汽車運用工程郭曉汾第四章汽車行駛安全性PPT課件

1、1第四章 汽車行駛 安全性24-1 道路交通事故及汽車安全性分類道路交通事故及汽車安全性分類一、交通事故一、交通事故 定義：定義：車輛在道路上行駛和停放過程中，發(fā)生碰撞、輾壓、刮擦、翻車、墜車、失火、爆炸等現(xiàn)象造成人員傷亡和車、物損壞的事件。 內(nèi)容：內(nèi)容：研究交通事故產(chǎn)生的規(guī)律，分析其原因，消除誘發(fā)交通事故的外部因素。具體地說，就是把人、車、道路及環(huán)境四者統(tǒng)一在一個交通系統(tǒng)中，探索各自及相互間的內(nèi)在規(guī)律性及其最佳配合，以達到減少交通事故的目的。對于人、車、路及環(huán)境分別所需考慮的因素為： 人駕駛行車過程中接受外界信息的反應特性，駕駛員生理、心理和操作特性； 車汽車結(jié)構(gòu)、性能及技術(shù)狀況； 路道路幾

2、何線型路面、道路設施及道路條件變化對交通事故的影響； 環(huán)境對人和道路的影響以及對汽車性能的影響。 3二、汽車安全性分類二、汽車安全性分類 1、主動安全性 汽車本身防止、減少道路交通事故發(fā)生的性能，如制動性，操穩(wěn)性等。 2、被動安全性 汽車發(fā)生事故后汽車本身減輕人員受傷和貨物受損的性能。4-2 汽車的制動性能汽車的制動性能一、地面制動力一、地面制動力 圖為制動輪受力圖。 1. 障阻力距（忽略） 2. 車輪慣性 式中： 為制動器摩擦力矩， r為車輪半徑。 地面制動力 是制動時的外力， 取決于 1) 制動器摩擦力 2) 輪胎與地面摩擦力二、制動器制動力二、制動器制動力 車輪胎外緣克服制動器摩擦力所需

3、之力： 制動器制動力僅與制動器結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，它與踏板力（或氣壓）成正比。 uxbmfxbfxbfumrmfu4三、地面最大制動力三、地面最大制動力 地面制動力 地面最大制動力 這表明制動踏板力（或氣壓）上升到一定值，制動力達到地面附著力時，車輪不轉(zhuǎn)即發(fā)生抱死。 也就是說： 制動力是由制動器產(chǎn)生； 制動力是受地面附著力限止的。四、車輪與地面的附著與滑移四、車輪與地面的附著與滑移 在制動過程中制動軌跡分三階段。 第一階段：清晰花紋（近似純滾動）式中：va 車輪中心速度； ro沒有制動力時車輪半徑； w車輪的速度。 第二階段：印跡模糊（邊滑邊滾） 第三階段：印跡拖滑 w=0 滑動率 純滾動 va=r

4、ow s=0 純拖滑 =0 s=100%zxbfffzxbffmaxwroav5若令 fxb / fz= oa段近似直線 沒有真正滑移 ab段緩慢上升 局部相對滑移 緩增 bc段下降 滑動摩擦系數(shù)小于靜摩擦系數(shù) 峰值附著系數(shù) 滑動附著系數(shù) 在干燥路面上： 在濕路面上： 上述是沒有側(cè)向力的條件下討論的。而實際制動中常有側(cè)偏、側(cè)滑現(xiàn)象，見圖其中 為側(cè)向力sxmdfbpsps13/1psj系數(shù)，它是側(cè)向力與垂直載荷之比。 是在s，側(cè)偏角小時比較高，制動穩(wěn)定性好，制動性能也好（防抱死就有這點好處）。附著系數(shù)的影響因素： 1.道路 道路材料 路面狀況 2.輪胎 輪胎結(jié)構(gòu)及材料 輪胎花紋 3.汽車運行速度

