当前课程知识点：汽车理论 > 第一章：汽车的动力性 > 知识点1.9：汽车的附着力与地面法向反作用力 > 汽车附着力与地面法向反作用力
好 同学们大家好
下面介绍第一章
汽车动力性的第九个知识点
汽车附着力
与地面法向反作用力
汽车的附着力
决定于附着系数
以及地面作用于驱动轮的
法向反作用力
地面的附着系数呢
当然是跟道路有关的
但是我们驱动轮的
法向反作用力
主要取决于汽车的各种参数
附着系数的话
当然它是影响因素极其的复杂
在一般动力性分析中
只取附着系数的
这样一个平均值来处理
驱动轮地面法向作用力
与汽车的总体布置
车身的形状行使状态
以及道路的坡度等等
都有非常大的关系
我们这个图画出了一个
汽车在任意状态下
它的一个受力图
当然在图里边影响比较大的
一个就是汽车的惯性力
还有坡道的这样一个阻力
当然每一个轮子上
都还有惯性力距和滚动阻力距
无论是前轮还是后轮
当然在这里边需要考虑的呢
还有一个发动机
它的这样一个横置发动机的
这样一个惯性力
分别对前后轮取力距平衡
可以得到这样两个式子
也就是说既可以得到
后轮的法向反作用力
也可以得到前轮的
法向反作用力
仔细观察这样两个表达式
我们可以看到这个前后轮的
地面法向反作用力
是由四部分构成的
一部分就是静态载荷的
法向反作用力
第二块是由于加速度引起的
这样一个动态的分量
第三块当然就是空气的升力
也就是一个汽车行驶的时候
那么它空气升力系数
使得它的法向载荷减少的部分
最后一块是滚动阻力偶距
下面我们就
分别讨论一下这四个力
首先我们看一下
静态载荷的法向反作用
它的静态反作用力呢
比如像前轮
它除了有一个在水平路面上
它的一个分量以外
然后还要减去一个质心高度
引起的它的量的减小量
当然对于后轮来讲
它除了那个水平路面上
它有一个恒定值
然后它需要加上一块
是由于坡度引起的载荷转移
实际上的话
在一个坡道上停着的汽车
前轮的载荷它是减轻的
后轮的载荷是增加的
第二块力当然就是
所谓的动态分量
这个加速过程中
惯性力距和惯性阻力偶距
造成了地面法向反作用力
它们的一个变化量
对于前轮来讲
它实际上的话加速的时候
它的法向反作用力它是减小的
然后所有的惯性力距
引起的基本上也都是减小的
对于后轮来讲那么也是一样
就是使得加速的时候
它的法向反作用力是增加的
也就是前轮减小的这一块
通通都补充给后轮了
在动态分量中
平移质量的惯性力
它实际上是最大的一块
另外旋转轴线
垂直于汽车纵向平面的
旋转质量惯性阻力偶距
在这里边有两项
一个当然是车轮惯性阻力偶距
另一块也就是发动机
对于前置发动机
由于它的飞轮曲轴
它是和你的纵向平面垂直的
总共有这样两项
实际上旋转质量惯性阻力偶距
相对于平移的
这样一个质量引起的阻力
它是比较小的
一般来讲在我们分析过程中
是可以把它忽略不计的
第三大块实际上就是空气升力
由于流经汽车顶部与底部的
空气流速是不一样的
再加上我们汽车的形状
实际上从宏观上来讲
就跟一个飞机的翅膀差不多
因为我们大家知道
飞机起飞主要是靠翅膀
靠翅膀呢 就是空气动力学作用
最后把它升起来
实际上我们汽车也是一样
汽车上假如在上面
我不采取任何的措施
那么一个汽车大体上
跑到200公里这样速度的时候
它恐怕就要飘起来了
所以这个就是所谓的空气升力
因此这个空气升力
对于汽车前后轮的法向载荷
影响是非常大的
这个前后轮的这个升力
一般来讲采用一个升力系数
和它的迎风面积
和空气的质量车速平方等等
这些方（面）有很大的关系
当然后边这几个图
给出了几种车身的
这种空气升力的这样一个形式
比如我们用的最普遍的
就是我们的一般的轿车
就是四门轿车
这样的话一般来说后轮的升力
要大于前轮的这个升力
像两门跑车也是一样
后轮的升力会大于前轮的升力
而对于一般来讲
直背式的这样一个轿车
我们前后轮的升力
几乎是一样的
当然对于一个
厢式旅行轿车来讲
那么后轮的升力就比较小
前轮的升力就比较大
这个的话掌握了前后轮的
升力的大小
实际上对于你的
采用前轮驱动还是后轮驱动
这个轿车你应该采用
什么样的车身形式
是有很大的影响的
由于不同形式的轿车
前后轮的升力
大小它是不一样的
因此这个对于采用
前轮驱动还是后轮驱动
这个关系是非常大的
对于 尤其是对于
比如前轮升力比较大的车
那么我们就应该采用后轮驱动
车身前部压低
然后尾部肥厚向上的
一般的楔形造型呢
对降低空气升力
是非常有帮助的
同时合适的保险杠
下面的阻风板
和行李箱后盖上的
这个扰流板
对进一步减少前后升力
也是非常有帮助的
这个图当然这个横坐标的话
当然就是阻风板的厚度
这个纵坐标当然是
对升力系数下降的这个影响
当然这里边这条曲线
是我们的前轮升力系数的影响
当然我们看到
这随着这个
阻风板厚度的这个增加
它的升力系数
还是下降了很多的
当然对于空气阻力系数的影响
基本上在60毫米左右
也就是阻风板60毫米左右
那么它可能会取一个极小值
这一个右边这个图
实际上也就是
后备箱上扰流板的这个厚度
现在对于空气升力系数
和空气阻力系数的
这样一个影响
这个同样也是一样
横坐标的话呢
是它的扰流板的这样一个高度
这个纵坐标是对升力系数的
这样一个影响
当然我们可以看到
随着这个扰流板的
这个高度的增加
升力系数它可以迅速的下降
当然对于前轮升力系数
稍稍有一丁点的抬高
所以后轮这扰流板
显然只适合于后轮驱动的汽车
当然另一个方面
我们也可以看到
它对空气阻力系数的影响
扰流板的高度
等于20毫米左右的时候
那么正好空气阻力系数
取了一个极小值
目前我们现代轿车
经常也可以看到
我们的后备箱上
有一个鸭尾形的
这么一个上翘
差不多高度也在20毫米左右
这个正好和降低
这个也正好和
这个空气阻力系数
最小的那一点
它是相吻合的
这个的话说实在的
就是不需要再去做一个
特殊的扰流板
只需要在你后备箱上
那个冲压那个板的时候
把它稍稍弯曲一下就行了
现在的话是既经济又实惠的
这样一个方法
这个第四部分就是
滚动阻力偶产生的部分
当然这一项是非常小的
我们经常在分析
这法向载荷的时候
就直接把它忽略掉
这个假如我们把这个
旋转质量和阻力偶距
所产生的影响
完全把它忽略掉以后
这样的话我们前后轮的
法向反作用力
就可以直接把它简化成为
前轮的法向反作用力
就是一个静态分量
减去一个空气升力
最后再减去一个动态的分量
我们后轮是
也是一样
静态分量减去一个空气升力
当然它最后是加上了一项
这个动态这个项
当然通过这个
法向反作用力的分析
当然我们可以感觉到
当然一个轿车来讲
实际上前轮驱动
实际上对于它
驱动力的发挥是不利的
实际上对于后轮驱动来讲
它发挥起来
