一、汽車的極限穩(wěn)定性二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性

模塊九

汽車的操縱穩(wěn)定性Contents三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性四、汽車的操縱輕便性一、汽車的極限穩(wěn)定性汽車在上、下坡行駛時(shí)，最容發(fā)生易縱向翻倒。汽車的受力情況（以上坡為例）。以前、后輪接地點(diǎn)取力矩得：汽車不發(fā)生縱向翻倒的條件是：結(jié)論：b越大、hg越小，汽車的縱向極限穩(wěn)定性越好。1.縱向極限穩(wěn)定性縱向翻倒一、汽車的極限穩(wěn)定性汽車上坡行駛時(shí)，坡道阻力隨道路坡角的增加而增加，當(dāng)克服坡道阻力所需的驅(qū)動(dòng)力超過附著力時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪將產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。所以后輪驅(qū)動(dòng)的汽車不發(fā)生滑轉(zhuǎn)的條件是:1.縱向極限穩(wěn)定性驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)一、汽車的極限穩(wěn)定性保證驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)發(fā)生在向后縱向翻倒之前。

所以對后輪驅(qū)動(dòng)的汽車，上坡時(shí)保持縱向極限穩(wěn)定性的條件是：1.縱向極限穩(wěn)定性縱向極限穩(wěn)定條件一、汽車的極限穩(wěn)定性汽車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，產(chǎn)生的離心力較大，最容易發(fā)生側(cè)向翻倒。汽車在橫向坡道上等速轉(zhuǎn)彎時(shí)的受力情況如圖所示。汽車不發(fā)生向外側(cè)翻倒的條件是：ZR＞0汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不發(fā)生向外側(cè)翻倒所允許的車速：2.側(cè)向極限穩(wěn)定性側(cè)向翻倒一、汽車的極限穩(wěn)定性當(dāng)

時(shí)，任意車速均不會(huì)發(fā)生向外側(cè)翻倒。當(dāng)β=0時(shí)，不發(fā)生向外側(cè)翻倒所允許的車速為：當(dāng)汽車在橫向坡道上停車或直線行駛時(shí)，離心力Fc=0。如果坡道角過大，汽車會(huì)發(fā)生向內(nèi)側(cè)翻倒（圖中右側(cè)）。汽車不發(fā)生向右側(cè)翻倒的條件為ZL〉0。得到允許的道路坡角β為：結(jié)論：增加轉(zhuǎn)彎半徑、增加輪距和降低汽車重心高度，可提高汽車側(cè)向極限穩(wěn)定性。2.側(cè)向極限穩(wěn)定性側(cè)向翻倒一、汽車的極限穩(wěn)定性汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，隨車速提高，所受的側(cè)向力增加。當(dāng)側(cè)向力超過附著力時(shí)，汽車將沿側(cè)向力作用方向側(cè)滑。汽車不發(fā)生向外側(cè)滑（左側(cè)）的條件為

：將Fc計(jì)算式代入，得到汽車不發(fā)生向外側(cè)滑所允許的車速為：當(dāng)

時(shí)，任意車速均不會(huì)發(fā)生向外側(cè)滑。當(dāng)β=0時(shí)，不發(fā)生向外側(cè)滑所允許的車速為：2.側(cè)向極限穩(wěn)定性側(cè)滑一、汽車的極限穩(wěn)定性當(dāng)汽車在橫向坡道上停車或直線行駛時(shí)，離心力Fc=0。如果坡道角度過大，汽車就會(huì)向坡道下方側(cè)滑（圖中右側(cè)），側(cè)向力為Gsinβ，汽車不發(fā)生向右側(cè)滑的條件為：2.側(cè)向極限穩(wěn)定性側(cè)滑一、汽車的極限穩(wěn)定性要保持汽車側(cè)向極限穩(wěn)定性，就要保證側(cè)滑發(fā)生在側(cè)翻之前。即：2.側(cè)向極限穩(wěn)定性側(cè)向極限穩(wěn)定條件二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性側(cè)偏現(xiàn)象:彈性輪胎受側(cè)向力作用時(shí),由于輪胎的側(cè)向變形，使車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡偏離其直線行駛方向。α-側(cè)偏角。輪胎的側(cè)偏特性:側(cè)偏角與側(cè)向力之間的關(guān)系稱為輪胎的側(cè)偏特性。

1.輪胎的側(cè)偏特性二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性汽車正常行駛時(shí)，輪胎的側(cè)偏角一般不超過4°~5°，可認(rèn)為側(cè)向力與側(cè)偏角成線性關(guān)系，即

側(cè)偏剛度主要與輪胎結(jié)構(gòu)、氣壓、輪胎與路面之間的法向和切向反作用力等有關(guān)。1.輪胎的側(cè)偏特性側(cè)偏特性曲線二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性轉(zhuǎn)向半徑:從瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心到汽車縱軸線之間的距離。

