基于地面力学的通过性

时间：2025-04-20

第七章基于地面力学的通过性

第一节汽车通过性评价指标及几何参数

第二节松软地面的物理性质第三节车辆的挂钩牵引力

第四节汽车通过性计算和影响因素第五节间隙失效的障碍条件

第六节汽车越过台阶、壕沟的能力第七节汽车的通过性试验

第七章基于地面力学的通过性汽车越野通过性指以足够高的平均车速通过各种不良道路、无路地带(如松软或凹凸地面等)和克服各种障碍 (如陡坡、侧坡、壕沟、台阶、灌木丛、水障等)的能力。

按影响因素分为几何通过性和地面支承通过性。

汽车的通过性主要取决于地面的物理和力学性质；汽车结构及其几何参数。并与汽车动力性、机动性、稳定性、平顺性及视野性等有关。

第一节汽车通过性评价指标及几何参数一、汽车支承通过性评价指标有如下三项

1)牵引系数TC=Fd/G。即为单位车重G下的挂钩牵引力Fd(净牵引力)。表明汽车在松软地面上加速、爬坡及牵引其他车辆的能力。 2)牵引效率(驱动效率) TE

Fd ua Fd r (1 sr ) 。即指驱动轮输出 Tw Tw

功率与输入功率之比值。其中 ua为行驶车速；Tw为驱动轮输入转矩； ω 为驱动轮角速度；r为驱动轮动力半径；sr为滑转率。反映了车轮功率传递过程中所损失的能量。该部分损失是由于轮胎橡胶与帘布层间摩擦生热，及轮胎下土壤的压实和流动所造成。 3)能源利用指数 Ef Fdua / Qt。即指单位时间内消耗的能源量Qt所能输出的功。

第一节汽车通过性评价指标及几何参数

二、汽车通过性几何参数间隙失效: 为汽车与地面间的间隙不足被地面的障碍物托住而无法通过情况。顶起失效:车辆中间底部的零件碰到地面障碍而被顶住。触头失效:车辆前端触及地面障碍而不能通过。

托尾失效:车辆尾部触及地面障碍而不能通过。

与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸，统称为汽车的通过性几何参数。如图有最小离地间隙hmin、纵向通过半径ρ 1、横向通过半径ρ 2、接近角γ 1、离去角γ 2等。另外与汽车的通过性有关还有最小转弯直径dmin,转弯通道圆。

γ1 ρ1

γ2 ρ2 hmin

图7-1 汽车的通过性几何参数

第一节汽车通过性评价指标及几何参数

1)最小离地间隙hmin 汽车满载、静止时，支承地平面与汽车(除车轮外) 的最低点之间的距离即为最小离地间隙hmin。

反映了汽车无碰撞地通过地面凸起障碍物的能力。

hmin

第一节汽车通过性评价指标及几何参数

2)纵向通过半径ρ 1和横向通过半径ρ 2。定义指汽车满载、静止时： ρ 1为汽车的前、后车轮与两轮之间车底部的最低点相切的圆半径。 ρ 2为

汽车的左、右车轮与两轮中间的最低点轮廓相切的圆半径。它们表示汽车能无碰撞通过小丘、拱桥及路面凸起障碍物的能力。而车轮轴距越小ρ 1越小，轮距越小ρ 2越小，均使汽车通过性愈好。与此相应的亦有用如图纵向通过角β 来评价其几何通过性。 3)接近角γ 1与离去角γ 2。定义也均指汽车满载、静止时： γ 1为汽车前端突出点向前轮所引切线与地面间的夹角，即大而不易发生触头失效。 γ 2为汽车后端突出点向后轮所引切线与地面 β 间的夹角，也为越大越不易发生托尾失效。

第一节汽车通过性评价指标及几何参数

4)最小转弯直径dmin。为将转向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶，如左图外侧转向轮的中心平面在支承地平面上滚过的轨迹圆直径。 dmin表征车辆能通过狭窄弯曲地带或绕过不可逾越障碍物的能力。即越小汽车机动性就越好。

5)转弯通道圆。当转向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶时，车体上所有点在支承平面上的投影均位于圆周以外、以内的最大内圆、最小外圆分别为如右图的转弯通道内圆、外圆。转弯通道的外、内圆半径差值为汽车极限转弯时所需转弯通道外圆占用的最小空间宽度，越小汽车机动性就越好。转弯通道内圆

第一节汽车通过性评价指标及几何参数

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汽车的最小离地间隙hmin、纵向通过半径ρ 1、接近角γ 1和离去角γ 2等通过性几何参数，主要由汽车的类型和使用条件而定，一般范围如下表：表7-1汽车类型轿车货车微型、轻型中级、高级轻型中型、重型小型中型、大型越野汽车

汽车通过性的几何参数纵向通过半径 ρ1(m) 3~5 5~8 2~4 4~7 接近角γ1(º ) 20~30 离去角γ2(º ) 15~23

最小离地间隙 hmin(mm) 120~180 130~200 180~220 220~300 180~220 240~290 260~370

25~308~30 8~12 36~60

25~458~20 7~15 30~48

客车

5~91.9~3.6