1.1 汽车运行滚动阻力

        汽车运行阻力由4部分构成：滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力。   

        1).汽车在水平道路上等速行驶时，必须克服来自地面的滚动阻力和来自空气的空气阻力。

        2). 当汽车在坡道上上坡行驶时，还必须克服重力沿坡道的分力，称为坡度阻力。

        3). 汽车加速行驶时还需要克服加速阻力  (可以理解为ma)

        汽车驱动力 = 滚动阻力(Ff) + 空气阻力(Fw)+ 坡度阻力(Fi)+加速阻力(Fj)

 4. ig是变速器传动比；io是主减速器传动比。     

     今天介绍滚动阻力的来源。

1. 轮胎的迟滞损失（从能量角度看）

        根据轮胎力学测量表示，轮胎加载过程中受力的曲线总是位于卸载过程中受力曲线的上方。这表明，要使轮胎产生相同状态的形变，加载过程中的力要大于卸载过程的力。而图中的面积则表示轮胎形变所产生的的能量，这个能量是加载和卸载过程中损失的能量，直接表现为轮胎的发热。

        轮胎在加载变形是所消耗的能量在卸载恢复时不能完全回收，一部分能量消耗在轮胎内部摩擦损失上，产生热量，这种损失叫做轮胎的迟滞损失，其消耗的能量占滚动损失的90%以上

【备注】可以形象认为加载变形区d的轮胎弹性比较硬，因此产生的支撑力比较大。

图一、轮胎弹性迟滞示意图

2 滚动阻力来源    

        我们接下来以从动轮为例，详细分析一下滚动阻力的作用机理：

        假设车轮向左滚动，在轮胎与地面接触面上，在法线的左侧存在加载变形区d，在右侧存在卸载变形区d'。加载变形区d的轮胎弹性比较硬，因此产生的支撑力比较大，即左半部分的支撑力比较大。整体上地面对轮胎的支撑力作用点偏左。

        导致支撑力FZ与重力W形成一个力偶，它们对车轮的共同作用也就是滚动阻力矩M，车轮在滚动的过程中，需克服此滚动阻力矩做功。

1.2.1 为什么滚动比滑动省力

        下图所示： 以对O点的转矩分析： F * R >= FN* d时开始滚动。因轮胎变形导致的支撑力的合力的偏心距d远小于半径R，因此推动轮子所需的力: F >= FN * d / R 很小，因FN=G，所以F >=  G* d/R， 可以认为d/R是滚动摩擦系数。

        即水平路面上：匀速转动所需的推力 = 滚动阻力Ff= G*f = G* d/R；  因d<<R，滚动阻力系数很小。

       

【例】某轮胎半径R=450, 混凝土路面 d= 3.15mm；  滑动摩擦系数f=0.7

滚动摩擦系数 = d/R = 0.007;     滑动摩擦系数/滚动摩擦系数 = 100. 即滚动所需力是滑动的1%。

3. 滚动阻力的本质（滚动阻力矩）

        滚动阻力并不是接触面间实际存在的静摩擦力。通常所说的滚动阻力，仅是为了便于分析表述问题而从能量的角度引入的一种与行驶方向相反的类似于摩擦力的力。

        其核心是滚动阻力矩，由于轮胎与地面接触点应力不平均产生的合力作用点前移(d)，导致支撑力FN与mg形成一个力偶，它们对车轮的共同作用也就是滚动阻力矩M，车轮在滚动的过程中，需克服此滚动阻力矩做功。

4.滚动阻力系数f

        滚动阻力系数f来表征滚动阻力的大小，在轮胎所受的法向力等条件相等的情况下，滚动阻力系数f越大，则滚动阻力就越大。影响滚动阻力系数f的因素较多，比如：路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等。