1、第五章 汽車操縱穩(wěn)定性,汽車操縱穩(wěn)定性,汽車的主要性能之一,a. 汽車正確遵循駕駛員通過操縱機構所給定的方向的能力;,第一節(jié) 概述,操縱穩(wěn)定性,b. 汽車抵抗企圖改變行駛方向干擾、保持穩(wěn)定行駛方向的能力。 在滿足上述要求時，不能過分降低車速或造成駕駛員疲勞。,1、 “飄”汽車自己改變方向。升力或轉向系、輪胎、 懸架等問題。 2、“反應遲鈍”轉向反映慢。傳動比太大。 3、“晃”左右搖擺，行駛方向難于穩(wěn)定。 4、“喪失路感”操縱穩(wěn)定性不好的汽車在高速或急劇轉向時會喪失路感，導致駕駛員判斷的困難。 5、“失控”某些工況下汽車不能控制方向。制動時無法轉向,甩尾，側滑，側翻。,第一節(jié) 概述,操縱穩(wěn)定性不

2、好的具體表現(xiàn),第一節(jié) 概述,賽車負升力翼,負升力翼主要用于賽車 前負升力翼：用于產生汽車前部的負升力，從而改善汽車轉向輪的附著性能，還可以部分平衡由負升力翼引起的車頭上仰力矩的影響。 影響因素有： （1）離地高度-越小越好 （2）攻角-攻角必須為負，且絕對值越大越好 （3）形狀 后負升力翼：產生汽車后部負升力，改善汽車驅動輪的附著性能，提高汽車的加速性和制動性。后翼板的長、寬、高應控制在1000mm、500mm、800mm內。 影響因素有： （1）離地高度 （2）斷面形狀與角度 （3）支架 （4）端板 目前跑車的后負升力翼設計的發(fā)展趨勢是將來后負升力翼與跑車側后圍高度融合在一起。,第一節(jié) 概述

3、,車輛坐標系和汽車主要運動形式,第一節(jié) 概述,汽車等速圓周行駛：汽車轉向盤角階躍輸入下進入的穩(wěn)態(tài)響應,時域響應 Steady state Transient stat 穩(wěn)態(tài)響應特性 不足轉向 中性轉向 過多轉向,第一節(jié) 概述,汽車瞬態(tài)響應,4瞬態(tài)響應特性 反應時間 、 超調量 波動頻率 穩(wěn)定時間,第一節(jié) 概述,人-車閉環(huán)系統(tǒng),第一節(jié) 概述,汽車試驗的兩種評價方法,客觀評價法 客觀評價通過儀器測試能定量評價汽車性能，且能通過分析求出其與汽車結構參數間的關系。 主觀評價法 主觀評價考慮到了人的感覺，能發(fā)現(xiàn)儀器不能測試出的現(xiàn)象，是操縱穩(wěn)定性的最終評價方法，但很難給出定量評價數據。,輪胎坐標系,第二節(jié)

4、 輪胎的側偏特性,因輪胎側向彈性，車輪受側向力的作用使輪心速度方向偏離車輪平面的現(xiàn)象。側向力因轉向、路面傾斜、風力等引起。轉向引起的側向力總是指向汽車內側。側偏角總是位于和側偏力指向相反的一側。,輪胎的側偏現(xiàn)象,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,輪胎的側偏現(xiàn)象,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,具有側向彈性的車輪在垂直載荷為W的條件下，車輪中心受到側向力FY，地面相應的有側偏力時的兩種情況：,車輪靜止不滾動。 車輪滾動。,在側偏角5時，側偏力和側偏角成線性關系。這時， 式中，k稱為側偏剛度（N/rad）。為曲線在=0處的斜率。按輪胎坐標系，側偏力和側偏角總是反號，故側偏剛度總是負值。,輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎

5、的側偏特性,輪胎尺寸越大，k值也越大。,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,輪胎結構與側偏特性的關系,*垂直載荷的影響 垂直載荷增大，k增大。但垂直載荷太大k反而減小。,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,輪胎結構與側偏特性的關系,*輪胎形式和結構參數的影響 a. 子午線胎比斜交胎側偏剛度高。 b. 扁平比（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側偏 剛度大。 c. 胎壓大，則側偏剛度大，但胎壓太大側偏剛度基本不變。試驗時，可通過減少胎壓改變穩(wěn)態(tài)試驗結果。,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,縱向力與側偏特性的關系,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,路面對側偏特性的影響,路面干濕程度的影響 路面越濕，最大側偏力越小。 薄水層的影響 路面有薄水層時

