第二节 汽车行驶基本原理

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。

一、驱动条件

汽车必须有足够的驱动力以克服各种阻力。

汽车的驱动力由发动机产生。发动机发出的转矩经由传动系统传到车轮上的转矩M_t力图使车轮旋转。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：

与此同时，地面对车轮施加一与F₀数值相等、方向相反的反作用力F_t，如图1-3所示。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和上坡阻力F_i。

滚动阻力F_f主要是由于车轮滚动时轮胎与路面变形而产生，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是汽车沿重力坡道上的分力。

汽车行驶的过程，是驱动力能否克服各种阻力的交替变化的过程：当F_t=∑F时，汽车匀速行驶；当F_t>∑F时，汽车速度增加，同时空气阻力亦随车速的增加而急剧增大，在某个较高速度处达到新的平衡然后匀速行驶；当F_t<∑F时，汽车减速乃至停驶。这时，如果要维持较高的车速，就需要加大发动机的输出功率或将变速器换入较低的档位以维持较大的驱动力。

图1-3 驱动力产生的示意图

二、附着条件

驱动力的最大值一方面取决于发动机可能输出的最大转矩和变速器换入最低档时的传动比，另一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。在松软地面，除了轮胎与地面的摩擦之外，还加上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Fφ表示。附着力与车轮承受垂直于地面的法向力G（称为附着重力）成正比：

Fφ=Gφ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>Fφ（打滑）；F_t<Fφ（滚动）；F_t=Fφ（打滑与滚动之间）

以上称为汽车行驶附着条件。

在冰雪或泥泞地面上，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，即使加大节气门开度或换入低档，车轮只会滑转而驱动力不会增大。为了增加车轮在冰雪路面上的附着力，可采用特殊花纹的轮胎、镶钉轮胎或者在普通轮胎上绕装防滑链，以提高对冰雪路面的附着作用。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汽车总重力，而全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。