它实际上是有利的
-绪论
--默认
-知识点1.1：汽车动力性的评价
--视频-1.1
-知识点1.1：汽车动力性的评价--作业
-知识点1.2：汽车的驱动力
-知识点1.2：汽车的驱动力--作业
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力
-知识点1.3：汽车的行驶阻力（1） 滚动阻力--作业
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-第一章汽车的动力性-知识点1.4：空气阻力
-知识点1.5：汽车的行驶阻力（3）坡道阻力与加速阻力
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-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图
-知识点1.6：汽车行驶方程式与驱动力行驶阻力平衡图--作业
-知识点1.7：汽车动力性评价指标的求解
-知识点1.7：汽车动力性评价指标的求解--作业
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件
-知识点1.8：汽车行驶的附着条件--作业
-知识点1.9：汽车的附着力与地面法向反作用力
-知识点1.9：汽车的附着力与地面法向反作用力--作业
-知识点1.10：作用在汽车驱动轮的切向反作用力
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-知识点1.11：汽车的附着率
--汽车的附着率
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-知识点1.12：汽车的功率平衡和动力特性图
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-知识点2.1：汽车燃油经济性的评价
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-知识点2.2：汽车燃油经济性的计算
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-知识点2.3：影响汽车燃油经济性的因素（1）
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-知识点2.4：影响汽车燃油经济性的因素（2）
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-知识点2.5：电动汽车的研究
--电动汽车的研究
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-知识点3.1：汽车动力装置参数及其发动机功率的选择
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-知识点3.2：最小传动比和最大传动比的选择
-知识点3.2：最小传动比和最大传动比的选择--作业
-知识点3.3：传动系挡位数与各挡传动比的选择
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-知识点3.4：利用燃油经济性—加速时间曲线确定主减速器传动比
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-知识点3.5：利用燃油经济性—加速时间曲线确定变速器和主减速器传动比
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-知识点3.6：利用燃油经济性—加速时间曲线确定发动机、变速器和主减速器传动比
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-知识点4.3：硬路面的附着系数
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-知识点4.6：制动时汽车的方向稳定性
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-知识点4.7：制动时汽车的跑偏
--制动时汽车的跑偏
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-知识点4.9：前--后制动器制动力的比例关系
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-知识点4.10：理想的前、后制动器制动力分配曲线
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-知识点4.11：具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数
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-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析
-知识点4.12：前、后制动器制动力比值固定的汽车在各种路面上的制动过程分析--作业
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率
-知识点4.13：利用附着系数与制动效率--作业
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求
-知识点4.14：对前、后制动器制动力分配的要求--作业
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统
--制动防抱死系统
-知识点4.15：汽车防抱死制动系统--作业
-知识点4.0：前四章知识总结
--前四章知识总结
-期中考试--期中考试
-知识点5.1：汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
-第五章--知识点5.1汽车操纵稳定性概述(1)研究的内容
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-知识点5.3：轮胎的侧偏现象
--轮胎的侧偏现象
-第五章：汽车的操纵稳定性--知识点5.3：轮胎的侧偏现象
