第六章汽車的操縱穩(wěn)定性

1、第六章第六章 汽車操縱穩(wěn)定性汽車操縱穩(wěn)定性第第1節(jié)節(jié) 概概 述述第第2節(jié)節(jié) 輪胎側(cè)偏特性輪胎側(cè)偏特性第第3節(jié)節(jié) 汽車轉(zhuǎn)向輪的振動(dòng)汽車轉(zhuǎn)向輪的振動(dòng)第第1節(jié)節(jié) 概述概述定義：定義：在駕駛員不感覺過分緊張、在駕駛員不感覺過分緊張、疲勞的條件下，汽車能按照駕駛員疲勞的條件下，汽車能按照駕駛員通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，行駛，且當(dāng)受到外界干擾時(shí)，汽車且當(dāng)受到外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。意義意義操縱方便性操縱方便性高速安全性高速安全性行駛方向行駛方向直線直線 轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)彎干擾干擾路不平路不平 側(cè)風(fēng)側(cè)風(fēng)貨物或乘客偏載貨物或乘

2、客偏載側(cè)翻和側(cè)滑的臨界條件側(cè)翻和側(cè)滑的臨界條件 汽車側(cè)翻是指汽車在行駛過程中繞其縱軸線轉(zhuǎn)動(dòng)90或更大的角度，以至車身與地面相接觸的一種危險(xiǎn)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。 側(cè)翻分類: 一類是曲線運(yùn)動(dòng)引起的側(cè)翻，指汽車在道路(包括側(cè)向坡道)上行駛時(shí)，由于汽車的側(cè)向加速度超過一定限值，使得汽車內(nèi)側(cè)車輪的垂直反力為零而引起的側(cè)翻； 另一類是絆倒側(cè)翻，指汽車行駛時(shí)產(chǎn)生側(cè)向滑移，與路面上的障礙物側(cè)向撞擊而將其“絆倒”。 導(dǎo)致側(cè)翻的根本原因是：橫向穩(wěn)定性喪失橫向穩(wěn)定性喪失側(cè)翻和側(cè)滑的臨界條件側(cè)翻和側(cè)滑的臨界條件側(cè)翻臨界條件側(cè)翻臨界條件 隨著行駛車速的提高，在離心力Fc的作用下，汽車可能以左側(cè)車輪為支點(diǎn)向外側(cè)翻。 當(dāng)右側(cè)車輪法

3、向反力FzR=0時(shí)，開始側(cè)翻。因此，汽車?yán)@左側(cè)車輪側(cè)翻的條件為： 汽車轉(zhuǎn)彎半徑為R，行駛速度為U，則cossincossin22cgcgBBFhFGGhgRGuFc2側(cè)翻臨界條件側(cè)翻臨界條件 橫向坡道上不發(fā)生向外側(cè)翻的極限車速：tan2)tan2(gmaxBhhBRugg 當(dāng)橫向坡度值 即Umax= ,說明汽車在此坡度彎道行駛時(shí)，任意速度也不會(huì)使汽車?yán)@外側(cè)車輪側(cè)翻。 Bhg2tanBhg2tan思考題思考題 為什么在修建公路時(shí)，常將彎道處筑有一定的坡度？側(cè)滑臨界條件側(cè)滑臨界條件 在橫向坡道上發(fā)生側(cè)滑的臨界條件是：Fccos- Gsin=（Fsin Gcos） 第2節(jié) 輪胎側(cè)偏特性 輪胎側(cè)偏特性

4、是輪胎的重要力學(xué)特性。側(cè)偏特性主要是指側(cè)偏力、回正力矩與側(cè)側(cè)偏特性主要是指側(cè)偏力、回正力矩與側(cè)偏角間的關(guān)系偏角間的關(guān)系，它是研究汽車操縱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。 1.輪胎的坐標(biāo)系和術(shù)語輪胎的坐標(biāo)系和術(shù)語建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系 垂直于車輪旋轉(zhuǎn)軸線垂直于車輪旋轉(zhuǎn)軸線的輪胎中分平面稱為的輪胎中分平面稱為車輪平面車輪平面。 坐標(biāo)系原點(diǎn)坐標(biāo)系原點(diǎn)O為車輪為車輪平面和地平面的交線平面和地平面的交線與車輪旋轉(zhuǎn)軸線在地與車輪旋轉(zhuǎn)軸線在地平面上投影線的交點(diǎn)平面上投影線的交點(diǎn) 車輪平面與地平面的車輪平面與地平面的交線取為交線取為x軸，規(guī)定軸，規(guī)定向前為正。向前為正。 z軸與地平面垂直，軸與地平面垂直，規(guī)定指向上方為正。規(guī)定指

