第七章总体动力学课件.ppt

第八章  车辆总体动力学 车辆总体动力学主要研究汽车的动力性和拖拉机带机具作业时水平受力情况及力的转移变化、平衡规律。 汽车的动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。汽车运输效率的高低主要取决于动力性。动力性好，汽车就会具有较高的行驶速度、较好的加速能力和上坡能力。 拖拉机实际工作时必然带有农具，农具的各种作用力对拖拉机的性能产生一定影响。 压力阻力可分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力。 形状阻力占压力阻力的大部分，与车身主体形状有很大关系，约58%； 干扰阻力是车身表面凸起物如后视镜、门把、引水槽、悬架导向杆、驱动轴等引起的阻力，约14%； 发动机冷却系、车身通风等所需空气流经车体内部时构成的阻力即为内循环阻力，约12%； 诱导阻力是空气升力在水平方向的投影，约7%。 （二）附着条件 地面与驱动轮接地表面之间的摩擦作用称为附着作用。由此产生反力的极限值称为附着力。 附着力被利用而表现出来的时候就成了驱动力。因此，驱动力的发挥受到附着力的限制，实际发出的驱动力，只能小于或等于附着力，而不能大于附着力。 汽车行驶的第二个条件： 也是充分条件。 汽车行驶的驱动附着条件（充分必要条件） （1）拖拉机的使用重量G? （2）驱动力Ft?: Ft可认为是驱动轮对土壤切向作用力的反作用力。 （3）牵引阻力FD? : 牵引农具的总牵引阻力（图中未标出）作用在拖拉机的牵引装置上，并与地面成γ角。习惯上将水平分力FD称为挂钩牵引阻力，简称牵引阻力。 （4）从动轮及驱动轮的土壤反作用力。 在上述第四种情况下，由于前轮作用着与拖拉机行驶方向相反的制动力Fr，它所形成的力矩经分动器和中央传动等传给后轮。 因此，传至后轮的动力有两条线路，一路是由发动机传来的，即正常的动力传递；另一路由前轮传来。 第四节 转向 动力学 1.为了方便分析车辆转向时的受力情况，假设： 1）四轮车辆的两前轮直接装在同一前轴上，前轴中间与机体铰接； α=β 2）车辆是低速转向，可以忽略离心惯性力。 2.轮式车辆在直行时的受力如图所示： 3.等速转向行驶 假定： 1）车辆转向时各车轮的滚动阻力不变； 2）两侧前轮的偏转角均为α； 根据稳定的条件，转向力矩和阻力矩相平衡有： 即： 由此可以求出车辆的转向力PB： 转向力PB是土壤对前轮产生的轴向反力，其大小取决于前轮和土壤间的附着性能。即： 三、履带车辆转向理论分析 （一）运动学分析 履带拖拉机的转向是因为其行走装置的两侧驱动力不同。 则， v1 、 v2分别为： 车辆纵向对称轴中心的平均线速度为： （二）动力学分析 履带拖拉机转向时的阻力矩Mz可以看作由两部分组成： Mz1——转向时地面摩擦产生的阻力矩； Mz2——牵引力P`T的横向分力相对转动中心形成的转向力矩。 1.无牵引负荷时 P`T=0 2. 有牵引阻力 有牵引阻力时，则其阻力矩为： 四、手扶拖拉机转向理论分析 带尾轮的手扶拖拉机，尾轮除起支承作用外，还可以借助尾轮偏转后产生的侧向力协助转向。 思考题 1.试述汽车行驶的充分必要条件？ 2.汽车行驶阻力有哪些？ 3.实说明四轮驱动拖拉机的性能特点。 α 受力分析： γ α 0.5Pfc 0.5Pfc 0.5Pfq 0.5Pfq P`q1 P`q2 P`T PB Pfc 力矩分析： γ α 0.5Pfc 0.5Pfc 0.5Pfq 0.5Pfq P`q1 P`q2 P`T PB Mzc Mzq Pfc 在装有差速器的车辆上，有： 所以： ——前轮的侧向附着系数； ——前轮对土壤的垂直作用力。 结论： 拖拉机在抗压、抗剪强度弱的地面上（如水田土壤、沙滩及松软地面）转向时，因附着性能变差、转向力PB不足而转向困难。 履带车辆转向过程 ω 若两侧驱动轮的角速度分别是ω1、ω2，驱动轮节圆半径r，则有： 此时车辆的转向角速度ω： ω 履带拖拉机的无牵引转向简图 dX x 假设履带对地面的压力均匀分布， 其值为： 式中 Gs——车辆重量； b ——单侧履带宽度； L0——履带接地长度。 P`q2 P`q1 0.5Pfc 0.5Pfc Mz1 带牵引负荷转向 x0 γ P`T P`q2 P`q1 0.5Pfc 0.5Pfc * 第一节 车辆行驶原理 车辆的行驶方程为： 汽车的行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、加速阻力和坡度阻力。拖拉机牵引农机具作业时，速度较低，可忽略空气阻力，但要增加带动农机具工作所必须克服的阻力，即牵引阻力。 由于作用在车轮上的转矩Tt是由发动机产生并经过传动系统传递到车轮上的，因此有： 一、驱动力 汽车的驱动力为： 对装有分动器、轮边减速器、液力传动