由三角形ABO可得無側(cè)偏時(shí)轉(zhuǎn)向半徑大小為：

當(dāng)轉(zhuǎn)向角δ較小并用弧度表示時(shí)：2.輪胎側(cè)偏對轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的影響無側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性過Oˊ點(diǎn)作汽車縱軸線的垂線交于D點(diǎn)，OˊD即為有側(cè)偏時(shí)汽車的轉(zhuǎn)向半徑，用R來表示。2.輪胎側(cè)偏對轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的影響有側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性前輪轉(zhuǎn)角δ一定時(shí)，前、后輪側(cè)偏角對轉(zhuǎn)向半徑的影響當(dāng)αA=αB時(shí)，有側(cè)偏時(shí)和無側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑也相等，稱中性轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)αB>αA時(shí)，有側(cè)偏時(shí)比無側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑要小，稱過多轉(zhuǎn)向特性；當(dāng)αA>αB時(shí)，有側(cè)偏時(shí)比無側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑要大，稱不足轉(zhuǎn)向特性。2.輪胎側(cè)偏對轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的影響有側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性轉(zhuǎn)向半徑R一定時(shí)，前、后輪側(cè)偏角對汽車轉(zhuǎn)向所需要的前輪轉(zhuǎn)角的影響具有中性轉(zhuǎn)向特性的汽車（αA=αB），轉(zhuǎn)向時(shí)所需的前輪轉(zhuǎn)角與無側(cè)偏時(shí)相等；具有過多轉(zhuǎn)向特性的汽車（αB>αA

），轉(zhuǎn)向時(shí)所需的前輪轉(zhuǎn)角比無側(cè)偏時(shí)??；具有不足轉(zhuǎn)向特性的汽車（αA>αB），轉(zhuǎn)向時(shí)所需的前輪轉(zhuǎn)角比無側(cè)偏時(shí)大。2.輪胎側(cè)偏對轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的影響有側(cè)偏時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑二、汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱穩(wěn)定性保證汽車有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。汽車重心位置:應(yīng)保證αA>αB

。輪胎氣壓:前輪氣壓比后輪低些，以保證αA>αB3.提高轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性的措施三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性行駛阻力、車輪磨損、行駛系和轉(zhuǎn)向系零件動(dòng)載荷增加嚴(yán)重影響汽車的操縱穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向輪的上下跳動(dòng)：轉(zhuǎn)向輪繞汽車縱軸線產(chǎn)生角振動(dòng)，影響直線行駛的穩(wěn)定性

。轉(zhuǎn)向輪的左右擺動(dòng)：產(chǎn)生繞注銷的角振動(dòng)，影響直線行駛的穩(wěn)定性

。1.轉(zhuǎn)向輪振動(dòng)的影響三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性主銷內(nèi)傾對轉(zhuǎn)向輪回正有一定作用，有利于保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性，但主銷內(nèi)傾角過大，會(huì)使轉(zhuǎn)向輪沉重

。2.轉(zhuǎn)向輪定位的影響主銷內(nèi)傾的影響三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性主銷后傾對轉(zhuǎn)向輪回正有一定作用，有利于保持汽車直線行駛的穩(wěn)定性，但主銷內(nèi)傾角過大，會(huì)使轉(zhuǎn)向輪沉重

。2.轉(zhuǎn)向輪定位的影響主銷后傾的影響三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性對轉(zhuǎn)向輪回正有一定作用，目前廣泛采用低壓胎降低側(cè)偏剛度，增大側(cè)偏角，增大自動(dòng)回正作用，但同時(shí)轉(zhuǎn)向輪沉重，因此同時(shí)也必須減小主銷后傾角。3.輪胎側(cè)偏的影響前輪側(cè)偏的影響三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性中性轉(zhuǎn)向特性：要想維持原來行駛方向，只要向側(cè)向力相反一測轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤使汽車縱軸線與原行駛方向成α角，即可回正。過多轉(zhuǎn)向特性：導(dǎo)致汽車失去操縱穩(wěn)定性。不足轉(zhuǎn)向特性：側(cè)向力消失后，汽車能自動(dòng)回復(fù)直線行駛。3.輪胎側(cè)偏的影響前輪、后輪側(cè)偏的影響中性轉(zhuǎn)向特性汽車的直線行駛穩(wěn)定性三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性3.輪胎側(cè)偏的影響前輪、后輪側(cè)偏的影響三、汽車直線行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性4.提高直線行駛操縱穩(wěn)定性的措施轉(zhuǎn)向輪振動(dòng)的產(chǎn)生原因主要是路面不平和車輪不平衡等，改善道路條件、保持車輪動(dòng)平衡是防止車輪振動(dòng)的有效措施，在使用中應(yīng)特別注意車輪的平衡問題，必要時(shí)應(yīng)對車輪進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)消除不平衡因素在汽車設(shè)計(jì)中合理選擇懸架結(jié)構(gòu)，如采用獨(dú)立懸架取代非獨(dú)立懸架可避免或減輕由于陀螺效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)向輪左右擺動(dòng)懸架與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)干涉，也是引起轉(zhuǎn)向輪左右擺動(dòng)的一個(gè)重要因素，在汽車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使轉(zhuǎn)向垂臂與直拉桿連接球頭接近懸架鉸接點(diǎn)，以協(xié)調(diào)懸架與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系合理選擇轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)，在充分考慮轉(zhuǎn)向輕便和輪胎側(cè)偏影響的前提下，保證轉(zhuǎn)向輪有足夠的自動(dòng)回正能力適當(dāng)減小轉(zhuǎn)向輪的側(cè)偏剛度，不僅可增強(qiáng)轉(zhuǎn)向輪的自動(dòng)回正能力，而且有利于使汽車具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性，對提高汽車直