第十章-发动机原理与汽车理论课件.ppt

1第十章第十章 汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性 第一节第一节 汽车的极限稳定性汽车的极限稳定性第二节第二节 汽车转向时的操纵稳定性汽车转向时的操纵稳定性第三节第三节 汽车直线行驶时的操纵稳定性汽车直线行驶时的操纵稳定性第四节第四节 汽车的操纵轻便性汽车的操纵轻便性3汽车的操纵稳定性汽车的操纵稳定性u汽车的操纵性：指汽车准确地响应驾驶员操纵汽车的操纵性：指汽车准确地响应驾驶员操纵指令的能力。指令的能力。u汽车的稳定性：指汽车抵抗外界干扰而保持稳汽车的稳定性：指汽车抵抗外界干扰而保持稳定行驶的能力。定行驶的能力。第一节第一节 汽车的极限稳定性汽车的极限稳定性汽车的极限稳定性指汽车抵抗外界干扰而不发生翻车事故的汽车的极限稳定性指汽车抵抗外界干扰而不发生翻车事故的能力。能力。一、纵向极限稳定性一、纵向极限稳定性1.1.纵向翻倒纵向翻倒 2.2.驱动轮滑转驱动轮滑转 3.3.纵向极限稳定条件纵向极限稳定条件二、侧向极限稳定性二、侧向极限稳定性1.1.侧向翻倒侧向翻倒 2.2.侧滑侧滑 3.3.侧向极限稳定条件侧向极限稳定条件三、提高极限稳定性的措施三、提高极限稳定性的措施降低重心高度、增加轮距、增加重心到驱动轴之间的距离降低重心高度、增加轮距、增加重心到驱动轴之间的距离1.纵向翻倒纵向翻倒汽车在上、下坡行驶时，最容发生易纵向翻倒。汽车的受汽车在上、下坡行驶时，最容发生易纵向翻倒。汽车的受力情况（以上坡为例），如图力情况（以上坡为例），如图10-110-1所示。所示。以前、后轮接地以前、后轮接地点取力矩得：点取力矩得：汽车不发生纵向翻倒的条件是：汽车不发生纵向翻倒的条件是：结论：结论：b越大、越大、hg越小，汽车的纵向极限稳定性越好。越小，汽车的纵向极限稳定性越好。LGhbGZgsincos1LGhaGZgsincos21cossin0tanggbGh GbZLh。即：62.2.驱动轮滑转驱动轮滑转汽车上坡行驶时，坡道阻力随道路坡角的增加而增加，汽车上坡行驶时，坡道阻力随道路坡角的增加而增加，当克服坡道阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将当克服坡道阻力所需的驱动力超过附着力时，驱动轮将产生滑转。所以后轮驱动的汽车不发生滑转的条件是产生滑转。所以后轮驱动的汽车不发生滑转的条件是:2maxsinZGFtghLatanLGhaGZgsincos273.3.纵向极限稳定条件纵向极限稳定条件保证驱动轮滑转发生在向后纵向翻倒之前。保证驱动轮滑转发生在向后纵向翻倒之前。 所以对后轮驱所以对后轮驱动的汽车，上坡时保持纵向极限稳定性的条件是：动的汽车，上坡时保持纵向极限稳定性的条件是： gggabbLhhh1.侧向翻倒侧向翻倒汽车高速转弯时，产生的离心力较大，最容易发生侧向翻倒。汽车高速转弯时，产生的离心力较大，最容易发生侧向翻倒。汽车在横向坡道上等速转弯时的受力情况如图汽车在横向坡道上等速转弯时的受力情况如图10-210-2所示。所示。汽车不发生向外侧翻倒的条件是：汽车不发生向外侧翻倒的条件是：Z ZR R0 0汽车转弯时不发生向外侧翻倒所允许的车速：汽车转弯时不发生向外侧翻倒所允许的车速：)cossin2sincos2(1gccgLhFBFGhGBBZRvgGFc2(2tan)2tangggR BhvhB)cossin2sincos2(1gccgRhFBFGhGBBZ9u当当 时，任意车速均不会发生向外侧翻倒。时，任意车速均不会发生向外侧翻倒。u当当=0 时，不发生向外侧翻倒时，不发生向外侧翻倒所允许的车速为：所允许的车速为：u当汽车在横向坡道上停车或直线行驶时，离心力当汽车在横向坡道上停车或直线行驶时，离心力Fc=0。如果。如果坡道角过大，汽车会发生向内侧翻倒（图中右侧）。汽车不发坡道角过大，汽车会发生向内侧翻倒（图中右侧）。汽车不发生向右侧翻倒的条件为生向右侧翻倒的条件为ZL0。得到允许的道路坡角。得到允许的道路坡角为：为：u结论：增加转弯半径、增加轮距和降低汽车重心高度，可提结论：增加转弯半径、增加轮距和降低汽车重心高度，可提高汽车侧向极限稳定性。高汽车侧向极限稳定性。1.侧向翻倒侧向翻倒Bhg2tan2ggRBvhtan2gBh2.2.侧滑侧滑 )cossin(sincosGFGFcctan1)tan(gRv1tan当当=0 时，不发生向外侧滑所允许的车速为：时，不发生向外侧滑所允许的车速为：汽车转弯行驶时，随车速提高，所受的侧向力增加。当侧向力汽车转弯行驶时，随车速提高，所受的侧向力增加。