6、，輪胎可能會完全失去側偏力，這稱為“滑水”現(xiàn)象。,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,輪胎不對稱受力產生的回正力矩,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,有外傾角時的輪胎滾動,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,輪胎外傾角及產生的原因,*車橋因載荷變形 *汽車轉向時的離心力 *路面傾斜 *前輪定位參數的需要,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,外傾側向力與外傾角的關系,外傾側向力 式中： 為外傾側向力，它是側偏角為零、 外傾角為 時的地面?zhèn)认蚍戳Α?為輪胎外傾角，它為正時 為負。 為外傾剛度。 外傾側

7、向力是輪胎有外傾角但仍沿x方向前進時地面對輪胎產生的側向反力。,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,有外傾角時的輪胎側偏特性,*小側偏角時不同外傾角對應的側偏剛度不變； *側偏角為零、外傾角不為零時的地面?zhèn)认蛄Γ礊橥鈨A側向力。 （圖中y軸上的值）。 *側偏角不為零、外傾角為零時的地面?zhèn)认蛄Γ礊閭绕Α?（圖中0外傾角曲線上的值） *側偏角和外傾角都不為零且側偏角較小時,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,外傾角對操穩(wěn)性的影響,外傾角增大會影響最大地面?zhèn)认蚍戳Γ档蜆O限側向加速度，故高速汽車轉彎時應使前外輪盡量垂直于地面。,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,第二節(jié) 輪胎的側偏特性,輪胎特性參數的正負規(guī)定,第三節(jié) 線性二自由度

8、汽車模型對前輪角輸入的響應,汽車模型的簡化,* 忽略轉向系的影響，以前輪轉角作為輸入； * 汽車只進行平行于地面的平面運動，而忽略懸架的作用； * 汽車前進（縱軸）速度不變，只有沿y軸的側向速度和繞z軸的橫擺運動;(ay0.4g) * 驅動力不大，對側偏特性無影響； * 忽略空氣阻力； * 忽略左右輪胎因載荷變化引起輪胎特性的變化； * 忽略回正力矩的變化。,二自由度汽車模型,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,由前后兩個有側向彈性的輪胎支承于地面、具有側向及橫擺運動的二自由度汽車模型,建立運動微分方程式 將汽車的（絕對）加速度與（絕對）角加速度及外力與外力矩沿車輛坐標系的軸線分解

9、。 依次確定汽車質心的（絕對）加速度在車輛坐標系上的分量，二自由度汽車受到的外力與繞質心的外力矩，外力、外力矩與汽車運動參數的關系，最后列出二自由度的運動微分方程式。,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,沿ox軸速度分量的變化為： 考慮到 很小并忽略二階微量，上式變?yōu)?除以 并取極限，便是汽車質心絕對加速度在車輛坐標系ox軸上的分量,（1）汽車質心的絕對加速度在車輛坐標系上的分量,沿oy軸速度分量的變化為： 同理，汽車質心絕對加速度沿橫軸oy上的分量為,（2）二自由度汽車受到的外力與繞質心的外力矩,考慮到 角較小， 、 為側偏力，上式可寫作,（3）外力、外力矩與汽車運動參數的關系,

10、二.前輪角階躍輸入下進入的汽車穩(wěn)態(tài)響應-等速圓周行駛 （一）穩(wěn)態(tài)響應： 以符號表示 穩(wěn)態(tài)時 橫擺角速度為定值，此時 ， 以此代入式（5-9）得,式中， 稱為穩(wěn)定性因素 （二）穩(wěn)態(tài)響應的三種類型 1中性轉向： 2不足轉向： 比中性轉向時小 3過多轉向： 比中性轉向時大,聯(lián)立消去v，求出穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益,汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,K=0時 ，汽車穩(wěn)態(tài)響應為中性轉向。這時， 即轉向半徑 ，但這是在汽車無側偏時的結果。因此，中性轉向汽車加速時，轉向半徑不變。,汽車中性轉向,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,K0稱為不足轉向。不足轉向汽車

11、加速時，和中性轉向時比，根據 穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較小，即r較小。但因R= ，故不足轉向汽車轉向半徑隨車速增大而增大。,汽車不足轉向,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,特征車速,uch稱為特征車速,K0稱為過多轉向。過多轉向汽車加速時，和中性轉向相比，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較大，故轉向半徑隨車速增大而減小。顯然，當 時， = 。這時較小的前輪轉角都會導致激轉而翻車。 為了保持良好的操縱穩(wěn)定性，汽車都應當具有適度的不足轉向。,汽車過多轉向,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,汽車質心位置的影響 根據上式，質心靠后，a增大，b減小

