汽车系统动力学第2版喻凡基本课件第5章节纵向动力学性能分析.ppt

谢谢观看！ * 第四节 驱动与附着极限和驱动效率 五 驱动效率 将驱动效率τ定义为驱动轴静载Fzs与整车重量W的比值,即: τ=(5-42) 驱动效率决定着车辆的驱动与附着极限,由于其大小与车辆重心位置直接相关,因而主要取决于发动机的布置和车辆的装载情况。图5-23所示为某车辆在三种不同驱动方式下车辆的驱动效率与装载情况的关系。 对货车而言,其载质量能力非常重要。因为空载与满载时车的质量会相差很大,结果导致驱动效率变化很大。图5-24所示为某满载质量为17吨的双轴货车的驱动效率,随着载质量的增加,驱动效率从0.475增加到0.647。 第四节 驱动与附着极限和驱动效率 五 驱动效率 图5-23　不同驱动方式下车辆的驱动效率与装载情况的关系 第四节 驱动与附着极限和驱动效率 五 驱动效率 图5-24　某满载质量为17吨的双轴货车的驱动效率 第五节 制动性 一 制动性的评价 车辆的制动性主要由下列三方面来评价: 1) 制动效能,即制动距离与制动减速度。 2) 制动效能的稳定性,即抗热衰退性能,它是指车辆高速行驶或下长坡连续制动时保持一定制动效能的程度。 3) 制动时的方向稳定性,即制动时车辆不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。它通常用制动时车辆按给定路径行驶的能力来评价。 作为制动效能的一个评定指标,制动强度z表示车辆的制动减速度axb与重力加速度g的比值： 第五节 制动性 一 制动性的评价 本节主要讨论由地面附着条件决定的车辆制动性能。在制动性能分析中,通常不考虑路面阻力和发动机制动力矩。再回顾一下前面曾经提到的附着率f,只是这里讨论的不是驱动工况而是制动工况。相应地,将前、后轴附着率分别定义为其制动力与相应轴荷的比值,即: 为了描述地面附着条件的利用程度,通常将车轮将要抱死时的制动强度与附着率之比定义为制动效率。因此,车辆的前、后轴的制动效率分别为: 第五节 制动性 二 直线制动动力学分析 假定车辆行驶在水平路面,并忽略空气升力对轴荷的影响,车辆的制动力Fb与制动强度z的关系如下: Fb=maxb=Fzsz(5-46) 整车的制动力Fb等于作用于每一车轮的制动力之和。对于直线稳定行驶工况下的车辆来说,前、后车轴两侧车轮的制动力Fb,w基本相同,因而有: Fb=2Fbf,w+2Fbr,w=Fbf+Fbr(5-47) 车辆制动过程中,需对前、后轴制动力进行合理分配,才能在不同附着系数的路面上达到尽可能好的制动效果,此时获得的最大制动强度zmax等于路面附着系数μ,即: zmax=axb,max/g=μ(5-48) 第五节 制动性 二 直线制动动力学分析 将上述条件下的前、后轴制动力分配称为“理想的制动力分配”,它与车速、载荷等许多因素有关。根据附着率的定义,实现理想制动力分配的基本条件是前、后轴附着率相等,均为其理想值fid,即: ff=fr=fid(5-49) 综合以上公式,理想制动力分配条件下,整车制动力为: Fb=zFz=Fbf+Fbr=ffFzf+frFzr=fidFz(5-50) 可见,相应于每一车轴制动强度的各轴路面附着率均相等,即ff=fr=z。 若忽略旋转质量的影响,并已知车辆的静态轴荷分配,可导出理想的制动强度与前轴制动力Fbf的函数关系如下: 第五节 制动性 二 直线制动动力学分析 对上述二次方程求解,可得出z为: 当前、后轴制动力分配为理想状态时,有: 将式(5-52)代入式(5-53),则可得出理想的制动力分配关系为: 第五节 制动性 二 直线制动动力学分析 由式(5-54)可见,理想的制动力分配关系曲线为二次抛物线,它的形状取决于车辆质心位置和车辆装载情况。图5-25所示为前轴相对制动力随后轴相对制动力的变化过程曲线(也称为“制动力图”),同时还给出了一系列制动强度等值线。由图可见,随着制动强度的增加,导致后轴载荷逐步渐少,从而后轴制动力增加趋势减缓。 第五节 制动性 三 制动稳定性分析 首先,分析前轮先抱死拖滑而后轮仍处于滚动的状态。如果车辆受到任何作用于质心的侧向干扰力(可能由路面倾斜坡度、侧向风或左右车轮制动力不平衡等因素引起),即使此时转向盘固定不动,前轴也将受侧向力作用而发生侧滑。若假定前轴发生向右侧滑(图5-26a),则前轴中点的前进速度uf与车辆纵向轴线有一夹角(即前轴侧偏角),记为αf;而后轴因未发生侧滑,因此后轴中点的速度ur仍沿车辆纵轴方向。此时,车辆发生类似转弯的运动,其瞬时回转中心O为速度uf和ur两垂线的交点。车辆做圆周运动时产生了作用于质心C的离心惯性力Fj。显然,离心惯性力的方向与车辆侧滑的方向相反,因而可起到减少或阻止前轴侧滑的作用,即车辆处于一种稳定状态。同理可得,当前轴向左侧滑时,车辆也同样处于一种稳定状态。