1.3　汽车行驶原理

要使汽车行驶，必须具备两个基本行驶条件：驱动条件和附着条件。

1．驱动条件

汽车必须有足够的驱动力以克服各种阻力。

汽车的驱动力来自发动机。发动机发出的转矩经由传动系统传到车轮上变为转矩M_t，驱动车轮旋转。由此，在驱动轮与地面接触处向地面施加一个力F₀，其数值为M_t与车轮半径r之比：

F₀=M_t/r　（1-1）

与此同时，地面对车轮施加一个与F₀数值相等、方向相反的反作用力F_t（图1.34）。F_t就是驱动力。

汽车的行驶总阻力∑F，包括滚动阻力F_f、空气阻力F_w、上坡阻力F_i和加速阻力F_j：

∑F=F_f+F_w+F_i+F_j　（1-2）

滚动阻力F_f主要是由于车轮滚动时轮胎与路面摩擦而产生；空气阻力F_w是由于汽车行驶时与其周围的空气相互作用而产生；上坡阻力F_i是汽车重力沿坡道向下的分力；F_j是由于汽车加速惯性而产生。

汽车行驶的过程是驱动力能否克服各种阻力的交替变化过程：

（1）当F_t=∑F时，汽车匀速行驶；

（2）当F_t＞∑F时，汽车加速行驶，同时空气阻力亦随车速的增大而急剧增大（与车速成平方关系）；

（3）当F_t＜∑F时，汽车减速直至停驶。

2．附着条件

驱动力的最大值一方面取决于发动机可能发出的最大转矩和变速器换入最低挡位时的传动比，另一方面又受轮胎与地面的附着作用限制。

当汽车在平整干硬路面上，车轮的附着作用是由于轮胎与路面存在着摩擦力。这个摩擦力阻碍车轮的滑动，使车轮能够正常地向前滚动并承受路面的反作用力——驱动力。如果驱动力大于摩擦力，车轮与路面之间就会发生滑动。在松软的地面上，除了轮胎与地面的摩擦之外，还有嵌入轮胎花纹凹部的软地面凸起部所起的抗滑作用。由附着作用所决定阻碍车轮滑动的力的最大值称为附着力，用F_φ表示。附着力与车轮承受垂直于地面的法向力G成正比：

F_φ=G·φ（1-3）

式中，G为附着重力，即汽车总重力分配到驱动轮上的那部分力；φ为附着系数，随轮胎和路面性质不同而变化，一般由试验确定。

由此可知，附着力是汽车所能发挥驱动力的极限，其表达式为

F_t≤F_φ（1-4）

在冰雪或泥泞的地面上，由于附着力很小，汽车的驱动力受到附着力的限制而不能克服较大的阻力，导致汽车减速甚至不能前进，即使加油门开度或换入低挡，车轮也只会滑转而驱动力不会增大。为了增加车轮在冰雪路面的附着力，可采用特殊花纹的轮胎、镶钉轮胎或在普通轮胎上绕装防滑链。非全轮驱动汽车的附着重力仅为分配到驱动轮上的那一部分总重力，而四轮驱动汽车的附着重力则为全车的总重力，因而其附着力较前者显著增大。