5、向上方為正。 y軸在地平面上，規(guī)軸在地平面上，規(guī)定面向車輪前進(jìn)方向定面向車輪前進(jìn)方向時(shí)指向左方為正。時(shí)指向左方為正。 常用術(shù)語常用術(shù)語 翻轉(zhuǎn)力距Tx 滾動(dòng)阻力矩Ty 回正力矩Tz 側(cè)偏角側(cè)偏角 輪胎接地中心位移方向（車輪行駛方向）與x軸的夾角。外傾角外傾角 xoz平面與車輪平平面與車輪平面的夾角。面的夾角。 2.輪胎側(cè)偏特性 汽車行駛過程中，因路面?zhèn)认騼A斜、側(cè)向風(fēng)或曲線行駛時(shí)離心力等的作用，車輪中心沿軸方向?qū)⒆饔糜袀?cè)向力，在地面上產(chǎn)生相應(yīng)的地面?zhèn)认蚍醋饔昧?，也稱為側(cè)偏力側(cè)偏力 (圖圖a) 若車輪是剛性的，則可以發(fā)生若車輪是剛性的，則可以發(fā)生兩種情況：兩種情況： 1)當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧Ξ?dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认?/p>

6、反作用力未超過未超過車輪與地面間的附著極限時(shí)車輪與地面間的附著極限時(shí)( )，車輪與地面間沒有，車輪與地面間沒有滑動(dòng)，車輪仍沿其本身平面的滑動(dòng)，車輪仍沿其本身平面的方向行駛方向行駛 2)當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧Ξ?dāng)?shù)孛鎮(zhèn)认蚍醋饔昧_(dá)到達(dá)到車車輪與地面間的附著極限時(shí)輪與地面間的附著極限時(shí)( )，車輪發(fā)生側(cè)向滑動(dòng)，車輪發(fā)生側(cè)向滑動(dòng)，若滑動(dòng)速度為若滑動(dòng)速度為u，車輪便沿合，車輪便沿合成速度的方向行駛，偏離了車成速度的方向行駛，偏離了車輪平面方向輪平面方向 2.輪胎側(cè)偏特性u(píng) uvyFCYFYFuyFCzlYFFYF輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象，輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象，是指當(dāng)車輪有側(cè)向彈性時(shí)，即使沒有達(dá)到附著極限，車輪行駛方向也將偏

7、離車輪平面的方向。 2.輪胎側(cè)偏特性2.輪胎側(cè)偏特性 為了說明輪胎側(cè)偏現(xiàn)象，設(shè)具有側(cè)向彈性的車輪在垂直載荷為G的條件下，車輪中心受到側(cè)向力，地面相應(yīng)的有側(cè)偏力時(shí)的兩種情況兩種情況：第一種第一種YFyFYFyF車輪靜止不滾動(dòng)車輪靜止不滾動(dòng)。由于車輪有側(cè)向彈由于車輪有側(cè)向彈性，輪胎發(fā)生側(cè)向性，輪胎發(fā)生側(cè)向變形，輪胎胎面接變形，輪胎胎面接地印跡的中心線與地印跡的中心線與車輪平面不重合，車輪平面不重合，錯(cuò)開，但仍平行于錯(cuò)開，但仍平行于車輪平面。車輪平面。 第二種第二種車輪滾動(dòng)車輪滾動(dòng)。車輪滾動(dòng)時(shí)接觸印跡的長軸線aa，不只是和車輪平面錯(cuò)開一定距離，而且不再與車輪平面cc平行。圖示出車輪的滾動(dòng)過程中，車輪

8、平面上點(diǎn)A1、A2、A3、依次落在地面上，形成點(diǎn)Al、A2、A3、，點(diǎn)Al、A2、A3的連線aa與的夾角即為側(cè)偏角。車輪就是沿著aa方向滾動(dòng)的。顯然，側(cè)偏角的數(shù)值是與側(cè)向力Fy有關(guān)的。YFyF彈彈性性輪輪胎胎vu u輪胎側(cè)偏剛度輪胎側(cè)偏剛度 圖為由試驗(yàn)測出的不同載荷和不同道路上某輪胎的側(cè)偏力一側(cè)偏角關(guān)系曲線側(cè)偏力一側(cè)偏角關(guān)系曲線。 YFradKNk/8028kFY符符號(hào)號(hào)相相反反與與kFY 曲線表明，側(cè)偏角不超過5時(shí)，與成線性關(guān)系。汽車正常行駛時(shí)，側(cè)向加速度不超過0.4g，側(cè)偏角不超過45，可以認(rèn)為側(cè)偏角與側(cè)偏力成線性關(guān)系。 曲線在0處的斜率，稱為側(cè)偏剛度k ，單位為N/rad或N/()。由輪

