汽車?yán)碚撈嚨牟倏v穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系概要學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1汽車?yán)碚撈嚨牟倏v汽車?yán)碚撈嚨牟倏v(cozng)穩(wěn)定性與懸穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系概要架的關(guān)系概要第一頁，共41頁。2 1）前、后軸左、右兩側(cè)車輪的垂直載荷要發(fā)生變化； 2）車輪有外傾角，由于(yuy)懸架導(dǎo)向桿系的運(yùn)動及變形，外傾角將隨之變化； 3）車輪上有切向反作用力； 4）車身側(cè)傾時懸架變形，懸架導(dǎo)向桿系和轉(zhuǎn)向桿系將產(chǎn)生相應(yīng)運(yùn)動及變形。 綜上，汽車側(cè)偏角還應(yīng)該包括以下三個部分： 1）彈性側(cè)偏角（FZ變化和的變化引起的側(cè)偏角的變化）； 2）側(cè)傾轉(zhuǎn)向角（車廂(chxing)側(cè)傾而導(dǎo)致前后輪轉(zhuǎn)角的變化）； 3）變形轉(zhuǎn)向角（懸架導(dǎo)向桿系變形引起的車輪轉(zhuǎn)角的變化）。第四節(jié) 汽車操縱(cozng

2、)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系 線性二自由度汽車模型對汽車進(jìn)行了較多簡化，汽車行駛過程中，還應(yīng)考慮以下因素對輪胎側(cè)偏角的影響。第1頁/共41頁第二頁，共41頁。3側(cè)傾軸線(zhu xin)是側(cè)傾中心的連線。 1）側(cè)傾軸線：車廂相對于地面轉(zhuǎn)動時的瞬時(shn sh)軸線； 2）側(cè)傾中心：側(cè)傾軸線通過前、后軸處橫斷面上的瞬時(shn sh)轉(zhuǎn)動中心；其位置由懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)決定，常用圖解法確定。一、車廂(chxing)側(cè)傾1.車廂側(cè)傾軸線想一想：先確定側(cè)傾軸線再確定側(cè)傾中心，還是先確定側(cè)傾中心再確定側(cè)傾軸線？第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第2頁/共41頁第三頁，共41頁。41234O24O13 假定車廂不動

3、，地面和車輪相對(xingdu)車廂轉(zhuǎn)動； 假定車輪與地面間無相對(xingdu)滑動； 對四連桿機(jī)構(gòu)會用到三心定理。確定(qudng)側(cè)傾中心時第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系 四連桿機(jī)構(gòu)中相對兩桿的相對運(yùn)動瞬心是相鄰兩桿延長線的交點(diǎn)。第3頁/共41頁第四頁，共41頁。5dvgvOm1）單橫臂獨(dú)立(dl)懸架車廂的側(cè)傾中心第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第4頁/共41頁第五頁，共41頁。6DGOlOrOmdvgv2）雙橫臂獨(dú)立(dl)懸架的側(cè)傾中心第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第5頁/共41頁第六頁，共41頁。7雙橫臂獨(dú)立(dl)懸架的等效單

4、橫臂懸架第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第6頁/共41頁第七頁，共41頁。8定義：車廂側(cè)傾時，單位(dnwi)車廂轉(zhuǎn)角下，懸架系統(tǒng)給車廂總的彈性恢復(fù)力偶矩：1）懸架的線剛度(n d)定義：車輪保持在地面上而車廂(chxing)作垂直運(yùn)動時，單位車廂(chxing)位移下，懸架系統(tǒng)給車廂(chxing)的總彈性恢復(fù)力：sFKl2.懸架的側(cè)傾角剛度第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系rrddTK第7頁/共41頁第八頁，共41頁。9skF2ssl2ksFK（1）非獨(dú)立(dl)懸架（2）獨(dú)立(dl)懸架恢復(fù)力彈性元件導(dǎo)向(do xin)桿系約束反力第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第8頁

5、/共41頁第九頁，共41頁。10mnZFZF2uGaFaFQQssskQnsmstsQmnFZmsksssssnmkFZt2ssnmk2stnmksFZ22nmkKsl第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系tssstssnms 第9頁/共41頁第十頁，共41頁。11uts02ZGFsQ s uts02ZZGFFsQQstsZFsQ s用虛位移原理確定(qudng)懸架側(cè)傾角剛度mnssstZFZFu2GaFaFQQ第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第10頁/共41頁第十一頁，共41頁。12用虛位移原理確定(qudng)懸架側(cè)傾角剛度mnZFZFu2GaFaFQQ第四節(jié) 汽車操縱