5、 干路面1040 km/h 影響很小 濕路面1040 km/h 影響較大j6五、制動減速度與制動五、制動減速度與制動距離距離 制動減速度反映了地面制動 力，因此它與制動器制動力及附著力（抱死時）有關(guān)。 對于無防抱死裝置的汽車，在水平路面 此外的 是指滑動附著系數(shù) 例：最好的瀝青、混凝土路上緊急制動時，j max可達7.88 m/s2 一般希望各軸都抱死gjbmaxbsgjsmax 制動距離指汽車速度為v0時（空檔），汽車駕駛員踩踏板開始到汽車停止為止的行駛距離。 制動距離與踏板力（或氣壓）及路面附著系數(shù)有關(guān)。 在測制動距離時，若無特殊說明一般是在冷試驗條件下進行的，并規(guī)定了踏板力（氣壓）和路面

6、附著系數(shù)。 由于各種汽車的動力性能不同，制動性能要求也不同，小汽車車速高制動性能也高，卡車車速低，要求也稍低一些。bxbxbjgffmjf21maxmax7制動距離的分析制動距離的分析 a發(fā)生信號 b踏板 c制動力開始增長 d踏板力達最大值 e制動力增至最大值 f松踏板 g制動停車力消失 駕駛員做出反應 換腳時間 為駕駛員反應時間 0.31.0 s 間隙補償時間 制動力增長時間 為制動器的作用時間 0.20.9s t3 制動持續(xù)時間 t4 制動力消除（釋放）時間 0.21.0s制動的全過程制動的全過程 1、駕駛員反應階段 2、制動器起作用的增長階段 3、持續(xù)制動 4、放松制動1t1t 111t

7、tt 2t2t 222ttt 8制動距離制動距離 指t2和t3走過s2和s3.制動距離的計算制動距離的計算 在 內(nèi)： vo制動初速度。 在 內(nèi)： 制動減速度線性增長 任一點車速： t=0 v=vo t點車速為： 任一點的距離： t=0 s=0 將k代入 2t22tvso2t ktdtdv)max(2tjk ktdtdv221ktvvo2221t kvvoe 221ktvdtdsodtktvdso)21(2361kttvso222max61tjtvso 9在t2時間內(nèi)的s2：在持續(xù)制動時間t3內(nèi)： 以j max 勻減速運動，初速為ve，vg=0 故 總制動距離： 很小 當車速以 km/h 代之：

8、影響制動距離的因素影響制動距離的因素 1、 2、 3、vao 使汽車停車的是持續(xù)時間； 使制動器起作用時間影響不大。2222222max61tjtvtvsssoo max2)max21(max2/2223jtjvjvsoe 8max2max222223tjtvjvsoo 32sss2maxmax222222tjjvvttoo 2t max2)2(222jvvttsoo max92.25)2(6 .31222jvvttsaoao 22 tt maxjg10六、制動效能的恒定性六、制動效能的恒定性 冷制動制動器起始溫度100。 強度制動制動器起始溫度300甚至600700。 t 制動性能 制動效能

9、恒定性：抗熱衰退性能。 評價方法：一系列連續(xù)制動時制動效能保持程度。 isd/dis 6579 vo 一定 連續(xù)15次制動 j max 3 要求：不低于冷制動效能的60%（5.8 ，踏板力相同） 山區(qū)：一些國家要求裝輔助制動。 影響因素： 1、制動器摩擦系數(shù) 當200為0.30.4 2、制動器結(jié)構(gòu) 雙向自動增力kef 雙減力制動器kef 摩擦系數(shù)對雙向自動增力影響最大。 盤式制動力制動效能沒有鼓式的好，但抗熱衰退性能好（穩(wěn)定）。 水衰退：涉水時制動性能降低情況。2ms2ms11七、制動穩(wěn)定性七、制動穩(wěn)定性 制動過程中，有時會出現(xiàn)制動跑偏，后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力，而使汽車失去控制離開原來的行

10、駛方向。 定義：汽車在制動過程中，維持直線行駛或按預定彎道行駛的能力。1.跑偏跑偏 原因 汽車左右車輪特別是前左右車輪制動力不等 汽車懸架導向桿系與轉(zhuǎn)向斜拉桿運動學不協(xié)調(diào)12 前輪地面制動力 汽車受地面反力 fy1 fy2 fx1l對主銷的力矩fx1r對主銷的力矩 fy1對主銷的力矩（主銷有后頃） 即使方向盤不動，由于間隙和變形也會向左轉(zhuǎn)。 運動學的干擾。 車輪制動，懸架變形 ，前軸變形 羊角繞主銷右轉(zhuǎn)（球肖在內(nèi)銷內(nèi)側(cè)）。后軸滑移與前軸轉(zhuǎn)向能力喪失后軸滑移與前軸轉(zhuǎn)向能力喪失 前輪抱死 后輪抱死 全部車輪抱死 a：前輪抱死 fy2，l2使減小，汽車大致按方向行駛。 b：后輪抱死 fy1，l1使增

