。
02 03
产生原理
滚动阻力是由于轮胎与地面之间的摩擦产生的；空气阻力是由于汽车表 面与空气之间的摩擦和压差产生的；坡道阻力是由于汽车重力沿坡道的 分力产生的。
影响因素
行驶阻力的大小与汽车的质量、速度、行驶路况、车体形状和空气动力 学特性等因素有关。
汽车动力性的评价指标
01
02
03
最高车速
指在良好路面上，汽车能 达到的最高行驶速度。
加速时间
指在一定行驶距离内，汽 车从某一较低车速加速到 某一高速所需的时间。
最大爬坡度
指汽车满载时在良好路面 上以最低前进挡所能爬越 的最大坡度。
汽车动力性的影响因素
发动机特性
发动机的最大功率、最 大转矩以及相应的转速 等参数对汽车动力性有
汽车的加速时间分析
加速时间定义
01
指汽车从某一较低的车速加速到某一较高的车速所需的时间。
加速时间的影响因素
02
主要包括发动机扭矩、变速器挡位、汽车总质量、轮胎滚动半
径等。
加速时间的测试方法
03
通常在专业的汽车试验场进行，通过使用专业的测时仪器来测
量。
汽车的爬坡能力分析
爬坡能力定义
指汽车在良好的路面上所能克服的最大坡度。
04
汽车的动力性分析
汽车的最高车速分析
最高车速定义
指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能 达到的最大行驶速度。
最高车速的影响因素
主要包括发动机功率、变速器挡位、汽车总质量、空气阻力系数、 轮胎滚动半径等。
汽车理论课件.pdf
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
轮胎规格示例
同济大学,汽车学院 左曙光教ห้องสมุดไป่ตู้教案
速度标记
速度标记 （GSY）
F M P Q
最高车速 （km/h）
80 130 150 160
速度标记 （GSY）
R S T H
最高车速 （km/h）
170 180 190 210
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
负荷指数（L1）
f
一般的沥青或水泥路 0.018~0.020
碎石路
0.020~0.025
压紧土路、干燥路面 0.025~0.035
汽车理论
左曙光
电话: 69589233 (办) 办公室: 新能源汽车工程中心313室
2013年9月
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
发动机
电子电 器
车身
发动 机
转向 系统
行驶 系统
其它：车身、仪表及显示、照明与信号、电气 与电子系统、空调、取暖及通风、雨刷……
制动 系统
传动系 统
设计最优性能的汽车
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车理论的整体内容
汽车行驶过程的力学特性分析 汽车的主要性能与评价指标 汽车整车动力参数的选定与匹配
同济大学,汽车学院 左曙光教授教案
汽车理论的参考书、方法及要求
汽车理论，机械工业出版社，余志生主编 2007年5 月（第五版）
汽车理论，人民交通出版社，吴光强主编 2007年2月
意义
Fx
纵向力
地面对轮胎的反作用力眼坐标系x轴的分量
Fy
侧向力
地面对轮胎的反作用力沿坐标系y轴的分量
Fz
法向力
汽车理论知到章节答案智慧树2023年同济大学
汽车理论知到章节测试答案智慧树2023年最新同济大学第一章测试1.汽车行驶时的空气阻力与空气与汽车相对运动速度的平方成正比，与迎风面积成正比。
（）参考答案:对2.作用在汽车上的外力主要来自于地面和空气介质两方面。
（）参考答案:对3.作用在汽车上的气动力是消耗能量的摩擦阻力。
（）参考答案:错4.空气阻力主要包括为压力阻力和摩擦阻力。
