汽车理论第五章精要.ppt

1汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能遵循驾驶者通过转向系统及转向车轮给定的方向行驶，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。汽车的操纵稳定性是汽车主动安全性的重要评价指标。第五章汽车的操纵稳定性返回目录2第一节概述本节将介绍汽车操纵稳定性包含的内容、车辆坐标系、转向盘角阶跃输入下的时域响应特性等。本节还将介绍操纵稳定性的研究方法及试验评价方法。第五章汽车的操纵稳定性返回目录3汽车在转向盘输入或外界干扰输入下的侧向运动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。外界干扰输入主要是指侧向风和路面不平产生的侧向力。第一节操纵稳定性概述一、操纵稳定性包含的内容41.转向盘角阶跃输入下的响应稳态响应瞬态响应横摆角速度增益—转向灵敏度。评价参量反应时间。横摆角速度波动的无阻尼圆频率。评价参量第一节操纵稳定性概述操纵稳定性包含的内容5转向盘转角正弦输入下，频率由0→∞变化时，汽车横摆角速度与转向盘转角的振幅比及相位差的变化规律。共振峰频率。共振时振幅比。相位滞后角。稳态增益。评价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63.转向盘中间位置操纵稳定性转向灵敏度。转向盘力特性。转向功灵敏度。评价参量第一节操纵稳定性概述转向盘力输入下的时域响应。回正后剩余横摆角速度与剩余横摆角。达到剩余横摆角速度的时间。评价参量4.回正性操纵稳定性包含的内容转向盘小转角、低频正弦输入下，汽车高速行驶时的操纵稳定性。7车型最小转向半径/m（左/右）AudiA45.6/5.6（轴距2650mm）宝马520i5.65/5.65（轴距2830mm）雷克萨斯LS4305.4/5.3（轴距2925mm）一些常见车型的最小转向半径评价参量：最小转向半径。第一节操纵稳定性概述5.转向半径操纵稳定性包含的内容8评价转动转向盘轻便程度的特性。包括原地转向轻便性、低速行驶转向轻便性和高速行驶转向轻便性。转向力。转向功。目前部分轿车上使用的电动助力转向系统（EPS），能很好地兼顾各种车速下行驶时的转向轻便性。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9直线行驶性转向盘转角和（累计值）侧向风敏感性路面不平敏感性侧向偏移评价参量评价参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10蛇行性能移线性能双移线性能—回避障碍性能转向盘转角、转向力、侧向加速度、横摆角速度、侧偏角、车速等。在汽车性能参数里，往往以应急性能给出。主要包括：蛇行绕桩速度（满载/空载）、紧急变线速度（满载/空载）。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11有些轿车的车身侧倾比较严重第一节操纵稳定性概述12极限侧向加速度抗侧翻能力极限车速回至原来路径所需时间评价参量评价参量评价参量圆周行驶极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控制能力操纵稳定性包含的内容13第一节操纵稳定性概述1.车辆坐标系二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应14汽车直线行驶时，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。时间t转向盘转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，称为转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应。15不足转向；中性转向不变；过多转向。稳态响应特性有三种类型第一节操纵稳定性概述16转向盘角阶跃输入前后，直线行驶与等速圆周行驶这两个稳态运动之间的过渡过程是一种瞬态，相应的瞬态运动响应称为转向盘角阶跃输入下的瞬态响应。第一节操纵稳定性概述3.瞬态响应特性171）时间上的滞后瞬态响应的评价指标第一节操纵稳定性概述2）执行上的误差（ωr1/ωr0）×100％称为超调量3）横摆角速度的波动波动的ω＝2π/T,取决于汽车的结构参数4）进入稳态所经历的时间σ18将汽车作为开路控制系统人—汽车系统作为闭路系统第一节操纵稳定性概述三、操纵稳定性的研究方法19通过仪器测出横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力。让试验评价人员根据试验时自己的感觉进行评价。人—汽车闭路系统第一节操纵稳定性概述四、操纵稳定性的两种试验评价方法开路系统主观评价法客观评价法20本节主要研究轮胎的侧偏现象和侧偏特性。侧偏特性是指侧偏力、回正力矩与侧偏角的关系。第五章汽车的操纵稳定性第二节轮胎的侧偏特性返回目录21αOXY车轮平面车轮行驶方向正地面切向反作用力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TZ正TY正外倾角γZ侧偏角α轮胎接地印迹中心的位移方向与X轴的夹角外倾角γ过轮胎坐标系原点