9、胎坐標(biāo)系有關(guān)符號(hào)規(guī)定可知，負(fù)的側(cè)偏力產(chǎn)生正負(fù)的側(cè)偏力產(chǎn)生正的側(cè)偏角的側(cè)偏角。因此，側(cè)偏剛度為負(fù)值。側(cè)偏剛度側(cè)偏剛度 轎車輪胎值約在-28000-80000N/rad范圍內(nèi) YFradKNk/8028kFY符符號(hào)號(hào)相相反反與與kFY側(cè)偏剛度側(cè)偏剛度從表中可看出，輪胎尺寸越大，k值也越大。 側(cè)偏剛度側(cè)偏剛度 側(cè)偏力較大時(shí)，側(cè)偏角以較大的速率增長，即曲線的斜率逐漸減小。這時(shí)，輪胎在接輪胎在接地面處已發(fā)生部分側(cè)滑地面處已發(fā)生部分側(cè)滑。最后，側(cè)偏力達(dá)到附著極限時(shí)，整個(gè)輪胎側(cè)滑 最大側(cè)偏力最大側(cè)偏力決定于附著條件，即垂直載荷，輪胎胎面花紋、材料、結(jié)構(gòu)、充氣壓力，路面的材料、結(jié)構(gòu)、潮濕程度以及車輪外傾角等。

10、 最大側(cè)偏力越大，汽車極限性能越好，汽最大側(cè)偏力越大，汽車極限性能越好，汽車圓周行駛的極限側(cè)向加速度就越高。車圓周行駛的極限側(cè)向加速度就越高。瞬態(tài)響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)響應(yīng)響應(yīng)：時(shí)域響應(yīng)、頻域響應(yīng)。時(shí)域響應(yīng)、頻域響應(yīng)。橫擺角速度頻率橫擺角速度頻率響應(yīng)特性響應(yīng)特性回正性轉(zhuǎn)向半徑轉(zhuǎn)向輕便性直線行駛性直線行駛性（側(cè)向風(fēng)穩(wěn)（側(cè)向風(fēng)穩(wěn)定性、路面不平穩(wěn)定性、定性、路面不平穩(wěn)定性、彎道行駛性）彎道行駛性）典型行駛工況極限行駛性能xyzuwqpr式車輛坐標(biāo)系以及運(yùn)動(dòng)形前進(jìn)速度側(cè)傾角速度urollp)(側(cè)向速度俯仰角速度)(pitchq垂直速度橫擺角速度wyawr)(2 車輛坐標(biāo)系及時(shí)域響應(yīng)車輛坐標(biāo)系及時(shí)域響應(yīng) 汽車時(shí)域

11、響應(yīng)分為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和瞬態(tài)響應(yīng)。 轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：等速直線行駛，急劇轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，然后維持轉(zhuǎn)角不變，即對(duì)汽車施以轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入，汽車經(jīng)短暫的過渡過程后進(jìn)入等速圓周行駛工況。 轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)：等速直線行駛和等速圓周行駛兩個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)之間的過渡過程所對(duì)應(yīng)的瞬間運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性：不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向、過度轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向盤保持一個(gè)固定轉(zhuǎn)角不變，緩慢加速或以不同車速等速行駛時(shí)，不足轉(zhuǎn)向的汽車轉(zhuǎn)向半徑逐漸增大，中性轉(zhuǎn)向的汽車轉(zhuǎn)向半徑不變，而過度轉(zhuǎn)向的汽車轉(zhuǎn)向半徑逐漸減小。不足轉(zhuǎn)向0K中性轉(zhuǎn)向0K過度轉(zhuǎn)向0K.constsw0r1r)(tr095.0r005.1rT0sw轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)

12、角sw反應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)態(tài)橫擺角速度0r超調(diào)量%10001rrtt滯后時(shí)間最大橫擺角速度1r瞬態(tài)響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)瞬態(tài)響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo) （1）響應(yīng)時(shí)間 以轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角達(dá)到終值的 50的時(shí)刻，作為時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)，到所測橫擺角速度第一次過渡到新穩(wěn)態(tài)值的 50所用的時(shí)間，稱為響應(yīng)時(shí)間。這段時(shí)間應(yīng)盡量短些，響應(yīng)時(shí)間太長，駕駛員將感到汽車轉(zhuǎn)向反應(yīng)遲鈍。 （2）峰值響應(yīng)時(shí)間 從時(shí)間坐標(biāo)原點(diǎn)開始，到所測橫擺角速度響應(yīng)達(dá)到第一個(gè)峰值止，這段時(shí)間稱為峰值響應(yīng)時(shí)間。由于打轉(zhuǎn)向盤的起始時(shí)間難以準(zhǔn)確確定，而且開始轉(zhuǎn)動(dòng)及停止轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤前，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角變化速率較大，所以響應(yīng)時(shí)間與峰值響應(yīng)時(shí)間只是一個(gè)相互比較的參考性數(shù)據(jù)。瞬態(tài)響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)

