汽车操纵稳定性汇总.ppt

第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 定义： 1）在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下，汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向（直线或转弯）行驶的能力； 2）当受到外界干扰(路面不平、侧向风、货物或乘客偏载)时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。 意义——高速车辆的生命线 ★操纵方便性； ★高速行驶安全性； 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 一、操纵稳定性的基本内容 表5-1 汽车操纵稳定性的基本内容及评价所用的物理量 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 续表5-1 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 研究方法： 角输入 时域响应 力输入 频域响应 实际上，汽车应为一个具有惯性、弹性、阻尼等动力学特性的多自由度动力学系统。主要动力学元件有轮胎、悬架、转向系等，是一个非线性系统。 当侧向加速度不超过0.4g，可看作线性系统。 本章研究内容： ★转向盘脚阶跃输入下的稳态响应和瞬态响应； ★汽车侧翻原理 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 2 车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应 图4-34 车辆坐标系 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 汽车时域响应分为稳态响应和瞬态响应。 转向盘角阶跃输入下进入的稳态响应：等速直线行驶，急剧转动转向盘，然后维持转角不变，即对汽车施以转向盘角阶跃输入，汽车经短暂的过渡过程后进入等速圆周行驶工况。 转向盘角阶跃输入下的瞬态响应：等速直线行驶和等速圆周行驶两个稳态运动之间的过渡过程所对应的瞬间运动响应。 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 稳态转向特性（稳态响应） 不足转向、中性转向、过度转向。 转向盘保持一个固定转角不变，缓慢加速或以不同车速等速行驶时，不足转向的汽车转向半径逐渐增大，中性转向的汽车转向半径不变，而过度转向的汽车转向半径逐渐减小。 见下图所示： 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 稳态转向特性 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 瞬态响应特性曲线 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 几个特性参数： 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 3.人－汽车闭环系统 第五章 汽车操纵稳定性5.1 概述 4.试验评价方法 分为主观评价和客观评价两种方法。 客观评价法：通过测试仪器测出表征性能的物理量：如横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力等来评价操纵稳定性的方法。 主观评价法：让试验评价者根据试验时自己的感觉来进行评价。最终评价方法。 汽车本身特性的开环系统只能采用客观评价法。人－车闭环系统的试验常同时采用客观评价与主观评价两种方法。 第五章 汽车操纵稳定性5.2 轮胎的侧偏特性 一、轮胎侧偏特性 定义：侧偏力、回正力矩与侧偏角的关系 1.轮胎坐标系 第五章 汽车操纵稳定性 5.2 轮胎的侧偏特性 2.轮胎侧偏现象 侧偏角：汽车行驶过程中，因路面侧向倾斜、侧向风或曲线行驶时离心力等的作用，车轮中心沿y轴方向将作用有侧向力Fy，在地面上产生相应的地面侧向反作用力FY，FY也称为侧偏力。 当有Fy时，若车轮是刚性的，则可以发生两种情况： 1）车轮沿直线行驶（ ） 2）车轮偏离原来的行驶方向 第五章 汽车操纵稳定性 5.2 轮胎的侧偏特性 轮胎的侧偏特性： 第五章 汽车操纵稳定性 5.2 轮胎的侧偏特性 3.轮胎的坐标系轮胎结构、工艺条件与侧偏特性的关系 1）采用扁平率（H/B）小的宽轮胎，可提高侧偏刚度； 2）垂直载荷适当增大，会提高侧偏刚度； 3）适当提高轮胎的充气压力，可提高侧偏刚度； 4）行驶车速对轮胎的侧偏刚度影响较小； 5）路面及其粗糙程度、干湿状况对轮胎的侧偏特性影响较大，特别是最大侧偏力 第五章 汽车操纵稳定性 5.2 轮胎的侧偏特性 附着椭圆: 一定侧偏角下，驱动力或制动力增加时，侧偏力逐渐有所减小，这是由于轮胎侧向弹性有所改变的关系。当纵向力相当大时，侧偏力显著下降，接近附着极限时，切向力已耗去大部分附着力，而侧向力能利用的附着力很小。 第五章 汽车操纵稳定性 5.2 轮胎的侧偏特性 4.回正力矩 定义：轮胎侧偏时产生作用于绕oz轴的回正力矩TZ。该力矩是使转向车轮恢复到直线行驶位置的主要恢复力矩之一。 形成过程如下图所示： 第五章 汽车