[发明专利]从动轮行驶模式车辆

说明书

技术领域

    本发明涉及交通车辆领域，具体涉及一种从动轮行驶模式车辆。

背景技术

交通车辆的车轮分为从动轮与驱动轮两个，以汽车为例，《汽车理论》中对这两种车轮的运动力学特性作过精辟论述：

驱动轮是依靠传递至其圆周上的转矩运动的，真正作用在驱动轮上驱动汽车的力为地面切向反作用力F_x，它的数值为驱动力F_t减去驱动轮上的滚动阻力F_f ，驱动力平衡公式为：

          F_x = F_t - F_f

这个公式的特点是，驱动轮也有滚动阻力F_f，这个滚动阻力是由驱动轮承担载荷产生的，驱动轮的驱动力为地面切向反作用力F_x与驱动轮滚动阻力F_f之和：

          F_t = F_x ﹢ F_f 

从动轮是依靠作用于其中心的推力运动的。从动轮的滚动阻力F_f等于滚动阻力系数f（推力与车轮载荷之比）与车轮载荷W的乘积，滚动阻力公式为：      

           F_f = W f

    根据这两种车轮运动力学特性的不同，我们可以将道路车辆行驶模式也分为两类，即驱动轮行驶模式车辆类与从动轮行驶模式车辆类。例如，汽车、摩托车、电动车、自行车等驱动轮也承担载荷的动力车辆属于驱动轮行驶模式车辆类；人力车、畜力车、挂车等从动轮承担全部载荷（或驱动轮不承担载荷）的车辆属于从动轮行驶模式车辆类。这是两种不同本质的行驶模式，主要区别在于驱动轮是否承担车辆载荷，在于车辆行驶时所需驱动力的不同，车辆驱动条件公式有力地证明了这两种不同行驶模式的区别。

车辆行驶的驱动条件（必要条件）是 F_t ≧ F_f + F_w + F_i ，根据从动轮与驱动轮运动特性的理解，这个公式更贴近于是对从动轮行驶模式车辆的描述。因为，对于驱动轮行驶模式车辆，滚动阻力F_f应该涵盖其从动轮的滚动阻力F_f1与驱动轮的滚动阻力F_f2，此时滚动阻力为：

            F_f = F_f1 + F_f2

而驱动力计算时还应该添加地面切向反作用力F_x。所以，车辆以驱动轮行驶模式行驶时的驱动条件为: 

            F_t =F_x + F_f1+ F_f2 + F_w + F_i

（式中：F_t为驱动力、 F_w为空气阻力、F_i为坡度阻力）。因此，两类车辆行驶模式不同的车辆所需驱动力是不同的。

    现有技术没有对车辆行驶模式进行过分析研究，失去了大幅提高车辆行驶效率的机会。车辆从动轮行驶模式所需驱动力（推动力）远远小于驱动轮行驶模式，这个优势特征是可以通过例证证实（例证暂不考虑加速阻力、空气阻力、坡度阻力等条件）。

例证一：

设电动自行车总质量（含载荷）为150Kg、重力为1470N；车轮滚动阻力系数f₁为0.03；根据滚动阻力公式计算，从动轮行驶模式时车辆的滚动阻力F_f为44.1N；对于驱动轮行驶模式，如果60﹪的载荷在驱动轮上，驱动轮的滚动阻力系数f₂是从动轮的3倍（取0.09），传统驱动轮行驶模式时车辆的滚动阻力F_f为97.02N（F_f =F_f1+F_f2、F_f1=0.4Wf₁、F_f2 = 0.6Wf₂ ），克服滚动阻力所需驱动力是从动轮行驶模式车辆的2.2倍，增加的驱动力为52.92N（54.54﹪）。

例证二：