13、瞬態(tài)響應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo) （3）橫擺角速度超調(diào)量 在t=時(shí)，橫擺角速度達(dá)到最大值1、2往往大于0，1/0的百分?jǐn)?shù)稱為超調(diào)量。超調(diào)量表明瞬態(tài)響應(yīng)中執(zhí)行指令誤差的大小。超調(diào)量越小越好。減小超調(diào)量可使橫擺角速度波動(dòng)較快衰減。 （4）橫擺角速度的波動(dòng)量在瞬態(tài)響應(yīng)中，橫擺角速度值在0值上、下波動(dòng)。車速一定時(shí)，值的波動(dòng)表現(xiàn)在轉(zhuǎn)向半徑R的時(shí)大時(shí)小，這就增加了駕駛的困難。汽車橫擺角速度的波動(dòng)周期T或頻率，也是評(píng)價(jià)瞬態(tài)應(yīng)的重要參數(shù)。 （5）穩(wěn)定時(shí)間橫擺角速度達(dá)到穩(wěn)定值的 95105之間的時(shí)間，稱為穩(wěn)定時(shí)間。這段時(shí)間應(yīng)盡量短些，凡是能使橫擺角速度加快衰減的因素，也是使穩(wěn)定時(shí)間縮短的因素。汽車時(shí)域響應(yīng)是汽車時(shí)域響應(yīng)是把汽車

14、作為開環(huán)控制系統(tǒng)的控制特性。把汽車作為開環(huán)控制系統(tǒng)的控制特性。駕駛員汽車系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)：駕駛員汽車系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)：在汽車行駛過在汽車行駛過程中，駕駛員根據(jù)需要，操縱轉(zhuǎn)向盤使汽車做轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。程中，駕駛員根據(jù)需要，操縱轉(zhuǎn)向盤使汽車做轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。路面的凹凸不平、側(cè)風(fēng)、偏載等影響汽車的行駛。駕駛路面的凹凸不平、側(cè)風(fēng)、偏載等影響汽車的行駛。駕駛員根據(jù)道路、交通等情況，通過眼、手及身體感知的汽員根據(jù)道路、交通等情況，通過眼、手及身體感知的汽車運(yùn)動(dòng)狀況車運(yùn)動(dòng)狀況（輸出參數(shù)）（輸出參數(shù)），經(jīng)過頭腦的分析、判斷（，經(jīng)過頭腦的分析、判斷（反反饋）饋），修正其對(duì)轉(zhuǎn)向盤的操縱。如此不斷地反復(fù)循環(huán)，修正其

15、對(duì)轉(zhuǎn)向盤的操縱。如此不斷地反復(fù)循環(huán)，操縱汽車行駛前進(jìn)。操縱汽車行駛前進(jìn)。.（橫擺、側(cè)傾汽車運(yùn)動(dòng)汽車路面不平側(cè)風(fēng)的手腳駕駛員駕駛員路面條件交通狀況氣候駕駛員汽車閉環(huán)系統(tǒng)第3節(jié) 汽車轉(zhuǎn)向輪的振動(dòng) 車輪不平衡，產(chǎn)生后果產(chǎn)生后果 車行駛時(shí)穩(wěn)定性變差,方向盤難以控制,嚴(yán)重跑偏,甚至高速時(shí)突然甩尾打橫. 習(xí)題習(xí)題 什么是汽車的操縱穩(wěn)定性？ 能解釋輪胎的側(cè)偏彈性 什么是汽車的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性有哪幾種轉(zhuǎn)向？ 側(cè)翻的臨界條件是什么？ 瞬態(tài)響應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)是什么？ 第第1節(jié)節(jié) 汽車通過性汽車通過性 第第2節(jié)節(jié) 汽車行駛平順性汽車行駛平順性第七章 汽車的通過性和行駛平順性課前思考課前思考 為什么要了解

16、汽車通過性？為什么要了解汽車通過性？ 有哪些參數(shù)可以評(píng)價(jià)汽車通過性？有哪些參數(shù)可以評(píng)價(jià)汽車通過性？常見現(xiàn)象常見現(xiàn)象地面附地面附著系數(shù)小著系數(shù)小學(xué)習(xí)通過性的意義學(xué)習(xí)通過性的意義 【意義意義】： 對(duì)我們正確使用車輛具有很好的指導(dǎo)意義。對(duì)我們正確使用車輛具有很好的指導(dǎo)意義。 能夠用更專業(yè)的知識(shí)幫助我們解釋一些常見的能夠用更專業(yè)的知識(shí)幫助我們解釋一些常見的現(xiàn)象，從而能夠開發(fā)出提高汽車通過性的辦法。現(xiàn)象，從而能夠開發(fā)出提高汽車通過性的辦法。第1節(jié) 汽車通過性通過性的概念通過性的概念輪廓通過性參數(shù)（評(píng)價(jià)指標(biāo)）輪廓通過性參數(shù)（評(píng)價(jià)指標(biāo)）影響通過性的因素影響通過性的因素一、通過性的概念【定義定義】：汽車的通過

