汽车理论汽车操纵稳定性学习教案.pptx

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1、会计学1汽车汽车(qch)理论汽车理论汽车(qch)操纵稳定性操纵稳定性第一页，共79页。5 5 汽车汽车(qch)(qch)操纵稳操纵稳定性定性5.1 概概 述述5.2 轮胎侧偏特性轮胎侧偏特性5.3 线性二自由度汽车模型对前轮线性二自由度汽车模型对前轮角输入响应角输入响应5.4 汽车操纵稳定性与悬架、转向汽车操纵稳定性与悬架、转向系的关系系的关系(gun x)5.5 汽车行驶时的翻倾和整车侧滑汽车行驶时的翻倾和整车侧滑第1页/共79页第二页，共79页。1、飘：无指令时，汽车行驶飘浮；、飘：无指令时，汽车行驶飘浮；2、贼：不听指令，左右乱闯，贼头、贼：不听指令，左右乱闯，贼头贼脑；贼脑；3、

2、晃：转向时，行驶不稳；、晃：转向时，行驶不稳；4、反映迟钝：接到指令时，半天才、反映迟钝：接到指令时，半天才反应反应(fnyng)；5、丧失路感：人员操纵车，无法感、丧失路感：人员操纵车，无法感觉路面状况；觉路面状况；6、失去控制：指令失控。、失去控制：指令失控。第2页/共79页第三页，共79页。定义：定义：在驾驶员不感觉过分紧张、疲在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干且当受到外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力扰而保持稳定行驶的能力。

3、意义意义操纵方便性操纵方便性高速安全性高速安全性行驶方向行驶方向直线直线 转弯转弯干扰干扰路不平路不平 侧风侧风货物或乘客偏载货物或乘客偏载第3页/共79页第四页，共79页。内容内容输入输入：角输入、力输入角输入、力输入响应响应：时域响应、频域响应。时域响应、频域响应。横摆角速度频率响横摆角速度频率响应特性应特性回正性转向半径转向轻便性直线行驶性直线行驶性（侧向风稳（侧向风稳定性、路面不平稳定性、定性、路面不平稳定性、弯道行驶性）弯道行驶性）典型行驶工况极限行驶性能第4页/共79页第五页，共79页。汽车在转向盘输入或外界干扰汽车在转向盘输入或外界干扰(gnro)输入下的侧向运动输入下的侧向运动

4、响应随时间而变化的特性称为时域响应特性。响应随时间而变化的特性称为时域响应特性。转向盘输入有角位移输入和力矩输入。转向盘输入有角位移输入和力矩输入。外界干扰外界干扰(gnro)输入主要是指侧向风和路面不平产生的输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向力。侧向力。第一节 操纵(cozng)稳定性概述一、操纵(cozng)稳定性包含的内容第5页/共79页第六页，共79页。1.转向(zhunxing)盘角阶跃输入下的响应稳态响应稳态响应(xingyng)瞬态响应瞬态响应(xingyng)横摆角速度增益横摆角速度增益转转向灵敏度。向灵敏度。评价参量评价参量 反应时间。反应时间。横摆角速度波动的无横摆角速

5、度波动的无阻尼圆频率。阻尼圆频率。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第6页/共79页第七页，共79页。转向盘转角正弦输入转向盘转角正弦输入下，频率由下，频率由0变化时，变化时，汽车汽车(qch)横摆角速度横摆角速度与转向盘转角的振幅比与转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律。及相位差的变化规律。共振峰频率共振峰频率(pnl)。共振时振幅比。共振时振幅比。相位滞后角。相位滞后角。稳态增益。稳态增益。评价评价(pngji)参量参量第一节 操纵稳定性概述2.横摆角速度频率响应特性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第7页/共79页第八页，共79页。3.转

6、向盘中间位置(wi zhi)操纵稳定性 转向转向(zhunxing)灵灵敏度。敏度。转向转向(zhunxing)盘盘力特性。力特性。转向转向(zhunxing)功功灵敏度。灵敏度。评价评价(pngji)参量参量第一节 操纵稳定性概述 转向盘力输入下转向盘力输入下的时域响应。的时域响应。回正后剩余横摆角速回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角。度与剩余横摆角。达到剩余横摆角速达到剩余横摆角速度的时间。度的时间。评价参量评价参量4.回正性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容 转向盘小转角、低频正弦转向盘小转角、低频正弦输入下，汽车高速行驶时的输入下，汽车高速行驶时的操纵稳定性。操纵稳定性。第8页/共