12、，K減小（k1， k2 為負），故不足轉向減小。,影響穩(wěn)態(tài)響應特性的因素(1),第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,胎壓的影響 在一定范圍內，胎壓減小則側偏剛度減小。根據上式，后輪胎壓降低會導致K減小，使不足轉向減小。前輪胎壓降低會導致K增大，使不足轉向增大。,影響穩(wěn)態(tài)響應特性的因素(2),第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,輪胎結構的影響 子午線胎比斜交胎側偏剛度高。扁平比（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側偏剛度大。 前輪側偏剛度增大，則不足轉向減小。 后輪側偏剛度增大，則不足轉向增加。,影響穩(wěn)態(tài)響應特性的因素(3),第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,增

13、加前懸架角剛度或減少后懸架角剛度，會增加汽車不足轉向。,懸架角剛度對穩(wěn)態(tài)特性的影響,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,表征穩(wěn)態(tài)響應的參數,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,因ay為正時，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為正，1，2為負。 ay為負時，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為負，1，2為正。故,故,0時，K0 不足轉向,0時，K0 過多轉向,=0時，K=0 中性轉向,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,當側向加速度大于0.3-0.4g后，前

14、后側偏角之差和側向加速度一般進入非線性區(qū)域。在大側向加速度下，許多汽車穩(wěn)態(tài)特性發(fā)生顯著變化。,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,前后側偏角之差與轉向半徑的關系,注意到,有,代入，有,得到前后側偏角絕對值之差與轉向半徑的關系（前輪轉角為輸入，轉向半徑為輸出）,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,2、轉向半徑比,此即車速為u時的轉向半徑R與初始半徑（車速極低時的轉向半徑）R0之比。,根據前式有,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,顯然有：,若 RR0 時，K0 不足轉向 若 R=R0 時，K=0 中性轉向 若 R R0 時，K0 過多轉向,第三節(jié) 線性二自由度

15、汽車模型對前輪角輸入的響應,3、靜態(tài)儲備系數,1） 中性轉向點及其位置的確定 如前后輪側偏角相等，則K=0。 設想汽車質心逐漸移動，轉向時前后輪產生的側向力分配將逐漸變化，側偏角也相應變化。如果前后輪產生同一側偏角，則其對應側向力的合力作用點稱為中性轉向點。,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,圖中c點是質心位置，cn是中性轉向點。汽車向右轉向。,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,中性轉向點到前輪中心的距離為：,當輪胎和軸距一定時，中性轉向點到前輪中心的距離便確定。,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,注意到汽車作穩(wěn)態(tài)圓周運動時，橫擺角加速度為0，前后輪實

16、際側偏力合力作用點即在質心位置。 如質心在Cn前，前輪側偏力增大，側偏角增大；后輪側偏力減少，側偏角減少，即 。 如質心在Cn后， 。,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,定義靜態(tài)貯備系數S.M為：,當a=a時，汽車質心和cn重合，S.M.=0, , K=0 當aa時，汽車質心在cn前，S.M.0, ,K0 當aa時，汽車質心在cn后，S.M.0, ,K0,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,三、前輪角階躍輸入下的瞬態(tài)響應,汽車平面運動方程為,三前輪角階躍輸入下的瞬態(tài)響應： （一）.前輪角階躍輸入下的橫擺角速度瞬態(tài)響應 將二自由度汽車運動微分方程式（5-9）重寫如下 由

17、上述二式得,求導數得 且 ， 代入第一式得 （5-18） 式（5-18）寫成以 為變量的形式如下： （5-19）,式中,此式是單自由度一般強迫振動微分方程式，通常寫作,為輸入（前輪轉角），設其為階躍函數：,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,二階常系數非齊次微分方程，通解為它的一個特解與對應的齊次微分方程的通解之和。其特解為：,只考慮t0的情況，上式變?yōu)椋?第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,對應的齊次方程式為,其通解可由如下特征方程求出,齊次方程的通解為,正常的汽車都具有小阻尼的瞬態(tài)響應。,給汽車前輪一個角階躍輸入時，汽車的橫擺角速度瞬態(tài)響應：,第三節(jié) 線性二自由度汽

18、車模型對前輪角輸入的響應,瞬態(tài)響應評價參數： 1. 橫擺角速度 波動時的固有頻率 ：,小轎車的固有頻率f0(=0/2)在0.8-1.2Hz之間。固有頻率高些較好。,2. 阻尼比,小了超調量大，故大些較好。,3. 反應時間,反應時間 指r第一次到達穩(wěn)定值的時間。小些較好。,4. 達到第一峰值 的時間,達到第一峰值的時間小些較好。,第三節(jié) 線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應,瞬態(tài)響應的穩(wěn)定條件,瞬態(tài)響應對應的齊次方程為,對應的特征方程為,根為：,（1）. 時，只要 ，收斂、穩(wěn)定 （2）. 時，特征根 ， ，收斂,瞬態(tài)響應的穩(wěn)定條件：,四. 橫擺角速度頻率響應特征： 頻率響應函數 為：,幅頻特性