6、(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系stZsFQs sltsst2sKsKsssslstt2ssKKssssttssss2slst2sKKs2ls2mKknssts第11頁/共41頁第十二頁，共41頁。13r2ld21dBKT2r21BKKl2sr21nBmKK2）懸架的側(cè)傾角(qngjio)剛度第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第12頁/共41頁第十三頁，共41頁。14 r大，水平晃動大，乘客(chngk)不穩(wěn)定，無安全感。 r小， 地面不平時(pngsh)有沖擊感。4.車廂(chxing)側(cè)傾角及側(cè)傾力矩操縱穩(wěn)定性平順性 側(cè)傾角改變了外傾角； 側(cè)傾角改變了內(nèi)外車輪的垂直載荷FZ，從而

7、改變側(cè)偏角。rrrKM 在確定懸架總側(cè)傾角剛度 時，要綜合考慮對操縱穩(wěn)定性和平順性的影響。rK第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系rrsKk第13頁/共41頁第十四頁，共41頁。15s2ssGaRumFyyhFMysrLahbhhHNhhs2s1ss1）懸掛質(zhì)量的離心力引起(ynq)的側(cè)傾力矩Mr第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第14頁/共41頁第十五頁，共41頁。16rssrhGeGM2）側(cè)傾后懸掛質(zhì)量重力引起(ynq)的側(cè)傾力矩Mr第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第15頁/共41頁第十六頁，共41頁。17lFrFrIIIrlMFF力矩即為對車身的和rFNGFy2u

8、rEFFMrrIIINGKFrFyurrhNGKF0rhFMy0urIII3）獨(dú)立懸架中非懸掛(xungu)質(zhì)量的離心力引起的側(cè)傾力矩Mr第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系NGrFFy2uru2yFZFYFrFu2yFZFYFlF第16頁/共41頁第十七頁，共41頁。18rIIIrIIrIrMMMM 懸架總側(cè)傾剛度(n d)等于 前、后懸架及橫向穩(wěn)定桿的側(cè)傾角剛度(n d)之和。rKrrrKM第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第17頁/共41頁第十八頁，共41頁。19二、側(cè)傾時垂直載荷(zi h)在左右輪上的重新分配及其對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響1.側(cè)傾時垂直(chuzh)載荷在左右

9、輪上的重新分配 工字形車架代表車廂，懸掛質(zhì)量為Ms。 工字形車架分別(fnbi)通過前、后懸架的側(cè)傾中心m01和m02 與前后軸相鉸接，同時又通過前后懸架的彈性元件分別(fnbi)與前、后軸相連接。第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第18頁/共41頁第十九頁，共41頁。20第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系r1Tr2TrT第19頁/共41頁第二十頁，共41頁。21yyyFFFs2s1sLbFFyysss1LaFFyysss2第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第20頁/共41頁第二十一頁，共41頁。22rr1r1KT1u1u1r1ss11hFThLbFBFyylZlZZF

10、F1r1rr2r2KTu2u2r22ss22hFThLaFBFyylZlZZFF22rlZlZlZFFF111r1r1r1ZZZFFFlZlZlZFFF2222r2r2rZZZFFF第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第21頁/共41頁第二十二頁，共41頁。23002kFYrlkkFYrkkFlY2r0kkkl02kFY00kk0車身(ch shn)不側(cè)傾時車身(ch shn)側(cè)傾后2.左右輪垂直載荷再分配時輪胎(lnti)的側(cè)偏剛度 rl當(dāng)車身側(cè)傾嚴(yán)重時，是增大還是減小？第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第22頁/共41頁第二十三頁，共41頁。241ZF1汽車趨于增加(zngji)不

11、足轉(zhuǎn)向22ZF汽車(qch)趨于減少不足轉(zhuǎn)向11u1urr11ss1/ )(BhFKhLbFFyyZ2u2u2rr22ss2/ )(BhFKhLaFFyyZ用以上結(jié)論分析，如何通過改變前后軸左、右側(cè)車輪垂直載荷的變化量來提高汽車的不足轉(zhuǎn)向量？橫向穩(wěn)定桿用在前后懸架對汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特性所起到的作用是否(sh fu)相同？為什么？思考第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第23頁/共41頁第二十四頁，共41頁。25FY不變沿FY側(cè)傾FY-+-減小kkkFFFkYYY1增大(zn d)三、側(cè)傾外傾側(cè)傾時車輪外傾角(qngjio)的變化 側(cè)傾時的變化有三種(sn zhn)可能第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)