当侧向力超过附着力时，汽车将沿侧向力作用方向侧滑。如图超过附着力时，汽车将沿侧向力作用方向侧滑。如图10-2。汽车不发生向外侧滑（左侧）的条件为汽车不发生向外侧滑（左侧）的条件为 ：将将Fc计算式代入，得到计算式代入，得到汽车不发生向外侧滑所允许的车速为汽车不发生向外侧滑所允许的车速为： 当当 时，任意车速均时，任意车速均不会发生向外侧滑。不会发生向外侧滑。gRv 112.2.侧滑侧滑当汽车在横向坡道上停车或直线行驶时，离当汽车在横向坡道上停车或直线行驶时，离心力心力Fc=0。如果坡道角度过大，汽车就会向。如果坡道角度过大，汽车就会向坡道下方侧滑（图中右侧），侧向力为坡道下方侧滑（图中右侧），侧向力为Gsin，汽车不发生向右侧滑的条件为：，汽车不发生向右侧滑的条件为：)cos(sinGGtan3.3.侧向极限稳定条件侧向极限稳定条件 要保持汽车侧向极限稳定性，就要保证侧滑发生在侧翻之要保持汽车侧向极限稳定性，就要保证侧滑发生在侧翻之前。即：前。即：2gBh(2)()12gggR Bh tggRtgtghBtg第二节第二节 汽车转向时的操纵稳定性汽车转向时的操纵稳定性 一、一、轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性二、二、轮胎侧偏对转向操纵稳定性的影响轮胎侧偏对转向操纵稳定性的影响三、三、提高转向操纵稳定性的措施提高转向操纵稳定性的措施一、轮胎的侧偏特性一、轮胎的侧偏特性1.1.侧偏现象侧偏现象: :弹性轮胎受侧向力作用弹性轮胎受侧向力作用时时, ,由于轮胎的侧向变形，使车轮的由于轮胎的侧向变形，使车轮的运动轨迹偏离其直线行驶方向。运动轨迹偏离其直线行驶方向。u- -侧偏角。侧偏角。2.2.轮胎的侧偏特性轮胎的侧偏特性: :侧偏角与侧向力侧偏角与侧向力之间的关系称为轮胎的侧偏特性。之间的关系称为轮胎的侧偏特性。 u轮胎的侧偏特性曲线轮胎的侧偏特性曲线：Y侧偏特性曲线侧偏特性曲线 侧偏刚度主要与轮胎结侧偏刚度主要与轮胎结构、气压、轮胎与路面构、气压、轮胎与路面之间的法向和切向反作之间的法向和切向反作用力等有关。用力等有关。 KFy汽车正常行驶时，轮胎的侧偏角一般不超过汽车正常行驶时，轮胎的侧偏角一般不超过45，可，可认为侧向力与侧偏角成线性关系，即认为侧向力与侧偏角成线性关系，即图图10-5 轮胎的侧偏特性曲线轮胎的侧偏特性曲线16二、轮胎侧偏对转向操纵稳定性的影响二、轮胎侧偏对转向操纵稳定性的影响1.1.无侧偏时的转向半径无侧偏时的转向半径 :2.有侧偏时的转向半径有侧偏时的转向半径 :结论结论：1.1.无侧偏时的转向半径无侧偏时的转向半径 转向半径转向半径: :从瞬时回转中心到汽车纵轴线之间的距离。从瞬时回转中心到汽车纵轴线之间的距离。 由三角形由三角形ABO可得无侧偏时转向半径大小为：可得无侧偏时转向半径大小为：tan0LR 当转向角当转向角较小并用弧度表较小并用弧度表示时：示时： tanLR 0ABLR2.有侧偏时的转向半径有侧偏时的转向半径 过过O点作汽车纵轴线的垂线交于点作汽车纵轴线的垂线交于D点，点，OD即为有即为有侧偏时汽车的转向半径，用侧偏时汽车的转向半径，用R来表示。来表示。 前轮转角前轮转角一定时，前、后轮侧偏角对转向半径的影响一定时，前、后轮侧偏角对转向半径的影响当当A=B时，有侧偏时和无侧偏时的转向半径也相等，称时，有侧偏时和无侧偏时的转向半径也相等，称中性转向特性；中性转向特性；当当BA时，有侧偏时比无侧偏时的转向半径要小，称过时，有侧偏时比无侧偏时的转向半径要小，称过多转向特性；多转向特性；当当AB时，有侧偏时比无侧偏时的转向半径要大，称不时，有侧偏时比无侧偏时的转向半径要大，称不足转向特性。足转向特性。 ABLRLR 0转向半径转向半径R R一定时，一定时，前、后轮侧偏角对汽车转向所前、后轮侧偏角对汽车转向所需要的前轮转角的影响需要的前轮转角的影响具有中性转向特性的汽车具有中性转向特性的汽车（A=B） ，转向时所需的前轮转，转向时所需的前轮转角与无侧偏时相等；角与无侧偏时相等；具有过多转向特性的汽车具有过多转向特性的汽车（ BA ） ，转向时所需的前轮转，转向时所需的前轮转角比无侧偏时小；角比无侧偏时小；具有不足转向特性的汽车具有不足转向特性的汽车（AB） ，转向时所需的前轮转，转向时所需的前轮转角比无侧偏时大。角比无侧偏时大。 ABLRLR 0三、提高转向稳定性的措施三、提高转向稳定性的措施u保证汽车有适度的不足转向特性。保证汽车有适度的不足转向特性。1.汽车重心位置汽车重心位置:应保证应保证AB 。2.轮胎气压轮胎气压:前轮气压比后轮低些，以保证前轮气压比后轮低些，以保证AB 。