车辆驱动与制动的基本原理

车辆驱动与制动的基本原理

车辆阻力

一、滚动阻力

在硬路面，轮胎的滚动阻力基本起因于轮胎材料的滞变作用。停顿状态，在轮胎与地面之间接触面的压力于中心线对称分布，因而产生的反作用力P_z与P共线。

在加载和卸载过程中，由于橡胶材料的滞变作用，对于相同的形变z，处于加载情况下的载荷大于卸载情况下的载荷。

如图所示，硬路面在接触面前半部分为加载，接触面后半部分为卸载，滞变作用导致地面反作用力的不对称分布，使接触面前半部分的压力大于后半部分的压力，这一现象的结果是地面反作用力向前偏移，该向前偏移的反作用力和作用于车轮中心，垂直方向的载荷产生了一个抵制车轮滚动的转矩。

在软地面上，滚动阻力基本上起因于地面的形变，作用力几乎完全偏移至接触面的前半部分。

由合成的地面反作用力向前偏移所产生的转矩称为滚动阻力矩，表达式：T_r=P*a;

滚动阻力矩可通过作用于车轮中心且指向车辆运行方向相反的水平力等值替代，这一等值力称为滚动阻力F_r=T_r/r_d=P*a/r_d=P*f_r

r_d为有效轮胎半径,f_r=a/r_d称为滚动阻力系数。P为作用于滚动车轮中心铅垂方向的载荷，当车辆运行在有坡度的地面，铅垂方向的载荷应由地面正交的分量所替代，F_r=P*cosa*f_r滚动阻力系数f_r取决于轮胎材料，结构，温度，充气压力，外轮胎的几何形状，路面粗糙度，路面材料，路面有无液体的函数

二、空气阻力

以特定速度运动的车辆将遇到阻碍其运动的空气阻力的作用，此力被称作空气阻力。主要起因两个分力作用：形状阻力和外壳摩擦力

• 形状阻力

• 外壳摩擦力

三、爬坡阻力

车辆爬坡重量分力

F_g=Mgsina