11、大，汽車繞縱軸旋轉(zhuǎn) c：全部車輪抱死 無法承受側(cè)向力，但不會旋轉(zhuǎn)。 結(jié)論： 1.只有后軸抱死或后輪比前輪先抱死不好； 2.盡量少出現(xiàn)前軸抱死或前后軸都抱死； 3.都不抱死最好。rxlxff1113八、前后輪制動器制動力的比例關(guān)系八、前后輪制動器制動力的比例關(guān)系 由于方向穩(wěn)定性與前、后輪制動力分配有關(guān)所以討論一下前后制動力的分配。當制動力足夠時（制動器制動力）會有下列情況： 前輪先抱死：制動穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向喪失，附著沒有充分利用 后輪先抱死：制動不穩(wěn)定，附著利用率低 前后輪同時抱死：可避免后軸側(cè)滑，但前軸無轉(zhuǎn)向所以前后輪制動器制動力分配比例將影響制動時方向穩(wěn)定性和附著的利用率。 1.地面對前、后輪的法

12、向反力地面對前、后輪的法向反力 研究制動器制動力分配必須先研究法向反力。設：、水平路、 、f 、ff 忽略 則： 1 若在不同 的路上都能抱死，hgdtdvggbglfz1hgdedvggaglfz2)()(21dtdvghgalgfzdtdvghgblgfzg dtdvgffxb或14 .2 從1、2式可看出 fz1、fz2與 呈線性關(guān)系例：nj130 當 前輪fz1增90%，后輪fz2減30%。理想的前后制動器制動力分配曲線理想的前后制動器制動力分配曲線 前后輪同時抱死：附著條件充分利用 方向穩(wěn)定性好 故稱為理想制動力分配曲線。 在任何路面 上，同時抱死的條件為 或 .3將2式代入3再消去

13、 得 )()(21hgalgfhgblgfzz或dtdv)7 . 0( 7 . 0gdtdv221121 zzffffgff)2(4211122fhgbfglhbhgfggg 2121hgahgbffgff15 從而可以得出：f2與f1的i曲線 作圖法求i曲線： 由 得通過原點之射線 應當指出：同時抱死時 i曲線也是 關(guān)系曲線。具有固定比值的前后制動器制動力與同步附著系數(shù)具有固定比值的前后制動器制動力與同步附著系數(shù) 一般汽車 ， 常用f，與總制動力（f）表示分配比例制動力分配系數(shù)則 在i線之外又出現(xiàn)了b線，兩線交點為同步附著系數(shù)。ggihahbffgff212145 平行線由得i222111

14、ffffffxbxb21ff1)1( 21211ffffffffcff21:)( 1112fff16同步附著系數(shù)也可計算出： 式中：l為汽車軸距 ，l=a+b。分析分析 當 的路面上，i曲線位于b曲線上方，前后輪不能同時抱死。例： i在b上 當制動氣壓為 時，f1達到 ， 而f2 只有prpr時， 時，前輪先于后輪抱死。 當 時，i在b下，后輪先于前輪抱死。 當 時，同時抱死。 為什么在 ， 總是后輪先抱死呢？ 按法向反力公式也可以解釋 后輪先于前輪達到附著力極限 反之 前輪先于后輪達到附著力極限 為了讓后輪不要出現(xiàn)首先抱死的危險狀況，寧讓前輪先抱死的觀點占優(yōu)勢，所以 值越來越高。gogogo