7、79页第九页，共79页。车型车型最小转向半径最小转向半径/m（左（左/右）右）Audi A45.6/5.6（轴距（轴距2650 mm）宝马宝马520i5.65/5.65（轴距（轴距2830 mm）雷克萨斯雷克萨斯LS4305.4/5.3（轴距（轴距2925 mm）一些一些(yxi)常见车型的最小转常见车型的最小转向半径向半径评价评价(pngji)参量：最小转参量：最小转向半径。向半径。第一节 操纵(cozng)稳定性概述5.转向半径操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第9页/共79页第十页，共79页。评价转动转向盘轻便评价转动转向盘轻便(qngbin)程度的特性。程度的特性。包括原地转向轻

8、便包括原地转向轻便(qngbin)性、低速行驶性、低速行驶转向轻便转向轻便(qngbin)性和性和高速行驶转向轻便高速行驶转向轻便(qngbin)性。性。转向转向(zhunxing)力。力。转向转向(zhunxing)功。功。目前部分轿车上使用的电动助力转向系统目前部分轿车上使用的电动助力转向系统(xtng)（EPS），），能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述6.转向轻便性操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第10页/共79页第十一页，共79页。直线直线(zhxin)行驶性行驶性转向转向(zhunxing

9、)盘转角盘转角和（累计值）和（累计值）侧向侧向(c xin)风敏感性风敏感性路面不平敏感性路面不平敏感性侧向偏移侧向偏移评价参量评价参量评价参评价参量量第一节 操纵稳定性概述7.直线行驶性能操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第11页/共79页第十二页，共79页。蛇行性能蛇行性能(xngnng)移线性能移线性能(xngnng)双移线性能双移线性能(xngnng)回避回避障碍性能障碍性能(xngnng)转向转向(zhunxing)盘转角、转向盘转角、转向(zhunxing)力、侧力、侧向加速度、横摆角速向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等。度、侧偏角、车速等。在汽车性能参数里，往往以应急性能

10、给出。在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。主要主要(zhyo)包括：蛇行绕桩速度（满载包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、空载）、紧急变线速度（满载紧急变线速度（满载/空载）。空载）。评价参量评价参量第一节 操纵稳定性概述8.典型行驶工况性能操纵稳定性包含的内容操纵稳定性包含的内容第12页/共79页第十三页，共79页。三辆轿车三辆轿车(jioch)在做蛇形绕桩性能在做蛇形绕桩性能对比测试。对比测试。第一节 操纵(cozng)稳定性概述第13页/共79页第十四页，共79页。第一节 操纵(cozng)稳定性概述第14页/共79页第十五页，共79页。汽车在绕桩（转向）时车身总有一定汽车在绕桩（转向）

11、时车身总有一定(ydng)的倾斜的倾斜第一节 操纵(cozng)稳定性概述第15页/共79页第十六页，共79页。有些有些(yuxi)轿车的车身侧倾比较严轿车的车身侧倾比较严重重第一节 操纵(cozng)稳定性概述第16页/共79页第十七页，共79页。车身车身(ch shn)外倾外倾驾驶舱内倾驾驶舱内倾(ni qn)设计的理念设计的理念(l nin)是驾驶舱永是驾驶舱永不倾斜不倾斜第一节 操纵稳定性概述第17页/共79页第十八页，共79页。第一节 操纵(cozng)稳定性概述第18页/共79页第十九页，共79页。车型车型紧急变线速度紧急变线速度/（km h1）（空载）（空载）新雅阁新雅阁97.3

12、 马自达马自达6120 Audi A4124.9 Audi A8131.6一些常见一些常见(chn jin)轿车的紧轿车的紧急变线速度急变线速度第一节 操纵(cozng)稳定性概述操纵稳定性包含操纵稳定性包含(bohn)的内容的内容第19页/共79页第二十页，共79页。极限极限(jxin)侧向侧向加速度加速度抗侧翻能力抗侧翻能力(nngl)极限极限(jxin)车速车速 回至原来路径回至原来路径所需时间所需时间评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量评价参量 圆周行驶极圆周行驶极限侧向加速度限侧向加速度第一节 操纵稳定性概述9.极限行驶能力 发生侧滑时的发生侧滑时的控制能力控制能力操纵稳定性包含