17、性汽車的通過性是指汽車在一定載重下，能以足夠高的平均車速，通過各種壞路和無路地帶（如松軟的土壤、沙漠、雪地、沼澤及坎坷不平地段），以及克服各種障礙（陡坡、側(cè)坡、臺(tái)階、壕溝等）的能力能力。低附著系數(shù)路面和障礙低附著系數(shù)路面和障礙通過性通過性的分類通過性的分類 【分類】：輪廓通過性輪廓通過性和牽引支承通過性牽引支承通過性。輪廓通過性是表征車輛通過坎坷不平路段和障礙的能力；牽引支承通過性是指車輛順利通過松軟土壤、沙漠、雪地、冰面、沼澤等地面的能力。第1節(jié) 汽車通過性通過性的概念通過性的概念輪廓通過性參數(shù)（評(píng)價(jià)指標(biāo)）輪廓通過性參數(shù)（評(píng)價(jià)指標(biāo)）影響通過性的因素影響通過性的因素二、輪廓通過性參數(shù)二、輪廓通

18、過性參數(shù)【間隙失效間隙失效】 在越野行駛時(shí)，由于汽車與不規(guī)則地面的間隙不足，可能出現(xiàn)汽車被托住而無法通過的現(xiàn)象，稱為間隙失效。 間隙失效主要有兩種形式：頂起失效是車輛中間底部的零件碰到地面，而被頂住的間隙失效。觸頭失效（或托尾失效）是汽車前端（或車尾）觸及地面的間隙失效。二、輪廓通過性參數(shù)二、輪廓通過性參數(shù)幾何參數(shù)幾何參數(shù)：最小離地間隙最小離地間隙接近角和離去角接近角和離去角縱向通過角縱向通過角最小轉(zhuǎn)彎直徑和最大通道寬度最小轉(zhuǎn)彎直徑和最大通道寬度最小離地間隙最小離地間隙 【定義】： 除車輪外的最低點(diǎn)與路面間的距離。表征表征： 汽車順利通過樹樁、石塊等低矮障礙物的能力。 影響最小離地間隙的結(jié)構(gòu)：

19、前橋、飛輪殼、變速器殼等 在設(shè)計(jì)越野汽車時(shí)，應(yīng)保證有較大的較大的最小離地間隙。 轎車的最小離地間隙是：100200 越野車的最小離地間隙是：200370接近角和離去角接近角和離去角 【定義定義】： 指自車身前、后突出點(diǎn)，分別向前、后車輪外緣引指自車身前、后突出點(diǎn)，分別向前、后車輪外緣引切線，切線與路面之間的夾角。（切線，切線與路面之間的夾角。（如圖所示如圖所示） 表征表征： 汽車接近或離開障礙物時(shí)，不發(fā)生碰撞的能力。汽車接近或離開障礙物時(shí)，不發(fā)生碰撞的能力。 接近角或離去角越大，通過性越好接近角或離去角越大，通過性越好縱向通過角縱向通過角 【定義定義】： 指汽車空載、靜止時(shí)，在汽車側(cè)視圖上通過

20、車輪前指汽車空載、靜止時(shí)，在汽車側(cè)視圖上通過車輪前后外緣做切線交于下部后外緣做切線交于下部較低部位較低部位所形成的所形成的最小銳角，最小銳角，車輛可以超越的最大角度車輛可以超越的最大角度 。表征表征： 汽車可無碰撞地通過小丘、拱橋等障礙物的輪廓尺寸。汽車可無碰撞地通過小丘、拱橋等障礙物的輪廓尺寸。 縱向通過角縱向通過角越大越大，汽車的，汽車的通過性越好通過性越好。 最小轉(zhuǎn)彎直徑最小轉(zhuǎn)彎直徑 【定義定義】： 車輛行駛過程中，方向盤車輛行駛過程中，方向盤向左或向右轉(zhuǎn)到極限位置向左或向右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，車輛外轉(zhuǎn)向輪在其支時(shí)，車輛外轉(zhuǎn)向輪在其支撐面上的軌跡圓直徑。撐面上的軌跡圓直徑。最小轉(zhuǎn)彎直徑最小轉(zhuǎn)

21、彎直徑表征：表征： 車輛在最小面積內(nèi)的回轉(zhuǎn)能力和通過狹窄彎曲地帶或繞過障礙物的能力 轉(zhuǎn)彎時(shí)機(jī)動(dòng)性能最大通道寬度或者轉(zhuǎn)彎通道圓最大通道寬度或者轉(zhuǎn)彎通道圓 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，下述兩圓為下述兩圓為車輛轉(zhuǎn)彎通車輛轉(zhuǎn)彎通道圓道圓： a.車輛所有點(diǎn)在支承面上車輛所有點(diǎn)在支承面上的投影均位于圓外的最大的投影均位于圓外的最大內(nèi)圓；內(nèi)圓； b.包含車輛所有點(diǎn)在支承包含車輛所有點(diǎn)在支承面上的投影的最小外圓。面上的投影的最小外圓。車輛有左和右轉(zhuǎn)彎通道圓車輛有左和右轉(zhuǎn)彎通道圓 最大通道寬度最大通道寬度【定義定義】： 汽車最遠(yuǎn)點(diǎn)最小轉(zhuǎn)彎直徑，與最近點(diǎn)最小轉(zhuǎn)彎直徑汽車最遠(yuǎn)點(diǎn)最小轉(zhuǎn)彎直徑，與最近點(diǎn)

