车辆动力学基础15.ppt

车辆动力学基础 刘 祚 时 汽车何以能飞? 通过本课程的学习，要求学生掌握以下内容： 1、车辆的动力性分析与计算 2、车辆的动力装置参数的选定 3、车辆的制动性分析与计算 4、了解ABS 5、车辆操纵稳定性的分析 6、车辆轮胎的受力分析 7、车辆平顺性的分析 8.、基于ADAMS的车辆动力学建模与模拟 相关书籍推荐 余志生主编《汽车理论》第5版 （美）Thomas D.Gillespie 著.车辆动力学基础.赵六奇，金达锋，译.清华大学出版社 吴光强 主编.汽车理论.人民交通出版社 傅立敏 著.汽车空气动力学. 机械工业出版社 喻凡 ，林逸 编著.汽车系统动力学. 机械工业出版社 1.2 建模的基本知识 集中质量 车辆由众多零部件构成。在不同工况、不同研究目的中，对这些零部件有不同的处理方法。例如，在制动过程中，车辆作为整体减速，可以假设整车是一个集中质量块，这个质量块的质心位置与整车质心位置重合，这个质量块拥有与整车相同的质量和惯性特性。实际上，加速、制动和大多数转向分析，把整车作为一个集中质量来研究都可以满足要求。但在乘坐舒适性研究中，我们不能忽视弹性元件的作用，而必须把整车质量分为“悬挂质量”和“非悬挂质量”。 车辆固定坐标系统 地面固定坐标系统 车辆操纵过程的姿态和运行轨迹，参照固定在地面上的右手直角坐标系来确定。一般情况下，车辆固定坐标系选择与操纵的起始点相一致。此坐标系的定义如下： X——向前运动； Y——向右运动； Z——垂直运动（向下为正方向）； ——方向角（水平面上x轴与X轴之间的夹角）； ——路径角（车辆速度向量与X轴之间的夹角）； ——侧滑角（车辆速度向量与x轴之间的夹角）。 欧拉角 用来确定刚体位置的3个一组独立角参量，为欧拉首先提出而得名。由三个方向上的依次旋转构成，它们有多种取法，以不同的顺序转动同样3个欧拉角得到的变换结果一般是不同的，会导致不同的车辆姿态。常用转动顺序是3-1-3。3表示z轴，1表示x轴。即表示，第一次绕地面固定坐标系Z轴转动；第二次绕X轴转动；第三次绕z轴转动。 第一欧拉角 第二欧拉角 第三欧拉角 轮胎静态负荷 2.加速时间t 2）静止到400m或静止到1km的冲刺时间 水平路面加速 坡道加速 曲线斜坡加速 跑车的最高车速 跑车的最高车速 跑车的最高车速 思考 汽车的最高车速这么高，在高速公路上可以得到充分发挥吗？ 中国高速公路允许的最高车速 120km/h 德国高速公路不限速 SUV的最高车速 宝马X5(4.4L) 230km/h 陆虎览胜(4.0L) 210km/h 宝马X5(3.0L) 202km/h 大众途锐(3.0L) 197km/h 捍马H2(6.0L) 180km/h 帕杰罗速跑(3.0L) 175km/h 对最高车速的总结 通过以上数据的对比分析，能得到一些什么结论？ 思考 查阅资料：F1方程式赛车的最高车速可以达到多少？ 发动机排量越大，汽车最高车速越高； 配置相同发动机的前提下，手动挡比自动挡车速更高； 发动机排量相同的前提下，车身越小，最高车速越高； SUV配备的发动机排量普遍较大，但与配备相同发动机排量的轿车相比，最高车速要低。 ?现今内燃机汽车的最高车速记录为660km/h，由塞默兄弟在1965年11月创造。 ?世界上车速的最高记录是英国飞行员安迪·格林（Andy Green）在美国内华达州西北的盐湖上，于1997年10月驾驶一辆喷气式发动机驱动的“冲刺”号汽车创造的，车速第一次超过了声速，达到1227.73km/h。 飞度1.5L 12.0s 红旗CA7460 10.5s 捍马H2 10.0s 宝马523Li 9.6s 奥迪A8 7.0s 宝马750 6.6s 奔驰S600 6.5s 宝来1.8 M（手动挡）/A（自动挡） 11.1s/12.7s 宝来1.8T M （手动挡）/A（自动挡） 9.0s/10.5s 手动挡汽车的加速时间更短 法拉利 575M Maranello 4.2s 宝时捷911 3.9s 兰博基尼 Gallardo 4.2s （1）原地起步加速时间 1） 0～100km/h的加速时间 60～100km/h （4挡/5挡） 10.8s / 13.7s 80～120km/h （4挡/5挡） 10.6 s/ 14