13、的内容操纵稳定性包含的内容第20页/共79页第二十一页，共79页。第一节 操纵(cozng)稳定性概述1.车辆(chling)坐标系二、车辆(chling)坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应第21页/共79页第二十二页，共79页。汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响应。汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响应。转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行驶，转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行驶，急剧转动急剧转动(zhun dng)(zhun dng)转向盘，然后维持转角不变，转向盘，然后维持转角不变，即对汽车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过即对汽车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过

14、程后进入等速圆周行驶工况。渡过程后进入等速圆周行驶工况。转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和等转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应的速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应的瞬间运动响应。瞬间运动响应。稳态转向特性：不足转向、中性转向、过多转向。转稳态转向特性：不足转向、中性转向、过多转向。转向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同车向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同车速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增大，速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增大，中性转向的汽车转向半径不变，而过多转向的汽车中性转向的汽车转向半

15、径不变，而过多转向的汽车转向半径逐渐减小。转向半径逐渐减小。第22页/共79页第二十三页，共79页。汽车直线行驶汽车直线行驶(xngsh)时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动时，急速转动转向盘至某一转角时，停止转动转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。转向盘并维持此转角不变，即给汽车以转向盘角阶跃输入。时间时间(shjin)t转转向向(zhunxing)盘盘转转角角第一节 操纵稳定性概述2.稳态响应特性 转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向转向盘角阶跃输入经短暂时间后，汽车进入等速圆周行驶，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。盘角阶跃输入下进入的稳态

16、响应。第23页/共79页第二十四页，共79页。不足转向不足转向 ；中性；中性(zhngxng)转向转向 不变；不变；过多转向过多转向 。稳态响应特性有三种稳态响应特性有三种(sn zhn)类型类型第一节 操纵(cozng)稳定性概述第24页/共79页第二十五页，共79页。第25页/共79页第二十六页，共79页。转向盘角阶跃输转向盘角阶跃输入前后，直线行驶入前后，直线行驶(xngsh)与等速圆与等速圆周行驶周行驶(xngsh)这这两个稳态运动之间两个稳态运动之间的过渡过程是一种的过渡过程是一种瞬态，相应的瞬态瞬态，相应的瞬态运动响应称为转向运动响应称为转向盘角阶跃输入下的盘角阶跃输入下的瞬态响应

17、。瞬态响应。第一节 操纵(cozng)稳定性概述3.瞬态响应(xingyng)特性第26页/共79页第二十七页，共79页。n n瞬态响应与汽车的操纵瞬态响应与汽车的操纵(cozng)(cozng)稳定稳定性好坏有密切关系，汽车方向盘角阶跃性好坏有密切关系，汽车方向盘角阶跃输入下的瞬态响应，常用来表征汽车的输入下的瞬态响应，常用来表征汽车的操纵操纵(cozng)(cozng)稳定性。稳定性。n n急速转动方向盘，给定一转角急速转动方向盘，给定一转角sw0sw0，并维持此转角不变时的瞬间响应特性曲并维持此转角不变时的瞬间响应特性曲线，可表征瞬态响应的品质。线，可表征瞬态响应的品质。第27页/共79

18、页第二十八页，共79页。波动周期波动周期(zhuq)T(zhuq)T或或波动频率波动频率 ：第28页/共79页第二十九页，共79页。n n（1 1）时间上的滞）时间上的滞后：后：n n汽车横摆角速度在汽车横摆角速度在接到信号后，不能接到信号后，不能立即到达立即到达WroWro，而，而是要有一个时间是要有一个时间后，才能第一次达后，才能第一次达到到WroWro，这段滞后，这段滞后时间称为反应时间。时间称为反应时间。n n越短，驾驶者感越短，驾驶者感到反映迅速，否则到反映迅速，否则迟钝迟钝(chdn)(chdn)，也，也有用达到第一峰值有用达到第一峰值的时间的时间滞后时滞后时间间来表示反应时来表示

19、反应时时间的；时间的；n n（2 2）执行上的误）执行上的误差：差：n n最大横摆角速度最大横摆角速度Wr1Wr1常大于稳态值常大于稳态值WroWro，Wr1/Wro100%Wr1/Wro100%称称为超调量，它表示为超调量，它表示执行指令误差的大执行指令误差的大小；小；第29页/共79页第三十页，共79页。n n（3 3）横摆角速度）横摆角速度的波动：的波动：n n在瞬态响应在瞬态响应(xingyng)(xingyng)中，中，横摆角速度横摆角速度WrWr以频以频率率在在WroWro值上下值上下波动，波动周期波动，波动周期T T或频率或频率决定于汽决定于汽车动力学系统的参车动力学系统的参数，