22、最小轉(zhuǎn)彎直徑之差的一半之差的一半 。越窄，通過性越好。幾款幾款SUV通過性比較通過性比較傾覆失效傾覆失效 越野汽車在通過較大的側(cè)坡或縱坡，可能導(dǎo)致汽車的傾覆失效傾覆失效。 在側(cè)坡上直線行駛時(shí)，當(dāng)坡度大到重力通過一側(cè)車輪中心，而另一側(cè)車輪的地面法向反作用力等于零時(shí)，則車輛將發(fā)生側(cè)翻。 式中汽車不發(fā)生倒翻的極限角。 為了防止側(cè)翻，汽車的質(zhì)心應(yīng)盡量降低質(zhì)心應(yīng)盡量降低，輪距應(yīng)盡量寬。輪距應(yīng)盡量寬。aghB2tan 第1節(jié) 汽車通過性通過性的概念通過性的概念輪廓通過性參數(shù)（評(píng)價(jià)指標(biāo)）輪廓通過性參數(shù)（評(píng)價(jià)指標(biāo)）影響通過性的因素影響通過性的因素三、影響通過性的因素主要有：行駛速度汽車車輪輪胎花紋增大輪胎直徑

23、和寬度選擇合適的輪胎氣壓減少滾動(dòng)阻力差速器正確使用駕駛方法1.行駛速度行駛速度 當(dāng)汽車的行駛速度降低時(shí)，土壤的剪切和車輪滑轉(zhuǎn)行駛速度降低時(shí)，土壤的剪切和車輪滑轉(zhuǎn)的傾向減少的傾向減少。因此，用低速行駛克服困難地段，也可改善汽車的通過性。 越野汽車傳動(dòng)系最大總傳動(dòng)比一般較大。越野汽車最低穩(wěn)定車速可按表71選取，其值隨汽車總質(zhì)量而定。汽車總質(zhì)量/kg200065008000最低穩(wěn)定車速/（km/h）523 1.52.50.51 2汽車車輪輪胎花紋增大輪胎直徑和寬度選擇合適的輪胎氣壓減少滾動(dòng)阻力（1）輪胎花紋正確選擇輪胎花紋正確選擇輪胎花紋，可以提高在一定路面，可以提高在一定路面上的通過性上的通過性

24、越野汽車的輪胎具有寬而深的花紋越野汽車的輪胎具有寬而深的花紋 ： 在濕路面上行駛時(shí)，由于只有花紋的凸起部分與地面接觸，使輪胎對(duì)地面有較高的單位壓力，足以擠出水層 ； 在松軟地面上行駛時(shí)，輪胎下陷，嵌入土壤的花紋凸起的數(shù)目增加，與地面接觸面積及土壤剪切面積都迅速增加，因而，同樣能保證有較好的附著性能。 磨損指示條磨損指示條 在新輪胎底部的花紋中有12mm寬、1.6mm深的磨損指示條（如圖）。輪胎磨損到與磨損指示條表面平齊時(shí)，應(yīng)立即調(diào)換輪胎。如磨損至還剩1mm(在條中任一點(diǎn)測量)，則已達(dá)到了規(guī)定的最小花紋深度。應(yīng)該盡快的調(diào)換輪胎。（1）輪胎花紋（2）輪胎直徑和寬度 增大輪胎直徑和寬度增大輪胎直徑和

25、寬度，都能降低輪胎的接地，都能降低輪胎的接地比壓。比壓。 增大輪胎直徑，可以改善其通過性和行駛平順性。增大輪胎直徑，可以改善其通過性和行駛平順性。 增加輪胎寬度，可以提高附著力，從而改善其通增加輪胎寬度，可以提高附著力，從而改善其通過性和制動(dòng)性等；過性和制動(dòng)性等；缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是：滾動(dòng)阻力大，導(dǎo)致油：滾動(dòng)阻力大，導(dǎo)致油耗增加。耗增加。 （3）輪胎的氣壓 在松軟地面上行駛的汽車，應(yīng)相應(yīng)降低輪胎在松軟地面上行駛的汽車，應(yīng)相應(yīng)降低輪胎的氣壓，以增大輪胎與地面的接觸面積，降的氣壓，以增大輪胎與地面的接觸面積，降低接地比壓，提高土壤推力，增大附著力，低接地比壓，提高土壤推力，增大附著力，改善其通過性改善其通