15、gohahbhahbff121gohblo)( 3 .0o1pp1f2f22ffooooo11f zf22f zfoo17文獻推薦：滿載時 轎車 貨車 我國道路條件差，車速不高： 轎車 貨車 例如 紅旗：0.50 3un130 ：0.6 ca1013：0.55 austin： 0.69 bj130：0.53 bj212：0.7九、裝載變化對制動性影響九、裝載變化對制動性影響 實踐表明，滿載時汽車質(zhì)心比設計質(zhì)心會前、后、上、下移動，即使ga不變,質(zhì)心變化都會對制動效果產(chǎn)生影響。 1.當ga， i曲線上移 ， 穩(wěn)定區(qū)擴大。 2.若以空載確定，穩(wěn)定區(qū)大，當然最好是 ，即考慮動載荷（軸荷轉(zhuǎn)移）,即感載

16、比例閥。 3.載荷較大的汽車，由于結(jié)構(gòu)限止，設計時不能保證前后輪均達到附著極限，所以汽車制動距離與載重量有關(guān)。實踐證明，ga3t汽車，增加1t，s增加0.51m。9 . 06 . 0o8 . 05 . 0o8 . 055. 0o7 . 045. 0o2211f zzfff18十、雙管路制動系統(tǒng)十、雙管路制動系統(tǒng) 各種布置方案的分析： 1、“前后”布置 a 一軸失效，制動減速度下降 b 若前軸失效，則汽車失去方向穩(wěn)定性（后抱） c 前軸失效時，拉手剎不起作用（手剎管后輪） 2、“交叉”布置 a 一套失效時，制動減速度減少一半 b 方向穩(wěn)定性不喪失 c 可能因制動力左右不均而跑偏，可將c為負值 3

17、、前二后一 a 無論那套失效，前輪制動力將減半 b 如果前后回路失效，制動穩(wěn)定性不好 4、前二后分別制動 a 一套失效則制動力減半 b 無法用調(diào)整前輪回轉(zhuǎn)半徑避免制動跑偏十一、車輪抱死過程十一、車輪抱死過程 1、抱死過程、抱死過程 假設：1）v=c 2）fz=c 3）附著率滑移率曲線按穩(wěn)定曲線處理 4）制動器摩擦力矩與時間呈線性關(guān)系19則抱死過程 在osc a：oso 增加緩慢 b：o 緩慢降到c c：o 很快下降到c并穩(wěn)定 在sc1 a：sc 很快到1 b：c 很快到0 c：c 曲線急降可分析出： c 正是p ，應使防抱死裝置工作 tz 內(nèi)應防止車輪滑移2、防抱死裝置、防抱死裝置 為充分發(fā)揮

18、輪胎與地面的潛在附著能力，全面滿足制動要求，在高級轎車及載重貨車上裝有自動防抱死裝置，簡稱（abs）。從而在緊急制動時， 側(cè) s方向穩(wěn)定性。防抱死裝置一般有三部分：傳感器、控制器、壓力調(diào)節(jié)器。 在正常制動時防抱死裝置不起作用 在緊急制動時防抱起死裝置起作用 傳感器：車輪運動參數(shù)。 控制器：分析傳感器參數(shù)，在將抱死時發(fā)出脈沖信號使壓力調(diào)節(jié)器起作用。 壓力調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)分泵壓力，減少分泵壓力防止抱死，當車輪轉(zhuǎn)速增加時又恢復制動。20 防抱死裝置以運動參數(shù)來減壓或重新制動。 常用參數(shù)：x，汽車減速度，角速度減小量。例：bonz轎車 abs以為參量的試驗結(jié)果 直線： 彎道：abc 80km/h a：轉(zhuǎn)向

19、能力好 b：s3.9m（干） s7.3m（濕）十二、汽車制動性能試驗十二、汽車制動性能試驗 制動性能試驗有路試和臺試。 路試：參數(shù)為s、制動時間、 。 條件：路面0.7，無風3m/s，t為 537，航向角 8（不越3.5m車道）冷試驗制動器溫度100。 熱衰退制動器溫度： 轎車250270、中卡140150、重卡170200。dtdvdtdv3.910037.256.7162.75100濕7.73508.29.2541.8100干ss減小svo混凝路無abs有abs試條dedv21 試驗時：冷 汽車先加速到略高vo降到vo再試 熱 加熱階段，加速0.8vmax，以3 減速到初速，制動周期456

