汽车附着条件限制下的动力性

汽车在良好道路上正常行驶时，大多数情况下满足附着条件，其动力性受驱动条件的制约；但使用低档急加速时，或以低速档在坡度很大的道路上行驶时，其动力性有可能受到附着条件的制约。而汽车在坏路及无路地带行驶时，因道路附着系数低，附着条件成为影响其通过性的关键因素。以下讨论汽车在良好道路上行驶时由附着条件限制的动力性问题，而汽车的通过性见本书第七章。

1.附着条件限制的加速能力

在平直道路上，汽车以低速档急加速时，坡度阻力为零，其车轮受到的地面切向力比较大。由于此时车速较低，空气阻力忽略不计。

受附着条件限制时，汽车受到的地面切向作用力F_x等于汽车驱动轮的附着力Fϕ。

图3-29 前轮驱动汽车加速行驶时受力图

对于前轮驱动的汽车，当受到附着条件限制时，其驱动轮与路面间的切向作用力F_x1为：

F_x1=F_ϕ1=F_z1ϕ₁

前轮驱动汽车加速行驶时的受力见图3-29，切向作用力F_x1与行驶阻力的平衡关系为：

作用于前后轴的地面法向作用力F_z1、F_z2分别为：

设前轮的附着系数ϕ₁（后轮为ϕ₂）为常数，则作用于驱动轮的地面切向作用力F_x1为：

因此有：

后轮的滚动阻力F_f2为作用于后轮的垂直载荷F_z2与滚动阻力系数f之积，因此：

由此，可解得该车在附着条件限制下的加速度为：

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同理，对于后轮驱动的汽车，其附着条件限制的加速度为：

而对于全轮驱动的汽车，若满足ϕ₁=ϕ₂=ϕ，则：

2.附着条件限制的爬坡能力

汽车使用低速档全力上坡时，加速阻力为零，由于此时车速较低，空气阻力忽略不计。

图3-30为前轮驱动的汽车上坡时的受力图，其受力平衡情况为：

图3-30 前轮驱动汽车上坡时受力图

F_x1=F_f2+Gsinα=F_z2f+Gsinα

F_x1=F_ϕ1=F_z1ϕ₁

此时，F_z1和F_z2分别为：

由以上各式，可求出前驱动汽车受到附着条件限制时的最大爬坡度i_max为：

同理，可求出后轮驱动汽车受到附着条件限制时的最大爬坡度i_max为：

而对于全轮驱动的汽车，若满足ϕ₁=ϕ₂=φ，则：

i_max=tanα=ϕ