汽车理论bxfd.pptx
manuevereabilityhandling performance本章主要内容5.1 汽车操纵稳定性的概念汽车操纵稳定性的概念5.2 轮胎侧偏特性轮胎侧偏特性5.3 汽车的转向特性汽车的转向特性5.4 汽车操纵稳定性与悬架的关系汽车操纵稳定性与悬架的关系5.5提高汽车操纵稳定性的电控系统提高汽车操纵稳定性的电控系统第一节 概述1、什么是操纵稳定性汽车的操纵稳定性是指在驾驶员不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统及转向轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。第一节 概述二、车辆坐标系二、车辆坐标系轮胎坐标系第二节 轮胎的侧偏特性二、轮胎的侧偏现象1、侧偏力、侧偏力 地面对轮胎作用的侧向反地面对轮胎作用的侧向反力称为侧偏力。侧偏力因力称为侧偏力。侧偏力因转向、路面倾斜、风力等转向、路面倾斜、风力等引起。转向引起的侧偏力引起。转向引起的侧偏力总是指向汽车转弯的内侧。总是指向汽车转弯的内侧。在侧偏角0称为不足转向不足转向。不足转向汽车加速时，和中性转向时比，根据稳态横摆角速度增益减小，即r减小。但因R=，故不足转向汽车转向半径随车速增大而增大。4、汽车不足转向第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应特征车速Uch是不足转向汽车稳态横摆角速度增益最大时的车速，称为特征车速,K0时，K0 不足转向0时，KR0 时，K0 不足转向若 R=R0 时，K=0 中性转向若 R R0 时，Ka时，汽车质心在cn前，S.M.0,K0当aa时，汽车质心在cn后，S.M.0,K03）静态贮备系数七、小节表征稳态响应的参数：表征稳态响应的参数：1、稳定性因数2、前后轮侧偏角绝对值之差3、转向半径比4、静态贮备系数S.M.表征瞬态响应的参数：表征瞬态响应的参数：1、横摆角速度 2.波动的固有频率0 3、阻尼比 4、反应时间 5、峰值响应时间 6.稳定时间1、汽车的侧倾1）车厢侧倾轴 车厢相对地面转动的瞬时轴线称为车厢侧倾轴车厢侧倾轴。它与前后轴处的垂直断面的交点称为前、后侧倾中心侧倾中心。它由悬架导向机构决定，可由图解或实验求得。用等效弹簧求悬架侧倾角刚度用等效弹簧求悬架侧倾角刚度 设悬架单侧线刚度为 ,车厢的弹性恢复力矩为侧倾角刚度为：第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系3）车厢侧倾角）车厢侧倾角 车厢侧倾角车厢侧倾角指车厢绕侧倾轴的转角，它是影响汽车操纵稳定性的一个重要参数。它也影响乘员感觉，车厢侧倾角过大，乘员会很不舒适。过小则说明侧倾角刚度过大，凸凹不平路面对汽车单边冲击很大，平顺性不好，同时会影响驾驶员路感。式中，M r是侧倾力矩，K r是悬架总的侧倾角刚度。侧倾力矩由下列三部分组成：第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系悬挂质量离心力引起的侧倾力矩式中，ay是侧向加速度(g)，Gs是悬挂重量(N)。从图中看到，Fsy引起的侧倾力矩为汽车作稳态行驶时，悬挂质量ms的离心力为式中，h是悬挂质心到侧倾轴的距离。第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩式中，e是侧倾后悬挂质心偏移距离。从图中有第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系独立悬架非悬挂质量离心力引起的侧倾力矩式中，Fr是铰链处的反作用力。对图中G点取力矩，有即第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系悬架角刚度对稳态特性的影响 增加前悬架角刚度或减少后悬架角刚度，会使前轮垂直载荷变化量增大，从而增加汽车不足转向。K增大，不足转向量增大。反之，如左右后轮垂直载荷变动较大时，则|k2|减少，K减少，不足转向量减少。因此，左右前轮垂直载荷变动较大（例如前侧顷角刚度较大）时，则|k1|减少，根据第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系车厢侧倾引起的车轮外倾1）有车轮外倾时的侧偏角FY是侧偏力，FY是外倾侧向力这是有车轮外倾时的侧偏角。当汽车转弯时，如车轮外倾方向与转弯方向当汽车转弯时，如车轮外倾方向与转弯方向（即侧向反力方向）一致时，（即侧向反力方向）一致时，绝对值减少。如绝对值减少。如车轮外倾方向与转弯方向相车轮外倾方向与转弯方向相反时，反时，绝对值增加绝对值增加。要保持高的极限性能，急速转弯时承受大部分垂直载荷的外侧车轮应尽可能垂直地面。第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系侧倾转向 车厢侧倾引起的车轮转向称为侧倾转向，侧倾转向，或称轴转向轴转向。侧倾转向会增加或减少不足转向量。图说明了后轴转向和不足转向量增减的关系。雪铁龙具有的“后轴随动转向”技术即是为了转向时增加不足转向量第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系变形转向 悬架导向装置变形引起的车轮转向称为变形转变形转向向。变形转向是一种使汽车产生适度不足转向的有效手段。一般希望转弯时车轮适当增加不足转向变形转向角，即希望转弯时前轮适当朝外偏转，后轮适当朝内偏转。解释概念1、稳态横摆角速度增益、稳态横摆角速度增益2、汽车前或后轮（总）侧偏角、汽车前或后轮（总）侧偏角3、回正力矩、回正力矩4、侧倾转向、侧倾转向6、横摆角速度频率响应特性、横摆角速度频率响应特性7、轮胎坐标系、轮胎坐标系二、填空题1、汽车重心向前移动，会使汽车的过多转向量、汽车重心向前移动，会使汽车的过多转向量 。3、汽车的稳态转向特性分成三种类型：、汽车的稳态转向特性分成三种类型：、和和 。4、轮胎的气压越高，则轮胎的侧偏刚度（、轮胎的气压越高，则轮胎的侧偏刚度（）。）。5、由轮胎坐标系有关符号规定可知，负的侧偏力产生（、由轮胎坐标系有关符号规定可知，负的侧偏力产生（）侧偏角。）侧偏角。6、当汽车质心在中性转向点之前时，汽车具有（、当汽车质心在中性转向点之前时，汽车具有（）转向特性。转向特性。7、一般而言，最大侧偏力越大，、一般而言，最大侧偏力越大，汽车的极限性能汽车的极限性能 ，圆周行驶的极限侧向加速度圆周行驶的极限侧向加速度 。8、汽车横摆角速度的频率特性包括、汽车横摆角速度的频率特性包括 特性和特性和 特特性。性。9、在侧向力作用下，若汽车前轴左、右车轮垂直载荷变动、在侧向力作用下，若汽车前轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于量较大，汽车趋于 不足转向量；若后轴左、右车轮不足转向量；若后轴左、右车轮垂直载荷变动量较大，汽车趋于垂直载荷变动量较大，汽车趋于 不足转向量。不足转向量。三、问答题2、有几种方式可以判断或者表征汽车角阶跃输入稳态转向特性？请简单叙述。3、车厢的侧倾力矩由哪几部分组成？四、计算题 二自由度轿车模型的有关参数为：总质量=1818.2kg；绕oz轴的转动惯量3885kg.m2；轴距L=3.048m；质心至前轴距离 a=1.463m；质心至后轴距离b=1.585m；前轮总的侧偏刚度=-62618 N/rad；后轮总的侧偏刚度=-110185 N/rad。1）试求:稳定性因数K；2）特征车速uch；3）车速u=22.35m/s时的转向灵敏度。