19、為： 相頻特性為：,評價參數： 1）頻率為零時的幅值比，即穩(wěn)態(tài)增益（圖中以a表示） 2）共振峰頻率 ， 值越高，操縱穩(wěn)定性越好 3）共振時的增幅比b/a，增幅比b/a應小些 4）f=0.1Hz時的相位滯后角 ，它代表緩慢轉動轉向盤時響應的快慢，這個數值應接近于零 5） ，f=0.6Hz時的相位滯后角，它代表較快速度轉動轉向盤時響應的快慢，其數值應當小些,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,這里1= Fy1/k1，2= Fy2/k2。k1，k2是假定輪胎垂直載荷不變、外傾角為0、且側偏角較小時的側偏剛度，是一種簡化的模型。 實際上和許多其他因素有關：輪胎垂直載荷；外傾角；懸架導向桿系變形、車身側

20、傾等。,引言,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,=彈性側偏角（考慮了輪胎垂直載荷和外傾角）+車身側傾轉向角 +懸架導向桿系變形轉向角。 側偏角不但和輪胎特性與載荷有關，而且與汽車懸架、轉向系有關。,汽車輪胎的實際總側偏角應為：,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,一、汽車的側傾,1）車廂側傾軸線,車廂相對地面轉動的瞬時軸線稱為車廂側傾軸線。 與前后軸處的垂直斷面的交點稱為前、后側傾中心。 側傾中心的位置由懸架導向機構決定，可由圖解法或實驗法求得。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,圖解法原理,假定車廂不動，地面相對車廂的瞬時轉動中心即為側傾中心。 先確定二車輪瞬時中心及它們接地點的速度方向

21、。把地面看成一個剛體，根據二車輪接地點速度方向確定地面相對汽車運動的瞬心（即側傾中心）。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,單橫臂獨立懸架上車廂的側傾中心,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,雙橫臂獨立懸架上車廂的側傾中心,三心定理：四連桿機構中，三根桿件的三個相對運動瞬時中心位于同一直線上。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,雙橫臂獨立懸架上車廂的側傾中心,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,等效單橫臂懸架,以車輪相對車廂的運動瞬心為鉸接點的單橫臂獨立懸架稱為原獨立懸架的等效單橫臂懸架。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,2）懸架側傾角剛度,懸架側傾角剛度指車廂側傾時，單位車廂轉角下，

22、懸架系統(tǒng)給車廂的總彈性恢復力偶矩。,式中 T-總彈性恢復力偶矩 r-車廂側傾角,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,懸架線剛度與等效彈簧,懸架線剛度指車輪保持在地面上，車廂作垂直運動時，車廂單位位移下，懸架給車廂的總彈性恢復力。該位移和恢復力均在車輪處度量。 鋼板彈簧的懸架線剛度直接等于彈簧剛度。 獨立懸架的線剛度則和其導向桿系有關，這是因為此時車廂向下位移時，車廂受到的的總彈性恢復力不等于彈簧力。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,非獨立懸架的線剛度：,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,單橫臂懸架線剛度的計算,設車廂不動，設一個輪胎處向上的力扣除原平衡力后為 ,它引起的車輪垂直位移是st

23、，彈簧垂直位移是ss。對應的彈簧力增量為Q。由圖可知，,式中，m是彈簧中心到鉸接點距離，n是橫臂長。 根據力矩平衡：,故,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,即一側懸架的線剛度為,式中，ks是彈簧實際剛度。 整個懸架的線剛度為,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,對更復雜的懸架，整個懸架的線剛度為,式中，ss ，st分別是彈簧和車輪處的虛位移。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,用等效彈簧求懸架側傾角剛度,設懸架單側線剛度為 ,車廂的彈性恢復力矩為,側傾角剛度為：,車廂垂直位移時受到的彈性恢復力，就是具有懸架線剛度的等效彈簧所產生的彈性力。,第四節(jié) 汽車操

