汽车理论汽车的操纵稳定性与悬架的关系概要.pptx

1 汽车理论汽车的操纵稳定性与悬架的关系概要 2 1）前、后轴左、右两侧车轮的垂直载荷要发生变化； 2）车轮有外倾角，由于悬架导向杆系的运动及变形，外倾角将随之变化； 3）车轮上有切向反作用力； 4）车身侧倾时悬架变形，悬架导向杆系和转向杆系将产生相应运动及变形。 综上，汽车侧偏角还应该包括以下三个部分： 1）弹性侧偏角（FZ变化和γ的变化引起的侧偏角α的变化）； 2）侧倾转向角（车厢侧倾而导致前后轮转角的变化）； 3）变形转向角（悬架导向杆系变形引起的车轮转角的变化）。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 线性二自由度汽车模型对汽车进行了较多简化，汽车行驶过程中，还应考虑以下因素对轮胎侧偏角的影响。 第1页/共41页 3 侧倾轴线是侧倾中心的连线。 1）侧倾轴线：车厢相对于地面转动时的瞬时轴线； 2）侧倾中心：侧倾轴线通过前、后轴处横断面上的瞬时转动中心；其位置由悬架导向机构决定，常用图解法确定。 一、车厢侧倾 1.车厢侧倾轴线 想一想：先确定侧倾轴线再确定侧倾中心，还是先确定侧倾中心再确定侧倾轴线？ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第2页/共41页 4 1 2 3 4 O24 O13 ①假定车厢不动，地面和车轮相对车厢转动； ②假定车轮与地面间无相对滑动； ③对四连杆机构会用到三心定理。 确定侧倾中心时 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 四连杆机构中相对两杆的相对运动瞬心是相邻两杆延长线的交点。 第3页/共41页 5 Om 1）单横臂独立悬架车厢的侧倾中心 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第4页/共41页 6 D G Ol Or Om 2）双横臂独立悬架的侧倾中心 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第5页/共41页 7 双横臂独立悬架的等效单横臂悬架 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第6页/共41页 8 定义：车厢侧倾时，单位车厢转角下，悬架系统给车厢总的弹性恢复力偶矩： 1）悬架的线刚度 定义：车轮保持在地面上而车厢作垂直运动时，单位车厢位移下，悬架系统给车厢的总弹性恢复力： 2.悬架的侧倾角刚度 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第7页/共41页 9 （1）非独立悬架 （2）独立悬架 恢复力 弹性元件 导向杆系约束反力 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第8页/共41页 10 m n 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第9页/共41页 11 用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度 m n Δss Δst 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第10页/共41页 12 用虚位移原理确定悬架侧倾角刚度 m n 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第11页/共41页 13 2）悬架的侧倾角刚度 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第12页/共41页 14 Φr大，水平晃动大， 乘客不稳定，无安全感。 Φr小， →地面不平时有冲击感。 4.车厢侧倾角及侧倾力矩 操纵稳定性 平顺性 侧倾角改变了外倾角γ； 侧倾角改变了内外车轮的垂直载荷FZ，从而改变侧偏角α。 在确定悬架总侧倾角刚度 时，要综合考虑对操纵稳定性和平顺性的影响。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 Φr 第13页/共41页 15 1）悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅠ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第14页/共41页 16 2）侧倾后悬挂质量重力引起的侧倾力矩MΦrⅡ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第15页/共41页 17 3）独立悬架中非悬挂质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrⅢ 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第16页/共41页 18 悬架总侧倾刚度等于 前、后悬架及横向稳定杆的侧倾角刚度之和。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第17页/共41页 19 二、侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新分配及其对稳态响应的影响 1.侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新分配 工字形车架代表车厢，悬挂质量为Ms。 工字形车架分别通过前、后悬架的侧倾中心m01和m02 与前后轴相铰接，同时又通过前后悬架的弹性元件分别与前、后轴相连接。 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第18页/共41页 20 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第19页/共41页 21 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第20页/共41页 22 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 第21页/共41页 23 车身不侧倾时 车身侧倾后 2.左右轮垂直载荷再分配时轮胎的侧偏刚度 当车