道路勘测设计第2章1.pptx
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1、1 1 1学习目的学习目的:道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。道路设计是以满足汽车行驶的要求为前提的。汽汽车车运运动动基基本本规规律律及及对对公公路路的的要要求求,指指导导公公路路设设计计;保保证证公公路路的的使使用用品品质质、服服务务等等级级。汽汽车车行行驶驶理理论论是是公公路路线形设计的理论基础。线形设计的理论基础。2 2研究内容:研究内容:研究汽车的驱动力和行驶阻力;研究汽车的驱动力和行驶阻力;分析汽车运动的基本规律;分析汽车运动的基本规律;研究汽车主要动力性能研究汽车主要动力性能 分析影响汽车主要使用性能的因素。分析影响汽车主要使用性能的因素。第二章第二章 汽车行驶性能汽车行驶性
2、能2第一节第一节 概述概述 道路运输的载运工具主要为利用燃油(汽油、柴油)、电或其它能源作动力,通过轮胎在各种道路上行驶的车辆,如汽车(客车和货车等)、无轨电车、各种装卸载运车辆、摩托车等。道路运输工程设施的规划和设计,要考虑并满足这些设施的使用对象载运工具的运行特性要求。例如,工程设施的几何设计要能容纳车辆在体积尺寸和通行能力方面的使用要求,而工程设施的结构设计则要能经受住车辆质量的重复作用等。因此,道路工程的规划和设计人员,虽然不需要了解和掌握运载工具的设计、制造和使用知识,但必须了解它们的运行特性,以便规划和设计出能满足其使用要求的各项工程设施。本章首先介绍车辆(主要是汽车)的类型、尺寸
3、和质量方面的知识,而后进一步介绍同工程设施规划和设计有关的一些运行特性,如行驶阻力、功率、加速和减速性能以及车辆运行费。3一一、车辆类型、尺寸、重量和构造、车辆类型、尺寸、重量和构造1 车辆类型车辆类型 汽车可分为客车和货车两大类。客车包括小客车(轿车)、面包车、公共汽车(小型、中型和铰接式)等。货车可进一步分为卡车(轻型、中型和重型)和组合式货车(各种拖挂式货车)两类。4(1)小客车小客车 小客车为二轴-四轮车辆,可坐26人,主要作为个人交通工具。按重量和尺寸大小,可分为小型、中型和重型三种。其重量变动于6.818kN 范围内;车身长度在3.55.6m之间,前后轴的中心距变动于2.33.1m
4、之间,车身后缘到后轴的长度(后悬距离)为0.61.5m之间;车身宽度为1.62.0m,高度为1.151.65m之间。(2)面包车面包车 面包车通常由小客车或轻型卡车的底盘改装而成,可乘坐615人。(3)公共汽车公共汽车 小型公共汽车通常有1525个座位,供短途运输用,其车身长约为5.57.6m,宽为2.02.5m。中型公共汽车可为二轴或三轴,车身长912m,宽2.42.6m,约有45个座位。把半挂车固定地联结在二轴中型公共汽车上,便组成铰接式公共汽车。其长度约为1618m,宽度为2.6m,包括站立乘客在内约可容纳100人以上。5(4)卡车)卡车 卡车系指载货区和动力设备装在共同的车架上不能分开
5、的货车(图2-1(a))。卡车包括二轴四轮(轻型卡车)、二轴六轮、三轴(双后轴)和四轴(三后轴)卡车四种。轻型卡车的总重量般小于45kN,二轴六轮卡车的总重量大都在45180kN范围内,而三轴和四轴卡车的总重量可高达260300kN。(5)组合式货车组合式货车 组合式货车由牵引车或卡车同一个或多个挂车组合而成,可总称为拖拖挂挂车车。牵引车和挂车通过铰接方式联结时,彼此可相对转动,因而也可称为铰铰接接车车。组合式货车的总重量一般可达到400500 kN,通常用于长途运输。挂车有两种:后端有一个轴或多个轴但前端无轴的半挂式,其前端放在牵引车的后端上,并把一部分重量传给前面牵引车;前后各有一个轴或多
6、个轴的全挂式,由卡车或带半挂车的牵引车拖带,但不把重量转给前面。6 各类汽车的外廓尺寸由总长度、宽度和高度组成,它们影响到对道路的车道宽度、净空和转弯半径等方面的要求。影响道路几何设计和结构设计的其它尺寸参数还有:车身前缘到前轴的长度(前悬距离)、车身后缘到后轴的长度(后悬距离)、前后轴中心距(轴距)、双轴中心距、三轴中心距、轮中心距等。7轴距轴距后悬后悬前悬前悬82 车辆的重量车辆的重量 车辆的重量通过车轴和车轮传递给道路和桥梁结构物。汽车前轴的轴型都为单轴,后轴的轴型可采用单轴、双联轴或三联轴。前轴两侧的车轮都由单轮胎组成,而后轴两侧的轮胎可由单轮胎或双轮胎组成。车辆重量大小,主要影响到对