20、数，WrWr值波动也会值波动也会使转向半径使转向半径R R时大时大时小，给驾驶带来时小，给驾驶带来困难；困难；n n(4)(4)稳定时间稳定时间：n n当当WrWr值达到稳态值值达到稳态值WroWro的的95%-105%95%-105%之之间的时间称为稳定间的时间称为稳定时间时间 ，这段时，这段时间应尽是短些。间应尽是短些。第30页/共79页第三十一页，共79页。n n个别汽车也可能出现个别汽车也可能出现个别汽车也可能出现个别汽车也可能出现WrWrWrWr不收剑的情况，即不收剑的情况，即不收剑的情况，即不收剑的情况，即WrWrWrWr越来越越来越越来越越来越大转向半径大转向半径大转向半径大转向

21、半径R R R R愈来愈小，而导致愈来愈小，而导致愈来愈小，而导致愈来愈小，而导致(dozh)(dozh)(dozh)(dozh)汽车产生汽车产生汽车产生汽车产生侧滑或翻车侧滑或翻车侧滑或翻车侧滑或翻车n n由此可见，瞬态响应包括两方面的问题：由此可见，瞬态响应包括两方面的问题：由此可见，瞬态响应包括两方面的问题：由此可见，瞬态响应包括两方面的问题：n n一是行驶方向的稳定性，即给汽车以方向盘角阶跃一是行驶方向的稳定性，即给汽车以方向盘角阶跃一是行驶方向的稳定性，即给汽车以方向盘角阶跃一是行驶方向的稳定性，即给汽车以方向盘角阶跃输入后，汽车能否到达新的稳态状况的问题；输入后，汽车能否到达新的稳

22、态状况的问题；输入后，汽车能否到达新的稳态状况的问题；输入后，汽车能否到达新的稳态状况的问题；n n二是响应品质的问题，即达到新的稳态之前，其瞬二是响应品质的问题，即达到新的稳态之前，其瞬二是响应品质的问题，即达到新的稳态之前，其瞬二是响应品质的问题，即达到新的稳态之前，其瞬态响应的特性如何。态响应的特性如何。态响应的特性如何。态响应的特性如何。第31页/共79页第三十二页，共79页。汽车时域响应是把汽车作为汽车时域响应是把汽车作为汽车时域响应是把汽车作为汽车时域响应是把汽车作为(zuwi)(zuwi)开环开环开环开环控制系统的控制特性。控制系统的控制特性。控制系统的控制特性。控制系统的控制特

23、性。所谓开环控制系统是指我们研究汽车操纵稳定性时，对于驾驶者而言，只能机械地急速转动方向，并维持此角度不变，而不允许其根据汽车的转向运动作出任何主观地操纵修正动作。即：输入信号传递给汽车，再输出信号，其反应完全由汽车本身结构与参数决定。此种方法完全反映的是汽车本身的固有特性，它可以通过建立数学模型，也可以使用测试设备在试验中客观(kgun)进行测量。第32页/共79页第三十三页，共79页。但实际驾驶中，驾驶员汽车系统是一个闭环控制系统：但实际驾驶中，驾驶员汽车系统是一个闭环控制系统：但实际驾驶中，驾驶员汽车系统是一个闭环控制系统：但实际驾驶中，驾驶员汽车系统是一个闭环控制系统：在汽车行驶过程中

24、，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车在汽车行驶过程中，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车在汽车行驶过程中，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车在汽车行驶过程中，驾驶员根据需要，操纵转向盘使汽车做转向运动。路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的做转向运动。路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的做转向运动。路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的做转向运动。路面的凹凸不平、侧风、偏载等影响汽车的行驶。驾驶员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体行驶。驾驶员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体行驶。驾驶员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体行驶。驾驶员根据道路、交通等情况，通过眼、手及身体感知的汽车运动状