( )参考答案:对5.压力阻力包括（）参考答案:诱导阻力;内循环阻力;形状阻力;干扰阻力第二章测试1.表征汽车动力性的三个指标分别为最高速度、加速时间和最大爬坡度。
（）参考答案:对2.汽车行驶阻力包括（）参考答案:空气阻力;加速阻力;坡道阻力;滚动阻力3.附着力表示的是地面对轮胎切向反作用力的极限值。
（）参考答案:对4.汽车行驶的附着条件是驱动轮的地面切向反作用力小于等于附着力。
（）参考答案:对5.汽车动力装置的参数系指发动机的功率和传动系的传动比。
（）参考答案:对6.用以表示汽车加速能力的指标是加速时间，常用原地起步加速时间和超车加速时间来表示。
（）参考答案:对第三章测试1.我国和欧洲常用的表示汽车燃油经济性的指标是行驶100km所消耗的燃油升数。
（）参考答案:对2.影响汽车燃油经济性的因素有（）参考答案:对汽车进行保养和维护;行驶车速;使用挂车;挡位选择3.在汽车结构方面，改善汽车燃油经济性的措施有（）参考答案:减轻汽车重量;选用效率更高的发动机;改善汽车外形;缩减汽车总尺寸4.发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。
（）参考答案:错5.车开越慢，油门踩得越小，就一定省油。
（）参考答案:错6.与汽油车相比，柴油车颗粒物（PM）排放量多，氮氧化物（NOx）排放量多。
（）参考答案:对第四章测试1.汽车制动性的评价指标（）参考答案:制动时汽车的方向稳定性;制动效能;制动效能的恒定性2.制动时汽车的方向稳定性主要指的是？（）参考答案:侧滑;失去转向能力的性能;制动时汽车不发生跑偏3.滑动附着系数是指s=100%的制动力系数。
同济大学-汽车理论-习题
习题一第一章汽车的动力性1.汽车动力性的指标有那些？它们能否相互代替？为什么？（提示：要考虑发动机的运行状态）2.可以提高汽车动力性的主动控制型式有那些？它们在控制对象等方面有何不同？3.说明四轮驱动的汽车，如果其前后与左右车轮分别在路面附着条件不同的路面，与在均匀路面相比其动力性的变化情况。
4.给出综合式、正透液力变矩器与发动机共同工作的输出特性曲线，并说明各部分如何获得？第二章汽车的燃油经济性1.汽车的使用情况（车速、档位与载荷）对燃油经济性有何影响？2.汽车的最低燃油消耗率与最小燃油消耗特性曲线如何获得？如何保证发动机的运行实现？（提示：考虑应使用的传动系等因素）3.简述使用液力传动的车辆燃油经济性的计算过程？第三章汽车动力装置参数的选定1.能否使得车辆的行驶状态不变而改变发动机的运行状态？这样会对燃油经济性有何影响？2.如果传动系统的速比按下式分配，和按等比级数分配相比，车辆动力性与经济性等性能有何不同？第四章汽车的制动性1.车辆的同步附着系数如何改变？I曲线之上的B线有无意义？2.曲线行驶时，如果汽车的前轮或后轮抱死，分别很可能出现怎样的情况？为什么？3.汽车空载时的I曲线为什么在满载时的下方，试详细分析在小于同步附着系数路面上制动时，两种工况下制动器、地面制动力及车辆加速度等的变化过程。
第五章汽车的操纵稳定性1.汽车的车速对车辆瞬态响应特性有何影响？（提示：先说明对固有特性、阻尼的影响，然后再结合有关公式或时域内的曲线分析）2.试分析汽车瞬态响应的稳定条件？3. 为什么汽车都有适当的不足转向特性？4.一辆行驶的汽车，如果其所受到的侧向力总是指向同一方向，且行驶状态不变，那么当它向相反的方向行驶时侧偏角、侧偏力及由于侧偏所引起的回正力矩的大小与方向是否会发生变化？怎样变化？5.汽车前后悬架侧倾角刚度的比值对车辆的转向特性有何影响？为什么？第六章汽车的平顺性1.试推证：路面速度时间功率谱密度与空间功率谱密度之间的关系？2.汽车的平顺性与行驶安全性（车轮动载）时常是一对矛盾，解决它们可有那些途径？3. 在双轴振动系统中，为什么希望其角振动的频率小些？一、简答题1、什么是轮胎的迟滞损失？它何形成滚动阻力？2、什么是汽车的动力性？其评价指标是什么？3、汽车行驶的驱动与附着条件是什么？