7、道路和桥梁的结构承载能力的要求。重量特性主要由车辆总重和轴重以及轴型和轮型表征。车辆总重或轴重越大,对道路和桥梁结构承载能力的要求越高,同时,在使用过程中对道路和桥梁的损坏越严重,因而,所建工程的造价(投资)和工程的运营(维护)费用便越高。为了兼顾道路建设和运营部门及道路使用者双方的利益和便利,对道路上行驶车辆的总重和轴重的最高值进行定量限制。9 各国对道路上行驶车辆的最大轴重和总重有不同的限定。单轴最大允许轴重变动于80130kN;双联轴最大允许轴重变动于140210kN;三联轴最大允许轴重变动于180270 kN。卡车的最大允许总重变动于240400kN;半挂式和全挂式货车的最大允许总重变
8、动于360500kN。我国公路部门规定的单轴最大允许轴重为60kN(每侧单轮胎)或100kN(每侧双轮胎),双联轴最大允许轴重为100kN(每侧单轮胎)或180kN(每侧双轮胎),三联轴最大允许轴重为120kN(每侧单轮胎)或220kN(每侧双轮胎);卡车和单拖挂货车的最大允许总重为400kN,双拖挂或三拖挂货车的最大允许总重为460kN。我国公路标准规定具体内容在路基路面课程中讲述。103 汽车的构造汽车的构造 11传动系、行驶系、转向系、制动系传动系、行驶系、转向系、制动系 发动机、离合器、变速箱、万向传动轴、差速器、车辆、驱动轮、制动器等。12机械式传动系一般组成及布置示意图传动系传动系
9、1-1-离合器离合器 2-2-变速器变速器 3-3-万向节万向节 4-4-驱动桥驱动桥发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。发动机发出的动力经离合器、变速器、万向传动装置传到驱动桥。在驱动桥处,动力经过主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。在驱动桥处,动力经过主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。13传动系:传动系:发动机发动机外特性曲线燃料热能活塞、曲轴机械能作功14传动系:传动系:离合器:离合器:作用:(1)保证起步时工作平稳。(2)行进中换挡。(3)传动系不至于过载。1-飞轮 2-从动盘 3-压盘 4-膜片弹簧15传动系:传动系:变速箱:变速箱:作用:减速增扭 1-1-输
10、入轴输入轴 2-2-轴承轴承 3-3-接合齿圈接合齿圈 4-4-同步环同步环 5-5-输出轴输出轴 6-6-中间轴中间轴 7-7-接合套接合套 8-8-中间轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮 此变速器有五个前进档和一个倒档,由壳体、第一轴(输入此变速器有五个前进档和一个倒档,由壳体、第一轴(输入轴)、中间轴、第二轴(输出轴)、倒档轴、各轴上齿轮、轴)、中间轴、第二轴(输出轴)、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。操纵机构等几部分组成。16传动系:传动系:万向传动:作用:柔和接触、传动万向传动:作用:柔和接触、传动1-1-万向节万向节 2-2-传动轴传动轴 3-3-前传动轴前传动轴 4-4-中间
11、支承中间支承17传动系:传动系:主传动器、减速器:作用:主传动器、减速器:作用:减速、增扭,减速、增扭,动力转动力转9090方向。方向。1-1-轴承;轴承;2-2-左外壳;左外壳;3-3-垫片;垫片;4-4-半轴齿轮;半轴齿轮;5-5-垫圈;垫圈;6-6-行星齿轮;行星齿轮;7-7-从动齿轮;从动齿轮;8-8-右外壳;右外壳;9-9-十字轴;十字轴;10-10-螺栓螺栓 18第二节 汽车的驱动力及行驶阻力 n一、汽车的驱动力n汽车的动力来源:汽车的动力来源:n汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。n在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和在发动机里热能转化成
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