20、0s，1520次。 試驗階段不低于冷制動80%。 下長坡試驗： i：6% va：60km/h s：6km 試驗與冷制動比 25% 防抱死abs： 臺試：安全檢測2/ sm評價穩(wěn)定性彎道試驗濕路面試驗 224-3 汽車的操縱穩(wěn)定性汽車的操縱穩(wěn)定性定義：定義：汽車在行駛過程中，能遵循駕駛員給定的行駛方向行駛，且受各種外部干擾尚能保持穩(wěn)定行駛的能力。 對汽車駕駛員體力消耗，汽車行駛安全，特別是高速安全起重要作用。影響操縱穩(wěn)定性有三方面： 1、結(jié)構(gòu)參數(shù)：軸距、輪距、重心、輪胎、懸架，定位角及轉(zhuǎn)向系參數(shù)。 2、使用因素：駕駛員的反應，技術(shù)水平，能準確的采取措施，可使汽車處于穩(wěn)定狀態(tài)。 3、外界干擾：地面

21、不平，橫、縱坡，輪胎的附著等。一、汽車操縱穩(wěn)定性的評價參數(shù)一、汽車操縱穩(wěn)定性的評價參數(shù) 1.使用較多的物理量使用較多的物理量 穩(wěn)態(tài)響應及瞬態(tài)響應 評價參數(shù)：穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益， 反應時間，橫擺角速度波動的無 阻尼固有頻率 橫擺角速度的響應特性 評價參數(shù)：共振頻率、振幅比、相位滯后角 回正性：達到剩余橫擺角速度的時間 轉(zhuǎn)向半徑：最小轉(zhuǎn)向半徑 轉(zhuǎn)向輕便性：轉(zhuǎn)向力 直線行駛性：側(cè)向偏移23 典型行駛工況：方向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向力、側(cè)向加速度、橫擺角速度、側(cè)偏角、車速 極限行駛能力：極限側(cè)向加速度、極限車速2.幾個方面評價幾個方面評價 時域響應：汽車方向盤輸入或干擾輸入下的側(cè)向運動響應。 頻率響應：汽車方向

22、盤正弦輸入，頻率0，汽車橫擺角速度與方向盤轉(zhuǎn)角的振幅比及相位差的變化圖形。 轉(zhuǎn)向半徑：機動靈活性 轉(zhuǎn)向輕便性：方向輕便程度 直線行駛性：側(cè)向風和地面不平干擾下的時域響應，有時已有包括微曲率彎道行駛。 典型工況性：通過某種典型橫擬通道的性能。 極限行駛：汽車安全行駛的極限性能。 方向階躍輸入下的時域響應： 汽車的時域響應 a：汽車直行急打方向等園周運動，稱為方向盤階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應。一般稱為穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性瞬態(tài)響應隨時間變化穩(wěn)態(tài)響應不隨時間變化過多轉(zhuǎn)向中性轉(zhuǎn)向不足轉(zhuǎn)向24 b：汽車直行等園周行駛之間的速度過程是一種瞬態(tài)，相應的瞬態(tài)運動響應為方向盤階躍輸入下的瞬態(tài)響應。 t=0：急打方向至swo r

23、0：穩(wěn)定橫擺角速度 ：第一次達到r0，反應時間 r1：最大橫擺角速度r1/r0100%，穩(wěn)為趨調(diào)量 ：波動頻率取決于汽車動力學系統(tǒng) ：進入穩(wěn)態(tài)時間，即在95105%r0時。 有些汽車r不能收斂，r越來越大導致側(cè)滑或翻車。二、彈性車輪的側(cè)向偏離及其對轉(zhuǎn)向特性的影響二、彈性車輪的側(cè)向偏離及其對轉(zhuǎn)向特性的影響 1.輪胎的側(cè)向偏離輪胎的側(cè)向偏離 若剛性車輪 當 時 cc方向行駛 當 時 沿v方向行駛 若彈性車輪 即使fy很小，車輪仍會產(chǎn)生側(cè)向變形，使汽車的行駛方向偏離cc方向彈性胎的側(cè)向偏離現(xiàn)象。zyffzyff25 從兩種情況分析彈性車輪的側(cè)偏現(xiàn)象： 車輪靜止不動 車輪受g fy作用，a-a / c