4、液力传动的传力特点是什么？5、什么是汽车的燃油经济性，其评价指标和常用单位是什么？6、什么是制动效能、制动效能恒定性和制动是的方向稳定性？7、前轴侧滑与后轴侧滑对制动时的方向稳定性各有什么影响？8、中性转向、不足转向和过多转向对汽车操纵稳定性各有什么影响？9、什么是瞬态反应时间、超调量、横摆角速度的波动周期和稳定时间？10、什么是倍频带和1/3倍频程？11、由车身振动单质量各级系统模型分析得知，悬架系统的阻尼系数C和固有频率f0以及频率比λ0对汽车平顺性各有何影响？二、综合题1、在同一路段较滑的陡路面上，为什么后轴驱动的汽车满时可以通过，而空载时反而通不过？2、为什么公共汽车起步后，驾驶员很快换入高挡？3、一辆行驶在泥泞路面上的汽车，因前方突然一行人横穿马路，驾驶员采取紧急制动措施，其结果该车穿出自己车道而横在马路上，请分析产生这一后果的原因。
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一、滚动阻力
轮胎变形
硬路面上
产生滚动阻力的主要原因 软路面上
思考
轮胎变形和路面变形
轮胎变形为什么会产生滚动阻力？
轮胎的迟滞损失：轮胎在加载变形时所消耗的能量在卸 载恢复时不能完全收回，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦 损失上，产生热量，这种损失称为轮胎的迟滞损失。
n
加载变形区 n ' 卸载变形区
思
由轮胎的迟滞损失图看，在轮胎径向变形相同的情况下，
fz
（）轮胎结构
➢子午线轮胎比斜交轮胎的滚动阻力小～％； ➢滚动阻力与轮胎的帘线（棉、人造丝、尼龙、钢丝） 和橡胶品质有关。
（）气压
➢气压越高，轮胎变形及由其产生的迟滞损失就越小， 滚动阻力也越小。
（）驱动力
思考
为什么驱动力系数很大时，气压越低 越小？
胎面滑移
接地面积 胎面滑移 滑移引起的
考
地面作用在加载变形区与卸载变形区的法向反力是否相等？
）从动轮受力分析
ua
n W
FZ
F p1
’
C
A
D
ua
r
d d' FX1
n'
n
W
FZ
F p1
a
FX1
n'
OE F
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n
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W
FZ
F p1
T
F
f
Z
FX1
n'
Tf FZa
Fp1r Tf
Fp1
Tf r
FZ
a r
令 fa
r
—滚动阻力系数
Fp1 Wf
f Fp1 W
Ff Wf
Ff
Tf r
ua
r
ua
n
W
FZ
F p1
a
FX1
n' n
W
F p1
பைடு நூலகம்
FZ
Tf
FX1
n'
）驱动轮受力分析
FX2rTt FZa
Tt Tf
FX2
Tt r
Tf r
Ft Ff
ua
Tt
FX2 F Z
W
F p2
a
r
➢即路面作用于驱动轮的切向力比要小。
）影响的因素
（）车速 高大
货车
轿车
f f0f11ua00f41ua004
轮胎模型是汽车动力学研究的难点
• 目前还没有如此完备的轮胎模型 • 目前在车轮动力学研究中使用的三类轮胎
模型 • 轮胎纵滑模型：主要用于汽车动力性、制
动性能研究 • 轮胎侧偏模型：主要用于操纵稳定性研究 • 轮胎垂直振动模型：主要用于研究
轮胎的纵向力学特性
• 一、滚动阻力 • 二、轮胎的附着性能
环形跑道（视频）
（注意观察弯道的倾斜情况）
.影响纵向力系数的因素
（）路面
表 各种路面的平均附着系数
路面
峰值附着系数 滑动附着系数
沥青或混凝土路面
～
沥青（湿）
～
思考
上高速公路前要检查胎压，在给定的胎压范围内，胎 压适当高一些好还是低一些好？
胎压高 轮胎变形小 迟 滞损失少 小
胎压低 滑移小 小
思考