24、縱穩(wěn)定性和懸架的關系,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,汽車總的懸架側傾角剛度,汽車總的側傾角剛度=前后側傾角剛度+橫向穩(wěn)定桿角剛度。 實際轎車的前側傾角剛度為300-1200 Nm/ ()。 后側傾角剛度為180-700Nm/ () 。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,3）車廂側傾角,車廂側傾角指車廂在側向力作用下繞側傾軸的轉角。 是影響汽車操縱穩(wěn)定性的一個重要參數。也 影響乘員感覺。 車廂側傾角過大，乘員會很不舒適。 過小則說明側傾角過大，凸凹不平路面對汽車一側沖擊很大，同時會影響駕駛員路感。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,式中，M r是側傾力矩，K r是懸架總的側傾角剛度。

25、側傾力矩由下列三部分組成：,汽車作穩(wěn)態(tài)圓周行駛時，車廂側傾角決定于側傾力矩與懸架總的角剛度。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,a、懸掛質量離心力引起的側傾力矩,式中，ay是側向加速度(g) ，Gs是懸掛質量重力(N)。 從圖中看到，F(xiàn)sy引起的側傾力矩為,汽車作穩(wěn)態(tài)行駛時，懸掛質量ms的離心力為,式中，h是懸掛質心到側傾軸的距離。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,b、側傾后懸掛質量重力引起的側傾力矩,式中，e是側傾后懸掛質心偏移距離。,從圖中有,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,c、獨立懸架非懸掛質量離心力引起的側傾力矩,式中，F(xiàn)r是鉸鏈處的反作用力。,對圖中G點取力矩，有,即,設非

26、懸掛質量的質心通過車軸軸線，即質心離地面高度等于車輪半徑。 整個非懸掛質量產生的離心力為Fuy,此力由地面?zhèn)认蚍醋饔昧砥胶狻?并設作用于每側輪胎的地面?zhèn)认蚍醋饔昧榭偟孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧Φ囊话搿?第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,從圖中有,故,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,汽車作穩(wěn)態(tài)圓周運動時，車廂側傾力矩為,式中，M r是側傾力矩，K r是懸架總的側傾角剛度。,側傾角計算：,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,二、側傾時垂直載荷重新分配及對穩(wěn)態(tài)特性的影響,前輪垂直反力的變動量： 后輪垂直反力的變動量： 側傾后，前后軸左右車輪上的垂直反力為：,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,側頃時前

27、左輪垂直載荷變化量為,分析：車廂作用的離心力越大(Fsy大)，或質心越靠前(bs 大)，或前側頃中心越高 (h1大) ，或前懸架側頃角剛度占總側頃角剛度比例越高 (K r1 / K r大) ，或前輪距越小，則前左輪垂直載荷變化量就越大。,對前右輪，有： Fz1r= -Fz1l,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,2) 側頃時垂直載荷變動對側偏剛度和穩(wěn)態(tài)特性的影響,無側向力時，左右輪垂直載荷W0都對應于側偏剛度k0，左右輪側偏角都為： ，式中Fy為左右輪側偏力之和。 汽車轉彎受到側向力時，設左右輪垂直載荷變化為W，內外輪的側偏剛度分別為kl，kr。但內外輪的側偏角相同,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸

28、架的關系,三、懸架角剛度對穩(wěn)態(tài)特性的影響,增加前懸架角剛度或減少后懸架角剛度，會使前輪垂直載荷變化量增大，從而增加汽車不足轉向。,K增大，不足轉向量增大。 反之，如左右后輪垂直載荷變動較大時，則|k2|減少， K減少，不足轉向量減少。,因此，左右前輪垂直載荷變動較大（例如前側頃角剛度較大）時，則|k1|(這里|k1|即上式中的 )減少，根據,結論：在側向力作用下，若汽車前軸左、右車輪垂直載荷變動量較大，汽車趨于增加不足轉向量；若后軸左、右車輪垂直載荷變動量較大，汽車趨于減少不足轉向量。 汽車前、后軸左、右車輪載荷變動量決定于：前、后懸架的側傾角剛度、懸掛質量、非懸掛質量、質心位置、前、后懸架側

29、傾中心位置等參數的數值。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,四、車廂側傾引起的車輪外傾,1）有車輪外傾時的側偏角,FY是側偏力，F(xiàn)Y是外傾側向力,這是有車輪外傾時的側偏角。當汽車轉彎時，如車輪外傾方向與轉彎方向（即側向反力方向）一致時，絕對值減少。如車輪外傾方向與轉彎方向相反時，絕對值增加。,要保持高的極限性能，急速轉彎時承受大部分垂直載荷的外側車輪應盡量垂直地面。,第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性和懸架的關系,2）車輪外傾角的確定,車輪外傾角由車輪相對于車廂的外傾角1和車廂相對于地面的側傾角r合成。 假設車廂不動，地面以反方向轉過一角度r。這時根據懸架導向桿系運動學關系，求出車輪與車廂的相對轉動角度r 。然后讓