24、-c 若 fy不足以使車輪沿地面滑動，只產(chǎn)生側(cè)向變形。 車輪滾動時 車輪受g fy作用，a-a /c-c 呈一定角度，即偏離角。 若車輪上 ，即以 角 連線 是印跡中線滾動沒有按車輪中心線滾動。 偏離程度與fy有關(guān)，3 4 線性關(guān)系，10橫滑 正常行駛：45左右， fy=k 式中：k側(cè)偏剛度，一般低壓胎290980n/deg。 k與g有關(guān)，gk；gk 劇烈徑向變形所致。 k與輪胎結(jié)構(gòu)有關(guān)，尺寸大k大，子午胎的k比斜交胎的k大。5432154321aaaaaaaaaa51aayf262. 側(cè)向偏離對汽車轉(zhuǎn)向的影響側(cè)向偏離對汽車轉(zhuǎn)向的影響 汽車轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn) 若剛性車輪，無側(cè)向彈性偏離，速度矢量c

25、-c線上，應按瞬時轉(zhuǎn)向中心回轉(zhuǎn)式中： 左右車輪偏轉(zhuǎn)角； r瞬心o到汽車縱軸線距離； d左右主銷中心距； b、l輪距和軸距。轉(zhuǎn)向半徑r指瞬心到汽車縱軸線垂直距離當很小時： 故 rl/ldredodctg21ldrfgogctg22lbldctgctg2121,tglr tg27若彈性車輪由于車輪彈性偏離：b點的速度矢量呈 角 a點的速度矢量呈瞬心o到縱軸線距離 ok轉(zhuǎn)向半徑變化了分析轉(zhuǎn)向半徑變化對汽車轉(zhuǎn)向的影響：baokaktgokbktgab)(28 兩式相加： 車輪偏離角一般 68 bk+ak=l 比較 三種情況： r=r； rr； rr； 上述三種情況，會引起三種轉(zhuǎn)向特性。下邊分別加上分析

26、，從中找出理想轉(zhuǎn)向特性。 a 中性轉(zhuǎn)向中性轉(zhuǎn)向 汽車的轉(zhuǎn)向半徑與裝剛性車輪的轉(zhuǎn)向半徑相同，即中性轉(zhuǎn)向或正常轉(zhuǎn)向。)(abtgtgakbkroklr 與ablrabababrlaabblr , 29如上圖 汽車沿mm行駛 將方向反打角（縱軸線與xx呈） 再將方向回到中間位置xx行駛。b 過度轉(zhuǎn)向過度轉(zhuǎn)向rllababr ,30 汽車的轉(zhuǎn)向半徑小于剛性車輪的轉(zhuǎn)向半徑，這種轉(zhuǎn)向特性稱之為過度轉(zhuǎn)向。 在側(cè)向力f y作用下，以o瞬心作曲線運動慣性力fc的側(cè)向分力fcy與fy相同，使車輪更加偏離，r更小，失去操縱性。c 轉(zhuǎn)向不足轉(zhuǎn)向不足 即轉(zhuǎn)向半徑rr剛性不足轉(zhuǎn)向。 汽車瞬心為o fcy與f y方向相反

27、fcy減小輪胎側(cè)向偏離，當fy消失， fcy可使汽車自動恢復直線行駛。 試驗方法： 汽車作圓周運動 通過加速改變汽車側(cè)向力 轉(zhuǎn)向半徑不變中性 轉(zhuǎn)向半徑變小過度 轉(zhuǎn)向半徑變大不足 希望不過度，即不足轉(zhuǎn)向。rlaabblr ,ab31假設： 忽略前輪轉(zhuǎn)向系影響直接以前輪轉(zhuǎn)角輸入 忽略懸架影響車身與地面平行運動 ua不變，故只研究側(cè)滑和橫擺兩自由度此外： 側(cè)向加速度0.48，輪胎線性側(cè)偏 驅(qū)動力不大，不考慮切向力對輪胎側(cè)偏的影響 忽略空阻fw，左右車輪由于載荷變化，對側(cè)偏影響及輪胎回正力矩 的作用。簡化結(jié)果：兩輪摩托車那樣的模型，有側(cè)向彈性輪胎的兩自由度模型，分析 時，汽車坐標系與質(zhì)心重合.回正力矩

