中文版第五章汽车操纵稳定性.ppt

5.1 汽车操纵稳定性研究的主要内容 1、极限行驶稳定性 横向倾翻的最大坡度；横向倾翻的最大 车速；纵向行驶稳定性。 5.2 汽车极限行驶稳定性 1. 横向倾翻的最大坡度 2. 横向倾翻的最大车速 3. 纵向行驶稳定性 侧向速度v：质心速度沿Y 轴的分量； 俯仰角速度ωq pitch velocity ：质心绕Y轴旋转角速度； 垂直速度v：质心速度沿Z 轴的分量； 横摆角速度ωr yaw velocity ：质心绕Z轴旋转角速度。 5.3 轮胎的侧偏特性 侧偏特性主要是指侧偏力、回正力矩与侧偏角之间的关系。 1） 轮胎坐标系 tyre axis system 轮胎侧偏角 side-slip-angle ： 轮胎接地中心的引进方向与车轮中心平面方向间的夹角。 侧向力与产生的侧偏角α的关系曲线，称为车轮的侧偏特性。当α不超过4°~5°时，Fy与α成线性关系Fy∝α，即：Fy kα Fy－α曲线在α 0°处的斜率称为侧偏刚度k cornering stiffness ，其单位为 N/rad 或N/ o ）其值为负值，因负的侧偏力产生正的侧偏角。 因此，侧偏刚度为负值，即Fy -FY，Fk -kα。 垂直载荷对k的影响： G↑，Fφ↑，侧滑倾向↓，k↑ 轮胎结构对k的影响： 轮胎宽度↑， k ↑；轮胎气压↑，k ↑；子午胎： k ↑。 必须注意：轮胎的侧偏现象的产生是由于轮胎的侧向弹性变形，与轮胎在道路上的侧滑有本质的区别。 轮胎的侧偏现象不仅影响车轮的运动轨迹，而且加剧轮胎的磨损；轮胎的侧向变形使滚动阻力增加。 参数说明：设前轮转角δ，转弯半径r， FY1，FY2：前、后轮的侧偏力。 v1，vc，v2：A，B，C三点的速度。 Fc：质心的离心力 FcY：Fc在Y方向上的分力 设汽车在水平道路上作等速圆周运动，则 作用在汽车上的侧向力为离心力的侧向分力。 4、稳态转向特性 5 瞬态响应 transient state response 汽车转向特性的好坏，在很大程度上取决于过渡状态的运动状况。 瞬态响应性能好的汽车，从过渡状态到稳运动状态的过程中应该是波动最小而响应最快。 瞬态响应为一强迫振动微分方程: 6 横摆角速度频响特性 对二自由度汽车运动微分方程 5.5 汽车转向轮的振动 汽车在行驶过程 ，有时会出现转向轮的左右摆振和上下跳动现象。 下面分别分析转向轮振动的原因： 1、转向轮的振动与共振 2、车轮不平衡的影响 3、悬架与转向传动机构的运动关系不协调的影响 5.6 转向轮的稳定效应 转向轮的稳定效应是指转向轮具有保持中间位置（直线行驶位置）及当转向轮偏移后能自动返回至中间位置（自动回正）的能力。转向轮的稳定效应主要取决于主销内倾，主销后倾及轮胎外倾。 1、主销内倾的稳定作用 2、主销后倾的稳定作用 3、转向车轮外倾的稳定作用 4、前束的作用 中性转向 K＝0 过多转向K＝ 0.0019s2/m2 不足转向K＝ －0.0006s2/m2 0 50 100 150 10 20 vch vcr va/ km·h-1 轴距L＝3m K 0 不足转向 K 0 中性转向 K 0 过多转向 2 前后轮侧偏角绝对值之差（α1－α2） a. （α1－α2）与K的关系 α1-α2 0，则 K 0 为不足转向； α1-α2 0，则 K 0 为中性转向； α1-α2 0，则 K 0 为过多转向； 不足转向 过多转向 中性转向 K 0 K 0 K 0 0 α1-α2 ay 图5－6 表示汽车稳态响应的（α1-α2）—ay曲线 I：O点：钢性轮，前、后轮的交点，保证前后轮纯 滚动，则R0 L/δ。 b.（α1－α2）与R的关系： 由以上分析可知，α1-α2也可作为表征汽车稳定响应的评价指标。 III：若α1 α2，α1-α2 0，则R’’ Ro，转向半径减小，说明转向效果加强，成为过多转向。 II：若是弹性轮胎，转向时，由于离心力的作用，使车轮产生侧偏角，若：α1 α2，α1-α2 0，则R’ Ro，转向半径变大，说明转向效果受到抑制， 成为不足转向。 K 0 R/Ro 1 K 0 R/Ro 1 说明不足转向汽车的转向半径总是大于Ro。 K 0 R/Ro 1 说明过多转向汽车的转向半径总是小于Ro。 3 转向半径的比值 R/R0 ratio of turning radil 4 静态储备系数S·M static margin 中性转向点 neutral steer point ： 使汽车前、后轮产生同一侧偏角的侧向力作用点， 称为中性转向点。 用力矩平衡可求出中性转向点的位置，中性转向点距前轴的距离为： 图5-7中性转向点位置的确定 L