25、况（输出参数），经过头脑的分析、判感知的汽车运动状况（输出参数），经过头脑的分析、判感知的汽车运动状况（输出参数），经过头脑的分析、判感知的汽车运动状况（输出参数），经过头脑的分析、判断断断断(pndun)(pndun)（反馈），修正其对转向盘的操纵。如此不（反馈），修正其对转向盘的操纵。如此不（反馈），修正其对转向盘的操纵。如此不（反馈），修正其对转向盘的操纵。如此不断地反复循环，操纵汽车行驶前进。断地反复循环，操纵汽车行驶前进。断地反复循环，操纵汽车行驶前进。断地反复循环，操纵汽车行驶前进。第33页/共79页第三十四页，共79页。主观评价主观评价主观评价主观评价(pngji)(pngji)

26、(pngji)(pngji)法法法法:凭借主观感觉的评价凭借主观感觉的评价凭借主观感觉的评价凭借主观感觉的评价(pngji)(pngji)(pngji)(pngji)转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：3.3.评价方法评价方法客观评价法：用测试仪器测物理客观评价法：用测试仪器测物理(wl)(wl)参数：参数：第34页/共79页第三十五页，共79页。36本节主要研究轮胎的侧偏现象(xinxing)和侧偏特性。侧偏特性是指侧偏力、回正力矩与侧偏角的关系。第五章 汽车(qch)的操纵稳定性第二节轮胎(

27、lnti)的侧偏特性返回目录第35页/共79页第三十六页，共79页。37n车轮平面n 垂直于车轮旋转轴线的轮胎中分平面称为车轮平面n坐标系的原点On 车轮平面和地平面的交线与车轮旋转轴线在地平面上的投影线的交点n车轮平面与地平面的交线取为X轴，规定向前为正nZ轴与地面垂直规定为正nY轴在地平面上规定面向(min xin)车轮前进方向时指向左方为正一、轮胎(lnti)的坐标系第36页/共79页第三十七页，共79页。38OXY车轮(ch ln)平面车轮行驶(xngsh)方向正地面(dmin)切向反作用力FX正翻转力矩 TX正地面法向反作用力FZ正地面侧向反作用力FY车轮旋转轴线正侧偏角正回正力矩T

28、Z正TY正外倾角Z侧偏角轮胎接地印迹中心的位移方向与X轴的夹角外倾角过轮胎坐标系原点的垂线与车轮平面的夹角第二节 轮胎的侧偏特性第37页/共79页第三十八页，共79页。391.侧偏力侧偏力FY概概念念(ginin)汽车行驶时，由于路面的侧面倾斜，侧向风或曲线行驶时的离心作用，车轮中心沿Y轴方向有侧向力Fy，相应地面上将产生(chnshng)地面侧向反作用力Fy，称为侧偏力FY.二、轮胎的侧偏现象(xinxing)和侧偏力侧偏角曲线第38页/共79页第三十九页，共79页。40uccucc 只有当侧向力 大于（或等于）车轮(ch ln)与路面间的侧向附着力时，车轮(ch ln)的运动方向才会改变。

29、第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性1）在刚性(n xn)轮上作用侧向力第39页/共79页第四十页，共79页。41当车轮有侧向弹性时，即使当车轮有侧向弹性时，即使FyFy没有达到附没有达到附着极限，车轮行驶方向着极限，车轮行驶方向(fngxing)(fngxing)亦将偏亦将偏离车轮平面的方向离车轮平面的方向(fngxing)(fngxing)，此即为为，此即为为轮胎的侧偏。轮胎的侧偏。轮胎(lnti)的侧偏现象2）在弹性轮上作用(zuyng)侧向力第40页/共79页第四十一页，共79页。421）车轮静止时，由于车轮侧向弹性，轮胎发生侧向变形，轮胎胎面与地面接地印迹的中心线aa与车轮平面不重合错

30、开(cu ki)h，但仍平行于aa；第41页/共79页第四十二页，共79页。43FY俯视图第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性车轮(ch ln)静止第42页/共79页第四十三页，共79页。44FY第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性2）在弹性轮上作用(zuyng)侧向力车轮(ch ln)滚动第43页/共79页第四十四页，共79页。452）车轮滚动时，接地印迹中心线不只是和车轮平面错开一定(ydng)距离，而且是不再与平行，夹角即为侧偏角。第44页/共79页第四十五页，共79页。460XYFY侧偏力为正时(zhn sh)，产生负侧偏角。u-+第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性2.侧偏现象(xinxi