28、回正力矩繞繞oz軸的力矩軸的力矩 輪胎側(cè)偏時會產(chǎn)生作用于輪胎繞oz軸的力矩，圓周行駛時，mz是轉(zhuǎn)向車輪回復到直線行駛時主要恢復力矩回正力矩。 mz=fyl 當fy達到附著極限滑移mz mz影響： 1、：46 mmax，1016，m=8 2、fz：fz，mz 3、結(jié)構(gòu)：子午比斜交三、線性二自由度汽車模型對前輪輸入三、線性二自由度汽車模型對前輪輸入 的響應的響應 1.線性二自由度汽車模型的運動微分方程線性二自由度汽車模型的運動微分方程32從t到t-t平移，轉(zhuǎn)向汽車質(zhì)心速度大小，方向變化沿x軸速度分量的變化：0又忽略量 上式u-v求質(zhì)心絕對加速度在ox上的分量同理在y 軸上的分量為：sinsinco

29、scossin)(cos)(uvuuuvvuuurxvudtdvdtdvryuv 33參看下圖可得： 平面運動汽車對車輛坐標系的運動微分方程式當轉(zhuǎn)角不大時把fy1與fy2與側(cè)偏角線性關(guān)系rzyyryyibffuvmff2112cos)(cosrzyyryyibffuvmff2112)(rzribkkuvmkk22112211)(34 其中： 將 代入上式：21,rzrrriakkbkaubkakuvmkbkkukk122122112121)(1)()(1)(ububvuuuvuvrrrrr21 )( )( )(352.前輪階躍輸入下的汽車穩(wěn)態(tài)響應前輪階躍輸入下的汽車穩(wěn)態(tài)響應 等速圓周行駛等速圓

30、周行駛 穩(wěn)態(tài)響應 前輪階躍輸入時的穩(wěn)態(tài)響應就是等速 圓周運動。 評價指標：穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益 （橫向靈敏度） 如前所述，穩(wěn)態(tài)時則上述公式為 消去v 穩(wěn)定性因數(shù)sr0 0 rrvc0)(1)()(1)(122122112121akkbkauuvbkakmukbkakuuvkkrrr)(1/)(1/12222122kbkalmkkuluukbkalmlusr36穩(wěn)態(tài)響應的三種類型 根據(jù)k值，穩(wěn)態(tài)響應分三種類型中性轉(zhuǎn)向 當k=0 即 與車速u成正比，斜率為不足轉(zhuǎn)向 當k0，分母1， 比中性轉(zhuǎn)向 小，非線性關(guān)系，向下彎 k 不足轉(zhuǎn)向量越大lusrsrl1srsr當 時， 達最大值，且為中性轉(zhuǎn)向之半 u

31、ch為特征車速，反映 不足轉(zhuǎn)向大小的參數(shù)，不足轉(zhuǎn)向kvch過度轉(zhuǎn)向 當k0時，分母小于1 ， 比中性轉(zhuǎn)向大，非線性，向上彎曲 k 過多轉(zhuǎn)向量越大kucr1srsrsr37當 時， ucr為臨界車速，反映了過多轉(zhuǎn)向大小的參數(shù)，ucr越低，過多轉(zhuǎn)向量越大 日本：近年來轎車k=0.0020.0035 西德：近年來轎車 =0.160.33四、轉(zhuǎn)向輪的振動及其穩(wěn)定效應四、轉(zhuǎn)向輪的振動及其穩(wěn)定效應 汽車在行駛中，特別是高速行駛中，往往會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輪振動。 1.轉(zhuǎn)向輪振動轉(zhuǎn)向輪振動 路面 由于 懸架+車輪的彈性上下跳動 轉(zhuǎn)向機構(gòu)的的彈性左右擺動 左右擺動與上下跳動的關(guān)系回轉(zhuǎn)儀效應 回轉(zhuǎn)儀效應：在旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的軸心上加上一力矩（如車輪軸心），使車輪在 垂直平面上擺動某一角度，與此同時在水平面內(nèi)會出現(xiàn)另一力矩對軸作用，使 車輪繞軸旋轉(zhuǎn)同時還繞主銷擺動。kucr1srsr道路使用因素結(jié)構(gòu)因素 . 2 . 1ff . 2 . 1輪胎磨損行車安全38 車輪既繞自身軸線旋轉(zhuǎn)又繞主銷擺動，在物理學中稱進動，其進動力矩mr： 其