12、系沿FY相反方向側(cè)傾YYYFFF第24頁/共41頁第二十五頁，共41頁。26 地面轉(zhuǎn)過r確定(qudng)車輪相對于車廂外傾角 。 地面回到水平(shupng)位置確定車廂相對于地面產(chǎn)生側(cè)傾角r時，輪胎外傾角 。 車輪(ch ln)外傾角的確定第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第25頁/共41頁第二十六頁，共41頁。27車廂側(cè)傾時不同形式(xngsh)懸架所引起的車輪外傾角的變化非獨(dú)立懸架車身(ch shn)側(cè)傾時，前輪外傾角不變。第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第26頁/共41頁第二十七頁，共41頁。28車廂側(cè)傾時不同形式懸架所引起的車輪(ch ln)外傾角的變化 雙橫臂懸架前輪

13、外傾角與地面?zhèn)认?c xin)力方向相反，有增大側(cè)偏角（絕對值）的作用。第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第27頁/共41頁第二十八頁，共41頁。29車廂(chxing)側(cè)傾時不同形式懸架所引起的車輪外傾角的變化單縱臂懸架前輪外傾角與地面?zhèn)认蛄Ψ较?fngxing)相反。第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第28頁/共41頁第二十九頁，共41頁。30車廂側(cè)傾時不同形式懸架所引起的車輪(ch ln)外傾角的變化單橫臂懸架前輪外傾角與地面?zhèn)认?c xin)力方向相同（或相反）。第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第29頁/共41頁第三十頁，共41頁。31rrr 側(cè)

14、傾外傾(wi qn)系數(shù)。車廂(chxing)側(cè)傾所引起的車輪外傾角的變化可由下式計算第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第30頁/共41頁第三十一頁，共41頁。32四、側(cè)傾轉(zhuǎn)向(zhunxing) 車廂側(cè)傾所引起的前轉(zhuǎn)向輪繞主銷的轉(zhuǎn)動、后輪繞垂直于地面軸線的轉(zhuǎn)動，即車輪轉(zhuǎn)角的變動(bindng)，稱為側(cè)傾轉(zhuǎn)向。rrr 側(cè)傾轉(zhuǎn)向(zhunxing)系數(shù)。車輪的側(cè)傾轉(zhuǎn)向角與車廂側(cè)傾角的關(guān)系可以用下式表示第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第31頁/共41頁第三十二頁，共41頁。33后懸架的側(cè)傾轉(zhuǎn)向?qū)Ψ€(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性(txng)的影響第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第32頁/共4

15、1頁第三十三頁，共41頁。34第四節(jié) 汽車(qch)操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第33頁/共41頁第三十四頁，共41頁。35五、變形(bin xng)轉(zhuǎn)向懸架導(dǎo)向裝置變形(bin xng)引起的車輪轉(zhuǎn)向角 懸架導(dǎo)向桿系各元件在各種力、力矩作用下發(fā)生的變形，引起車輪繞主銷或垂直于地面軸線的轉(zhuǎn)動(zhun dng)，稱為變形轉(zhuǎn)向，其轉(zhuǎn)角叫做變形轉(zhuǎn)向角。 變形轉(zhuǎn)向可以使汽車具有恰當(dāng)?shù)牟蛔戕D(zhuǎn)向。yyFF1000cc 變形(bin xng)轉(zhuǎn)向角；yF 側(cè)向力變形轉(zhuǎn)向系數(shù)。估算側(cè)向力變形轉(zhuǎn)向角第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第34頁/共41頁第三十五頁，共41頁。36第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第35頁/共41頁第三十六頁，共41頁。37第四節(jié) 汽車操縱(cozng)穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第36頁/共41頁第三十七頁，共41頁。38回正力矩變形(bin xng)轉(zhuǎn)向角a 在回正力矩作用下，懸架和車輪有扭轉(zhuǎn)變形(bin xng)，前、后軸車輪均發(fā)生回正力矩變形(bin xng)轉(zhuǎn)向角a。TNaa1001T 回正力矩(l j)變形轉(zhuǎn)向系數(shù)；aN 回正力矩系數(shù)。回正力矩變形轉(zhuǎn)向角a第四節(jié) 汽車操縱穩(wěn)定性與懸架的關(guān)系第37頁/共41頁第三十八頁，共41頁。39第四節(jié) 汽車操縱(cozng)