31、ng)当车轮有侧向弹性时，即使FY没有达到侧向附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向。侧偏角 轮胎接地印迹中心的位移方向与X轴的夹角。u第45页/共79页第四十六页，共79页。47k侧偏刚度(n d)。FY一定时希望(xwng)侧偏角越小越好，所以|k|越大越好。第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性3.FY曲线第46页/共79页第四十七页，共79页。48n n在汽车正常行驶在汽车正常行驶(xngsh(xngsh)时，侧时，侧向加速度不不超过向加速度不不超过0.4g0.4g，侧偏角不超，侧偏角不超过过44 6 6可以认为可以认为FyFy与与 成线性关系；成线性关系；n nFyFy 曲线在曲线

32、在=0=0的的低斜率称为侧偏刚低斜率称为侧偏刚度度k k，k k单位为单位为N/radN/rad或或N/()N/()；第47页/共79页第四十八页，共79页。49n n侧偏刚度侧偏刚度(n d)k是决定操纵稳定性的重是决定操纵稳定性的重要轮胎参数，要轮胎参数，k值（绝对值）变化，则操纵值（绝对值）变化，则操纵稳定性产生相应变化，稳定性产生相应变化，k值受道路条件限制。值受道路条件限制。n n小型轿车轮胎的小型轿车轮胎的K值约在值约在-28000-80000 Nrad范围内。侧偏刚度范围内。侧偏刚度(n d)是决定是决定操纵稳定性的重要轮胎参数。轮胎应有高的操纵稳定性的重要轮胎参数。轮胎应有高的

33、侧偏刚度侧偏刚度(n d)(指绝对值指绝对值)，以保证汽，以保证汽车良好的操纵稳定性。车良好的操纵稳定性。第48页/共79页第四十九页，共79页。50最大侧偏力的影最大侧偏力的影响响(yngxing)因因素素n n附着条件附着条件及垂直载荷及垂直载荷(zi(zi h)FZh)FZn n轮胎胎面花纹、材料、结构、轮胎胎面花纹、材料、结构、充气压力充气压力n n路面材料、结构、潮湿程度路面材料、结构、潮湿程度n n车轮外倾角车轮外倾角三、轮胎结构、工作条件(tiojin)对侧偏特性的影响第49页/共79页第五十页，共79页。51第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性大尺寸(ch cun)轮胎子午线轮胎

34、(lnti)斜交轮胎钢丝子午线轮胎纤维子午线轮胎轮胎的尺寸、型式和结构参数对侧偏刚度有显著影响。侧偏刚度大侧偏刚度小大尺寸轮胎 小尺寸轮胎第50页/共79页第五十一页，共79页。52同型号，同尺寸轮胎，帘布层帘线与平面夹角(ji jio)越大，气压越大，k值越大；气压过高，k不再变。第51页/共79页第五十二页，共79页。53扁平率：H/B100%：H：轮胎断面高，B：胎断面宽；扁平率增加，k减小；反之，k增大(zn d)。其对侧偏刚度影响很大；采用小扁平率轮胎，已成为k的重要途径.第52页/共79页第五十三页，共79页。54第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性扁平率小，k大HB扁平率=(H/B

35、)100%第53页/共79页第五十四页，共79页。55车型车型轮胎型号轮胎型号扁平率扁平率(%)新雅阁新雅阁 普利斯通普利斯通205/65R1565 奔驰奔驰 S320米其林米其林225/60R16 W60 奔驰奔驰 LORINSER 米其林米其林275/30 ZR19 30宽度(kund)一些车型轮胎(lnti)的型号及扁平率轮辋(lnwng)直径第二节 轮胎的侧偏特性第54页/共79页第五十五页，共79页。56第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第55页/共79页第五十六页，共79页。57n n2 2）垂直载荷）垂直载荷W:W:n nW W增大增大(zn d)(zn d)时，时，k k随之增

36、大随之增大(zn d)(zn d)，但当，但当W W增大增大(zn(zn d)d)到一定程度时，到一定程度时，W W增大增大(zn(zn d)d)，k k反而减小；反而减小；n n 第56页/共79页第五十七页，共79页。58第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第57页/共79页第五十八页，共79页。59 一定(ydng)时，W大，FY大。FY=，即k大。垂直载荷(zi h)过大时，轮胎与地面接触区的压力分布不均匀，使 k反而有所减小。第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第58页/共79页第五十九页，共79页。60第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性（3）轮胎气压高，k大第59页/共79页第六十页，