26、過性（4）前輪距和后輪距 當(dāng)汽車在松軟地面上行駛時(shí)，各車輪都需克服形當(dāng)汽車在松軟地面上行駛時(shí)，各車輪都需克服形成輪撤的阻力（滾動(dòng)阻力）。如果汽車前輪施與成輪撤的阻力（滾動(dòng)阻力）。如果汽車前輪施與后輪距相等，并有相同的輪胎寬度，則前輪轍與后輪距相等，并有相同的輪胎寬度，則前輪轍與后輪轍重合，后輪就可沿被前輪壓實(shí)的輪轍行駛，后輪轍重合，后輪就可沿被前輪壓實(shí)的輪轍行駛，使汽車總滾動(dòng)阻力減少，提高汽車通過性。所以，使汽車總滾動(dòng)阻力減少，提高汽車通過性。所以，多數(shù)越野汽車的前輪距與后輪距相等。多數(shù)越野汽車的前輪距與后輪距相等。一般：一般： 轎車前輪距稍微大于后輪距轎車前輪距稍微大于后輪距 越野汽車的前輪

27、距與后輪距相等越野汽車的前輪距與后輪距相等 3差速器 為了保證各驅(qū)動(dòng)車輪能以不同的角度旋轉(zhuǎn)，在傳動(dòng)系統(tǒng)裝有差速器。但普通的齒輪差速器，由于它有使驅(qū)動(dòng)車輪之間轉(zhuǎn)矩平均分配的特性，當(dāng)某一驅(qū)動(dòng)車輪陷入泥濘或冰雪路面上時(shí)，得到較小的附著力，則與之對(duì)應(yīng)的另一驅(qū)動(dòng)車輪，也只能以同樣小的附著力限制其驅(qū)動(dòng)力。為了避免這種情況的發(fā)生，某些越野汽車上裝有差速鎖差速鎖，以便必要時(shí)能鎖止鎖止差速器。 4駕駛方法 駕駛方法對(duì)提高汽車通過性有很大影響。在通過沙地、泥濘、雪地等松軟地面時(shí)，應(yīng)該用低速檔，以保證車輛有較大的驅(qū)動(dòng)力和較低的行駛速度。在行駛中應(yīng)避免換檔和加速，并保持直線行駛，因?yàn)檗D(zhuǎn)彎時(shí)將引起前后輪轍不重合，增加滾

28、動(dòng)阻力。 小結(jié)小結(jié) 重點(diǎn)掌握汽車通過性的概念及其評(píng)價(jià)重點(diǎn)掌握汽車通過性的概念及其評(píng)價(jià)指標(biāo)指標(biāo) 了解汽車通過性的影響因素了解汽車通過性的影響因素振動(dòng)：路面不平等原因引起汽車振動(dòng)，振動(dòng)：路面不平等原因引起汽車振動(dòng)，它影響舒適性和身體健康。它影響舒適性和身體健康。 保持振動(dòng)環(huán)境的舒適性，以保持駕保持振動(dòng)環(huán)境的舒適性，以保持駕駛員在復(fù)雜行駛和操縱條件下，具有良駛員在復(fù)雜行駛和操縱條件下，具有良好的心理狀態(tài)和準(zhǔn)確靈敏的反應(yīng)。好的心理狀態(tài)和準(zhǔn)確靈敏的反應(yīng)。 汽車的平順性影響汽車的平順性影響“ 人汽車人汽車”系系統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性以及行駛安全性。統(tǒng)的操縱穩(wěn)定性以及行駛安全性。第第2節(jié)節(jié) 汽車行駛平順性汽車行駛平

29、順性 G500的底盤調(diào)校著重強(qiáng)調(diào)的是韌性，在越野場地內(nèi)的每一個(gè)地方，G500的底盤都能給人一種拿得起放得下的穩(wěn)重感。我們可以把它稱之為G的方式：壓住障礙，而不是被障礙頂起。 平順性：平順性：保持汽車行駛過程中乘員所處的保持汽車行駛過程中乘員所處的振動(dòng)環(huán)境具有一定舒適度的性能，振動(dòng)環(huán)境具有一定舒適度的性能，并保持貨物的完好無損。并保持貨物的完好無損。評(píng)價(jià)方法：評(píng)價(jià)方法：根據(jù)乘員舒適程度評(píng)價(jià)根據(jù)乘員舒適程度評(píng)價(jià) 汽車振動(dòng)系統(tǒng)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)汽車振動(dòng)系統(tǒng)及其評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入振動(dòng)系統(tǒng)輸出評(píng)價(jià)指標(biāo)輸入振動(dòng)系統(tǒng)輸出評(píng)價(jià)指標(biāo)輸輸 入：入：路面不平度、路面不平度、 車速。車速。振動(dòng)系統(tǒng)：振動(dòng)系統(tǒng)：彈性元件、阻尼元件、