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响
-知识点5.4：轮胎结构参数对侧偏特性的影响--作业
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响
-知识点5.5：车轮外倾角对轮胎侧偏特性的影响--作业
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型
-知识点5.6：线性二自由度汽车操纵稳定性模型--作业
-知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-第五章--知识点5.7：前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
-知识点5.8：稳态响应的评价方法
-知识点5.8：稳态响应的评价方法--作业
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应
-知识点5.9：前轮角阶跃输入下汽车的瞬态响应--作业
-知识点5.10：瞬态响应的评价方法
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-知识点5.13：汽车的侧倾轴线
--汽车的侧倾轴线
-知识点5.13：汽车的侧倾轴线--作业
-知识点5.14：汽车的侧倾角刚度
--汽车的侧倾角刚度
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-知识点5.15：汽车的侧倾角
--汽车的侧倾角
-知识点5.15：汽车的侧倾角--作业
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响
-知识点5.16：侧倾导致左右车轮垂直载荷重新分配及其对稳态响应的影响--作业
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向
-知识点5.17：侧倾外倾与侧倾转向--作业
-知识点5.18：变形转向与变形外倾
-知识点5.18：变形转向与变形外倾--作业
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系
-知识点5.19：汽车操纵稳定性与转向系的关系--作业
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验
-知识点5.20：转向盘中间位置操纵稳定性实验--作业
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系
-知识点5.21：汽车操纵稳定性与传动系的关系--作业
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介
-知识点5.22：地面切向反作用力控制转向特性简介--作业
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统
-知识点5.23：提高汽车操纵稳定性的电子控制系统--作业
-知识点5.24：汽车的侧翻
--汽车的侧翻
-知识点5.24：汽车的侧翻--作业
-知识点6.1：汽车的平顺性
--汽车的平顺性
-知识点6.1：汽车的平顺性--作业
-知识点6.2：人体对振动的反应
--人体对振动的反应
-知识点6.2：人体对振动的反应--作业
-知识点6.3：平顺性的评价方法
--平顺性的评价方法
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.3：平顺性的评价方法
-知识点6.4：路面不平度的统计特性
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.4：路面不平度的统计特性
-知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-第六章--知识点6.5：空间功率谱密度化为时间功率谱密度
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化
-知识点6.6：汽车振动系统及其简化--作业
-知识点6.7：单质量系统的自由振动
-知识点6.7：单质量系统的自由振动--作业
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性
-知识点6.8：单质量系统频率响应特性--作业
-知识点6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-第六章--6.9：单质量系统对路面随机输入的响应概述
-知识点6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-第六章-6.10：单质量系统对路面随机输入的响应量的计算分析
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动
-知识点6.11：车身车轮双质量系统的振动--作业
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性
-知识点6.12：双质量系统的频率响应特性--作业
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响
-知识点6.13：系统参数对双质量系统振动响应量的影响--作业
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述
-知识点6.14：主动与半主动悬架概述--作业
-知识点6.15：双轴汽车的振动
--双轴汽车的振动
-第六章：汽车的平顺性--知识点6.15：双轴汽车的振动
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性
-知识点6.16：双轴汽车的频率响应特性--作业
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算
-知识点6.17：双轴汽车振动响应量的计算--作业
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动
-知识点6.18：人体—座椅系统的振动--作业
-知识点6.0：第五、六章知识总结
-期末考试--考试入口