37、共79页。61 切切切切向向向向力力力力时时时时，对对对对k k k k值值值值影影影影响响响响(yngxing)(yngxing)(yngxing)(yngxing)不不不不大大大大，但但但但对对对对FyFyFyFy影影影影响响响响(yngxing)(yngxing)(yngxing)(yngxing)较较较较大大大大，因因因因为为为为切切切切向向向向力力力力FyFyFyFy合合合合成成成成值值值值受受受受路路路路面面面面附附附附着着着着力力力力限限限限制制制制，当当当当切切切切向向向向力力力力较较较较大大大大时时时时，侧侧侧侧偏偏偏偏力力力力下下下下降降降降很很很很快快快快，因因因因此此此

38、此时即将达到时即将达到时即将达到时即将达到F,F,F,F,切向力消耗大部分，故而切向力消耗大部分，故而切向力消耗大部分，故而切向力消耗大部分，故而FyFyFyFy较小；较小；较小；较小；（4）FX 越大，FY 越小第60页/共79页第六十一页，共79页。62附着附着(fzhu)椭圆椭圆一定侧偏角下，一定侧偏角下，驱动力或制动力驱动力或制动力增加时，侧偏力增加时，侧偏力逐渐有所减小，逐渐有所减小，这是由于轮胎侧这是由于轮胎侧向弹性有所改变向弹性有所改变的关系。的关系。当纵向力相当当纵向力相当大时，侧偏力显大时，侧偏力显著下降，接近附著下降，接近附着极限着极限(jxin)时，切向力已耗时，切向力已

39、耗去大部分附着力，去大部分附着力，而侧向力能利用而侧向力能利用的附着力很小。的附着力很小。第61页/共79页第六十二页，共79页。63第62页/共79页第六十三页，共79页。64FX1FY1FX2FY2第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第63页/共79页第六十四页，共79页。65第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性（5）路面(lmin)干湿状态路面的潮湿程度(chngd)对最大侧偏力影响较大，但对k无太大影响.第64页/共79页第六十五页，共79页。66 路面有薄水层时，由于(yuy)滑水现象，会出现完全丧失侧偏力的情况。第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性轮胎胎面、路面粗糙程度、水层厚度与滑水现

40、象(xinxing)的关系第65页/共79页第六十六页，共79页。67四、回正力矩(l j)TZ轮胎发生侧偏时，会产生作用(zuyng)于轮胎绕OZ轴的力矩，该力矩称为回正力矩。车轮(ch ln)静止时受到侧向力 车轮运动时受到侧向力（侧向力较小）车轮运动时受到侧向力（侧向力较大）第二节 轮胎的侧偏特性FYeFYe轮胎拖距。eFY轮胎拖距变大第66页/共79页第六十七页，共79页。68轮胎发生侧偏时，会产生作用(zuyng)于轮胎绕OZ轴的力矩，该力矩称为回正力矩。车轮运动(yndng)时受到侧向力（侧向力很大）FYTZuXY+-+-0第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性FYe 轮胎拖距反而变小

41、第67页/共79页第六十八页，共79页。69第68页/共79页第六十九页，共79页。70第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第69页/共79页第七十页，共79页。71第70页/共79页第七十一页，共79页。72+OXYZ-第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性向外滚开(n ki)的趋势五、有外倾时轮胎(lnti)的FY与外倾角、侧偏角的关系第71页/共79页第七十二页，共79页。73k外倾(wi qn)刚度。+-第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性1.外倾侧(qngc)向力FY第72页/共79页第七十三页，共79页。74第73页/共79页第七十四页，共79页。75 一定时，越大，FY越大。增加的FY是由作用(zuyng)的结果。第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第74页/共79页第七十五页，共79页。761）=02）03）有，FY=0，即a点2.有外倾(wi qn)时FY与、的关系第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第75页/共79页第七十六页，共79页。77第76页/共79页第七十七页，共79页。785）外倾(wi qn)时产生的回正力矩4）过大对汽车(qch)产生不良影响影响轮胎与路面的良好(lingho)接触第二节 轮胎的侧偏特性汽车轮胎摩托车轮胎第77页/共79页第七十八页，共79页。79第二节 轮胎(lnti)的侧偏特性第78页/共79页第七十九页，共79页。