30、質(zhì)量。彈性元件、阻尼元件、質(zhì)量。輸輸 出：出：懸掛質(zhì)量或人體加速度、車輪懸掛質(zhì)量或人體加速度、車輪動(dòng)載荷。動(dòng)載荷。評(píng)價(jià)指標(biāo)：評(píng)價(jià)指標(biāo)：人體對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)、輪胎的接人體對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)、輪胎的接地性。地性。汽車行駛平順性汽車行駛平順性 一、汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo)一、汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo)（1）暴露極限）暴露極限 當(dāng)人體承受的振動(dòng)強(qiáng)度在這個(gè)極限之內(nèi)，將保持健康或安全。通常把此極限作為人體可以承受振動(dòng)量的上限。（2）疲勞一降低工作效率界限）疲勞一降低工作效率界限 這個(gè)界限與保持工作效率有關(guān)。當(dāng)駕駛員承受的振動(dòng)在此界限內(nèi)時(shí)，能保持正常地進(jìn)行駕駛。（3）舒適降低界限）舒適降低界限 此界限與保持舒適有關(guān)，它

31、影響人在車上進(jìn)行吃、讀、寫等動(dòng)作。二、影響汽車行駛平順性的因素 汽車是由多質(zhì)量組成的復(fù)雜振動(dòng)系統(tǒng)。為了便于分析，需要進(jìn)行簡化。在研究振動(dòng)時(shí)，常將汽車視為由彼此相聯(lián)系的懸掛質(zhì)量懸掛質(zhì)量與非懸掛質(zhì)量非懸掛質(zhì)量所組成。懸掛質(zhì)量懸掛質(zhì)量由車身、車架及其上的總成由車身、車架及其上的總成所構(gòu)成。非懸掛質(zhì)量非懸掛質(zhì)量由車輪、車軸構(gòu)成由車輪、車軸構(gòu)成，車輪再經(jīng)過具有一定彈性和阻尼的輪胎支承路面上。懸架結(jié)構(gòu)（懸架結(jié)構(gòu)（減振器和懸架彈簧）連接了懸掛質(zhì)量和非懸掛質(zhì)量 影響汽車平順性的重要因素： 懸架結(jié)構(gòu)、 輪胎、 懸掛質(zhì)量 非懸掛質(zhì)量 1懸架結(jié)構(gòu)懸架結(jié)構(gòu) 懸架結(jié)構(gòu)主要指彈性元件、導(dǎo)向裝置與減振裝置，其中彈性元件與懸

32、架系統(tǒng)中阻尼對(duì)平順性影響較大。 彈性元件：如果車輪振動(dòng)幅度過大，有時(shí)會(huì)離開地面，當(dāng)緊急制動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)“點(diǎn)頭”現(xiàn)象。 措施：非線性特性的變剛度懸架非線性特性的變剛度懸架 阻尼元件：減振器的阻尼可以衰減車身自由振動(dòng)和抑制車身、車輪的共振，以減小車身的垂直振動(dòng)加速度和車輪的振幅 2輪胎輪胎 輪胎由于本身的彈性，在很大程度上吸收了因路面不平所產(chǎn)生的振動(dòng)，因此它和懸掛共同保證了汽車的平傾性。 3懸掛質(zhì)量懸掛質(zhì)量 懸掛質(zhì)量分配是評(píng)價(jià)汽車平順性極其重要的參數(shù)。它取決于懸掛質(zhì)量的分布懸掛質(zhì)量的分布情況。懸掛質(zhì)量的布置應(yīng)使前、后懸掛質(zhì)量的振前、后懸掛質(zhì)量的振動(dòng)彼此互不影響動(dòng)彼此互不影響。 三、非懸掛質(zhì)量三、非

33、懸掛質(zhì)量 減少非懸掛質(zhì)量，可以減少傳給車身上的沖擊力。非是掛質(zhì)量的振動(dòng)，對(duì)懸掛質(zhì)量振動(dòng)加速度有較顯著的影響，會(huì)使其數(shù)據(jù)值加大。因此，為了提高汽車的平順性，采用非懸掛質(zhì)量較小的獨(dú)立懸掛非懸掛質(zhì)量較小的獨(dú)立懸掛更為有利。奧迪奧迪A0 QS概念車概念車這款車型不僅擁有未來太空車般的外觀，車身也這款車型不僅擁有未來太空車般的外觀，車身也采用了大量輕量化高科技材料。其車型名稱中的采用了大量輕量化高科技材料。其車型名稱中的Q代表四輪驅(qū)動(dòng)，而代表四輪驅(qū)動(dòng)，而S則代表其懸架系統(tǒng)。則代表其懸架系統(tǒng)。習(xí)題習(xí)題 通過性的參數(shù)有哪些？ 汽車不發(fā)生傾覆的極限角？ 差速鎖的作用（通過性）？ 人對(duì)振動(dòng)的三種不同的感覺界限是？ 在什么情況下采用變剛度懸架？為什么？ 據(jù)說這是一個(gè)新手剛剛提回家的凱迪拉克DTS，也就是大名鼎鼎的總統(tǒng)專車原形！想來應(yīng)該是火車看到總統(tǒng)座駕一時(shí)激動(dòng)擁抱上去“索吻”，可惜“吻”錯(cuò)了地方