在高速公路上，轮胎变形产生的滚动阻力 大还是滑移产生的滚动阻力大？
上高速公路时，轮胎气压应该适当高一些。 在松软路面、泥泞路面、雪地行驶时，可适当降低轮胎气压。
地面对轮胎的反作用力沿坐标系轴的 分量
地面对轮胎的反作用力沿坐标系轴的 分量 地面对轮胎反作用力绕轴产生的力矩 地面对轮胎反作用力绕轴产生的力矩
地面对轮胎反作用力绕轴产生的力矩
纵向滑移率 侧偏角 经向变形 车轮外倾角 车轮转速 前轮转向角
轮胎 模型
纵向力 侧向力 法向力 侧倾力矩 滚动助力矩 回正力矩
承载能力（）
负荷指数（）
承载能力（）
承载能力（）
承载能力（）
轮胎的变形参数与六分力
轮胎的状态参数：前轮转角、外倾角、转速 轮胎的变形参数：滑移率、侧偏角、经向变形
轮胎六分力
符号
Fx
Fy
Fz Tx
Ty
Tz
名称
纵向力
测向力
法向力
侧倾力矩 滚动阻力矩
回正力矩
意义
地面对轮胎的反作用力眼坐标系轴的 分量
）纵向力系数大，地面纵向力大，制动距离短； ）侧向力系数大，地面可作用于车轮的侧向力大， 方向稳定性好； ）减轻轮胎磨损。
➢由 b 、 l 与 之间的关系可知，当滑动率 时，
l 0.1，即地面能产生的侧向力很小。
➢如果汽车直线行驶，在侧向外力作用下，容易发生侧滑； ➢如果汽车转向行驶，地面提供的侧向力不能满足转向的需 要，将会失去转向能力。
由轮胎
与土壤之 间的粘着 性所致
（）路面条件
表 滚动阻力系数 的数值
路面类型
滚动阻力系数
良好的沥青或混凝土路面
一般的沥青或混凝土路面
碎石路面
良好的卵石路面
坑洼的卵石路面
压紧土路
干燥的
雨后的
泥泞土路（雨季或解冻期）
干沙
湿沙
结冰路面
压紧的雪道
（）转向
离心力 前、后轮产生侧偏力 侧偏力沿行驶方向产生分力 滚动阻力增加
思考
什么情况下汽车会受到侧向外力的作用？
车身受到侧向风作用 路面侧倾
汽车转向行驶
➢为什么弯道要有一定的侧倾角？ ➢向内倾还是向外倾？ ➢倾角的大小依什么而定？
FY
FY
➢平地转向时，离心力由地面侧向力平衡。
当汽车在倾斜弯道转向时，离心力可由重力的分力平衡。
➢弯道内倾，可以减小所需的地面侧向力；倾角依道路 转弯半径和设计车速而定。
滑动率的计算
uw rw
rr0w uδ
uδ uwrr0w
s uδ 100%
uw
r
uw rr0w 100%
uw
w
uw
uδ
rr0
O（速度瞬心）
滑动率的计算
uw rw
rr0w uδ
uδ uwrr0w
s uδ 100% uw
纯滚动时 δ ， ； 纯滑动时 ω，
u w δ， ；
边滚边滑时 < <。
uw rr0w 100%
大家好
第一章 汽车轮胎力学 与空气动力学
同济大学 汽车学院 朱西产 教授
第一节 轮胎力学
轮胎的基本知识
速度标记 负荷指数 轮辋直径 （） 轮胎型号（为子午 线，为斜交胎） 扁平率（） 轮胎宽度
➢轮胎的扁 平率：表征 轮胎的胎面 高度与宽度 的比值（百 分比）。
速度标记
速度标记（） 最高车速（） 速度标记（） 最高车速（）
uw
.纵向力系数 与b 滑动率
纵向力系数：地 面纵向力与作用在 车轮上的垂直载荷 的比值。
b
FX b FZ
峰值附着系数
滑动附着系数
～
纵向力系数随 滑动率而变化
.侧向力系数 l
侧向力系数：地面 作用于车轮的侧向力 与车轮垂直载荷之比。
l
FY FZ
侧向力系数也 随滑动率而变化
➢（防抱死制动系统）将制动时的滑动率控制在～ 之间，有如下优点：
二、轮胎的附着性能
车轮接近纯滚动
uw rr0w
车轮边滚边滑
uw rr0w
车轮抱死拖滑
uwrr0w w 0
.滑动率
➢从制动过程的三个阶段看，随着制动强度的增加，车 轮几何中心的运动速度因滚动而产生的部分越来越少，因 滑动而产生的部分越来越多。 滑动率：车轮接地处的滑动速度与车轮中心运动速度的 比值。 ➢滑动率的数值说明了车轮运动中滑动成分所占的比例。