汽车差速器第七章 汽车通过性
第五节 汽车通过性的影响因素
一、汽车的最大单位驱动力
由于汽车越野行驶的阻力很大，为了充分地利用地面提供的挂钩牵引力，保证汽车通过性，除了减少行驶阻力外，还必须增加汽车的最大单位驱动力。汽车的最大单位驱动力为
max max ⎪⎪⎭⎫  ⎝
⎛'=Gr i i M G F T R g e X η（7-32）式中：R
i '——分动器传动比。若忽略汽车低速行驶时的空气阻力，最大单位驱动力等于最大动力因数。为了获得足够大的单位驱动力，要求越野汽车有较大的比功率以及较大的传动比。这些要求可通过提高发动机功率，在传动系中增加副变速器或使分动器具有低档，以增加传动系的总传动比来实现。在困难的行驶条件下，限制越野汽车的额定载质量可提高单位驱动力，同时也能降低在松软地面上的滚动阻力。
二、行驶速度
为了避免总松软路面上行驶时土壤受冲击剪切破坏而损坏地面附着力，汽车应能保证在
极低速度下稳定行驶。因此，用低速行驶克服困难地段，土壤剪切和车轮滑转的倾向减弱，可改善汽车通过性。为此，越野汽车传动系最大总传动比一般较大。越野汽车最低稳定车速可按表7-2选取，其值随汽车总质量而定，也可由发动机的最低稳定转速求得汽车的最低稳定行驶速度min a u ，即
0min min 377
.0i i i r
n u R g e a '=（7-33）式中：min e n ——发动机的最低稳定转速，r/min 。
越野汽车的最低稳定车速                    表7-2
三、汽车车轮
车轮对汽车通过性有着决定性的影响，为了提高汽车通过性，必须正确地选择轮胎的花纹尺寸、结构参数、气压等，使汽车行驶滚动阻力较小，附着能力较大。
（一）轮胎花纹
轮胎花纹对附着系数有很大影响。正确地选择轮胎花纹，对提高汽车在一定类型地面上的通过性有很大的作用。越野汽车的轮胎具有宽而深的花纹。当汽车在湿路面上行驶时，由于只有花纹的凸起部分与地面接触，使轮胎对地面有较高的单位压力，足以挤出水层。而汽车在松软地面上行驶时，因轮胎下陷而嵌入土壤的花纹凸起数目增加，与地面接触面积及土壤
剪切面积都迅速增加。因而能保证有较好的附着性能。越野轮胎花纹的形状应具有脱掉自身泥泞的性能。
在表面滑溜泥泞而底层坚实的道路上，提高汽车通过性的最简单办法是在轮胎套上防滑链（或使用带防滑钉的轮胎），它相当在轮胎上增加了一层高而稀的花纹。防滑链能挤出表面的水层，直接与地面坚硬部分接触，有的还会增加土壤剪切面积，从而提高附着能力。
（二）轮胎直径与宽度
增大轮胎直径和宽度都能降低轮胎的接地比压。用增加车轮直径的方法来减小接地比压，增加接触面积以减少土壤阻力和减少滑转，要比增加车轮宽度更为有效。但增大轮胎直径会使惯性增大，汽车质心升高，轮胎成本增加，并要采用大传动比的传动系。因此，大直径轮胎的推广使用受到了限制。
加大轮胎宽度不仅直接降低了轮胎的接地面比压，而且因轮胎较宽，允许胎体有较大的变形，而不降
低其使用寿命，因而可使轮胎气压低些。若将后轮的双胎换为一个断面比普通轮胎大2~2.5倍、充气气压很低（29.4~83.3kPa）、断面具有拱形的“拱形轮胎”时，接地面积将增大1.5~3倍以上，则能大幅度地减小接地比压，使汽车在沙漠、雪地、沼泽地面上行驶时，具有特别良好的通过性。但这种专用于松软地面的特种轮胎，花纹较大，气压过低，不适合在硬路面上工作，否则将过早损坏和迅速磨损。
（三）轮胎气压
汽车在松软地面上行驶时，应相应降低
轮胎气压，以增大轮胎与地面的接触面积，
降低接地比压，从而减小轮胎在松软地面的
沉陷量及滚动阻力，提高土壤推力。轮胎气
压降低时，虽然土壤的压实阻力减小，但却
使轮胎本身的迟滞损失增加。所以，在一定的地面上有一个最小地面阻力的轮胎气压，见图
7-10。
实际上，轮胎气压应比该气压略高19.2～29.4kPa 。此时，地面阻力虽稍有增加，但由于在潮湿地面上的附着系数的提高，从而使汽车通过性得以改善。
为了提高越野汽车通过松软地面的能力，而在硬路面上行驶时又不致引起大的滚动阻力和影响轮胎寿命，可装用轮胎中央充气系统，使驾驶员能根据道路情况，随时调节轮胎气压。通常，越野汽车的超低压轮胎气压可以在49～343kPa 范围内变化。
在低压条件下工作的超低压越野轮胎，其帘布层数较少，具有薄而坚固，又富有弹性的胎体，以减少由于轮胎变形引起的迟滞损失，并保证其使用寿命。
（四）前轮距与后轮距
当汽车在松软地面上行驶时，各车轮都需克服轮辙阻力（滚动阻力）。如果汽车前轮
距
图7-10　轮胎气压与地面阻力的关系
与后轮距相等，并且轮胎宽度相同，前轮辙就与后轮辙重合，后轮就可沿被前轮压实的轮辙行驶，使汽车总滚动阻力减小，提高汽车通过性。所以，多数越野汽车的前轮距与后轮距相等。
（五）前轮与后轮的接地比压
试验证明，前轮距与轮距相等的汽车行驶于松软地面时，当前轮对地面的单位压力比后轮的比压小20%～30%时，汽车滚动阻力最小。为此，除在设计汽车时，可将负荷按此要求分配于前、后轴，也可以使前、后轮的轮胎气压不同，以产生不同的接地比压。
（六）从动轮和驱动轮
在越野行驶中，常以很低的车速去克服某些障碍物，如台阶、壕沟等。这时，可用静力学平衡方程式求得障碍物与汽车参数间的关系。
图7-11为硬地面上后轮驱动汽车越过台阶时的受力情况。由图7-11a 可知，前轮（从动轮）碰到台阶时的平衡方程式为
⎪⎩⎪⎨⎧=--+'=-'-+'=-'+'00cos sin 0sin cos 2121
121211Z Z Z r Z r Z Z Z Z r Z F r GL L F r F f G F f F F F F f F μααμαα（7-34）
式中：r f ——前轮（从动轮）滚动阻力系数；μ——后轮（驱动轮）附着系数；
1Z F '——台阶作用于前轮（从动轮）的反作用力。